JP2011024826A - Medical image processor and medical image processing program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、血管を含む部位の画像データを基に前記血管の断面を求めて、その断面について画像処理を実行する医用画像処理装置および医用画像処理プログラムに関するものである。 The present invention relates to a medical image processing apparatus and a medical image processing program for obtaining a cross section of a blood vessel based on image data of a region including a blood vessel and executing image processing on the cross section.
医用画像収集技術の発達により、IVUS(intravascular ultrasound)に代表される血管内エコー法を用いることで、血管内のプラークの性状解析が可能になった。一方で、マルチスライスCTにおいても、現状ではIVUSに比べて空間分解能が高くはないものの、空間分解能の向上により血管に付着する脂質コアの判別が可能になりつつある。IVUSでは検査にあたって体内への挿入が必要となるので、CT(Computed Tomography)を用いて体外から血管内の画像を収集することが求められている。特許文献1のように、プローブを介して冠動脈に光を入射して検出することにより、不安定プラークを検出する技術は開示されている。 With the development of medical image collection technology, the intravascular echo technique represented by IVUS (intravascular ultrasound) has been used to analyze the properties of plaque in blood vessels. On the other hand, even in multi-slice CT, although the spatial resolution is not higher than that of IVUS at present, it is becoming possible to discriminate lipid cores attached to blood vessels by improving the spatial resolution. Since IVUS requires insertion into the body for examination, it is required to collect images of blood vessels from outside the body using CT (Computed Tomography). As disclosed in Patent Document 1, a technique for detecting unstable plaque by detecting light incident on a coronary artery via a probe is disclosed.
画像を収集する対象としては冠動脈が一例として挙げられる。冠動脈内には脂質コアが滞留し、不安定プラークを形成することがある。プラークは、一般に脂質コアが大きく繊維性被膜の薄い不安定プラークと、脂質コアが小さく繊維性被膜が厚い安定プラークの2つに分類される。不安定プラークの危険度は、繊維性被膜の厚さ、脂質コアの大きさ、マクロファージの浸潤度、平滑筋細胞の量により判別される。 An example of a target for collecting images is the coronary artery. A lipid core may accumulate in the coronary arteries and form unstable plaques. Plaques are generally classified into two types: unstable plaques with large lipid cores and thin fibrous coatings, and stable plaques with small lipid cores and thick fibrous coatings. The risk of unstable plaque is determined by the thickness of the fibrous cap, the size of the lipid core, the degree of macrophage infiltration, and the amount of smooth muscle cells.
この不安定プラークが次第に肥厚することにより冠動脈の内腔が狭められ、急性冠症候群や急性心筋梗塞の要因となる。この不安定プラークを検査により判別する必要があるが、CTを用いて画像を収集する場合、収集された画像が、必要とされる程度の高さの解像度に満たないという問題がある。CTでは、たとえば骨は明確に撮影することができるが、血管中の組織を高い解像度で撮影することは難しい。 As the unstable plaque gradually thickens, the lumen of the coronary artery is narrowed, causing acute coronary syndrome and acute myocardial infarction. Although it is necessary to discriminate this unstable plaque by inspection, when an image is collected using CT, there is a problem that the collected image is less than the required high resolution. In CT, for example, bone can be clearly photographed, but it is difficult to photograph tissue in blood vessels with high resolution.
特に、血管内腔と脂質コアを隔てる繊維性被膜は一般にきわめて薄い。この繊維性被膜の厚さを求め、不安定プラークの危険度を判定する必要がある。しかし、繊維性被膜の厚さを測定する場合、繊維性被膜が薄すぎて、不安定プラークの危険度を判定するには、得られる画像の空間分解能が足りないという問題がある。したがって、得られた画像のままでは、血管内腔と脂質コアの近接度合いおよびそれによる不安定プラークの危険度を、十分に確認しきれないという問題があった。 In particular, the fibrous coating that separates the blood vessel lumen from the lipid core is generally very thin. It is necessary to determine the thickness of the fibrous coating and determine the risk of unstable plaque. However, when measuring the thickness of the fibrous coating, there is a problem that the spatial resolution of the obtained image is insufficient to determine the risk of unstable plaque because the fibrous coating is too thin. Therefore, there is a problem that the degree of proximity between the blood vessel lumen and the lipid core and the risk of unstable plaque due to the obtained image cannot be sufficiently confirmed.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、血管を含む部位の画像データを基に前記血管の断面を求めてその断面を画像処理することにより、脂質コアに代表される付着物質と血管内腔との近接度合いを求め、それにより不安定プラークの危険度が判断可能な医用画像処理装置および医用画像処理プログラムを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an adhesion substance typified by a lipid core is obtained by obtaining a cross section of the blood vessel based on image data of a site including the blood vessel and subjecting the cross section to image processing. It is an object of the present invention to provide a medical image processing apparatus and a medical image processing program that can determine the degree of proximity between a blood vessel lumen and a blood vessel lumen and thereby determine the risk of unstable plaque.
上記目的を達成するために、請求項1の発明にかかる医用画像処理装置は、血管を含む部位の画像データを基に前記血管の断面を求めてその断面から、前記血管の内腔の輪郭および前記血管内に付着する付着物質の輪郭を抽出する抽出手段と、抽出された前記内腔の輪郭および前記付着物質の輪郭の一方または双方の、少なくとも一部分を所定量だけ膨張する膨張演算手段と、前記血管のそれぞれの断面について、前記膨張演算手段によって膨張された前記内腔の輪郭および前記付着物質の輪郭が重なるときの重複領域の大きさを求める領域演算手段と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a medical image processing apparatus according to the first aspect of the present invention obtains a cross section of the blood vessel based on image data of a region including the blood vessel, and determines the contour of the lumen of the blood vessel from the cross section. Extraction means for extracting the outline of the adhering substance adhering in the blood vessel; expansion calculating means for expanding at least a part of one or both of the extracted outline of the lumen and the outline of the adhering substance by a predetermined amount; An area calculation unit that obtains the size of an overlapping area when the outline of the lumen expanded by the expansion calculation unit and the outline of the adhering substance overlap each cross section of the blood vessel; .
上記目的を達成するために、請求項14の発明にかかる医用画像処理装置は、血管を含む部位の画像データを基に前記血管の断面を求めてその断面から、前記血管の内腔の輪郭および前記血管内に付着する付着物質の輪郭を抽出する抽出ステップと、抽出された前記内腔の輪郭および前記付着物質の輪郭の一方または双方の、少なくとも一部分を所定量だけ膨張する膨張演算ステップと、前記血管のそれぞれの断面について、前記膨張演算ステップによって膨張された前記内腔の輪郭および前記付着物質の輪郭が重なるときの重複領域の大きさを求める領域演算ステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a medical image processing apparatus according to the invention of claim 14 obtains a cross section of the blood vessel based on image data of a site including the blood vessel, and determines the contour of the lumen of the blood vessel from the cross section. An extraction step for extracting the outline of the adhering substance adhering to the blood vessel, and an expansion calculating step for expanding at least a part of one or both of the extracted outline of the lumen and the outline of the adhering substance by a predetermined amount; For each cross section of the blood vessel, the computer executes an area calculation step for obtaining a size of an overlapping area when the outline of the lumen expanded by the expansion calculation step and the outline of the attached substance overlap. Features.
以上により、血管内腔と脂質コアをそれぞれ膨張して重複した領域を求め、その大きさから付着物質と血管内腔との近接度合いを求めることができるので、繊維性被膜の厚さに代わる指標とすることができる。それにより、得られる画像が意図された分解能よりも低く得られた場合でも、この重複領域を指標として用いることができる。そしてこの重複領域の大きさから、不安定プラークの危険度を判定することができ、危険度の高い不安定プラークの状態を、ユーザが簡便に確認することを可能にする。 As described above, the vascular lumen and the lipid core can be expanded to obtain overlapping regions, and the degree of proximity between the adhered substance and the vascular lumen can be obtained from the size, so that an index instead of the thickness of the fibrous coating It can be. Thereby, even when the obtained image is obtained lower than the intended resolution, this overlapping region can be used as an index. Then, the risk level of the unstable plaque can be determined from the size of the overlapping region, and the user can easily check the state of the unstable plaque having a high risk level.
図1は、本実施の形態にかかる医用画像診断装置の機能ブロック図を示す。図1に示す医用画像診断装置は、医用画像を取得するX線CT装置10と、得られた医用画像を処理する医用画像処理装置100と、表示制御部20と、表示制御部20からの出力を受けて画像を表示する表示部30から構成される。 FIG. 1 is a functional block diagram of the medical image diagnostic apparatus according to the present embodiment. The medical image diagnostic apparatus illustrated in FIG. 1 includes an X-ray CT apparatus 10 that acquires a medical image, a medical image processing apparatus 100 that processes the obtained medical image, a display control unit 20, and an output from the display control unit 20. And a display unit 30 for displaying an image.
医用画像処理装置100は、情報処理装置(CPU)と、ROM、RAM、HDDなどの記憶装置(図示しない)とを備えている。記憶装置には、医用画像処理装置100の各部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。その処理プログラムには、画像データ記憶部101と、制御部102と、血管取得部103と、抽出部104と、膨張部105と、重複領域算出部106と、画像生成部107の各処理を実行するためのプログラムが含まれる。そして、情報処理装置(CPU)が各プログラムを実行することにより、各処理が実行される。 The medical image processing apparatus 100 includes an information processing device (CPU) and a storage device (not shown) such as a ROM, a RAM, and an HDD. The storage device stores a processing program for executing the function of each unit of the medical image processing apparatus 100. The processing program executes each process of the image data storage unit 101, the control unit 102, the blood vessel acquisition unit 103, the extraction unit 104, the expansion unit 105, the overlapping region calculation unit 106, and the image generation unit 107. A program is included. Each processing is executed by the information processing apparatus (CPU) executing each program.
X線CT装置10は、X線照射部及びX線検出部(いずれも不図示)を被検体の体軸に直角方向に回転させ、さらに体軸方向に進みながら患者に向けてX線を照射し、検査対象領域を通過したX線を検出する。検査対象領域には、不安定プラークが存在する疑いのある患者の血管領域および血管周辺の心臓領域が含まれる。そして、X線CT装置10は、検出したX線を基に3次元画像であるX線CT画像を生成する。そして、X線CT装置10は、制御部102に信号を出力し、生成したX線CT画像を医用画像処理装置100へ出力する。 The X-ray CT apparatus 10 rotates an X-ray irradiation unit and an X-ray detection unit (both not shown) in a direction perpendicular to the body axis of the subject, and further irradiates the patient with X-rays while proceeding in the body axis direction. Then, X-rays that have passed through the region to be inspected are detected. The examination target region includes a blood vessel region of a patient suspected of having unstable plaque and a heart region around the blood vessel. Then, the X-ray CT apparatus 10 generates an X-ray CT image that is a three-dimensional image based on the detected X-rays. Then, the X-ray CT apparatus 10 outputs a signal to the control unit 102 and outputs the generated X-ray CT image to the medical image processing apparatus 100.
医用画像処理装置100は、画像データ記憶部101と、制御部102と、血管取得部103と、抽出部104と、膨張部105と、重複領域算出部106と、画像生成部107によって構成される。医用画像処理装置100は、X線CT装置10から得られた画像を処理して、処理された画像や、結果として得られたデータにしたがって得られる画像を表示制御部20に出力する。 The medical image processing apparatus 100 includes an image data storage unit 101, a control unit 102, a blood vessel acquisition unit 103, an extraction unit 104, an expansion unit 105, an overlapping area calculation unit 106, and an image generation unit 107. . The medical image processing apparatus 100 processes the image obtained from the X-ray CT apparatus 10 and outputs the processed image and an image obtained according to the resulting data to the display control unit 20.
画像データ記憶部101は、X線CT装置10で撮影された血管を含む部位の画像データを取得して保存する。特に、患者の心臓領域の画像データをX線CT装置10から、心臓領域データとして読み込む。 The image data storage unit 101 acquires and stores image data of a part including a blood vessel imaged by the X-ray CT apparatus 10. In particular, image data of the patient's heart region is read from the X-ray CT apparatus 10 as heart region data.
制御部102は、医用画像処理装置100の各部を制御する。上述のようにX線CT画像が血管取得部103に入力されるときにX線CT装置10から信号が入力されるので、これにより一連の処理を開始する。制御部102は、処理対象の血管断面を特定する処理を実行する。制御部102は、X線CT装置10から画像データ記憶部101に画像データが送られたとき、最初の血管断面について処理が開始する。 The control unit 102 controls each unit of the medical image processing apparatus 100. As described above, when an X-ray CT image is input to the blood vessel acquisition unit 103, a signal is input from the X-ray CT apparatus 10, so that a series of processing is started. The control unit 102 executes a process for specifying the blood vessel cross section to be processed. When the image data is sent from the X-ray CT apparatus 10 to the image data storage unit 101, the control unit 102 starts processing for the first blood vessel cross section.
制御部102は、図2の血管取得部103、抽出部104、膨張部105、および重複領域算出部106による、本実施例の処理のルーチンワークを制御する。すなわち、血管取得部103に最初の血管断面の処理を指示し、それにより1つの血管断面について一連の処理が終了したら重複領域算出部106から終了信号が入力されるので、これを受けて次の血管断面の処理を指示する。対象となる血管全体について処理が終了したら、一連の処理の終了を指示する。全体の一連の流れを、図16を用いて後述する。 The control unit 102 controls the routine work of the processing of the present embodiment by the blood vessel acquisition unit 103, the extraction unit 104, the expansion unit 105, and the overlap region calculation unit 106 in FIG. That is, the blood vessel acquisition unit 103 is instructed to process the first blood vessel cross section, and when a series of processing is completed for one blood vessel cross section, an end signal is input from the overlapping region calculation unit 106. Instructs processing of blood vessel cross section. When processing is completed for the entire target blood vessel, the end of a series of processing is instructed. The entire series of flows will be described later with reference to FIG.
血管取得部103は、画像データ記憶部101に記憶された部位全体の画像データから、検査対象となる血管を抽出する。血管としては、冠動脈を例を挙げて説明するが、これに限定されるものではない。この他に大動脈や脳動脈などの比較的太い動脈も対象となりうる。そこで、血管取得部103は、画像データ記憶部101に記憶された冠動脈の画像データから血管断面の画像を抽出する。 The blood vessel acquisition unit 103 extracts a blood vessel to be inspected from the image data of the entire part stored in the image data storage unit 101. As a blood vessel, a coronary artery will be described as an example, but is not limited thereto. In addition, relatively thick arteries such as the aorta and the cerebral artery can be targeted. Therefore, the blood vessel acquisition unit 103 extracts a blood vessel cross-sectional image from the coronary artery image data stored in the image data storage unit 101.
以下具体的に説明すると、まず血管取得部103は、この冠動脈について血管芯線を求める。この血管芯線は、血管の中心を通る線のことであり、この血管芯線の方向が血管の進行方向となり、そして血管の長さ方向となる。血管取得部103は、血管芯線が得られたら、この血管芯線の方向に垂直な面、直交する面を冠動脈の断面として、冠動脈の断面画像を生成する。この血管断面は、血管芯線方向に所定間隔ごとに得られる。この所定間隔は、脂質コアが検出可能な程度の距離とされる。間隔を密にしすぎると血管断面画像の取得及び処理が必要以上に時間がかかり、間隔が広すぎると脂質コアの状態が把握しきれないので、脂質コアの大きさに応じた間隔で血管断面を取得する。 More specifically, the blood vessel acquisition unit 103 first obtains a blood vessel core line for this coronary artery. The blood vessel core line is a line passing through the center of the blood vessel, and the direction of the blood vessel core line is the blood vessel progression direction and the blood vessel length direction. When a blood vessel core line is obtained, the blood vessel acquisition unit 103 generates a cross-sectional image of the coronary artery using a plane perpendicular to the direction of the blood vessel core line and a plane perpendicular to the direction of the blood vessel core line as a cross section of the coronary artery. This blood vessel cross section is obtained at predetermined intervals in the blood vessel core line direction. This predetermined interval is a distance that allows detection of the lipid core. If the interval is too close, it takes more time than necessary to acquire and process the blood vessel cross-sectional image, and if the interval is too wide, the state of the lipid core cannot be grasped. get.
血管は進行方向にあわせてそれぞれ曲がりくねっているので、断面の向きもそれにあわせて曲がりくねることになる。一方で、血管芯線に垂直に断面を得ることで、この断面の向きが血管の太さを一定してあらわすことになり、比較に適した程度に各断面のばらつきを小さくすることができる。またこの血管断面から後述のように血管内腔と脂質コアの輪郭を得るので、血管芯線に垂直とすることにより、同様に比較に適した血管内腔と脂質コアの輪郭を得ることができる。 Since each blood vessel bends in accordance with the traveling direction, the direction of the cross section also bends accordingly. On the other hand, by obtaining a cross section perpendicular to the blood vessel core line, the direction of the cross section represents a constant thickness of the blood vessel, and variations in each cross section can be reduced to an extent suitable for comparison. In addition, since the contour of the blood vessel lumen and the lipid core are obtained from the cross section of the blood vessel as described later, the contour of the blood vessel lumen and the lipid core suitable for comparison can be obtained in the same manner by being perpendicular to the blood vessel core line.
以上のように血管芯線の所定間隔ごとに冠動脈の断面を得ていくが、心臓寄りの冠動脈の基部から、最終的には末端部まで断面画像を得ていく。その領域は、基部から末端部まですべてとしても良いし、設定により必要な範囲のみとしてもよい。なお、上記の血管の抽出の仕方、血管芯線の求め方、血管断面の求め方は、既存の技術を利用することができる。 As described above, a cross section of the coronary artery is obtained at every predetermined interval of the blood vessel core line, but a cross-sectional image is finally obtained from the base portion of the coronary artery closer to the heart to the end portion. The region may be all from the base portion to the end portion, or may be only a necessary range by setting. In addition, the existing technique can be used for the method of extracting the blood vessel, the method of obtaining the blood vessel core line, and the method of obtaining the blood vessel cross section.
抽出部104は、脂質コア抽出部120と、血管内腔抽出部130と、閉曲線抽出部140によって構成される。これらの構成により、血管取得部103から入力された画像から、冠動脈、脂質コア、血管内腔の輪郭をそれぞれ示す閉曲線を生成する。 The extraction unit 104 includes a lipid core extraction unit 120, a blood vessel lumen extraction unit 130, and a closed curve extraction unit 140. With these configurations, a closed curve indicating the contours of the coronary artery, lipid core, and blood vessel lumen is generated from the image input from the blood vessel acquisition unit 103.
脂質コア抽出部120は、血管取得部103によって得られた血管断面の画像から、画素値の違いを基に、脂質コアを占める領域を抽出する。一般に、血管内腔、脂質コア、その他の領域とでは、画像と推定される画素値は異なるので、閾値を設けて区別してそれぞれ取り出す。この脂質コアとは、血管内にたまる石灰化された部分のことである。動脈の内膜にコレステロールなどの脂肪からなるドロドロの粥状物質がたまってアテロームプラーク(粥状硬化斑)ができ、アテローム(粥状)プラークでも脂質成分に富む部分を脂質コアという。この脂質コアは、粥状に形成されているので、血管内部に付着して内腔を狭める要因となる。本実施例では脂質コアを対象にして血管内部を解析するが、血管内部には脂質コアの他、カルシウムなどの様々な物質が付着することが考えられるので、こうした血管内に付着する付着物質全般を対象に解析しても良い。 The lipid core extraction unit 120 extracts a region occupying a lipid core from the blood vessel cross-sectional image obtained by the blood vessel acquisition unit 103 based on the difference in pixel values. In general, pixel values estimated as images are different for blood vessel lumens, lipid cores, and other regions, so that a threshold value is provided for distinction and extraction. The lipid core is a calcified portion that accumulates in the blood vessel. An atheromatous plaque (atherosclerotic plaque) is formed by accumulating muddy substances such as cholesterol in the intima of arteries, and the portion rich in lipid components in atheromatous plaque is called a lipid core. Since this lipid core is formed in a bowl shape, it adheres to the inside of the blood vessel and becomes a factor for narrowing the lumen. In this example, the inside of a blood vessel is analyzed using a lipid core as a target, but it is considered that various substances such as calcium and the like adhere to the inside of the blood vessel. May be analyzed.
血管内腔抽出部130は、血管取得部103によって得られた血管断面の画像から、画素値を基に血管の内腔を占める領域を抽出する。内腔とは内側の空洞のことであり、血管などの管状あるいは袋状をしている構造の内側のことである。 The blood vessel lumen extraction unit 130 extracts a region occupying the lumen of the blood vessel from the blood vessel cross-sectional image obtained by the blood vessel acquisition unit 103 based on the pixel value. The inner cavity is an inner cavity, and is an inner side of a tubular or bag-like structure such as a blood vessel.
脂質コア抽出部120および血管内腔抽出部130は、それぞれ血管断面の画像から領域拡張法を用いたセグメンテーション処理により、それぞれ脂質コアの領域および血管内腔の領域を抽出する。この脂質コアと血管内腔は、血管の進行方向に沿った断面上では図2および図3のような配置になる。この領域拡張法を用いた領域の抽出については図4を用いて後述する。 The lipid core extraction unit 120 and the blood vessel lumen extraction unit 130 respectively extract a lipid core region and a blood vessel lumen region by segmentation processing using a region expansion method from the blood vessel cross-sectional image. The lipid core and the blood vessel lumen are arranged as shown in FIGS. 2 and 3 on a cross section along the blood vessel traveling direction. Extraction of a region using this region expansion method will be described later with reference to FIG.
閉曲線抽出部140は、与えられた画像について、その画像を占める領域の外側を描く閉曲線を描き、それにより領域の輪郭を抽出する。血管取得部103、脂質コア抽出部120、血管内腔抽出部130からそれぞれ画像を取得し、それぞれ血管断面の輪郭、脂質コアの輪郭、血管内腔の輪郭を形成する。このようにして形成され抽出された輪郭の一例を図5に示す。それぞれの輪郭のデータは膨張部105に出力する。 The closed curve extraction unit 140 draws a closed curve that draws the outside of the area that occupies the given image, and thereby extracts the outline of the area. Images are acquired from the blood vessel acquisition unit 103, the lipid core extraction unit 120, and the blood vessel lumen extraction unit 130, respectively, and the contour of the blood vessel cross section, the contour of the lipid core, and the contour of the blood vessel lumen are formed. An example of the contour thus formed and extracted is shown in FIG. Each contour data is output to the expansion unit 105.
膨張部105は、与えられたデータで示される輪郭を膨張させる。すなわち、脂質コアの輪郭および血管内腔の輪郭によりそれぞれ示される領域の一方または双方を所定量だけそれぞれ膨張させる。本実施例では両方を膨張させて後の処理に用いるが、一方だけを膨張させても良い。この膨張処理には、モルフォロジカルフィルタのdilation(ディレーション)処理を適用する。これにより各輪郭を外側に広げる。この膨張処理は、図6を用いて後述する。 The expansion unit 105 expands the contour indicated by the given data. That is, one or both of the regions respectively indicated by the contour of the lipid core and the contour of the blood vessel lumen are expanded by a predetermined amount. In this embodiment, both are inflated and used for subsequent processing, but only one may be inflated. The dilation process of the morphological filter is applied to this expansion process. Thereby, each contour is spread outward. This expansion process will be described later with reference to FIG.
X線CT装置10の性能上、抽出部104から出力される各輪郭は、繊維性被膜の実際の厚さに対して解像度が低い画像として得られる場合が考えられる。したがって、そのまま用いて脂質コアと血管内腔の近接度を求めた場合、求められる近接度の精度が低いという問題がある。本実施例では、膨張部105によって各輪郭を膨張させることにより、低い解像度で得られた各輪郭の画像から実際に近接しうる範囲を推定画像として求めることができる。この推定画像として求められた近接しうる範囲について、後述のように重複領域の大きさを求めるので、血管の各断面についての危険可能性をスコアリングすることができる。 In view of the performance of the X-ray CT apparatus 10, each contour output from the extraction unit 104 may be obtained as an image having a low resolution with respect to the actual thickness of the fibrous coating. Therefore, when the proximity of the lipid core and the blood vessel lumen is used as it is, there is a problem that the accuracy of the required proximity is low. In the present embodiment, by expanding each contour by the expansion unit 105, a range that can actually be approached from each contour image obtained at a low resolution can be obtained as an estimated image. As described later, the size of the overlapping region is obtained for the proximate range obtained as the estimated image, so that the possibility of danger for each cross section of the blood vessel can be scored.
また、後の実施例では脂質コアや血管内腔の輪郭全体を膨張させる場合について説明するが、輪郭全体ではなく輪郭の一部のみを膨張させてもよい。たとえば、与えられた輪郭全体を血管の外壁部分に近い側と遠い側に半分ずつに分け、それぞれ遠い側だけを膨張させることもできる。図5において後述するように、血管内腔も脂質コアも血管の中心に存在するものではなく、ともに中心からずれており、それぞれの血管から遠い部分が互いにとって近い部分となる。すなわち、脂質コアの血管外壁から遠い部分が血管内腔に近く、血管内腔の欠陥外壁から遠い部分が脂質コアに近い。そこで、この互いに近い半分ずつのみを膨張させることにより、膨張処理を半分で終わらせて高速化させることができ、その一方で必要な膨張処理を実行して後の重複領域に関する演算を実行することができる。 Moreover, although the case where the whole outline of a lipid core or a blood vessel lumen is expanded is demonstrated in the following Example, you may expand only a part of outline instead of the whole outline. For example, it is possible to divide the entire given contour in half on the side closer to the outer wall of the blood vessel and on the far side, and inflate only the far side. As will be described later with reference to FIG. 5, neither the blood vessel lumen nor the lipid core exists at the center of the blood vessel, both are shifted from the center, and the portions far from the respective blood vessels are close to each other. That is, the portion of the lipid core far from the blood vessel outer wall is close to the blood vessel lumen, and the portion of the blood vessel lumen far from the defective outer wall is close to the lipid core. Therefore, by expanding only the halves that are close to each other, it is possible to speed up the expansion process in half, while executing the necessary expansion process and performing calculations related to the subsequent overlapping area. Can do.
また、ここでは各輪郭のうち左側/右側の半分ずつのみとしたが、輪郭の1/3や、2/3など、様々な長さを範囲として定めてもよい。膨張させるのを輪郭の1/3とする場合、上述のように双方の輪郭の半分をそれぞれ求め、求められた半分の輪郭の外側から1/6ずつを除去することにより求めてもよい。また、輪郭の2/3とする場合、上述のように双方の輪郭の半分をそれぞれ求め、求められた半分の輪郭の外側から1/6ずつを加えることにより求めてもよい。この他、一方の輪郭はすべての部分を膨張し、もう一方の輪郭は一部分を膨張するなど、短縮したい処理時間に応じて、様々な組み合わせが可能である。 In addition, although only the left / right half of each contour is shown here, various lengths such as 1/3 or 2/3 of the contour may be defined as a range. When the expansion is set to 1/3 of the contour, half of both contours may be obtained as described above, and 1/6 may be removed from the outside of the obtained half contour. Moreover, when setting it to 2/3 of an outline, you may obtain | require by calculating | requiring half each of both outlines as above-mentioned, respectively, and adding 1/6 from the outer side of the calculated | required half outline. In addition, various combinations are possible depending on the processing time to be shortened, such as one contour expanding all parts and the other contour expanding a part.
なお、この膨張させる所定量は、図6の実施例では1ピクセル(1画素)とするが、十分な量を膨張させるためにより多くの画素数としても良く、たとえば2ピクセル、3ピクセルなどとすることができる。なお数ピクセルを一度に膨張させるのではなく、1ピクセル膨張させた後に、膨張させた領域に対してさらに残りのピクセルを膨張させることもできる。膨張させるピクセル数の設定およびピクセルの膨張過程については設定により定めることもできる。 The predetermined amount to be expanded is 1 pixel (1 pixel) in the embodiment of FIG. 6, but may be a larger number of pixels to expand a sufficient amount, for example, 2 pixels, 3 pixels, etc. be able to. Instead of expanding several pixels at a time, it is also possible to expand the remaining pixels for the expanded region after expanding one pixel. The setting of the number of pixels to be expanded and the expansion process of the pixels can be determined by setting.
ただし、後述のように、この膨張処理はもとの領域の輪郭が画素数の関係から粗くなってしまうことの不都合を回避するための処理なので、もとの領域の輪郭の大きさや形状を大きく変化させない程度の膨張とすることが望まれる。したがって、輪郭の膨張範囲は、少なくとももう一方の膨張前の輪郭の重心を越えない位置となる。または、膨張前の各領域の重心からの距離に対して3分の1、5分の1、10分の1の範囲内というように、膨張前の大きさを基準とした膨張幅とすることもできる。 However, as will be described later, since this expansion process is a process for avoiding the disadvantage that the outline of the original area becomes rough due to the number of pixels, the size and shape of the outline of the original area are increased. It is desired to have an expansion that does not change. Therefore, the expansion range of the contour is a position that does not exceed the center of gravity of at least the other contour before expansion. Alternatively, the expansion width is based on the size before expansion, such as within a range of 1/3, 1/5, and 1/10 of the distance from the center of gravity of each region before expansion. You can also.
膨張の程度を示す所定量を大きくすることにより、後述の重複領域が大きくなるので、脂質コアと血管内腔が近接した部分を多く抽出することができる。これにより、取得された画像の粗さから境界領域が不明瞭な場合にも、近接しうる範囲を広く取ることができるので、危険となりうる可能な範囲を幅広く求めることができる。また、所定量を最小限の大きさとすることにより、たとえば取得された画像が比較的高精細に得られた場合に、危険と予測される範囲を実際に危険と考えられる範囲に限定し、実際は危険ではない範囲を除外することができる。それにより、実際の近接状況により即したデータを得ることができる。この選択は、得られる画像の画質により必要に応じて設定する事ができる。 By increasing the predetermined amount indicating the degree of expansion, an overlapping region described later becomes larger, so that it is possible to extract many portions where the lipid core and the blood vessel lumen are close to each other. As a result, even when the boundary region is unclear due to the roughness of the acquired image, the range that can be approached can be widened, and thus a wide range that can be dangerous can be obtained. In addition, by setting the predetermined amount to the minimum size, for example, when the acquired image is obtained with relatively high definition, the range that is predicted to be dangerous is limited to the range that is actually considered dangerous. Ranges that are not dangerous can be excluded. Thereby, it is possible to obtain data that is more suitable for the actual proximity situation. This selection can be set as necessary depending on the image quality of the obtained image.
重複領域算出部106は、膨張部105によって膨張された、脂質コアの輪郭と血管内腔の輪郭によって形成された領域の大きさを求める。すなわち、膨張された内腔の輪郭および付着物質の輪郭が重なるときの重複領域の大きさを求める。この重複領域の大きさは、血管芯線の方向にわたるそれぞれの断面について求められる。膨張部105によって膨張されたのが一方のみの場合は、膨張された輪郭と膨張されていないほうの輪郭の両方を用いて重複領域を求める。 The overlap region calculation unit 106 obtains the size of the region formed by the contour of the lipid core and the contour of the blood vessel lumen that has been expanded by the expansion unit 105. That is, the size of the overlapping region when the contour of the inflated lumen and the contour of the adhered substance overlap is obtained. The size of this overlapping region is obtained for each cross section across the direction of the blood vessel core line. When only one of the inflated portions 105 is inflated, the overlap region is obtained using both the inflated contour and the non-expanded contour.
脂質コアの輪郭と血管内腔の輪郭はともに膨張されるので、両輪郭は重なることになる。そこで、重複領域算出部106は、両輪郭が重なったか否かを判定し、重なったと判定された場合にその両輪郭が重ねられることによる重複領域を抽出する。抽出された重複領域のデータは、血管の長さ方向に沿った各断面の位置に対応させて、それぞれ重複領域算出部106のメモリに記憶される。 Since the contour of the lipid core and the contour of the blood vessel lumen are both inflated, the two contours overlap. Therefore, the overlapping area calculation unit 106 determines whether or not both contours overlap each other, and when it is determined that they overlap each other, the overlapping area calculation unit 106 extracts an overlapping area due to the overlapping of both the contours. The extracted overlapping area data is stored in the memory of the overlapping area calculation unit 106 in correspondence with the position of each cross section along the length direction of the blood vessel.
そして重複領域算出部106は、抽出した重複領域の面積を算出して画像生成部107に出力する。重複領域の面積は、重複領域内部のドット数をカウントすることにより求めることができる。なお、両輪郭が重ならない場合、重複領域の面積は0となる。また、脂質コア抽出部120により脂質コアが抽出されなかった場合も、重複領域の面積は0となる。この重複領域は後述のように図8に示される。求められた重複領域の面積は、血管の長さ方向に沿った各断面の位置ごとに求められ、その位置に対応させて、それぞれ重複領域算出部106のメモリに記憶される。 Then, the overlapping region calculation unit 106 calculates the area of the extracted overlapping region and outputs it to the image generation unit 107. The area of the overlapping region can be obtained by counting the number of dots inside the overlapping region. In addition, when both outlines do not overlap, the area of the overlapping region is zero. Also, even when the lipid core is not extracted by the lipid core extraction unit 120, the area of the overlapping region is zero. This overlapping area is shown in FIG. 8 as described later. The obtained area of the overlap region is obtained for each cross-sectional position along the length direction of the blood vessel, and is stored in the memory of the overlap region calculation unit 106 in correspondence with the position.
重複領域算出部106は、重複領域の面積とともに、あるいはその代わりに、重複領域内部の長軸の長さおよび短軸の長さを算出する。この実施例では長軸と短軸の両方を求める場合についてついて説明するが、求めるのは長軸のみでもよい。長軸および短軸の長さの算出については、図11を用いて後述する。長軸は、重複領域の輪郭上でもっとも遠い2点を結ぶ直線であり、短軸は、重複領域の輪郭上を長軸に垂直に結ぶ直線のうち、もっとも長いものである。重複領域算出部106は、長軸および短軸の長さを求め、血管の長さ方向に沿った各断面の位置に対応させて重複領域算出部106のメモリに記憶する。さらに重複領域算出部106は、長軸の長さと短軸の長さの合算値、長軸と短軸の差分値を求めて重複領域算出部106のメモリに記憶する。 The overlapping area calculation unit 106 calculates the length of the major axis and the length of the minor axis in the overlapping area together with or instead of the area of the overlapping area. In this embodiment, the case of obtaining both the long axis and the short axis will be described. However, only the long axis may be obtained. The calculation of the lengths of the major axis and the minor axis will be described later with reference to FIG. The long axis is a straight line connecting the two most distant points on the outline of the overlapping area, and the short axis is the longest line among the straight lines connecting the outline of the overlapping area perpendicular to the long axis. The overlapping area calculation unit 106 obtains the lengths of the long axis and the short axis, and stores them in the memory of the overlapping area calculation unit 106 in correspondence with the position of each cross section along the length direction of the blood vessel. Further, the overlapping area calculation unit 106 obtains the sum of the long axis length and the short axis length and the difference value between the long axis and the short axis and stores them in the memory of the overlapping area calculation unit 106.
また、血管の各断面について重複領域断面の面積が求められ、これが重複領域算出部106のメモリに記憶されるので、重複領域算出部106はその合算値を体積として求める。ここで、重複領域算出部106は、重複領域の面積が、血管の芯線の方向に連続して0より大きい区間を抽出し、抽出された区間内の各面積を合算して、区間ごとに合計値を求める。具体的には、重複領域算出部106は、血管の長さ方向にわたる各位置で重複領域が0より大きいか否かを判定し、その0より大きいとされた位置から、再び0になる位置までの間をこの区間として抽出する。そしてこの抽出された区間内の各重複領域を合計する。合計された値が、各区間の重複領域の体積となり、画像生成部107に送られる。上述の体積を求める処理は、図13を用いて後述する。 Further, the area of the overlap region cross section is obtained for each cross section of the blood vessel, and this is stored in the memory of the overlap region calculation unit 106, so the overlap region calculation unit 106 obtains the sum as a volume. Here, the overlapping area calculation unit 106 extracts sections in which the area of the overlapping area is continuously larger than 0 in the direction of the blood vessel core line, and adds up the areas in the extracted sections to total the sections. Find the value. Specifically, the overlapping area calculation unit 106 determines whether or not the overlapping area is larger than 0 at each position in the length direction of the blood vessel, and from the position determined to be larger than 0 to the position where it becomes 0 again. Is extracted as this section. Then, the overlapping areas in the extracted section are summed. The summed value becomes the volume of the overlapping area of each section, and is sent to the image generation unit 107. The process for obtaining the volume will be described later with reference to FIG.
以上、抽出部104、膨張部105、重複領域算出部106の処理を1つの血管断面の画像について適用する。血管は心臓側の基部から末端側までつながっているので、制御部102の制御により、最初は基部側の断面から処理を開始して、次は末端側の断面に処理を移行していく。1つの断面について処理を実行したら、血管取得部103で特定したように次の血管断面を抽出して、一連の処理を処理を繰り返していく。 As described above, the processing of the extraction unit 104, the expansion unit 105, and the overlap region calculation unit 106 is applied to one blood vessel cross-sectional image. Since the blood vessels are connected from the base on the heart side to the terminal side, the processing is started from the cross section on the base side first, and then the processing is shifted to the cross section on the terminal side under the control of the control unit 102. When the process is executed for one cross section, the next blood vessel cross section is extracted as specified by the blood vessel acquisition unit 103, and a series of processes are repeated.
画像生成部107は、画像データ記憶部101、血管取得部103、抽出部104、重複領域算出部106の各部から送られるデータに基づいて、表示部30で表示するべき画像を生成し、表示制御部20に送る。画像生成部107は、画像データ記憶部101から血管の部位を含む画像データを取得して表示画像を生成する。この場合、検査対象の血管に限らず、X線CT装置10で撮影された血管を含む部位の画像データを取得して表示制御部20に送る。この画像データは、部位の3次元画像データの場合があり、またStrechedMPR(Multi Planar Reformation)画像である場合もある。 The image generation unit 107 generates an image to be displayed on the display unit 30 based on data sent from the image data storage unit 101, the blood vessel acquisition unit 103, the extraction unit 104, and the overlapping area calculation unit 106, and performs display control. Send to part 20. The image generation unit 107 acquires image data including a blood vessel part from the image data storage unit 101 and generates a display image. In this case, not only the blood vessel to be examined but also the image data of the part including the blood vessel imaged by the X-ray CT apparatus 10 is acquired and sent to the display control unit 20. This image data may be three-dimensional image data of a part, or may be a Stretched MPR (Multi Planar Reformation) image.
また、画像生成部107は、血管取得部103から血管のデータを取得して、血管の画像を生成する。血管の画像は、外形の画像であったり、芯線に垂直な方向の断面の画像であったり、また血管の芯線方向に沿った、芯線を含む断面の画像が挙げられる。また、画像生成部107は、閉曲線抽出部140から血管の輪郭、脂質コアの輪郭、血管内腔の輪郭を示すデータを取得し、このデータから各輪郭を示す画像を生成する。 The image generation unit 107 acquires blood vessel data from the blood vessel acquisition unit 103 and generates a blood vessel image. Examples of the blood vessel image include an outline image, a cross-sectional image perpendicular to the core line, and a cross-sectional image including the core line along the blood vessel core line direction. The image generation unit 107 acquires data indicating the contour of the blood vessel, the contour of the lipid core, and the contour of the blood vessel lumen from the closed curve extraction unit 140, and generates an image indicating each contour from this data.
また、画像生成部107は、重複領域算出部106から重複領域に関するデータを取得し、この重複領域を示す画像を生成する。この重複領域に関するデータとは、重複領域の画像、重複領域の面積、重複領域の長軸、短軸の長さ、合計、差分、区間ごとの重複領域の体積が挙げられる。また、画像生成部107は、この重複領域の大きさを示すデータを取得し、このデータからグラフ情報を生成する。 Further, the image generation unit 107 acquires data related to the overlapping area from the overlapping area calculation unit 106 and generates an image indicating the overlapping area. The data relating to the overlapping region includes an image of the overlapping region, the area of the overlapping region, the length of the overlapping region, the length of the short axis, the total, the difference, and the volume of the overlapping region for each section. In addition, the image generation unit 107 acquires data indicating the size of the overlapping area, and generates graph information from this data.
表示制御部20は、画像生成部107から画像を取得して、表示部30に出力する信号に変換し、この信号を表示部30に出力する。表示部30は、表示制御部20から出力された信号に基づいて画像を表示するディスプレイである。 The display control unit 20 acquires an image from the image generation unit 107, converts it into a signal to be output to the display unit 30, and outputs this signal to the display unit 30. The display unit 30 is a display that displays an image based on a signal output from the display control unit 20.
[脂質コアおよび血管内腔の抽出について]
図2は、冠動脈を血管芯線に沿った方向に切断した断面図である。血管芯線に沿った断面とするので、実際はつながっているが便宜上、上側を冠動脈201、下側を冠動脈202とする。この冠動脈201および202に付着される物質や、これらに取り囲まれる領域について説明する。冠動脈202に付着しているのが脂質コア203である。図2では冠動脈202に付着しているが、冠動脈201に付着している場合も想定される。また、冠動脈202にはマクロファージ204も付着している。
[Extraction of lipid core and vascular lumen]
FIG. 2 is a cross-sectional view of the coronary artery cut in a direction along the blood vessel core line. Since it is a cross section along the blood vessel core line, it is actually connected, but for convenience, the upper side is the coronary artery 201 and the lower side is the coronary artery 202. A substance attached to the coronary arteries 201 and 202 and a region surrounded by them will be described. The lipid core 203 is attached to the coronary artery 202. Although it adheres to the coronary artery 202 in FIG. 2, the case where it adheres to the coronary artery 201 is also assumed. Macrophages 204 are also attached to the coronary artery 202.
次に、脂質コア抽出部120および血管内腔抽出部130の処理について説明する。血管内腔抽出部130は、図2(A)で示した血管断面の図から、血管内腔に相当する点を求めて、そこから領域拡張法により血管内腔領域205を求める。求められた血管内腔領域205は、図2(B)に示された領域として特定される。また脂質コア抽出部120は、図2(A)で示した血管断面の図から、脂質コアに相当する点を求めて、そこから領域拡張法により脂質コア203を求める。求められた血管内腔領域205は、図2(C)に示された領域として特定される。 Next, processing of the lipid core extraction unit 120 and the blood vessel lumen extraction unit 130 will be described. The blood vessel lumen extraction unit 130 obtains a point corresponding to the blood vessel lumen from the cross-sectional view of the blood vessel shown in FIG. 2A, and obtains the blood vessel lumen region 205 by the region expansion method. The obtained blood vessel lumen region 205 is specified as the region shown in FIG. Further, the lipid core extraction unit 120 obtains a point corresponding to the lipid core from the cross-sectional view of the blood vessel shown in FIG. 2A, and obtains the lipid core 203 therefrom by the region expansion method. The obtained blood vessel lumen region 205 is specified as the region shown in FIG.
なお、図2は芯線に沿った方向の断面について説明したが、芯線に垂直な断面についても次に説明する。ここで、脂質コア203を含む断面と含まない断面をそれぞれ説明するので、図2(A)において脂質コア203を含まないものを断面210とし、脂質コア203を含むものを断面220とする。 In addition, although FIG. 2 demonstrated the cross section of the direction along a core wire, the cross section perpendicular | vertical to a core wire is also demonstrated below. Here, since a cross section including the lipid core 203 and a cross section not including the lipid core 203 will be described, a cross section including the lipid core 203 in FIG.
図3は、冠動脈を血管芯線に垂直な方向に切断した断面図である。図3(A)は、脂質コア203を含まない断面210を示す。図2では冠動脈201および202として分けて説明したが、芯線に垂直となる断面210からみた場合、このように円周状につながった形状となる。この断面210には、脂質コア203およびマクロファージ204は含まれない。図3(B)は、脂質コア203を含む断面220を示す。この断面220では、脂質コア203とマクロファージ204が血管内部に付着される。さらに、脂質コア203は、血管内腔から繊維性被膜230によって分けられる。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the coronary artery cut in a direction perpendicular to the blood vessel core line. FIG. 3A shows a cross section 210 that does not include the lipid core 203. In FIG. 2, the coronary arteries 201 and 202 have been described separately. However, when viewed from the cross-section 210 perpendicular to the core line, the shape is connected in a circumferential shape in this way. The cross section 210 does not include the lipid core 203 and the macrophages 204. FIG. 3B shows a cross section 220 including a lipid core 203. In the cross section 220, the lipid core 203 and the macrophages 204 are attached to the inside of the blood vessel. Furthermore, the lipid core 203 is separated from the blood vessel lumen by a fibrous coating 230.
図4は、脂質コアおよび血管内腔の領域を抽出する処理を説明する概念図である。図1の脂質コア抽出部120および血管内腔抽出部130に関して説明したように、領域拡張法を用いたセグメンテーション処理により脂質コアおよび血管内腔の領域をそれぞれ抽出する。なお、脂質コアと血管内腔の場合をあわせて説明するが、本処理はそれぞれ別々に実行され、脂質コアと血管内腔はそれぞれ別個に抽出される。 FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a process of extracting lipid core and vascular lumen regions. As described with reference to the lipid core extraction unit 120 and the blood vessel lumen extraction unit 130 in FIG. 1, the lipid core and the blood vessel lumen regions are respectively extracted by the segmentation process using the region expansion method. In addition, although the case of a lipid core and a blood vessel lumen is described together, this processing is executed separately, and the lipid core and the blood vessel lumen are extracted separately.
まず、脂質コア抽出部120および血管内腔抽出部130は、脂質コアまたは血管内腔に該当すると推定、仮定される画素値をそれぞれ予め記憶しており、対象となる血管断面画像401から該当する画素値となるピクセル402を判別して抽出する。この画素は特定の1つの画素値に限定しても,ある程度幅を持たせたものでも良い。血管断面画像401は、説明のため正方形で示しているが、実際は血管断面の円形形状である内部全体にわたって判別して抽出する。抽出されたピクセル402は、脂質コアまたは血管内腔に該当すると仮定される仮定領域として分類される。 First, the lipid core extraction unit 120 and the blood vessel lumen extraction unit 130 store in advance pixel values estimated and assumed to correspond to the lipid core or the blood vessel lumen, respectively, and correspond to the target blood vessel cross-sectional image 401. A pixel 402 serving as a pixel value is discriminated and extracted. This pixel may be limited to one specific pixel value or may have a certain width. Although the blood vessel cross-sectional image 401 is shown as a square for the sake of explanation, the blood vessel cross-sectional image 401 is actually discriminated and extracted over the entire inside of the circular shape of the blood vessel cross-section. The extracted pixel 402 is classified as a hypothetical region that is assumed to correspond to a lipid core or vessel lumen.
なお、該当する画素値となるピクセルすなわちピクセル402が検出されない場合もある。すなわち、脂質コア抽出部120は、脂質コアが存在するか否かを判定し、この場合存在しないと判定することになる。この場合、脂質コアの抽出処理であれば脂質コアがその血管断面から検出されなかったということなので、その血管断面に対する脂質コアの抽出処理を終了する。脂質コアが抽出されないので、その後閉曲線を抽出することも膨張させることも必要がないので、その血管断面についての処理を終了させる。脂質コアがないので、この時点で不安定プラークが存在しないということが分かるので、その後の必要な処理を省略して処理時間を短縮することができる。 In some cases, the pixel having the corresponding pixel value, that is, the pixel 402 is not detected. That is, the lipid core extraction unit 120 determines whether or not a lipid core exists, and in this case, determines that it does not exist. In this case, if the lipid core extraction process, it means that the lipid core was not detected from the blood vessel cross section, and the lipid core extraction process for the blood vessel cross section is terminated. Since the lipid core is not extracted, it is not necessary to extract or inflate the closed curve thereafter, and the processing for the blood vessel cross section is terminated. Since there is no lipid core, it can be seen that there are no unstable plaques at this point, so that subsequent processing can be omitted to reduce processing time.
ピクセル402が検出された場合、その中で仮定領域に分類されたピクセル402を中心として隣接する周辺のピクセル、近隣のピクセルについて、条件を満足するか否かを判定する。この条件とは、中心となるピクセル402の画素値に対して、判定対象となる隣接するピクセルが同じまたは近い画素値をとるか否かである。一致する画素値を中心として上下に閾値を設け、その画素値を加算または減算された範囲内に、判定対象となる隣接するピクセルの画素値が含まれるか否かを判定する。含まれると判定されたピクセルについてはさらに仮定領域に分類され、含まれないピクセルは仮定領域に分類されない。その結果仮定領域は、領域403に示されるように拡大する。 When the pixel 402 is detected, it is determined whether or not a condition is satisfied with respect to neighboring pixels and neighboring pixels adjacent to the pixel 402 classified as the hypothetical region. This condition is whether or not adjacent pixels to be determined have the same or close pixel values with respect to the pixel value of the center pixel 402. A threshold value is provided above and below centering on the matching pixel value, and it is determined whether or not the pixel value of the adjacent pixel to be determined is included in the range in which the pixel value is added or subtracted. Pixels that are determined to be included are further classified into hypothetical regions, and pixels that are not included are not classified into hypothetical regions. As a result, the hypothetical area is expanded as indicated by area 403.
仮定領域は領域403に示されるように拡大するが、拡大後も同じように周辺領域について同じ条件を満たすか否かを判定する。すなわち領域403の各ピクセルの周辺にある各ピクセルについて、一定の閾値範囲内にある画素値となるか否かを判定する。またはピクセル402の画素値を基準に判定しても良い。それにより仮定領域403はさらに領域404へと拡大し、血管断面画像405のようになる。 The hypothetical area is enlarged as indicated by the area 403, but it is determined whether or not the same condition is satisfied for the peripheral area after the enlargement. That is, for each pixel around each pixel in the region 403, it is determined whether or not the pixel value is within a certain threshold range. Alternatively, the determination may be made based on the pixel value of the pixel 402. As a result, the hypothetical region 403 further expands into the region 404 and becomes a blood vessel cross-sectional image 405.
[血管内腔と脂質コアの各輪郭の膨張について]
次に、以上のようにして抽出された血管内腔および脂質コアの輪郭をそれぞれ膨張し、それにより形成された重複領域を求めるときの、各領域の形状変化について説明する。
[Expansion of each contour of blood vessel lumen and lipid core]
Next, the shape change of each area | region when the vascular lumen | bore extracted as mentioned above and the outline of a lipid core are each expanded and the overlapping area | region formed by it is calculated | required is demonstrated.
図5は、抽出された血管内腔と脂質コアの輪郭を示す概略図である。血管501の内部に血管内腔502と脂質コア503が含まれる。血管内腔502および脂質コア503は、抽出された画像の解像度の関係から、隣接している場合やすでに重なっている場合もあるが、両者は実際は図3に示した繊維性被膜230により分離されている。 FIG. 5 is a schematic view showing the contours of the extracted blood vessel lumen and lipid core. A blood vessel lumen 502 and a lipid core 503 are included inside the blood vessel 501. The blood vessel lumen 502 and the lipid core 503 may be adjacent to each other or may already overlap due to the resolution of the extracted image, but both are actually separated by the fibrous coating 230 shown in FIG. ing.
図6は、血管内腔と脂質コアの輪郭を膨張させる場合を示す概略図である。ここでは血管内腔502を膨張させる場合について説明するが、脂質コア503を膨張させる場合についても同様の処理が適用される。この膨張させる対象である血管内腔502の輪郭600には、膨張部105により、モルフォロジカルフィルタリングのディレーション(dilation)処理が適用される。 FIG. 6 is a schematic view showing a case where the contours of the blood vessel lumen and the lipid core are expanded. Although the case where the blood vessel lumen 502 is expanded will be described here, the same processing is applied to the case where the lipid core 503 is expanded. A dilation process of morphological filtering is applied to the contour 600 of the blood vessel lumen 502 to be inflated by the inflating unit 105.
このディレーション処理は、定められた構成要素601を処理対象の輪郭600の外側に沿って移動させていくことにより、移動された構成要素601によって得られる外側の軌跡へ、処理対象の輪郭を膨張していく処理である。図6ではこの構成要素601が輪郭600に沿って配置される。構成要素601は、輪郭600の外側に、輪郭600に接するようにそれぞれ配置されていく。この構成要素601は円形であることを想定するが、たとえば正方形であってもよく、様々な形状が考えられる。また、図1の膨張部105に関して説明したように、この構成要素601は1ピクセルの大きさであることを想定するが、膨張したい大きさによって、2ピクセル以上の様々な大きさにすることができる。 In this dilation process, the contour of the processing target is expanded to the outer trajectory obtained by the moved component 601 by moving the determined component 601 along the outside of the processing target contour 600. It is processing to do. In FIG. 6, this component 601 is arranged along the contour 600. The components 601 are arranged outside the contour 600 so as to be in contact with the contour 600. The component 601 is assumed to be circular, but may be square, for example, and various shapes are conceivable. In addition, as described with reference to the expansion unit 105 in FIG. 1, it is assumed that the component 601 has a size of one pixel. However, depending on the size to be expanded, the component 601 may have various sizes of 2 pixels or more. it can.
配置された構成要素601は、輪郭600に沿って移動され、1周したら元に戻る。移動方向は右回りでも左回りでも良い。このように構成要素601を輪郭600にそって移動させることにより、構成要素601は点ではなく幅をもつので、この構成要素601の外側に沿って軌跡が形成され、膨張後の輪郭602となる。この膨張後の輪郭602が、膨張部105によって膨張されて得られる図形である。 The arranged component 601 is moved along the contour 600 and returns to its original state after one round. The moving direction may be clockwise or counterclockwise. By moving the component 601 along the contour 600 in this way, the component 601 has a width instead of a point, so that a trajectory is formed along the outside of the component 601 and becomes a contour 602 after expansion. . This expanded contour 602 is a figure obtained by being expanded by the expanding portion 105.
なお、図1の膨張部105に関連して説明したように、血管内腔502のすべてを膨張させる必要はなく、たとえば図5に示されるように血管内腔502は血管501の左側の方に位置しているので、膨張部105は、血管内腔502の右側だけを膨張処理してもよい。逆に、脂質コア503は右側に位置しているので、脂質コア503の左側のみを膨張してもよい。このようにそれぞれ半分ずつのみを膨張させた場合であっても、膨張にかかる時間を短縮可能な一方で、重複領域の演算には支障がない。また、ここでは各輪郭のうち左側/右側の半分ずつのみとしたが、輪郭の1/3や、2/3など、様々な長さを範囲として定めてもよい。 As described with reference to the inflating portion 105 of FIG. 1, it is not necessary to inflate all of the blood vessel lumen 502. For example, as shown in FIG. Since it is located, the inflating part 105 may inflate only the right side of the blood vessel lumen 502. Conversely, since the lipid core 503 is located on the right side, only the left side of the lipid core 503 may be expanded. Thus, even when only half of each is expanded, the time required for expansion can be shortened, but there is no problem in the calculation of the overlapping region. In addition, although only the left / right half of each contour is shown here, various lengths such as 1/3 or 2/3 of the contour may be defined as a range.
図7は、膨張後の血管内腔と脂質コアの輪郭を示す概略図である。図5に示した血管内腔502と脂質コア503は、図6に示した膨張処理により、それぞれ膨張輪郭701および膨張輪郭702に示したように膨張される。図7では図5に示した血管501の内部を、血管内腔502の場合と脂質コア502の場合を分けて、それぞれ図7(A)と図7(B)に分けて示しているが、いずれも同一の血管501の中に配置されている。 FIG. 7 is a schematic view showing the contours of the blood vessel lumen and the lipid core after expansion. The blood vessel lumen 502 and the lipid core 503 shown in FIG. 5 are inflated as shown by the expansion contour 701 and the expansion contour 702 by the expansion process shown in FIG. In FIG. 7, the inside of the blood vessel 501 shown in FIG. 5 is divided into the case of the blood vessel lumen 502 and the case of the lipid core 502, and is shown separately in FIGS. 7A and 7B, respectively. Both are arranged in the same blood vessel 501.
[血管内腔領域と脂質コア領域の重複部分の算出及び表示]
図8は、膨張後の輪郭の重複部分を説明する概略図である。図7で膨張後の輪郭をそれぞれ示したが、いずれも血管501内にあるものなので、それを重ねたものが図8のように示される。膨張輪郭701および702は、もとの血管内腔502および脂質コア503よりも大きくされたものなので、両者は重複することが想定される。それにより重複領域801が形成される。実際は脂質コア503は大きくない場合もあるので、膨張輪郭702もさほど大きくはならず、膨張輪郭701と重複しない場合もある。その場合は重複領域801は形成されない。
[Calculation and display of overlapping part of vascular lumen region and lipid core region]
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the overlapping portion of the contour after expansion. Although the contours after expansion are shown in FIG. 7, all of them are in the blood vessel 501, so that the superimposed ones are shown in FIG. 8. Since the expansion profiles 701 and 702 are made larger than the original blood vessel lumen 502 and the lipid core 503, it is assumed that both overlap. Thereby, an overlapping region 801 is formed. In fact, since the lipid core 503 may not be large, the expansion contour 702 may not be so large and may not overlap with the expansion contour 701. In that case, the overlapping region 801 is not formed.
重複領域算出部106は、以上のように膨張部105により形成された膨張輪郭701と702から、重複領域801の形状を求める。そして求められた重複領域801についてその内部の面積を算出する。重複領域の面積は、重複領域内部のドット数をカウントすることにより求めることができる。 The overlapping region calculation unit 106 obtains the shape of the overlapping region 801 from the expansion contours 701 and 702 formed by the expansion unit 105 as described above. Then, the internal area of the obtained overlapping region 801 is calculated. The area of the overlapping region can be obtained by counting the number of dots inside the overlapping region.
図9は、重複領域の面積の変化をグラフとして示した表示画面である。表示画面は、グラフ900と画像910を含む。グラフ900は血管の長さ方向に沿った位置の面積の大きさの変化を示す。画像910は、この血管の長さ方向に沿った位置の断面画像を示す。血管の長さ方向は、上述のように上が基部すなわち心臓側、下が末端として並べられる。 FIG. 9 is a display screen showing the change in the area of the overlapping region as a graph. The display screen includes a graph 900 and an image 910. The graph 900 shows a change in the size of the area of the position along the length direction of the blood vessel. An image 910 shows a cross-sectional image at a position along the length direction of the blood vessel. As described above, the length direction of the blood vessel is arranged such that the upper side is the base, that is, the heart side, and the lower side is the end.
グラフ900は、上が基部方向、下が末端方向となっているが、表示されているものがすべてではなく、血管の基部から末端に至るうちの一部がグラフ900として表示されている。ここで表示されるグラフ900は、上方向または下方向を指示して操作することにより、指示された方向へと画面をスクロールさせることができる。このように上下方向は血管の進行方向となるが、一方で左右方向は、図8に示した重複領域801の面積を示す。波形が左端に位置するときは、この面積が0ということになり、面積が0よりも大きくなるときは、その大きさに応じた波形の大きさということになる。 In the graph 900, the upper side is the base direction and the lower side is the distal direction. However, not all are displayed, but a part of the blood vessel from the base to the distal end is displayed as the graph 900. The graph 900 displayed here can be scrolled in the designated direction by operating in the upward direction or the downward direction. As described above, the vertical direction is the blood vessel progression direction, while the horizontal direction indicates the area of the overlapping region 801 shown in FIG. When the waveform is located at the left end, this area is 0, and when the area is larger than 0, the waveform size corresponds to the size.
グラフ900は、点902から点903にわたって連続しており、点902は上述のように末端側であり、点903は上述のように基部側である。そして点902も点903も末端および基部そのものではなく、表示位置を変化させることにより、それぞれ末端側または基部側の先の方を表示していくことができる。その中で、図8に示した重複領域801が生じる血管上の位置に対しては、面積が0よりも大きいということになるので、波形変化が生じ波形904のようになる。一方で重複領域が生じない、すなわち面積が0である場合には、波形905に示されるように波形変化が生じない。 The graph 900 is continuous from point 902 to point 903, where point 902 is distal as described above and point 903 is proximal as described above. Further, neither the terminal 902 nor the point 903 is displayed on the distal side or the base side by changing the display position instead of the terminal and base itself. Among them, for the position on the blood vessel where the overlapping region 801 shown in FIG. 8 is generated, the area is larger than 0, so that the waveform changes and a waveform 904 is obtained. On the other hand, when the overlapping region does not occur, that is, when the area is 0, the waveform change does not occur as indicated by the waveform 905.
画像910は、StrechedMPRによって見たときの冠動脈の断面画像である。この画像910も、グラフ900と同様に血管の長さ方向に沿って並べられたものであり、画像910の長さ方向の要素の1つ1つがそれぞれ血管の断面画像である。血管は直線に進行しているのではなく、体内を曲がりくねりながら進行している。これをStrechedMPRによって見たとき、画像910のように示される。 An image 910 is a cross-sectional image of the coronary artery when viewed by Stretched MPR. Similarly to the graph 900, the image 910 is also arranged along the length direction of the blood vessel, and each element in the length direction of the image 910 is a cross-sectional image of the blood vessel. The blood vessels do not travel in a straight line, but progress while winding in the body. When this is viewed by Stretched MPR, it is shown as an image 910.
この画像910の長さ方向の各要素は、断面ごとに、1つの方向から一定して見た形になるように、それぞれ横から見た形になるように矯正されたものとなっている。この矯正については、血管の方向には規定があって、その規定によると血管の外向きが基準となっている。血管の進行方向は曲がりくねっているので、したがって向きはばらばらとなっているが、この方向の規定に従って各断面を統一させている。その結果、それぞれ統一された断面の画像を、各長さの位置ごとに各要素としてつなぎあわせたものが、画像910として表示される。 Each element in the longitudinal direction of the image 910 is corrected so as to have a shape seen from one side, so as to have a constant shape seen from one direction for each cross section. For this correction, the direction of the blood vessel is prescribed, and the outward direction of the blood vessel is based on the rule. Since the blood vessel travels in a winding direction, the directions are therefore different, but the cross-sections are unified according to the definition of this direction. As a result, an image obtained by connecting the unified cross-sectional images as elements for each length position is displayed as an image 910.
この血管の外向きというのは、血管内部を貫かれる芯線に対して垂直方向に外側である。そして、血管の進行方向が曲がりくねるときに、そのカーブの外側がこの血管の外向き方向ということになるので、その方向が統一されるように各断面を変更して並べる。このようにして形成された画像910は、左側が血管断面の膜を示し、右側に行くごとに矯正の影響が強く現れる。この実施例ではStrechedMPRを例として示しているが、CurvedMPRなど、断面画像を血管の長さ方向に表示する他の表示形態としてもよい。 The outward direction of the blood vessel is outward in the direction perpendicular to the core line penetrating the inside of the blood vessel. Then, when the advancing direction of the blood vessel is winding, the outside of the curve is the outward direction of the blood vessel, so the cross sections are changed and arranged so that the direction is unified. In the image 910 formed in this way, the left side shows a blood vessel cross-sectional film, and the effect of correction appears strongly every time it goes to the right side. In this embodiment, Stretched MPR is shown as an example, but other display forms such as Curved MPR for displaying a cross-sectional image in the length direction of the blood vessel may be used.
また表示形態として、表示部30は、表示制御部20の制御により、血管の長さ方向の各位置の血管断面画像を、それぞれの断面の重複領域の大きさに基づいた情報と対応付けて表示する。すなわち、グラフ900が示す血管の長さ方向の位置と、画像910の領域の1つが示す血管の断面画像の位置とを対応付けて表示する。 Further, as a display form, the display unit 30 displays the blood vessel cross-sectional image at each position in the length direction of the blood vessel in association with information based on the size of the overlapping region of each cross section under the control of the display control unit 20. To do. That is, the position in the length direction of the blood vessel indicated by the graph 900 and the position of the cross-sectional image of the blood vessel indicated by one of the regions of the image 910 are displayed in association with each other.
上述のように、本実施例では血管の進行方向に沿って重複領域801の面積をそれぞれ求めることにより、血管の各位置における血管内腔と脂質コアの近接度合いをスコアリングすることができる。このように重複領域801の面積から近接度合いを求めることにより、この得られた近接度合いによって、面積が大きいことから両者が近接していると判断される。それにより、血管内腔と脂質コアの画像が繊維性被膜の厚さに対して低い解像度でしか得られない場合でも近接度合いが判定されるので、不安定プラークの危険度を知ることができる。 As described above, in this embodiment, the area of the overlapping region 801 is obtained along the blood vessel traveling direction, whereby the degree of proximity between the blood vessel lumen and the lipid core at each position of the blood vessel can be scored. Thus, by calculating | requiring a proximity degree from the area of the duplication area | region 801, since the area is large by this obtained proximity degree, it is judged that both are approaching. Thereby, even when images of the blood vessel lumen and the lipid core can be obtained only at a low resolution with respect to the thickness of the fibrous coating, the degree of proximity is determined, so that the risk of unstable plaque can be known.
なお、重複領域算出部106により、各断面の絶対的な危険度を求めてもよい。この場合、重複領域算出部106は、重複領域の面積の臨界点、閾値を予め記憶しておいて、求められた面積がその閾値を越えるか否かを判定し、面積がその閾値を越える位置の血管断面について、一定の危険度に達したことを表示してもよい。それにより、血管内に一定の危険度に達する血管断面が存在するか否かが判定されるので、検査対象の血管が危険であることを知ることができる。 Note that the absolute risk level of each cross section may be obtained by the overlapping area calculation unit 106. In this case, the overlapping region calculation unit 106 stores in advance the critical point and threshold value of the overlapping region area, determines whether or not the obtained area exceeds the threshold value, and the position where the area exceeds the threshold value. It may be displayed that a certain degree of risk has been reached for the blood vessel cross section. Thus, it is determined whether or not a blood vessel cross section that reaches a certain risk level exists in the blood vessel, so that it is possible to know that the blood vessel to be examined is dangerous.
図10は、重複領域が最大となる血管の断面画像である。図5〜図8では、血管断面および内部の血管内腔と脂質コアの輪郭を抽出した画像を表示したが、図10は血管の実際の断面そのものの画像を示す。ここで、検査対象となった不安定プラークについて、その重複領域の面積が最大となる血管上の位置について血管501の断面画像を表示する。この血管501の断面画像を表示したとき、その中の脂質コア503が表示される。なお、不安定プラークが表示された場合に限らず、グラフ900上の一点が指定されたときに、その位置について血管501の断面画像を表示することもできる。このとき、同様に脂質コア503が表示され、存在しないときには脂質コア503は表示されない。 FIG. 10 is a cross-sectional image of a blood vessel in which the overlapping region is maximized. 5 to 8, images obtained by extracting the blood vessel cross section and the inner blood vessel lumen and the outline of the lipid core are displayed. FIG. 10 shows an image of the actual cross section of the blood vessel itself. Here, a cross-sectional image of the blood vessel 501 is displayed at a position on the blood vessel where the area of the overlapping region is the maximum for the unstable plaque to be examined. When the cross-sectional image of the blood vessel 501 is displayed, the lipid core 503 therein is displayed. In addition, not only when an unstable plaque is displayed, but also when a point on the graph 900 is designated, a cross-sectional image of the blood vessel 501 can be displayed at that position. At this time, the lipid core 503 is similarly displayed, and when it does not exist, the lipid core 503 is not displayed.
ここまでは、重複領域801の面積によって大きさ、それによる血管内腔と脂質コアの近接度合いを求めてきたが、大きさを求める場合には必ずしも面積に限る必要はなく、たとえば長軸および短軸によって求めることもできる。この、重複領域801の内部の長軸および短軸を求める処理について次に説明する。 Up to this point, the size and the degree of proximity between the blood vessel lumen and the lipid core due to the area of the overlapping region 801 have been obtained. However, when obtaining the size, it is not necessarily limited to the area. It can also be determined by axis. Next, a process for obtaining the major axis and the minor axis inside the overlapping area 801 will be described.
図11は、重複領域内部の長軸および短軸の配置を説明する概略図である。図11では、図8に示した重複領域801のみを取り出して示している。そして、この重複領域801から長軸1101および短軸1102を求める。 FIG. 11 is a schematic diagram for explaining the arrangement of the long axis and the short axis inside the overlapping region. In FIG. 11, only the overlapping area 801 shown in FIG. 8 is extracted and shown. Then, the major axis 1101 and the minor axis 1102 are obtained from the overlapping region 801.
まず、重複領域801を特定し、その重複領域の輪郭でもっとも遠い2点を求める。そして、その2点を結ぶことにより長軸を求める。次に、この長軸に垂直にこの重複領域内で引かれる線のうちもっとも長い線を求める。求められた線を短軸とする。こうして求められた長軸および短軸の長さを上述の面積と同様に並べてグラフ化する。この長軸および短軸はそれぞれ表示してもよく、合計値および差分をそれぞれ表示しても良い。また重複領域の面積とともに並べて表示しても良い。 First, the overlapping area 801 is specified, and the two farthest points in the outline of the overlapping area are obtained. Then, the major axis is obtained by connecting the two points. Next, the longest line among the lines drawn in the overlapping region perpendicular to the long axis is obtained. Let the obtained line be the short axis. The lengths of the major axis and the minor axis obtained in this way are arranged in the same manner as the above-described area and plotted. The major axis and the minor axis may be respectively displayed, and the total value and the difference may be respectively displayed. Moreover, you may display side by side with the area of an overlapping area | region.
長軸および短軸を求めることにより、その重複領域の大きさを求めることができるが、さらにこの長軸および短軸を、この重複領域の大きさを示す指標とすることができる。さらにこの長軸から短軸を引いた差分値を求めることにより、この差分値からこの重複領域の形状を求めることができる。 By obtaining the major axis and the minor axis, the size of the overlapping region can be obtained, and the major axis and the minor axis can be used as an index indicating the size of the overlapping region. Further, by obtaining a difference value obtained by subtracting the minor axis from the major axis, the shape of the overlapping region can be obtained from the difference value.
図12は、長軸と短軸の変化を並べてグラフとして示した表示画面である。表示画面は、グラフ1201、グラフ1202、画像1203を含む。グラフ1201は血管の長さ方向に沿った位置の血管断面における重複領域内の長軸の長さの変化を示し、グラフ1202は血管の長さ方向に沿った位置の血管断面における重複領域内の短軸の長さの変化を示す。画像1203は、この血管の長さ方向に沿った位置の断面画像を示す。 FIG. 12 is a display screen in which changes of the long axis and the short axis are arranged and shown as a graph. The display screen includes a graph 1201, a graph 1202, and an image 1203. The graph 1201 shows the change in the length of the long axis in the overlapping region in the blood vessel cross section at the position along the length direction of the blood vessel, and the graph 1202 is in the overlapping region in the blood vessel cross section at the position along the length direction of the blood vessel. The change of the length of a short axis is shown. An image 1203 shows a cross-sectional image at a position along the length direction of the blood vessel.
血管の長さ方向は、図9に示した画像910と同様、上が基部すなわち心臓側、下が末端として並べられる。グラフ1202および画像1203は、上が基部方向、下が末端方向となっているが、表示されているものがすべてではなく、血管の基部から末端に至るうちの一部を表示している。スクロール可能な点は図9と同様である。左右方向は、長軸および短軸の長さを示す。波形が左端に位置するときは、この長さが0ということになり、長さが0よりも大きくなるときは、その大きさに応じた波形の大きさということになる。 As in the image 910 shown in FIG. 9, the blood vessel length direction is arranged such that the upper side is the base, that is, the heart side, and the lower side is the end. The graph 1202 and the image 1203 have a base direction on the top and a terminal direction on the bottom, but not all of them are displayed but a part of the blood vessel from the base to the end is displayed. The scrollable point is the same as in FIG. The left-right direction indicates the length of the major axis and the minor axis. When the waveform is located at the left end, this length is 0, and when the length is greater than 0, the waveform size corresponds to the size.
ここで長軸は、重複領域の輪郭上でもっとも遠い2点を結ぶ直線である。重複領域算出部106は、次のようにして長軸を求める。まず、輪郭上の1点を定める。次にその点の座標に対して輪郭上でもっとも遠い点の座標を求め、両者の長さを求める。このようにして、輪郭上の各点に対して長さを求めて、その中からもっとも大きい値を求める。このもっとも大きい長さの値となる2点を結ぶ線が長軸となる。 Here, the long axis is a straight line connecting two farthest points on the outline of the overlapping region. The overlapping area calculation unit 106 obtains the long axis as follows. First, one point on the contour is determined. Next, the coordinates of the farthest point on the contour with respect to the coordinates of the point are obtained, and the lengths of both are obtained. In this way, the length is obtained for each point on the contour, and the largest value is obtained from them. The line connecting the two points having the largest length value is the major axis.
また、重複領域算出部106は、次のようにして短軸を求める。短軸は、重複領域の輪郭上を長軸に垂直に結ぶ直線のうち、もっとも長いものである。まず基準点を長軸の端から動かす。この基準点を通るように長軸に垂直な直線を延ばして、その直線が輪郭と交わる点を求める。長軸の端ではそれが1点に集まるので、垂直な直線の長さは0となる。そしてこの基準点を長軸に沿って輪郭内部に進めながら、長軸に垂直に基準点を通る直線を求め、この直線が輪郭と交わる点を求め、この輪郭を結ぶ長さを求める。この長さを、基準点が開始点の反対側となる点にわたって求める。こうして求められた長さのうち、もっとも長いものが短軸となる。 Further, the overlapping area calculation unit 106 obtains the short axis as follows. The short axis is the longest of the straight lines connecting the outline of the overlapping region perpendicularly to the long axis. First, move the reference point from the end of the long axis. A straight line perpendicular to the long axis is extended so as to pass through this reference point, and a point where the straight line intersects the contour is obtained. Since it gathers at one point at the end of the long axis, the length of the vertical straight line is zero. Then, while advancing the reference point along the long axis into the contour, a straight line passing through the reference point perpendicular to the long axis is obtained, a point where the straight line intersects the contour is obtained, and a length connecting the contours is obtained. This length is determined over the point where the reference point is opposite the starting point. Of the lengths thus determined, the longest is the short axis.
画像1203は、StrechedMPRによって見たときの冠動脈の断面画像である。画像1203は、図9に示した画像910と同じである。画像1203は、グラフ1201および1202と同様に血管の長さ方向に沿って並べられたものであり、画像1203の長さ方向の要素の1つ1つがそれぞれ血管の断面画像である。血管は直線に進行しているのではなく、体内を曲がりくねりながら進行している。これをStrechedMPRによって見たとき、画像1203のように示される。 An image 1203 is a cross-sectional image of the coronary artery when viewed by Stretched MPR. The image 1203 is the same as the image 910 shown in FIG. Similar to the graphs 1201 and 1202, the image 1203 is arranged along the length direction of the blood vessel, and each element in the length direction of the image 1203 is a cross-sectional image of the blood vessel. The blood vessels do not travel in a straight line, but progress while winding in the body. When this is viewed by Stretched MPR, it is shown as an image 1203.
上述のように、長軸の短軸の長さの変化を、血管の進行方向に沿って示すことにより、長軸と短軸の差が大きい場合には重複領域は長く、差が小さい場合には重複領域は丸いということが分かる。重複領域が長い場合には、脂質コアと血管内腔の近接部分が長い代わりに近接度合いは浅いということになる。逆に重複領域が丸い場合には、両者の近接部分が短い代わりに近接度合いは深いということになる。重複領域が大きいほどに一般的には不安定プラークの危険度が高まるが、同じ程度の大きさの場合、重複領域が長い方が近接部分が長く広がっていることになるので、不安定プラークが危険である。このように長軸短軸の長さを求めることにより、重複領域の形状を求めることができ、それにより形状から想定される危険度を判別する情報を与えることができる。 As described above, the change in the length of the short axis of the long axis is indicated along the blood vessel traveling direction, so that the overlapping region is long when the difference between the long axis and the short axis is large, and the difference is small. Shows that the overlap area is round. When the overlapping region is long, the proximity of the lipid core and the blood vessel lumen is long, but the proximity is shallow. Conversely, when the overlapping area is round, the proximity degree between the two is short, but the proximity degree is deep. In general, the larger the overlapping area, the higher the risk of unstable plaque, but in the case of the same size, the longer the overlapping area, the longer the adjacent part will be, so unstable plaque It is a danger. By obtaining the length of the major axis and the minor axis in this way, the shape of the overlapping region can be obtained, and thereby information for determining the degree of risk assumed from the shape can be given.
さらに重複領域の面積の話については、血管の位置ごとに面積が生じる場合、その一点だけが特異的に大きな面積を持つというものでなく、その前後のある長さにわたって一定の面積を持つ。その理由は、血管内に不安定プラークを生ずる脂質コアが生じた場合、血管内のある断面でのみ不安定となるのではなく、その前後のある程度の長さの領域にわたって不安定となるからである。そこで重複領域の空間的な大きさを求め、それにより脂質コア単位の不安定プラークの危険度を求める点を次に説明する。 Furthermore, regarding the area of the overlapping region, when an area is generated for each position of a blood vessel, only one point has a specific large area, but has a certain area over a certain length before and after that. The reason is that when a lipid core that produces unstable plaque in a blood vessel occurs, it does not become unstable only at a certain cross section within the blood vessel, but it becomes unstable over a certain length of the region around it. is there. Then, the point which calculates | requires the risk of the unstable plaque of a lipid core unit by calculating | requiring the spatial magnitude | size of an overlap area | region by the following is demonstrated.
図13は、重複領域の面積の変化を血管の長さ方向の集合としてグラフに示した表示画面である。表示画面は、グラフ1304と画像1307を含む。グラフ1304は血管の長さ方向に沿った位置の面積の大きさの変化を示す。画像1307は、この血管の長さ方向に沿った位置の断面画像を示す。血管の長さ方向は、上述のように上が基部すなわち心臓側、下が末端として並べられる。このグラフ1304は、グラフ900と同じものである。 FIG. 13 is a display screen showing a change in the area of the overlapping region as a set in the length direction of the blood vessel. The display screen includes a graph 1304 and an image 1307. A graph 1304 shows a change in the size of the area of the position along the length direction of the blood vessel. An image 1307 shows a cross-sectional image at a position along the length direction of the blood vessel. As described above, the length direction of the blood vessel is arranged such that the upper side is the base, that is, the heart side, and the lower side is the end. This graph 1304 is the same as the graph 900.
このグラフ1304には、面積が0よりも大きい部分が波形1306として示される領域が含まれるので、波形1306を含む領域1305を抽出する。抽出された領域1305を拡大すると、領域1301のようになる。 Since this graph 1304 includes a region where the area larger than 0 is shown as a waveform 1306, a region 1305 including the waveform 1306 is extracted. When the extracted region 1305 is enlarged, a region 1301 is obtained.
画像1307は、StrechedMPRによって見たときの冠動脈の断面画像である。画像1307は、図9に示した画像910と同じである。画像1307は、グラフ1304と同様に血管の長さ方向に沿って並べられたものであり、画像1307の長さ方向の要素の1つ1つがそれぞれ血管の断面画像である。血管は直線的に進行しているのではなく、体内を曲がりくねりながら進行している。これをStrechedMPRによって見たとき、画像1307のように示される。 An image 1307 is a cross-sectional image of the coronary artery when viewed by Stretched MPR. The image 1307 is the same as the image 910 shown in FIG. Similar to the graph 1304, the image 1307 is arranged along the length direction of the blood vessel, and each element in the length direction of the image 1307 is a cross-sectional image of the blood vessel. The blood vessels do not progress in a straight line, but progress while winding in the body. When this is viewed by Stretched MPR, it is shown as an image 1307.
領域1301には、波形1303が含まれる。この波形1303に含まれる位置のうち、重複領域の面積が最大となるのが頂点1302に該当する位置である。頂点1302の位置で不安定プラークの危険度が最も高まると判定されるが、重複領域の面積はその位置だけで突然大きくなるのではない。重複領域の面積は、波形1303に示されるように幅をもって、その幅の両端で0から徐々に大きくなってそして頂点1302でその面積が最大になるものである。 A region 1301 includes a waveform 1303. Among the positions included in the waveform 1303, the position corresponding to the vertex 1302 has the largest area of the overlapping region. Although it is determined that the risk of unstable plaque is highest at the position of the vertex 1302, the area of the overlap region does not suddenly increase only at that position. The area of the overlapping region has a width as shown by the waveform 1303, gradually increasing from 0 at both ends of the width, and maximizing the area at the vertex 1302.
まず、脂質コアによって一定の領域を含む波形1303が生じる。そこで、各位置について得られた重複領域の大きさを、面積が生じている区間にわたって合算して体積として求める。まず、重複領域内部のドット数として各位置について面積が求められているので、この区間内の各位置における面積の合計値が体積として求められる。図13において、波形1303として表示されている領域の内部の面積を求め、それによりこの重複領域の生じている区間にわたっての体積を求める。波形1303に示されるように、不安定プラークはかたまりとして生じ、かたまりを過ぎれば安定プラークとなって重複領域の面積は0となる。したがって、このかたまり単位で体積を求めることができる。このかたまりは脂質コア単位でそれぞれ生じ、脂質コアごとに体積が求まる。 First, a waveform 1303 including a certain region is generated by the lipid core. Therefore, the size of the overlap region obtained for each position is obtained as a volume by adding up over the section where the area is generated. First, since the area is obtained for each position as the number of dots inside the overlapping region, the total value of the areas at each position in this section is obtained as the volume. In FIG. 13, the area inside the region displayed as the waveform 1303 is obtained, and thereby the volume over the section where the overlapping region is generated is obtained. As indicated by the waveform 1303, unstable plaque is generated as a lump, and when the lump is passed, it becomes a stable plaque and the area of the overlapping region becomes zero. Therefore, the volume can be obtained in units of this mass. This cluster is generated in each lipid core unit, and the volume is determined for each lipid core.
すなわち、この波形の一方の端から重複領域内部のドット数により求められている面積を加算していく。一番端では面積は0だが、徐々に面積が大きくなっていくので、その値を加算していき、頂点1302で最大となる面積を加算し、さらに減少していく面積を加算していき、最終的にもう一方の端で面積が0となる位置まで加算を繰り返していく。 That is, the area obtained from the number of dots inside the overlapping region is added from one end of the waveform. Although the area is 0 at the extreme end, the area gradually increases, so add that value, add the maximum area at the vertex 1302, and add the decreasing area, Finally, the addition is repeated until the area becomes 0 at the other end.
これにより、波形1303により特定される1つの脂質コアから形成される重複領域の体積を求めることができる。このように重複領域の体積を求めることにより、重複領域の空間的な大きさを求めることができる。重複領域の面積によっても不安定プラークの危険度を求めることはできるが、それは特定の位置での危険度であって、もちろんその特定の位置を含む脂質コアが危険であるということは分かるが、脂質コア全体に対する判断であるとはいえない。たとえば特定の点での重複領域の面積が同じ場合でも、それが血管の長さ方向から見たときに、それが長い幅にわたるものなのか、狭い幅の範囲なのかによって、不安定プラークの危険度の判定は異なってくる。 Thereby, the volume of the overlapping region formed from one lipid core specified by the waveform 1303 can be obtained. Thus, by obtaining the volume of the overlapping area, the spatial size of the overlapping area can be obtained. Although the risk of unstable plaque can also be determined by the area of the overlap region, it is a risk at a specific location, and of course it can be seen that the lipid core containing that specific location is dangerous, It cannot be said that it is a judgment for the entire lipid core. For example, even if the area of the overlap region at a specific point is the same, the risk of vulnerable plaque depends on whether it is a long or narrow range when viewed from the length of the blood vessel. Degree judgment is different.
それを、上述のように重複領域の体積として求めることにより、1つの脂質コア全体の不安定プラークの危険度を求めることができる。また、体積としてスコアリングしていくことができるので、1つの血管内に脂質コアが複数ある場合に、その複数の脂質コアの間でそのスコアの違いを比較することにより、どの脂質コアがもっとも危険度が高いかを判別することができる。 By calculating it as the volume of the overlapping region as described above, the risk of unstable plaque in one entire lipid core can be determined. In addition, since scoring can be performed as a volume, when there are a plurality of lipid cores in one blood vessel, the difference in the score among the plurality of lipid cores is compared to determine which lipid core is the most. It is possible to determine whether the degree of risk is high.
図14(A),(B)は、複数の脂質コアがある場合の、冠動脈を血管芯線に沿った方向に切断した断面図である。断面の方向は図2と同じである。血管断面の左側から、脂質コア1401、脂質コア1402、脂質コア1403との順番でそれぞれ含まれている。このうちのいずれか1つを指定したときに、表示部30は画像生成部107の出力および表示制御部20の制御により、図13に示したグラフ1304を表示し、その不安定プラークに対応する領域1305及びその内部の波形1306を表示する。また、表示部30は、そのとき重複領域の面積が最大となる血管上の位置について、図10に示したように血管の断面画像を表示する。 FIGS. 14A and 14B are cross-sectional views of the coronary artery cut in a direction along the blood vessel core line when there are a plurality of lipid cores. The direction of the cross section is the same as in FIG. The lipid core 1401, lipid core 1402, and lipid core 1403 are included in this order from the left side of the blood vessel cross section. When any one of them is designated, the display unit 30 displays the graph 1304 shown in FIG. 13 according to the output of the image generation unit 107 and the control of the display control unit 20, and corresponds to the unstable plaque. An area 1305 and a waveform 1306 inside the area 1305 are displayed. Further, the display unit 30 displays a cross-sectional image of the blood vessel as shown in FIG. 10 for the position on the blood vessel where the area of the overlapping region is maximized.
図15は、各脂質コアの危険度に関する情報を表示するときの表示例である。図14に示したように、脂質コア1401、脂質コア1402、脂質コア1403が含まれている場合、それぞれ脂質コアA,B,Cとして表に示す。そして次にそれぞれの血管内の位置を示す。図14の左側から位置を特定する場合、脂質コア1401がもっとも始点に近いので位置50、脂質コア1402が次に近いので、位置200、脂質コア1403が最も遠いので、位置350となる。この血管内の位置は、基部から測られるが、端部から測ってもよい。 FIG. 15 is a display example when information on the risk level of each lipid core is displayed. As shown in FIG. 14, when a lipid core 1401, a lipid core 1402, and a lipid core 1403 are included, they are shown in the table as lipid cores A, B, and C, respectively. And next, the position in each blood vessel is shown. When the position is specified from the left side of FIG. 14, since the lipid core 1401 is closest to the starting point, the position 50 and the lipid core 1402 are next closest, so that the position 200 and the lipid core 1403 are the farthest, so that the position 350 is obtained. The position in the blood vessel is measured from the base, but may be measured from the end.
そして各脂質コアについて重複領域の体積が求まっているので、それぞれ30,120,90と表示される。この中で脂質コア1402(B)について重複体積がもっとも大きいので、順位は1位となる。脂質コア1403(C)が次に大きいので、順位は2位となる。そして脂質コア1401(A)がもっとも小さいので、順位は3位となる。以上のようにこの実施例では、同一の血管内に含まれる複数の脂質コアを並べて表示することができ、どの脂質コアによる不安定プラークがもっとも危険度が高いかをユーザに示すことができる。 Since the volume of the overlapping region is obtained for each lipid core, it is displayed as 30, 120, 90, respectively. Among them, the lipid core 1402 (B) has the largest overlap volume, so the rank is first. Since lipid core 1403 (C) is the next largest, the ranking is second. Since the lipid core 1401 (A) is the smallest, the rank is third. As described above, in this embodiment, a plurality of lipid cores included in the same blood vessel can be displayed side by side, and it is possible to indicate to the user which unstable plaque due to which lipid core is most dangerous.
表示部30は、画像生成部107の出力および表示制御部20の制御により、以上に示した図15の脂質コアの危険度リストを表示する。この場合、図15のみを単独で表示してもよいが、図14の血管画像とともに表示してもよい。図14と図15をともに表示する場合、脂質コアの配置を画面上で確認しながらその危険度を数値により確認することができる。 The display unit 30 displays the lipid core risk list shown in FIG. 15 described above by the output of the image generation unit 107 and the control of the display control unit 20. In this case, only FIG. 15 may be displayed alone, or may be displayed together with the blood vessel image of FIG. When both FIG. 14 and FIG. 15 are displayed, the degree of risk can be confirmed numerically while confirming the arrangement of the lipid core on the screen.
以上、各脂質コアについて危険度の順位を判定してその順位を表示する点について説明したが、重複領域算出部106により、各脂質コアの相対的ではなく、絶対的な危険度を求めてもよい。この場合、重複領域算出部106は、重複領域の体積の臨界点、閾値を予め記憶しておいて、求められた体積がその閾値を越えるか否かを判定し、体積がその閾値を越える脂質コアについて、一定の危険度に達したことを表示してもよい。それにより、血管内に一定の危険度に達した脂質コアが存在するか否かを判定することができるので、血管ごとに危険が発生したか否かを知ることができる。 As described above, the rank of the risk level is determined for each lipid core and the rank is displayed. However, the overlap area calculation unit 106 may calculate the absolute risk level rather than the relative level of each lipid core. Good. In this case, the overlapping region calculation unit 106 stores in advance the critical point and threshold value of the volume of the overlapping region, determines whether or not the obtained volume exceeds the threshold value, and determines the lipid whose volume exceeds the threshold value. The fact that a certain degree of risk has been reached may be displayed for the core. As a result, it is possible to determine whether or not there is a lipid core that has reached a certain degree of risk in the blood vessel, so it is possible to know whether or not a risk has occurred for each blood vessel.
[一連の動作について]
図16は、一連の冠動脈について解析処理を実行する処理を示すフローチャートである。まず、X線CT装置10により心臓領域のCTデータを取得する(ステップS1001)。次に血管取得部103は、取得されたCTデータから冠動脈を抽出する(ステップS1002)。すなわち、血管取得部103は検査対象となる冠動脈を1つ選択し、その3次元画像を取得する。次に、抽出された冠動脈について血管芯線を抽出する(ステップS1003)。血管芯線は、血管の中心を結ぶ線であり、血管の方向に沿った線となる。そして、一連の冠動脈について各血管断面の処理を実行する。
[About a series of operations]
FIG. 16 is a flowchart showing processing for executing analysis processing for a series of coronary arteries. First, CT data of the heart region is acquired by the X-ray CT apparatus 10 (step S1001). Next, the blood vessel acquisition unit 103 extracts a coronary artery from the acquired CT data (step S1002). That is, the blood vessel acquisition unit 103 selects one coronary artery to be examined and acquires its three-dimensional image. Next, a blood vessel core line is extracted for the extracted coronary artery (step S1003). The blood vessel core line is a line connecting the centers of blood vessels, and is a line along the direction of the blood vessel. Then, the processing of each blood vessel cross section is executed for a series of coronary arteries.
まず、制御部102は、最初の血管断面を特定する。本処理は基部から処理を開始するので、制御部102は、血管芯線に直交する面のうち基部に最も近いものを選択することにより、最初の断面を特定する(ステップS1004)。これに限るものではなく逆に血管の端部から開始しても良く、その場合端部から開始して基部まで処理を繰り返すことになる。 First, the control unit 102 specifies the first blood vessel cross section. Since this processing starts from the base, the control unit 102 specifies the first cross section by selecting the surface closest to the base from the surfaces orthogonal to the blood vessel core line (step S1004). However, the present invention is not limited to this, and conversely, the process may be started from the end of the blood vessel. In this case, the process is repeated from the end to the base.
次に、特定された血管断面について重複領域の算出処理を実行する(ステップS1005)。本処理については図17において後述する。これにより、1つの血管断面に含まれる脂質コアと血管内腔をそれぞれ膨張させた結果の重複領域が算出される。ここで医用画像処理装置100は、血管芯線に沿った各位置について血管断面を取得し、それぞれ重複領域を求める。重複領域算出部106は、血管芯線に沿った各位置について、この重複領域内部の面積を求める。 Next, the overlap region calculation process is executed for the identified blood vessel cross section (step S1005). This process will be described later with reference to FIG. Thereby, the overlapping region as a result of expanding the lipid core and the blood vessel lumen included in one blood vessel cross section is calculated. Here, the medical image processing apparatus 100 acquires a blood vessel cross-section for each position along the blood vessel core line, and obtains an overlapping region. The overlapping area calculation unit 106 obtains the area inside this overlapping area for each position along the blood vessel core line.
算出後、制御部102は、全断面について処理が終了したか否かを判定する(ステップS1006)。処理が終了したと判定された場合(ステップS1006:Yes)、制御部102は表示処理に移行し(ステップS1008)、一連の処理を終了する。すなわち、血管の端部にあたる最後の断面の処理を終えて、血管の検査対象すべてについて処理を実行したと判定された場合は、表示処理に移行する。 After the calculation, the control unit 102 determines whether or not the processing has been completed for all cross sections (step S1006). When it is determined that the process has been completed (step S1006: Yes), the control unit 102 shifts to a display process (step S1008) and ends a series of processes. In other words, when it is determined that the processing of the last cross section corresponding to the end of the blood vessel has been completed and the processing has been performed for all the blood vessel inspection targets, the process proceeds to display processing.
処理が終了していないと判定された場合(ステップS1006:No)、すなわち血管の端部にあたる最後の断面以外を処理したあとの場合、次の断面を特定する(ステップ1007)。すなわち、血管芯線に沿った隣の位置について、血管芯線に直交する血管断面を次の断面とする。この次の血管断面を特定した後ステップS1005に戻り、この次の血管断面について処理を実行する。 When it is determined that the process has not been completed (step S1006: No), that is, after processing other than the last section corresponding to the end of the blood vessel, the next section is specified (step 1007). That is, for the next position along the blood vessel core line, the blood vessel cross section orthogonal to the blood vessel core line is set as the next cross section. After specifying the next blood vessel cross section, the process returns to step S1005 to execute processing for the next blood vessel cross section.
次にステップS1008の表示処理について説明する。血管の各位置で面積が求まっているので、図9に示したように、血管の各位置において基部から順番にこの求めた面積の値を、血管芯線に沿った各位置に対応付けてグラフ化する。そしてこの血管芯線に沿った各位置に対応付けて、StrechedMPR画像も並べて表示する。また、重複領域の面積を表示する代わりに、図11を用いて説明したように、重複領域の長軸および短軸の長さを求めて表示することもできる。 Next, the display process in step S1008 will be described. Since the area is obtained at each position of the blood vessel, as shown in FIG. 9, the obtained area value is sequentially plotted from the base at each position of the blood vessel in association with each position along the blood vessel core line. To do. A Stretched MPR image is also displayed side by side in association with each position along the blood vessel core line. Further, instead of displaying the area of the overlapping region, as described with reference to FIG. 11, the lengths of the major axis and the minor axis of the overlapping region can be obtained and displayed.
図17は、重複領域の算出処理を示すフローチャートである。図16に示したフローチャートで、最初の断面(ステップS1004)または次の断面(ステップS1007)が特定されて、その断面について重複領域算出処理(ステップS1005)たとき、図17のステップS1101に進む。 FIG. 17 is a flowchart showing overlap area calculation processing. In the flowchart shown in FIG. 16, when the first cross section (step S1004) or the next cross section (step S1007) is specified and the overlap area calculation process (step S1005) is performed for the cross section, the process proceeds to step S1101 in FIG.
まず、血管取得部103は、特定された断面について血管断面を抽出する(ステップS1101)。この血管断面は、図2および図3の断面210や220の通りである。次に、この抽出された血管断面について脂質コアが含まれているか否かを判定する(ステップS1102)。図4に関連して説明したように、脂質コア抽出部120は、脂質コアに相当すると推定される画素値が予め記憶している。そこで、この画素値に相当する画素が、対象となる血管断面に含まれているか否かを判定する。含まれていないと判定された場合(ステップS1102:No)、重複領域を0として(ステップS1109)、一連の処理を終了する。 First, the blood vessel acquisition unit 103 extracts a blood vessel cross section for the specified cross section (step S1101). This blood vessel cross section is as shown in cross sections 210 and 220 in FIGS. Next, it is determined whether or not the extracted blood vessel cross section includes a lipid core (step S1102). As described with reference to FIG. 4, the lipid core extraction unit 120 stores in advance pixel values estimated to correspond to lipid cores. Therefore, it is determined whether or not a pixel corresponding to this pixel value is included in the target blood vessel cross section. If it is determined that it is not included (step S1102: No), the overlapping area is set to 0 (step S1109), and the series of processes is terminated.
含まれていると判定された場合(ステップS1102:Yes)、脂質コア抽出部120は、脂質コア領域を抽出する(ステップS1103)。まず、上述のように脂質コアに相当する画素値の画素が特定されているので、その画素を中心として、図4に示した領域拡張法を適用する。領域拡張法により、脂質コア領域が抽出されるので、閉曲線抽出部140は、抽出された脂質コア領域の輪郭を抽出する。得られた輪郭は図5に示した通りとなる。次に、血管内腔抽出部130は、血管内腔領域を抽出する(ステップS1104)。脂質コアと同様に領域拡張法が適用される。脂質コアの場合と同様に、閉曲線抽出部140は、抽出された血管内腔領域の輪郭を抽出する。 When it is determined that it is included (step S1102: Yes), the lipid core extraction unit 120 extracts a lipid core region (step S1103). First, since a pixel having a pixel value corresponding to a lipid core is specified as described above, the region expansion method shown in FIG. 4 is applied around that pixel. Since the lipid core region is extracted by the region expansion method, the closed curve extraction unit 140 extracts the contour of the extracted lipid core region. The obtained contour is as shown in FIG. Next, the blood vessel lumen extraction unit 130 extracts a blood vessel lumen region (step S1104). Similar to the lipid core, the region expansion method is applied. Similar to the case of the lipid core, the closed curve extraction unit 140 extracts the contour of the extracted blood vessel lumen region.
次に、膨張部105は、両領域を膨張させる(ステップS1105)。すなわち、脂質コアと血管内腔の両領域について閉曲面、輪郭が得られているので、膨張部105は、この得られている両輪郭を、図6〜図8に示したように膨張させていく。 Next, the expansion unit 105 expands both regions (step S1105). That is, since the closed curved surface and the contour are obtained for both regions of the lipid core and the blood vessel lumen, the expanding portion 105 expands both the obtained contours as shown in FIGS. Go.
次に、膨張させた両輪郭が重複しているか否かを判定する(ステップS1106)。図8では、両輪郭が重複して重複領域801を形成している場合が示されているが、両輪郭が形成されていない場合もある。そのときは膨張輪郭701と702は離れており、重複領域801は形成されない。重複していないと判定された場合(ステップS1106:No)、重複領域を0として一連の処理を終了する(ステップS1109)。 Next, it is determined whether or not both expanded contours overlap (step S1106). Although FIG. 8 shows a case where the two contours overlap to form the overlapping region 801, there are cases where both the contours are not formed. At that time, the expansion contours 701 and 702 are separated from each other, and the overlapping region 801 is not formed. When it is determined that there is no overlap (step S1106: No), the overlap area is set to 0 and a series of processing is ended (step S1109).
重複していると判定された場合(ステップS1106:Yes)、重複領域算出部106は、重複領域を抽出し(ステップS1107)、重複領域の面積を算出し(ステップS1108)、一連の処理を終了する。なお、ステップS1108では重複領域の面積を算出する代わりに、図11に示したように長軸および短軸の長さを求めてもよい。また、重複領域の面積を求めるとともに、さらに長軸および短軸の長さを求めてもよい。 When it is determined that they overlap (step S1106: Yes), the overlapping area calculation unit 106 extracts the overlapping area (step S1107), calculates the area of the overlapping area (step S1108), and ends the series of processes. To do. In step S1108, instead of calculating the area of the overlapping region, the lengths of the major axis and the minor axis may be obtained as shown in FIG. In addition to obtaining the area of the overlapping region, the lengths of the major axis and the minor axis may be obtained.
以上のように、血管内腔と脂質コアをそれぞれ抽出して膨張させ、その重複領域の面積、長軸、短軸などの大きさを求めてこれに関する表示処理を実行する場合を説明したが、図13に関連して血管方向にわたって重複領域を合算し、その体積を求めることにより、脂質コア単位の不安定プラークの危険度を求めることもできる。次に、その一連の流れをフローチャートで説明する。 As described above, each of the blood vessel lumen and the lipid core is extracted and expanded, and the case where display processing related to this is performed by obtaining the size of the overlapping area, the major axis, the minor axis, etc. The risk of unstable plaque in lipid core units can also be obtained by adding the overlapping regions over the blood vessel direction in relation to FIG. 13 and obtaining the volume thereof. Next, the series of flows will be described with a flowchart.
図18は、重複領域の面積を血管方向の長さの区間で合算して体積とする処理を説明するフローチャートである。血管の基部から処理を開始するが、血管の基部から処理を開始する代わりに、特定の脂質コアを図14から指定して、その脂質コアの始点、すなわち重複領域の面積が0から値を持つところに切り替わる位置から処理を開始してもよい。 FIG. 18 is a flowchart for explaining the process of adding the areas of overlapping regions to the volume in the blood vessel direction to make the volume. Processing is started from the base of the blood vessel, but instead of starting processing from the base of the blood vessel, a specific lipid core is designated from FIG. 14, and the starting point of the lipid core, that is, the area of the overlapping region has a value from 0 The processing may be started from a position where the switching is made.
まず、重複領域の面積が面積>0であるか否かを判定する(ステップS1201)。面積>0でない場合、すなわち面積が0である場合は(ステップS1201:No)、ステップS1208に進む。つまり、重複領域が発生した位置に来ていないので、さらに先に位置を進めていく。面積>0である場合(ステップS1201:Yes)、すなわち面積が0から値を持つ位置に切り替わった位置となるので、その面積およびその位置を保存する(ステップS1202)。この位置は、脂質コアと血管内腔を膨張させたことによる重複領域が生じ始めた位置となる。そして位置を移動する(ステップS1203)。 First, it is determined whether or not the area of the overlapping region is area> 0 (step S1201). If the area is not> 0, that is, if the area is 0 (step S1201: No), the process proceeds to step S1208. That is, since the overlapping area has not been reached, the position is advanced further. If area> 0 (step S1201: Yes), that is, the area is switched to a position having a value from 0, the area and the position are stored (step S1202). This position is a position where an overlapping region due to the expansion of the lipid core and the blood vessel lumen has started to occur. Then, the position is moved (step S1203).
次に、面積が0となったか否かを判定し(ステップS1204)、面積が0になっていない場合は(ステップS1204:No)、ステップS1202に戻って面積が0でなくなるまで位置を移動し、面積および位置の保存を繰り返す。面積が0になった場合は(ステップS1204:Yes)、その面積および位置を保存する(ステップS1205)。この位置は、脂質コアと血管内腔を膨張させたことによる重複領域が終了する位置となる。これにより、ステップS1202で最初に保存された位置を始点とし、ステップS1205で保存された位置を終点として重複領域が存在する区間を特定することができる。 Next, it is determined whether or not the area is 0 (step S1204). If the area is not 0 (step S1204: No), the process returns to step S1202 to move the position until the area is no longer 0. Repeat, save area and position. When the area becomes 0 (step S1204: Yes), the area and position are stored (step S1205). This position is the position where the overlapping region due to the expansion of the lipid core and the blood vessel lumen ends. As a result, it is possible to specify a section in which an overlapping area exists, with the position stored first in step S1202 as the start point and the position stored in step S1205 as the end point.
そして、重複領域が存在する区間が求まったので、この指定区間内の重複領域の体積を求める(ステップS1206)。この指定区間は、図13の波形1303で囲まれた領域であり、この波形1303で囲まれた領域内の面積を求めることにより、この指定区間の重複領域の体積が求められる。指定区間内のグラフ上の面積、すなわち重複領域の体積が求まったので、脂質コア番号に合わせてこの体積を割り当てる(ステップS1207)。つまり、最初の指定区間については、脂質コア番号を1として、その番号に応じた重複領域の体積を割り当てる。先に指定区間が存在していた場合には、その次の番号を求め、その番号に応じた重複領域の体積を割り当てる。先に脂質コア番号2が割り当てられていた場合には、その次に求まった指定区間については、脂質コア番号3として、ここで求められた重複領域の体積を割り当てる。 Since the section where the overlapping area exists is obtained, the volume of the overlapping area in the designated section is obtained (step S1206). This designated section is an area surrounded by the waveform 1303 in FIG. 13, and the volume of the overlapping area of the designated section is obtained by obtaining the area in the area enclosed by the waveform 1303. Since the area on the graph in the specified section, that is, the volume of the overlapping region, has been obtained, this volume is assigned in accordance with the lipid core number (step S1207). That is, for the first designated section, the lipid core number is set to 1, and the volume of the overlapping region corresponding to the number is assigned. If the designated section exists first, the next number is obtained and the volume of the overlapping area corresponding to the number is assigned. When the lipid core number 2 has been previously assigned, the volume of the overlapping region obtained here is assigned as the lipid core number 3 for the designated section obtained next.
以上のように処理を繰り返して、血管の末端に到達したか否かを判定する(ステップS1208)。血管の末端に到達したと判定された場合(ステップS1208:Yes)、一連の処理を終了する。血管の末端に到達していないと判定された場合(ステップS1208:No)、位置を移動して(ステップS1209)、ステップS1201に戻って処理を繰り返す。 The processing is repeated as described above to determine whether or not the end of the blood vessel has been reached (step S1208). When it is determined that the end of the blood vessel has been reached (step S1208: Yes), a series of processing ends. When it is determined that the end of the blood vessel has not been reached (step S1208: No), the position is moved (step S1209), and the process returns to step S1201 and is repeated.
上述のように、本実施例では血管の進行方向に沿って血管内腔と付着物質の輪郭を膨張した場合の重複領域の面積をそれぞれ求めることにより、血管の各位置における血管内腔と付着物質の近接度合いをスコアリングすることができる。このように近接度合いを求めることにより、血管内腔と脂質コアの画像が繊維性被膜の厚さに対して低い解像度でしか得られない場合でも近接度合いが判定されるので、不安定プラークの危険度を知ることができる。 As described above, in this embodiment, by obtaining the areas of overlapping regions when the contours of the blood vessel lumen and the attached substance are expanded along the blood vessel traveling direction, the blood vessel lumen and the attached substance at each position of the blood vessel are obtained. The degree of proximity can be scored. By determining the degree of proximity in this way, the degree of proximity is determined even when images of the blood vessel lumen and lipid core are obtained only at a low resolution relative to the thickness of the fibrous coating. You can know the degree.
10 X線CT装置
20 表示制御部
30 表示部
101 画像データ記憶部
102 制御部
103 血管取得部
104 抽出部
105 膨張部
106 重複領域算出部
107 画像生成部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 X-ray CT apparatus 20 Display control part 30 Display part 101 Image data memory | storage part 102 Control part 103 Blood vessel acquisition part 104 Extraction part 105 Expansion part 106 Overlapping area calculation part 107 Image generation part
Claims (14)
抽出された前記内腔の輪郭および前記付着物質の輪郭の一方または双方の、少なくとも一部分を所定量だけ膨張する膨張演算手段と、
前記血管のそれぞれの断面について、前記膨張演算手段によって膨張された前記内腔の輪郭および前記付着物質の輪郭が重なるときの重複領域の大きさを求める領域演算手段と、
を備えることを特徴とする医用画像処理装置。 An extraction means for obtaining a cross-section of the blood vessel based on image data of a region including the blood vessel and extracting the outline of the lumen of the blood vessel and the outline of the adhered substance adhering to the blood vessel from the cross-section;
Expansion calculation means for expanding at least a portion of one or both of the extracted outline of the lumen and the outline of the attached substance by a predetermined amount;
For each cross section of the blood vessel, region calculation means for obtaining the size of the overlapping region when the contour of the lumen expanded by the expansion calculation means and the contour of the attached substance overlap,
A medical image processing apparatus comprising:
を備え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。 Display means for displaying information based on the size of the overlapping area respectively obtained by the area calculation means at each position in the direction of the blood vessel core line;
The medical image processing apparatus according to claim 2, further comprising:
前記区間抽出手段によって抽出された区間内の各面積を合算して、区間ごとに合計値を求める合算手段と、
を備え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。 Section extracting means for extracting a section in which the area of the overlapping region is continuously larger than 0 in the direction of the core of the blood vessel;
Summing means for summing each area in the section extracted by the section extracting means, and obtaining a total value for each section;
The medical image processing apparatus according to claim 1, further comprising:
抽出された前記内腔の輪郭および前記付着物質の輪郭の一方または双方の、少なくとも一部分を所定量だけ膨張する膨張演算ステップと、
前記血管のそれぞれの断面について、前記膨張演算ステップによって膨張された前記内腔の輪郭および前記付着物質の輪郭が重なるときの重複領域の大きさを求める領域演算ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする医用画像処理プログラム。 An extraction step for obtaining a cross section of the blood vessel based on image data of a site including the blood vessel and extracting the outline of the lumen of the blood vessel and the outline of the adhering substance attached to the blood vessel from the cross section;
An expansion calculation step of expanding at least a portion of one or both of the extracted outline of the lumen and the outline of the attached substance by a predetermined amount;
For each cross section of the blood vessel, an area calculation step for obtaining a size of an overlapping area when the outline of the lumen expanded by the expansion calculation step and the outline of the attached substance overlap;
A medical image processing program characterized by causing a computer to execute.
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