JP2009160221A - X-ray computerized tomographic apparatus and three-dimensional image processing apparatus - Google Patents

X-ray computerized tomographic apparatus and three-dimensional image processing apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To quantitatively evaluate the movement of cardiac muscles. <P>SOLUTION: The X-ray computerized tomographic apparatus comprises an X-ray tube 101 for generating X rays; an X-ray detector 103 for detecting X rays transmitting the heart of a subject; a rotational driving part 107 for continuously rotating the X-ray tube around the subject together with the X-ray detector; a projection data generating part 106 for generating a plurality of temporally serial projection data sets based on the output from the X-ray detector; a reconstruction process part 114 for reconstructing a plurality of temporally serial three-dimensional images based on the plurality of generated projection data sets; a myocardial analysis part 118 for tracing a plurality of regions of the heart from the respective three-dimensional images and computing the momentum of each region based on the displacement of each traced region; and a three-dimensional display part 119 for displaying the computed momentum together with the three-dimensional images. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、被検体の心臓に関する3次元再構成された動画像により心筋の動きを観察するためのX線コンピュータ断層撮影装置及び3次元画像処理装置に関する。   The present invention relates to an X-ray computed tomography apparatus and a three-dimensional image processing apparatus for observing the movement of a myocardium using a three-dimensionally reconstructed moving image related to the heart of a subject.

従来、心筋の動きを観察するためには、X線Angio装置にて観察する方法、もしくはCTで動画再構成した画像を観察する方法がある。X線Angio装置では、カテーテルを使用して血管内に造影剤を注入し、その流れをX線で連続的に撮影することで非常に高精細な血管構造が描出され得る。しかしながら、上記方法では、視覚的な評価指標でしないため、手術などの緊急時において迅速に状態を把握することができなかった。   Conventionally, in order to observe the movement of the myocardium, there are a method of observing with an X-ray Angio apparatus or a method of observing an image reconstructed with CT. In the X-ray Angio apparatus, a very high-definition blood vessel structure can be depicted by injecting a contrast medium into a blood vessel using a catheter and continuously imaging the flow with X-rays. However, since the above method is not a visual evaluation index, it has not been possible to quickly grasp the state in an emergency such as surgery.

なお、本願に関連する公知文献としては、例えば次のようなものがある。
特開2002−330961公報
In addition, as a well-known document relevant to this application, there exist the following, for example.
JP 2002-330961 A

上述したように、従来は心筋の動きを、X線Angio装置やCTで動画再構成した画像により目視で観察するしかなかった。このため、心筋梗塞の治療等において、迅速に状態を把握することができなかった。   As described above, conventionally, the movement of the myocardium has only been visually observed with an image reconstructed with an X-ray Angio apparatus or CT. For this reason, in the treatment of myocardial infarction, etc., the state could not be grasped quickly.

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、心筋の動きを定量的に評価できるようにするX線コンピュータ断層撮影装置及び3次元画像処理装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an X-ray computed tomography apparatus and a three-dimensional image processing apparatus that can quantitatively evaluate the movement of the myocardium.

上記目的を達成するために、本発明に係るX線コンピュータ断層撮影装置は、X線を発生するX線管球と、被検体の心臓を透過したX線を検出するX線検出器と、前記X線管球を前記X線検出器とともに前記被検体の周囲を連続的に回転する回転駆動部と前記X線検出器の出力に基づいて時間的に連続する複数の投影データセットを発生する投影データ発生部と、前記発生された複数の投影データセットに基づいて時間的に連続する複数の3次元画像を再構成する再構成処理部と、前記3次元画像の各々から前記心臓の複数の部分を追跡する追跡部と、前記追跡された各部分の変位に基づいて各部分の運動量を算出する算出部と、前記算出された運動量を前記3次元画像と共に表示する表示部とを具備することを特徴とする。   In order to achieve the above object, an X-ray computed tomography apparatus according to the present invention includes an X-ray tube that generates X-rays, an X-ray detector that detects X-rays transmitted through the heart of a subject, A projection that generates a plurality of temporally continuous projection data sets based on the rotation drive unit that continuously rotates the X-ray tube together with the X-ray detector around the subject and the output of the X-ray detector. A data generation unit, a reconstruction processing unit for reconstructing a plurality of temporally continuous three-dimensional images based on the generated plurality of projection data sets, and a plurality of portions of the heart from each of the three-dimensional images A tracking unit that tracks the amount of movement, a calculation unit that calculates the amount of movement of each part based on the displacement of each tracked part, and a display unit that displays the calculated amount of movement together with the three-dimensional image. Features.

また、本発明に係る3次元画像処理装置は、被検体の心臓に関する時間的に連続する複数の3次元画像のデータを記憶する記憶手段と、前記3次元画像の各々から前記心臓の複数の部分を追跡する追跡手段と、前記追跡された各部分の変位に基づいて各部分の運動量を算出する算出手段と、前記算出された運動量を前記3次元画像と共に表示する表示手段とを具備することを特徴とする。   In addition, the three-dimensional image processing apparatus according to the present invention includes a storage unit that stores data of a plurality of temporally continuous three-dimensional images related to the subject's heart, and a plurality of portions of the heart from each of the three-dimensional images. Tracking means, tracking means for calculating the momentum of each part based on the tracked displacement of each part, and display means for displaying the calculated momentum together with the three-dimensional image. Features.

以上本発明によれば、心筋の動きを定量的に評価できるようにするX線コンピュータ断層撮影装置及び3次元画像処理装置を実現することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to realize an X-ray computed tomography apparatus and a three-dimensional image processing apparatus that can quantitatively evaluate the movement of the myocardium.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図1は、本実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置の構成を示している。高電圧発生部109からスリップリング111を経由してX線管球101に管電圧が印加され、フィラメント電流が供給される。それによりX線管球101からX線が発生される。X線検出器103は、例えば256列のマルチスライス型が採用される。なお、X線検出器103は、他の列数のマルチスライス型又はシングルスライス型検出器であってもよい。入射X線を電荷に変換するメカニズムは、シンチレータ等の蛍光体でX線を光に変換し更にその光をフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換する間接変換形と、X線による半導体内の電子正孔対の生成及びその電極への移動すなわち光導電現象を利用した直接変換形とが主流である。X線検出器103のX線検出素子としては、それらのいずれの方式を採用してもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the configuration of an X-ray computed tomography apparatus according to this embodiment. A tube voltage is applied from the high voltage generator 109 to the X-ray tube 101 via the slip ring 111, and a filament current is supplied. Thereby, X-rays are generated from the X-ray tube 101. As the X-ray detector 103, for example, a 256-slice multi-slice type is adopted. Note that the X-ray detector 103 may be a multi-slice type or single-slice type detector having another number of columns. The mechanism for converting incident X-rays into electric charge is an indirect conversion type in which X-rays are converted into light by a phosphor such as a scintillator, and the light is converted into electric charge by a photoelectric conversion element such as a photodiode, and in the semiconductor by X-rays. The generation of electron hole pairs and their transfer to the electrode, that is, the direct conversion type utilizing a photoconductive phenomenon, is the mainstream. Any of these methods may be employed as the X-ray detection element of the X-ray detector 103.

X線管球101とX線検出器103は、回転可能に支持された円環状の回転フレーム102に搭載される。X線管球101に対してX線検出器103は、開口部122を挟んで対向する位置及び向きに配置される。開口部122には、図示しない寝台天板に載置された被検体が挿入される。X線検出器103はX線管球101から発生され、被検体を透過したX線を検出する。   The X-ray tube 101 and the X-ray detector 103 are mounted on an annular rotating frame 102 that is rotatably supported. The X-ray detector 103 is disposed at a position and an orientation facing the X-ray tube 101 with the opening 122 interposed therebetween. A subject placed on a couch top (not shown) is inserted into the opening 122. The X-ray detector 103 detects X-rays generated from the X-ray tube 101 and transmitted through the subject.

回転フレーム102は、回転駆動部107の駆動により例えば0.4秒/回転の高速で連続的に回転される。管球位置検出部は、X線管球101の角度を検出するために設けられ、典型的にはロータリーエンコーダを有している。X線管球101の角度は、典型的には、X線管球101が最上位置にあるときを基準角度(0°)としてそこからの変位角として検出される。なお、角度(180°)は最下位置に対応する。   The rotating frame 102 is continuously rotated at a high speed of, for example, 0.4 seconds / rotation by driving of the rotation driving unit 107. The tube position detector is provided to detect the angle of the X-ray tube 101 and typically includes a rotary encoder. The angle of the X-ray tube 101 is typically detected as a displacement angle from the reference angle (0 °) when the X-ray tube 101 is at the uppermost position. The angle (180 °) corresponds to the lowest position.

X線検出器103は、被検体を透過したX線を検出する。データ収集回路104は、一般的にDAS(data acquisition system)と呼ばれている。データ収集回路104は、X線検出器103からチャンネルごとに読み出される信号を増幅し、さらにディジタル信号に変換する。データ収集回路104から出力されるデータは、入射X線の強度を反映しており、一般的に、純生データと称される。投影データ発生部106は、データ収集回路104から非接触データ伝送部105を経由して受け取った純生データに対して、対数変換、感度補正等の前処理を施して、再構成処理の直前段階にあるいわゆる投影データ(生データとも称される)を発生する。投影データは、それを収集した時刻を表すタイムコードと、その収集時のX線管球101の角度に関するデータとを関連付けられて、データ記憶部112に記憶される。投影データはそのタイムコードにより心電図と対応付けられることができる。   The X-ray detector 103 detects X-rays that have passed through the subject. The data acquisition circuit 104 is generally called a DAS (data acquisition system). The data acquisition circuit 104 amplifies the signal read for each channel from the X-ray detector 103 and further converts it into a digital signal. Data output from the data acquisition circuit 104 reflects the intensity of incident X-rays and is generally referred to as pure raw data. The projection data generation unit 106 performs pre-processing such as logarithmic conversion and sensitivity correction on the pure raw data received from the data collection circuit 104 via the non-contact data transmission unit 105, and immediately before the reconstruction process. Some so-called projection data (also called raw data) is generated. The projection data is stored in the data storage unit 112 in association with a time code representing the time when the projection data is collected and data regarding the angle of the X-ray tube 101 at the time of the collection. The projection data can be associated with the electrocardiogram by the time code.

再構成処理部114は、いわゆるハーフ再構成法が採用され、被検体の周囲の(180°+ファン角)分の投影データに基づいて、画像(シングルスライス、マルチスライス又はボリューム)のデータを再構成することができる。なお、説明の便宜上、(180°+ファン角)分の投影データを一単位として投影データセットと称する。また、投影データセットに対応する角度位置とは、ハーフ再構成に要する(180°+ファン角)分の開始位置、終端位置、又は中心位置のいずれかを示すものとする。   The reconstruction processing unit 114 employs a so-called half reconstruction method, and reconstructs image (single slice, multi slice, or volume) data based on projection data for (180 ° + fan angle) around the subject. Can be configured. For convenience of explanation, the projection data for (180 ° + fan angle) is referred to as a projection data set as one unit. Further, the angular position corresponding to the projection data set indicates any one of the start position, end position, and center position corresponding to (180 ° + fan angle) required for half reconstruction.

さて、3次元画像処理装置1は、操作部115、表示部116、制御部117、心筋解析部118、および三次元表示部119を有する。操作部115は、キーボードおよびマウス等の入力装置を備える。表示部116は、CRT、プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ等の表示装置である。制御部117はマイクロプロセッサ等の中央処理ユニット(Central Processing Unit:CPU)である。心筋解析部118および三次元表示部119は、制御部117により実行される制御プログラムであり、処理の詳細は後述する。   The 3D image processing apparatus 1 includes an operation unit 115, a display unit 116, a control unit 117, a myocardial analysis unit 118, and a 3D display unit 119. The operation unit 115 includes input devices such as a keyboard and a mouse. The display unit 116 is a display device such as a CRT, a plasma display, or a liquid crystal display. The control unit 117 is a central processing unit (CPU) such as a microprocessor. The myocardial analysis unit 118 and the three-dimensional display unit 119 are control programs executed by the control unit 117, and details of the processing will be described later.

上記マルチスライス型CT撮影機構によって被検体の心臓領域の4次元データを撮影する。ここで4次元とは3次元に時間を加えたもの、すなわち3次元データの動画像を示す。制御部117は、データ記憶部112から再構成された動画像を三次元表示部119に転送し、動画表示する。   Four-dimensional data of the heart region of the subject is imaged by the multi-slice CT imaging mechanism. Here, the 4th dimension indicates a 3D dimension with time added, that is, a 3D data moving image. The control unit 117 transfers the reconstructed moving image from the data storage unit 112 to the three-dimensional display unit 119 and displays the moving image.

図2に、三次元表示部119により表示部16に表示されるGUI画面の一例を示す。図2に示すように、GUI画面には心筋用解析アイコン([Analyze]スイッチ21)があり、オペレータによりこのスイッチが押下されると、制御部117は心筋解析部118により解析処理を開始する。   FIG. 2 shows an example of a GUI screen displayed on the display unit 16 by the three-dimensional display unit 119. As shown in FIG. 2, the GUI screen has a myocardial analysis icon ([Analyze] switch 21). When this switch is pressed by the operator, the control unit 117 starts analysis processing by the myocardial analysis unit 118.

(心筋解析処理)
図3は心筋解析部118の処理の手順を示すフローチャートである。解析対象は1フレーム目の画像と2フレーム目の画像、2フレーム目と3フレーム目、…、Nフレーム目とN+1フレーム目というようにNがM(1周期Mフレームのデータと仮定)となるまで、前後のフレームを用いてシーケンシャルに処理を行う(ステップS3a〜S3f)。
(Myocardial analysis processing)
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of the myocardial analyzer 118. The analysis object is an image of the first frame, an image of the second frame, a second frame, a third frame,... Up to the above, sequential processing is performed using the previous and next frames (steps S3a to S3f).

図3において、心筋解析部118は、まずステップS3bにおいてNフレームの画像で心筋の壁を抽出する。抽出方法は以下の3種類の手法を用いることができる。   In FIG. 3, the myocardial analyzer 118 first extracts the myocardial wall from the N-frame image in step S3b. The following three types of methods can be used for the extraction method.

第1の手法は、3次元画像上でCutting Toolを用いて心臓部分のみをマニュアルで切り出し、そこから心筋の壁を自動的に抽出する。   In the first method, only the heart portion is manually cut out using a Cutting Tool on a three-dimensional image, and the myocardial wall is automatically extracted therefrom.

第2の手法は、3次元画像上で心臓の内部の点と、外部との接点(大動脈、肺動脈、大静脈、肺静脈の起始部)を指定し、そこからRegion Growing法で心臓領域を特定し、心臓の壁を抽出する。   In the second method, a point inside the heart and a contact point with the outside (starting part of the aorta, pulmonary artery, vena cava, and pulmonary vein) are specified on the three-dimensional image, and the heart region is then determined by the region growing method. Identify and extract the heart wall.

第3の手法は、予めメモリに心臓部の3次元モデルを記憶しておき、撮影した心臓部の3次元データを比較し、3Dモデルを変形しつつ(位置、角度、径)撮影した3次元データにフィッティングを行う。そしてFittingが最も適した状態から3次元モデルの心筋の壁から最も近い壁を撮影した3Dデータの心筋の壁とする。   In the third method, a three-dimensional model of the heart is stored in advance in a memory, the three-dimensional data of the heart that has been photographed is compared, and the three-dimensional photographed while deforming the 3D model (position, angle, diameter). Fit the data. Then, the wall closest to the myocardial wall of the three-dimensional model from the state where fitting is most suitable is taken as the myocardial wall of 3D data.

次にステップS3cにおいて、心筋解析部118は上記抽出した壁を微小領域に分割し、N+1フレーム目の画像上の同じ位置から一定範囲内のサーチ領域内で細かく移動させながら相関演算を順次行う。その結果演算結果の一番低いところを対応位置と判定し、その位置への移動ベクトルを記憶する。この処理をNフレームの壁全体について行い、領域毎の移動ベクトルを算出する。ここで相関演算は以下のように記述できる。

Figure 2009160221
Next, in step S3c, the myocardial analysis unit 118 divides the extracted wall into minute regions, and sequentially performs correlation calculations while finely moving within the search region within a certain range from the same position on the N + 1th frame image. As a result, the lowest calculation result is determined as the corresponding position, and the movement vector to that position is stored. This process is performed on the entire wall of N frames, and a movement vector for each region is calculated. Here, the correlation calculation can be described as follows.
Figure 2009160221

ここで、fN(x,y,z)、fN+1(x,y,z)は、それぞれNフレーム目、N+1フレーム目の画像である。CRxyz(Δxxyz, Δyxyz,Δzxyz)は、(x,y,z)での相関演算の結果であり、(Δxxyz, Δyxyz,Δzxyz)のシフトベクトルが最小となる位置を求める。なお本演算だけではNフレーム目の異なる位置の心壁が、N+1フレーム目の同じ位置に対応することが起こりえる。この問題を防ぐには以下のように画像全体で最適な組み合わせを決めることもできる。

Figure 2009160221
Here, fN (x, y, z) and fN + 1 (x, y, z) are images of the Nth frame and the (N + 1) th frame, respectively. CR xyz (Δx xyz , Δy xyz , Δz xyz ) is the result of the correlation operation at (x, y, z), and the position where the shift vector of (Δx xyz , Δy xyz , Δz xyz ) is minimized is obtained. . Note that with this calculation alone, the heart wall at a different position in the Nth frame may correspond to the same position in the (N + 1) th frame. In order to prevent this problem, an optimum combination can be determined for the entire image as follows.
Figure 2009160221

ここで(x,y,z)と(xi+1,yi+1,zi+1)は隣接する心壁の微小領域を示す。 Here, (x i , y i , z i ) and (x i + 1 , y i + 1 , z i + 1 ) indicate minute regions of adjacent heart walls.

この対応付けが完了すると、領域毎の速度V(x,y,z)、軌跡の長さL(x,y,z)を以下のように計算することができる。

Figure 2009160221
When this association is completed, the velocity V N (x, y, z) for each region and the length L N (x, y, z) of the trajectory can be calculated as follows.
Figure 2009160221

ここで、ΔtはNフレームの再構成像と、N+1フレーム目の再構成像との標準時間差を示す。またその時点での位置ベクトル(画像中心を原点とする)をP=(x,y,z)として記憶する。 Here, Δt represents a standard time difference between the reconstructed image of the N frame and the reconstructed image of the (N + 1) th frame. Further, the position vector at that time (with the image center as the origin) is stored as P N = (x, y, z).

上記処理を1フレームからM−1フレーム(1周期Mフレームのデータと仮定)繰り返し(最後の処理はM−1とMフレーム目との処理)、領域毎の速度と軌跡を求める。さらに領域毎に|P|を計算し、その最小値、最大値を用いて以下のように正規化する。

Figure 2009160221
The above processing is repeated from 1 frame to M-1 frames (assuming data of 1 frame M frames) (the last processing is processing of M-1 and M frames), and the speed and locus for each region are obtained. Further, | P N | is calculated for each region, and normalized using the minimum and maximum values as follows.
Figure 2009160221

(解析結果表示処理)
次に解析結果の表示処理について説明する。以上のように解析処理が完了すると、制御部117は、図2に示したGUI画面に設けられた解析結果表示用の各種ラジオスイッチ22を選択可能にする。図4に、三次元表示部119により表示部6に表示される心筋解析結果の一例を示す。
(Analysis result display processing)
Next, analysis result display processing will be described. When the analysis processing is completed as described above, the control unit 117 enables selection of various radio switches 22 for displaying the analysis results provided on the GUI screen shown in FIG. FIG. 4 shows an example of a myocardial analysis result displayed on the display unit 6 by the three-dimensional display unit 119.

第一の解析結果として[Motion]が選択されると、三次元表示部119は、微小領域毎に軌跡のトータル長を計算し、3次元の心筋データ上に色を変えて表示する。トータル長が長い部位は赤系を、トータル長が短い部位は青系を表示する。   When [Motion] is selected as the first analysis result, the three-dimensional display unit 119 calculates the total length of the trajectory for each minute region, and displays the same on the three-dimensional myocardial data. A part with a long total length displays red, and a part with a short total length displays blue.

第二の解析結果として[Velocity(Ave.)]が選択されると、三次元表示部119は、微小領域毎に速度の平均値を計算し、3次元の心筋データ上に色を変えて表示する。平均値が高い部位は赤系を、平均値が低い部位は青系を表示する。   When [Velocity (Ave.)] is selected as the second analysis result, the three-dimensional display unit 119 calculates an average speed value for each minute region, and displays the three-dimensional myocardial data by changing the color. To do. A region with a high average value displays red, and a region with a low average value displays blue.

第三の解析結果として[Velocity(Max.)]が選択されると、三次元表示部119は、微小領域毎に速度の最大値を求め、3次元の心筋データ上に色を変えて表示する。最大値が大きい部位は赤系を、最大値が小さい部位は青系を表示する。   When [Velocity (Max.)] Is selected as the third analysis result, the three-dimensional display unit 119 obtains the maximum value of the velocity for each minute region and displays it on the three-dimensional myocardial data while changing the color. . The region where the maximum value is large displays red, and the region where the maximum value is small displays blue.

第四の解析結果として[Velocity(Min.)]が選択されると、三次元表示部119は、微小領域毎に速度の最小値を求め、3次元の心筋データ上に色を変えて表示する。最小値が大きい部位は赤系を、最小値が小さい部位は青系を表示する。   When [Velocity (Min.)] Is selected as the fourth analysis result, the three-dimensional display unit 119 obtains the minimum value of the velocity for each minute region and displays it on the three-dimensional myocardial data while changing the color. . The region where the minimum value is large displays red, and the region where the minimum value is small displays blue.

第五の解析結果として[Phase]が選択されると、三次元表示部119は、3次元の心筋データ上に色を変えて表示する。色はNPを元に決定し、この値が1に近ければ赤系を、この値が0に近ければ青系を表示する。この場合は他の解析結果表示と異なり、位相を変えると色も変化する。 When [Phase] is selected as the fifth analysis result, the three-dimensional display unit 119 changes and displays the color on the three-dimensional myocardial data. The color is determined based on NP N. If this value is close to 1, a red system is displayed, and if this value is close to 0, a blue system is displayed. In this case, unlike other analysis result displays, the color also changes when the phase is changed.

以上述べたように、上記実施形態では、時間的に連続する心臓部の3次元画像について各フレームで心筋の壁を抽出し、この抽出された壁の微小領域ごとに時間的変位を示す移動ベクトルを求める。この求められた移動ベクトルをもとに各領域の運動量速度、軌跡長、位相を算出して色や輝度等で3次元画像上にグラフィカルに表示する。   As described above, in the above-described embodiment, a myocardial wall is extracted in each frame from a temporally continuous three-dimensional image of the heart, and a movement vector indicating a temporal displacement for each minute region of the extracted wall. Ask for. Based on the obtained movement vector, the momentum speed, trajectory length, and phase of each region are calculated and graphically displayed on the three-dimensional image with colors, brightness, and the like.

したがって上記実施形態によれば、心筋の動きを定量的に評価できるようになるため、手術などの緊急時において術者が迅速に心臓の状態を把握することが可能となる。   Therefore, according to the above-described embodiment, the motion of the myocardium can be quantitatively evaluated, so that the surgeon can quickly grasp the state of the heart in an emergency such as surgery.

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。具体的な変形例としては、例えば次のようなものがある。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Specific examples of modifications are as follows.

(1)本実施形態に係る各機能は、当該処理を実行するプログラムをワークステーション等のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク(フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスクなど)、光ディスク(CD−ROM、DVDなど)、半導体メモリなどの記録媒体に格納して頒布することも可能である。   (1) Each function according to the present embodiment can also be realized by installing a program for executing the processing in a computer such as a workstation and developing the program on a memory. At this time, a program capable of causing the computer to execute the technique is stored in a recording medium such as a magnetic disk (floppy (registered trademark) disk, hard disk, etc.), an optical disk (CD-ROM, DVD, etc.), or a semiconductor memory. It can also be distributed.

(2)上記実施形態においては、心壁全体の結果を表示する方法であったが、例えば3次元画像上で任意の位置を指定し、その部位のみのデータを計算して表示しても良い。このようにすると、計算量が少なくて済むため処理時間を短縮することができる。なお、計算結果は数値で表示しても良いし、図5に示すように色で示しても良い。   (2) In the above-described embodiment, the result of the entire heart wall is displayed. However, for example, an arbitrary position may be designated on a three-dimensional image, and data of only that part may be calculated and displayed. . In this case, the processing time can be shortened because the calculation amount is small. The calculation result may be displayed as a numerical value or may be displayed as a color as shown in FIG.

(3)上記実施形態においては、速度と軌跡をそのまま使用しているが、心臓の大きさには個人差がある。したがって単に絶対値を使用して色を決定するよりも、個人差を考え、心臓の大きさ(例えば拡張末期の体積や長さなど)で正規化して表示しても良い。これにより個人差をある程度吸収し、異なる患者間でのデータの客観的な比較が可能となる。   (3) In the above embodiment, the speed and locus are used as they are, but there are individual differences in the size of the heart. Therefore, rather than simply using the absolute value to determine the color, individual differences may be considered and normalized by the size of the heart (for example, volume or length at the end diastole) may be displayed. Thereby, individual differences are absorbed to some extent, and objective comparison of data between different patients becomes possible.

(4)上記実施形態においては、マルチスライス型CTを通常のプログラムで撮影しているが、例えば動きの激しい心位相では細かく、緩やかな部位では粗く撮影することで解析を容易にしたり、また患者の負担を低減することができる。それを実現するためにマルチスライス型CTのガントリー回転を制御し、動きの激しい位相では速く、動きの少ない位相では緩やかに回転させ、再構成時間間隔を制御しても良い。   (4) In the above embodiment, the multi-slice CT is imaged with a normal program. For example, it is easy to analyze by taking a fine image in a heart phase where motion is intense and coarse in a gentle region. Can be reduced. In order to achieve this, the gantry rotation of the multi-slice CT may be controlled, and the reconstruction time interval may be controlled by rotating the gantry in a phase where the motion is intense and rotating slowly in a phase where the motion is small.

(5)なお本実施形態ではマルチスライス型CTを用いた例を示したが、本発明はモダリティに限定されることなく、例えばMRI装置やCone Beam CTなどで再構成された画像を用いても良い。また、Biplane構成の循環器用X線装置を用いることもできる。すなわち、図6に示すようにCoronary(冠状動脈)を動画撮影し、そこからEpipolar拘束条件などを用いてCoronary画像を再構成し、NフレームとN+1フレーム間で血管同士の対応付けを行い、血管の移動速度、移動軌跡長を計算する。その後心臓モデル上のCoronaryと再構成したCoronaryとのマッチングを取り、計算した結果を心臓モデルのCoronary上に重ねて表示する。このようにしても上記実施形態と同様に、心筋の動きの定量的な評価が可能となる。   (5) Although an example using multi-slice CT has been described in the present embodiment, the present invention is not limited to the modality, and for example, an image reconstructed by an MRI apparatus, Cone Beam CT, or the like may be used. good. Further, a circulatory X-ray apparatus having a Biplane configuration can also be used. That is, as shown in FIG. 6, a moving image of a coronary (coronary artery) is taken, and a coronary image is reconstructed therefrom using Epipolar constraint conditions, and blood vessels are associated between N frames and N + 1 frames. Calculate the movement speed and movement trajectory length. After that, the Coronary on the heart model is matched with the reconstructed Coronary, and the calculated result is displayed superimposed on the Coronary of the heart model. Even in this way, the quantitative evaluation of the movement of the myocardium is possible as in the above embodiment.

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

本発明の一実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the X-ray computed tomography apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 表示部に表示されるGUI画面の一例を示す図。The figure which shows an example of the GUI screen displayed on a display part. 心筋解析部の処理の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of a process of a myocardial analysis part. 三次元表示部により表示される心筋解析結果の一例を示す図。The figure which shows an example of the myocardial analysis result displayed by a three-dimensional display part. 三次元表示部により表示される心筋解析結果の他の例を示す図。The figure which shows the other example of the myocardial analysis result displayed by a three-dimensional display part. Biplane構成の循環器用X線装置による冠状動脈の撮影を示す図。The figure which shows imaging | photography of the coronary artery by the X-ray apparatus for circulatory organs of a Biplane structure.

符号の説明Explanation of symbols

1…3次元画像処理装置、101…X線管球、102…回転フレーム、103…X線検出器、104…データ収集回路、105…非接触データ伝送部、106…投影データ発生部、107…回転駆動部、109…高電圧発生部、110…スキャンコントローラ、111…スリップリング、112…データ記憶部、114…再構成処理部、115…操作部、116…表示部、117…心電計、118…心筋解析部、119…三次元表示部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Three-dimensional image processing apparatus, 101 ... X-ray tube, 102 ... Rotating frame, 103 ... X-ray detector, 104 ... Data acquisition circuit, 105 ... Non-contact data transmission part, 106 ... Projection data generation part, 107 ... Rotation drive unit 109 109 high voltage generation unit 110 scan controller 111 slip ring 112 data storage unit 114 reconstruction processing unit 115 operation unit 116 display unit 117 electrocardiograph 118: Myocardial analysis unit, 119: Three-dimensional display unit.

Claims (10)

X線を発生するX線管球と、
被検体の心臓を透過したX線を検出するX線検出器と、
前記X線管球を前記X線検出器とともに前記被検体の周囲を連続的に回転する回転駆動部と、
前記X線検出器の出力に基づいて時間的に連続する複数の投影データセットを発生する投影データ発生部と、
前記発生された複数の投影データセットに基づいて時間的に連続する複数の3次元画像を再構成する再構成処理部と、
前記3次元画像の各々から前記心臓の複数の部分を追跡する追跡部と、
前記追跡された各部分の変位に基づいて各部分の運動量を算出する算出部と、
前記算出された運動量を前記3次元画像と共に表示する表示部と
を具備することを特徴とするX線コンピュータ断層撮影装置。
An X-ray tube that generates X-rays;
An X-ray detector for detecting X-rays transmitted through the heart of the subject;
A rotation drive unit that continuously rotates the X-ray tube around the subject together with the X-ray detector;
A projection data generator that generates a plurality of temporally continuous projection data sets based on the output of the X-ray detector;
A reconstruction processing unit for reconstructing a plurality of temporally continuous 3D images based on the generated plurality of projection data sets;
A tracking unit for tracking a plurality of portions of the heart from each of the three-dimensional images;
A calculation unit for calculating the momentum of each part based on the tracked displacement of each part;
An X-ray computed tomography apparatus comprising: a display unit that displays the calculated momentum together with the three-dimensional image.
前記表示部は、前記算出された運動量を色、輝度および数値のうち少なくとも1つで表すことをさらに特徴とする請求項1記載のX線コンピュータ断層撮影装置。   The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1, wherein the display unit further represents the calculated momentum by at least one of color, luminance, and numerical value. 前記運動量は、各部分の速度、軌跡長および位相のうち少なくとも1つであることを特徴とする請求項1記載のX線コンピュータ断層撮影装置。   The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1, wherein the momentum is at least one of speed, locus length, and phase of each portion. 前記算出部は、前記運動量を前記心臓の大きさに基づいて正規化することをさらに特徴とする請求項5記載のX線コンピュータ断層撮影装置。   The X-ray computed tomography apparatus according to claim 5, wherein the calculation unit further normalizes the amount of exercise based on a size of the heart. 前記投影データ発生部は、前記運動量に応じて前記投影データセットの時間間隔を変化させることをさらに特徴とする請求項1記載のX線コンピュータ断層撮影装置。   The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1, wherein the projection data generation unit further changes a time interval of the projection data set according to the amount of exercise. 前記回転駆動部は、前記時間間隔に応じて回転速度を変化させることをさらに特徴とする請求項5記載のX線コンピュータ断層撮影装置。   The X-ray computed tomography apparatus according to claim 5, wherein the rotation driving unit further changes a rotation speed according to the time interval. 被検体の心臓に関する時間的に連続する複数の3次元画像のデータを記憶する記憶手段と、
前記3次元画像の各々から前記心臓の複数の部分を追跡する追跡手段と、
前記追跡された各部分の変位に基づいて各部分の運動量を算出する算出手段と、
前記算出された運動量を前記3次元画像と共に表示する表示手段と
を具備することを特徴とする3次元画像処理装置。
Storage means for storing data of a plurality of three-dimensional images that are temporally continuous with respect to the heart of the subject;
Tracking means for tracking a plurality of portions of the heart from each of the three-dimensional images;
Calculating means for calculating the momentum of each part based on the tracked displacement of each part;
A three-dimensional image processing apparatus comprising: display means for displaying the calculated amount of exercise together with the three-dimensional image.
前記表示手段は、前記算出された運動量を色、輝度および数値のうち少なくとも1つで表すことをさらに特徴とする請求項7記載の3次元画像処理装置。   The three-dimensional image processing apparatus according to claim 7, wherein the display unit represents the calculated amount of exercise with at least one of color, luminance, and numerical value. 前記運動量は、各部分の速度、軌跡長および位相のうち少なくとも1つであることを特徴とする請求項7記載の3次元画像処理装置。   The three-dimensional image processing apparatus according to claim 7, wherein the momentum is at least one of speed, trajectory length, and phase of each portion. 前記算出手段は、前記運動量を前記心臓の大きさに基づいて正規化することをさらに特徴とする請求項7記載の3次元画像処理装置。   The three-dimensional image processing apparatus according to claim 7, wherein the calculation unit further normalizes the amount of exercise based on a size of the heart.
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