JP2012090772A - 画像処理装置及びｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操作者に、パフュージョンデータの透明度を変化させる表示制御を行なうことなく、内側の虚血しているパフュージョンデータを観察させること。
【解決手段】Ｘ線ＣＴ装置１は、心筋領域及び心室領域を抽出する手段５５と、心筋領域の画素値及び心室領域の画素値を用いて心筋パフュージョン解析処理を行なってパフュージョン値によって構成されるパフュージョンデータを生成する手段５６と、パフュージョンデータを、長軸中心から放射状に複数の領域にそれぞれ分割することで複数の領域を設定する手段５７と、領域内の各パフュージョン値を、領域内の低い血流量に相当するパフュージョン値に統一するように補正することで、領域毎に補正されたパフュージョン値を有する78を生成する手段５９と、ボリュームデータと補正パフュージョンデータとを合成する手段６０と、合成データを基に３次元画像データを表示させる手段６１と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明の一態様である本実施形態は、心電同期スキャンに基づくボリュームデータを基に心筋パフュージョンデータを３次元表示する画像処理装置及びＸ線ＣＴ（ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置に関する。

Ｘ線ＣＴ装置は、被検体を透過したＸ線の強度に基づいて、被検体についての情報を画像により提供するものであり、疾病の診断・治療や手術計画等を初めとする多くの医療行為において重要な役割を果たしている。

Ｘ線ＣＴ装置を用いて心筋の血流動態（パーフュージョン：ｐｅｒｆｕｓｉｏｎ）の検査や脳組織内等の器官についてのパフュージョン検査がなされている。これらのパフュージョン検査においては、造影剤を短時間で注入するボーラス注入によりダイナミックスキャンを行ない、得られたダイナミック造影データを解析することによりパフュージョンデータを生成する試みが従来から研究によりなされている。

被検体への造影剤注入量及びＸ線による被曝を増加させることなく、より短時間で精度良く心筋パフュージョン像を取得するＸ線ＣＴ装置が開示されている（例えば、特許文献１）。

特開２００９−１２５１２７号公報

しかしながら、心筋の血流量に異常がある場合、心筋の内側で心筋のパフュージョン値が低くなって異常となり、心筋の外側は正常であることが多い。従来技術によると、オリジナルのボリュームデータと左心室のパフュージョンボリュームデータとを合成して３次元表示しても、内側の異常なパフュージョン値が埋もれてしまい、外側の正常なパフュージョン値が観察されてしまう。その場合、パフュージョンボリュームデータの透明度を変化させて表示制御を行なうことで、異常な内側を視認し易くする技術もあるが、その場合、３次元表示の視線方法によっては、左心室の奥の組織が表示されてしまい、内側の異常なパフュージョン値が観察できない。

よって、オリジナルのボリュームデータと左心室のパフュージョンボリュームデータとをそのまま合成して３次元表示すると、内側の虚血しているパフュージョン値が観察できない。

本実施形態の画像処理装置は、上述した課題を解決するために、心臓のボリュームデータを記憶する記憶手段と、前記ボリュームデータの一部分としての心筋領域及び心室領域を抽出する心筋・心室抽出手段と、前記ボリュームデータの心筋領域の画素値及び心室領域の画素値を用いて心筋パフュージョン解析処理を行なって、パフュージョン値によって構成されるパフュージョンボリュームデータを生成する解析処理手段と、前記パフュージョンボリュームデータを、長軸中心から放射状に複数の同値領域にそれぞれ分割することで、複数の同値領域を設定する同値領域設定手段と、前記同値領域内の各パフュージョン値を、前記同値領域内の低い血流量に相当するパフュージョン値に統一するように補正することで、前記同値領域毎に補正されたパフュージョン値を有する補正パフュージョンボリュームデータを生成する補正処理手段と、前記記憶されたボリュームデータと、前記補正パフュージョンボリュームデータとを位置合わせして合成して、合成ボリュームデータを生成する合成処理手段と、前記合成ボリュームデータをレンダリング処理して３次元画像データを生成して、表示手段に表示させる表示処理手段と、を有する。

本実施形態のＸ線ＣＴ装置は、上述した課題を解決するために、被検体に向けてＸ線を照射するＸ線照射手段と、前記Ｘ線を検出するＸ線検出手段と、前記Ｘ線照射手段及び前記Ｘ線検出手段を用いたスキャンに基づく心臓のボリュームデータを記憶する記憶手段と、前記ボリュームデータの一部分としての心筋領域及び心室領域を抽出する心筋・心室抽出手段と、前記ボリュームデータの心筋領域の画素値及び心室領域の画素値を用いて心筋パフュージョン解析処理を行なって、パフュージョン値によって構成されるパフュージョンボリュームデータを生成する解析処理手段と、前記パフュージョンボリュームデータを、長軸中心から放射状に複数の同値領域にそれぞれ分割することで、複数の同値領域を設定する同値領域設定手段と、前記同値領域内の各パフュージョン値を、前記同値領域内の低い血流量に相当するパフュージョン値に統一するように補正することで、前記同値領域毎に補正されたパフュージョン値を有する補正パフュージョンボリュームデータを生成する補正処理手段と、前記記憶されたボリュームデータと、前記補正パフュージョンボリュームデータとを位置合わせして合成して、合成ボリュームデータを生成する合成処理手段と、前記合成ボリュームデータをレンダリング処理して３次元画像データを生成して、表示手段に表示させる表示処理手段と、を有する。

本実施形態のＸ線ＣＴ装置を示すハードウェア構成図。 本実施形態のＸ線ＣＴ装置の機能を示すブロック図。 左心室領域全体における短軸断面の断面データの生成の概念を示す図。 パフュージョン断面データに基づく、補正パフュージョン断面データの生成の概念を示す図。 補正パフュージョンボリュームデータの一例を示す図。 表示される３次元画像データの一例を示す図。 本実施形態のＸ線ＣＴ装置の動作を示すフローチャート。

本実施形態の画像処理装置及びＸ線ＣＴ装置について、添付図面を参照して説明する。なお、本実施形態のＸ線ＣＴ装置には、Ｘ線管とＸ線検出器とが１体として被検体の周囲を回転する回転／回転（ＲＯＴＡＴＥ／ＲＯＴＡＴＥ）タイプと、リング状に多数の検出素子がアレイされ、Ｘ線管のみが被検体の周囲を回転する固定／回転（ＳＴＡＴＩＯＮＡＲＹ／ＲＯＴＡＴＥ）タイプ等様々なタイプがあり、いずれのタイプでも本発明を適用可能である。ここでは、現在、主流を占めている回転／回転タイプとして説明する。

また、入射Ｘ線を電荷に変換するメカニズムは、シンチレータ等の蛍光体でＸ線を光に変換し更にその光をフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換する間接変換形と、Ｘ線による半導体内の電子正孔対の生成及びその電極への移動すなわち光導電現象を利用した直接変換形とが主流である。

加えて、近年では、Ｘ線管とＸ線検出器との複数のペアを回転リングに搭載したいわゆる多管球型のＸ線ＣＴ装置の製品化が進み、その周辺技術の開発が進んでいる。本実施形態のＸ線ＣＴ装置では、従来からの一管球型のＸ線ＣＴ装置であっても、多管球型のＸ線ＣＴ装置であってもいずれにも適用可能である。ここでは、一管球型のＸ線ＣＴ装置として説明する。

図１は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置を示すハードウェア構成図である。

図１は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１を示す。Ｘ線ＣＴ装置１は、大きくは、スキャナ装置１１及び画像処理装置１２によって構成される。Ｘ線ＣＴ装置１のスキャナ装置１１は、通常は検査室に設置され、患者（被検体）Ｏに関するＸ線の透過データを生成するために構成される。一方、画像処理装置１２は、通常は検査室に隣接する制御室に設置され、透過データを基に投影データを生成して再構成画像の生成・表示を行なうために構成される。

Ｘ線ＣＴ装置１のスキャナ装置１１は、Ｘ線管（Ｘ線源）２１、絞り２２、Ｘ線検出器２３、ＤＡＳ（ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）２４、回転部２５、高電圧電源２６、絞り駆動装置２７、回転駆動装置２８、造影剤注入装置（インジェクタ）２９、心電計ユニット３０、天板３１、天板駆動装置３２、及びコントローラ３３を設ける。

Ｘ線管２１は、高電圧電源２６から供給された管電圧に応じて金属製のターゲットに電子線を衝突させることでＸ線を発生させ、Ｘ線検出器２３に向かって照射する。Ｘ線管２１から照射されるＸ線によって、ファンビームＸ線やコーンビームＸ線が形成される。Ｘ線管２１は、高電圧電源２６を介したコントローラ３３による制御によって、Ｘ線の照射に必要な電力が供給される。

絞り２２は、絞り駆動装置２７によって、Ｘ線管２１から照射されるＸ線のスライス方向の照射範囲を調整する。すなわち、絞り駆動装置２７によって絞り２２の開口を調整することによって、スライス方向のＸ線照射範囲を変更できる。

Ｘ線検出器２３は、チャンネル方向に複数、及び列（スライス）方向に単一の検出素子を有する１次元アレイ型の検出器である。又は、Ｘ線検出器２３は、マトリクス状、すなわち、チャンネル方向に複数、及び列方向に複数の検出素子を有する２次元アレイ型の検出器（マルチスライス型検出器ともいう。）である。Ｘ線検出器２３は、Ｘ線管２１から照射され、患者Ｏを透過したＸ線を検出する。

ＤＡＳ２４は、Ｘ線検出器２３の各Ｘ線検出素子が検出する透過データの信号を増幅してデジタル信号に変換する。ＤＡＳ２４の出力データは、スキャナ装置１１のコントローラ３３を介して画像処理装置１２に供給される。

回転部２５は、Ｘ線管２１、絞り２２、Ｘ線検出器２３、及びＤＡＳ２４を一体として保持する。回転部２５は、Ｘ線管２１とＸ線検出器２３とを対向させた状態で、Ｘ線管２１、絞り２２、Ｘ線検出器２３、及びＤＡＳ２４を一体として患者Ｏの周りに回転できるように構成されている。なお、回転部２５の回転中心軸と平行な方向をｚ軸方向、そのｚ軸方向に直交する平面をｘ軸方向、ｙ軸方向で定義する。

高電圧電源２６は、コントローラ３３による制御によって、Ｘ線の照射に必要な電力をＸ線管２１に供給する。

絞り駆動装置２７は、コントローラ３３による制御によって、絞り２２におけるＸ線のスライス方向の照射範囲を調整する機構を有する。

回転駆動装置２８は、コントローラ３３による制御によって、回転部２５がその位置関係を維持した状態で空洞部の周りを回転するように回転部２５を回転させる機構を有する。

造影剤注入装置２９は、コントローラ３３による制御によって、患者Ｏに造影剤を持続的に注入する。造影剤注入装置２９は、造影剤の患者Ｏ内における振る舞いに基づいて、患者Ｏに注入する造影剤の量及び濃度を制御することができる。

患者Ｏ内部では、大動脈から冠状動脈が分岐し、分岐した冠状動脈からさらに毛細血管が分岐する。毛細血管は心筋内に導かれ、心筋は毛細血管と心筋細胞とから構成される。心筋細胞には間質という領域が存在し、間質と毛細血管との間で血液が出入りできる構造となっている。このため、患者Ｏに造影剤を注入すると、造影剤は血液と共に大動脈から冠状動脈に、冠状動脈から毛細血管へと導かれる。さらに、造影剤が毛細血管内において血液とともに流れて心筋細胞に到達すると、造影剤の一部は毛細血管から心筋細胞内の間質に流入する。また、心筋細胞内の間質に流入した血液の一部は、再び心筋細胞から流出して毛細血管内へと移動する。

心電計ユニット３０は、図示しない心電計電極、アンプ及びＡ／Ｄ（ａｎａｌｏｇ ｔｏ ｄｉｇｉｔａｌ）変換回路によって構成される。心電計ユニット３０は、心電計電極によって感知された電気信号としての心電波形データをアンプによって増幅し、増幅信号から雑音を除去してデジタル信号に変換する。心電計ユニット３０は、患者Ｏに装着される。

天板３１は、患者Ｏを載置可能である。

天板駆動装置３２は、コントローラ３３による制御によって、天板３１をｙ軸方向に沿って昇降動させると共に、ｚ軸方向に沿って進入／退避動させる機構を有する。回転部２５の中央部分は開口を有し、その開口部の天板３１に載置された患者Ｏが挿入される。

コントローラ３３は、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）、及びメモリによって構成される。コントローラ３３は、Ｘ線検出器２３、ＤＡＳ２４、高電圧電源２６、絞り駆動装置２７、回転駆動装置２８、造影剤注入装置２９、心電計ユニット３０、及び天板駆動装置３２等の制御を行なってスキャンを実行させる。

Ｘ線ＣＴ装置１の画像処理装置１２は、コンピュータをベースとして構成されており、病院基幹のＬＡＮ（ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークＮと相互通信可能である。画像処理装置１２は、大きくは、ＣＰＵ４１、メモリ４２、ＨＤＤ（ｈａｒｄ ｄｉｓｃ ｄｒｉｖｅ）４３、入力装置４４、及び表示装置４５等の基本的なハードウェアから構成される。ＣＰＵ４１は、共通信号伝送路としてのバスを介して、画像処理装置１２を構成する各ハードウェア構成要素に相互接続されている。なお、画像処理装置１２は、記憶媒体ドライブ４６を具備する場合もある。

ＣＰＵ４１は、半導体で構成された電子回路が複数の端子を持つパッケージに封入されている集積回路（ＬＳＩ）の構成をもつ制御装置である。医師等の操作者によって入力装置４４が操作等されることにより指令が入力されると、ＣＰＵ４１は、メモリ４２に記憶しているプログラムを実行する。又は、ＣＰＵ４１は、ＨＤＤ４３に記憶しているプログラム、ネットワークＮから転送されてＨＤＤ４３にインストールされたプログラム、又は記憶媒体ドライブ４６に装着された記録媒体から読み出されてＨＤＤ４３にインストールされたプログラムを、メモリ４２にロードして実行する。

メモリ４２は、ＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）等の要素を兼ね備える構成をもつ記憶装置である。内部記憶装置は、ＩＰＬ（ｉｎｉｔｉａｌ ｐｒｏｇｒａｍ ｌｏａｄｉｎｇ）、ＢＩＯＳ（ｂａｓｉｃ ｉｎｐｕｔ／ｏｕｔｐｕｔ ｓｙｓｔｅｍ）及びデータを記憶したり、ＣＰＵ４１のワークメモリやデータの一時的な記憶に用いられたりする。

ＨＤＤ４３は、磁性体を塗布又は蒸着した金属のディスクが着脱不能で内蔵されている構成をもつ記憶装置である。ＨＤＤ４３は、画像処理装置１２にインストールされたプログラム（アプリケーションプログラムの他、ＯＳ（ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）等も含まれる）や、投影データや画像データを記憶する記憶装置である。また、ＯＳに、操作者に対する情報の表示にグラフィックを多用し、基礎的な操作を入力装置４４によって行なうことができるＧＵＩ（ｇｒａｐｈｉｃａｌ ｕｓｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を提供させることもできる。

入力装置４４は、操作者によって操作が可能なポインティングデバイスであり、操作に従った入力信号がＣＰＵ４１に送られる。

表示装置４５は、図示しない画像合成回路、ＶＲＡＭ（ｖｉｄｅｏ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、及びディスプレイ等を含んでいる。画像合成回路は、画像データに種々のパラメータの文字データ等を合成した合成データを生成する。ＶＲＡＭは、合成データを、ディスプレイに表示する表示画像データとして展開する。ディスプレイは、液晶ディスプレイやＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄｅ ｒａｙ ｔｕｂｅ）等によって構成され、表示画像データを表示画像として順次表示する。

記憶媒体ドライブ４６は、記録媒体の着脱が可能となっており、記録媒体に記録されたデータ（プログラムを含む）を読み出してバス上に出力し、また、バスを介して供給されるデータを記録媒体に書き込む。このような記録媒体は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することができる。

画像処理装置１２は、スキャナ装置１１のＤＡＳ２４から入力された生データに対して対数変換処理や、感度補正等の補正処理（前処理）を行なって投影データを生成し、心電波形データに基づく位相と関連付けてＨＤＤ４３等の記憶装置に記憶させる。

また、画像処理装置１２は、前処理された投影データに対して散乱線の除去処理を行なう。画像処理装置１２は、Ｘ線曝射範囲内の投影データの値に基づいて散乱線の除去を行なうものであり、散乱線補正を行なう対象の投影データ又はその隣接投影データの値の大きさから推定された散乱線を、対象となる投影データから減じて散乱線補正を行なう。

図２は、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１の機能を示すブロック図である。

図１に示すＣＰＵ４１がプログラムを実行することによって、Ｘ線ＣＴ装置１は、図２に示すように、スキャン制御部５１、投影データ生成部５２、ボリューム生成部５３、左心室領域抽出部５４、心筋・心室領域抽出部５５、解析処理部５６、同値領域設定部５７、補正処理部５８、補正パフュージョンボリューム生成部５９、合成処理部６０、及び表示処理部６１として機能する。なお、Ｘ線ＣＴ装置１を構成する各構成要素５１乃至６１は、ＣＰＵ４１がプログラムを実行することによって機能するものとするが、その場合に限定されるものではない。Ｘ線ＣＴ装置１を構成する各構成要素５１乃至６１の全部又は一部をハードウェアとしてＸ線ＣＴ装置１に設ける場合であってもよい。

スキャン制御部５１は、スキャナ装置１１のコントローラ３３を制御して、患者Ｏに造影剤を持続的に注入させながら、患者Ｏの心臓を心電同期スキャンしてビュー毎に生データを収集する機能を有する。すなわち、スキャン制御部５１は、コントローラ３３を制御して、患者Ｏに装着された心電計ユニット３０を介して心電波形データを取得し、心電波形データに基づく制御信号が高電圧電源２６に与える。このため、心電波形データに同期して高電圧電源２６からＸ線管２１に管電流や管電圧が供給され、患者ＯにＸ線が照射される。

投影データ生成部５２は、スキャナ装置１１のＤＡＳ２４から入力された生データに対して対数変換処理や、感度補正等の補正処理を行なって投影データを生成して、ＨＤＤ４３等の記憶装置に記憶させる。また、投影データ生成部５２は、投影データに対して散乱線の除去処理を行なってもよい。散乱線の除去処理とは、Ｘ線曝射範囲内の投影データの値に基づいて散乱線の除去を行なうものであり、散乱線補正を行なう対象の投影データ又はその隣接投影データの値の大きさから推定された散乱線を、対象となる投影データから減じて散乱線補正を行なう。

ボリューム生成部５３は、投影データ生成部５２（又は記憶装置）から入力される投影データを基に、ｚ軸方向に直交する複数断面の断面データを生成し、複数断面の断面データを基にボリュームデータを生成する機能を有する。なお、患者Ｏには造影剤が注入されるため、ボリュームデータは造影データとなる。また、心電同期撮影であるため、心筋の収縮又は拡張期において心筋各部の同一期における心筋造影のボリュームデータが得られる。

左心室領域抽出部５４は、ボリューム生成部５３によって生成されたボリュームデータから、ボリュームデータ部分としての心臓の左心室領域を抽出する機能を有する。なお、本実施形態では、ボリュームデータ部分としての心臓の左心室領域を抽出する場合について説明するが、その場合に限定されるものではない。例えば、ボリュームデータ部分としての心臓の右心室領域を抽出する場合であってもよい。

心筋・心室領域抽出部５５は、左心室領域抽出部５４によって抽出された心臓の左心室領域を基に複数断面の断面データを生成する際、左心室領域全体のうち、少なくとも心基部（ｂａｓｅ）から心尖部（ａｐｅｘ）の中点までの部分については複数の短軸断面（長軸垂直断面）の断面データをそれぞれ生成する機能と、生成された複数の短軸断面の断面データの一部分としての心筋領域及び心室領域を短軸断面毎にそれぞれ抽出する機能を有する。心筋・心室領域抽出部５５は、心尖部の中点から心尖までの部分については、心基部から心尖部の中点までの部分と同様に短軸断面の断面データを生成したり（図３に図示）、心基部から心尖部の中点までの部分と異なり心筋部分の曲率に合わせて変化する断面の断面データを生成したりする。なお、以下、心筋・心室領域抽出部５５が、左心室領域全体について短軸断面の断面データを生成する場合について説明する。

図３は、左心室領域全体における短軸断面の断面データの生成の概念を示す図である。

図３の左側は、左心室領域抽出部５４によって抽出される心臓の左心室領域と、心筋・心室領域抽出部５５によって生成される複数の短軸断面Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３とを示す。図３の右側は、同左側の短軸断面Ｐ１の断面データと、短軸断面Ｐ２の断面データと、短軸断面Ｐ３の断面データとを示す。図３の右側に示す各短軸断面の断面データ間では、心筋領域及び心室領域の大きさが異なっている。心筋・心室領域抽出部５５は、図３の右側の断面データを基に、心筋領域及び心室領域をそれぞれ抽出する。

図２に示す解析処理部５６は、心筋・心室領域抽出部５５によって抽出された、各断面の断面データの心筋領域のＣＴ値（画素値）及び心室領域のＣＴ値を用いて心筋パフュージョン解析処理を行なって、パフュージョン値によって構成されるパフュージョン断面データを短軸断面毎にそれぞれ生成する機能を有する。

同値領域設定部５７は、解析処理部５６によって生成された複数の短軸断面のパフュージョン断面データを、長軸中心から放射状に複数の同値領域にそれぞれ分割することで、短軸断面毎に複数の同値領域を設定する機能を有する。

補正処理部５８は、同値領域設定部５７によって設定された同値領域内の各パフュージョン値を、同値領域内の低い血流量に相当するパフュージョン値に統一するように補正することで、同値領域毎に補正されたパフュージョン値を有する補正パフュージョン断面データを生成する機能を有する。補正処理部５８は、同値領域内の各パフュージョン値を、同値領域の心筋領域内の内側（長軸中心に近い側）のパフュージョン値（最も内側のパフュージョン値や、同値領域の心筋領域内であって、心筋内側から所定距離内のパフュージョン値の平均値等）に補正したり、同値領域の心筋領域内の最小のパフュージョン値に補正したりする。

図４は、パフュージョン断面データに基づく、補正パフュージョン断面データの生成の概念を示す図である。

図４に示す短軸断面Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のパフュージョン断面データは、複数、例えば３２個の同値領域にそれぞれ分けられる。また、短軸断面Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のパフュージョン断面データの３２個の同値領域内のパフュージョン値が、心筋領域内側のパフュージョン値にそれぞれ補正されることで、図４の右側に示すように、補正パフュージョン断面データが生成される。

図２に示す補正パフュージョンボリューム生成部５９は、補正処理部５８によって短軸断面毎に生成された補正パフュージョン断面データを基に、補正パフュージョンボリュームデータを生成する機能を有する。すなわち、補正パフュージョンボリューム生成部５９は、図４の右側に示す補正パフュージョン断面データに基づいて、補正パフュージョンボリュームデータを生成する。一方、従来技術では、図４の左側に示すパフュージョン断面データに基づいて、パフュージョンボリュームデータを生成していた。補正パフュージョンボリュームデータの一例を図５に示す。

合成処理部６０は、ボリューム生成部５３によって生成されたオリジナルのボリュームデータと、補正パフュージョンボリューム生成部５９によって生成された補正パフュージョンボリュームデータとを位置合わせして合成（ｆｕｓｉｏｎ）して、合成ボリュームデータを生成する機能を有する。

表示処理部６１は、合成処理部６０によって合成された合成ボリュームデータをボリュームレンダリング処理して、３次元画像データを生成する機能を有する。表示処理部６１によって生成された３次元画像データは、表示装置４５に表示される。表示装置４５に表示される３次元画像データの一例を図６に示す。

続いて、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１の動作を、図７に示すフローチャートを用いて説明する。

Ｘ線ＣＴ装置１は、スキャナ装置１１のコントローラ３３を制御して、患者Ｏに造影剤を持続的に注入させながら、患者Ｏの心臓を心電同期スキャンしてビュー毎に生データを収集する（ステップＳＴ１）。Ｘ線ＣＴ装置１は、スキャナ装置１１のＤＡＳ２４から入力された生データに対して対数変換処理や、感度補正等の補正処理を行なって投影データを生成する（ステップＳＴ２）。Ｘ線ＣＴ装置１は、ステップＳＴ２によって生成された投影データを基に、ｚ軸方向に直交する複数断面の断面データを生成し、複数断面の断面データを基にボリュームデータを生成する（ステップＳＴ３）。

Ｘ線ＣＴ装置１は、ボリューム生成部５３によって生成されたボリュームデータから、ボリュームデータ部分としての心臓の左心室領域を抽出する（ステップＳＴ４）。Ｘ線ＣＴ装置１は、ステップＳＴ４によって抽出された抽出された心臓の左心室領域を基に複数断面の断面データを生成する際、左心室領域全体のうち、少なくとも心基部から心尖部の中点までの部分については複数の短軸断面の断面データをそれぞれ生成する機能と、生成された複数の短軸断面の断面データの一部分としての心筋領域及び心室領域を短軸断面毎にそれぞれ抽出する（ステップＳＴ５）。

Ｘ線ＣＴ装置１は、ステップＳＴ５によって抽出された、各断面の断面データの心筋領域のＣＴ値及び心室領域のＣＴ値を用いて心筋パフュージョン解析処理を行なって、パフュージョン値によって構成されるパフュージョン断面データを短軸断面毎にそれぞれ生成する（ステップＳＴ６）。

Ｘ線ＣＴ装置１は、ステップＳＴ６によって生成された複数の短軸断面のパフュージョン断面データを、長軸中心から放射状に複数の同値領域にそれぞれ分割することで、短軸断面毎に複数の同値領域を設定する（ステップＳＴ７）。Ｘ線ＣＴ装置１は、ステップＳＴ７によって設定された同値領域内の各パフュージョン値を、同値領域内の低い血流量に相当するパフュージョン値に統一するように補正することで、同値領域毎に補正されたパフュージョン値を有する補正パフュージョン断面データを生成する（ステップＳＴ８）。

Ｘ線ＣＴ装置１は、ステップＳＴ８によって短軸断面毎に生成された補正パフュージョン断面データを基に、補正パフュージョンボリュームデータを生成する（ステップＳＴ９）。Ｘ線ＣＴ装置１は、ステップＳＴ３によって生成されたオリジナルのボリュームデータと、ステップＳＴ９によって生成された補正パフュージョンボリュームデータとを位置合わせして合成して、合成ボリュームデータを生成する（ステップＳＴ１０）。Ｘ線ＣＴ装置１は、ステップＳＴ１０によって合成された合成ボリュームデータをボリュームレンダリング処理して、３次元画像データを生成して表示装置４５に表示する（ステップＳＴ１１）。

本実施形態のＸ線ＣＴ装置１によると、オリジナルのボリュームデータと補正パフュージョンボリュームデータとを合成した合成ボリュームデータを３次元表示すると、操作者は、補正パフュージョンボリュームデータの透明度を変化させる表示制御を行なうことなく、内側の虚血しているパフュージョンデータが観察できる。

なお、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。例えば、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１の画像処理装置１２は、ＭＲＩ（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ）装置に備えることもでき、その場合、ＭＲＩ装置によって生成されたオリジナルデータを基に、パフュージョンデータを生成する。

１ Ｘ線ＣＴ装置
１１ スキャナ装置
１２ 画像処理装置
２１ Ｘ線管
２３ Ｘ線検出器
２４ ＤＡＳ
３３ コントローラ
４１ ＣＰＵ
４３ ＨＤＤ
４４ 入力装置
４５ 表示装置
５１ スキャン制御部
５２ 投影データ生成部
５３ ボリューム生成部
５４ 左心室領域抽出部
５５ 心筋・心室領域抽出部
５６ 解析処理部
５７ 同値領域設定部
５８ 補正処理部
５９ 補正パフュージョンボリューム生成部
６０ 合成処理部
６１ 表示処理部

Claims (8)

1. 心臓のボリュームデータを記憶する記憶手段と、
   前記ボリュームデータの一部分としての心筋領域及び心室領域を抽出する心筋・心室抽出手段と、
   前記ボリュームデータの心筋領域の画素値及び心室領域の画素値を用いて心筋パフュージョン解析処理を行なって、パフュージョン値によって構成されるパフュージョンボリュームデータを生成する解析処理手段と、
   前記パフュージョンボリュームデータを、長軸中心から放射状に複数の同値領域にそれぞれ分割することで、複数の同値領域を設定する同値領域設定手段と、
   前記同値領域内の各パフュージョン値を、前記同値領域内の低い血流量に相当するパフュージョン値に統一するように補正することで、前記同値領域毎に補正されたパフュージョン値を有する補正パフュージョンボリュームデータを生成する補正処理手段と、
   前記記憶されたボリュームデータと、前記補正パフュージョンボリュームデータとを位置合わせして合成して、合成ボリュームデータを生成する合成処理手段と、
   前記合成ボリュームデータをレンダリング処理して３次元画像データを生成して、表示手段に表示させる表示処理手段と、
   を有することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記心筋・心室抽出手段は、前記ボリュームデータを基に、前記心筋領域及び前記心室領域を含む領域全体について複数の短軸断面の断面データを生成し、
   前記解析処理手段は、前記短軸断面毎に前記心筋パフュージョン解析処理を行なって、前記パフュージョン値によって構成されるパフュージョン断面データを短軸断面毎にそれぞれ生成し、
   前記同値領域設定手段は、前記パフュージョン断面データを前記複数の同値領域にそれぞれ分割することで、前記複数の同値領域を前記短軸断面毎にそれぞれ設定することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記心筋・心室抽出手段は、前記ボリュームデータを基に、前記心筋領域及び前記心室領域を含む領域全体のうち、心基部から心尖部の中点までの部分については複数の短軸断面の断面データを生成し、前記心尖部の中点から心尖までの部分については前記心筋部分の曲率に合わせて変化する断面の断面データを生成し、
   前記解析処理手段は、前記断面毎に前記心筋パフュージョン解析処理を行なって、前記パフュージョン値によって構成されるパフュージョン断面データを断面毎にそれぞれ生成し、
   前記同値領域設定手段は、前記パフュージョン断面データを前記複数の同値領域にそれぞれ分割することで、前記複数の同値領域を前記断面毎にそれぞれ設定することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
4. 前記補正処理手段は、前記同値領域内の各パフュージョン値を、前記同値領域の心筋領域内の内側のパフュージョン値に補正することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の画像処理装置。
5. 前記補正処理手段は、前記同値領域内の各パフュージョン値を、前記同値領域の心筋領域内の最も内側のパフュージョン値に補正することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
6. 前記補正処理手段は、前記同値領域内の各パフュージョン値を、前記同値領域の心筋領域内であって、心筋内側から所定距離内のパフュージョン値の平均値に補正することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
7. 前記補正処理手段は、前記同値領域内の各パフュージョン値を、前記同値領域内の最小のパフュージョン値に補正することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の画像処理装置。
8. 被検体に向けてＸ線を照射するＸ線照射手段と、
   前記Ｘ線を検出するＸ線検出手段と、
   前記Ｘ線照射手段及び前記Ｘ線検出手段を用いたスキャンに基づく心臓のボリュームデータを記憶する記憶手段と、
   前記ボリュームデータの一部分としての心筋領域及び心室領域を抽出する心筋・心室抽出手段と、
   前記ボリュームデータの心筋領域の画素値及び心室領域の画素値を用いて心筋パフュージョン解析処理を行なって、パフュージョン値によって構成されるパフュージョンボリュームデータを生成する解析処理手段と、
   前記パフュージョンボリュームデータを、長軸中心から放射状に複数の同値領域にそれぞれ分割することで、複数の同値領域を設定する同値領域設定手段と、
   前記同値領域内の各パフュージョン値を、前記同値領域内の低い血流量に相当するパフュージョン値に統一するように補正することで、前記同値領域毎に補正されたパフュージョン値を有する補正パフュージョンボリュームデータを生成する補正処理手段と、
   前記記憶されたボリュームデータと、前記補正パフュージョンボリュームデータとを位置合わせして合成して、合成ボリュームデータを生成する合成処理手段と、
   前記合成ボリュームデータをレンダリング処理して３次元画像データを生成して、表示手段に表示させる表示処理手段と、
   を有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。