JP2014094229A - Medical image analyzer, and medical image capturing apparatus - Google Patents
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Images
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Abstract
Description
この発明の実施形態は医用画像解析装置及び医用画像撮影装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a medical image analysis apparatus and a medical image photographing apparatus.
X線CT(Computed Tomography)装置やMRI(Magnetic resonance Imaging)装置等の医用画像撮影装置にて、造影剤が投与された被検体の時系列画像を撮影し、その画像を解析して組織の血流動態に関する情報を得ることが行われている。これはパフュージョン解析と呼ばれ、画像中の画素の値から、その画素に対応する組織における造影剤の濃度を得ることができることを利用したものである。 A time series image of a subject to which a contrast medium has been administered is taken with a medical image taking apparatus such as an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus or an MRI (Magnetic Resonance Imaging) apparatus, and the image is analyzed to analyze tissue blood. Information on flow dynamics is being obtained. This is called perfusion analysis and utilizes the fact that the concentration of the contrast agent in the tissue corresponding to the pixel can be obtained from the value of the pixel in the image.
一般的なパフュージョン解析では、デコンボリューション法が採用されている。デコンボリューション法とは、組織の直近の動脈における時間濃度曲線を入力関数として、組織の時間濃度曲線とのデコンボリューション(逆畳み込み積分)を行い、組織のインパルス応答関数を求め、このインパルス応答関数から組織の血流動態を表す血流量、平均通過時間、血液量等を算出するものである。なお、時間濃度曲線とは、測定された造影剤の濃度の推移情報をグラフ化したものである。本明細書において、推移情報とは造影剤の濃度の推移を示すものとする。 In general perfusion analysis, a deconvolution method is employed. The deconvolution method uses the time concentration curve in the nearest artery of the tissue as an input function, performs deconvolution (deconvolution integration) with the tissue time concentration curve, obtains the tissue impulse response function, and from this impulse response function The blood flow volume, the average transit time, the blood volume, etc. representing the blood flow dynamics of the tissue are calculated. The time density curve is a graph of transition information of the measured contrast agent concentration. In the present specification, the transition information indicates the transition of the contrast agent concentration.
動脈から組織に血液が移動するには時間が必要なので、動脈よりも組織の方が造影のタイミングが遅くなる。この遅延時間は組織の位置によって異なる。デコンボリューション法に動脈の推移情報をそのまま用いると、遅延時間の影響により誤差が生じる。この誤差は組織の位置によって異なる。好適な解析を行うためにはこの遅延時間を補正し、誤差を低減する必要がある。 Since time is required for blood to move from the artery to the tissue, the contrast timing of the tissue is slower than that of the artery. This delay time depends on the position of the tissue. If the arterial transition information is used as it is in the deconvolution method, an error occurs due to the influence of the delay time. This error depends on the position of the tissue. In order to perform a suitable analysis, it is necessary to correct this delay time and reduce the error.
この遅延時間補正のため、SVD(Singular Value Deconposition)法及びblock circulant SVD法が提案されている。この方法は、組織の時間濃度曲線の立ち上がり時間から遅延時間を決定し、その遅延時間を用いて動脈の時間濃度曲線又は組織の時間濃度曲線を時間軸方向にずらすことで遅延時間の影響を低減するものである。 For this delay time correction, an SVD (Single Value Deposition) method and a block circuit SVD method have been proposed. This method determines the delay time from the rise time of the tissue time concentration curve, and uses the delay time to shift the time concentration curve of the artery or the tissue time concentration curve in the time axis direction to reduce the influence of the delay time. To do.
また、インパルス応答関数を数式R(t)=a・exp{−(t−t0)/b}で表せると仮定してモデルフィッティングを行う方法が提案されている。ここで、a,bはモデルパラメータ、t0は遅延時間である。この方法は遅延時間をモデルに組み込むことによって、遅延時間及びモデルパラメータを決定することによって、遅延時間を補正するものである。 Further, a method of performing model fitting on the assumption that the impulse response function can be expressed by the equation R (t) = a · exp {− (t−t 0 ) / b} has been proposed. Here, a, b are model parameters, t 0 is the delay time. This method corrects the delay time by incorporating the delay time into the model and determining the delay time and model parameters.
しかしながら、一般的な組織の時間濃度曲線は、立ち上がりが緩やかであるので、SVD法及びblock circulant SVD法では、立ち上がり時間の測定が困難である。また、組織の時間濃度曲線にはノイズが多く含まれるので、ノイズを立ち上がり時間と認識して誤った遅延時間が求められ、好適な解析精度が得られないという問題があった。 However, since the rise time of a general tissue time density curve is slow, it is difficult to measure the rise time by the SVD method and the block circuit SVD method. In addition, since the tissue time density curve contains a lot of noise, there is a problem that an erroneous delay time is obtained by recognizing the noise as a rise time, and a suitable analysis accuracy cannot be obtained.
また、遅延時間をモデルに組み込み、モデルフィッティングを行う方法には、一度に決定するパラメータが多いので、好適な解析精度が得られないという問題があった。 In addition, the method of incorporating the delay time into the model and performing model fitting has a problem that a suitable analysis accuracy cannot be obtained because many parameters are determined at a time.
この発明が解決しようとする課題は、遅延時間の影響を低減し、好適な精度のパフュージョン解析を行うことが可能な医用画像解析装置及び医用画像撮影装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a medical image analysis apparatus and a medical image photographing apparatus capable of reducing the influence of delay time and performing perfusion analysis with suitable accuracy.
実施形態に係る医用画像解析装置は、生体組織の時系列画像から得られる情報にモデルフィッティングを適用して生体組織の血流動態を求める。医用画像解析装置は、血液流入領域設定部と、血液流入推移情報取得部と、第2の灌流パラメータ算出部と、生体組織推移情報取得部と、第1の灌流パラメータ算出部と、遅延時間算出部と、画像生成部と、表示部とを有する。血液流入領域設定部は、時系列画像中の所定の血液流入領域を設定する。血液流入推移情報取得部は、血液流入領域における画素値の時系列変化を示す血液流入推移情報を取得する。生体組織推移情報取得部は、生体組織における画素値の時系列変化を示す生体組織推移情報を取得する。第1の灌流パラメータ算出部は、血液流入推移情報及び生体組織推移情報に基づいて第1のモデルフィッティングを行うことにより、生体組織における血流動態を示す第1の灌流パラメータを算出する。遅延時間算出部は、血液流入推移情報、生体組織推移情報及び第1の灌流パラメータに基づいて、血液流入領域を通過した血液が時系列画像の各画素に対応する位置に到達するまでの時間を示す遅延時間を算出する。第2の灌流パラメータ算出部は、血液流入推移情報、生体組織推移情報及び遅延時間に基づいて、第2のモデルフィッティングを行うことにより、各画素についての第2の灌流パラメータを算出する。画像生成部は、第2の灌流パラメータに基づいて血流動態画像を生成する。表示部は、血流動態画像を表示する。 The medical image analysis apparatus according to the embodiment obtains blood flow dynamics of a biological tissue by applying model fitting to information obtained from a time series image of the biological tissue. The medical image analysis apparatus includes a blood inflow region setting unit, a blood inflow transition information acquisition unit, a second perfusion parameter calculation unit, a biological tissue transition information acquisition unit, a first perfusion parameter calculation unit, and a delay time calculation. Part, an image generation part, and a display part. The blood inflow region setting unit sets a predetermined blood inflow region in the time series image. The blood inflow transition information acquisition unit acquires blood inflow transition information indicating time-series changes in pixel values in the blood inflow region. The biological tissue transition information acquisition unit acquires biological tissue transition information indicating time-series changes in pixel values in the biological tissue. The first perfusion parameter calculation unit calculates a first perfusion parameter indicating blood flow dynamics in the biological tissue by performing a first model fitting based on the blood inflow transition information and the biological tissue transition information. Based on the blood inflow transition information, the biological tissue transition information, and the first perfusion parameter, the delay time calculation unit calculates a time until the blood that has passed through the blood inflow region reaches a position corresponding to each pixel of the time-series image. The delay time shown is calculated. The second perfusion parameter calculation unit calculates the second perfusion parameter for each pixel by performing the second model fitting based on the blood inflow transition information, the biological tissue transition information, and the delay time. The image generation unit generates a blood flow dynamic image based on the second perfusion parameter. The display unit displays a blood flow dynamic image.
また、実施形態に係る医用画像撮影装置は、生体組織の時系列画像から得られる情報にモデルフィッティングを適用して生体組織の血流動態を求める。医用画像撮影装置は、撮影部と、記憶部と、血液流入領域設定部と、血液流入推移情報取得部と、生体組織推移情報取得部と、第1の灌流パラメータ算出部と、遅延時間算出部と、第2の灌流パラメータ算出部と、画像生成部と、表示部とを有する。撮影部は、生体組織の時系列画像を撮影する。記憶部は、時系列画像を記憶する。血液流入領域設定部は、時系列画像中の所定の血液流入領域を設定する。血液流入推移情報取得部は、血液流入領域における画素値の時系列変化を示す血液流入推移情報を取得する。生体組織推移情報取得部は、生体組織における画素値の時系列変化を示す生体組織推移情報を取得する。第1の灌流パラメータ算出部は、血液流入推移情報及び生体組織推移情報に基づいて第1のモデルフィッティングを行うことにより、生体組織における血流動態を示す第1の灌流パラメータを算出する。遅延時間算出部は、血液流入推移情報、生体組織推移情報及び第1の灌流パラメータに基づいて、血液流入領域を通過した血液が時系列画像の各画素に対応する位置に到達するまでの時間を示す遅延時間を算出する。第2の灌流パラメータ算出部は、血液流入推移情報、生体組織推移情報及び遅延時間に基づいて、第2のモデルフィッティングを行うことにより、各画素についての第2の灌流パラメータを算出する。画像生成部は、第2の灌流パラメータに基づいて血流動態画像を生成する。表示部は、血流動態画像を表示する。 In addition, the medical imaging apparatus according to the embodiment obtains blood flow dynamics of the biological tissue by applying model fitting to information obtained from the time series image of the biological tissue. The medical imaging apparatus includes an imaging unit, a storage unit, a blood inflow region setting unit, a blood inflow transition information acquisition unit, a biological tissue transition information acquisition unit, a first perfusion parameter calculation unit, and a delay time calculation unit. And a second perfusion parameter calculation unit, an image generation unit, and a display unit. The imaging unit captures time-series images of living tissue. The storage unit stores time series images. The blood inflow region setting unit sets a predetermined blood inflow region in the time series image. The blood inflow transition information acquisition unit acquires blood inflow transition information indicating time-series changes in pixel values in the blood inflow region. The biological tissue transition information acquisition unit acquires biological tissue transition information indicating time-series changes in pixel values in the biological tissue. The first perfusion parameter calculation unit calculates a first perfusion parameter indicating blood flow dynamics in the biological tissue by performing a first model fitting based on the blood inflow transition information and the biological tissue transition information. Based on the blood inflow transition information, the biological tissue transition information, and the first perfusion parameter, the delay time calculation unit calculates a time until the blood that has passed through the blood inflow region reaches a position corresponding to each pixel of the time-series image. The delay time shown is calculated. The second perfusion parameter calculation unit calculates the second perfusion parameter for each pixel by performing the second model fitting based on the blood inflow transition information, the biological tissue transition information, and the delay time. The image generation unit generates a blood flow dynamic image based on the second perfusion parameter. The display unit displays a blood flow dynamic image.
〈医用画像解析装置の実施形態〉
実施形態に係る医用画像解析装置について図面を参照しながら説明する。
<Embodiment of Medical Image Analysis Device>
A medical image analysis apparatus according to an embodiment will be described with reference to the drawings.
[構成]
図1を参照して、実施形態に係る医用画像解析装置1の構成例を説明する。
[Constitution]
A configuration example of a medical
医用画像解析装置1は、生体組織の時系列画像から得られる情報にモデルフィッティングを適用して生体組織の血流動態を求める。医用画像解析装置1は、血液流入領域設定部10と、血液流入推移情報取得部20と、生体組織推移情報取得部30と、第1の灌流パラメータ算出部40と、遅延時間算出部50と、第2の灌流パラメータ算出部60と、画像生成部70と、表示部80と、制御部90とを含んで構成される。
The medical
なお、生体組織の時系列画像とは、所定の時間間隔で取得された生体組織の複数の静止画像(フレーム)を時系列的に関連付けた画像である。生体組織の時系列画像は医用画像解析装置1の内部又は外部に存在する記憶部2に記憶されているものとする。時系列画像が外部の記憶部2に記憶されている場合、医用画像解析装置1は一般的な通信手段を介して記憶部2から情報を得る。
A time-series image of a living tissue is an image in which a plurality of still images (frames) of a living tissue acquired at predetermined time intervals are associated in time series. It is assumed that the time-series image of the living tissue is stored in the
(血液流入領域設定部)
血液流入領域設定部10は、時系列画像中の所定の血液流入領域を各フレームについて設定する。血液流入領域とは、対象となる生体組織に対して血液を供給する経路である動脈に相当する時系列画像中の領域である。例えば、生体組織が脳である場合は脳動脈に相当する時系列画像中の領域が血液流入領域であり、また、生体組織が肝臓である場合は肝動脈及び門脈に相当する時系列画像中の領域が血液流入領域である。このように、血液流入領域設定部10は生体組織に対応する1以上の血液流入領域を設定する。この設定は、ユーザが或るフレームを目視しながら一般的なユーザインターフェースを介して血液流入領域を指定し、血液流入領域設定部10は、その指定に基づいて血液流入領域を設定することができる。また、血液流入領域設定部10が臨床的な統計データを参照して自動的に血液流入領域設を設定してもよい。
(Blood inflow area setting part)
The blood inflow
(血液流入推移情報取得部)
血液流入推移情報取得部20は、血液流入領域設定部10により設定された血液流入領域における画素値の時系列変化を示す血液流入推移情報を取得する。つまり、血液流入推移情報取得部20は、血液流入領域に対応する実空間上の位置における造影剤の濃度の推移情報を取得する。この処理の例として、血液流入推移情報取得部20は、各フレームにおける血液流入領域に含まれた画素値の平均値を算出し、その平均値が時系列的に変化した推移情報を取得する。
(Blood inflow transition information acquisition unit)
The blood inflow transition
(生体組織推移情報取得部)
生体組織推移情報取得部30は、生体組織における画素値の時系列変化を示す生体組織推移情報を取得する。生体組織推移情報取得部30は、複数フレーム間の画素を対応付けし、各画素の画素値が時系列的に変化した推移情報を取得する。つまり、生体組織における造影剤の濃度の推移情報を取得する。
(Biological tissue transition information acquisition unit)
The biological tissue transition
(第1の灌流パラメータ算出部)
以下の説明において、灌流とは、生体組織における血管(例えば毛細血管)内の血流を意味する。第1の灌流パラメータ算出部40は、血液流入推移情報及び生体組織推移情報に基づいて第1のモデルフィッティングを行うことにより、生体組織における血流動態を示す第1の灌流パラメータを算出する。この算出処理の具体例として、肝臓に対する第1のモデルフィッティングにおいて、次のモデル式を用いる場合を説明する。上述したように、肝臓に対して血液を供給する経路は2つ存在する。2つの経路とは肝動脈及び門脈である。
(First perfusion parameter calculation unit)
In the following description, perfusion means blood flow in blood vessels (for example, capillaries) in living tissue. The 1st perfusion
第1のモデルフィッティングは時系列画像の各画素に対して行われる。[数1]におけるモデルパラメータは、生体組織の全血流量f、生体組織の全血流量fのうち動脈からの血流の占める割合α、インパルス応答関数の時間スケールパラメータθ及びインパルス応答関数の形状パラメータnkの4つである。ここで、形状パラメータnkに所定の暫定値を代入すると、モデルパラメータは全血流量f、割合α及び時間スケールパラメータθの3つとなる。そして、第1の灌流パラメータ算出部40は第1のモデルフィッティングによってこれら3つのモデルパラメータを決定する。第1のモデルフィッティングは、遅延時間が組み込まれないモデル[数1]に基づいて生体組織推移情報にデコンボリューション法を適用したモデルフィッティングである。
The first model fitting is performed for each pixel of the time series image. The model parameters in [Formula 1] are the total blood flow f of the living tissue, the ratio α of the blood flow from the artery to the total blood flow f of the living tissue, the time scale parameter θ of the impulse response function, and the shape of the impulse response function. There are four parameters nk. Here, if a predetermined provisional value is substituted into the shape parameter nk, the model parameters are three, that is, the total blood flow f, the ratio α, and the time scale parameter θ. Then, the first perfusion
第1の灌流パラメータ算出部40は決定したモデルパラメータを用いて第1の灌流パラメータを算出する。この算出は時系列画像の各画素について行われる。第1の灌流パラメータは、血流量、平均通過時間及び分布容積のうちの少なくともいずれか1つを含む。血流量とは単位時間当たりに所定の領域を通過する血液の体積のことである。平均通過時間とは血液が所定の領域を通過するのに要する平均時間のことである。分布容積とは造影剤が浸透・分布する領域の等価容積のことである。血流量を算出する場合、次式によって動脈からの血流量fa及び門脈からの血流量fpを算出する。
The first perfusion
(遅延時間算出部)
遅延時間算出部50は、血液流入推移情報、生体組織推移情報及び第1の灌流パラメータに基づいて、血液流入領域を通過した血液が時系列画像の各画素に対応する位置に到達するまでの時間を示す遅延時間を算出する。この処理の例として、遅延時間算出部50は、まず、血液流入推移情報、生体組織推移情報及び第1の灌流パラメータに基づいて、各画素における遅延近似値Siを算出する。遅延近似値Siは遅延時間Tiの近似値である。ここで、iは全画素数Nのうちのi番目に相当する画素であることを示す。つまり、遅延近似値Siはi番目の画素における遅延時間Tiの近似値である。
(Delay time calculation unit)
The delay
図2を参照して、遅延近似値Siの算出について説明する。図2は、血液流入推移情報をグラフ化した血液流入時間濃度曲線C0と、或る画素における生体組織推移情報をグラフ化した生体組織時間濃度曲線Ciとを示すものである。図2の横軸は時間、縦軸は造影濃度を示す。 The calculation of the delay approximate value Si will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a blood inflow time concentration curve C0 that graphs blood inflow transition information and a biological tissue time concentration curve Ci that graphs biological tissue transition information in a certain pixel. In FIG. 2, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents contrast density.
遅延時間算出部50は、血液流入時間濃度曲線C0が最大になった時刻tmと、生体組織時間濃度曲線Ciにおける造影濃度の最大値d1と、生体組織時間濃度曲線Ciが所定の濃度d2(<d1)を超えた時刻tiとを求める。濃度d2は、例えば最大値d1に0.2を乗じた値等を用いてよい。また、遅延時間算出部50は、血液流入領域の造影開始時刻t0から時刻tmまでの時間T0と、造影開始時刻t0から時刻tiまでの時間T1とを求める。遅延時間算出部50は、時間T1から時間T0を引き算して遅延近似値Siを求める。時間軸において時刻ti<時刻tmである場合、遅延近似値Siが負の値となる。この場合、遅延近似値Siは0とする。ユーザは、時刻tm<時刻tiとなるように濃度d2を適宜設定してよい。
The delay
遅延時間算出部50は、第1の灌流パラメータと遅延時間とが負の相関関係であることに基づいて、遅延近似値Siを使用して遅延時間Tiを算出する。第1の灌流パラメータとして血流量faを用いた場合の遅延時間の算出について説明する。
The delay
動脈からの血流量faが大きくなるほど、生体組織に血液が移動する時間、つまり遅延時間Tiは小さくなると考えることができる。平均通過時間Tm及び分布容積Vdにおいても同様に正または負の相間がある。この相関関係は例えば次式のように表すことができる。 It can be considered that as the blood flow amount fa from the artery increases, the time during which blood moves to the living tissue, that is, the delay time Ti decreases. Similarly, there is a positive or negative phase in the average transit time Tm and the distribution volume Vd. This correlation can be expressed as the following equation, for example.
安定化定数gとしては、計算を安定化するために0より大きい任意の値が用いられる。第1のモデルフィッティングでは遅延時間Tiの影響が考慮されていないので、血流量faiが0又は非常に小さな値になる場合がある。この場合、遅延時間Tiは無限大又は非常に大きな値になる。このことは計算を不安定にさせるので、安定化定数gによって計算を安定化する。 As the stabilization constant g, an arbitrary value larger than 0 is used in order to stabilize the calculation. Since the influence of the delay time Ti is not considered in the first model fitting, the blood flow rate fai may be 0 or a very small value. In this case, the delay time Ti is infinite or very large. Since this makes the calculation unstable, the calculation is stabilized by the stabilization constant g.
上述したように、遅延近似値Siは遅延時間Tiの近似値であるから、遅延近似値Siと定数qとの関係を次式のように表すことができる。 As described above, since the delay approximate value Si is an approximate value of the delay time Ti, the relationship between the delay approximate value Si and the constant q can be expressed by the following equation.
血流量fai、遅延近似値Si及び安定化定数gは既知なので、この式によって定数qを求めることができる。そして次式を用いて遅延時間Tiを求める。 Since the blood flow rate fai, the delay approximation value Si, and the stabilization constant g are known, the constant q can be obtained from this equation. And the delay time Ti is calculated | required using following Formula.
(第2の灌流パラメータ算出部)
第2の灌流パラメータ算出部60は、血液流入推移情報、生体組織推移情報及び遅延時間Tiに基づいて、第2のモデルフィッティングを行うことにより、各画素についての第2の灌流パラメータを算出する。第2のモデルフィッティングでは次式のモデルを用いることができる。
(Second perfusion parameter calculation unit)
The second perfusion
第2のモデルフィッティングは時系列画像の各画素に対して行われる。数6におけるモデルパラメータは、生体組織の全血流量f、生体組織の全血流量fのうち動脈からの血流の占める割合α、インパルス応答関数の時間スケールパラメータθ及びインパルス応答関数の形状パラメータnkである。第1のモデルフィッティングでは形状パラメータnkに暫定値を代入したが、第2のモデルフィッティングでは形状パラメータnkを変数としてよい。すなわち、第2のモデルフィッティングでは全血流量f、割合α、時間スケールパラメータθ及び形状パラメータnkを変数としてモデルフィッティングを行うことができる。第2のモデルフィッティングは、遅延時間Tiが組み込まれたモデル[数6]に基づいて生体組織推移情報にデコンボリューション法を適用したモデルフィッティングである。つまり、第2のモデルフィッティングは遅延時間Tiの影響を考慮したモデルである点において第1のモデルフィッティングとは異なる。 The second model fitting is performed for each pixel of the time-series image. The model parameters in Equation 6 are the total blood flow f of the living tissue, the ratio α of the blood flow from the artery to the total blood flow f of the living tissue, the time scale parameter θ of the impulse response function, and the shape parameter nk of the impulse response function. It is. In the first model fitting, a provisional value is substituted for the shape parameter nk. However, in the second model fitting, the shape parameter nk may be a variable. That is, in the second model fitting, the model fitting can be performed using the total blood flow f, the ratio α, the time scale parameter θ, and the shape parameter nk as variables. The second model fitting is a model fitting in which the deconvolution method is applied to the biological tissue transition information based on the model [Equation 6] in which the delay time Ti is incorporated. That is, the second model fitting is different from the first model fitting in that it is a model that takes into account the influence of the delay time Ti.
第2の灌流パラメータ算出部60は、第2のモデルフィッティングによって求められた全血流量f、割合α、時間スケールパラメータθ及び形状パラメータnkを用いて次式により、例えば動脈からの血流量fa、門脈からの血流量fp、平均通過時間Tm及び分布容積Vdの4種を各画素について算出する。
The second perfusion
(画像生成部)
画像生成部70は、第2の灌流パラメータに基づいて血流動態画像を生成する。画像生成部70はこれら第2の灌流パラメータの種別ごとに血流動態画像を生成する。画像生成部70は、各画素における第2の灌流パラメータの値に基づいて当該画素における画素値を決定することにより血流動態画像を生成する。
(Image generator)
The
(表示部、制御部)
表示部80は血流動態画像を表示する。表示部80はLCD(Liquid Crystal Display)等の表示デバイスによって構成される。制御部90は各部の動作を制御する。制御部90は、例えば処理部と記憶部を含んで構成される。処理部としては、たとえば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphic Processing Unit)、又はASIC(Application Specific Integrated Circuit)が用いられる。記憶部は、例えば、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、HDD(Hard Disc Drive)を含んで構成される。記憶部には、医用画像解析装置1の各部を制御するためのコンピュータプログラムが記憶されている。
(Display unit, control unit)
The
[動作]
図3のフローチャートを参照して、この実施形態に係る医用画像解析装置1の動作について説明する。
[Operation]
The operation of the medical
(S01:血液流入領域設定)
制御部90は、血液流入領域設定部10を制御して時系列画像中の所定の血液流入領域を設定させる。
(S01: Blood inflow area setting)
The
(S02:血液流入推移情報取得)
制御部90は、血液流入推移情報取得部20を制御して血液流入領域における画素値の時系列変化を示す血液流入推移情報を取得させる。
(S02: Acquire blood flow transition information)
The
(S03:生体組織推移情報取得)
制御部90は、生体組織推移情報取得部30を制御して生体組織における画素値の時系列変化を示す生体組織推移情報を取得させる。
(S03: Acquisition of biological tissue transition information)
The
(S04:第1の灌流パラメータ算出)
制御部90は、第1の灌流パラメータ算出部40を制御して、血液流入推移情報及び生体組織推移情報に基づく第1のモデルフィッティングを行わせ、生体組織における血流動態を示す第1の灌流パラメータを算出させる。
(S04: First perfusion parameter calculation)
The
(S05:遅延時間算出)
制御部90は、遅延時間算出部50を制御して、血液流入推移情報、生体組織推移情報及び第1の灌流パラメータに基づいて、各画素における遅延近似値Siを算出させる。さらに、制御部90は、遅延時間算出部50を制御して、第1の灌流パラメータと遅延時間とが負の相関関係であることと遅延近似値Siが遅延時間Tiの近似値であることとに基づいて、各画素における遅延時間Tiを算出させる。
(S05: Delay time calculation)
The
(S06:第2の灌流パラメータ算出)
制御部90は、第2の灌流パラメータ算出部60を制御して、血液流入推移情報、生体組織推移情報及び遅延時間Tiに基づく第2のモデルフィッティングを行わせ、各画素についての第2の灌流パラメータを算出させる。
(S06: Calculation of second perfusion parameter)
The
(S07:血流動態画像生成)
制御部90は、画像生成部70を制御して、第2の灌流パラメータに基づく血流動態画像を生成させる。
(S07: Blood flow dynamic image generation)
The
(S08:血流動態画像表示)
制御部90は、表示部80を制御して、血流動態画像を表示させる。以上、図3に示す動作を終了する。
(S08: Blood flow dynamic image display)
The
[作用・効果]
この実施形態に係る医用画像解析装置1の作用及び効果を説明する。
[Action / Effect]
The operation and effect of the medical
医用画像解析装置1は、生体組織の時系列画像から得られる情報にモデルフィッティングを適用して生体組織の血流動態を求める。医用画像解析装置1は、血液流入領域設定部10、血液流入推移情報取得部20、生体組織推移情報取得部30、第1の灌流パラメータ算出部40、遅延時間算出部50、第2の灌流パラメータ算出部60、画像生成部70及び表示部80を有する。血液流入領域設定部10は、時系列画像中の所定の血液流入領域を設定する。血液流入推移情報取得部20は、血液流入領域における画素値の時系列変化を示す血液流入推移情報を取得する。生体組織推移情報取得部30は、生体組織における画素値の時系列変化を示す生体組織推移情報を取得する。第1の灌流パラメータ算出部40は、血液流入推移情報及び生体組織推移情報に基づいて第1のモデルフィッティングを行うことにより、生体組織における血流動態を示す第1の灌流パラメータを算出する。遅延時間算出部50は、血液流入推移情報、生体組織推移情報及び第1の灌流パラメータに基づいて、血液流入領域を通過した血液が時系列画像の各画素に対応する位置に到達するまでの時間を示す遅延時間Tiを算出する。第2の灌流パラメータ算出部60は、血液流入推移情報、生体組織推移情報及び遅延時間Tiに基づいて、第2のモデルフィッティングを行うことにより、各画素についての第2の灌流パラメータを算出する。画像生成部70は第2の灌流パラメータに基づいて血流動態画像を生成する。表示部80は血流動態画像を表示する。このように、第1のモデルフィッティングに基づいて遅延時間Tiを求め、この遅延時間Tiを用いて第2のモデルフィッティングを行うことにより、遅延時間の影響を低減し、好適な精度のパフュージョン解析を行うことが可能となる。
The medical
また、第1の灌流パラメータは、血流量fa、平均通過時間Tm及び分布容積Vdの少なくともいずれか1つを含むことができる。それにより、さらに好適な精度のパフュージョン解析を行うことが可能な医用画像解析装置を提供することができる。 In addition, the first perfusion parameter can include at least one of the blood flow fa, the average transit time Tm, and the distribution volume Vd. Thereby, it is possible to provide a medical image analysis apparatus capable of performing perfusion analysis with more suitable accuracy.
また、遅延時間算出部50は、血液流入推移情報、生体組織推移情報及び第1の灌流パラメータに基づいて、各画素における遅延近似値Siを算出することができる。また、遅延時間算出部50は、第1の灌流パラメータと遅延時間Tiとが負の相関関係であることに基づいて、遅延近似値Siを使用して遅延時間Tiを算出することができる。この算出方法は、生体組織推移情報の立ち上がり時刻、つまり測定された推移情報のみに基づく算出方法ではなく、測定された推移情報と算出されたモデルパラメータの基づいた算出方法である。それにより、遅延時間算出部50は、生体組織情報に含まれたノイズに影響されずに遅延時間Tiを算出できる。従って、好適に遅延時間Tiの影響を低減してパフュージョン解析を行うことが可能な医用画像解析装置を提供することができる。
In addition, the delay
〈医用画像解析装置の第1の変形例〉
変形例に係る医用画像解析装置は、上述した実施形態に比べ、遅延時間算出部50、第2の灌流パラメータ算出部60及び画像生成部70の構成が異なり、さらに、比較部61を有する。他の構成は上述した実施形態と同様である。図4はこの変形例の機能ブロック図である。
<First Modification of Medical Image Analysis Device>
The medical image analysis apparatus according to the modified example is different in the configuration of the delay
[構成]
遅延時間算出部50は、第2の灌流パラメータを第1の灌流パラメータとして新たな遅延時間Tiを算出する。つまり、第2の灌流パラメータ算出部に算出された第2の灌流パラメータは第1の灌流パラメータとしてフィードバックされ、遅延時間算出部50は新たな遅延時間Tiを算出する。遅延時間算出部50は、上述した[数3]〜[数5]の式によって新たな遅延時間Tiを算出することができる。
[Constitution]
The delay
第2の灌流パラメータ算出部60は、新たな遅延時間Tiを用いて第2のモデルフィッティングを再度行うことにより、新たな第2の灌流パラメータを算出する。第2の灌流パラメータ算出部60は、上述した[数6]、[数7]のモデル及び式によって、第2のモデルフィッティングを行うことにより第2の灌流パラメータを算出する。
The second perfusion
比較部61は、新たな第2の灌流パラメータにより得られた生体組織における画素値の時系列変化を示す近似情報と生体組織推移情報との差分を求め、この差分と所定の閾値とを比較する。近似情報とは、新たな第2の灌流パラメータに含まれるモデルパラメータに基づいて算出された推移情報、つまり、[数6]にモデルパラメータを代入して得られた計算情報である。従って、近似情報は、時系列画像から取得された生体組織推移情報、つまり測定された情報とは異なる推移情報である。この算出された推移情報は、第2の灌流パラメータ算出部60が第2のモデルフィッティングを行ったときに求められる。第2のモデルパラメータは第2のモデルフィッティングによって求められるので、第2の灌流パラメータに基づき算出された推移情報と生体組織推移情報取得部30により取得された推移情報との間には差分が生じるのが一般的である。この差分は、最小2乗法等の一般的な方法によって求められる。比較部61は、この差分と所定の閾値とを比較する。閾値は予め設定されているものとする。他の比較方法としては、第2の灌流パラメータの前回実行時の値と最新の値との比較、あるいは繰り返し回数が所定の値に達したかを比較する構成も可能である。
The
画像生成部70は、差分が閾値以下のとき、新たな第2の灌流パラメータに基づいて血流動態画像生成する。
When the difference is equal to or smaller than the threshold, the
つまり、この変形例において、新たな遅延時間Tiと新たな第2の灌流パラメータとは、差分が閾値以下となるまで繰り返し算出される。この反復処理において、安定化定数gの値を減じていくことができる。安定化定数gは計算を安定化させるためのものであり、0に近い方が好適である。故に、繰り返しごとに安定化定数gを減じていくことにより、第2の灌流パラメータ算出部60はより好適な精度の第2の灌流パラメータを順次算出することができる。なお、この算出処理が所定の回数反復されたとき、又は、安定化定数gが所定値以下になったとき、画像生成部70が新たな第2の灌流パラメータに基づいて血流動態画像生成するように構成してもよい。
That is, in this modified example, the new delay time Ti and the new second perfusion parameter are repeatedly calculated until the difference becomes equal to or less than the threshold value. In this iterative process, the value of the stabilization constant g can be reduced. The stabilization constant g is for stabilizing the calculation, and is preferably close to 0. Therefore, by decreasing the stabilization constant g for each repetition, the second perfusion
[動作]
図5のフローチャートを参照して、この変形例に係る医用画像解析装置1の動作について説明する。
[Operation]
The operation of the medical
(S11:血液流入領域設定)
制御部90は、血液流入領域設定部10を制御して時系列画像中の所定の血液流入領域を設定させる。
(S11: Blood inflow region setting)
The
(S12:血液流入推移情報取得)
制御部90は、血液流入推移情報取得部20を制御して血液流入領域における画素値の時系列変化を示す血液流入推移情報を取得させる。
(S12: Acquire blood flow transition information)
The
(S13:生体組織推移情報取得)
制御部90は、生体組織推移情報取得部30を制御して生体組織における画素値の時系列変化を示す生体組織推移情報を取得させる。
(S13: Acquisition of biological tissue transition information)
The
(S14:第1の灌流パラメータ算出)
制御部90は、第1の灌流パラメータ算出部40を制御して、血液流入推移情報及び生体組織推移情報に基づく第1のモデルフィッティングを行わせ、生体組織における血流動態を示す第1の灌流パラメータを算出させる。
(S14: First perfusion parameter calculation)
The
(S15:遅延時間算出)
制御部90は、遅延時間算出部50を制御して、血液流入推移情報、生体組織推移情報及び第1の灌流パラメータに基づいて、各画素における遅延近似値Siを算出させる。さらに、制御部90は、遅延時間算出部50を制御して、第1の灌流パラメータと遅延時間とが負の相関関係であることと遅延近似値Siが遅延時間Tiの近似値であることとに基づいて、各画素における遅延時間Tiを算出させる。
(S15: Delay time calculation)
The
(S16:第2の灌流パラメータ算出)
制御部90は、第2の灌流パラメータ算出部60を制御して、血液流入推移情報、生体組織推移情報及び遅延時間Tiに基づく第2のモデルフィッティングを行わせ、各画素についての第2の灌流パラメータを算出させる。
(S16: Second perfusion parameter calculation)
The
(S17:差分と閾値との比較)
制御部90は、比較部61を制御して、第2の灌流パラメータにより得られた生体組織における画素値の時系列変化を示す近似情報と生体組織推移情報との差分を求めさせ、差分と所定の閾値とを比較させる。差分が閾値を超えたとき、制御部90は、遅延時間算出部50を制御し、第2の灌流パラメータを第1の灌流パラメータとして新たな遅延時間Tiを算出させる。
(S17: Comparison between difference and threshold)
The
(S18:血流動態画像生成)
差分が閾値以下のとき、制御部90は、画像生成部70を制御して、第2の灌流パラメータに基づく血流動態画像を生成させる。
(S18: Blood flow dynamic image generation)
When the difference is equal to or smaller than the threshold value, the
(S19:血流動態画像表示)
制御部90は、表示部80を制御して、血流動態画像を表示させる。以上、図5に示す動作を終了する。
(S19: Blood flow dynamic image display)
The
[作用・効果]
この変形例に係る医用画像解析装置1の作用及び効果を説明する。
[Action / Effect]
The operation and effect of the medical
遅延時間算出部50は、第2の灌流パラメータを第1の灌流パラメータとして新たな遅延時間Tiを算出し、第2の灌流パラメータ算出部60は、新たな遅延時間Tiを用いて新たに第2のモデルフィッティングを行うことにより、新たな第2の灌流パラメータを算出する。また、比較部61は、新たな第2の灌流パラメータに基づいて算出された推移情報と生体組織推移情報との差分を求め、差分と所定の閾値とを比較する。差分が閾値以下のとき、画像生成部70は新たな第2の灌流パラメータに基づいて血流動態画像を生成する。それにより、第2の灌流パラメータ算出部60は第2の灌流パラメータをその精度を上げながら反復して算出できる。従って、好適な精度のパフュージョン解析を行うことが可能な医用画像解析装置を提供することができる。
The delay
〈医用画像解析装置の第2の変形例〉
図6は、第2の変形例の構成を表す機能ブロック図である。この変形例に係る医用画像解析装置は、第1の変形例のような第1の灌流パラメータ算出部40と第2の灌流パラメータ算出部60との二つの構成要素ではなく、一つの灌流パラメータ算出部41により構成される。また、灌流パラメータ算出部41は、遅延時間算出部50を有する。他の構成は第1の変形例と同様である。灌流パラメータ算出部41によるモデルフィッティングでは、例えば次式のモデルを用いることができる。
<Second Modification of Medical Image Analysis Device>
FIG. 6 is a functional block diagram illustrating a configuration of the second modification. The medical image analysis apparatus according to this modification is not a single component of the first perfusion
[数8]は、[数6]の遅延時間Tiに[数3]を代入して得られたものである。灌流パラメータ算出部41は、[数8]に基いて、全血流量f、割合α、時間スケールパラメータθ及び形状パラメータnkを各画素に係る変数として、変数qを全画素共通の変数としてモデルフィッティングを行う。灌流パラメータ算出部41が有する遅延時間算出部50による処理は、[数8]における「q/(αf+g)」に係る処理に相当する。
[Equation 8] is obtained by substituting [Equation 3] into the delay time Ti of [Equation 6]. Based on [Equation 8], the perfusion
〈医用画像撮影装置の実施形態〉
実施形態に係る医用画像撮影装置について図面を参照しながら説明する。
<Embodiment of Medical Image Shooting Apparatus>
A medical image photographing apparatus according to an embodiment will be described with reference to the drawings.
[構成]
図7は実施形態に係る医用画像撮影装置3の構成例を示す機能ブロック図である。この医用画像撮影装置3は上述した医用画像解析装置1の実施形態に比べ、撮影部11(及び記憶部12)を有する。他の構成は上述した医用画像解析装置1の実施形態と同様である。
[Constitution]
FIG. 7 is a functional block diagram showing a configuration example of the medical
撮影部11は生体組織の時系列画像を撮影する。撮影部11は、X線CT装置やMRI装置等の一般的な装置によって構成される。 The imaging unit 11 captures time-series images of living tissue. The imaging unit 11 is configured by a general apparatus such as an X-ray CT apparatus or an MRI apparatus.
記憶部12は時系列画像を記憶する。記憶部12は、記憶装置(メモリやハードディスクドライブ等)などを含んで構成される。 The storage unit 12 stores time series images. The storage unit 12 includes a storage device (such as a memory or a hard disk drive).
[動作]
図8は実施形態に係る医用画像撮影装置3の動作例を示すフローチャートである。
[Operation]
FIG. 8 is a flowchart showing an operation example of the medical
(S21:画像撮影)
制御部90は、撮影部11を制御して生体組織の時系列画像を撮影させる。また、制御部90は、記憶部12を制御して時系列画像を記憶させる。
(S21: Image shooting)
The
(S22:血液流入領域設定)
制御部90は、血液流入領域設定部10を制御して時系列画像中の所定の血液流入領域を設定させる。
(S22: Blood inflow region setting)
The
(S23:血液流入推移情報取得)
制御部90は、血液流入推移情報取得部20を制御して血液流入領域における画素値の時系列変化を示す血液流入推移情報を取得させる。
(S23: Blood flow transition information acquisition)
The
(S24:生体組織推移情報取得)
制御部90は、生体組織推移情報取得部30を制御して生体組織における画素値の時系列変化を示す生体組織推移情報を取得させる。
(S24: Acquisition of biological tissue transition information)
The
(S25:第1の灌流パラメータ算出)
制御部90は、第1の灌流パラメータ算出部40を制御して、血液流入推移情報及び生体組織推移情報に基づく第1のモデルフィッティングを行わせ、生体組織における血流動態を示す第1の灌流パラメータを算出させる。
(S25: First perfusion parameter calculation)
The
(S26:遅延時間算出)
制御部90は、遅延時間算出部50を制御して、血液流入推移情報、生体組織推移情報及び第1の灌流パラメータに基づいて、各画素における遅延近似値Siを算出させる。さらに、制御部90は、遅延時間算出部50を制御して、第1の灌流パラメータと遅延時間とが負の相関関係であることと遅延近似値Siが遅延時間Tiの近似値であることとに基づいて、各画素における遅延時間Tiを算出させる。
(S26: Delay time calculation)
The
(S27:第2の灌流パラメータ算出)
制御部90は、第2の灌流パラメータ算出部60を制御して、血液流入推移情報、生体組織推移情報及び遅延時間Tiに基づく第2のモデルフィッティングを行わせ、各画素についての第2の灌流パラメータを算出させる。
(S27: Second perfusion parameter calculation)
The
(S28:血流動態画像生成)
制御部90は、画像生成部70を制御して、第2の灌流パラメータに基づく血流動態画像を生成させる。
(S28: Blood flow dynamic image generation)
The
(S29:血流動態画像表示)
制御部90は、表示部80を制御して、血流動態画像を表示させる。以上、図8に示す動作を終了する。
(S29: Blood flow dynamic image display)
The
[作用・効果]
この実施形態に係る医用画像撮影装置3の作用及び効果を説明する。
[Action / Effect]
The operation and effect of the medical
医用画像撮影装置3は、生体組織の時系列画像から得られる情報にモデルフィッティングを適用して生体組織の血流動態を求める。医用画像撮影装置3は、撮影部11、記憶部12、血液流入領域設定部10、血液流入推移情報取得部20、生体組織推移情報取得部30、第1の灌流パラメータ算出部40、遅延時間算出部50、第2の灌流パラメータ算出部60、画像生成部70及び表示部80を有する。撮影部11は、生体組織の時系列画像を撮影する。記憶部12は、時系列画像を記憶する。血液流入領域設定部10は、時系列画像中の所定の血液流入領域を設定する。血液流入推移情報取得部20は、血液流入領域における画素値の時系列変化を示す血液流入推移情報を取得する。生体組織推移情報取得部30は、生体組織における画素値の時系列変化を示す生体組織推移情報を取得する。第1の灌流パラメータ算出部40は、血液流入推移情報及び生体組織推移情報に基づいて第1のモデルフィッティングを行うことにより、生体組織における血流動態を示す第1の灌流パラメータを算出する。遅延時間算出部50は、血液流入推移情報、生体組織推移情報及び第1の灌流パラメータに基づいて、血液流入領域を通過した血液が時系列画像の各画素に対応する位置に到達するまでの時間を示す遅延時間Tiを算出する。第2の灌流パラメータ算出部60は、血液流入推移情報、生体組織推移情報及び遅延時間Tiに基づいて、第2のモデルフィッティングを行うことにより、各画素についての第2の灌流パラメータを算出する。画像生成部70は、第2の灌流パラメータに基づいて血流動態画像を生成する。表示部80は、血流動態画像を表示する。このように、第1のモデルフィッティングに基づいて遅延時間Tiを求め、この遅延時間Tiを用いて第2のモデルフィッティングを行うことにより、遅延時間の影響を低減し、好適な精度のパフュージョン解析を行うことが可能となる。
The medical
なお、医用画像解析装置の実施形態及び変形例として説明した任意の構成を医用画像撮影装置に適用してもよい。 Note that any configuration described as the embodiment and the modification of the medical image analysis apparatus may be applied to the medical image photographing apparatus.
本明細書では、パフュージョン解析を肝臓に適用した例について特に詳しく説明したが、実施形態はこれに限ることなく、脳、心臓、腎臓、肺、その他の生体組織に適用してもよい。また、本明細書では、遅延時間の算出に血流量を用いた例を示したが、実施形態はこれに限ることなく、平均通過時間や分布容積など他のパラメータを適用してもよい。また、灌流パラメータと遅延時間の関係の例として[数3]を挙げているが他の関係式を用いてもよい。また、血流量faiに加えてまたは血流量faiに代わって他のパラメータが数式に含まれてもよい。これら変形例は、医用画像解析装置及び医用画像撮影装置の双方に適用可能である。 In this specification, the example in which the perfusion analysis is applied to the liver has been described in detail. However, the embodiment is not limited thereto, and the present invention may be applied to the brain, heart, kidney, lung, and other biological tissues. Further, in the present specification, an example in which the blood flow rate is used for calculating the delay time is shown, but the embodiment is not limited thereto, and other parameters such as an average transit time and a distribution volume may be applied. [Equation 3] is given as an example of the relationship between the perfusion parameter and the delay time, but other relational expressions may be used. In addition to the blood flow rate fai or in place of the blood flow rate fai, other parameters may be included in the formula. These modifications can be applied to both the medical image analysis apparatus and the medical image photographing apparatus.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1 医用画像解析装置
2 記憶部
3 医用画像撮影装置
10 血液流入領域設定部
11 撮影部
12 記憶部
20 血液流入推移情報取得部
30 生体組織推移情報取得部
40 第1の灌流パラメータ算出部
41 灌流パラメータ算出部
50 遅延時間算出部
60 第2の灌流パラメータ算出部
61 比較部
70 画像生成部
80 表示部
90 制御部
C0 血液流入時間濃度曲線
Ci 生体組織時間濃度曲線
Si 遅延近似値
T0 時間
T1 時間
Ti 遅延時間
Tm 平均通過時間
Vd 分布容積
d1 最大値
d2 濃度
f 全血流量
fa 血流量
fai 血流量
fp 血流量
g 安定化定数
nk 形状パラメータ
q 定数
t0 造影開始時刻
ti 時刻
tm 時刻
α 割合
θ 時間スケールパラメータ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記時系列画像中の所定の血液流入領域を設定する血液流入領域設定部と、
前記血液流入領域における画素値の時系列変化を示す血液流入推移情報を取得する血液流入推移情報取得部と、
前記生体組織における画素値の時系列変化を示す生体組織推移情報を取得する生体組織推移情報取得部と、
前記血液流入推移情報及び前記生体組織推移情報に基づいて第1のモデルフィッティングを行うことにより、前記生体組織における血流動態を示す第1の灌流パラメータを算出する第1の灌流パラメータ算出部と、
前記血液流入推移情報、前記生体組織推移情報及び前記第1の灌流パラメータに基づいて、前記血液流入領域を通過した血液が前記時系列画像の各画素に対応する位置に到達するまでの時間を示す遅延時間を算出する遅延時間算出部と、
前記血液流入推移情報、前記生体組織推移情報及び前記遅延時間に基づいて、第2のモデルフィッティングを行うことにより、前記各画素についての第2の灌流パラメータを算出する第2の灌流パラメータ算出部と、
前記第2の灌流パラメータに基づいて血流動態画像を生成する画像生成部と、
前記血流動態画像を表示する表示部と
を有する医用画像解析装置。 A medical image analysis apparatus for obtaining blood flow dynamics of a living tissue by applying model fitting to information obtained from a time series image of the living tissue,
A blood inflow region setting unit for setting a predetermined blood inflow region in the time series image;
A blood inflow transition information acquisition unit for acquiring blood inflow transition information indicating a time-series change in pixel values in the blood inflow region;
A biological tissue transition information acquisition unit that acquires biological tissue transition information indicating time-series changes in pixel values in the biological tissue;
A first perfusion parameter calculation unit that calculates a first perfusion parameter indicating blood flow dynamics in the biological tissue by performing a first model fitting based on the blood inflow transition information and the biological tissue transition information;
Based on the blood inflow transition information, the biological tissue transition information, and the first perfusion parameter, the time until the blood that has passed through the blood inflow region reaches a position corresponding to each pixel of the time series image is indicated. A delay time calculation unit for calculating the delay time;
A second perfusion parameter calculator that calculates a second perfusion parameter for each pixel by performing a second model fitting based on the blood inflow transition information, the biological tissue transition information, and the delay time; ,
An image generation unit that generates a blood flow dynamic image based on the second perfusion parameter;
A medical image analysis apparatus comprising: a display unit that displays the blood flow dynamic image.
前記第2の灌流パラメータ算出部は、前記新たな遅延時間を用いて新たに第2のモデルフィッティングを行うことにより、新たな第2の灌流パラメータを算出することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の医用画像解析装置。 The delay time calculation unit calculates a new delay time using the second perfusion parameter as the first perfusion parameter,
The second perfusion parameter calculation unit calculates a new second perfusion parameter by newly performing a second model fitting using the new delay time. The medical image analysis apparatus according to any one of the above.
前記差分が前記閾値以下のとき、前記画像生成部は前記新たな第2の灌流パラメータに基づいて前記血流動態画像を生成することを特徴とする請求項5に記載の医用画像解析装置。 A comparison unit that obtains a difference between approximate information indicating a time-series change of a pixel value in the living tissue obtained by the new second perfusion parameter and the living tissue transition information, and compares the difference with a predetermined threshold value. Further comprising
The medical image analysis apparatus according to claim 5, wherein when the difference is equal to or less than the threshold, the image generation unit generates the blood flow dynamic image based on the new second perfusion parameter.
生体組織の時系列画像を撮影する撮影部と、
前記時系列画像を記憶する記憶部と、
前記時系列画像中の所定の血液流入領域を設定する血液流入領域設定部と、
前記血液流入領域における画素値の時系列変化を示す血液流入推移情報を取得する血液流入推移情報取得部と、
前記生体組織における画素値の時系列変化を示す生体組織推移情報を取得する生体組織推移情報取得部と、
前記血液流入推移情報及び前記生体組織推移情報に基づいて第1のモデルフィッティングを行うことにより、前記生体組織における血流動態を示す第1の灌流パラメータを算出する第1の灌流パラメータ算出部と、
前記血液流入推移情報、前記生体組織推移情報及び前記第1の灌流パラメータに基づいて、前記血液流入領域を通過した血液が前記時系列画像の各画素に対応する位置に到達するまでの時間を示す遅延時間を算出する遅延時間算出部と、
前記血液流入推移情報、前記生体組織推移情報及び前記遅延時間に基づいて、第2のモデルフィッティングを行うことにより、前記各画素についての第2の灌流パラメータを算出する第2の灌流パラメータ算出部と、
前記第2の灌流パラメータに基づいて血流動態画像を生成する画像生成部と、
前記血流動態画像を表示する表示部と
を有する医用画像撮影装置。 A medical imaging apparatus for obtaining blood flow dynamics of a living tissue by applying model fitting to information obtained from a time series image of the living tissue,
An imaging unit for imaging time-series images of biological tissue;
A storage unit for storing the time-series images;
A blood inflow region setting unit for setting a predetermined blood inflow region in the time series image;
A blood inflow transition information acquisition unit for acquiring blood inflow transition information indicating a time-series change in pixel values in the blood inflow region;
A biological tissue transition information acquisition unit that acquires biological tissue transition information indicating time-series changes in pixel values in the biological tissue;
A first perfusion parameter calculation unit that calculates a first perfusion parameter indicating blood flow dynamics in the biological tissue by performing a first model fitting based on the blood inflow transition information and the biological tissue transition information;
Based on the blood inflow transition information, the biological tissue transition information, and the first perfusion parameter, the time until the blood that has passed through the blood inflow region reaches a position corresponding to each pixel of the time series image is indicated. A delay time calculation unit for calculating the delay time;
A second perfusion parameter calculator that calculates a second perfusion parameter for each pixel by performing a second model fitting based on the blood inflow transition information, the biological tissue transition information, and the delay time; ,
An image generation unit that generates a blood flow dynamic image based on the second perfusion parameter;
A medical image photographing apparatus comprising: a display unit that displays the blood flow dynamic image.
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- 2012-11-12 JP JP2012248348A patent/JP2014094229A/en active Pending
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