JP2009106530A - 医用画像処理装置、医用画像処理方法、及び医用画像診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異なる医用画像診断装置で取得した画像を融合処理することにより、診断精度を向上した医用画像処理装置を提供する。
【解決手段】臓壁情報を含む第１の画像情報と、心臓部の３次元画像を含む第２の画像情報を取り込む画像入力部と、心臓壁情報を基に心臓異常部位を推定し、異常部位情報を作成する情報作成部と、３次元画像に含まれる血管部の画像を抽出する血管抽出部と、異常部位情報と血管部の画像を処理して診断用画像を作成する画像作成部と、異常部位情報と前記血管部の画像を取り込み、前記心臓異常部位を核とする所定範囲の血管領域を中心に血管病変部の候補を探索する血管変異探索部と、血管病変部の候補を表す候補画像を作成して診断用画像に付加して表示部に表示する情報付加部と、を具備する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、心疾患の医用診断において、複数の医用画像診断装置で取得した医用画像を処理して、冠動脈と心臓壁情報を融合して表示し、さらにその上に血管狭窄（又は閉塞）部位等の病変部の候補を表示するようにした医用画像処理装置及び処理方法に関する。また、同様の画像処理を実行可能な医用画像診断装置に関する。

従来、Ｘ線ＣＴ装置、超音波診断装置、ＭＲＩ装置等を用いた医用システムでは、コンピュータによる画像診断が行われており、被検体を撮影して取得した画像を基に診断を行っている。

例えば心疾患の画像診断方法の一例として、超音波診断装置による心筋コントラストエコー法が知られている。コントラストエコー法は、被検体に造影剤を投与し心臓等の局所的な組織の血流情報を映像化するものであり、心臓の壁運動の観察が可能である。また近年では、Ｘ線ＣＴ装置でも３次元ボリュームデータを用いた心臓の血管形状の観察が行われている。

一方、超音波画像は心臓の壁運動観察のような機能診断を得意としている反面、超音波画像の画質上、冠動脈像の構築など形態観察は不得意である。また、ＣＴ画像は冠動脈像の構築など形態観察を得意としているが、現在のＸ線ＣＴ装置の時間分解能では、壁運動の観察には不向きである。

したがって、従来では、血管狭窄または閉塞部位を見つけるには、Ｘ線ＣＴ装置によって得た血管形状の画像と、超音波診断装置で得た壁運動の低下部位の情報を見比べながら、医師が頭の中で両者の情報を融合して診断せざるを得なかった。

尚、造影剤の投与による血管の撮影に関連して、Ｘ線ＣＴ装置において３Ｄボリューム画像上から造影血管領域である冠動脈のみを抽出する血管抽出アルゴリズムが、非特許文献１に記載されている。
O. Wink, W. J. Niessen, M. A. Viergever, "Fast Delineation and Visualization of Vessels in 3-D Angiographic Images", IEEE Trans. Med. Imaging, Vol.19, No.4, p.337-346, Apr., 2000.

従来、超音波画像は、壁運動観察のような機能診断を得意としているが、超音波画像の画質上、冠動脈像の構築など形態観察は不得意である。一方、ＣＴ画像は冠動脈像の構築など形態観察を得意としているが、現在のＣＴ装置の時間分解能では、壁運動観察には不向きである。そこで、それぞれの弱点を補完した医用画像処理装置の出現が望まれている。

本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、異なる医用画像診断装置で取得した画像を融合処理することにより、診断精度を向上した医用画像処理装置、医用画像処理方法、及び医用画像診断装置を提供することを目的とする。

請求項1記載の本発明は、心疾患の診断に利用可能な医用画像処理装置であって、第１の医用画像診断装置によって取得した心臓壁情報を含む第１の画像情報と、第２の医用画像診断装置によって取得した心臓部の３次元画像を含む第２の画像情報を取り込む画像入力部と、前記第１の画像情報に含まれる前記心臓壁情報を基に心臓異常部位を推定し、異常部位情報を作成する情報作成部と、前記３次元画像に含まれる血管部の画像を抽出する血管抽出部と、前記異常部位情報と前記血管部の画像を処理して診断用画像を作成する画像作成部と、前記異常部位情報と前記血管部の画像を取り込み、前記心臓異常部位を核とする所定範囲の血管領域を中心に血管病変部の候補を探索する血管変異探索部と、前記血管病変部の候補を表す候補画像を作成し、前記診断用画像に前記候補画像を付加して表示部に表示する情報付加部と、を具備したことを特徴とする。

また、請求項１３記載の本発明は、心疾患の診断に利用可能な医用画像処理方法であって、第１の医用画像診断装置によって取得した心臓壁情報を含む第１の画像情報と、第２の医用画像診断装置によって取得した心臓部の３次元画像を含む第２の画像情報を取り込み、前記第１の画像情報に含まれる前記心臓壁情報を基に心臓異常部位を推定して異常部位情報を作成し、前記３次元画像に含まれる血管部の画像を抽出し、前記異常部位情報と前記血管部の画像を処理して診断用画像を作成し、前記異常部位情報と前記血管部の画像を取り込み、前記心臓異常部位を核とする所定範囲の血管領域を中心に血管病変部の候補を探索し、前記血管病変部の候補を表す候補画像を作成し前記診断用画像に付加して表示部に表示することを特徴とする。

さらに、請求項２０記載の本発明は、被検体の心臓壁情報を含む第１の画像情報、及び心臓部の３次元画像を含む第２の画像情報を利用して心疾患の診断を可能にした医用画像診断装置であって、前記被検体を撮影して、前記第１の画像情報及び前記第２の画像情報のいずれか一方を取得する撮影部と、前記撮影部で取得した前記一方の画像情報と、他の医用画像診断装置で取得した他方の画像情報を取り込む画像入力部と、前記第１の画像情報に含まれる前記心臓壁情報を基に心臓異常部位を推定し、異常部位情報を作成する情報作成部と、前記３次元画像に含まれる血管部の画像を抽出する血管抽出部と、前記異常部位情報と前記血管部の画像を処理して診断用画像を作成する画像作成部と、前記異常部位情報と前記血管部の画像を取り込み、前記心臓異常部位を核とする所定範囲の血管領域を中心に血管病変部の候補を探索する血管変異探索部と、前記血管病変部の候補を表す候補画像を作成し、前記診断用画像に前記候補画像を付加する情報付加部と、
前記情報付加部から出力される画像情報を表示する表示部と、を具備したことを特徴とする。

本発明によれば、例えば心疾患の画像診断において、ＣＴ画像から得られる冠動脈の形態情報と、超音波画像から得られる壁運動低下領域の機能情報とを融合して表示することができ、さらに血管狭窄又は閉塞部位等の血管病変部の候補を付加表示することができるため、診断精度を向上させることができる。

以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の医用画像診断装置を用いた医用システムを示すシステム構成図である。

図１の医用システムは、医用画像診断装置として、Ｘ線ＣＴ装置１０１、超音波診断装置１０２、ＭＲＩ装置１０３、Ｘ線診断装置１０４等のモダリティがネットワーク１００に接続されている。さらに他の医用装置として、医用画像データを保管するファイルサーバ２００や、画像観察端末２０１、及び入出力端末装置としてのＰＣ（Personal Computer）２０２，２０３等がネットワーク１００に接続されている。

Ｘ線ＣＴ装置１０１、超音波診断装置１０２、ＭＲＩ装置１０３、Ｘ線診断装置１０４は、医用画像を取得するものであり、画像観察端末２０１は、各医用画像診断装置で取得した画像、或いはファイルサーバ２００に保管された医用画像データを処理して診断用の画像を表示するものである。

また、ＰＣ２０２，２０３は、ネットワーク１００上の各装置にログインして情報の入出力を行う端末である。また、ネットワーク１００を介して医用画像を通信するための標準規格として、医用画像通信規約ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communication in Medicine）が存在し、ネットワーク１００もこの規約に適合したものを用いている。

図１のシステムにおいて、医師は、ＰＣ２０２，２０３を利用して検査のオーダを出し、技師は、オーダに基づきＸ線ＣＴ装置１０１、超音波診断装置１０２等のモダリティを操作して検査を実施し、これらモダリティで撮影された医用画像データは、ファイルサーバ２００に格納される。ファイルサーバ２００としては、ＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）等の画像保管システムが用いられる。

また医用画像データには、患者ＩＤ、患者名、年齢、性別、検査部位等の付帯情報が付されて医用画像サーバ２００に保存され、付帯情報を基に各種の検索が可能になっている。さらに画像観察端末２０１は、例えば医用画像リスト、患者リストの作成処理や、ユーザ（医師、技師、オペレータ等）の要求によって画像データの処理を行い、各種の診断用の情報を表示部に表示する。

図２は、医用画像診断装置の１つであるＸ線ＣＴ装置１０１の一実施形態を示す構成図である。

図２において、Ｘ線ＣＴ装置１０１は、架台(ガントリ)１１を有し、この架台１１内には回転部１２が設けられ、図示しない回転機構によって回転する。回転部１２内には、Ｘ線管１３と、Ｘ線検出器１４が対向して配置されており、回転部１２の中心部分は開口して、そこに寝台の天板１５に載置された被検体Ｐが挿入される。Ｘ線管１３、Ｘ線検出器１４等は、撮影部を構成する。

被検体Ｐを透過したＸ線はＸ線検出器１４で電気信号に変換され、データ収集部１６で増幅され、デジタルデータに変換される。このデジタルデータは、データ伝送装置１７を介して投影データとして操作コンソール２２に伝送される。また、架台１１には架台制御部１８、スリップリング１９が設けられている。

また天板１５は、寝台２０に設けた寝台駆動装置（図示せず）によって架台１１の開口部に進退可能であり、寝台駆動装置には、寝台制御部２１から駆動信号が供給される。

２２は操作コンソールであり、コンピュータシステムを構成する。操作コンソール２２は前処理部２３を有し、データ伝送装置１７からのデータが前処理部２３に送られる。前処理部２３では、信号強度の補正や信号欠落の補正等の処理を行い、投影データをバスライン１０上に出力する。

バスライン１０にはシステム制御部２４が接続され、システム制御部２４には、入力部２５が接続されている。またバスライン１０には、データ記憶部２６、再構成処理部２７、画像データ処理部２８、表示部２９が接続されている。

システム制御部２４はホストコントローラとして機能し、操作コンソール２２の各部の動作や、架台制御部１８及び高電圧発生部３０を制御する。

データ記憶部２６は断層画像等のデータを記憶するものであり、再構成処理部２７はボリュームデータから関心領域或いは関心臓器を抽出し、３Ｄ画像データを再構成する。画像データ処理部２８はデータ記憶部２６に保存されたデータ、または再構成したあとの画像データを処理する。表示部２９は画像データ処理によって得られた画像等を表示する。

入力部２５はキーボード、マウス等を有し、ユーザによって操作され、データ処理する上で各種の設定を行う。また、患者の状態や検査方法等の各種情報を入力する。

高電圧発生部３０は、スリップリング１９を介してＸ線管１３に電力を供給し、Ｘ線の曝射に必要な電力（管電圧、管電流）を与える。Ｘ線管１３は、被検体Ｐの体軸方向に平行なスライス方向と、それに直交するチャンネル方向の２方向に広がるビームＸ線を発生する。

またバスライン１０には、ネットワークインタフェース３１が接続され、Ｘ線ＣＴ装置１０１はネットワーク１００に接続可能になっている。ネットワーク１００には、前述した超音波診断装置１０２、ＭＲＩ装置１０３や、ファイルサーバ２００、画像観察端末２０１等が接続されている。

Ｘ線ＣＴ装置１０１では、スキャン範囲を設定してボリュームスキャン（３Ｄスキャン）を行い、再構成処理部２７で再構成することでその範囲内の３Ｄ（３次元）画像を得ることができる。

またＸ線ＣＴ装置１０１では、血管等の器官の観察を目的として被検体に造影剤を投与して撮影することがある。造影剤の投与による血管の撮影では、造影血管のＸ線ＣＴ画像データが再構成され、さらにＸ線ＣＴ画像データから３Ｄ画像データが作成される。

再構成処理により、ＭＰＲ画像（Multi Planer Reconstruction）が得られ、このＭＰＲ画像を基に３Ｄ画像データが作成される。３Ｄ画像データの作成方法としては、例えば、任意の方向に投影処理を行い投影経路中の最大値を表示する最大値投影法（ＭＩＰ：Maximum Intensity Projection）、又は最小値を投影する最小値投影法(Minimum Intensity Projection)、加算平均投影法(X-ray Projection)がある。

造影血管の観察には、ＭＩＰにより作成された３Ｄ画像（ＭＩＰ画像）が頻繁に用いられる。また、画素値（ＣＴ値）や不透明度（オパシティ）を用いて立体感のある画像を再構成して可視化するＶＲ法（Volume Rendering）や、さらに影付きで表示するＳＶＲ法（Shaded Volume Rendering）も用いられている。

次に本発明の主要部の構成と機能について説明する。

図３は、画像観察端末２０１の構成を示すブロック図であり、画像観察端末２０１は、本発明の医用画像処理装置を構成する。

画像観察端末２０１は、異なる複数の医用画像診断装置で取得した医用画像を融合処理して表示するものであり、以下の実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置１０１及び超音波診断装置１０２で取得した画像を処理する場合について説明する。また、以下においては、心疾患の画像診断を例に説明し、心臓冠動脈の血管狭窄部位（又は閉塞部位）の候補を表示する場合について説明する。

図３において、画像観察端末２０１(医用画像処理装置)には、画像入力部４１が設けられ、この画像入力部４１には、超音波診断装置１０２及びＸ線ＣＴ装置１０１で取得した画像データが供給される。

ここで、超音波診断装置１０２では、例えば心筋コントラストエコー法により、３次元超音波画像と３次元壁運動情報が得られ、同時に心電計により、画像収集された時の心電図情報が得られる。また、Ｘ線ＣＴ装置１０１により、３次元ＣＴ画像及び冠動脈造影像が得られ、同時に心電計により、画像収集された時の心電図情報が得られるものとする。

画像入力部４１には、超音波診断装置１０２から心臓部の壁情報である３次元超音波画像（壁運動情報）及びその心電図情報が入力され、かつ、Ｘ線ＣＴ装置１０１から心臓部の３次元ＣＴ画像（冠動脈造影像）及びその心電図情報が入力される。

画像入力部４１は、時相合わせ部４２に接続されており、時相合わせ部４２では、超音波画像と３次元ＣＴ画像の各心電図情報により、時相合わせを行う。例えば、拡張末期の時相で、画像の対応関係を合わせる。

時相合わせ部４２は、位置合わせ部４３に接続されており、位置合わせ部４３では、時相合わせされた超音波画像と３次元ＣＴ画像の位置合わせを行う。位置合わせ部４３は、例えば、３次元ＣＴ画像の心臓全体と、一部の心臓画像となる超音波画像との相関情報を用いて位置合せする方法や、ユーザが各ボリュームに、心臓の或る特徴点３点と思われる場所を指定して位置あわせを行う方法などがある。

位置合わせ部４３は情報作成部４４及び血管抽出部４５に接続されており、情報作成部４４は、位置合せされた３次元超音波画像の壁運動情報を用いて、壁運動低下部位の情報を作成する。即ち、情報作成部４４は、壁運動の変化が所定の閾値よりも低い部分を壁運動低下部位とみなして、心臓異常部位情報、つまり壁運動低下部位の情報を作成する。壁運動低下部位は、複数存在する場合もある。

血管抽出部４５は、位置合せされた３次元ＣＴ画像の冠動脈像を用いて、例えば閾値設定等により、冠動脈部分を抽出する。また、これにより血管と血管以外の領域にボリュームを分割する。

情報作成部４４からの壁運動低下部位の情報、及び血管抽出部４５からの血管像と血管以外の領域の画像は、画像作成部４６に供給される。画像作成部４６は、診断用画像を作成するもので、マスク画像作成部４７、ＳＶＲ画像作成部４８、及びＭＰＲ画像作成部４９を有している。

マスク画像作成部４７では、壁運動低下部位の情報を基に壁運動低下部位を示すマスク画像を作成し、例えば壁運動の低下領域内を予め設定された色で塗りつぶすなどのマスク処理を行う。

ＳＶＲ画像作成部４８では、血管部分のＳＶＲ画像を作成する。また、ＭＰＲ画像作成部４９では、血管以外のＭＰＲ画像を作成する。ＳＶＲ画像及びＭＰＲ画像の作成は、従来周知の方法を用いる。

マスク画像作成部４７、ＳＶＲ画像作成部４８、ＭＰＲ画像作成部４９には、それぞれ表示方向指示部５０からの情報が入力され、ユーザが指定した表示方向の画像を作成する。表示方向指示部５０は、入力部５７に接続されており、ユーザが入力部５７を操作することにより、表示方向を指示することができる。尚、ＭＰＲ画像作成部４９では、ユーザが指示した表示方向に対して垂直なＭＰＲ断面画像を作成する。また奥行き方向に対しては、ユーザが調整できる。

マスク画像作成部４７、ＳＶＲ画像作成部４８、ＭＰＲ画像作成部４９でそれぞれ作成された壁運動低下部位の画像と、血管部のＳＶＲ画像と、血管以外のＭＰＲ画像は、画像合成部５１に供給されて合成処理され、診断用画像が生成される（詳細は追って説明する）。

一方、血管抽出部４５は、芯線抽出部５２に接続されており、血管抽出部４５で抽出された血管部の画像（血管像）を用いて、血管芯線や血管径の情報を生成する。また血管芯線に沿って血管径を解析し、血管径が所定の閾値以上に狭く変化する部分がある場合、その位置情報を生成する。

また情報作成部４４にて抽出された壁運動低下部位の情報と、芯線抽出部５２にて作成された血管芯線と血管径の情報は、血管変異探索部５３に供給される。血管変異探索部５３は、血管病変部である血管狭窄（又は閉塞）部位の候補を探索し、血管狭窄部位又は血管閉塞部位候補の位置情報を生成する。また血管変異探索部５３には、メモリ５４が接続されている。

さらに画像合成部５１と血管変異探索部５３は、情報付加部５５に接続されている。情報付加部５５は、血管変異探索部５３で探索した位置情報を基に血管狭窄部位（又は閉塞部位）の候補を示す候補画像を生成し、画像合成部５１からの診断用画像に重畳する。

血管狭窄部位（又は閉塞部位）の候補の画像は、異なる形態で表示され、例えば血管狭窄部位と血管閉塞部位の画像は、それぞれ異なる色、又は異なる図形として表される。また色はユーザが任意に設定できるようにしてもよい。

情報付加部５５の出力は表示部５６に供給されて表示される。表示部５６としては、液晶ディスプレイ等が用いられる。

また、上述した入力部５７は、キーボード、マウス等を有し、ユーザによって操作され、各種の指示や情報を入力することができる。また入力部５７は、表示部５６を利用したグラフィカル・ユーザ・インターフェース(ＧＵＩ）としても機能する。

次に本発明の一実施形態に係る医用画像処理装置の動作について、図４、図５を参照して説明する。

画像入力部４１には、超音波診断装置１０２から３次元超音波画像である心臓の壁運動情報とその心電図情報が入力される。また、Ｘ線ＣＴ装置１０１から３次元ＣＴ画像である冠動脈造影像とその心電図情報が入力される。

時相合わせ部４２では、３次元超音波画像と３次元ＣＴ画像の各心電図情報により、時相合わせを行う。例えば、心電図情報の拡張末期の時相で、画像の対応関係を合わせる。

位置合わせ部４３では、時相合わせされた３次元超音波画像と３次元ＣＴ画像を用いて、２つのボリュームの位置合わせを行う。ここでは、例えば３次元ＣＴ画像の心臓全体と、一部の心臓画像となる３次元超音波画像との相関情報を用いた方法や、ユーザが各ボリュームに、心臓のある特徴点３点を指定して位置合せを行う方法などを用いて位置合わせを行う。

相関情報を用いた位置合せ方法は、例えば文献「Multimodality Image Registration by Maximization of Mutual Information IEEE TRANSACTIONS ON MEDICAL IMAGING, VOL. 16, NO. 2, APRIL 1997」に記載されている。

情報作成部４４では、位置合せされた３次元超音波画像の壁運動情報を用いて、壁運動の変化が或る閾値以下の部位を抽出し、壁運動低下部位の情報を作成する。

次のマスク画像作成部４７では、壁運動低下部位の情報を用いて、心臓異常部位の領域を表すグラフィックス画像（マスク画像）を作成する。壁運動低下部位が複数存在する場合は、マスク画像が複数作成される。

図４（ａ）は、超音波画像の一例を示すもので、壁運動低下部位の領域内を予め設定された色で塗りつぶしたマスク画像Ａが表示される。尚、図４（ａ）において６１は、心筋部を示す。

また、血管抽出部４５では、位置合せされた３次元ＣＴ画像の冠動脈像を用いて、例えば閾値処理により冠動脈部分を抽出する。また、血管と血管以外の領域にボリューム画像を分割する。

ＳＶＲ画像作成部４８では、抽出された血管部分のボリューム画像を用いて、血管部分のＳＶＲ画像を生成する。図４（ｂ）はＣＴ画像の一例を示すもので、太線で示す画像Ｂは、血管部分のＳＶＲ画像を示す。

また、ＭＰＲ画像作成部４９では、血管以外の領域のボリューム画像を基に血管以外のＭＰＲ画像を作成する。図４（ｂ）の６１で示す画像は、心筋のＭＰＲ画像である。

マスク画像作成部４７、ＳＶＲ画像作成部４８、及びＭＰＲ画像作成部４９で作成された画像は、画像合成部５１によって合成され、図４（ｃ）で示すような診断用画像が生成される。

一方、芯線抽出部５２は、血管抽出部４５にて抽出された血管像を用いて、血管芯線や血管径の情報を生成する。血管芯線の抽出方法としては、例えば非特許文献１で示すような血管解析の方法を用いることができる。また血管芯線に沿って血管径を解析し、血管径が所定の閾値以上に狭く変化する部分がある場合、血管狭窄部位候補としてその位置情報を生成する。

血管変異探索部５３は、情報作成部４４にて抽出された壁運動低下領域の情報と、芯線抽出部５２にて作成された血管芯線と血管径の情報を用いて、血管狭窄部位又は血管閉塞部位の候補を示す位置情報を生成する。

情報付加部５５は、血管変異探索部５３で探索した位置情報を基に血管狭窄部位又は血管閉塞部位候補の位置を示す候補画像を生成し、画像合成部５１からの診断用画像に重畳する。

図５（ａ）〜（ｃ）は、血管狭窄部位又は血管閉塞部位候補の探索過程を示した図である。血管狭窄部位又は血管閉塞部位の候補は、図５（ｃ）で示すように表示されるが、詳細は後述する。

次に、血管変異探索部５３における血管狭窄部位の探索方法を、図６のフローチャートをも参照して説明する。

図６のステップＳ１では、情報作成部４４からの壁運動低下部位情報と、芯線抽出部５２からの血管芯線及び血管径情報を基に血管狭窄部位の探索を開始する。

ステップＳ２は、壁運動低下部位情報から、壁運動低下部位の領域が何個あるかを調べるステップであり、ここでは、例えばＮ個あった場合を想定している。ステップＳ３は、壁運動低下部位の領域ＡがＮ個（Ａ＝１，２，３…Ｎ）のとき、Ａ＝Ｎか否かを判断する。

ステップＳ３がＹＥＳであれば、終了ステップＳ４に移行し、ステップＳ３がＮＯ（Ａ≠Ｎ）であれば、次のステップＳ５に進む。ステップＳ５では、領域Ａをある設定回数分、拡張する。領域拡張は従来からある領域拡張法を用いて行われる。

図５（ａ）の点線Ｃは、領域Ａを拡張した領域を示している。領域の拡張は、壁運動低下領域Ａを核として、それに隣接する血管の場所を抽出するために行う。なお、領域拡張を行う回数はユーザが調整可能にしてもよい。

次のステップＳ６では、拡張領域Ｃ内の血管芯線部分を抽出する。図５（ｂ）は抽出した血管芯線Ｂ’を示すものであり、領域Ｃ内の血管芯線と、それに繋がる領域Ｃ外の血管芯線を示す。またこのとき、領域Ｃの境界で切断された血管芯線の位置（図５（ｂ）の点Ｘ）の情報をメモリ５４に記憶しておく。

ステップＳ７では、先ず領域Ｃ内に存在する血管領域（冠動脈）ついて、血管芯線Ｂ’に沿って血管径の変化を探索する。血管径が或る閾値以上に変化して狭くなっている場合、血管狭窄部位の候補Ｄとして、その位置情報をメモリ５４に記憶する。尚、閾値はユーザが調整できるようにしてもよい。

次に、拡張領域Ｃの境界で切断された血管芯線の端点（図５（ｂ）Ｘ点）から、それに繋がる領域Ｃ外の血管領域（冠動脈）に対して血管芯線Ｂ’沿って血管径の変化を探索する。そして血管径が或る閾値以上に変化して狭くなっている場合、同様に血管狭窄部位の候補Ｄとして、その位置情報をメモリ５４に記憶する。

ステップＳ８は、血管狭窄部位候補Ｄの位置情報を記憶するステップである。壁運動低下部位がＮ個ある場合は、ステップＳ３に戻って同様の処理をＮ回繰り返し、すべての壁運動低下部位において血管狭窄部位の候補を探索して記憶する。

また血管狭窄部位候補の画像は、表示部５５に表示される。図５（ｃ）は、情報付加部５５の出力画像を拡大して示すものであり、血管狭窄部位候補Ｄの画像は、図５（ｃ）の丸印で示すように所定の色で表示される。こうして拡張領域Ｃを中心にして散在する血管狭窄部位の候補Ｄを分かりやすく表示することができる。

次に、血管変異探索部５３における血管閉塞部位の探索方法を、図７のフローチャートを参照して説明する。

図７のステップＳ１１〜Ｓ１６までは、図５のステップＳ１〜Ｓ６と同様の処理を行うものであり、ステップＳ１１は、情報作成部４４からの壁運動低下部位情報と、芯線抽出部５２からの血管芯線及び血管径情報を基に血管閉塞部位の探索を開始する。

ステップＳ１２では、壁運動低下部位情報から、壁運動低下部位の領域Ａが何個あるかを調べる。ここでは、例えばＮ個あった場合を想定する。ステップＳ１３では、Ａ＝Ｎか否かを判断する。

ステップＳ１３がＹＥＳであれば、終了ステップＳ１４に移行し、ＮＯ（Ａ≠Ｎ）であれば、次のステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、領域Ａをある設定回数分、拡張する。図５（ａ）の点線Ｃは拡張された領域を示す。

次のステップＳ１６では、拡張領域Ｃ内の血管芯線部分を抽出する。図５（ｂ）は抽出した血管芯線部分Ｂ’を示す。ここでも、図５（ｂ）の領域Ｃの境界で切断された血管芯線の位置（点Ｘ）の情報をメモリ５４に記憶しておく。

ステップＳ１７では、先ず領域Ｃ内に存在する血管領域（冠動脈）について、血管芯線Ｂ’に沿って終端となる部分を探索する。ただし、領域Ｃの境界で切断された血管芯線の位置Ｘは除く。そして抽出された血管終端の部分を、血管閉塞部位の候補Ｅとして、その位置情報をメモリ５４に記憶する。

次に、境界Ｃの境界で切断された血管芯線の端点Ｘから、領域Ｃ外の血管に対して、血管芯線Ｂ’に沿って血管終端となる位置を探索する。そして抽出された血管閉塞部位の候補Ｅとして、その位置情報をメモリ５４に記憶する（ステップＳ１８）。また境界Ｃで切断された血管芯線の端点全てについて探索を行う。

壁運動低下部位ＡがＮ個ある場合は、ステップＳ１３に戻って同様の処理をＮ回繰り返し、すべての壁運動低下部位Ａにおいて血管閉塞部位の候補Ｅを探索して記憶する。

血管閉塞部位候補の画像は、表示部５５に表示され、図５（ｃ）の矩形印Ｅで示すように所定の色で表示される。こうして拡張領域Ｃを中心にして散在する血管閉塞部位の候補Ｅを分かりやすく表示することができる。

尚、血管狭窄部位候補Ｄと血管閉塞部位候補Ｅの画像は、それぞれ異なる色、又は異なる形状として表されるが、色や形状はユーザが任意に設定できるようにしてもよい。

以上、述べたように本発明の実施形態に係る医用画像処理装置によれば、例えば超音波画像とＣＴ画像を合成して表示し、さらに血管狭窄又は閉塞部位の候補となる画像を付加して表示することができるため、疾患部位を診断する際の診断精度を向上させることができる。

尚、以上の説明では、心臓の異常部位情報（壁運動の低下部位情報）を得るために、超音波診断装置１０２を用いる例について説明したが、これに限らず、ＭＲＩ装置１０３、核医学診断装置（ＳＰＥＣＴ）を用いるようにしても良い。また３次元血管造影像を得るために、Ｘ線ＣＴ装置１０１を用いる例について説明したが、これに限らず、ＭＲＩ装置１０３や、Ｘ線診断装置１０４を用いるようにしても良い。

また、本発明の医用画像処理装置は、画像観察端末２０１としてユニット化されたものを例に説明したが、こりに限らず、Ｘ線ＣＴ装置１０１や、超音波診断装置１０２内に組み込んで構成することもできる。

例えば、Ｘ線ＣＴ装置１０１に組み込む場合は、図２の画像データ処理部２８に、図３で示す画像入力部４１から情報付加部５５までの機能ブロックを内蔵させ、図３の表示部５６及び入力部５７の機能は、図２の表示部２９及び入力部２５で代用させれば良い。そしてネットワークインタフェース３１を介して超音波診断装置１０２からの画像データを取り込むようにすれば良い。

また、血管狭窄部位又は血管閉塞部位の候補画像Ｄ，Ｅを表示した際に、ユーザがその表示位置を選択（クリック）することよって、選択した部位の周辺の血管芯線に沿った曲面ＭＰＲ像とクロスカット像を別窓で表示するようにしても良い。

また本発明の実施形態は以上の説明に限定されることなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

本発明の医用画像処理装置が適用された医用システムを示す構成図。 本発明の医用画像診断装置であるＸ線ＣＴ装置の一例を示すブロック図。 本発明の医用画像処理装置の一実施形態を示すブロック図。 本発明の一実施形態に係る画像作成部の動作を説明する説明図。 本発明の一実施形態に係る血管変異部位探索部の動作を説明する説明図。 本発明の一実施形態に係る血管狭窄部位の探索動作を説明するフローチャート。 本発明の一実施形態に係る血管閉塞部位の探索動作を説明するフローチャート。

符号の説明

１００…ネットワーク
１０１…Ｘ線ＣＴ装置
１０２…超音波診断装置
２００…ファイルサーバ
２０１…画像観察端末（医用画像処理装置）
４１…画像入力部
４２…時相合わせ部
４３…位置合わせ部
４４…情報作成部
４５…血管抽出部
４６…画像作成部
４７…マスク画像作成部
４８…ＳＶＲ画像作成部
４９…ＭＰＲ画像作成部
５０…表示方向指示部
５１…画像合成部
５２…芯線抽出部
５３…血管変異部位探索部
５４…メモリ
５５…情報付加部
５６…表示部
５７…入力部

Claims (20)

1. 心疾患の診断に利用可能な医用画像処理装置であって、
   第１の医用画像診断装置によって取得した、心臓壁情報を含む第１の画像情報と、第２の医用画像診断装置によって取得した、心臓部の３次元画像を含む第２の画像情報を取り込む画像入力部と、
   前記第１の画像情報に含まれる前記心臓壁情報を基に心臓異常部位を推定し、異常部位情報を作成する情報作成部と、
   前記３次元画像に含まれる血管部の画像を抽出する血管抽出部と、
   前記異常部位情報と前記血管部の画像を処理して診断用画像を作成する画像作成部と、
   前記異常部位情報と前記血管部の画像を取り込み、前記心臓異常部位を核とする所定範囲の血管領域を中心に血管病変部の候補を探索する血管変異探索部と、
   前記血管病変部の候補を表す候補画像を作成し、前記診断用画像に前記候補画像を付加して表示部に表示する情報付加部と、を具備したことを特徴とする医用画像処理装置。
2. 前記第１の医用画像診断装置は、超音波診断装置、ＭＲＩ装置、核医学診断装置のいずれかで成り、前記第２の医用画像診断装置は、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置、Ｘ線診断装置のいずれかで成ることを特徴とする請求項１記載の医用画像処理装置。
3. 前記第１の医用画像診断装置は超音波診断装置で成り、前記第２の医用画像診断装置はＸ線ＣＴ装置で成ることを特徴とする請求項１記載の医用画像処理装置。
4. 前記画像入力部は、前記３次元画像として冠動脈造影像を取り込むことを特徴とする請求項１記載の医用画像処理装置。
5. 前記情報作成部は、前記心臓壁情報を用いて心臓の壁運動が低下した部位を前記心臓異常部位として推定し、前記異常部位情報を作成することを特徴とする請求項１記載の医用画像処理装置。
6. 前記画像作成部は、前記血管抽出部で抽出した血管部の画像を処理して、前記診断用画像として血管部のＳＶＲ（Shaded Volume Rendering）画像を作成することを特徴とする請求項１記載の医用画像処理装置。
7. 前記画像作成部は、前記異常部位情報を処理して、前記診断用画像として前記心臓異常部位を示すマスク画像を作成することを特徴とする請求項１記載の医用画像処理装置。
8. 前記血管変異探索部は、血管病変部の候補を探索する際に、前記血管画像から血管芯線を抽出し、前記所定範囲内における血管領域と、前記所定範囲内の血管領域に繋がる前記所定範囲外の血管領域について、前記血管芯線に沿って血管径を判別し、前記血管径の大きさが急激に変化した部分を、血管狭窄部位の候補として探索することを特徴とする請求項１記載の医用画像処理装置。
9. 前記血管変異探索部は、血管病変部の候補を探索する際に、前記血管画像から血管芯線を抽出し、前記所定範囲内における血管領域と、前記所定範囲内の血管領域に繋がる前記所定範囲外の血管領域について、前記血管芯線に沿う血管終端部分を判別し、前記血管終端部分を、血管閉塞部位の候補として探索することを特徴とする請求項１記載の医用画像処理装置。
10. 前記血管変異探索部は、前記心臓異常部位を核として所定の拡張範囲を設定し、該拡張範囲の血管領域を中心に血管病変部の候補を探索することを特徴とする請求項１記載の医用画像処理装置。
11. 前記情報付加部は、前記血管変異探索部によって探索した血管狭窄部位及び血管閉塞部位を表示するため、それぞれ異なる形態の候補画像を作成することを特徴とする請求項１記載の医用画像処理装置。
12. さらに、前記画像入力部に取り込んだ前記心臓壁情報と前記３次元画像の時相および位置合わせを行う時相・位置合わせ部を、前記画像作成部及び前記血管変異探索部の前段部に設けたことを特徴とする請求項１記載の医用画像処理装置。
13. 心疾患の診断に利用可能な医用画像処理方法であって、
    第１の医用画像診断装置によって取得した心臓壁情報を含む第１の画像情報と、第２の医用画像診断装置によって取得した心臓部の３次元画像を含む第２の画像情報を取り込み、
    前記第１の画像情報に含まれる前記心臓壁情報を基に心臓異常部位を推定して異常部位情報を作成し、
    前記３次元画像に含まれる血管部の画像を抽出し、
    前記異常部位情報と前記血管部の画像を処理して診断用画像を作成し、
    前記異常部位情報と前記血管部の画像を取り込み、前記心臓異常部位を核とする所定範囲の血管領域を中心に血管病変部の候補を探索し、
    前記血管病変部の候補を表す候補画像を作成し前記診断用画像に付加して表示部に表示することを特徴とする医用画像処理方法。
14. 前記心臓壁情報を用いて心臓の壁運動が低下した部位を前記心臓異常部位として推定することを特徴とする請求項１３記載の医用画像処理方法。
15. 前記血管病変部の候補を探索する際に、前記血管画像から血管芯線を抽出し、
    前記所定範囲内における血管領域と、前記所定範囲内の血管領域に繋がる前記所定範囲外の血管領域について、前記血管芯線に沿って血管径を判別し、
    前記血管径の大きさが急激に変化した部分を、血管狭窄部位の候補として探索することを特徴とする請求項１３記載の医用画像処理方法。
16. 前記血管病変部の候補を探索する際に、前記血管画像から血管芯線を抽出し、
    前記所定範囲内における血管領域と、前記所定範囲内の血管領域に繋がる前記所定範囲外の血管領域について、前記血管芯線に沿う血管終端部分を判別し、
    前記血管終端部分を、血管閉塞部位の候補として探索することを特徴とする請求項１３記載の医用画像処理方法。
17. 前記血管病変部の候補を探索する際に、前記心臓異常部位を核として所定の拡張範囲を設定し、該拡張範囲の血管領域を中心に血管病変部の候補を探索することを特徴とする請求項１３記載の医用画像処理方法。
18. 前記血管病変部の候補として血管狭窄部位及び血管閉塞部位を探索し、探索した血管狭窄部位及び血管閉塞部位の候補を表示するため、それぞれ異なる形態の候補画像を作成することを特徴とする請求項１３記載の医用画像処理方法。
19. 前記診断用画像を作成する前、及び前記血管病変部の候補を探索する前に、前記心臓壁情報と前記３次元画像の時相及び位置合わせを行うことを特徴とする請求項１３記載の医用画像処理方法。
20. 被検体の心臓壁情報を含む第１の画像情報、及び心臓部の３次元画像を含む第２の画像情報を利用して心疾患の診断を可能にした医用画像診断装置であって、
    前記被検体を撮影して、前記第１の画像情報及び前記第２の画像情報のいずれか一方を取得する撮影部と、
    前記撮影部で取得した前記一方の画像情報と、他の医用画像診断装置で取得した他方の画像情報を取り込む画像入力部と、
    前記第１の画像情報に含まれる前記心臓壁情報を基に心臓異常部位を推定し、異常部位情報を作成する情報作成部と、
    前記３次元画像に含まれる血管部の画像を抽出する血管抽出部と、
    前記異常部位情報と前記血管部の画像を処理して診断用画像を作成する画像作成部と、
    前記異常部位情報と前記血管部の画像を取り込み、前記心臓異常部位を核とする所定範囲の血管領域を中心に血管病変部の候補を探索する血管変異探索部と、
    前記血管病変部の候補を表す候補画像を作成し、前記診断用画像に前記候補画像を付加する情報付加部と、
    前記情報付加部から出力される画像情報を表示する表示部と、を具備したことを特徴とする医用画像診断装置。

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