JP2009195586A - Medical image processor and medical image processing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a medical image processor capable of producing information subjected to the diagnosis of a stricture. <P>SOLUTION: An extraction part 3 extracts first data showing the form of the heart from a plurality of respective volume data and further extracts second data showing the form of the hepatic artery through which a contrast medium flows. This extraction part 3 utilizes the second data to furthermore extract third data showing the form of the hepatic artery from a plurality of the respective volume data. An analyzing part 4 calculates the blood flow velocities of the respective regions of the hepatic artery on the basis of the pixel value of the hepatic artery in a plurality of the third data. A color mapping part 5 produces color volume data by allotting the colors corresponding to the magnitudes of the blood flow velocities to the respective regions of the hepatic artery, and a synthetic part 6 synthesizes the volume data and the color volume data. A display image forming part 7 produces display image data on the basis of the synthesized volume data. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、Ｘ線ＣＴ装置によって撮影された心臓の画像データに基づいて、冠動脈における血流の評価に用いられる情報を生成する医用画像処理装置、及び医用画像処理プログラムに関する。   The present invention relates to a medical image processing apparatus and a medical image processing program for generating information used for evaluation of blood flow in a coronary artery based on heart image data captured by an X-ray CT apparatus.

虚血性心疾患の診断においては、様々な医用画像診断装置が用いられている。例えば、超音波診断装置は、ドプラ計測によって被検体内を流れる血流の速度やその血流速度の分布を求めることができ、その血流速度に基づいて狭窄部位を特定している。また、核医学診断装置は、心筋における灌流として血流速度や血流速度の分布を求めることができる。また、ＭＲＩ装置は、位相シフト法などのパルスシーケンスにより、被検体内を流れる血流速度を計測することができ、その血流速度に基づいて狭窄部位を特定している。   In the diagnosis of ischemic heart disease, various medical image diagnostic apparatuses are used. For example, the ultrasonic diagnostic apparatus can obtain the velocity of the blood flow flowing through the subject and the distribution of the blood flow velocity by Doppler measurement, and specifies the stenosis site based on the blood flow velocity. In addition, the nuclear medicine diagnostic apparatus can obtain a blood flow velocity and a blood flow velocity distribution as perfusion in the myocardium. In addition, the MRI apparatus can measure the blood flow velocity flowing in the subject by a pulse sequence such as a phase shift method, and specifies a stenosis site based on the blood flow velocity.

しかしながら、超音波診断装置では、心臓全体を対象として撮影を行うことが困難であるため、心臓全体を対象とした診断は困難である。また、核医学診断装置やＭＲＩ装置では、狭窄部位を発見するためには画像の空間分解能が不十分であり、狭窄部位を高精度で特定することは困難である。   However, since it is difficult for the ultrasonic diagnostic apparatus to perform imaging for the entire heart, it is difficult to diagnose the entire heart. In addition, in the nuclear medicine diagnostic apparatus and the MRI apparatus, the spatial resolution of the image is insufficient to find the stenosis site, and it is difficult to specify the stenosis site with high accuracy.

ところで、Ｘ線ＣＴ装置における検出器の多列化が進み、心臓検査においてＸ線ＣＴ装置を利用する試みがなされている。しかしながら、パーシャルボリューム効果によって、画像に表された形態からでは、血管内の石灰化部位（特に中程度の石灰化部位）が、狭窄部位であるか否かの判断が困難である。   By the way, the multi-row detectors in the X-ray CT apparatus have progressed, and attempts have been made to use the X-ray CT apparatus in cardiac examinations. However, due to the partial volume effect, it is difficult to determine whether or not the calcification site in the blood vessel (particularly, the intermediate calcification site) is a stenosis site from the form shown in the image.

虚血性心疾患の診断には、冠動脈領域から狭窄部位を正確に検出する必要がある。狭窄部位周辺においては、血流速度が非常に速くなる傾向にあるため、心臓領域から冠動脈領域を抽出し、その冠動脈領域内で血流速度を計測することで狭窄部位を特定することが可能となる。しかしながら、心臓は時間とともに形状が変化する臓器であるため、冠動脈領域を時系列的に観察することは非常に困難であり、その冠動脈領域内の血流の速度を高い空間分解能で測定することは困難であった。   For diagnosis of ischemic heart disease, it is necessary to accurately detect a stenosis site from the coronary artery region. Since the blood flow velocity tends to be very fast around the stenosis site, it is possible to identify the stenosis site by extracting the coronary artery region from the heart region and measuring the blood flow velocity in the coronary artery region Become. However, since the heart is an organ whose shape changes with time, it is very difficult to observe the coronary artery region in time series, and it is impossible to measure the blood flow velocity in the coronary artery region with high spatial resolution. It was difficult.

また、３次元画像やＭＰＲ画像を生成し、３次元画像などに基づいて血管の伸展画像を生成し、この伸展画像に基づいて血管の形態に関する解析を行い、３次元画像、伸展画像及び解析結果を表示することで、狭窄部位などを特定する試みがなされている（例えば特許文献１）。しかしながら、特許文献１に記載の方法は、画像に表された形態に基づいて狭窄部位を特定する方法であり、血流速度を求めて狭窄を評価する方法ではない。   Also, a three-dimensional image or an MPR image is generated, a blood vessel extension image is generated based on the three-dimensional image, etc., and the blood vessel morphology is analyzed based on the extension image, and the three-dimensional image, the extension image, and the analysis result An attempt has been made to specify a stenosis site or the like by displaying (for example, Patent Document 1). However, the method described in Patent Document 1 is a method for specifying a stenosis site based on a form represented in an image, and is not a method for evaluating a stenosis by obtaining a blood flow velocity.

特開２００４−２８３３７３号公報JP 2004-283373 A

この発明は上記の問題点を解決するものであり、Ｘ線ＣＴ装置によって取得された画像データに基づいて、狭窄の診断に供する情報を生成することが可能な医用画像処理装置、及び医用画像処理プログラムを提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described problems, and a medical image processing apparatus capable of generating information for diagnosis of stenosis based on image data acquired by an X-ray CT apparatus, and medical image processing The purpose is to provide a program.

請求項１に記載の発明は、造影剤が注入された被検体の心臓をＸ線ＣＴ装置で撮影することで得られた、前記撮影された時間がそれぞれ異なる複数のボリュームデータを受け付け、前記造影剤を注入してから所定時間が経過した後の複数のボリュームデータのそれぞれから、前記心臓の形態を表す第１データを抽出する心臓領域抽出手段と、前記複数の第１データのそれぞれから、前記造影剤が流入した冠動脈の形態を表す第２データを抽出し、前記第２データが表す冠動脈の形態に基づいて、前記撮影された時間がそれぞれ異なる複数のボリュームデータのそれぞれから、各時間における前記冠動脈の形態を表す第３データを抽出する冠動脈領域抽出手段と、前記撮影された時間がそれぞれ異なる複数の第３データのそれぞれにおける前記冠動脈の画素値に基づいて、前記冠動脈の各領域における血流速度を求める解析手段と、前記解析手段によって求められた前記各領域における血流速度の大きさに応じた色を、前記冠動脈の各領域に割り当てることで、前記色が割り当てられた冠動脈の形態を表す色ボリュームデータを生成する色割当手段と、を有することを特徴とする医用画像処理装置である。
また、請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の医用画像処理装置であって、前記解析手段は、前記冠動脈において隣り合った領域における血流速度の差分を求めて、前記各領域における血流速度の勾配を求め、前記色割当手段は、前記血流速度の大きさの代わりに、前記血流速度の勾配の大きさに応じた色を前記冠動脈の各領域に割り当てることで、前記色が割り当てられた冠動脈の形態を表す色ボリュームデータを生成することを特徴とする。
また、請求項１２に記載の発明は、コンピュータに、造影剤が注入された被検体の心臓をＸ線ＣＴ装置で撮影することで得られた、前記撮影された時間がそれぞれ異なる複数のボリュームデータを受け付け、前記造影剤を注入してから所定時間が経過した後の複数のボリュームデータのそれぞれから、前記心臓の形態を表す第１データを抽出する心臓領域抽出機能と、前記複数の第１データのそれぞれから、前記造影剤が流入した冠動脈の形態を表す第２データを抽出し、前記第２データが表す冠動脈の形態に基づいて、前記撮影された時間がそれぞれ異なる複数のボリュームデータのそれぞれから、各時間における前記冠動脈の形態を表す第３データを抽出する冠動脈領域抽出機能と、前記撮影された時間がそれぞれ異なる複数の第３データのそれぞれにおける前記冠動脈の画素値に基づいて、前記冠動脈の各領域における血流速度を求め、前記冠動脈において隣り合った領域における血流速度の差分を求めて、前記各領域における血流速度の勾配を求める解析機能と、前記解析機能によって求められた前記各領域における血流速度の勾配の大きさに応じた色を、前記冠動脈の各領域に割り当てることで、前記色が割り当てられた冠動脈の形態を表す色ボリュームデータを生成する色割当機能と、を実行させることを特徴とする医用画像処理プログラムである。 According to the first aspect of the present invention, a plurality of volume data obtained by imaging the heart of a subject into which a contrast medium has been injected with an X-ray CT apparatus are received and the imaging time is different. From each of a plurality of volume data after a predetermined time has passed since the injection of the agent, a heart region extracting means for extracting first data representing the form of the heart, and each of the plurality of first data, Extracting second data representing the form of the coronary artery into which the contrast medium has flowed, and based on the form of the coronary artery represented by the second data, the plurality of pieces of volume data having different photographing times are used to obtain the data at each time. Coronary artery region extracting means for extracting third data representing the form of the coronary artery, and each of the plurality of third data with different times taken Based on the pixel value of the artery, the analysis means for obtaining the blood flow velocity in each region of the coronary artery, and the color corresponding to the magnitude of the blood flow velocity in each region obtained by the analysis means, A medical image processing apparatus comprising: a color allocation unit that generates color volume data representing a shape of a coronary artery to which the color is allocated by being allocated to a region.
The invention according to claim 6 is the medical image processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the analysis means is a difference in blood flow velocity between adjacent regions in the coronary artery. The blood flow velocity gradient in each region is obtained, and the color allocating means uses a color corresponding to the blood flow velocity gradient magnitude instead of the blood flow velocity magnitude of the coronary artery. By assigning to each region, color volume data representing the shape of the coronary artery to which the color is assigned is generated.
Further, the invention according to claim 12 is a plurality of volume data obtained by imaging a subject's heart into which a contrast medium has been injected into a computer using an X-ray CT apparatus. A heart region extraction function for extracting first data representing the form of the heart from each of a plurality of volume data after a predetermined time has elapsed since the injection of the contrast medium, and the plurality of first data Second data representing the form of the coronary artery into which the contrast medium has flowed is extracted from each of the plurality of volume data having different times taken based on the form of the coronary artery represented by the second data. A coronary artery region extracting function for extracting third data representing the form of the coronary artery at each time, and a plurality of third data having different shooting times. The blood flow velocity in each region of the coronary artery is obtained based on the pixel value of the coronary artery in each of the regions, the difference in blood flow velocity in the adjacent region in the coronary artery is obtained, and the blood flow velocity gradient in each region is obtained. And a color corresponding to the magnitude of the blood flow velocity gradient in each region obtained by the analysis function is assigned to each region of the coronary artery, whereby the shape of the coronary artery to which the color is assigned And a color assignment function for generating color volume data representing the medical image processing program.

この発明によると、造影剤が流入した冠動脈の形態を表すデータを利用することで、各時間における冠動脈の形態を表すボリュームデータを抽出することが可能となる。そして、各時間における冠動脈の画素値に基づいて、冠動脈の各領域における血流速度又は血流速度の勾配を求め、それらの大きさに応じた色を割り当てた冠動脈の形態を表す画像を生成することで、血流速度又は血流速度の勾配に基づいて狭窄の有無を判断することが可能となる。このように、血管の形態情報のみならず、血流速度又は血流速度の勾配に基づいて狭窄の有無を判断することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to extract volume data representing the form of the coronary artery at each time by using the data representing the form of the coronary artery into which the contrast medium has flowed. Then, based on the pixel value of the coronary artery at each time, the blood flow velocity or the gradient of the blood flow velocity in each region of the coronary artery is obtained, and an image representing the form of the coronary artery assigned with a color corresponding to the size is generated. Thus, it is possible to determine the presence or absence of stenosis based on the blood flow velocity or the gradient of the blood flow velocity. As described above, it is possible to determine the presence or absence of stenosis based on the blood flow velocity or the gradient of the blood flow velocity as well as the blood vessel shape information.

［第１の実施の形態］
この発明の第１実施形態に係る医用画像処理装置について図１を参照して説明する。図１は、この発明の第１実施形態に係る医用画像処理装置を示すブロック図である。 [First Embodiment]
A medical image processing apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a medical image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.

Ｘ線ＣＴ装置５０は、被検体を撮影することで撮影された時間が異なる複数のボリュームデータを取得する。画像記憶装置６０は、Ｘ線ＣＴ装置５０によって取得されたボリュームデータを記憶する。医用画像処理装置１は、画像記憶装置６０に記憶されているボリュームデータを読み込んで処理を施す。   The X-ray CT apparatus 50 acquires a plurality of volume data obtained by imaging the subject at different times. The image storage device 60 stores the volume data acquired by the X-ray CT apparatus 50. The medical image processing apparatus 1 reads volume data stored in the image storage device 60 and performs processing.

Ｘ線ＣＴ装置５０は、被検体を載置する寝台、Ｘ線源、Ｘ線検出器、データ収集部（ＤＡＳ）、及びそれらを格納する架台（ガントリ）を備えて、被検体にＸ線を曝射し、被検体を透過したＸ線を検出することでＸ線投影データを取得する。そして、Ｘ線投影データを逆投影処理することにより、画像データを再構成する。この逆投影の方法には公知の方法が用いられ、例えばＦｅｌｄｋａｍｐ法と称される方法に代表される３次元画像再構成アルゴリズムによる再構成を行い、体軸方向に広い対象領域（ボリューム）内におけるＸ線吸収係数の３次元的分布データ（以下、「ボリュームデータ」と称する）を生成する。このボリュームデータは、画像記憶装置６０に記憶される。   The X-ray CT apparatus 50 includes a bed on which a subject is placed, an X-ray source, an X-ray detector, a data acquisition unit (DAS), and a gantry for storing them, and emits X-rays to the subject. X-ray projection data is acquired by detecting X-rays that have been exposed and transmitted through the subject. Then, image data is reconstructed by performing a back projection process on the X-ray projection data. A known method is used for the back projection method. For example, reconstruction is performed by a three-dimensional image reconstruction algorithm typified by a method called the Feldkamp method, and the object is projected in a large target region (volume) in the body axis direction. X-ray absorption coefficient three-dimensional distribution data (hereinafter referred to as “volume data”) is generated. This volume data is stored in the image storage device 60.

この実施形態では、いわゆる造影検査を行う。点滴又は血管注射によって被検体内に注入された造影剤は血流に乗って体内を移動し、目的臓器に達する。造影剤が浸透する際の造影効果の有無又は程度の違いを観察、造影部分の形状の観察などにより、病変又は臓器の異常を発見することができる。Ｘ線ＣＴ装置の造影撮影では、造影剤を被検体に注入した後、スキャンを開始して撮影することで、画像データを取得する。この実施形態では、心臓を撮影対象とする。被検体に注入された造影剤は心臓の冠動脈に流入する。その間、Ｘ線ＣＴ装置５０はスキャンを実行しているため、造影剤が冠動脈に流入する様子が表された複数のボリュームデータを得ることができる。Ｘ線ＣＴ装置５０は、撮影された時間がそれぞれ異なる複数のボリュームデータを取得し、画像記憶装置６０は、各時間に取得されたボリュームデータを記憶する。   In this embodiment, a so-called contrast examination is performed. The contrast agent injected into the subject by drip or blood vessel injection travels in the bloodstream and reaches the target organ. By observing the presence or absence of the contrast effect when the contrast agent permeates or the difference in the degree, and observing the shape of the contrast portion, it is possible to discover abnormalities in the lesion or organ. In contrast imaging with an X-ray CT apparatus, after injecting a contrast agent into a subject, scanning is started and imaging is performed to acquire image data. In this embodiment, the heart is the imaging target. The contrast medium injected into the subject flows into the coronary artery of the heart. In the meantime, since the X-ray CT apparatus 50 is executing a scan, a plurality of volume data representing how the contrast medium flows into the coronary artery can be obtained. The X-ray CT apparatus 50 acquires a plurality of volume data with different times taken, and the image storage device 60 stores the volume data acquired at each time.

また、Ｘ線ＣＴ装置５０は、各ボリュームデータが撮影された時間を付帯情報として各ボリュームデータに付帯させる。また、この実施形態においては、Ｘ線ＣＴ装置５０によるスキャンと同期して、図示しない心電計を用いて被検体の心電波形（ＥＣＧ波形）を取得する。Ｘ線ＣＴ装置５０は、心電計から出力されるＥＣＧ波形を受け付けて、各ボリュームデータにＥＣＧ波形を対応させて画像記憶装置６０に記憶させる。   In addition, the X-ray CT apparatus 50 attaches each volume data to each volume data as supplementary information. In this embodiment, the electrocardiogram waveform (ECG waveform) of the subject is acquired using an electrocardiograph (not shown) in synchronization with the scan by the X-ray CT apparatus 50. The X-ray CT apparatus 50 receives an ECG waveform output from the electrocardiograph and stores the ECG waveform in correspondence with each volume data in the image storage device 60.

この実施形態に係るＸ線ＣＴ装置５０は、例えば２５６列の検出器を備えて、１回のスキャンで被検体の心臓領域全体のボリュームデータを取得し、１５０［ｍｓｅｃ］程度の時間で１つのボリュームデータを取得できることが好ましい。例えば、デュアルソース又はトリプルソースのＸ線ＣＴ装置を用いて、ガントリの回転速度を２［回転／ｓｅｃ］以上で撮影した後、ハーフ再構成を行うことで、その条件を満たすことができる。   The X-ray CT apparatus 50 according to this embodiment includes, for example, 256 rows of detectors, acquires volume data of the entire heart region of the subject in one scan, and acquires one volume in a time of about 150 [msec]. It is preferable that volume data can be acquired. For example, by using a dual source or triple source X-ray CT apparatus and imaging at a gantry rotation speed of 2 [rotation / sec] or more, the half reconstruction can be performed to satisfy the condition.

また、撮影においては、心臓壁の運動が顕著な収縮期を避けて、冠動脈の形態の描出が容易なタイミングでスキャンを行なうことが好ましい。例えば、冠動脈に血流が流れ始める心室拡張期からスキャンを開始し、ＥＣＧ波形のＰ波、Ｑ波、Ｒ波、及びＳ波が検出される時点を主に撮影することが好ましい。このタイミングでスキャンを開始することにより、被検体の被曝量を抑えて、冠動脈自身が造影され始める時点からボリュームデータを取得することができる。また、一般的に、心周期全体の時間は約８００［ｍｓｅｃ］であり、収縮期が約３００［ｍｓｅｃ］であり、拡張期が約５００［ｍｓｅｃ］であるため、上述した条件で撮影すれば、１心拍の間（Ｒ波から次のＲ波までの間）において、十分な数のボリュームデータを取得することができる。   In imaging, it is preferable to perform scanning at a timing at which it is easy to depict the coronary artery shape while avoiding the systole where the motion of the heart wall is significant. For example, it is preferable to start scanning from the ventricular diastole when blood flow begins to flow into the coronary arteries, and to mainly capture the time points at which the P, Q, R, and S waves of the ECG waveform are detected. By starting scanning at this timing, the exposure data of the subject can be suppressed, and volume data can be acquired from the time when the coronary artery itself starts to be imaged. In general, the time of the whole cardiac cycle is about 800 [msec], the systole is about 300 [msec], and the diastole is about 500 [msec]. A sufficient number of volume data can be acquired during one heartbeat (between the R wave and the next R wave).

（医用画像処理装置１）
医用画像処理装置１は、画像入力部２、抽出部３、解析部４、カラーマッピング部５、合成部６、表示画像生成部７、表示制御部８、及びユーザインターフェース（ＵＩ）９を備えている。医用画像処理装置１は、撮影された時間がそれぞれ異なる複数のボリュームデータを画像記憶装置６０から読み込み、造影剤の濃度を反映するＣＴ値に基づいて冠動脈領域を抽出し、さらに、冠動脈を流れる血流の速度と血流速度の勾配とを求める。以下、医用画像処理装置１の各部について説明する。 (Medical image processing apparatus 1)
The medical image processing apparatus 1 includes an image input unit 2, an extraction unit 3, an analysis unit 4, a color mapping unit 5, a synthesis unit 6, a display image generation unit 7, a display control unit 8, and a user interface (UI) 9. Yes. The medical image processing apparatus 1 reads a plurality of volume data with different times taken from the image storage device 60, extracts a coronary artery region based on a CT value reflecting the concentration of the contrast agent, and further flows blood flowing through the coronary artery. Find the velocity of the flow and the gradient of the blood flow velocity. Hereinafter, each part of the medical image processing apparatus 1 will be described.

（画像入力部２）
画像入力部２は、画像記憶装置６０に記憶されている複数のボリュームデータを読み込んで、抽出部３に複数のボリュームデータを出力する。 (Image input unit 2)
The image input unit 2 reads a plurality of volume data stored in the image storage device 60 and outputs the plurality of volume data to the extraction unit 3.

（抽出部３）
抽出部３は、心臓領域抽出部３１と、造影冠動脈抽出部３２と、中心線生成部３３と、非造影冠動脈抽出部３４と、冠動脈領域生成部３５とを備えている。抽出部３は、撮影され時間がそれぞれ異なる複数のボリュームデータから心臓の形態を表すボリュームデータを抽出し、さらに、冠動脈の形態を表すボリュームデータを抽出する。抽出部３の各部の機能について、図２と図３とを参照して説明する。図２と図３とは、各時間における冠動脈の形態を表すデータを抽出する処理を説明するための図である。 (Extractor 3)
The extraction unit 3 includes a heart region extraction unit 31, a contrast coronary artery extraction unit 32, a center line generation unit 33, a non-contrast coronary artery extraction unit 34, and a coronary artery region generation unit 35. The extraction unit 3 extracts volume data representing the shape of the heart from a plurality of volume data that have been captured and have different times, and further extracts volume data representing the shape of the coronary artery. The function of each part of the extraction unit 3 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 and FIG. 3 are diagrams for explaining a process of extracting data representing the shape of the coronary artery at each time.

心臓領域抽出部３１は、画像入力部２から出力された複数のボリュームデータを受けて、それら複数のボリュームデータから心臓の形態を表すボリュームデータを抽出する。心臓の形態の抽出には、公知の抽出方法を適用すれば良い。例えば、心臓領域抽出部３１は、３次元フィルタを用いて心臓の形態を表すボリュームデータを抽出する。抽出されたボリュームデータによって、心臓の形態と、所定の３次元座標系における心臓の位置とが特定される。   The heart region extraction unit 31 receives a plurality of volume data output from the image input unit 2 and extracts volume data representing the form of the heart from the plurality of volume data. A known extraction method may be applied to the extraction of the heart shape. For example, the heart region extraction unit 31 extracts volume data representing the shape of the heart using a three-dimensional filter. Based on the extracted volume data, the form of the heart and the position of the heart in a predetermined three-dimensional coordinate system are specified.

この実施形態においては、心臓領域抽出部３１は、冠動脈の全体に造影剤が流入した後において取得された複数のボリュームデータのそれぞれから、心臓の形態を表すボリュームデータを抽出する。被検体に造影剤を注入した後においては、心臓の冠動脈には造影剤は流入していないため、冠動脈における造影剤の濃度（ＣＴ値）は低い。造影剤を被検体に注入してから時間が経過すると、造影剤が冠動脈に流入してＣＴ値（画素値）が高くなる。さらに時間が経過すると、冠動脈の全体に造影剤が流入して冠動脈全体のＣＴ値（画素値）が高くなる。そこで、心臓領域抽出部３１は、造影剤を被検体に注入してから所定時間が経過した後に取得された複数のボリュームデータのそれぞれから、心臓の形態を表すボリュームデータを抽出する。なお、冠動脈の全体に造影剤が流入した後に取得されたボリュームデータを、「造影ボリュームデータ」と称する場合がある。また、心臓領域抽出部３１によって抽出された心臓の形態を表すボリュームデータを、「第１データ」と称する場合がある。   In this embodiment, the heart region extraction unit 31 extracts volume data representing the form of the heart from each of a plurality of volume data acquired after the contrast agent flows into the entire coronary artery. After the contrast medium is injected into the subject, since the contrast medium does not flow into the coronary artery of the heart, the concentration (CT value) of the contrast medium in the coronary artery is low. When time elapses after the contrast medium is injected into the subject, the contrast medium flows into the coronary artery and the CT value (pixel value) increases. As time further elapses, the contrast agent flows into the entire coronary artery, and the CT value (pixel value) of the entire coronary artery increases. Therefore, the heart region extraction unit 31 extracts volume data representing the form of the heart from each of a plurality of volume data acquired after a predetermined time has elapsed since the contrast agent was injected into the subject. The volume data acquired after the contrast agent has flowed into the entire coronary artery may be referred to as “contrast volume data”. In addition, the volume data representing the shape of the heart extracted by the heart region extraction unit 31 may be referred to as “first data”.

例えば、冠動脈に造影剤が流入するタイミングでスキャンを開始した場合、その時点から冠動脈の全体に造影剤が流入するまでの時間を心臓領域抽出部３１に予め設定しておく。心臓領域抽出部３１は、画像入力部２から出力された複数のボリュームデータから、スキャン開始から所定時間経過した後に取得された複数のボリュームデータ（造影ボリュームデータ）を特定し、所定時間経過した後に取得された複数のボリュームデータのそれぞれから、心臓の形態を表すボリュームデータ（第１データ）を抽出する。各ボリュームデータには撮影された時間が付帯情報として付帯しているため、心臓領域抽出部３１は、その付帯情報に基づいて、スキャン開始から所定時間経過した後に取得されたボリュームデータを特定する。   For example, when the scan is started at the timing when the contrast medium flows into the coronary artery, the time from the time until the contrast medium flows into the entire coronary artery is set in the heart region extraction unit 31 in advance. The heart region extraction unit 31 identifies a plurality of volume data (contrast volume data) acquired after a predetermined time has elapsed from the start of scanning from the plurality of volume data output from the image input unit 2, and after a predetermined time has elapsed Volume data (first data) representing the form of the heart is extracted from each of the acquired plurality of volume data. Since each of the volume data is accompanied by the time when the image was taken as supplementary information, the heart region extraction unit 31 identifies the volume data acquired after a predetermined time has elapsed from the start of the scan, based on the supplementary information.

また、造影剤を被検体に注入してから冠動脈の全体に造影剤が流入するまでの時間を、心臓領域抽出部３１に設定しても良い。この場合、心臓領域抽出部３１は、画像入力部２から出力された複数のボリュームデータから、造影剤を被検体に注入してから所定時間経過した後に取得された複数のボリュームデータ（造影ボリュームデータ）を特定し、所定時間経過した後に取得された複数の造影ボリュームデータのそれぞれから、心臓の形態を表すボリュームデータ（第１データ）を抽出する。   Alternatively, the time from when the contrast medium is injected into the subject until the contrast medium flows into the entire coronary artery may be set in the heart region extraction unit 31. In this case, the heart region extraction unit 31 uses a plurality of volume data (contrast volume data acquired after a predetermined time has elapsed since the contrast agent was injected into the subject from the plurality of volume data output from the image input unit 2. ) Is specified, and volume data (first data) representing the form of the heart is extracted from each of a plurality of contrast volume data acquired after a predetermined time has elapsed.

例えば図２に示すように、心臓領域抽出部３１は、冠動脈の全体に造影剤が流入した後に取得された複数のボリュームデータ（造影ボリュームデータ）のそれぞれから、心臓の形態を表す第１データ１００、１０１、１０２を抽出する。この実施形態においては、心臓領域抽出部３１は、複数の造影ボリュームデータのうち、１心拍の間に取得された造影ボリュームデータのそれぞれから、心臓の形態を表す第１データを抽出する。具体的には、心臓領域抽出部３１は、各ボリュームデータに対応付けられているＥＣＧ波形に基づいて、ＥＣＧ波形のＲ波が検出された時相から次のＲ波が検出された時相までの間（１心拍の間）に取得された複数の造影ボリュームデータを特定し、それら複数の造影ボリュームデータのそれぞれから、心臓の形態を表す第１データ１００、１０１、１０２を抽出する。これにより、１心拍の間の各時相における心臓の形態を表すボリュームデータ（第１データ）が抽出されたことになる。例えば、第１データ１００は１心拍中における時相ｔ１に取得されたデータであり、第１データ１０１は時相ｔ２に取得されたデータであり、第１データ１０２は時相ｔ３に取得されたデータである。すなわち、第１データ１００は、１心拍中の時相ｔ１における心臓の形態を表し、第１データ１０１は、１心拍中の時相ｔ２における心臓の形態を表し、第１データ１０２は、１心拍中の時相ｔ３における心臓の形態を表している。また、第１データによって、各時相における心臓の位置が特定される。このように、心臓領域抽出部３１によって、１心拍中の各時相における心臓の形態を表す第１データが抽出される。そして、心臓領域抽出部３１は、心臓の形態を表す第１データを造影冠動脈抽出部３２に出力する。なお、図２においては、抽出部３による処理を簡便に説明するために、３つの第１データ１００、１０１、１０２を示しているが、１心拍中におけるデータ数はこれに限定されない。また、心臓領域抽出部３１が、この発明の「心臓領域抽出手段」の１例に相当する。 For example, as shown in FIG. 2, the heart region extraction unit 31 includes first data 100 representing the form of the heart from each of a plurality of volume data (contrast volume data) acquired after the contrast medium flows into the entire coronary artery. , 101, 102 are extracted. In this embodiment, the heart region extraction unit 31 extracts first data representing the form of the heart from each of the contrast volume data acquired during one heartbeat among the plurality of contrast volume data. Specifically, the heart region extraction unit 31 is based on the ECG waveform associated with each volume data from the time phase when the R wave of the ECG waveform is detected to the time phase when the next R wave is detected. A plurality of contrast volume data acquired during the interval (for one heartbeat) is specified, and first data 100, 101, 102 representing the form of the heart is extracted from each of the plurality of contrast volume data. As a result, volume data (first data) representing the shape of the heart in each time phase during one heartbeat is extracted. For example, the first data 100 is data acquired at time phase t 1 during one heartbeat, the first data 101 is data acquired at time phase t 2 , and the first data 102 is acquired at time phase t 3 . It is the acquired data. That is, the first data 100 represents the form of a heart at phases t 1 when in one heartbeat, the first data 101 represents a form of heart at phases t 2 when in one heartbeat, first data 102, represents the form of a heart at phases t 3 when in one heartbeat. Moreover, the position of the heart in each time phase is specified by the first data. As described above, the heart region extraction unit 31 extracts the first data representing the form of the heart in each time phase during one heartbeat. The heart region extraction unit 31 then outputs first data representing the form of the heart to the contrast coronary artery extraction unit 32. In FIG. 2, three pieces of first data 100, 101, and 102 are shown in order to simplify the processing by the extraction unit 3, but the number of data in one heartbeat is not limited to this. The heart region extraction unit 31 corresponds to an example of “heart region extraction means” of the present invention.

造影冠動脈抽出部３２は、心臓の形態を表す第１データを心臓領域抽出部３１から受けて、第１データから冠動脈の形態を表すボリュームデータを抽出する。第１データは、造影剤が冠動脈の全体に流入した後に取得された造影ボリュームデータから抽出されたデータである。そのため、第１データにおいては、冠動脈のＣＴ値（画素値）が周囲の領域のＣＴ値（画素値）よりも高くなっている。造影剤が流入した冠動脈と周囲の領域とを区別するためのＣＴ値（画素値）の閾値を造影冠動脈抽出部３２に設定し、造影冠動脈抽出部３２は、ＣＴ値が閾値以上となる領域を表すボリュームデータを第１データから抽出する。これにより、冠動脈の形態を表すボリュームデータが第１データから抽出される。なお、第１データから抽出された冠動脈の形態を表すボリュームデータを、「第２データ」と称する場合がある。この第２データによって、冠動脈の形態と、所定の３次元座標系における冠動脈の位置とが特定される。   The contrast coronary artery extraction unit 32 receives the first data representing the shape of the heart from the heart region extraction unit 31, and extracts volume data representing the shape of the coronary artery from the first data. The first data is data extracted from the contrast volume data acquired after the contrast agent flows into the entire coronary artery. For this reason, in the first data, the CT value (pixel value) of the coronary artery is higher than the CT value (pixel value) of the surrounding area. The contrast coronary artery extraction unit 32 sets a CT value (pixel value) threshold value for distinguishing between the coronary artery into which the contrast medium has flowed and the surrounding region, and the contrast coronary artery extraction unit 32 selects a region where the CT value is equal to or greater than the threshold value. The representing volume data is extracted from the first data. Thereby, volume data representing the form of the coronary artery is extracted from the first data. The volume data representing the coronary artery shape extracted from the first data may be referred to as “second data”. With this second data, the form of the coronary artery and the position of the coronary artery in a predetermined three-dimensional coordinate system are specified.

例えば図２に示すように、造影冠動脈抽出部３２は、第１データ１００から冠動脈の形態を表す第２データ１１０を抽出し、第１データ１０１から冠動脈の形態を表す第２データ１１１を抽出し、第１データ１０２から冠動脈の形態を表す第２データ１１２を抽出する。第２データ１１０は、１心拍において時相ｔ１に取得されたデータであり、第２データ１１１は、時相ｔ２に取得されたデータであり、第２データ１１２は、時相ｔ３に取得されたデータである。すなわち、第２データ１１０は、１心拍中の時相ｔ１における冠動脈の形態を表し、第２データ１１１は、１心拍中の時相ｔ２における冠動脈の形態を表し、第２データ１１２は、１心拍中の時相ｔ３における冠動脈の形態を表している。また、第２データによって、各時相における冠動脈の位置が特定される。このように、造影冠動脈抽出部３２によって、１心拍中の各時相における冠動脈の形態を表す第２データが抽出される。この抽出によって、心臓の時系列的な形状変化に伴う冠動脈の形状変化を表す複数の第２データが得られる。そして、造影冠動脈抽出部３２は、冠動脈の形態を表す第２データを、中心線生成部３３と、非造影冠動脈抽出部３４と、冠動脈領域生成部３５とに出力する。 For example, as shown in FIG. 2, the contrast coronary artery extraction unit 32 extracts second data 110 representing the form of the coronary artery from the first data 100, and extracts second data 111 representing the form of the coronary artery from the first data 101. The second data 112 representing the shape of the coronary artery is extracted from the first data 102. The second data 110 is data acquired at time phase t 1 in one heartbeat, the second data 111 is data acquired at time phase t 2 , and the second data 112 is acquired at time phase t 3 . It is the acquired data. That is, the second data 110 represents the form of the coronary artery in the time phase t 1 during one heartbeat, the second data 111 represents the form of the coronary artery in the time phase t 2 during one heartbeat, and the second data 112 is represents the form of a coronary artery in the phase t 3 when in one heartbeat. The position of the coronary artery in each time phase is specified by the second data. In this way, the contrast coronary artery extraction unit 32 extracts second data representing the shape of the coronary artery in each time phase during one heartbeat. By this extraction, a plurality of second data representing the shape change of the coronary artery accompanying the time-series shape change of the heart is obtained. Then, the contrast coronary artery extraction unit 32 outputs second data representing the form of the coronary artery to the center line generation unit 33, the non-contrast coronary artery extraction unit 34, and the coronary artery region generation unit 35.

非造影冠動脈抽出部３４は、画像入力部２から出力された複数のボリュームデータを受け付け、さらに、造影冠動脈抽出部３２から出力された第２データを受け付ける。そして、非造影冠動脈抽出部３４は、造影ボリュームデータから抽出された第２データに利用して、造影剤が冠動脈に完全に流入する前に取得されたボリュームデータから、冠動脈の形態を表すボリュームデータを抽出する。造影剤が冠動脈に完全に流入する前に取得されたボリュームデータにおいては、冠動脈が完全に造影されていないため、ＣＴ値に基づいて冠動脈の形態を表すデータを抽出することは困難である。そこで、この実施形態では、造影ボリュームデータから抽出された第２データを利用して、各ボリュームデータから冠動脈の形態を表すボリュームデータを抽出する。なお、造影剤が冠動脈に完全に流入する前に取得されたボリュームデータを「非造影ボリュームデータ」と称する場合がある。また、第２データを利用して非造影ボリュームデータから抽出されたボリュームデータを、「第３データ」と称する場合がある。   The non-contrast coronary artery extraction unit 34 receives a plurality of volume data output from the image input unit 2, and further receives second data output from the contrast coronary artery extraction unit 32. Then, the non-contrast coronary artery extraction unit 34 uses the second data extracted from the contrast volume data, and uses the volume data acquired before the contrast agent completely flows into the coronary artery to represent volume data representing the coronary artery morphology. To extract. In the volume data acquired before the contrast agent completely flows into the coronary artery, since the coronary artery is not completely contrasted, it is difficult to extract data representing the form of the coronary artery based on the CT value. Therefore, in this embodiment, volume data representing the form of the coronary artery is extracted from each volume data using the second data extracted from the contrast volume data. The volume data acquired before the contrast agent completely flows into the coronary artery may be referred to as “non-contrast volume data”. Further, the volume data extracted from the non-contrast volume data using the second data may be referred to as “third data”.

各第２データには各時相における冠動脈の形態が表されているため、非造影ボリュームデータと同じ時相に取得された第２データを用いて、非造影ボリュームデータから冠動脈の形態を表す第３データを抽出する。すなわち、非造影冠動脈抽出部３４は、１心拍中において第２データが取得された時相と相対的に時間が一致する時相を特定し、第２データを用いて、その一致する時相に取得された非造影ボリュームデータから冠動脈の形態を表す第３データを抽出する。各ボリュームデータには、ＥＣＧ波形が対応付けられているため、非造影冠動脈抽出部３４は、そのＥＣＧ波形に基づいて相対的に時相が一致する第２データを用いて各時間における非造影ボリュームデータから第３データを抽出する。この第３データによって、冠動脈の形態と、所定の３次元座標系における冠動脈の位置とが特定される。   Since each second data represents the form of the coronary artery in each time phase, the second data acquired in the same time phase as the non-contrast volume data is used to represent the coronary artery form from the non-contrast volume data. 3 data is extracted. That is, the non-contrast coronary artery extraction unit 34 specifies a time phase that is relatively in time with the time phase at which the second data was acquired during one heartbeat, and uses the second data to determine the time phase that matches. Third data representing the form of the coronary artery is extracted from the acquired non-contrast volume data. Since each ECG waveform is associated with each volume data, the non-contrast coronary artery extraction unit 34 uses the second data whose time phases are relatively matched based on the ECG waveform, and the non-contrast volume at each time. Extract third data from the data. With this third data, the form of the coronary artery and the position of the coronary artery in a predetermined three-dimensional coordinate system are specified.

図２に示す例では、時相ｔ１と時相ｔ１’とは、１心拍中において相対的に時間が一致する。非造影冠動脈抽出部３４は、時相ｔ１における第２データ１１０を用いて、時相ｔ１に対応する時相ｔ１’に取得された非造影ボリュームデータ１２０から冠動脈の形態を表す第３データ１３０を抽出する。このように、非造影冠動脈抽出部３４は、１心拍中において第２データが取得された時相と相対的に時間が一致する時相に取得された非造影ボリュームデータから、冠動脈の形態を表す第３データを抽出する。同様に、非造影冠動脈抽出部３４は、時相ｔ２における第２データ１１１を用いて、時相ｔ２に対応する時相ｔ２’に取得された非造影ボリュームデータ１２１から冠動脈の形態を表す第３データ１３１を抽出する。さらに、非造影冠動脈抽出部３４は、時相ｔ３における第２データ１１２を用いて、時相ｔ３に対応する時相ｔ３’に取得された非造影ボリュームデータ１２２から冠動脈の形態を表す第３データ１３２を抽出する。第３データ１３０は、１心拍中の時相ｔ１’における冠動脈の形態を表し、第３データ１３１は、１心拍中の時相ｔ２’における冠動脈の形態を表し、第３データ１３２は、１心拍中の時相ｔ３’における冠動脈の形態を表している。 In the example illustrated in FIG. 2, the time phase t 1 and the time phase t 1 ′ are relatively in time during one heartbeat. Non-contrast coronary extracting unit 34 uses the second data 110 in the time phase t 1, a third data from the non-contrast volume data 120 acquired in phases t 1 'when the corresponding time phase t1 represents the form of coronary artery 130 is extracted. As described above, the non-contrast-enhanced coronary artery extraction unit 34 represents the form of the coronary artery from non-contrast-enhanced volume data acquired at a time phase that is relatively in time with the time phase at which the second data was acquired during one heartbeat. Extract third data. Likewise, non-contrast coronary extracting unit 34 uses the second data 111 in the time phase t 2, the form of coronary from non-contrast volume data 121 acquired in phase t 2 'when corresponding to a time phase t 2 The third data 131 to be expressed is extracted. Furthermore, non-contrast coronary extracting unit 34 uses the second data 112 in the time phase t 3, the non-contrast volume data 122 acquired in the phase t 3 'when corresponding to a time phase t 3 represents the form of coronary artery The third data 132 is extracted. The third data 130 represents the morphology of the coronary artery in the time phase t 1 ′ during one heartbeat, the third data 131 represents the morphology of the coronary artery in the time phase t 2 ′ during one heartbeat, and the third data 132 is It represents the morphology of the coronary artery at time phase t 3 ′ during one heartbeat.

以上のように、非造影冠動脈抽出部３４によって、冠動脈に造影剤が完全に流入していないボリュームデータから冠動脈の形態を表す第２データが抽出される。この抽出によって、心臓の時系列的な形状変化に伴う冠動脈の形状変化を表す複数の第３データが得られる。   As described above, the non-contrast-enhanced coronary artery extraction unit 34 extracts the second data representing the form of the coronary artery from the volume data in which the contrast agent does not completely flow into the coronary artery. By this extraction, a plurality of third data representing the shape change of the coronary artery accompanying the time-series shape change of the heart is obtained.

そして、非造影冠動脈抽出部３４は、各心拍における複数のボリュームデータに対して抽出処理を施すことで、各心拍中の各時相における第３データを抽出する。例えば図３に示すように、非造影冠動脈抽出部３４は、第２データ１１０、１１１、１１２を用いて、１心拍中における非造影ボリュームデータ１４０、１４１、１４２のそれぞれから、第３データ１５０、１５１、１５２を抽出する。さらに、非造影冠動脈抽出部３４は、別の心拍中における非造影ボリュームデータ１４３、１４４、１４５のそれぞれから、第３データ１５３、１５４、１５５を抽出する。このように、各心拍におけるボリュームデータから第３データを抽出することで、造影剤が冠動脈に徐々に流入して、徐々に造影されていく冠動脈を抽出することができる。そして、非造影冠動脈抽出部３４は、冠動脈の形態を表す第３データを冠動脈領域生成部３５に出力する。   Then, the non-contrast coronary artery extraction unit 34 performs extraction processing on a plurality of volume data in each heartbeat, thereby extracting third data in each time phase in each heartbeat. For example, as shown in FIG. 3, the non-contrast-enhanced coronary artery extraction unit 34 uses the second data 110, 111, and 112 to obtain third data 150, 151 and 152 are extracted. Further, the non-contrast coronary artery extraction unit 34 extracts third data 153, 154, and 155 from the non-contrast volume data 143, 144, and 145 during another heartbeat, respectively. In this way, by extracting the third data from the volume data at each heartbeat, it is possible to extract the coronary artery in which the contrast agent gradually flows into the coronary artery and is gradually contrasted. Then, the non-contrast coronary artery extraction unit 34 outputs third data representing the form of the coronary artery to the coronary artery region generation unit 35.

例えば図３に示すように、第３データ１５０から第３データ１５５にかけて、造影剤が徐々に流入していく冠動脈を表すことができる。具体的には、第３データ１５０に表される冠動脈のＣＴ値は高くなっていないため、この時点においては、造影剤が冠動脈に流入していないことになる。次の時相に取得された第３データ１５１に表されている冠動脈においては、冠動脈の上流側のＣＴ値が高くなっているため、この時点で造影剤が冠動脈に流入し始めている。そして、第３データ１５２から第３データ１５５のそれぞれに表されている冠動脈においては、冠動脈の上流側から下流側にかけてＣＴ値が徐々に高くなっているため、徐々に造影剤が冠動脈に流入していく様子が表されている。   For example, as shown in FIG. 3, the coronary artery into which the contrast medium gradually flows can be represented from the third data 150 to the third data 155. Specifically, since the CT value of the coronary artery represented by the third data 150 is not high, the contrast agent does not flow into the coronary artery at this point. In the coronary artery represented by the third data 151 acquired in the next time phase, the CT value on the upstream side of the coronary artery is high, and at this time, the contrast medium starts to flow into the coronary artery. In the coronary arteries represented by the third data 152 to the third data 155, the CT value gradually increases from the upstream side to the downstream side of the coronary artery, so that the contrast medium gradually flows into the coronary artery. The state of going is shown.

なお、造影冠動脈抽出部３２と非造影冠動脈抽出部３４とによって、この発明の「冠動脈領域抽出手段」の１例を構成する。   The contrast coronary artery extraction unit 32 and the non-contrast coronary artery extraction unit 34 constitute an example of the “coronary artery region extraction means” of the present invention.

冠動脈領域生成部３５は、造影冠動脈抽出部３２から出力された第２データと、非造影冠動脈抽出部３４から出力された第３データとを受けて、各ボリュームデータに付帯されている撮影時間に従って、第２データと第３データとを撮影された時間の順番に並べる。これにより、時系列的に造影される冠動脈を表す複数の画像データが得られる。   The coronary artery region generation unit 35 receives the second data output from the contrast coronary artery extraction unit 32 and the third data output from the non-contrast coronary artery extraction unit 34, and according to the imaging time attached to each volume data. Then, the second data and the third data are arranged in the order of the photographing times. Thereby, a plurality of image data representing the coronary artery contrasted in time series is obtained.

なお、造影ボリュームデータから抽出された第２データと、非造影ボリュームデータから抽出された第３データとを合わせて、以降、第３データと称することとする。すなわち、第３データには、造影ボリュームデータから抽出された冠動脈の形態を表すデータと、非造影ボリュームデータから抽出された冠動脈の形態を表すデータとが含まれている。冠動脈領域生成部３５は、各時間における冠動脈の形態を表す第３データを解析部４の血流速度算出部４２に出力する。   The second data extracted from the contrast volume data and the third data extracted from the non-contrast volume data will be collectively referred to as third data hereinafter. That is, the third data includes data representing the form of the coronary artery extracted from the contrast volume data and data representing the form of the coronary artery extracted from the non-contrast volume data. The coronary artery region generation unit 35 outputs third data representing the form of the coronary artery at each time to the blood flow velocity calculation unit 42 of the analysis unit 4.

また、中心線生成部３３は、造影冠動脈抽出部３２から各時相における第２データを受けて、公知の方法によって各時相における冠動脈の中心線を求める。例えば、中心線生成部３３は、各時相における第２データに２値化処理を施した後、細線化処理を施すことで幅が１となる各時相における中心線の位置を求める。これにより、中心線によって、枝状の形状を有する冠動脈の構造を特定し、枝状の冠動脈の分岐点を特定することができる。そして、中心線生成部３３は、各時相における中心線の位置を示す中心線データを解析部４の先端特定部４１に出力する。   The center line generation unit 33 receives the second data at each time phase from the contrast coronary artery extraction unit 32, and obtains the center line of the coronary artery at each time phase by a known method. For example, the center line generation unit 33 performs binarization processing on the second data in each time phase, and then performs thinning processing to obtain the position of the center line in each time phase where the width is 1. Thereby, the structure of the coronary artery having a branch shape can be specified by the center line, and the branch point of the branch-like coronary artery can be specified. Then, the center line generation unit 33 outputs center line data indicating the position of the center line in each time phase to the tip specifying unit 41 of the analysis unit 4.

（解析部４）
解析部４は、先端特定部４１と、血流速度算出部４２と、速度勾配算出部４３とを備えている。解析部４は、抽出部３によって抽出された冠動脈の形態を表す第３データに基づいて、冠動脈を流れる血流の速度を求め、さらに、時間に対する血流速度の勾配を求める。解析部４の各部の機能について、図４を参照して説明する。図４は、冠動脈の各部における血流の速度と血流速度の勾配とを求める処理を説明するための図である。 (Analysis unit 4)
The analysis unit 4 includes a tip specifying unit 41, a blood flow velocity calculation unit 42, and a velocity gradient calculation unit 43. The analysis unit 4 obtains the velocity of the blood flow flowing through the coronary artery based on the third data representing the form of the coronary artery extracted by the extraction unit 3, and further obtains the gradient of the blood flow velocity with respect to time. The function of each part of the analysis unit 4 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining processing for obtaining a blood flow velocity and a blood flow velocity gradient in each part of the coronary artery.

先端特定部４１は、冠動脈領域生成部３５から出力された複数の第３データを受け付け、さらに、中心線生成部３３から出力された複数の中心線データを受け付ける。そして、先端特定部４１は、各時間における中心線データが示す冠動脈の枝構造を参照して、各時間における第３データのＣＴ値に基づいて、各時間において冠動脈を流れる造影剤の先端部の位置を特定する。   The distal end specifying unit 41 receives a plurality of third data output from the coronary artery region generating unit 35 and further receives a plurality of centerline data output from the centerline generating unit 33. Then, the tip specifying unit 41 refers to the coronary artery branch structure indicated by the centerline data at each time, and based on the CT value of the third data at each time, the tip of the contrast agent flowing through the coronary artery at each time Identify the location.

例えば図４に示すように、時相ｔａに取得された第３データ１６０は時相ｔａにおける冠動脈の形態を表し、その時相ｔａまでの間に造影剤が流入した部分１６１のＣＴ値が高くなっている。そして、先端特定部４１は、同じ時相ｔａにおける中心線データが示す中心線の線上であって、第３データ１６０が示す冠動脈において造影剤が流入した部分１６１の端部を、冠動脈を流れる造影剤の先端部の位置とする。例えば、先端特定部４１は、造影剤の先端部の１つとして先端部１６２を特定する。 For example, as shown in FIG. 4, the third data 160 acquired in a time phase t a represents the form of a coronary artery in the phase t a time, CT value of the portion 161 which the contrast agent has flowed until that time phase t a Is high. Then, tip identification unit 41, a line of the center line showing the center line data at the same time phase t a, the end portion 161 the contrast agent has flowed in the coronary arteries where the third data 160 indicates, through the coronary artery It is the position of the tip of the contrast agent. For example, the tip specifying unit 41 specifies the tip 162 as one of the tips of the contrast agent.

さらに、時相ｔａに隣り合う時相ｔｂに取得された第３データ１７０は時相ｔｂにおける冠動脈の形態を表し、その時相ｔｂまでの間に造影剤が流入した部分１７１のＣＴ値が高くなっている。そして、先端特定部４１は、同じ時相ｔｂにおける中心線データが示す中心線の線上であって、第３データ１７０が示す冠動脈において造影剤が流入した部分１７１の端部を、冠動脈が流れる造影剤の先端部の位置とする。例えば、先端特定部４１は、造影剤の先端部の１例として先端部１７２と先端部１７３とを特定する。 Furthermore, represents a third data 170 in the form of a coronary artery in the phase t b when obtained in the phase t b when adjacent time phase t a, CT portion 171 contrast agent has flowed during the time until the phase t b the The value is high. The tip specifying unit 41 is on the center line indicated by the center line data at the same time phase t b , and the coronary artery flows through the end of the portion 171 into which the contrast medium flows in the coronary artery indicated by the third data 170. It is the position of the tip of the contrast agent. For example, the tip specifying unit 41 specifies the tip 172 and the tip 173 as an example of the tip of the contrast agent.

そして、先端特定部４１は、中心線データが示す中心線の形状に基づいて、時相ｔａから時相ｔｂまでの間において、造影剤の先端部１６２が移動した先の位置を特定する。中心線の形状は、冠動脈の枝構造を表しているため、先端特定部４１は、その枝構造に基づいて造影剤の先端部が移動した位置を特定する。図４に示す例では、先端部１７２と先端部１７３とが、先端部１６２の移動先となっている。すなわち、造影剤の先端部１６２は、時相ｔａから時相ｔｂまでの間で、先端部１７２と先端部１７３とに移動したことになる。さらに、先端特定部４１は、先端部１６２から、先端部１６２の移動先である先端部１７２までの方向を示す血流ベクトルを求める。同様に、先端特定部４１は、先端部１６２から、先端部１６２の別の移動先である先端部１７３までの方向を示す血流ベクトルを求める。この血流ベクトルは、各時間における造影剤の先端部の移動方向を示しているため、血流が流れる方向を示していることになる。 The tip specifying unit 41 based on the shape of the center line showing the center line data, between the time phases t a until the time phase t b, identifies the previous position the tip 162 moves the contrast agent . Since the shape of the center line represents the branch structure of the coronary artery, the tip specifying unit 41 specifies the position where the tip of the contrast agent has moved based on the branch structure. In the example shown in FIG. 4, the distal end portion 172 and the distal end portion 173 are the movement destinations of the distal end portion 162. That is, the distal end portion 162 of the contrast agent between the time phase t a until the time phase t b, so that has moved to a distal end 172 and a distal end 173. Further, the tip specifying unit 41 obtains a blood flow vector indicating the direction from the tip 162 to the tip 172 to which the tip 162 is moved. Similarly, the tip specifying unit 41 obtains a blood flow vector indicating the direction from the tip 162 to the tip 173 that is another destination of the tip 162. Since this blood flow vector indicates the moving direction of the distal end portion of the contrast medium at each time, it indicates the direction in which the blood flow flows.

さらに、時相ｔｂに隣り合う時相ｔｃに取得された第３データ１８０は時相ｔｃにおける冠動脈の形態を表し、その時相ｔｃまでの間に造影剤が流入した部分１７１のＣＴ値が高くなっている。そして、先端特定部４１は、同じ時相ｔｃにおける中心線データが示す中心線の線上であって、第３データ１８０が示す冠動脈において造影剤が流入した部分１８１の端部を、冠動脈を流れる造影剤の先端部の位置とする。例えば、先端特定部４１は、造影剤の先端部の１例として先端部１８２と先端部１８３とを特定する。 The third data 180 acquired in the phase t c when adjacent time phase t b represents the form of a coronary artery in the phase t c when, CT portion 171 contrast agent has flowed until that time phase t c The value is high. Then, tip identification unit 41, a line of the center line showing the center line data at the same time phase t c, the end portions 181 which the contrast agent has flowed in the coronary arteries where the third data 180 indicates, through the coronary artery It is the position of the tip of the contrast agent. For example, the tip specifying unit 41 specifies the tip 182 and the tip 183 as an example of the tip of the contrast agent.

そして、先端特定部４１は、中心線データが示す中心線の形状に基づいて、時相ｔｂから時相ｔｃまでの間において、造影剤の先端部１７２が移動した先の位置と、先端部１７３が移動した先の位置とを特定する。図４に示す例では、先端部１８２が先端部１７２の移動先となっており、先端部１８３が先端部１７３の移動先となっている。すなわち、造影剤の先端部１７２は、時相ｔｂから時相ｔｃまでの間で、先端部１８２に移動したことになる。また、造影剤の先端部１７３は、時相ｔｂから時相ｔｃまでの間で、先端部１８３に移動したことになる。さらに、先端特定部４１は、先端部１７２から、先端部１７２の移動先である先端部１８２までの方向を示す血流ベクトルを求め、さらに、先端部１７３から、先端部１７３の移動先である先端部１８３までの方向を示す血流ベクトルを求める。 Then, the distal end specifying unit 41 is configured so that, based on the shape of the center line indicated by the center line data, the position where the distal end portion 172 of the contrast agent has moved between the time phase t b and the time phase t c, and the tip The position to which the unit 173 has moved is specified. In the example shown in FIG. 4, the tip 182 is the destination of the tip 172 and the tip 183 is the destination of the tip 173. That is, the contrast agent front end 172 has moved to the front end 182 between the time phase t b and the time phase t c . The tip portion 173 of the contrast agent between the time phase t b until the time phase t c, thus moved to the distal end portion 183. Further, the tip specifying unit 41 obtains a blood flow vector indicating the direction from the tip 172 to the tip 182 to which the tip 172 is moved, and is further the destination of the tip 173 from the tip 173. A blood flow vector indicating the direction to the tip 183 is obtained.

先端特定部４１は、各時間における造影剤の先端部の位置を示す情報（座標情報）を血流速度算出部４２に出力する。   The tip specifying unit 41 outputs information (coordinate information) indicating the position of the tip of the contrast agent at each time to the blood flow velocity calculating unit 42.

血流速度算出部４２は、先端特定部４１から出力された各時間における造影剤の先端部の位置情報に基づいて、各先端部の移動距離を求め、その移動距離に基づいて冠動脈の各領域における血流の速度を求める。具体的には、血流速度算出部４２は、撮影された時間が隣り合う第３データ間における造影剤の先端部の位置に基づいて、各先端部の移動距離を求める。そして、血流速度算出部４２は、その移動距離を、撮影された時間が隣り合う第３データ間の時間間隔で除算することで、冠動脈の各領域における血流の速度を求める。   The blood flow velocity calculation unit 42 obtains the moving distance of each tip based on the positional information of the tip of the contrast agent at each time output from the tip specifying unit 41, and each region of the coronary artery based on the moved distance To determine the velocity of blood flow. Specifically, the blood flow velocity calculation unit 42 obtains the moving distance of each distal end portion based on the position of the distal end portion of the contrast agent between the third data in which the captured times are adjacent. Then, the blood flow velocity calculation unit 42 determines the blood flow velocity in each region of the coronary artery by dividing the moving distance by the time interval between the third data in which the captured times are adjacent.

例えば図４に示すように、血流速度算出部４２は、時相ｔａにおける造影剤の先端部１６２の座標情報と、時相ｔａに隣り合う時相ｔｂにおいて先端部１６２の移動先である先端部１７２の座標情報とに基づいて、造影剤の先端部の移動距離Ｄを求める。そして、血流速度算出部４２は、その移動距離Ｄを、時相ｔａと時相ｔｂとの間の時間間隔（ｔｂ−ｔａ）で除算することで、先端部１６２から先端部１７２までの間の領域における血流の速度を求める。血流速度算出部４２は、先端部１６２から先端部１７２までの間の領域の位置を示す情報（座標情報）と、その領域における血流の速度とを、速度勾配算出部４３に出力する。 For example, as shown in FIG. 4, the blood flow velocity calculating unit 42, the coordinate information of the tip portion 162 of the contrast agent in time phase t a, the destination of the distal end portion 162 in the phase t b when adjacent time phase t a Based on the coordinate information of the tip portion 172, the moving distance D of the tip portion of the contrast agent is obtained. Then, the blood flow velocity calculating unit 42, by dividing the movement distance D, the time interval between the time phase t a and the time phase t b (t b -t a) , the tip portion from the distal portion 162 The blood flow velocity in the region up to 172 is obtained. The blood flow velocity calculation unit 42 outputs information (coordinate information) indicating the position of the region between the distal end portion 162 and the distal end portion 172 and the blood flow velocity in the region to the velocity gradient calculation unit 43.

同様に、血流速度算出部４２は、時相ｔａにおける造影剤の先端部１６２の座標情報と、時相ｔｂにおいて先端部１６２の移動先である先端部１７３の座標情報とに基づいて、造影剤の先端部の移動距離を求め、時相ｔａと時相ｔｂとの間の時間間隔（ｔｂ−ｔａ）で除算することで、先端部１６２から先端部１７３までの間の領域における血流の速度を求める。そして、血流速度算出部４２は、先端部１６２から先端部１７３までの間の領域の位置を示す情報（座標情報）と、その領域における血流の速度とを、速度勾配算出部４３に出力する。 Similarly, the blood flow velocity calculating unit 42, the coordinate information of the tip portion 162 of the contrast agent in time phase t a, based on the coordinate information of the tip portion 173 which is the destination of the distal end portion 162 in a time phase t b obtains a moving distance of the distal end portion of the contrast agent, is divided by the time interval between the time phase t a and the time phase t b (t b -t a) , between the tip 162 to the tip 173 The blood flow velocity in the region is obtained. Then, the blood flow velocity calculation unit 42 outputs information (coordinate information) indicating the position of the region between the distal end portion 162 and the distal end portion 173 and the blood flow velocity in the region to the velocity gradient calculation unit 43. To do.

また、血流速度算出部４２は、時相ｔｂにおける造影剤の先端部１７２の座標情報と、時相ｔｂに隣り合う時相ｔｃにおいて先端部１７２の移動先である先端部１８２の座標情報とに基づいて、造影剤の先端部の移動距離を求める。そして、血流速度算出部４２は、その移動距離を、時相ｔｂと時相ｔｃとの間の時間間隔（ｔｃ−ｔｂ）で除算することで、先端部１７２から先端部１８２までの間の領域における血流の速度を求める。そして、血流速度算出部４２は、先端部１７２から先端部１８２までの間の領域の位置を示す情報（座標情報）と、その領域における血流の速度とを、速度勾配算出部４３に出力する。 Further, the blood flow velocity calculating unit 42, the contrast agent in time phase t b and the coordinate information of the tip portion 172, which is the destination of the distal end portion 172 in the phase t c when adjacent time phase t b of the distal portion 182 Based on the coordinate information, the moving distance of the tip of the contrast agent is obtained. Then, the blood flow velocity calculation unit 42 divides the moving distance by the time interval (t c −t b ) between the time phase t b and the time phase t c , so that the tip 172 to the tip 182 are divided. The velocity of blood flow in the region between is obtained. The blood flow velocity calculation unit 42 outputs information (coordinate information) indicating the position of the region between the tip 172 and the tip 182 and the blood flow velocity in the region to the velocity gradient calculation unit 43. To do.

速度勾配算出部４３は、各領域の位置を示す座標情報と、各領域における血流速度の大きさとに基づいて、各領域における血流速度の勾配を求める。具体的には、速度勾配算出部４３は、隣り合った領域における血流速度の大きさの差分を求め、その差分を、撮影された時間が隣り合う第３データ間の時間間隔で除算することで、各領域における血流速度の勾配を求める。   The velocity gradient calculation unit 43 obtains the gradient of the blood flow velocity in each region based on the coordinate information indicating the position of each region and the magnitude of the blood flow velocity in each region. Specifically, the velocity gradient calculation unit 43 obtains a difference in the magnitude of the blood flow velocity in the adjacent regions, and divides the difference by the time interval between the third data adjacent to the time when the imaging was performed. Thus, the gradient of the blood flow velocity in each region is obtained.

そして、解析部４は、冠動脈の各領域の座標情報と、各領域における血流速度の勾配とをカラーマッピング部５に出力する。また、解析部４は、冠動脈の各領域の座標情報と、各領域における血流速度の大きさとをカラーマッピング部５に出力しても良い。なお、解析部４が、この発明の「解析手段」の１例に相当する。   Then, the analysis unit 4 outputs the coordinate information of each region of the coronary artery and the blood flow velocity gradient in each region to the color mapping unit 5. Further, the analysis unit 4 may output the coordinate information of each region of the coronary artery and the magnitude of the blood flow velocity in each region to the color mapping unit 5. The analysis unit 4 corresponds to an example of “analysis means” of the present invention.

（カラーマッピング部５）
カラーマッピング部５は、解析部４から出力された冠動脈の各領域の座標情報と、各領域における血流速度の勾配とを受けて、血流速度の勾配の大きさに応じた色を、冠動脈の各領域に割り当てることで、冠動脈の形態を表しつつ各領域に色が割り当てられた色ボリュームデータを生成する。血流速度の勾配の大きさと、その大きさに応じた色とを対応付けてカラーマッピング部５に設定しておく。カラーマッピング部５は、解析部４によって求められた血流速度の勾配の大きさに対応した色を、その勾配の大きさを有する領域に割り当てる。例えば、血流速度の勾配が大きくなるほど赤色の割合を多くし、勾配が小さくなるほど青色の割合を多くする。そして、カラーマッピング部５は、血流速度の勾配の大きさに対応した色が各領域に割り当てられた色ボリュームデータを生成して、その色ボリュームデータを合成部６に出力する。この色ボリュームデータは、冠動脈の各領域で構成されているため、冠動脈の形態を表し、さらに、冠動脈の各領域に色が割り当てられている。これにより、血流速度が急激に変化している部分を強調して表示することが可能となる。なお、カラーマッピング部５が、この発明の「色割当手段」の１例に相当する。 (Color mapping unit 5)
The color mapping unit 5 receives the coordinate information of each region of the coronary artery output from the analysis unit 4 and the blood flow velocity gradient in each region, and changes the color corresponding to the magnitude of the blood flow velocity gradient to the coronary artery. By assigning to each area, color volume data in which a color is assigned to each area while representing the form of the coronary artery is generated. The magnitude of the blood flow velocity gradient and the color corresponding to the magnitude are set in the color mapping unit 5 in association with each other. The color mapping unit 5 assigns a color corresponding to the magnitude of the blood flow velocity gradient obtained by the analyzing unit 4 to an area having the gradient magnitude. For example, the ratio of red is increased as the gradient of blood flow velocity increases, and the ratio of blue is increased as the gradient decreases. Then, the color mapping unit 5 generates color volume data in which a color corresponding to the magnitude of the blood flow velocity gradient is assigned to each region, and outputs the color volume data to the synthesis unit 6. Since this color volume data is composed of each region of the coronary artery, it represents the form of the coronary artery, and furthermore, a color is assigned to each region of the coronary artery. As a result, it is possible to highlight and display a portion where the blood flow velocity is changing rapidly. The color mapping unit 5 corresponds to an example of the “color assigning unit” of the present invention.

（合成部６）
合成部６は、画像入力部２から出力されたボリュームデータと、カラーマッピング部５から出力された色ボリュームデータとを受けて、ボリュームデータと色ボリュームデータとを合成することで、合成ボリュームデータを生成する。そして、合成部６は、合成ボリュームデータを表示画像生成部７に出力する。色ボリュームデータと合成するボリュームデータは、任意の時間に取得されたボリュームデータであって良い。例えば、操作者が操作部９２を用いて任意の時間を指定すると、画像入力部２は、操作者によって指定された時間に取得されたボリュームデータを合成部６に出力する。そして、合成部６は、操作者によって指定されたボリュームデータと、色ボリュームデータとを合成することで、合成ボリュームデータを生成する。なお、狭窄部位の診断のためには、拡張末期に取得されたボリュームデータと色ボリュームデータとを合成することが好ましい。なお、合成部６が、この発明の「合成手段」の１例に相当する。 (Synthesis unit 6)
The synthesizing unit 6 receives the volume data output from the image input unit 2 and the color volume data output from the color mapping unit 5, and synthesizes the volume data and the color volume data, thereby combining the synthesized volume data. Generate. Then, the synthesis unit 6 outputs the synthesized volume data to the display image generation unit 7. The volume data to be combined with the color volume data may be volume data acquired at an arbitrary time. For example, when the operator designates an arbitrary time using the operation unit 92, the image input unit 2 outputs the volume data acquired at the time designated by the operator to the synthesis unit 6. Then, the synthesizing unit 6 generates synthesized volume data by synthesizing the volume data designated by the operator and the color volume data. For diagnosis of a stenosis site, it is preferable to synthesize the volume data and color volume data acquired at the end diastole. The synthesizing unit 6 corresponds to an example of “synthesizing means” of the present invention.

（表示画像生成部７）
表示画像生成部７は、合成部６から出力された合成ボリュームデータに所定の画像処理を施すことで、表示用の合成画像データを生成する。例えば、表示画像生成部７は、合成ボリュームデータにボリュームレンダリングを施すことで、心臓と冠動脈とが立体的に表される３次元画像データを生成する。また、表示画像生成部７は、合成ボリュームデータにＭＰＲ（Ｍｕｌｔｉ Ｐｌａｎａｒ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）処理を施すことで、任意の断面における画像データ（ＭＰＲ画像データ）を生成しても良い。また、表示画像生成部７は、ＭＩＰ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）処理を施すことで、最大投影画像データ（ＭＩＰ画像データ）を生成しても良い。さらに、表示画像生成部７は、冠動脈に属する血管に沿ったＣＰＲ（Ｃｕｒｖｅｄ ＭＰＲ）画像データを生成しても良い。また、表示画像生成部７は、冠動脈に属する血管の中心線に直交する断面を設定し、その断面の中心などの特定の位置に血管の中心線が対応させることで、Ｓｔｒｅｔｃｈｅｄ ＣＰＲ画像データ（伸展画像データ）を生成しても良い。この伸展画像においては、血管は直線で表される。そして、表示画像生成部７は、３次元画像データやＭＰＲ画像データなどの合成画像データを表示制御部８に出力する。表示制御部８は、合成画像データに基づく合成画像を表示部９１に表示させる。例えば、表示制御部８は、３次元画像データに基づく３次元画像を表示部９１に表示させる。 (Display Image Generation Unit 7)
The display image generating unit 7 performs predetermined image processing on the combined volume data output from the combining unit 6 to generate display combined image data. For example, the display image generation unit 7 generates three-dimensional image data in which the heart and the coronary artery are three-dimensionally represented by performing volume rendering on the combined volume data. In addition, the display image generation unit 7 may generate image data (MPR image data) in an arbitrary cross section by performing MPR (Multi Planar Reconstruction) processing on the composite volume data. In addition, the display image generation unit 7 may generate maximum projection image data (MIP image data) by performing MIP (Maximum Intensity Projection) processing. Further, the display image generation unit 7 may generate CPR (Curved MPR) image data along a blood vessel belonging to the coronary artery. In addition, the display image generation unit 7 sets a cross section orthogonal to the center line of the blood vessel belonging to the coronary artery, and the center line of the blood vessel corresponds to a specific position such as the center of the cross section so that the stretched CPR image data (extension) Image data) may be generated. In this stretched image, the blood vessel is represented by a straight line. Then, the display image generation unit 7 outputs composite image data such as 3D image data and MPR image data to the display control unit 8. The display control unit 8 causes the display unit 91 to display a composite image based on the composite image data. For example, the display control unit 8 causes the display unit 91 to display a three-dimensional image based on the three-dimensional image data.

ここで、表示画像生成部７によって生成された３次元画像の１例を図５に示す。図５は、この発明の第１実施形態に係る医用画像処理装置によって生成された画像を示す図である。例えば図５に示すように、３次元画像２００には、心臓の形態を表す画像２１０と、冠動脈の形態を表す画像２２０とが含まれている。心臓の形態を表す画像２１０は、画像入力部２から出力されたボリュームデータに基づいて生成された３次元画像である。冠動脈の形態を表す画像２２０は、色ボリュームデータに基づいて生成された３次元画像である。   Here, an example of the three-dimensional image generated by the display image generation unit 7 is shown in FIG. FIG. 5 is a diagram showing an image generated by the medical image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. For example, as shown in FIG. 5, the three-dimensional image 200 includes an image 210 representing the shape of the heart and an image 220 representing the shape of the coronary artery. The image 210 representing the form of the heart is a three-dimensional image generated based on the volume data output from the image input unit 2. The image 220 representing the shape of the coronary artery is a three-dimensional image generated based on the color volume data.

画像２２０は色ボリュームデータに基づいて生成されているため、画像２２０の各領域には、血流速度の勾配の大きさに応じた色が割り当てられている。例えば、血流速度の勾配が大きくなるほど赤色の割合が多くなり、勾配が小さくなるほど青色の割合が多くなる。これにより、画像２２０に表された色を観察することで、血流速度が急激に変化している部位を特定し、その部位に注目することが可能となる。例えば、図５に示す三次元画像２００においては、部位２２１、２２２、２２３では、他の部位と比べて色が変化しているため、それぞれの部位において血流速度が急激に変化していることが分かる。   Since the image 220 is generated based on the color volume data, a color corresponding to the magnitude of the blood flow velocity gradient is assigned to each region of the image 220. For example, the proportion of red increases as the gradient of blood flow velocity increases, and the proportion of blue increases as the gradient decreases. As a result, by observing the color represented in the image 220, it is possible to identify a part where the blood flow velocity is changing rapidly and pay attention to the part. For example, in the three-dimensional image 200 shown in FIG. 5, since the colors of the parts 221, 222, and 223 are changed compared to the other parts, the blood flow velocity changes rapidly in each part. I understand.

また、ユーザインターフェース（ＵＩ）９は、表示部９１と操作部９２とを備えている。表示部９１は、ＣＲＴや液晶ディスプレイなどのモニタで構成され、画面上に３次元画像やＭＰＲ画像が表示される。操作部９２は、ジョイスティックやトラックボールなどのポインティングデバイス、スイッチ、各種ボタン、又はキーボードなどで構成されている。   The user interface (UI) 9 includes a display unit 91 and an operation unit 92. The display unit 91 includes a monitor such as a CRT or a liquid crystal display, and displays a three-dimensional image or an MPR image on the screen. The operation unit 92 includes a pointing device such as a joystick or a trackball, a switch, various buttons, or a keyboard.

以上のように、第１実施形態に係る医用画像処理装置１によると、冠動脈を流れる造影剤のＣＴ値（画素値）に基づいて、冠動脈の各領域における血流速度の勾配を求め、その勾配の大きさに応じた色を割り当てた冠動脈の形態を表す画像を生成して表示することで、血流速度の勾配に基づいて狭窄の有無を判断することができる。つまり、狭窄部位よりも下流側において血流速度が急激に速くなるため、血流速度の勾配の大きさに応じた色を各領域に割り当てた画像を表示することで、その色に基づいて狭窄部位を特定することが可能となる。このように、画像に表された血管の形態のみならず、血流速度の勾配からも狭窄部位を特定することができるため、狭窄に対する診断能の向上を図ることが可能となる。例えば、画像の形態からでは、血管内の石灰化部位が狭窄部位か否かの判断が困難であるが、この実施形態によると、血流速度の勾配に基づいて判断することが可能となるため、狭窄に対する診断能を向上させることが可能となる。また、Ｘ線ＣＴ装置による造影撮影で得られたボリュームデータを用いて造影剤の先端部の位置を特定し、その位置に基づいて血流速度を求めているため、血流速度の空間分解能を高めることが可能となる。そのことにより、狭窄部位の位置をより正確に特定することが可能となる。さらに、Ｘ線ＣＴ装置によって心臓のボリュームデータを取得しているため、心臓領域の全体を１つの画像で表すことができる。そのことにより、１度に心臓の全体像を観察して、狭窄の有無を判断することが可能となる。   As described above, according to the medical image processing apparatus 1 according to the first embodiment, the gradient of the blood flow velocity in each region of the coronary artery is obtained based on the CT value (pixel value) of the contrast agent flowing through the coronary artery, and the gradient By generating and displaying an image representing the shape of the coronary artery assigned a color corresponding to the size of the blood vessel, it is possible to determine the presence or absence of stenosis based on the blood flow velocity gradient. In other words, because the blood flow velocity increases rapidly downstream from the stenosis site, an image in which a color corresponding to the gradient of the blood flow velocity is assigned to each region is displayed, so that the stenosis is based on that color. It becomes possible to specify the site. As described above, since the stenosis site can be specified not only from the blood vessel form represented in the image but also from the gradient of the blood flow velocity, it is possible to improve the diagnostic ability for stenosis. For example, from the form of the image, it is difficult to determine whether or not the calcification site in the blood vessel is a stenosis site, but according to this embodiment, it is possible to make a determination based on the gradient of blood flow velocity. It becomes possible to improve the diagnostic ability for stenosis. In addition, since the position of the tip of the contrast agent is specified using volume data obtained by contrast imaging with an X-ray CT apparatus, and the blood flow velocity is obtained based on that position, the spatial resolution of the blood flow velocity is reduced. It becomes possible to raise. This makes it possible to more accurately specify the position of the stenosis site. Furthermore, since the volume data of the heart is acquired by the X-ray CT apparatus, the entire heart region can be represented by one image. This makes it possible to determine the presence or absence of stenosis by observing the entire image of the heart at a time.

（変形例）
また、カラーマッピング部５は、解析部４から出力された冠動脈の各領域の座標情報と、各領域における血流速度の大きさとを受けて、血流速度の大きさに応じた色を、冠動脈の各領域に割り当てることで、冠動脈の形態を表しつつ各領域に色が割り当てられた色ボリュームデータを生成しても良い。血流速度の大きさと、その大きさに応じた色とを対応付けてカラーマッピング部５に設定しておく。カラーマッピング部５は、解析部４によって求められた血流速度の大きさに対応した色を、その血流速度の大きさを有する領域に割り当てる。そして、合成部６は、画像入力部２から出力された任意の時間におけるボリュームデータと、カラーマッピング部５から出力された色ボリュームデータとを合成することで、合成ボリュームデータを生成する。表示画像生成部７は、その合成ボリュームデータにボリュームレンダリングなどの処理を施すことで、３次元画像データなどを生成し、表示制御部８は、３次元画像データに基づく３次元画像などを表示部９１に表示させる。 (Modification)
The color mapping unit 5 receives the coordinate information of each area of the coronary artery output from the analysis unit 4 and the magnitude of the blood flow velocity in each area, and changes the color corresponding to the magnitude of the blood flow velocity to the coronary artery. By assigning to each area, color volume data in which a color is assigned to each area while representing the form of the coronary artery may be generated. The size of the blood flow velocity is set in the color mapping unit 5 in association with the color corresponding to the size. The color mapping unit 5 assigns a color corresponding to the magnitude of the blood flow velocity obtained by the analysis unit 4 to an area having the magnitude of the blood flow velocity. Then, the synthesis unit 6 generates synthesized volume data by synthesizing the volume data at an arbitrary time output from the image input unit 2 and the color volume data output from the color mapping unit 5. The display image generation unit 7 performs processing such as volume rendering on the combined volume data to generate three-dimensional image data, and the display control unit 8 displays a three-dimensional image based on the three-dimensional image data. 91.

この表示例を図６に示す。図６は、この発明の第１実施形態に係る医用画像処理装置によって生成された画像を示す図である。例えば図６に示すように、３次元画像３００には、心臓の形態を表す画像３１０と、冠動脈の形態を表す画像３２０とが含まれている。心臓の形態を表す画像３１０は、画像入力部２から出力されたボリュームデータに基づいて生成された３次元画像である。冠動脈の形態を表す画像３２０は、色ボリュームデータに基づいて生成された３次元画像であるため、画像３２０の各領域には、血流速度の大きさに応じた色が割り当てられている。例えば、血流速度が大きくなるほど赤色の割合が多くなり、血流速度が小さくなるほど青色の割合が多くなる。これにより、画像３２０に表された色を観察することで、血流速度が急激に変化している部位を特定し、その部位に注目することが可能となる。そのことにより、血流速度の大きさに応じた色に基づいて、狭窄部位を特定することが可能となる。このように、画像に表された血管の形態のみならず、血流速度の大きさから狭窄部位を特定することができるため、狭窄に対する診断能の向上を図ることが可能となる。   An example of this display is shown in FIG. FIG. 6 is a diagram showing an image generated by the medical image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. For example, as shown in FIG. 6, the three-dimensional image 300 includes an image 310 representing the shape of the heart and an image 320 representing the shape of the coronary artery. The image 310 representing the form of the heart is a three-dimensional image generated based on the volume data output from the image input unit 2. Since the image 320 representing the shape of the coronary artery is a three-dimensional image generated based on the color volume data, a color corresponding to the magnitude of the blood flow velocity is assigned to each region of the image 320. For example, as the blood flow velocity increases, the proportion of red increases, and as the blood flow velocity decreases, the proportion of blue increases. Accordingly, by observing the color represented in the image 320, it is possible to identify a part where the blood flow velocity is changing rapidly and to pay attention to the part. This makes it possible to identify a stenosis site based on the color corresponding to the magnitude of the blood flow velocity. As described above, since the stenosis site can be identified not only from the shape of the blood vessel represented in the image but also from the magnitude of the blood flow velocity, it is possible to improve the diagnostic ability for stenosis.

なお、画像入力部２、抽出部３、解析部４、カラーマッピング部５、合成部６、表示画像生成部７、及び表示制御部８は、図示しないＣＰＵと、ＲＯＭ、ＲＡＭなどの記憶装置とによって構成されている。記憶装置には、画像入力部２の機能を実行するための画像入力プログラム、抽出部３の機能を実行するための抽出プログラム、解析部４の機能を実行するための解析プログラム、カラーマッピング部５の機能を実行するためのカラーマッピングプログラム、合成部６の機能を実行するための合成プログラム、表示画像生成部７の機能を実行するための表示画像生成プログラム、及び、表示制御部８の機能を実行するための表示制御プログラムが記憶されている。また、抽出プログラムには、心臓領域抽出部３１の機能を実行するための心臓領域抽出プログラムと、造影冠動脈抽出部３２の機能を実行するための造影冠動脈抽出プログラムと、中心線生成部３３の機能を実行するための中心線生成プログラムと、非造影冠動脈抽出部３４の機能を実行するための非造影冠動脈抽出プログラムと、冠動脈領域生成部３５の機能を実行するための冠動脈領域生成プログラムとが含まれている。また、解析プログラムには、先端特定部４１の機能を実行するための先端特定プログラムと、血流速度算出部４２の機能を実行するための血流速度算出プログラムと、速度勾配算出部４３の機能を実行するための速度勾配算出プログラムとが含まれている。   The image input unit 2, the extraction unit 3, the analysis unit 4, the color mapping unit 5, the synthesis unit 6, the display image generation unit 7, and the display control unit 8 include a CPU (not shown) and a storage device such as a ROM and a RAM. It is constituted by. The storage device includes an image input program for executing the function of the image input unit 2, an extraction program for executing the function of the extraction unit 3, an analysis program for executing the function of the analysis unit 4, and the color mapping unit 5. A color mapping program for executing the functions of the above, a synthesis program for executing the functions of the synthesis unit 6, a display image generation program for executing the functions of the display image generation unit 7, and the functions of the display control unit 8. A display control program for execution is stored. The extraction program includes a heart region extraction program for executing the function of the heart region extraction unit 31, a contrast coronary artery extraction program for executing the function of the contrast coronary artery extraction unit 32, and the function of the center line generation unit 33. A non-contrast-enhanced coronary artery extraction program for executing the function of the non-contrast coronary artery extraction unit 34, and a coronary artery region generation program for executing the function of the coronary artery region generation unit 35 It is. The analysis program includes a tip specifying program for executing the function of the tip specifying unit 41, a blood flow velocity calculating program for executing the function of the blood flow velocity calculating unit 42, and a function of the velocity gradient calculating unit 43. And a velocity gradient calculation program for executing.

そして、ＣＰＵが画像入力プログラムを実行することで、画像記憶装置６０から複数のボリュームデータを読み込む。また、ＣＰＵが心臓領域抽出プログラムを実行することで、ボリュームデータから心臓の形態を表す第１データを抽出する。また、ＣＰＵが造影冠動脈抽出プログラムを実行することで、第１データから冠動脈の形態を表す第２データを抽出する。また、ＣＰＵが中心線生成プログラムを実行することで、冠動脈の中心線を求める。また、ＣＰＵが非造影冠動脈抽出プログラムを実行することで、第２データを利用して非造影ボリュームデータから冠動脈の形態を表す第３データを抽出する。また、ＣＰＵが冠動脈領域生成プログラムを実行することで、第２データと第３データとを撮影された時間の順番に並べる。   Then, the CPU executes an image input program to read a plurality of volume data from the image storage device 60. Further, the CPU executes a heart region extraction program, thereby extracting first data representing the heart form from the volume data. Further, the CPU executes a contrast coronary artery extraction program to extract second data representing the coronary artery form from the first data. Further, the central line of the coronary artery is obtained by the CPU executing the center line generation program. Further, the CPU executes a non-contrast-enhanced coronary artery extraction program to extract third data representing the form of the coronary artery from non-contrast-enhanced volume data using the second data. Further, the CPU executes the coronary artery region generation program, and thereby arranges the second data and the third data in the order of the photographing times.

また、ＣＰＵが先端特定プログラムを実行することで、各時相における造影剤の先端部の位置を特定する。また、ＣＰＵが血流速度算出プログラムを実行することで、各時相における造影剤の先端部の位置に基づいて、冠動脈の各領域における血流速度の大きさを求める。また、ＣＰＵが速度勾配算出プログラムを実行することで、各領域における血流速度の大きさに基づいて、各領域における血流速度の勾配の大きさを求める。さらに、ＣＰＵがカラーマッピングプログラムを実行することで、血流速度の勾配の大きさに応じた色を冠動脈の各領域に割り当てることで、色ボリュームデータを生成する。また、ＣＰＵが合成プログラムを実行することで、ボリュームデータと色ボリュームデータとを合成することで合成ボリュームデータを生成する。そして、ＣＰＵが表示画像生成プログラムを実行することで、合成ボリュームデータに基づく表示用の合成画像データを生成する。そして、ＣＰＵが表示制御プログラムを実行することで、合成画像データに基づく合成画像を表示部９１に表示させる。   Further, the CPU executes the tip specifying program to specify the position of the tip of the contrast agent in each time phase. Further, the CPU executes the blood flow velocity calculation program to obtain the magnitude of the blood flow velocity in each region of the coronary artery based on the position of the distal end portion of the contrast agent in each time phase. Further, the CPU executes the velocity gradient calculation program, thereby obtaining the magnitude of the blood flow velocity gradient in each region based on the blood velocity velocity in each region. Furthermore, when the CPU executes a color mapping program, color volume data is generated by assigning a color corresponding to the gradient of the blood flow velocity to each region of the coronary artery. In addition, when the CPU executes a synthesis program, synthesized volume data is generated by synthesizing volume data and color volume data. Then, the CPU executes the display image generation program to generate display composite image data based on the composite volume data. Then, the CPU executes the display control program to cause the display unit 91 to display a composite image based on the composite image data.

なお、抽出プログラム、解析プログラム、カラーマッピングプログラム、合成プログラム、表示画像生成プログラム、及び表示制御プログラムによって、この発明の「医用画像処理プログラム」の１例を構成する。   The extraction program, analysis program, color mapping program, synthesis program, display image generation program, and display control program constitute an example of the “medical image processing program” of the present invention.

また、第１実施形態においては、医用画像処理装置１の外部にＸ線ＣＴ装置５０と画像記憶装置６０とを設けているが、医用画像処理装置１とＸ線ＣＴ装置５０と画像記憶装置６０とによって医用画像診断装置を構成しても、第１実施形態に係る医用画像処理装置と同じ作用及び効果を奏することが可能である。   In the first embodiment, the X-ray CT apparatus 50 and the image storage device 60 are provided outside the medical image processing apparatus 1. However, the medical image processing apparatus 1, the X-ray CT apparatus 50, and the image storage device 60 are provided. Even if the medical image diagnostic apparatus is configured as described above, the same operations and effects as the medical image processing apparatus according to the first embodiment can be obtained.

なお、第１実施形態では、合成部６によってボリュームデータと色ボリュームデータとを合成することで合成ボリュームデータを生成し、その合成ボリュームデータに基づく合成画像を表示部９１に表示しているが、この発明はこれに限定されない。例えば、色ボリュームデータに基づく画像のみを表示部９１に表示しても良い。これにより、色付けされた冠動脈の形態のみが表示部９１に表示される。具体的には、表示画像生成部７は、カラーマッピング部５から出力された色ボリュームデータを受けて、その色ボリュームデータにボリュームレンダリングなどの画像処理を施すことで、冠動脈の形態を表す３次元画像データなどの画像データを生成する。この場合、表示制御部８は、色ボリュームデータに基づく３次元画像などの画像を表示部９１に表示させる。   In the first embodiment, the synthesis unit 6 generates synthesized volume data by synthesizing the volume data and the color volume data, and displays a synthesized image based on the synthesized volume data on the display unit 91. The present invention is not limited to this. For example, only the image based on the color volume data may be displayed on the display unit 91. Accordingly, only the colored coronary artery form is displayed on the display unit 91. Specifically, the display image generation unit 7 receives the color volume data output from the color mapping unit 5 and performs image processing such as volume rendering on the color volume data, thereby representing a three-dimensional representation of the coronary artery morphology. Image data such as image data is generated. In this case, the display control unit 8 causes the display unit 91 to display an image such as a three-dimensional image based on the color volume data.

（動作）
次に、この発明の第１実施形態に係る医用画像処理装置１の動作について、図７から図９を参照して説明する。図７から図９は、この発明の第１実施形態に係る医用画像処理装置による一連の動作を示すフローチャートである。 (Operation)
Next, the operation of the medical image processing apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 to 9 are flowcharts showing a series of operations by the medical image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.

（ステップＳ０１）
まず、画像入力部２は、画像記憶装置６０に記憶されている複数のボリュームデータを読み込んで、抽出部３に複数のボリュームデータを出力する。 (Step S01)
First, the image input unit 2 reads a plurality of volume data stored in the image storage device 60 and outputs the plurality of volume data to the extraction unit 3.

（ステップＳ０２、Ｓ０３、Ｓ０４）
心臓領域抽出部３１は、画像入力部２から出力された複数のボリュームデータから、心臓の形態を表す第１データを抽出する（ステップＳ０２）。造影冠動脈抽出部３２は、第１データから、造影剤が流入した冠動脈の形態を表す第２データを抽出する（ステップＳ０３）。そして、非造影冠動脈抽出部３４は、第２データを利用して、複数のボリュームデータから冠動脈の形態を表す第３データを抽出する（ステップＳ０４）。 (Steps S02, S03, S04)
The heart region extraction unit 31 extracts first data representing the form of the heart from the plurality of volume data output from the image input unit 2 (step S02). The contrast coronary artery extraction unit 32 extracts second data representing the form of the coronary artery into which the contrast agent has flowed from the first data (step S03). Then, the non-contrast coronary artery extraction unit 34 uses the second data to extract third data representing the form of the coronary artery from the plurality of volume data (step S04).

ここで、ステップＳ０２からステップＳ０４までの詳細な処理について図８を参照して説明する。   Here, detailed processing from step S02 to step S04 will be described with reference to FIG.

（ステップＳ１１）
まず、心臓領域抽出部３１は、画像入力部２から出力された複数のボリュームデータから、造影剤を被検体に注入してから所定時間経過後に取得された複数のボリュームデータ（造影ボリュームデータ）を特定する。 (Step S11)
First, the heart region extraction unit 31 obtains a plurality of volume data (contrast volume data) acquired after a predetermined time has elapsed since the contrast agent was injected into the subject from the plurality of volume data output from the image input unit 2. Identify.

（ステップＳ１２）
そして、心臓領域抽出部３１は、公知の抽出方法によって、複数の造影ボリュームデータのそれぞれから、心臓の形態を表すボリュームデータ（第１データ）を抽出する。例えば、心臓領域抽出部３１は、複数の造影ボリュームデータのうち、１心拍（ＥＣＧ１周期）の間に取得された造影ボリュームデータのそれぞれから、心臓の形態を表す第１データを抽出する。 (Step S12)
Then, the heart region extraction unit 31 extracts volume data (first data) representing the form of the heart from each of the plurality of contrast volume data by a known extraction method. For example, the heart region extraction unit 31 extracts first data representing the form of the heart from each of the contrast volume data acquired during one heartbeat (ECG1 period) among the plurality of contrast volume data.

（ステップＳ１３）
そして、造影冠動脈抽出部３２は、心臓の形態を表す第１データから冠動脈の形態を表すボリュームデータ（第２データ）を抽出する。造影剤が流入した領域のＣＴ値（画素値）は、周囲の領域のＣＴ値よりも高くなっているため、造影冠動脈抽出部３２は、ＣＴ値が閾値以上となる領域を表す第２データを第１データから抽出する。また、中心線生成部３３は、造影冠動脈抽出部３２によって抽出された第２データに２値化処理を施した後、細線化処理を施すことで、各時相における中心線の位置を求める。 (Step S13)
Then, the contrast coronary artery extraction unit 32 extracts volume data (second data) representing the form of the coronary artery from the first data representing the form of the heart. Since the CT value (pixel value) of the region into which the contrast agent has flowed is higher than the CT value of the surrounding region, the contrast coronary artery extraction unit 32 obtains the second data representing the region where the CT value is equal to or greater than the threshold value. Extract from the first data. Further, the center line generation unit 33 performs binarization processing on the second data extracted by the contrast coronary artery extraction unit 32, and then performs thinning processing, thereby obtaining the position of the center line in each time phase.

（ステップＳ１４）
非造影冠動脈抽出部３４は、非造影ボリュームデータと同じ時相に取得された第２データを用いて、非造影ボリュームデータから冠動脈の形態を表す第３データを抽出する。 (Step S14)
The non-contrast coronary artery extraction unit 34 extracts third data representing the form of the coronary artery from the non-contrast volume data, using the second data acquired at the same time phase as the non-contrast volume data.

（ステップＳ１５）
そして、冠動脈領域生成部３５は、造影冠動脈抽出部３２によって抽出された第２データと、非造影冠動脈抽出部３４によって抽出された第３データとを、撮影された時間の順番に並べる。なお、造影ボリュームデータから抽出された第２データと、非造影ボリュームデータから抽出された第３データとを合わせて、第３データと称する。 (Step S15)
Then, the coronary artery region generation unit 35 arranges the second data extracted by the contrast coronary artery extraction unit 32 and the third data extracted by the non-contrast coronary artery extraction unit 34 in the order of the photographing times. The second data extracted from the contrast volume data and the third data extracted from the non-contrast volume data are collectively referred to as third data.

（ステップＳ０５、Ｓ０６）
以上のように各時間における冠動脈の形態を表す第３データが抽出されると、解析部４は、各時間における第３データに基づいて、冠動脈の各領域における血流速度の大きさを求め（ステップＳ０５）、さらに、血流速度の勾配の大きさとを求める（ステップＳ０６）。 (Steps S05, S06)
When the third data representing the form of the coronary artery at each time is extracted as described above, the analysis unit 4 obtains the magnitude of the blood flow velocity in each region of the coronary artery based on the third data at each time ( In step S05), the magnitude of the blood flow velocity gradient is further obtained (step S06).

ここで、ステップＳ０５、Ｓ０６の詳細な処理について図９を参照して説明する。   Here, detailed processing in steps S05 and S06 will be described with reference to FIG.

（ステップＳ２１）
まず、先端特定部４１は、各時相における中心線データが示す冠動脈の枝構造を参照して、各時間における第３データのＣＴ値に基づいて、各時間において冠動脈を流れる造影剤の先端部の位置を特定する。 (Step S21)
First, the tip specifying unit 41 refers to the coronary artery branch structure indicated by the centerline data at each time phase, and based on the CT value of the third data at each time, the tip of the contrast agent flowing through the coronary artery at each time Specify the position of.

（ステップＳ２２）
そして、血流速度算出部４２は、撮影された時間が隣り合う第３データ間における造影剤の先端部の位置に基づいて、各時間における各先端部の移動距離を求める。 (Step S22)
Then, the blood flow velocity calculation unit 42 obtains the moving distance of each distal end portion at each time based on the position of the distal end portion of the contrast medium between the third data whose imaged times are adjacent.

（ステップＳ２３）
そして、血流速度算出部４２は、各先端部の移動距離を、撮影された時間が隣り合う第３データ間の時間間隔で除算することで、冠動脈の各領域における血流速度を求める。 (Step S23)
Then, the blood flow velocity calculation unit 42 obtains the blood flow velocity in each region of the coronary artery by dividing the moving distance of each distal end portion by the time interval between the third data in which the captured times are adjacent.

（ステップＳ２４、Ｓ２５）
速度勾配算出部４３は、隣り合った領域における血流速度の大きさの差分を求め（ステップＳ２４）、その差分を、撮影された時間が隣り合う第３データ間の時間間隔で除算することで、各領域における血流速度の勾配を求める（ステップＳ２５）。 (Steps S24 and S25)
The velocity gradient calculation unit 43 obtains a difference in the magnitude of the blood flow velocity in the adjacent regions (step S24), and divides the difference by the time interval between the third data adjacent to each other when the imaged time is adjacent. Then, the gradient of blood flow velocity in each region is obtained (step S25).

（ステップＳ０７）
以上のように、冠動脈の各領域における血流速度の勾配が求められると、カラーマッピング部５は、血流速度の勾配の大きさに応じた色を、冠動脈の各領域に割り当てることで、冠動脈の形態を表しつつ各領域に色が割り当てられた色ボリュームデータを生成する。 (Step S07)
As described above, when the gradient of the blood flow velocity in each area of the coronary artery is obtained, the color mapping unit 5 assigns a color corresponding to the magnitude of the gradient of the blood flow velocity to each area of the coronary artery. The color volume data in which the color is assigned to each area while representing the form is generated.

（ステップＳ０８からステップＳ１０）
そして、合成部６は、画像入力部２から出力された任意の時間におけるボリュームデータと、色ボリュームデータとを合成することで、合成ボリュームデータを生成する（ステップＳ０８）。表示画像生成部７は、その合成ボリュームデータにボリュームレンダリングなどの画像処理を施すことで、３次元画像データなどの表示用の合成画像データを生成する（ステップＳ０９）。そして、表示制御部８は、その合成画像データに基づく合成画像を表示部９１に表示させる（ステップＳ１０）。例えば、図５に示すように、心臓の形態を表す画像２１０と、冠動脈の形態を表す画像２２０とが含まれる３次元画像２００が表示部９１に表示される。 (Step S08 to Step S10)
Then, the synthesis unit 6 generates synthesized volume data by synthesizing the volume data at an arbitrary time outputted from the image input unit 2 and the color volume data (step S08). The display image generation unit 7 generates composite image data for display, such as three-dimensional image data, by performing image processing such as volume rendering on the combined volume data (step S09). Then, the display control unit 8 causes the display unit 91 to display a composite image based on the composite image data (step S10). For example, as illustrated in FIG. 5, a three-dimensional image 200 including an image 210 representing a heart shape and an image 220 representing a coronary artery shape is displayed on the display unit 91.

画像２２０の各領域には、血流速度の勾配の大きさに応じた色が割り当てられているため、この色の分布を観察することで、血流速度が急激に変化している部位を特定することが可能となる。これにより、画像に表された形態のみならず、血流速度の勾配の大きさに基づいて狭窄部位を特定することが可能となる。   Each area of the image 220 is assigned a color corresponding to the gradient of the blood flow velocity. By observing this color distribution, the region where the blood flow velocity changes rapidly can be identified. It becomes possible to do. This makes it possible to specify a stenosis site based not only on the form shown in the image but also on the magnitude of the blood flow velocity gradient.

［第２の実施の形態］
次に、この発明の第２実施形態に係る医用画像処理装置について、図１０と図１１とを参照して説明する。図１０は、この発明の第２実施形態に係る医用画像処理装置を示すブロック図である。図１１は、狭窄部位を特定する処理を説明するための模式図である。 [Second Embodiment]
Next, a medical image processing apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a block diagram showing a medical image processing apparatus according to the second embodiment of the present invention. FIG. 11 is a schematic diagram for explaining processing for specifying a stenosis site.

第２実施形態に係る医用画像処理装置１Ａは、第１実施形態に係る医用画像処理装置１が備える構成に加えて、処理部１０を備えている。処理部１０以外の構成は、第１実施形態に係る医用画像処理装置１の構成と同じであるため、処理部１０の構成について詳しく説明する。   The medical image processing apparatus 1A according to the second embodiment includes a processing unit 10 in addition to the configuration included in the medical image processing apparatus 1 according to the first embodiment. Since the configuration other than the processing unit 10 is the same as the configuration of the medical image processing apparatus 1 according to the first embodiment, the configuration of the processing unit 10 will be described in detail.

処理部１０は、狭窄部位検出部１１と、表示断面設定部１２と、拡大表示画像生成部１３とを備えている。処理部１０は、冠動脈の各部における血流速度の勾配又は血流速度に基づいて、狭窄部位の候補を検出し、その部分の画像データを生成する。以下、処理部１０の各部の機能について説明する。   The processing unit 10 includes a stenosis site detection unit 11, a display section setting unit 12, and an enlarged display image generation unit 13. The processing unit 10 detects a stenosis candidate based on the blood flow velocity gradient or blood flow velocity in each part of the coronary artery, and generates image data of that portion. Hereinafter, functions of each unit of the processing unit 10 will be described.

第２実施形態においては、解析部４は、冠動脈の各領域の座標情報と、各領域における血流速度の勾配とを、カラーマッピング部５と処理部１０とに出力する。さらに、解析部４は、冠動脈内を流れる造影剤の先端部の血流ベクトルを処理部１０に出力する。また、解析部４は、冠動脈の各領域の座標情報と、各領域における血流速度の大きさとを、カラーマッピング部５と処理部１０とに出力しても良い。   In the second embodiment, the analysis unit 4 outputs the coordinate information of each region of the coronary artery and the blood flow velocity gradient in each region to the color mapping unit 5 and the processing unit 10. Further, the analysis unit 4 outputs the blood flow vector at the tip of the contrast medium flowing in the coronary artery to the processing unit 10. Further, the analysis unit 4 may output the coordinate information of each region of the coronary artery and the magnitude of the blood flow velocity in each region to the color mapping unit 5 and the processing unit 10.

狭窄部位検出部１１は、冠動脈の各領域の座標情報と、各領域における血流速度の勾配の大きさとに基づいて、血流速度が高速となる領域を特定する。例えば、血流速度の勾配の大きさの閾値を狭窄部位検出部１１に設定し、狭窄部位検出部１１は、冠動脈の各領域から、血流速度の勾配が閾値以上となる高速領域を抽出する。   The stenosis region detection unit 11 identifies a region where the blood flow velocity is high based on the coordinate information of each region of the coronary artery and the magnitude of the blood flow velocity gradient in each region. For example, a threshold value of the magnitude of the blood flow velocity gradient is set in the stenosis region detection unit 11, and the stenosis region detection unit 11 extracts a high speed region where the blood flow velocity gradient is equal to or greater than the threshold value from each region of the coronary artery. .

さらに、狭窄部位検出部１１は、検出した高速領域が連続している部位を検出し、その連続している範囲の大きさが、予め設定された所定の範囲内となる部位を狭窄部位候補として検出する。例えば、狭窄部位検出部１１は、連続している範囲の体積が、所定の体積内となる部位を狭窄部位候補として検出しても良いし、連続している範囲内のボクセル数が所定数内となる部位を狭窄部位候補として検出しても良い。そして、狭窄部位検出部１１は、狭窄部位候補の座標情報を表示断面設定部１２に出力する。   Further, the stenosis part detection unit 11 detects a part where the detected high-speed region is continuous, and a part where the size of the continuous range is within a predetermined range set as a stenosis part candidate. To detect. For example, the stenosis region detection unit 11 may detect a region where the volume of the continuous range is within a predetermined volume as a stenosis region candidate, or the number of voxels within the continuous range is within a predetermined number. May be detected as a stenosis region candidate. Then, the stenosis region detection unit 11 outputs the coordinate information of the stenosis region candidate to the display cross section setting unit 12.

例えば図１１に示すように、狭窄部位検出部１１は、冠動脈の各領域の座標情報と各領域における血流速度の勾配の大きさとによって構成される、血流速度の勾配の大きさの分布を示す分布像４００から、狭窄部位候補４２０〜４５０を検出する。これにより、狭窄部位検出部１１は、狭窄部位候補の分布を示す分布像４１０を生成する。そして、狭窄部位検出部１１は、狭窄部位候補４２０〜４５０のそれぞれの座標情報を表示断面設定部１２に出力する。なお、狭窄部位検出部１１が、この発明の「狭窄部位検出手段」の１例に相当する。   For example, as shown in FIG. 11, the stenosis part detection unit 11 calculates the distribution of the gradient of the blood flow velocity, which is constituted by the coordinate information of each region of the coronary artery and the gradient of the blood flow velocity in each region. Stenosis site candidates 420 to 450 are detected from the distribution image 400 shown. Thereby, the stenosis part detection part 11 produces | generates the distribution image 410 which shows distribution of a stenosis part candidate. Then, the stenosis region detection unit 11 outputs the coordinate information of each stenosis region candidate 420 to 450 to the display cross section setting unit 12. The stenosis part detection unit 11 corresponds to an example of the “stenosis part detection means” of the present invention.

表示断面設定部１２は、解析部４から出力された造影剤の各先端部における血流ベクトルと、各狭窄部位候補における冠動脈の上流側との交点を求める。１例として、表示断面設定部１２は、狭窄部位候補４２０における冠動脈の上流側と、血流ベクトルとの交点４２１を求める。   The display cross-section setting unit 12 obtains an intersection between the blood flow vector at each distal end of the contrast agent output from the analysis unit 4 and the upstream side of the coronary artery at each stenosis site candidate. As an example, the display cross section setting unit 12 obtains an intersection 421 between the upstream side of the coronary artery in the stenosis region candidate 420 and the blood flow vector.

一方、中心線生成部３３は、冠動脈の中心線データを表示断面設定部１２に出力する。そして、表示断面設定部１２は、交点を通り、冠動脈の中心線と直交する平面を定義する。図１１に示す例では、表示断面設定部１２は、交点４２１を通り、中心線４２２と直交する平面４２３を定義する。狭窄部位よりも下流側では、血流速度が急激に変化する特性を有するため、狭窄部位候補の上流側と血流ベクトルとの交点の付近では、狭窄が発生していると推定される。表示断面設定部１２によって定義された平面が、観察対象の面となる。なお、表示断面設定部１２が、この発明の「断面設定手段」の１例に相当する。   On the other hand, the center line generation unit 33 outputs the coronary artery center line data to the display section setting unit 12. Then, the display cross section setting unit 12 defines a plane that passes through the intersection and is orthogonal to the center line of the coronary artery. In the example illustrated in FIG. 11, the display cross-section setting unit 12 defines a plane 423 that passes through the intersection 421 and is orthogonal to the center line 422. Since the blood flow velocity has a characteristic that changes rapidly on the downstream side of the stenosis site, it is estimated that stenosis has occurred near the intersection between the upstream side of the stenosis site candidate and the blood flow vector. The plane defined by the display section setting unit 12 is the surface to be observed. The display section setting unit 12 corresponds to an example of the “section setting unit” of the present invention.

表示断面設定部１２は、定義した各平面の座標情報を拡大表示画像生成部１３に出力する。拡大表示画像生成部１３は、画像入力部２から出力されたボリュームデータを受け付ける。そのボリュームデータは、任意の時間に取得されたボリュームデータであって良い。例えば、操作者が操作部９２を用いて任意の時間を指定すると、画像入力部２は、操作者によって指定された時間に取得されたボリュームデータを拡大表示画像生成部１３に出力する。   The display section setting unit 12 outputs the defined coordinate information of each plane to the enlarged display image generation unit 13. The enlarged display image generation unit 13 receives the volume data output from the image input unit 2. The volume data may be volume data acquired at an arbitrary time. For example, when the operator designates an arbitrary time using the operation unit 92, the image input unit 2 outputs the volume data acquired at the time designated by the operator to the enlarged display image generation unit 13.

拡大表示画像生成部１３は、そのボリュームデータにＭＰＲ処理を施すことで、表示断面設定部１２によって定義された各平面でボリュームデータを切断し、各平面（各断面）におけるＭＰＲ画像データを生成する。そして、拡大表示画像生成部１３は、各平面におけるＭＰＲ画像データを表示制御部８に出力する。なお、拡大表示画像生成部１３が、この発明の「画像生成手段」の１例に相当する。   The enlarged display image generation unit 13 performs MPR processing on the volume data, thereby cutting the volume data at each plane defined by the display section setting unit 12 and generating MPR image data at each plane (each section). . Then, the enlarged display image generation unit 13 outputs the MPR image data on each plane to the display control unit 8. The enlarged display image generation unit 13 corresponds to an example of the “image generation unit” of the present invention.

また、上述した第１実施形態と同様に、カラーマッピング部５は、解析部４から出力された血流速度の勾配に基づいて、色ボリュームデータを生成し、合成部６は、ボリュームデータと色ボリュームデータとを合成することで合成ボリュームデータを生成する。そして、表示画像生成部７は、合成ボリュームデータにボリュームレンダリングを施すことで、心臓の形態と、色付けされた冠動脈の形態とを表す３次元画像データを生成し、その３次元画像データを表示制御部８に出力する。   Similarly to the first embodiment described above, the color mapping unit 5 generates color volume data based on the blood flow velocity gradient output from the analysis unit 4, and the synthesis unit 6 generates volume data and color data. The synthesized volume data is generated by synthesizing the volume data. Then, the display image generation unit 7 performs volume rendering on the synthesized volume data, thereby generating three-dimensional image data representing the shape of the heart and the shape of the colored coronary artery, and controls the display of the three-dimensional image data. Output to unit 8.

表示制御部８は、表示画像生成部７から出力された３次元画像データに基づく３次元画像を表示部９１に表示させ、さらに、拡大表示画像生成部１３から出力された各平面におけるＭＰＲ画像データに基づくＭＰＲ画像を表示部９１に表示させる。狭窄部位候補の上流側では、狭窄が発生していると推定されるため、その部分の断面におけるＭＰＲ画像を表示することで、狭窄が発生している箇所の断面を表示することが可能となる。   The display control unit 8 causes the display unit 91 to display a 3D image based on the 3D image data output from the display image generation unit 7, and further, MPR image data on each plane output from the enlarged display image generation unit 13. The MPR image based on is displayed on the display unit 91. Since it is presumed that stenosis has occurred on the upstream side of the stenosis region candidate, it is possible to display the cross section of the stenosis region by displaying the MPR image in the cross section of that portion. .

この表示例を図１２に示す。図１２は、この発明の第２実施形態に係る医用画像処理装置によって生成された画像を示す図である。例えば図１２に示すように、３次元画像５００には、心臓の形態を表す画像５１０と、冠動脈の形態を表す画像５２０とが含まれている。心臓の形態を表す画像５１０は、画像入力部２から出力されたボリュームデータに基づいて生成された３次元画像である。冠動脈の形態を表す画像５２０は、色ボリュームデータに基づいて生成された３次元画像であるため、画像５２０の各領域には、血流速度の勾配の大きさに応じた色が割り当てられている。これにより、画像５２０に表された色を観察することで、血流速度が急激に変化している部位を特定することが可能となる。   An example of this display is shown in FIG. FIG. 12 is a diagram showing an image generated by the medical image processing apparatus according to the second embodiment of the present invention. For example, as shown in FIG. 12, the three-dimensional image 500 includes an image 510 representing the shape of the heart and an image 520 representing the shape of the coronary artery. An image 510 representing the form of the heart is a three-dimensional image generated based on the volume data output from the image input unit 2. Since the image 520 representing the form of the coronary artery is a three-dimensional image generated based on the color volume data, a color corresponding to the magnitude of the blood flow velocity gradient is assigned to each region of the image 520. . Accordingly, by observing the color represented in the image 520, it is possible to specify a site where the blood flow velocity is changing rapidly.

さらに、第２実施形態においては、表示制御部８は、拡大表示画像生成部１３によって生成されたＭＰＲ画像５３０〜５７０を、３次元画像５００と同時に表示部９１に表示させる。ＭＰＲ画像５３０〜５７０は、各狭窄部位候補の冠動脈の上流側における断面の形態を表しているため、狭窄が発生している箇所の断面を表していることになる。また、表示制御部８は、ＭＰＲ画像５３０〜５７０をそれぞれ拡大して表示部９１に表示させても良い。   Furthermore, in the second embodiment, the display control unit 8 causes the display unit 91 to display the MPR images 530 to 570 generated by the enlarged display image generation unit 13 simultaneously with the three-dimensional image 500. Since the MPR images 530 to 570 represent the shape of the cross section of each stenosis region candidate on the upstream side of the coronary artery, the MPR images 530 to 570 represent the cross section of the portion where the stenosis has occurred. Further, the display control unit 8 may enlarge the MPR images 530 to 570 and display them on the display unit 91.

以上のように、第２実施形態に係る医用画像処理装置１Ａによると、血流速度の勾配の大きさに基づいて高速領域を抽出し、その高速領域が連続している部位であって大きさが所定範囲内にとなる部位を検出することで、狭窄部位を自動的に検出することが可能となる。さらに、その狭窄部位の断面を自動的に定義し、その断面における画像を表示することで、狭窄が発生している箇所の断面を観察することが可能となるため、狭窄に対する診断能を向上させることが可能となる。   As described above, according to the medical image processing apparatus 1A according to the second embodiment, the high-speed region is extracted based on the gradient of the blood flow velocity, and the high-speed region is a continuous part and has a size. By detecting the part where the value falls within the predetermined range, it becomes possible to automatically detect the stenosis part. In addition, by automatically defining the cross section of the stenosis and displaying an image of the cross section, it is possible to observe the cross section of the stenosis, thereby improving the diagnostic ability for stenosis. It becomes possible.

なお、この第２実施形態では、冠動脈の中心線に直交する平面を定義し、その平面におけるＭＰＲ画像データを生成しているが、直交する平面以外の平面を定義しても良い。例えば、操作者が操作部９２を用いることで、中心線と任意の角度をなす平面を定義しても良い。   In the second embodiment, a plane orthogonal to the center line of the coronary artery is defined and MPR image data in the plane is generated. However, a plane other than the plane orthogonal to the plane may be defined. For example, the operator may use the operation unit 92 to define a plane that forms an arbitrary angle with the center line.

また、第２実施形態においては、医用画像処理装置１Ａの外部にＸ線ＣＴ装置５０と画像記憶装置６０とを設けているが、医用画像処理装置１ＡとＸ線ＣＴ装置５０と画像記憶装置６０とによって医用画像診断装置を構成しても、第２実施形態に係る医用画像処理装置と同じ作用及び効果を奏することが可能である。   In the second embodiment, the X-ray CT apparatus 50 and the image storage apparatus 60 are provided outside the medical image processing apparatus 1A. However, the medical image processing apparatus 1A, the X-ray CT apparatus 50, and the image storage apparatus 60 are provided. Even if the medical image diagnostic apparatus is configured as described above, the same operations and effects as the medical image processing apparatus according to the second embodiment can be obtained.

（変形例）
また、処理部１０は、解析部４から出力された冠動脈の各領域の座標情報と、各領域における血流速度の大きさとを受けて、血流速度の大きさに基づいて血流速度が高速となる領域を特定しても良い。例えば、血流速度の大きさの閾値を狭窄部位検出部１１に設定し、狭窄部位検出部１１は、冠動脈の各領域から、血流速度の大きさが閾値以上となる高速領域を抽出する。さらに、狭窄部位検出部１１は、検出した高速領域が連続している部位を検出し、その連続している範囲の大きさが、予め設定された所定の範囲内となる部位を狭窄部位候補として検出する。そして、表示断面設定部１２は、冠動脈の各先端部における血流ベクトルと、狭窄部位候補における冠動脈の上流側の交点とを求め、その交点を通り冠動脈の中心線と直交する平面を定義する。拡大表示画像生成部１３は、画像入力部２から出力されたボリュームデータにＭＰＲ処理を施すことで、表示断面設定部１２によって定義された各断面におけるＭＰＲ画像データを生成する。 (Modification)
The processing unit 10 receives the coordinate information of each region of the coronary artery output from the analysis unit 4 and the magnitude of the blood flow velocity in each region, and the blood flow velocity is high based on the blood flow velocity magnitude. You may specify the area | region which becomes. For example, a threshold value of the blood flow velocity is set in the stenosis region detection unit 11, and the stenosis region detection unit 11 extracts a high-speed region in which the blood flow velocity is greater than or equal to the threshold value from each region of the coronary artery. Further, the stenosis part detection unit 11 detects a part where the detected high-speed region is continuous, and a part where the size of the continuous range is within a predetermined range set as a stenosis part candidate. To detect. Then, the display cross-section setting unit 12 obtains a blood flow vector at each distal end portion of the coronary artery and an intersection on the upstream side of the coronary artery in the stenosis site candidate, and defines a plane that passes through the intersection and is orthogonal to the center line of the coronary artery. The enlarged display image generation unit 13 performs MPR processing on the volume data output from the image input unit 2 to generate MPR image data in each cross section defined by the display cross section setting unit 12.

また、カラーマッピング部５は、上述した第１実施形態の変形例と同様に、解析部４から出力された血流速度の大きさに基づいて、色ボリュームデータを生成し、合成部６は、ボリュームデータと色ボリュームデータとを合成することで合成ボリュームデータを生成する。そして、表示画像生成部７は、合成ボリュームデータにボリュームレンダリングを施すことで、心臓の形態と、色付けされた冠動脈の形態とを表す３次元画像データを生成する。   In addition, the color mapping unit 5 generates color volume data based on the magnitude of the blood flow velocity output from the analysis unit 4 in the same manner as the modification of the first embodiment described above. By combining the volume data and the color volume data, combined volume data is generated. Then, the display image generation unit 7 performs volume rendering on the combined volume data, thereby generating three-dimensional image data representing the shape of the heart and the shape of the colored coronary artery.

そして、表示制御部８は、表示画像生成部７によって生成された３次元画像データに基づく３次元画像を表示部９１に表示させ、さらに、拡大表示画像生成部１３によって生成された各断面におけるＭＰＲ画像データに基づくＭＰＲ画像を表示部９１に表示させる。   Then, the display control unit 8 causes the display unit 91 to display a 3D image based on the 3D image data generated by the display image generation unit 7, and further, MPR in each cross section generated by the enlarged display image generation unit 13. An MPR image based on the image data is displayed on the display unit 91.

以上のように、血流速度の大きさに基づいて狭窄部位を自動的に検出することが可能となり、さらに、狭窄が発生している箇所の断面における画像を表示することで、狭窄に対する診断能を向上させることが可能となる。   As described above, it becomes possible to automatically detect a stenosis site based on the magnitude of the blood flow velocity, and further, by displaying an image in a cross section of the site where the stenosis has occurred, it is possible to diagnose the stenosis. Can be improved.

なお、処理部１０は、図示しないＣＰＵと、ＲＯＭ、ＲＡＭなどの記憶装置とによって構成されている。記憶装置には、処理部１０の機能を実行するための処理プログラムが記憶されている。処理プログラムには、狭窄部位検出部１１の機能を実行するための狭窄部位検出プログラムと、表示断面設定部１２の機能を実行するための表示断面設定プログラムと、拡大表示画像生成部１３の機能を実行するための拡大表示画像生成プログラムとが含まれている。   The processing unit 10 includes a CPU (not shown) and a storage device such as a ROM and a RAM. The storage device stores a processing program for executing the functions of the processing unit 10. The processing program includes a stenosis site detection program for executing the function of the stenosis site detection unit 11, a display cross-section setting program for executing the function of the display cross-section setting unit 12, and a function of the enlarged display image generation unit 13. And an enlarged display image generation program for execution.

そして、ＣＰＵが狭窄部位検出プログラムを実行することで、冠動脈の各領域から、血流速度の勾配が閾値以上となる高速領域を抽出して、狭窄部位候補を検出する。また、ＣＰＵが表示断面設定プログラムを実行することで、狭窄部位候補における冠動脈の上流側と、血流ベクトルとの交点を求め、その交点を通って冠動脈の中心線に直交する平面を定義する。また、ＣＰＵが拡大表示画像生成プログラムを実行することで、その平面におけるＭＰＲ画像データを生成する。   Then, the CPU executes a stenosis site detection program to extract a high-speed region where the blood flow velocity gradient is equal to or greater than a threshold value from each region of the coronary artery and detect a stenosis site candidate. In addition, the CPU executes the display section setting program to obtain the intersection of the upstream side of the coronary artery in the stenosis site candidate and the blood flow vector, and defines a plane orthogonal to the center line of the coronary artery through the intersection. The CPU executes the enlarged display image generation program to generate MPR image data on the plane.

なお、第２実施形態では、合成ボリュームデータに基づく合成画像と、拡大表示画像生成部１３によって生成されたＭＰＲ画像とを同時に表示部９１に表示しているが、この発明はこれに限定されない。例えば、心臓の形態を表す画像を表示せずに、色ボリュームデータに基づく画像と、拡大表示画像生成部１３によって生成されたＭＰＲ画像とを同時に表示部９１に表示しても良い。これにより、色付けされた冠動脈の形態と、その冠動脈の断面における画像のみが表示部９１に表示される。具体的には、表示画像生成部７は、カラーマッピング部５から出力された色ボリュームデータを受けて、その色ボリュームデータにボリュームレンダリングなどの画像処理を施すことで、冠動脈の形態を表す３次元画像データなどの画像データを生成する。そして、表示制御部８は、色ボリュームデータに基づく３次元画像などの画像と、拡大表示画像生成部１３によって生成されたＭＰＲ画像とを、同時に表示部９１に表示させる。   In the second embodiment, the composite image based on the composite volume data and the MPR image generated by the enlarged display image generation unit 13 are simultaneously displayed on the display unit 91, but the present invention is not limited to this. For example, an image based on the color volume data and the MPR image generated by the enlarged display image generation unit 13 may be displayed on the display unit 91 at the same time without displaying an image representing the form of the heart. Thereby, only the form of the colored coronary artery and the image in the cross section of the coronary artery are displayed on the display unit 91. Specifically, the display image generation unit 7 receives the color volume data output from the color mapping unit 5 and performs image processing such as volume rendering on the color volume data, thereby representing a three-dimensional representation of the coronary artery morphology. Image data such as image data is generated. The display control unit 8 causes the display unit 91 to simultaneously display an image such as a three-dimensional image based on the color volume data and the MPR image generated by the enlarged display image generation unit 13.

次に、この発明の第２実施形態に係る医用画像処理装置１Ａの動作について、図１３を参照して説明する。図１３は、この発明の第２実施形態に係る医用画像処理装置による一連の動作を示すフローチャートである。   Next, the operation of the medical image processing apparatus 1A according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a flowchart showing a series of operations by the medical image processing apparatus according to the second embodiment of the present invention.

（ステップＳ３０）
まず、処理部１０は、冠動脈の各領域の座標情報と、各領域における血流速度の勾配の大きさとを解析部４から受け付ける。さらに、処理部１０は、冠動脈の各先端部における血流ベクトルを解析部４から受け付ける。 (Step S30)
First, the processing unit 10 receives the coordinate information of each region of the coronary artery and the magnitude of the blood flow velocity gradient in each region from the analysis unit 4. Furthermore, the processing unit 10 receives a blood flow vector at each distal end portion of the coronary artery from the analysis unit 4.

（ステップＳ３１）
そして、狭窄部位検出部１１は、冠動脈の各領域から、血流速度の勾配が閾値以上となる高速領域を抽出する。 (Step S31)
And the stenosis site | part detection part 11 extracts the high-speed area | region where the gradient of a blood-flow velocity becomes more than a threshold value from each area | region of a coronary artery.

（ステップＳ３２）
さらに、狭窄部位検出部１１は、高速領域が連続している部位を検出し、その連続している範囲の大きさが、所定の範囲内となる部位を狭窄部位候補として検出する。 (Step S32)
Further, the stenosis site detection unit 11 detects a site where the high-speed region is continuous, and detects a site where the size of the continuous range is within a predetermined range as a stenosis site candidate.

（ステップＳ３３）
そして、表示断面設定部１２は、冠動脈を流れる造影剤の各先端部における血流ベクトルと、狭窄部位候補における冠動脈の上流側との交点を求める。 (Step S33)
Then, the display cross-section setting unit 12 obtains an intersection between the blood flow vector at each distal end portion of the contrast medium flowing through the coronary artery and the upstream side of the coronary artery in the stenosis site candidate.

（ステップＳ３４）
さらに、表示断面設定部１２は、冠動脈の中心線データを表示断面設定部１２から受け付けて、上記の交点を通り、冠動脈の中心線と直交する平面を定義する。 (Step S34)
Further, the display cross section setting unit 12 receives the coronary artery centerline data from the display cross section setting unit 12, and defines a plane that passes through the intersection and is orthogonal to the coronary artery centerline.

（ステップＳ３５）
そして、拡大表示画像生成部１３は、画像入力部２から出力されたボリュームデータにＭＰＲ処理を施すことで、表示断面設定部１２によって定義された各平面におけるＭＰＲ画像データを生成する。 (Step S35)
Then, the enlarged display image generation unit 13 performs MPR processing on the volume data output from the image input unit 2 to generate MPR image data on each plane defined by the display section setting unit 12.

（ステップＳ３６）
そして、表示制御部８は、第１実施形態と同様に生成された合成画像データに基づく合成画像を表示部９１に表示させ、さらに、拡大表示画像生成部１３によって生成されたＭＰＲ画像データに基づくＭＰＲ画像を表示部９１に表示させる。例えば図１２に示すように、心臓の形態を表す画像５１０と、冠動脈の形態を表す画像５２０と、狭窄が発生している箇所の断面を表すＭＰＲ画像５３０〜５７０とが、表示部９１に表示される。 (Step S36)
Then, the display control unit 8 causes the display unit 91 to display a composite image based on the composite image data generated as in the first embodiment, and further, based on the MPR image data generated by the enlarged display image generation unit 13. The MPR image is displayed on the display unit 91. For example, as shown in FIG. 12, an image 510 representing the shape of the heart, an image 520 representing the shape of the coronary artery, and MPR images 530 to 570 representing the cross section of the stenosis are displayed on the display unit 91. Is done.

画像５２０の各領域には、血流速度の勾配の大きさに応じた色が割り当てられているため、この色の分布を観察することで、血流速度が急激に変化している部位を特定することが可能となる。さらに、自動的に検出された狭窄部位の断面におけるＭＰＲ画像５３０〜５７０を表示することで、狭窄が発生している箇所の形態を観察することができるため、狭窄に対する診断能を向上させることが可能となる。   Since each region of the image 520 is assigned a color corresponding to the gradient of the blood flow velocity, by observing this color distribution, the region where the blood flow velocity changes rapidly can be identified. It becomes possible to do. Furthermore, by displaying the MPR images 530 to 570 in the cross section of the stenosis part automatically detected, the form of the part where the stenosis has occurred can be observed, so that the diagnostic ability for stenosis can be improved. It becomes possible.

［第３の実施の形態］
次に、この発明の第３実施形態に係る医用画像処理装置について、図１４と図１５とを参照して説明する。図１４は、この発明の第３実施形態に係る医用画像処理装置を示すブロック図である。図１５は、この発明の第３実施形態に係る医用画像処理装置によって生成された画像を示す図である。 [Third Embodiment]
Next, a medical image processing apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 14 is a block diagram showing a medical image processing apparatus according to the third embodiment of the present invention. FIG. 15 is a diagram showing an image generated by the medical image processing apparatus according to the third embodiment of the present invention.

第３実施形態に係る医用画像処理装置１Ｂは、第１実施形態に係る医用画像処理装置１から解析部４とカラーマッピング部５とを取り除いた構成となっている。すなわち、第３実施形態に係る医用画像処理装置１Ｂは、第１実施形態に係る医用画像処理装置１と同様に、各時間における冠動脈の形態を表す第３データを抽出するが、血流速度と血流速度の勾配とを算出せず、また、色ボリュームデータを生成しない。また、抽出部３Ａは、第１実施形態に係る抽出部３と異なり、中心線生成部３３を備えていない。   The medical image processing apparatus 1B according to the third embodiment has a configuration in which the analysis unit 4 and the color mapping unit 5 are removed from the medical image processing apparatus 1 according to the first embodiment. That is, the medical image processing apparatus 1B according to the third embodiment extracts the third data representing the form of the coronary artery at each time as in the medical image processing apparatus 1 according to the first embodiment. The gradient of blood flow velocity is not calculated, and color volume data is not generated. Further, unlike the extraction unit 3 according to the first embodiment, the extraction unit 3A does not include the center line generation unit 33.

冠動脈領域生成部３５は、各時間における冠動脈の形態を表す第３データ（ボリュームデータ）を合成部６に出力する。合成部６は、画像入力部２から出力されたボリュームデータと、各時間における第３データとを合成することで、各時間における合成ボリュームデータを生成する。第３データと合成するボリュームデータは、任意の時間に取得されたボリュームデータであって良い。例えば、操作者が操作部９２を用いて任意の時間を指定すると、画像入力部２は、操作者によって指定された時間に取得されたボリュームデータを合成部６に出力する。そして、合成部６は、操作者によって指定されたボリュームデータと、第３データとを合成することで、合成ボリュームデータを生成する。   The coronary artery region generation unit 35 outputs third data (volume data) representing the form of the coronary artery at each time to the synthesis unit 6. The synthesizer 6 synthesizes the volume data output from the image input unit 2 and the third data at each time, thereby generating synthesized volume data at each time. The volume data to be combined with the third data may be volume data acquired at an arbitrary time. For example, when the operator designates an arbitrary time using the operation unit 92, the image input unit 2 outputs the volume data acquired at the time designated by the operator to the synthesis unit 6. Then, the synthesizing unit 6 generates synthesized volume data by synthesizing the volume data designated by the operator and the third data.

表示画像生成部７は、各時間における合成ボリュームデータに所定の画像処理を施すことで、各時間における合成画像データを生成する。例えば、表示画像生成部７は、合成ボリュームデータにボリュームレンダリングを施すことで、心臓の形態と冠動脈の形態とを３次元的に表す３次元画像データを生成する。また、表示画像生成部７は、ＣＰＲ画像データや伸展画像データを生成しても良い。   The display image generation unit 7 performs predetermined image processing on the combined volume data at each time to generate combined image data at each time. For example, the display image generating unit 7 generates three-dimensional image data that three-dimensionally represents the form of the heart and the form of the coronary artery by performing volume rendering on the combined volume data. Further, the display image generation unit 7 may generate CPR image data and extended image data.

表示制御部８は、撮影された時間の順番に、合成画像データに基づく合成画像を更新して表示部９１に表示させる。これにより、造影剤が冠動脈に流入していく状態を表す動画像が表示部９１に表示される。すなわち、血流の動画が表示部９１に表示される。   The display control unit 8 updates the composite image based on the composite image data and displays the composite image on the display unit 91 in the order of the captured times. As a result, a moving image representing a state in which the contrast agent flows into the coronary artery is displayed on the display unit 91. That is, a blood flow movie is displayed on the display unit 91.

この表示例を図１５に示す。例えば図１５に示すように、表示制御部８は、３次元画像６００と、ＣＰＲ画像６１０と、伸展画像６２０とを、同時に表示部９１に表示させる。３次元画像６００には、心臓の形態を表す画像６０１と、冠動脈の形態を表す画像６０２とが含まれている。表示制御部８は、撮影された時間の順番に３次元画像６００を更新して表示部９１に表示させることで、画像６０２が更新していき、各時間における冠動脈内の造影剤が表示部９１に表示される。これにより、冠動脈内に造影剤が流入していく様子を動画像として表示することができる。すなわち、血流の動画を表示することができる。   An example of this display is shown in FIG. For example, as illustrated in FIG. 15, the display control unit 8 causes the display unit 91 to simultaneously display a three-dimensional image 600, a CPR image 610, and an extended image 620. The three-dimensional image 600 includes an image 601 representing the shape of the heart and an image 602 representing the shape of the coronary artery. The display control unit 8 updates the three-dimensional image 600 in the order of the captured times and causes the display unit 91 to display the image 602 so that the contrast agent in the coronary artery at each time is displayed on the display unit 91. Is displayed. Thereby, it is possible to display a state where the contrast medium flows into the coronary artery as a moving image. That is, a blood flow movie can be displayed.

また、ＣＰＲ画像６１０には、心臓の形態を表す画像６１１と、冠動脈の形態を表す画像６１２とが含まれている。表示制御部８は、撮影された時間の順番にＣＰＲ画像６１０を更新して表示部９１に表示させることで、画像６１２が更新していき、各時間における冠動脈内の造影剤が表示部９１に表示される。同様に、伸展画像６２０には、心臓の形態を表す画像６２１と、冠動脈の形態を表す画像６２２とが含まれている。表示制御部８は、撮影された時間の順番に伸展画像６２２０を更新して表示部９１に表示させることで、画像６２２が更新していき、各時間における冠動脈内の造影剤が表示部９１に表示される。   Further, the CPR image 610 includes an image 611 representing the form of the heart and an image 612 representing the form of the coronary artery. The display control unit 8 updates the CPR image 610 in the order of the taken times and causes the display unit 91 to display the updated image 612. The contrast agent in the coronary artery at each time is displayed on the display unit 91. Is displayed. Similarly, the stretched image 620 includes an image 621 representing the shape of the heart and an image 622 representing the shape of the coronary artery. The display control unit 8 updates the extension image 6220 in the order of the captured times and displays the extension image 6220 on the display unit 91, whereby the image 622 is updated, and the contrast medium in the coronary artery at each time is displayed on the display unit 91. Is displayed.

以上のように、第３実施形態に係る医用画像処理装置１Ｂによると、冠動脈の形態を表すデータを抽出して、各時間における冠動脈の形態を表す画像を順番に表示することで、造影剤が冠動脈に流入していく様子を動画像として表示することができる。これにより、心臓の形態と、血流の動画とを表示部９１に同時に表示することが可能となる。   As described above, according to the medical image processing apparatus 1B according to the third embodiment, the contrast medium is extracted by extracting data representing the form of the coronary artery and sequentially displaying the images representing the form of the coronary artery at each time. The state of flowing into the coronary artery can be displayed as a moving image. As a result, it is possible to simultaneously display the heart shape and the blood flow movie on the display unit 91.

なお、この実施形態では、３次元画像と、ＣＰＲ画像と、伸展画像とを同時に表示部９１に表示しているが、すべての画像を表示せずに、いずれか１つの画像を表示しても良い。   In this embodiment, the three-dimensional image, the CPR image, and the extension image are displayed on the display unit 91 at the same time. However, any one image may be displayed without displaying all the images. good.

また、第３実施形態においては、医用画像処理装置１Ｂの外部にＸ線ＣＴ装置５０と画像記憶装置６０とを設けているが、医用画像処理装置１ＢとＸ線ＣＴ装置５０と画像記憶装置６０とによって医用画像診断装置を構成しても、第３実施形態に係る医用画像処理装置と同じ作用及び効果を奏することが可能である。   In the third embodiment, the X-ray CT apparatus 50 and the image storage apparatus 60 are provided outside the medical image processing apparatus 1B. However, the medical image processing apparatus 1B, the X-ray CT apparatus 50, and the image storage apparatus 60 are provided. Even if the medical image diagnostic apparatus is configured as described above, it is possible to achieve the same operations and effects as the medical image processing apparatus according to the third embodiment.

［第４の実施の形態］
次に、この発明の第４実施形態に係る医用画像処理装置について、図１６と図１７とを参照して説明する。図１６は、この発明の第４実施形態に係る医用画像処理装置を示すブロック図である。図１７は、この発明の第４実施形態に係る医用画像処理装置によって生成された画像を示す図である。 [Fourth Embodiment]
Next, a medical image processing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 16 is a block diagram showing a medical image processing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 17 is a diagram showing an image generated by the medical image processing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.

第４実施形態に係る医用画像処理装置１Ｃは、第１実施形態に係る医用画像処理装置１に設置されている解析部４の代わりに、血流解析部４４を備えている。すなわち、第４実施形態に係る医用画像処理装置１Ｃは、第１実施形態に係る医用画像処理装置１と同様に、各時間における冠動脈の形態を表す第３データを抽出するが、血流速度と血流速度の勾配とを算出しない。また、抽出部３Ａは、第１実施形態に係る抽出部３と異なり、中心線生成部３３を備えていない。以下、血流解析部４４の機能について説明する。   A medical image processing apparatus 1C according to the fourth embodiment includes a blood flow analysis unit 44 instead of the analysis unit 4 installed in the medical image processing apparatus 1 according to the first embodiment. That is, the medical image processing apparatus 1C according to the fourth embodiment extracts the third data representing the form of the coronary artery at each time as in the medical image processing apparatus 1 according to the first embodiment. Do not calculate the gradient of blood flow velocity. Further, unlike the extraction unit 3 according to the first embodiment, the extraction unit 3A does not include the center line generation unit 33. Hereinafter, the function of the blood flow analysis unit 44 will be described.

血流解析部４４は、抽出部３Ａから出力された各時間における冠動脈の形態を表す第３データに基づいて、冠動脈の各領域における血流量、血液量、及び平均通過時間をそれぞれ求める。具体的には、血流解析部４４は、各時間における第３データが表す冠動脈の各領域におけるＣＴ値（画素値）の時間変化に基づいて、各領域における血流量、血液量、及び平均通過時間をそれぞれ求める。例えば、冠動脈の各領域におけるＣＴ値の時間変化（造影剤の濃度）をＣ（ｔ）で表した場合、Ｃ（ｔ）を時間で積分した値が血液量となり、血液量を平均通過時間で除算した値が血流量となる。そして、血流解析部４４は、各時間における第３データに基づいて、冠動脈の各領域における血流量、血液量、及び平均通過時間を求める。そして、血流解析部４４は、冠動脈の各領域の座標情報と、冠動脈の各領域における血流量、血液量、及び平均通過時間をカラーマッピング部５に出力する。なお、血流解析部４４は、血流量、血液量、及び平均通過時間のすべてを求めても良いし、いずれかの値を求めても良い。   The blood flow analysis unit 44 obtains the blood flow volume, the blood volume, and the average transit time in each region of the coronary artery based on the third data representing the form of the coronary artery at each time output from the extraction unit 3A. Specifically, the blood flow analysis unit 44, based on the temporal change of the CT value (pixel value) in each area of the coronary artery represented by the third data at each time, the blood flow volume, the blood volume, and the average passage in each area Find each time. For example, when the time variation of the CT value (contrast agent concentration) in each region of the coronary artery is represented by C (t), the value obtained by integrating C (t) with time is the blood volume, and the blood volume is the average transit time. The divided value is the blood flow rate. Then, the blood flow analysis unit 44 obtains the blood flow volume, the blood volume, and the average transit time in each region of the coronary artery based on the third data at each time. Then, the blood flow analysis unit 44 outputs the coordinate information of each area of the coronary artery, the blood flow volume, the blood volume, and the average transit time in each area of the coronary artery to the color mapping unit 5. The blood flow analysis unit 44 may obtain all of the blood flow volume, the blood volume, and the average transit time, or may obtain any value.

カラーマッピング部５は、解析部４から出力された冠動脈の各領域の座標情報と、各領域における血流量、血液量、及び平均通過時間とを受けて、血流量、血液量、又は平均通過時間のうちいずれかの値の大きさに応じた色を、冠動脈の各領域に割り当てることで、冠動脈の形態を表しつつ各領域に色が割り当てられた色ボリュームデータを生成する。例えば、カラーマッピング部５は、血流量の大きさに応じた色を、冠動脈の各領域に割り当てる。また、カラーマッピング部５は、血液量の大きさに応じた色を、冠動脈の各領域に割り当てても良い。また、カラーマッピング部５は、平均通過時間の長さに応じた色を、冠動脈の各領域に割り当てても良い。そして、カラーマッピング部５は、血流量、血液量、又は平均通過時間の大きさに応じた色が割り当てられた色ボリュームデータを生成して、その色ボリュームデータを合成部６に出力する。   The color mapping unit 5 receives the coordinate information of each area of the coronary artery output from the analysis unit 4 and the blood flow volume, blood volume, and average passage time in each area, and receives the blood flow volume, blood volume, or average passage time. By assigning a color corresponding to the magnitude of any one of the values to each region of the coronary artery, color volume data in which the color is assigned to each region while representing the form of the coronary artery is generated. For example, the color mapping unit 5 assigns a color corresponding to the size of the blood flow to each region of the coronary artery. Further, the color mapping unit 5 may assign a color corresponding to the blood volume to each region of the coronary artery. The color mapping unit 5 may assign a color corresponding to the length of the average passage time to each region of the coronary artery. Then, the color mapping unit 5 generates color volume data to which a color corresponding to the blood flow volume, the blood volume, or the average transit time is assigned, and outputs the color volume data to the synthesis unit 6.

合成部６は、第１実施形態に係る医用画像処理装置１と同様に、画像入力部２から出力されたボリュームデータと、カラーマッピング部５から出力された色ボリュームデータとを受けて、ボリュームデータと色ボリュームデータとを合成することで合成ボリュームデータを生成する。そして、合成部６は、合成ボリュームデータを表示画像生成部７に出力する。色ボリュームデータと合成するボリュームデータは、第１実施形態と同様に、任意の時間に取得されたボリュームデータであって良い。   Similar to the medical image processing apparatus 1 according to the first embodiment, the synthesizing unit 6 receives the volume data output from the image input unit 2 and the color volume data output from the color mapping unit 5 and receives volume data. And volume color data are combined to generate combined volume data. Then, the synthesis unit 6 outputs the synthesized volume data to the display image generation unit 7. The volume data to be combined with the color volume data may be volume data acquired at an arbitrary time as in the first embodiment.

表示画像生成部７は、合成ボリュームデータに所定の画像処理を施すことで、表示用の合成画像データを生成する。例えば、表示画像生成部７は、合成ボリュームデータにボリュームレンダリングを施すことで、心臓と冠動脈とを立体的に表す３次元画像データを生成する。また、表示画像生成部７は、合成ボリュームデータに基づいて、ＣＰＲ画像データや伸展画像データを生成しても良い。そして、表示制御部８は、合成画像データに基づく合成画像を表示部９１に表示させる。   The display image generation unit 7 generates display composite image data by performing predetermined image processing on the composite volume data. For example, the display image generation unit 7 generates three-dimensional image data that three-dimensionally represents the heart and the coronary artery by performing volume rendering on the combined volume data. Further, the display image generation unit 7 may generate CPR image data and extended image data based on the composite volume data. Then, the display control unit 8 causes the display unit 91 to display a composite image based on the composite image data.

この表示例を図１７に示す。例えば図１７に示すように、表示制御部８は、３次元画像７００と、ＣＰＲ画像７１０と、伸展画像７２０とを、同時に表示部９１に表示させる。３次元画像７００には、心臓の形態を表す画像７０１と、冠動脈の形態を表す画像７０２とが含まれている。同様に、ＣＰＲ画像７１０には、心臓の形態を表す画像７１１と、冠動脈の形態を表す画像７１２とが含まれている。また、伸展画像７２０には、心臓の形態を表す画像７２１と、冠動脈の形態を表す画像７２２とが含まれている。冠動脈の形態を表す画像７０２、７１２、７２２は、色ボリュームデータに基づいて生成された画像であるため、血流量、血液量、又は平均通過時間の大きさに応じた色が各領域に割り当てられている。なお、この実施形態では、３次元画像と、ＣＰＲ画像と、伸展画像とを同時に表示部９１に表示しているが、すべての画像を表示せずに、いずれか１つの画像を表示しても良い。   An example of this display is shown in FIG. For example, as illustrated in FIG. 17, the display control unit 8 causes the display unit 91 to simultaneously display a three-dimensional image 700, a CPR image 710, and an extended image 720. The three-dimensional image 700 includes an image 701 representing the shape of the heart and an image 702 representing the shape of the coronary artery. Similarly, the CPR image 710 includes an image 711 representing the shape of the heart and an image 712 representing the shape of the coronary artery. The stretched image 720 includes an image 721 representing the shape of the heart and an image 722 representing the shape of the coronary artery. Since the images 702, 712, and 722 representing the shape of the coronary artery are images generated based on the color volume data, a color corresponding to the blood flow volume, the blood volume, or the average transit time is assigned to each region. ing. In this embodiment, the three-dimensional image, the CPR image, and the extension image are displayed on the display unit 91 at the same time. However, any one image may be displayed without displaying all the images. good.

以上のように、第４実施形態に係る医用画像処理装置１Ｃによると、冠動脈のＣＴ値（画素値）に基づいて、冠動脈の各領域における血流量、血液量、及び平均通過時間を求め、それらの大きさに応じた色を割り当てた冠動脈の形態を表す画像を生成して表示することで、その画像に基づいて、心筋への血液供給の程度を評価することが可能となる。   As described above, according to the medical image processing apparatus 1C according to the fourth embodiment, the blood flow volume, the blood volume, and the average transit time in each region of the coronary artery are obtained based on the CT value (pixel value) of the coronary artery. By generating and displaying an image representing the shape of the coronary artery assigned a color corresponding to the size of the blood vessel, it is possible to evaluate the degree of blood supply to the myocardium based on the image.

なお、血流解析部４４は、図示しないＣＰＵと、ＲＯＭ、ＲＡＭなどの記憶装置とによって構成されている。記憶装置には、血流解析部４４の機能を実行するための血流解析プログラムが記憶されている。ＣＰＵが血流解析プログラムを実行することで、冠動脈の各領域における血流量、血液量、及び平均通過時間を求める。   The blood flow analysis unit 44 includes a CPU (not shown) and a storage device such as a ROM or a RAM. The storage device stores a blood flow analysis program for executing the function of the blood flow analysis unit 44. When the CPU executes the blood flow analysis program, the blood flow volume, blood volume, and average passage time in each region of the coronary artery are obtained.

また、第４実施形態においては、医用画像処理装置１Ｃの外部にＸ線ＣＴ装置５０と画像記憶装置６０とを設けているが、医用画像処理装置１ＣとＸ線ＣＴ装置５０と画像記憶装置６０とによって医用画像診断装置を構成しても、第４実施形態に係る医用画像処理装置と同じ作用及び効果を奏することが可能である。   In the fourth embodiment, the X-ray CT apparatus 50 and the image storage apparatus 60 are provided outside the medical image processing apparatus 1C. However, the medical image processing apparatus 1C, the X-ray CT apparatus 50, and the image storage apparatus 60 are provided. Even if the medical image diagnostic apparatus is configured as described above, the same operations and effects as the medical image processing apparatus according to the fourth embodiment can be obtained.

（動作）
次に、この発明の第４実施形態に係る医用画像処理装置１Ｃの動作について、図１８を参照して説明する。図１８は、この発明の第４実施形態に係る医用画像処理装置による一連の動作を示すフローチャートである。 (Operation)
Next, the operation of the medical image processing apparatus 1C according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a flowchart showing a series of operations by the medical image processing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.

（ステップＳ４０）
まず、第１実施形態に係るステップＳ０１と同様に、画像入力部２は、画像記憶装置６０に記憶されている複数のボリュームデータを読み込んで、抽出部３に複数のボリュームデータを出力する。 (Step S40)
First, similarly to step S01 according to the first embodiment, the image input unit 2 reads a plurality of volume data stored in the image storage device 60 and outputs the plurality of volume data to the extraction unit 3.

（ステップＳ４１、Ｓ４２、Ｓ４３）
心臓領域抽出部３１は、画像入力部２から出力された複数のボリュームデータから、心臓の形態を表す第１データを抽出する（ステップＳ４１）。造影冠動脈抽出部３２は、第１データから、造影剤が流入した冠動脈の形態を表す第２データを抽出する（ステップＳ４２）。そして、非造影冠動脈抽出部３４は、第２データを利用して、複数のボリュームデータから冠動脈の形態を表す第３データを抽出する（ステップＳ４３）。 (Steps S41, S42, S43)
The heart region extraction unit 31 extracts first data representing the form of the heart from the plurality of volume data output from the image input unit 2 (step S41). The contrast coronary artery extraction unit 32 extracts second data representing the form of the coronary artery into which the contrast agent has flowed from the first data (step S42). Then, the non-contrast coronary artery extraction unit 34 uses the second data to extract third data representing the form of the coronary artery from the plurality of volume data (step S43).

（ステップＳ４４）
以上のように各時間における冠動脈の形態を表す第３データが抽出されると、血流解析部４４は、各時間における第３データに基づいて、冠動脈の各領域における血流量、血液量、及び平均通過時間を求める。具体的には、血流解析部４４は、冠動脈の各領域におけるＣＴ値の時間変化に基づいて、血流量、血液量、及び平均通過時間を求める。 (Step S44)
As described above, when the third data representing the form of the coronary artery at each time is extracted, the blood flow analysis unit 44, based on the third data at each time, the blood flow volume, blood volume, and Find the average transit time. Specifically, the blood flow analysis unit 44 obtains the blood flow volume, the blood volume, and the average transit time based on the temporal change of the CT value in each region of the coronary artery.

（ステップＳ４５）
そして、カラーマッピング部５は、血流量、血液量、又は平均通過時間のいずれかの値の大きさに応じた色を、冠動脈の各領域に割り当てることで、冠動脈の形態を表しつつ各領域に色が割り当てられた色ボリュームデータを生成する。 (Step S45)
Then, the color mapping unit 5 assigns a color corresponding to the value of any one of the blood flow volume, the blood volume, and the average transit time to each area of the coronary artery, thereby representing the form of the coronary artery in each area. Color volume data to which colors are assigned is generated.

（ステップＳ４６からステップＳ４８）
そして、合成部６は、画像入力部２から出力された任意の時間におけるボリュームデータと、色ボリュームデータとを合成することで、合成ボリュームデータを生成する（ステップＳ４６）。表示画像生成部７は、その合成ボリュームデータにボリュームレンダリングなどの画像処理を施すことで、３次元画像データなどの表示用の合成画像データを生成する（ステップＳ４７）。そして、表示制御部８は、その合成画像データに基づく合成画像を表示部９１に表示させる（ステップＳ４８）。 (Step S46 to Step S48)
Then, the synthesizing unit 6 generates synthesized volume data by synthesizing the volume data at an arbitrary time output from the image input unit 2 and the color volume data (step S46). The display image generation unit 7 performs image processing such as volume rendering on the combined volume data to generate display combined image data such as three-dimensional image data (step S47). Then, the display control unit 8 causes the display unit 91 to display a composite image based on the composite image data (step S48).

冠動脈を表す画像には、血流量、血液量、又は平均通過時間の大きさに応じた色が割り当てられているため、この色の分布を観察することで、心筋への血液供給の程度を評価することが可能となる。   The image representing the coronary artery is assigned a color corresponding to the blood flow volume, blood volume, or average transit time. By observing this color distribution, the degree of blood supply to the myocardium is evaluated. It becomes possible to do.

この発明の第１実施形態に係る医用画像処理装置を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a medical image processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. 各時間における冠動脈の形態を表すデータを抽出する処理を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the process which extracts the data showing the form of the coronary artery in each time. 各時間における冠動脈の形態を表すデータを抽出する処理を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the process which extracts the data showing the form of the coronary artery in each time. 冠動脈の各部における血流の速度と血流速度の勾配とを求める処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process which calculates | requires the velocity of the blood flow in each part of a coronary artery, and the gradient of the blood flow velocity. この発明の第１実施形態に係る医用画像処理装置によって生成された画像を示す図である。It is a figure which shows the image produced | generated by the medical image processing apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. この発明の第１実施形態に係る医用画像処理装置によって生成された画像を示す図である。It is a figure which shows the image produced | generated by the medical image processing apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. この発明の第１実施形態に係る医用画像処理装置による一連の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a series of operation | movement by the medical image processing apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. この発明の第１実施形態に係る医用画像処理装置による一連の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a series of operation | movement by the medical image processing apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. この発明の第１実施形態に係る医用画像処理装置による一連の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a series of operation | movement by the medical image processing apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. この発明の第２実施形態に係る医用画像処理装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the medical image processing apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 狭窄部位を特定する処理を説明するための模式図である。It is a mimetic diagram for explaining processing which specifies a stenosis site. この発明の第２実施形態に係る医用画像処理装置によって生成された画像を示す図である。It is a figure which shows the image produced | generated by the medical image processing apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. この発明の第２実施形態に係る医用画像処理装置による一連の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a series of operation | movement by the medical image processing apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. この発明の第３実施形態に係る医用画像処理装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the medical image processing apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. この発明の第３実施形態に係る医用画像処理装置によって生成された画像を示す図である。It is a figure which shows the image produced | generated by the medical image processing apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. この発明の第４実施形態に係る医用画像処理装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the medical image processing apparatus which concerns on 4th Embodiment of this invention. この発明の第４実施形態に係る医用画像処理装置によって生成された画像を示す図である。It is a figure which shows the image produced | generated by the medical image processing apparatus which concerns on 4th Embodiment of this invention. この発明の第４実施形態に係る医用画像処理装置による一連の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a series of operation | movement by the medical image processing apparatus which concerns on 4th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 医用画像処理装置
２ 画像入力部
３、３Ａ 抽出部
４ 解析部
５ カラーマッピング部
６ 合成部
７ 表示画像生成部
８ 表示制御部
９ ユーザインターフェース（ＵＩ）
１０ 処理部
１１ 狭窄部位検出部
１２ 表示断面設定部
１３ 拡大表示画像生成部
３１ 心臓領域抽出部
３２ 造影冠動脈抽出部
３３ 中心線生成部
３４ 非造影冠動脈抽出部
３５ 冠動脈領域生成部
４１ 先端特定部
４２ 血流速度算出部
４３ 速度勾配算出部
４４ 血流解析部
５０ Ｘ線ＣＴ装置
６０ 画像記憶装置
９１ 表示部
９２ 操作部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A, 1B, 1C Medical image processing apparatus 2 Image input part 3, 3A extraction part 4 Analysis part 5 Color mapping part 6 Composition part 7 Display image generation part 8 Display control part 9 User interface (UI)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Processing part 11 Stenosis site | part detection part 12 Display cross-section setting part 13 Enlarged display image generation part 31 Heart region extraction part 32 Contrast-enhanced coronary artery extraction part 33 Center line generation part 34 Non-contrast coronary artery extraction part 35 Coronary artery region generation part 41 Tip specification part 42 Blood flow velocity calculation unit 43 Velocity gradient calculation unit 44 Blood flow analysis unit 50 X-ray CT apparatus 60 Image storage device 91 Display unit 92 Operation unit

Claims (14)

造影剤が注入された被検体の心臓をＸ線ＣＴ装置で撮影することで得られた、前記撮影された時間がそれぞれ異なる複数のボリュームデータを受け付け、前記造影剤を注入してから所定時間が経過した後の複数のボリュームデータのそれぞれから、前記心臓の形態を表す第１データを抽出する心臓領域抽出手段と、
前記複数の第１データのそれぞれから、前記造影剤が流入した冠動脈の形態を表す第２データを抽出し、前記第２データが表す冠動脈の形態に基づいて、前記撮影された時間がそれぞれ異なる複数のボリュームデータのそれぞれから、各時間における前記冠動脈の形態を表す第３データを抽出する冠動脈領域抽出手段と、
前記撮影された時間がそれぞれ異なる複数の第３データのそれぞれにおける前記冠動脈の画素値に基づいて、前記冠動脈の各領域における血流速度を求める解析手段と、
前記解析手段によって求められた前記各領域における血流速度の大きさに応じた色を、前記冠動脈の各領域に割り当てることで、前記色が割り当てられた冠動脈の形態を表す色ボリュームデータを生成する色割当手段と、
を有することを特徴とする医用画像処理装置。 A plurality of volume data obtained by imaging the heart of a subject into which a contrast medium has been injected with an X-ray CT apparatus are received, and a predetermined time period after injection of the contrast medium is received. Heart region extracting means for extracting first data representing the form of the heart from each of a plurality of volume data after elapses;
Second data representing the form of the coronary artery into which the contrast medium has flowed is extracted from each of the plurality of first data, and the plurality of times when the images are taken are different based on the form of the coronary artery represented by the second data. Coronary artery region extraction means for extracting third data representing the form of the coronary artery at each time from each of the volume data of
Analysis means for obtaining a blood flow velocity in each region of the coronary artery based on a pixel value of the coronary artery in each of a plurality of third data in which the captured times are different from each other;
By assigning a color corresponding to the blood flow velocity in each region obtained by the analyzing means to each region of the coronary artery, color volume data representing the form of the coronary artery to which the color is assigned is generated. Color assignment means;
A medical image processing apparatus comprising: 前記解析手段は、前記撮影された時間が隣り合う第３データの画素値に基づいて、前記冠動脈における血流の移動距離を求め、前記移動距離を前記撮影された時間が隣り合う第３データ間の時間間隔で除算することで、前記各領域における血流速度を求めることを特徴とする請求項１に記載の医用画像処理装置。   The analysis means obtains a moving distance of blood flow in the coronary artery based on a pixel value of third data adjacent to the captured time, and calculates the moving distance between the third data adjacent to the captured time. 2. The medical image processing apparatus according to claim 1, wherein the blood flow velocity in each of the regions is obtained by dividing by the time interval. 前記解析手段は、前記各時間における前記第３データの画素値に基づいて、前記各時間における前記冠動脈を流れる造影剤の先端部を特定し、前記冠動脈の形態に従って、前記撮影された時間が隣り合う第３データ間において前記造影剤の先端部の移動先の位置を求め、その移動の距離を前記撮影された時間が隣り合う第３データ間の時間間隔で除算することで、前記各領域における血流速度を求めることを特徴とする請求項２に記載の医用画像処理装置。   The analysis unit specifies a tip of a contrast medium flowing through the coronary artery at each time based on the pixel value of the third data at each time, and the captured time is adjacent according to the form of the coronary artery. By determining the position of the movement destination of the tip of the contrast medium between the matching third data, and dividing the distance of the movement by the time interval between the third data adjacent to each other, The medical image processing apparatus according to claim 2, wherein a blood flow velocity is obtained. 前記解析手段によって求められた前記各領域における血流速度に基づいて、狭窄部位候補を特定する狭窄部位検出手段と、
前記各領域における血流の移動方向を示すベクトルと、前記狭窄部位候補における前記冠動脈の上流側との交点を求め、その交点を通る断面を設定する断面設定手段と、
前記設定された断面における前記冠動脈の形態を表す断面画像データを生成する画像生成手段と、
を更に有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の医用画像処理装置。 A stenosis site detection unit for identifying a stenosis site candidate based on the blood flow velocity in each region obtained by the analysis unit;
A cross-section setting means for obtaining a cross point of the vector indicating the moving direction of blood flow in each region and the upstream side of the coronary artery in the stenosis site candidate, and setting a cross section passing through the cross point;
Image generating means for generating cross-sectional image data representing the form of the coronary artery in the set cross section;
The medical image processing apparatus according to claim 1, further comprising: 前記狭窄部位検出手段は、予め設定された閾値以上の大きさの血流速度を持つ領域が連続して存在する部位であって、範囲の大きさが予め設定された範囲内となる部位を前記狭窄部位候補として特定することを特徴とする請求項４に記載の医用画像処理装置。   The stenosis region detecting means is a region where a region having a blood flow velocity greater than or equal to a preset threshold is continuously present, and a region whose range is within a preset range is The medical image processing apparatus according to claim 4, wherein the medical image processing apparatus is specified as a stenosis site candidate. 前記解析手段は、前記冠動脈において隣り合った領域における血流速度の差分を求めて、前記各領域における血流速度の勾配を求め、
前記色割当手段は、前記血流速度の大きさの代わりに、前記血流速度の勾配の大きさに応じた色を前記冠動脈の各領域に割り当てることで、前記色が割り当てられた冠動脈の形態を表す色ボリュームデータを生成することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の医用画像処理装置。 The analysis means obtains a difference in blood flow velocity between adjacent regions in the coronary artery, obtains a blood flow velocity gradient in each region,
The color assigning means assigns a color corresponding to the magnitude of the gradient of the blood flow velocity to each region of the coronary artery instead of the magnitude of the blood flow velocity, so that the shape of the coronary artery to which the color is assigned The medical image processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein color volume data representing the color is generated. 前記解析手段によって求められた前記各領域における血流速度の勾配に基づいて、狭窄部位候補を特定する狭窄部位検出手段と、
前記各領域における血流の移動方向を示すベクトルと、前記狭窄部位候補における前記冠動脈の上流側の交点とを求め、その交点を通る断面を設定する断面設定手段と、
前記設定された断面における前記冠動脈の形態を表す断面画像データを生成する画像生成手段と、
を更に有することを特徴とする請求項６に記載の医用画像処理装置。 A stenosis site detection unit for identifying a stenosis site candidate based on a blood flow velocity gradient in each of the regions obtained by the analysis unit;
A cross-section setting means for determining a vector indicating a moving direction of blood flow in each region and an intersection on the upstream side of the coronary artery in the stenosis site candidate, and setting a cross section passing through the intersection;
Image generating means for generating cross-sectional image data representing the form of the coronary artery in the set cross section;
The medical image processing apparatus according to claim 6, further comprising: 前記狭窄部位検出手段は、予め設定された閾値以上の大きさの血流速度の勾配を持つ領域が連続して存在する部位であって、範囲の大きさが予め設定された範囲内となる部位を前記狭窄部位候補として特定することを特徴とする請求項７に記載の医用画像処理装置。   The stenosis part detecting means is a part where a region having a blood flow velocity gradient having a magnitude equal to or larger than a preset threshold is continuously present, and a part within which the size of the range falls within a preset range The medical image processing apparatus according to claim 7, wherein the medical image processing apparatus is specified as the stenosis region candidate. 前記ボリュームデータと前記色ボリュームデータとを合成することで合成ボリュームデータを生成する合成手段と、
前記合成ボリュームデータに基づく合成画像を前記表示手段に表示させる表示制御手段と、
を更に有することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の医用画像処理装置。 A combining means for generating combined volume data by combining the volume data and the color volume data;
Display control means for causing the display means to display a composite image based on the composite volume data;
The medical image processing apparatus according to claim 1, further comprising: 前記ボリュームデータと前記色ボリュームデータとを合成することで合成ボリュームデータを生成する合成手段と、
前記合成ボリュームデータに基づく合成画像と、前記断面画像データに基づく断面画像とを前記表示手段に表示させる表示制御手段と、
を更に有することを特徴とする請求項４、請求項５、請求項７、又は請求項８のいずれかに記載の医用画像処理装置。 A combining means for generating combined volume data by combining the volume data and the color volume data;
Display control means for causing the display means to display a composite image based on the composite volume data and a cross-sectional image based on the cross-sectional image data;
The medical image processing apparatus according to claim 4, further comprising: a medical image processing apparatus according to claim 4. 前記断面設定手段は、前記交点を通って前記冠動脈の中心線に直交する断面を設定することを特徴とする請求項４、請求項５、請求項７、又は請求項８のいずれかに記載の医用画像処理装置。   The cross section setting means sets a cross section that passes through the intersection and is orthogonal to the center line of the coronary artery, according to any one of claims 4, 5, 7, and 8. Medical image processing apparatus. コンピュータに、
造影剤が注入された被検体の心臓をＸ線ＣＴ装置で撮影することで得られた、前記撮影された時間がそれぞれ異なる複数のボリュームデータを受け付け、前記造影剤を注入してから所定時間が経過した後の複数のボリュームデータのそれぞれから、前記心臓の形態を表す第１データを抽出する心臓領域抽出機能と、
前記複数の第１データのそれぞれから、前記造影剤が流入した冠動脈の形態を表す第２データを抽出し、前記第２データが表す冠動脈の形態に基づいて、前記撮影された時間がそれぞれ異なる複数のボリュームデータのそれぞれから、各時間における前記冠動脈の形態を表す第３データを抽出する冠動脈領域抽出機能と、
前記撮影された時間がそれぞれ異なる複数の第３データのそれぞれにおける前記冠動脈の画素値に基づいて、前記冠動脈の各領域における血流速度を求め、前記冠動脈において隣り合った領域における血流速度の差分を求めて、前記各領域における血流速度の勾配を求める解析機能と、
前記解析機能によって求められた前記各領域における血流速度の勾配の大きさに応じた色を、前記冠動脈の各領域に割り当てることで、前記色が割り当てられた冠動脈の形態を表す色ボリュームデータを生成する色割当機能と、
を実行させることを特徴とする医用画像処理プログラム。 On the computer,
A plurality of volume data obtained by imaging the heart of a subject into which a contrast medium has been injected with an X-ray CT apparatus are received, and a predetermined time period after injection of the contrast medium is received. A heart region extraction function for extracting first data representing the form of the heart from each of a plurality of volume data after elapse;
Second data representing the form of the coronary artery into which the contrast medium has flowed is extracted from each of the plurality of first data, and the plurality of times when the images are taken are different based on the form of the coronary artery represented by the second data. Coronary artery region extraction function for extracting third data representing the form of the coronary artery at each time from each of the volume data;
A blood flow velocity in each region of the coronary artery is obtained based on a pixel value of the coronary artery in each of a plurality of third data with different times taken, and a difference in blood flow velocity between adjacent regions in the coronary artery And an analysis function for obtaining a blood flow velocity gradient in each region,
By assigning a color according to the magnitude of the gradient of blood flow velocity in each region obtained by the analysis function to each region of the coronary artery, color volume data representing the shape of the coronary artery to which the color is assigned is obtained. The color assignment function to generate,
A medical image processing program characterized in that 前記解析機能によって求められた前記各領域における血流速度の勾配に基づいて、狭窄部位候補を特定する狭窄部位検出機能と、
前記各領域における血流の移動方向を示すベクトルと、前記狭窄部位候補における前記冠動脈の上流側との交点を求め、その交点を通る断面を設定する断面設定機能と、
前記設定された断面における前記冠動脈の形態を表す断面画像データを生成する画像生成機能と、
を前記コンピュータに更に実行させることを特徴とする請求項１２に記載の医用画像処理プログラム。 A stenosis site detection function for identifying a stenosis site candidate based on the blood flow velocity gradient in each region determined by the analysis function;
A cross-section setting function for obtaining a cross point of a vector indicating a moving direction of blood flow in each region and an upstream side of the coronary artery in the stenosis site candidate, and setting a cross section passing through the cross point,
An image generation function for generating cross-sectional image data representing the form of the coronary artery in the set cross-section;
The medical image processing program according to claim 12, further causing the computer to execute. 前記ボリュームデータと前記色ボリュームデータとを合成することで合成ボリュームデータを生成する合成機能と、
前記合成ボリュームデータに基づく合成画像と、前記断面画像データに基づく断面画像とを前記表示手段に表示させる表示制御機能と、
を前記コンピュータに更に実行させることを特徴とする請求項１３に記載の医用画像処理プログラム。 A combining function for generating combined volume data by combining the volume data and the color volume data;
A display control function for causing the display means to display a composite image based on the composite volume data and a cross-sectional image based on the cross-sectional image data;
14. The medical image processing program according to claim 13, wherein the computer is further executed.
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