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Abstract
Description
本発明は、心筋架橋(Myocardial Bridge)を画像診断するための画像処理装置に関する。 The present invention relates to an image processing apparatus for diagnosing a myocardial bridge.
心臓壁には冠動脈が走行している。正常な冠動脈は、心筋外を通っている。しかし、異常な冠動脈の中には、心筋内を通るものもある。この心筋内を通る冠動脈は、心筋架橋と呼ばれている。心筋架橋は、左冠動脈前下降枝の中部に最も多く認められる。心筋架橋は、通常は無症状で、長期的にも問題ないとする考えがある。一方、不安定狭心症や心筋梗塞、不整脈、突然死との関連を示唆する報告もある。心筋架橋の検出は、64列以上の多列のX線コンピュータ断層撮影装置程度の精度や画質がなければ難しい。そのため、画像診断による心筋架橋の検出例は限られており、今も研究が進められている。 A coronary artery runs through the heart wall. Normal coronary arteries pass outside the myocardium. However, some abnormal coronary arteries pass through the myocardium. This coronary artery that passes through the myocardium is called myocardial bridge. Myocardial bridging is most commonly seen in the middle of the left anterior descending coronary artery. Myocardial cross-linking is usually asymptomatic and is thought to be a long-term problem. On the other hand, there are reports that suggest an association with unstable angina, myocardial infarction, arrhythmia, and sudden death. Detection of myocardial cross-linking is difficult without the accuracy and image quality of a multi-row X-ray computed tomography apparatus having 64 rows or more. For this reason, examples of detection of myocardial cross-linking by image diagnosis are limited, and research is ongoing.
上述のように心筋架橋は、64列以上の多列のX線コンピュータ断層撮影装置で特定される。一般に多列のX線コンピュータ断層撮影装置により発生されたCT画像上で心筋架橋の有無を医師の読影により診断している。また、心筋架橋の評価に用いる画像を発生するために、技師や医師は、手探りで画像パラメータを設定している。そのため技師や医師に多大な手間が掛かっている。また、心筋架橋の血行動態に与える影響は、CT画像上で心筋架橋を特定した後に、X線診断装置によるCAG(血管造影検査)で評価している。CAGは、造影剤やカテーテルを使用するため、X線コンピュータ断層撮影装置に比して侵襲度が高い。そのため、CAGによる検査は、患者の負担が大きい。また、複数のモダリティで検査を行なうことは、単に手間が掛かるだけでなく、時間的なコストも大きい。
本発明の目的は、心筋架橋の画像診断に関する手間や時間の削減を可能にする画像処理装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an image processing apparatus that can reduce labor and time relating to image diagnosis of myocardial cross-linking.
本発明の第1局面に係る画像処理装置は、被検体の心臓に関するボリュームデータセットを記憶する記憶部と、前記ボリュームデータセットに含まれる血管領域を特定する血管特定部と、前記血管領域を包囲する複数のボクセルのボクセル値に基づいて前記血管領域が心筋架橋領域を含むか否かを判定する判定部と、前記判定部による判定結果に関する情報を表示する表示部と、を具備する。 An image processing apparatus according to a first aspect of the present invention includes a storage unit that stores a volume data set related to a heart of a subject, a blood vessel specifying unit that specifies a blood vessel region included in the volume data set, and surrounds the blood vessel region A determination unit that determines whether or not the blood vessel region includes a myocardial bridging region based on voxel values of a plurality of voxels to be displayed, and a display unit that displays information on a determination result by the determination unit.
本発明の第2局面に係る画像処理装置は、被検体の心臓に関し、複数の時相に関する複数のボリュームデータセットを記憶する記憶部と、前記複数のボリュームデータセットのうちの、ユーザからの指示に応じて指定された特定のボリュームデータセットに含まれる血管領域を特定する血管特定部と、前記血管領域を包囲する複数のボクセルのボクセル値に基づいて前記血管領域が心筋架橋領域を含むか否かを判定する判定部と、前記判定部による判定結果に関する情報を表示する表示部と、を具備する。 An image processing apparatus according to a second aspect of the present invention relates to a heart of a subject, a storage unit that stores a plurality of volume data sets related to a plurality of time phases, and an instruction from a user among the plurality of volume data sets. Whether or not the blood vessel region includes a myocardial bridging region based on a voxel value of a plurality of voxels surrounding the blood vessel region and a blood vessel specifying unit that specifies a blood vessel region included in a specific volume data set specified according to A determination unit for determining whether or not, and a display unit for displaying information on a determination result by the determination unit.
本発明によれば、心筋架橋の画像診断に関する手間や時間の削減が可能となる。 According to the present invention, it is possible to reduce labor and time relating to image diagnosis of myocardial cross-linking.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係わる画像処理装置を説明する。まずは、本実施形態に係わる画像処理装置を用いて画像診断される心筋架橋について説明する。 Hereinafter, an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, myocardial cross-linking for image diagnosis using the image processing apparatus according to the present embodiment will be described.
心筋架橋は、発作性房室ブロック、心室細動、心室頻脈、WPW症候群、肥大型心筋症、不安定狭心症、心筋梗塞、不整脈、及び突然死に関連があると考えられている。 Myocardial bridging is believed to be associated with paroxysmal atrioventricular block, ventricular fibrillation, ventricular tachycardia, WPW syndrome, hypertrophic cardiomyopathy, unstable angina, myocardial infarction, arrhythmia, and sudden death.
心筋架橋は、遺伝的背景を有さず、先天的・偶発的に生じた解剖学的一亜型である。心筋梗塞で亡くなり解剖された人の内、平均して約半数に心筋架橋が発見された。心筋架橋は、心収縮期に冠動脈を圧迫し、動脈内の異常血流及びそれに起因する心筋虚血を引き起こす。一方、心筋により被覆された冠動脈内膜は、血流の高ずり応力化により動脈硬化性病変の発生や進展が抑制される。 Myocardial bridging has no genetic background and is a congenital and accidental anatomical variant. On average, about half of those who died of myocardial infarction and were dissected were found to have myocardial cross-linking. Myocardial bridging compresses the coronary arteries during systole, causing abnormal blood flow in the arteries and resulting myocardial ischemia. On the other hand, in the coronary artery intima covered with myocardium, the generation and progression of arteriosclerotic lesions are suppressed by the increase in blood flow shear stress.
心収縮期における心筋架橋の圧迫によるLAD狭窄が75%以上を示す症例では、心拍数増加に伴って心筋虚血性変化が生じる。心筋架橋による心筋虚血の発生には、心収縮時における心筋架橋の動脈圧迫に起因する血行動態の変位が強く関与している。すなわち、心収縮期における心筋架橋から上行側への血液逆流、心拡張期における心筋架橋下冠動脈の径減少(拡張遅延)、及び血流速度の増加が生じる。そのため、心筋血流量の低下と血流分布の不均衡とを招き、心筋虚血が発生すると考えられている。一方、心筋架橋部分へのステント挿入や外科的な心筋架橋の除去がmilking effectや心筋虚血性変化を回避させるという結果がある。これら結果は、心筋架橋が関与していたという証拠であろう。 In cases where LAD stenosis due to compression of myocardial bridging during systole shows 75% or more, myocardial ischemic changes occur with increasing heart rate. The occurrence of myocardial ischemia due to myocardial cross-linking is strongly related to hemodynamic displacement caused by arterial compression of myocardial cross-linking during cardiac contraction. That is, blood reflux from the myocardial bridge during the systole to the ascending side, a decrease in the diameter of the coronary artery under the myocardial bridge during diastole (dilatation delay), and an increase in the blood flow velocity occur. Therefore, it is considered that myocardial ischemia occurs due to a decrease in myocardial blood flow and an imbalance in blood flow distribution. On the other hand, the insertion of a stent into the myocardial cross-linked portion and the removal of the surgical myocardial cross-linking result in avoiding milking effects and myocardial ischemic changes. These results may be evidence that myocardial cross-linking was involved.
心筋架橋による心筋虚血のメカニズムとして、心筋架橋下動脈の攣縮とそれに引き続く同部位の血管形成とが関与していると考えられている。心収縮期における心筋架橋下動脈の狭窄率が高度なもの、すなわち心筋架橋が厚い場合には、心筋虚血症状が出現することが多い。また、心肥大の進行により心筋架橋の冠動脈圧迫所見が顕在化した長期観察例もあり、虚血性変化を示さない心筋架橋症例でも経過観察が必要である。 As a mechanism of myocardial ischemia due to myocardial cross-linking, it is considered that spasm of the arteries under myocardial cross-linking and subsequent blood vessel formation at the same site are involved. Myocardial ischemic symptoms often appear when the stenosis rate of the arteries under myocardial bridge during the systole is high, that is, when the myocardial bridge is thick. In addition, there are long-term observation cases in which coronary artery compression findings of myocardial bridging have become obvious due to the progression of cardiac hypertrophy, and follow-up is also necessary in myocardial bridging cases that do not show ischemic changes.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態に係わる画像処理装置1は、心筋架橋の有無を自動的に判定し、心筋架橋の位置、長さ、及び厚さを評価する。図1は、第1実施形態に係わる画像処理装置1の構成を示す図である。図1に示すように、画像処理装置1は、記憶部2、入力部3、画像処理部4、画像発生部5、表示部6、及び制御部7を有する。
(First embodiment)
The
記憶部2は、複数の時相に関する複数のボリュームデータセットを記憶する。これらボリュームデータセットは、被検体の心臓に関する。この被検体の心臓の冠動脈(冠状動脈)には、心筋架橋が発生しているとする。これらボリュームデータセットは、X線コンピュータ断層撮影装置や磁気共鳴イメージング装置により発生されたものであるとする。 The storage unit 2 stores a plurality of volume data sets relating to a plurality of time phases. These volume data sets relate to the subject's heart. It is assumed that myocardial bridging occurs in the coronary artery (coronary artery) of the subject's heart. Assume that these volume data sets are generated by an X-ray computed tomography apparatus or a magnetic resonance imaging apparatus.
入力部3は、ユーザからの各種指令や情報入力を受け付ける。具体的には、入力部3は、ユーザからの指示に応じて、心筋架橋の有無の判定対象とするボリュームデータセットを指定するために、複数の時相のうちの特定の時相を入力する。特定の時相は、1つの時相である。入力部3としては、マウスやトラックボールなどのポインティングデバイス、モード切替スイッチ等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスが適宜利用可能である。
The
画像処理部4は、入力部3により入力された特定時相に関するボリュームデータセットを記憶部2から読み出して画像処理し、心筋架橋の有無を判定したり心筋架橋を評価したりする。具体的には画像処理部4は、心筋特定部41、血管特定部42、セグメンテーション部43、芯線特定部44、心筋架橋判定部45、心筋架橋位置算出部46、心筋架橋長さ算出部47、及び心筋架橋厚さ算出部48を有する。
The
心筋特定部41は、特定時相に関するボリュームデータセットに含まれる心筋領域を特定する。血管特定部42は、特定時相に関するボリュームデータセットに含まれる血管領域を特定する。セグメンテーション部43は、特定された血管領域を、その部位の位置に応じてセグメンテーション(分類)する。芯線特定部44は、特定された血管領域の芯線を特定する。心筋架橋判定部45は、特定された血管領域を包囲する複数のボクセルのボクセル値に基づいて、当該血管領域が心筋架橋領域を含むか否かを判定する。心筋架橋位置算出部46は、心筋架橋領域の位置を算出する。心筋架橋長さ算出部47は、心筋架橋領域の長さを算出する。心筋架橋厚さ算出部48は、心筋架橋領域の厚さを算出する。
The myocardial specifying
画像発生部5は、ボリュームデータセットに基づいて表示画像のデータを発生する。例えば、画像発生部5は、ボリュームデータセットをSVR(Shaded Volume Rendering)処理してSVR画像のデータを発生したり、ボリュームデータセットをCPR(Curved Multiple Planer Reconstruction)処理してCPR画像のデータを発生したりする。
The
表示部6は、上記の心筋架橋の有無の判定結果に関する情報を表示する。心筋架橋がある場合、表示部6は、心筋架橋の有無の判定結果だけでなく、心筋架橋の位置、長さ、及び厚さに関する情報を表示する。典型的には、表示部6は、心筋架橋の有無の判定結果とともに表示画像とを所定の表示レイアウトで表示してもよい。
The
制御部7は、画像処理装置1の中枢として機能する。制御部7は、入力部3からの心筋架橋の判定処理の開始要求を受けると、画像処理装置1内の各部を制御して、心筋架橋の画像診断処理を実行する。
The
次に制御部7の制御のもとに行なわれる心筋架橋の画像診断処理について説明する。図2は、心筋架橋の画像診断処理の典型的な流れを示す図である。
Next, myocardial bridging image diagnosis processing performed under the control of the
なお、ステップSA1以前において記憶部2には、X線コンピュータ断層撮影装置や磁気共鳴イメージング装置等により発生されたボリュームデータセットが記憶されているものとする。 It is assumed that the volume data set generated by the X-ray computed tomography apparatus, the magnetic resonance imaging apparatus, or the like is stored in the storage unit 2 before step SA1.
心筋架橋の画像診断処理の開始時点において制御部7は、処理対象となるボリュームデータセットの時相に関する情報が入力されることを待機している(ステップSA1)。処理対象となるボリュームデータセットの時相は、例えば、心筋架橋を検出しやすい心収縮期である。
At the start of the myocardial cross-linking image diagnostic process, the
ユーザにより入力部3を介して時相に関する情報が入力されることを契機として(ステップSA1:YES)、制御部7は、心筋特定部41に心筋特定処理を行なわせる。心筋特定処理において心筋特定部41は、入力された時相に関するボリュームデータセットを記憶部2から読み出し、読み出したボリュームデータセットに含まれる心筋領域を特定する(ステップSA2)。具体的には、心筋特定部41は、閾値処理によりボリュームデータセットを構成する各ボクセルから心筋領域のボクセル値を有するボクセルを抽出する。そして心筋特定部41は、抽出された心筋領域の位置(座標)情報を記憶部2に書き込む。なお、心筋領域のボクセル値の範囲は、特に記述しないが、一般的に知られている。
The
また、ユーザにより入力部3を介して時相に関する情報が入力されることを契機として(ステップSA1:YES)、制御部7は、血管特定部42に血管特定処理を行なわせる。血管特定処理において血管特定部42は、入力された時相に関するボリュームデータセットを記憶部2から読み出し、読み出したボリュームデータセットに含まれる血管領域を特定する(ステップSA3)。具体的には。血管特定部42は、閾値処理によりボリュームデータセットを構成する各ボクセルから血管領域のボクセル値を有するボクセルを抽出する。そして血管特定部42は、抽出された血管領域の位置(座標)情報を記憶部2に書き込む。なお、血管領域のボクセル値の範囲は、特に記述しないが一般的に知られている。
Moreover, the
血管領域が特定されると制御部7は、セグメンテーション部43にセグメンテーション処理を行なわせる。セグメンテーション処理においてセグメンテーション部43は、血管領域を構成する複数の枝部分のそれぞれについて、その分類名ごとにセグメンテーションする(ステップSA4)。具体的には、セグメンテーション部43は、ユーザにより入力部3を介して入力された血管領域の開始点からのボクセル値の連続性から連結判定し、連結していると判定された一連のボクセルを血管領域をとしてセグメンテーションする。例えば、冠動脈は、その解剖学的な位置に応じて左前下行枝や左回旋枝、右冠状動脈等に分類されている。なお、心筋架橋は、多くの場合、左前下行枝の近位部付近に発生する。記憶部2は、血管領域と分類名とを関連付けて記憶する。
When the blood vessel region is specified, the
血管領域がセグメンテーションされると制御部7は、芯線特定部44に芯線特定処理を行なわせる。芯線特定処理において芯線特定部44は、セグメンテーションされた血管領域の血管芯線を特定する(ステップSA5)。従来から様々な血管芯線の特定方法が開発されている。本実施形態に係わる芯線特定部44は、これら従来法のいずれの方法を用いて血管芯線を特定しても構わない。例えば、芯線特定部44は、血管領域を細線化することにより血管芯線を抽出し、抽出された血管芯線の位置(座標)情報を記憶部2に書き込む。図3は、心筋領域61と血管領域62と血管芯線63との位置関係を示す図である。図3に示すように血管領域62の血管芯線63は、点列として抽出される。心筋架橋の発生部位には、心筋領域61に囲まれている。抽出された血管領域62の位置情報を記憶部2に書き込む。
When the blood vessel region is segmented, the
心筋領域と血管芯線とが特定されると制御部7は、心筋架橋判定部45に判定処理を行なわせる。判定処理において心筋架橋判定部45は、血管領域を包囲する複数のボクセルのボクセル値に基づいて当該血管領域が心筋架橋領域を含むか否かを判定する(ステップSA6)。
When the myocardial region and the blood vessel core line are specified, the
以下、心筋架橋判定部45による判定処理を詳細に説明する。図4は、血管芯線63に直交する断面(以下、直交断面と呼ぶ)内における心筋架橋に関する血管領域62A(以下、心筋架橋領域と呼ぶ)を模式的に示す図である。図4に示すように、心筋架橋領域62Aは、心筋領域61の内部に侵入している。従って心筋架橋領域62Aは、直交断面内において心筋領域61に包囲されている、換言すれば、直交断面内において心筋架橋領域62A(血管芯線63)の全周方向に心筋領域61が位置している。なお、心筋架橋領域62Aが心筋領域61に包囲されていれば、心筋領域61は、心筋架橋領域62Aに接していても接していなくとも良い。すなわち、心筋架橋領域62Aと心筋領域61との間に他の領域(例えば、脂肪組織領域(図示せず)等)が位置していてもよい。
Hereinafter, the determination process by the myocardial
図5は、直交断面内における正常な血管領域62Bを模式的に示す図である。図5に示すように、正常な血管領域62Bは、心筋領域61の表面に分布している。従って、正常な血管領域62Bは、直交断面内において心筋領域61に包囲されていない、換言すれば、直交断面内において全周方向のうちの一部分のみに心筋領域61が分布している。この際も心筋架橋の場合と同様に、心筋領域61は、心筋架橋領域62Bに接していても接していなくとも良い。すなわち、心筋架橋領域62Bと心筋領域61との間に他の領域(例えば、脂肪組織領域(図示せず)等)が位置していてもよい。
FIG. 5 is a diagram schematically showing a normal
上記の心筋架橋領域と心筋領域との配置関係を利用した心筋架橋の判定処理が、心筋架橋判定部45により行なわれる。判定処理において、まず、心筋架橋判定部45は、記憶部2に記憶されている心筋領域と血管領域と血管芯線との位置情報を読み出す。読み出した位置情報に基づいて、血管芯線を構成する各ボクセル(以下、芯線ボクセルと呼ぶ)について、血管芯線の走行方向に直交する直交断面を設定する。そして心筋架橋判定部45は、設定された各直交断面内において、血管領域が心筋領域のボクセル値を有する複数のボクセル(以下、心筋ボクセルと呼ぶ)に包囲されている、すなわち、血管領域の全半径方向に心筋領域が分布しているか否かを判定する。なお、設定される直交断面は、全ての芯線ボクセルについて設定される必要はなく、例えば、所定個数毎に設定されても良い。
The myocardial
実際の処理においては、心筋架橋判定部45は、複数の心筋ボクセルに包囲されている芯線ボクセルを、心筋架橋領域を構成するボクセル(以下、架橋ボクセルと呼ぶ)であると判定し、一方、芯線ボクセルが心筋ボクセルに包囲されていない場合、その芯線ボクセルを架橋ボクセルではないと判定する。より詳細には、まず、血管芯線の直交断面内において自動的又は手動的に1つの心筋ボクセルを領域成長処理の開始ボクセルに設定し、心筋領域のボクセル値を有するボクセルを次々に統合していく。領域成長処理後の統合領域(心筋領域)が、血管芯線の直交断面において芯線ボクセルの外側で統合領域が閉曲線を形成しているか否かを統合領域の形状に基づいて判定する。そして、芯線ボクセルの外側で統合領域が閉曲線を形成している場合、当該芯線ボクセルを架橋ボクセルであると判定する。架橋ボクセルには、心筋架橋である旨のフラグが立てられる。一方、血管領域の外側で統合領域が閉曲線を形成していない場合、当該芯線ボクセルを架線ボクセルでないと判定する。架橋ボクセルには、心筋架橋である旨のフラグが立てられる。心筋架橋判定部45は、全ての芯線ボクセルについて、この判定処理を行なう。
In actual processing, the myocardial
図6は、フラグが立てられた架橋ボクセル63Aとフラグが立てられなかった正常な芯線ボクセル63Bとを示す図である。心筋架橋判定部45による判定処理が終了すると、図6に示すように、各芯線ボクセル63について架橋ボクセル63A又は正常な芯線ボクセル63Bが判定される。
FIG. 6 is a diagram showing a bridging
その後、心筋架橋判定部45は、図7に示すように、架橋ボクセル63Aが所定数以上連続した場合、この連続する複数の架橋ボクセル63Aの範囲の血管領域を心筋架橋領域62Aに設定する。この所定数は、ユーザにより入力部3等を介して任意に設定可能である。以下、心筋架橋判定部45による心筋架橋領域62Aの設定処理について詳細に説明する。まず、所定数以上連続する複数の架橋ボクセル63Aがトレースされることにより、これら複数の架橋ボクセル63Aのうちの両端の架線ボクセルが特定される。特定された両端の架線ボクセルをそれぞれ含み、芯線に直交する両端面が設定される。そして、設定された両端面に挟まれる血管領域が心筋架橋領域62Aに設定される。心筋架橋領域62Aには、心筋架橋である旨のフラグが立てられる。心筋架橋領域62Aの位置情報は、記憶部2に記憶される。
Thereafter, as shown in FIG. 7, when a predetermined number or more of the bridging
なお、心筋架橋領域の設定方法は、上記方法のみに限定されない。例えば、全ての架線ボクセルの範囲の血管領域が心筋架橋領域に設定されてもよい。 In addition, the setting method of a myocardial bridge | crosslinking area | region is not limited only to the said method. For example, the blood vessel region in the range of all the overhead voxels may be set as the myocardial bridge region.
また、心筋架橋判定部45は、血管芯線の直交断面において、血管領域が所定厚み以上の心筋領域に包囲されている場合にのみ、当該血管領域を心筋架橋領域と判定してもよい。この所定厚みは、ユーザにより入力部3等を介して任意に設定可能である。
The myocardial
心筋架橋領域が含まれる判定された場合(ステップSA7:YES)、制御部7は、心筋架橋位置算出部46、心筋架橋長さ算出部47、及び心筋架橋厚さ算出部48に、心筋架橋領域の位置、長さ、及び厚さの算出処理をそれぞれ行なわせる。
When it is determined that the myocardial bridge region is included (step SA7: YES), the
位置の算出処理において心筋架橋位置算出部46は、心筋架橋領域の位置を算出する(ステップSA8)。位置は、血管領域の基準点から心筋架橋領域までの血管芯線の長さと規定される。血管領域の基準点は、例えば、冠動脈のうちの左冠動脈入力部である。具体的には、心筋架橋位置算出部46は、心筋架橋を構成するボクセルのうちの最も左冠動脈入力部に近いボクセルから左冠動脈入力部までの血管芯線の長さを算出する。典型的には、血管芯線の長さは、芯線ボクセルの個数に基づいて算出される。
In the position calculation process, the myocardial bridge
長さの算出処理において心筋架橋長さ算出部47は、心筋架橋領域の長さを算出する(ステップSA8)。長さは、心筋架橋領域に含まれる血管芯線の長さと規定される。具体的には、心筋架橋長さ算出部47は、心筋架橋領域に含まれる芯線ボクセルを計数し、計数値に基づいて心筋架橋領域の血管芯線の道のり長さを算出する。
In the length calculation process, the myocardial bridge
厚さの算出処理において心筋架橋厚さ算出部48は、心筋架橋領域の厚さを算出する(ステップSA8)。厚さの定義には、複数パターンある。例えば以下の3通りのパターンがある。
In the thickness calculation processing, the myocardial cross-linking
第1の厚さは、図8に示すように、心筋架橋領域62Aに含まれる各芯線ボクセルを中心とする、心筋領域の外壁面64に内接する球65の半径と規定される。
As shown in FIG. 8, the first thickness is defined as the radius of a
第2の厚さは、図9に示すように、心臓の長軸A1に直交し且つ芯線を通る直線A2上における、心臓外壁面64と交わる点P1と血管外壁面65と交わる点P2との間の距離と規定される。具体的には、まず心筋架橋厚さ算出部48は、心臓領域を楕円体近似し、楕円体の長軸A1を算出する。心筋架橋厚さ算出部48は、心筋架橋領域62Aに含まれる各芯線ボクセルについて、上述の第2の厚さの定義に従って第2の厚さを算出する。
As shown in FIG. 9, the second thickness is defined as a point P1 intersecting with the heart
第3の厚さは、図10に示すように、心臓領域の中心P3と芯線63とを通る直線A3上における、心臓外壁面64と交わる点P4と血管外壁面65と交わる点P5との間の距離と規定される。具体的には、まず心筋架橋厚さ算出部48は、心臓領域を楕円体近似し、心臓の中心位置P3を算出する。この中心位置P3は、例えば、楕円体の長軸A1と短軸A4との交点により規定される。次に心筋架橋厚さ算出部48は、心筋架橋領域62Aに含まれる各芯線ボクセルについて、上述の第3の厚さの定義に従って第3の厚さを算出する。
As shown in FIG. 10, the third thickness is between a point P4 that intersects the outer
心筋架橋厚さ算出部48は、各心筋ボクセルについて心筋領域の厚さを算出すると、算出された厚さのうちの最大厚さとその位置とを特定する。
When calculating the thickness of the myocardial region for each myocardial voxel, the myocardial bridge
心筋架橋領域の位置、長さ、及び厚さが算出されると制御部7は、画像発生部5に画像発生処理を行なわせる。画像発生処理において画像発生部5は、ボリュームデータセットから心筋架橋領域を含む表示画像のデータを発生する(ステップSA9)。具体的には、画像発生部5は、血管芯線の位置や心筋架橋領域の位置に基づいて心筋架橋領域が見える視線方向を算出する。そして画像発生部5は、算出された視線方向に基づいてボリュームデータセットからCPR画像やSVR画像のデータを発生する。
When the position, length, and thickness of the myocardial bridge region are calculated, the
表示画像のデータが発生されると制御部7は、表示部6に第1表示処理を行なわせる。第1表示処理において表示部6は、発生された表示画像を所定の表示レイアウトで表示する(ステップSA10)。また、表示部6は、表示画像とともに算出された位置、長さ、及び厚さ等の定量的な数値を文字情報として表示する。なお、画像や文字情報の表示レイアウト、CPR画像やSVR画像のような画像種、各文字情報の色、大きさ、及び位置、表示の有無といった表示条件は、入力部3を介して設定可能である。
When the display image data is generated, the
図11は、ステップSA10において表示される表示画面の表示レイアウト例を示す図である。図11に示すように、表示部6は、CPR画像と、SVR画像と、心筋架橋の位置、長さ、及び厚さを示す文字情報とを表示する。CPR画像は、血管の一覧性が良い。SVR画像は、形状、大きさ、及び位置関係に歪みがなく解剖学的特徴を良好に示す。
FIG. 11 is a diagram showing a display layout example of the display screen displayed in step SA10. As shown in FIG. 11, the
一方、心筋架橋判定部45により心筋架橋領域がないと判定された場合(ステップSA7:NO)、制御部7は、表示部6に第2表示処理を行なわせる。第2表示処理において表示部6は、血管領域に心筋架橋領域が含まれていない旨のメッセージを表示する(ステップSA11)。
On the other hand, when the myocardial
以上で第1実施形態に係わる心筋架橋の画像診断処理が終了する。 This completes the myocardial bridging diagnostic imaging process according to the first embodiment.
上記構成によれば画像処理装置1は、X線コンピュータ断層撮影装置や磁気共鳴イメージング装置によって発生されたボリュームデータセット中の心筋架橋領域の有無を自動的に判定し、判定結果を表示する。また、心筋架橋領域がある場合、画像処理装置1は、その心筋架橋領域の位置、長さ、及び厚さ等に代表される定量評価をし、その評価結果を表示する。かくして第1実施形態によれば、心筋架橋の画像診断に関する手間や時間の削減が可能となる。
According to the above configuration, the
なお、画像処理装置1は、画像診断や検査、観察を行なうためのコンピュータ装置であっても良いし、X線コンピュータ断層撮影装置や磁気共鳴イメージング装置等の医用画像診断装置に内蔵されていても良い。
The
(第2実施形態)
心筋架橋の発生部位は、心筋によって血管が圧迫されるため、Milkingによる血流の変化が観察される場合がある。Milkingが発生している部位では、心収縮期において、心筋架橋から上行側への血液逆流、下行側への血流速度の増加が発生する。また、心収縮期において心筋架橋の血管は、心筋によって圧迫されるため一時的に狭窄が生じる場合がある。従って、異なる時相において算出された狭窄率を比較することは、臨床的に有意義である。本発明の第2実施形態に係わる画像処理装置は、磁気共鳴イメージング装置により発生された複数の時相に関するボリュームデータセットに含まれる血管領域の血行動態を解析して、解析結果を表示するものである。
(Second Embodiment)
Since blood vessels are compressed by the myocardium at the site of myocardial cross-linking, changes in blood flow due to Milking may be observed. At the site where milking occurs, blood flow from the myocardial bridge to the ascending side and an increase in blood flow velocity to the descending side occur during systole. In addition, the myocardial cross-linking blood vessel is compressed by the myocardium during the systole, so that stenosis may occur temporarily. Therefore, it is clinically meaningful to compare stenosis rates calculated at different time phases. An image processing apparatus according to the second embodiment of the present invention analyzes hemodynamics of a blood vessel region included in a volume data set related to a plurality of time phases generated by a magnetic resonance imaging apparatus, and displays the analysis result. is there.
以下、本発明の第2実施形態を説明する。なお以下の説明において、本実施形態と略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。図12は、本発明の第2実施形態に係わる画像処理装置20の構成を示す図である。図12に示すように、画像処理装置20は、記憶部2、入力部3、画像処理部4、画像発生部5、表示部6、及び制御部7を有する。
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. In the following description, components having substantially the same functions as those of the present embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be given only when necessary. FIG. 12 is a diagram showing the configuration of the
記憶部2は、MRA(MR Angiography)法を用いて磁気共鳴イメージング装置により発生された、複数の時相に関する複数のボリュームデータセットを記憶する。MRAとは、磁気共鳴イメージング装置における血流解析法である。MRAは、静止している実質に由来するMR信号と血流に由来するMR信号との成分が異なることを利用して血管のみを撮像する画像化法である。このMRAに特有のパルスシーケンス手法の一つにPC(Phase Contrast)法がある。PC法により、血流速度の情報を画像化することができる。すなわち、記憶部2は、磁気共鳴イメージング装置によりPC法を用いて発生された複数の時相に関する複数のボリュームデータセットを記憶する。 The storage unit 2 stores a plurality of volume data sets related to a plurality of time phases generated by a magnetic resonance imaging apparatus using an MRA (MR Angiography) method. MRA is a blood flow analysis method in a magnetic resonance imaging apparatus. MRA is an imaging method in which only a blood vessel is imaged using the fact that components of an MR signal derived from a stationary substance and an MR signal derived from blood flow are different. One of the pulse sequence methods peculiar to this MRA is a PC (Phase Contrast) method. The blood flow velocity information can be imaged by the PC method. That is, the storage unit 2 stores a plurality of volume data sets related to a plurality of time phases generated using the PC method by the magnetic resonance imaging apparatus.
画像処理部4は、入力部3により入力された特定時相に関するボリュームデータセットを記憶部2から読み出し、心筋架橋の有無を判定したり心筋架橋を評価したりするための種々の画像処理をする。さらに画像処理部4は、複数のボリュームデータセットに基づいて血流解析したり、心筋架橋領域の狭窄の有無を判定したり、狭窄率を算出したりする。具体的には、画像処理部4は、心筋特定部41、血管特定部42、セグメンテーション部43、芯線特定部44、心筋架橋判定部45、心筋架橋位置算出部46、心筋架橋長さ算出部47、及び心筋架橋厚さ算出部48に加え、血流解析部49と狭窄解析部50とを有する。血流解析部49は、複数の時相に関する複数のボリュームデータセットを血流解析する。狭窄解析部50は、心筋架橋領域の狭窄状態を解析する。
The
次に制御部7の制御のもとに行なわれる心筋架橋の画像診断処理について説明する。図13は、心筋架橋の画像診断処理の典型的な流れを示す図である。
Next, myocardial bridging image diagnosis processing performed under the control of the
なお、ステップSB1以前において記憶部2には、磁気共鳴イメージング装置等によりPC法を用いて発生された複数の時相に関する複数のボリュームデータセットが記憶されているものとする。 It is assumed that a plurality of volume data sets related to a plurality of time phases generated by using the PC method by a magnetic resonance imaging apparatus or the like are stored in the storage unit 2 before step SB1.
心筋架橋の画像診断処理の開始時点において制御部7は、処理対象となるボリュームデータセットの時相に関する情報が入力されることを待機している(ステップSB1)。
At the start of the myocardial cross-linking image diagnosis process, the
ユーザにより入力部3を介して時相に関する情報が入力されることを契機として(ステップSB1:YES)、制御部7は、心筋特定部41に心筋特定処理を行なわせる。心筋特定処理において心筋特定部41は、入力された時相に関するボリュームデータセットを記憶部2から読み出し、読み出したボリュームデータセットに含まれる心筋領域を特定する(ステップSB2)。
The
また、ユーザにより入力部3を介して時相に関する情報が入力されることを契機として(ステップSB1:YES)、制御部7は、血管特定部42に血管特定処理を行なわせる。血管特定処理において血管特定部42は、入力された時相に関するボリュームデータセットを記憶部2から読み出し、読み出したボリュームデータセットに含まれる血管領域を特定する(ステップSB3)。
Moreover, the
血管領域が特定されると制御部7は、セグメンテーション部43にセグメンテーション処理を行なわせる。セグメンテーション処理においてセグメンテーション部43は、血管領域を構成する複数の部分のそれぞれについて、その分類名ごとにセグメンテーションする(ステップSB4)。
When the blood vessel region is specified, the
血管領域がセグメンテーションされると制御部7は、芯線特定部44に芯線特定処理を行なわせる。芯線特定処理において芯線特定部44は、セグメンテーションされた血管領域の芯線を特定する(ステップSB5)。
When the blood vessel region is segmented, the
心筋領域と血管芯線とが特定されると制御部7は、心筋架橋判定部45に判定処理を行なわせる。判定処理において心筋架橋判定部45は、血管領域を包囲する複数のボクセルのボクセル値に基づいて当該血管領域が心筋架橋領域を含むか否かを判定する(ステップSB6)。
When the myocardial region and the blood vessel core line are specified, the
心筋架橋領域が含まれると判定された場合(ステップSB7:YES)、制御部7は、心筋架橋位置算出部46、心筋架橋長さ算出部47、及び心筋架橋厚さ算出部48に、心筋架橋領域の位置、長さ、及び厚さの算出処理をそれぞれ行なわせる。位置の算出処理において心筋架橋位置算出部46は、心筋架橋領域の位置を算出する(ステップSB8)。長さの算出処理において心筋架橋長さ算出部47は、心筋架橋領域の長さを算出する(ステップSB8)。厚さの算出処理において心筋架橋厚さ算出部48は、心筋架橋領域の厚さを算出する(ステップSB8)。
When it is determined that the myocardial bridge region is included (step SB7: YES), the
心筋架橋領域の位置、長さ、及び厚さが算出されると制御部7は、血流解析部49に血流解析処理を行なわせる。血流解析処理において血流解析部49は、ステップSA1において入力された特定時相を含む複数の時相に関する複数のボリュームデータセットを読み出し、読み出した複数のボリュームデータセットを画像処理して、血流解析する(ステップSB9)。具体的には、特定時相に関するボリュームデータセットと他のボリュームデータセットとに含まれる解剖学的な同一部分の各ボクセル値の差分を算出する。この同一部分は、自動的又は手動的に指定され、例えば、ステップSB3において特定された血管領域である。各ボクセルにおいて算出される各差分値は、各ボクセルにおける血流速度の変化に対応する。この差分値に基づいて、血管領域のうち血液が逆流している領域が特定される。逆流領域は、例えば、血流が心筋架橋領域から上行側へ向かう領域である。血流速度情報は、記憶部2に記憶される。また、逆流領域の位置情報も記憶部2に記憶される。
When the position, length, and thickness of the myocardial bridge region are calculated, the
血流解析が行われると制御部7は、狭窄解析部50に狭窄解析処理を行なわせる。狭窄解析処理において狭窄解析部50は、心筋架橋領域の狭窄状態を解析する(ステップSB10)。より詳細には、狭窄解析部50は、心筋架橋領域における狭窄の有無を判定したり、狭窄率を算出したりする。これら狭窄解析は、心筋架橋領域を判定するためにステップSB5(ステップSA5)において設定された各断面、すなわち、血管芯線に設定された各直交断面においてなされる。なお、狭窄の有無の判定方法や狭窄率の算出方法は、既知の方法を用いてなされる。例えば直交断面内における心筋架橋領域の断面積又は血管径に基づいて狭窄率は、算出される。
When blood flow analysis is performed, the
狭窄解析が行われると制御部7は、画像発生部5に画像発生処理を行なわせる。画像発生処理において画像発生部5は、ボリュームデータセットから心筋架橋領域を含む表示画像のデータを発生する(ステップSB11)。画像発生部5は、ボリュームデータセットに基づいてSVR画像やCPR画像等の形態画像のデータを発生する。また、画像発生部5は、血行動態を表す機能画像のデータを発生する。機能画像は、ステップSB9において算出された血流速度と向きとを各ピクセルに割り付けることにより発生される。発生される形態画像の断面と機能画像の断面とは、同一断面である。
When the stenosis analysis is performed, the
表示画像のデータが発生されると制御部7は、表示部6に第3表示処理を行なわせる。第3表示処理において表示部6は、発生された表示画像に含まれる逆流領域を強調して表示する(ステップSB12)。具体的には、表示部6は、ステップSB11において発生された形態画像と機能画像とを位置合わせして重ね合わせて表示する。
When the display image data is generated, the
図14は、ステップSB12において表示される表示画面の表示レイアウト例を示す図である。図14に示すように、表示部6は、ステップSB9において特定された逆流領域をCPR画像やSPR画像上で明示して表示する。また、表示部6は、ステップSB10において算出された最大狭窄率を文字情報として表示する。この際、表示部6は、最大狭窄率の位置、例えば最大狭窄率が算出された断面を明示して表示してもよい。
FIG. 14 is a diagram showing a display layout example of the display screen displayed in step SB12. As shown in FIG. 14, the
一方、ステップSB7において心筋架橋領域がないと判定された場合(ステップSB7:NO)、制御部7は、表示部6に第2表示処理を行なわせる。第2表示処理において表示部6は、血管領域に心筋架橋領域が含まれていない旨のメッセージを表示する(ステップSB13)。
On the other hand, when it is determined in step SB7 that there is no myocardial bridge region (step SB7: NO), the
以上で第2実施形態に係わる心筋架橋の画像診断処理が終了する。 Thus, the myocardial bridging diagnostic imaging process according to the second embodiment is completed.
かくして第2実施形態によれば、心筋架橋の画像診断に関する手間や時間の削減が可能となる。 Thus, according to the second embodiment, it is possible to reduce labor and time related to diagnostic imaging of myocardial bridge.
(第2実施形態の変形例)
第2実施形態の変形例に係わる画像処理装置は、X線コンピュータ断層撮影装置により発生された複数の時相に関するボリュームデータセットに含まれる血管領域の血行動態を解析して、解析結果を表示するものである。以下、第2実施形態の変形例に係わる画像処理装置について説明する。なお以下の説明において、第1実施形態又は第2実施形態略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。
(Modification of the second embodiment)
The image processing apparatus according to the modification of the second embodiment analyzes the hemodynamics of the blood vessel region included in the volume data set related to a plurality of time phases generated by the X-ray computed tomography apparatus, and displays the analysis result. Is. Hereinafter, an image processing apparatus according to a modification of the second embodiment will be described. In the following description, components having substantially the same functions as those of the first embodiment or the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is provided only when necessary.
図13のステップSB9において第2実施形態の変形例に係わる血流解析部49は、複数の時相に関するボリュームデータセットの差分に基づいて、ステップSB3において抽出された血管領域における血流速度を算出する。より具体的には、血流解析部49は、時間的に隣り合う2つのボリュームデータセットのそれぞれについて、造影領域の画素値に基づいて、心筋架橋の冠動脈内で造影領域の先頭位置を特定する。そして血流解析部49は、特定された2つの先頭位置の移動量と2つのボリュームデータセットの時間間隔とから血流速度を算出する。
In step SB9 of FIG. 13, the blood
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
1…画像処理装置、2…記憶部、3…入力部、4…画像処理部、5…画像発生部、6…表示部、7…制御部、41…心筋特定部、42…血管特定部、43…セグメンテーション部、44…芯線特定部、45…心筋架橋判定部、46…心筋架橋位置算出部、47…心筋架橋長さ算出部、48…心筋架橋厚さ算出部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記ボリュームデータセットに含まれる血管領域を特定する血管特定部と、
前記血管領域を包囲する複数のボクセルのボクセル値に基づいて前記血管領域が心筋架橋領域を含むか否かを判定する判定部と、
前記判定部による判定結果に関する情報を表示する表示部と、
を具備する画像処理装置。 A storage unit for storing a volume data set relating to the heart of the subject;
A blood vessel specifying unit for specifying a blood vessel region included in the volume data set;
A determination unit that determines whether or not the vascular region includes a myocardial bridging region based on a voxel value of a plurality of voxels surrounding the vascular region;
A display unit for displaying information on a determination result by the determination unit;
An image processing apparatus comprising:
前記表示部は、前記発生された表示画像と前記判定結果とを表示する、
請求項1記載の画像処理装置。 An image generator for generating display image data including at least a portion of the myocardial bridge region based on the volume data set;
The display unit displays the generated display image and the determination result;
The image processing apparatus according to claim 1.
前記表示部は、前記算出された位置、長さ、及び厚さを表示する、
請求項1記載の画像処理装置。 A first calculator that calculates the position, length, and thickness of the myocardial bridge region;
The display unit displays the calculated position, length, and thickness;
The image processing apparatus according to claim 1.
前記表示部は、前記算出された狭窄率を表示する、
請求項1記載の画像処理装置。 A second calculation unit for calculating a stenosis rate based on a cross-sectional area or a blood vessel diameter of the myocardial cross-linking region,
The display unit displays the calculated stenosis rate.
The image processing apparatus according to claim 1.
前記複数のボリュームデータセットのうちの、ユーザからの指示に応じて指定された特定のボリュームデータセットに含まれる血管領域を特定する血管特定部と、
前記血管領域を包囲する複数のボクセルのボクセル値に基づいて前記血管領域が心筋架橋領域を含むか否かを判定する判定部と、
前記判定部による判定結果に関する情報を表示する表示部と、
を具備する画像処理装置。 A storage unit that stores a plurality of volume data sets related to a plurality of time phases with respect to the heart of the subject;
A blood vessel specifying unit for specifying a blood vessel region included in a specific volume data set specified in accordance with an instruction from a user among the plurality of volume data sets;
A determination unit that determines whether or not the vascular region includes a myocardial bridging region based on a voxel value of a plurality of voxels surrounding the vascular region;
A display unit for displaying information on a determination result by the determination unit;
An image processing apparatus comprising:
前記表示部は、前記算出された血流速度の変化に関する情報を表示する、
請求項5記載の画像処理装置。 A blood flow analysis unit that calculates a change in blood flow velocity of the blood vessel region included in each of the plurality of volume data sets;
The display unit displays information regarding the change in the calculated blood flow velocity.
The image processing apparatus according to claim 5.
前記血流解析部は、前記算出された血流速度の変化に基づいて血液が逆流している逆流領域を前記血管領域から特定し、
前記表示部は、前記発生された表示画像中の前記逆流領域を強調して表示する、
請求項6記載の画像処理装置。 An image generator for generating display image data including at least a portion of the myocardial bridging region based on the specific volume data set;
The blood flow analysis unit identifies, from the blood vessel region, a reverse flow region in which blood flows backward based on the change in the calculated blood flow velocity.
The display unit highlights and displays the backflow region in the generated display image.
The image processing apparatus according to claim 6.
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