JP2014133030A - 医用画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像から抽出された心筋領域を修正する作業において、ユーザ負担の軽減を実現する医用画像処理装置を提供すること。
【解決手段】本実施形態による医用画像処理装置は、造影剤を注入された被検体の心臓に関する時系列を構成する複数の画像のデータを記憶する画像記憶部と、複数の画像から輝度値に基づいて、心筋領域を推定する推定部と、複数の画像に基づいて、心筋領域内の複数の位置にそれぞれ対応する複数の輝度値時間変化曲線を発生する発生部と、複数の輝度値時間曲線各々の波形に基づいて、心筋領域内の複数の位置各々が被検体の心筋上の位置であるか否かを判定する判定部と、判定部による判定結果を表示する表示部と、を具備することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、医用画像処理装置に関する。

現在、心臓疾患による死亡者数は依然として多く、心機能を評価する手法が開発されている。心機能の評価する手法の１つとして、例えば、造影剤を注入した被検体の心臓に関する時系列のＭＲＩ画像を解析する手法がある。この手法では、画像から心筋領域を抽出し、心筋領域内の輝度値に基づいて、ＴＩＣ（Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｃｕｒｖｅ）とブルズアイマップを作成することにより、心筋領域に虚血領域があるかを評価できる。この手法は、虚血性心疾患の診断に必要な情報を非侵襲的に得ることができるため有用である。

しかしながら、この手法の解析過程において、抽出された心筋領域が心筋内腔の領域または心筋外の領域を含む場合がある。この場合、ＴＩＣがその影響を受けてしまい、心筋領域の状態を正しく評価できない可能性がある。そこで、ユーザは、ＴＩＣとブルズアイマップとから一枚一枚心筋領域の抽出結果を確認し、誤って抽出された心筋領域を手動で直す作業をしている。そのため、特に時系列の画像が多い場合等において、この作業は、ユーザにとって大きな負担である。

特開２００５−２２４４６０号公報 特開２０１２−０８１１７７号公報

目的は、画像から抽出された心筋領域を修正する作業において、ユーザ負担の軽減を実現する医用画像処理装置を提供することにある。

本実施形態による医用画像処理装置は、造影剤を注入された被検体の心臓に関する時系列を構成する複数の画像のデータを記憶する画像記憶部と、前記複数の画像から輝度値に基づいて、心筋領域を推定する推定部と、前記複数の画像に基づいて、前記心筋領域内の複数の位置にそれぞれ対応する複数の輝度値時間変化曲線を発生する発生部と、前記複数の輝度値時間曲線各々の波形に基づいて、前記心筋領域内の複数の位置各々が前記被検体の心筋上の位置であるか否かを判定する判定部と、前記判定部による判定結果を表示する表示部と、を具備することを特徴とする。

図１は、本実施形態に係る医用画像処理装置を含む院内システムの構成の一例を示す図である。 図２は、ＴＩＣ記憶部が記憶する複数種類の標準的なＴＩＣの一例を示した図である。 図３は、本実施形態に係る医用画像処理装置のＴＩＣ発生部１７によるＴＩＣの発生方法を説明するための説明図である。 図４は、本実施形態に係る医用画像処理装置の表示部により表示される判定結果と修正判断表との一例を示す図である。 図５は、本実施形態に係る医用画像処理装置の修正部によるサンプリング点の修正方法の第１例を説明するための説明図である。 図６は、本実施形態に係る医用画像処理装置の修正部によるサンプリング点の修正方法の第２例を説明するための説明図である。 図７は、本実施形態に係る医用画像処理装置の判定部によるサンプリング点の位置の判定方法を説明するための説明図である。 図８は、本実施形態に係る医用画像処理装置を用いた心筋領域の推定に関わる一連の処理手順を示すフローチャート図である。

以下、図面を参照しながら本実施形態に係る医用画像処理装置１を説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

図１は、本実施形態に係る医用画像処理装置１の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、医用画像処理装置１は、通信インターフェース部１１と、記憶部１２と、制御部１３と、入力部１４と、心筋領域推定部１５と、ブルズアイマップ発生部１６と、ＴＩＣ発生部１７と、判定部１８と、表示部１９と、修正対象設定部２０と、修正部２１と、を有する。

本実施形態に係る医用画像処理装置１は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）や公衆電子通信回線等のネットワークを介して、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：コンピュータ断層撮影）装置、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ：磁気共鳴イメージング）装置、及びＰＡＣＳ（Ｐｉｃｔｕｒｅ Ａｒｃｈｉｖｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ：医療画像情報システム）等の外部装置に接続される。本医用画像処理装置１は、ネットワークを介して外部装置に接続するための通信インターフェース部１１を有する。通信インターフェース部１１は、例えば、外部装置等と有線ケーブル等で接続されるためのコネクタ部（図示せず）及び外部装置からの無線信号を受信するための無線信号受信部（図示せず）等を有する。本医用画像処理装置１は、後述の制御部１３の制御に従って、外部装置と通信インターフェース部１１を介したデータの送受を行う。

記憶部１２は、半導体記憶素子であるＦｌａｓｈ ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｉｓｋ）などの半導体記憶装置及びＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等である。記憶部１２は、画像記憶部１２１とＴＩＣ記憶部１２２とを有する。

画像記憶部１２１は、制御部１３による制御に従って、外部装置から送信された医用画像のデータを記憶する。医用画像のデータとは、例えば、ＭＲＩ装置で撮影された造影剤を注入された被検体の心臓に関する時系列を構成する複数の心臓画像のデータである。なお、心臓画像は、心臓の血流に関する時間変化を画像として捉えられる画像であれば、上述の心臓画像に限定されない。心臓画像は、例えば、造影剤を注入された被検体の心臓をＣＴ装置及び超音波診断装置で撮影した画像であってもよい。また、心臓画像は、造影剤を使わない撮影方法、例えば、ＭＲＩ診断装置のＳＳＦＰ法（Ｓｔｅａｄｙ Ｓｔａｔｅ Ｆｒｅｅ Ｐｒｅｃｅｓｓｉｏｎ）で撮影した画像等であってもよい。

ＴＩＣ記憶部１２２は、制御部１３による制御に従って、外部装置から送信された複数種類の標準的なＴＩＣ（Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｃｕｒｖｅ：時間輝度曲線）のデータを記憶する。ＴＩＣは、造影剤による関心部位の画像輝度値の時間的変化をグラフ化したものであり、関心部位に関する機能評価等に用いられる。複数種類の標準的なＴＩＣのデータとは、例えば、心筋上の標準的なＴＩＣのデータ（以下、心筋ＴＩＣと呼ぶ）、心筋内腔上の標準的なＴＩＣのデータ（以下、内腔ＴＩＣと呼ぶ）、及び心筋外の標準的なＴＩＣのデータ（以下、心筋外ＴＩＣと呼ぶ）である。

図２は、ＴＩＣ記憶部１２２が記憶する複数種類の標準的なＴＩＣの一例を示した図である。心筋内腔は、心筋内側の空間、すなわち血液を全身に供給する心臓の血流路であり、心筋内腔の血液は冠動脈を介して心筋に供給される。そのため、図２に示すように、内腔ＴＩＣは、造影剤による輝度値の時間変化が大きく、最大輝度値も大きい。一方、心筋ＴＩＣは、内腔ＴＩＣに比べて造影剤による輝度値の時間変化は小さく、その最大輝度値の大きさも内腔ＴＩＣに比べて小さい。心筋外ＴＩＣは、血流が心筋外には発生しないため、造影剤の影響による輝度値の時間変化はほぼない。

制御部１３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）とメモリ回路等を有する。制御部１３は、入力部１４から入力された情報を受け取り、一時的にメモリ回路に入力情報を記憶する。制御部１３は、入力情報に基づいて本医用画像処理装置１の各部を制御する。また、制御部１３は、各部で発生又は受信したデータの記憶部１２への書き込み処理及び記憶部１２から各部へのデータの読み出し処理を一括して制御する。

入力部１４は、本医用画像処理装置１に対して、ユーザによる指示情報を受け付けるための、インターフェースとして機能する。入力部１４には、マウス、キーボード、トラックボール、タッチパネル、及びボタン等の入力デバイスが適宜利用可能である。

心筋領域推定部１５は、複数の心臓画像各々から輝度値に基づいて、心筋領域を推定する。具体的には、心筋領域推定部１５は、輝度値に基づいて、心筋と内腔との間の境界である心内膜及び心筋と心筋外との間の境界である心外膜を推定する。心筋領域推定部１５により推定された心内膜と心外膜とで囲まれた領域が心筋領域である。

ブルズアイマップ発生部１６は、心筋領域推定部１５により推定された心筋領域内の複数の位置それぞれにおける血流情報を、記憶部１２に記憶されたブルズアイマップのテンプレート上にプロットすることにより、ブルズアイマップを発生する。具体的には、ブルズアイマップ発生部１６は、造影剤による輝度値に応じた色情報または濃淡情報を、心軸周りの角度と心尖部または心基部からの距離（スライス番号）とで定義される極座標系に座標変換されたブルズアイマップのテンプレート上に書き込む。

ＴＩＣ発生部１７は、心筋領域推定部１５により推定された心筋領域内の複数の位置にそれぞれ対応する複数のＴＩＣを発生する。
図３は、本実施形態に係る医用画像処理装置１のＴＩＣ発生部１７によるＴＩＣの発生方法を説明するための説明図である。まず、ＴＩＣ発生部１７は、心筋領域推定部１５により推定された心筋領域内に複数のサンプリング線を設定する。そして、ＴＩＣ発生部１７は、心筋領域内の各サンプリング線上に複数のサンプリング点を設定する。ＴＩＣ発生部１７は、複数の心臓画像各々に対して、上述の複数のサンプリング線及び複数のサンプリング点の設定を実行する。心臓画像各々において、解剖学的位置が一致するサンプリング点（以下、サンプリング点セットと呼ぶ）は互いに関連付けされる。そして、ＴＩＣ発生部１７は、１つのサンプリング点セットに含まれる複数のサンプリング点それぞれの輝度値に基づいて、１つのＴＩＣを発生する。

例えば、図３に示すように、複数のサンプリング線は、心筋内腔の重心位置を中心とした放射状に設定される。そして、各サンプリング線上の６つの位置にそれぞれ対応する６つのサンプリング点（例えば、図３中のサンプリング線Ａ上の点Ａ１〜点Ａ６）が設定される。１つのサンプリング点は、１ピクセルにそれぞれ対応する。しかしながら、ユーザ指示に従って、例えば、１つのサンプリング点が２×２ピクセル等に設定されてもよい。６つのサンプリング点は、心筋領域推定部１５により推定された心内膜上の位置を起点、心外膜上の位置を終点として、例えば、等間隔に設定される。そして、上述の処理が、心臓画像各々に対して実行され、６つのサンプリング点セットが設定される。そして、ＴＩＣ発生部１７により、６つの位置にそれぞれ対応する６つのサンプリング点セットに基づいて、６つの位置にそれぞれ対応する６つのＴＩＣが発生される。

なお、図３で示したサンプリング線及びサンプリング点の設定方法は一例である。心筋領域推定部１５により推定された心内膜上及び心外膜上の複数の位置にそれぞれ関連する複数のＴＩＣが発生されていればよい。例えば、図３に示すように、サンプリング線Ｂ上の心内膜上の位置（図３中の点Ｂ１）と心外膜上の位置（図３中の点Ｂ２）とにサンプリング点セットが設定され、それぞれに対応する２つのＴＩＣが発生されてもよい。

また、複数のサンプリング点の平均輝度値の時間変化に基づいて、１つのＴＩＣが発生されてもよい。例えば、図３に示すように、サンプリング線Ａ上の６つのサンプリング点（図３中の点Ａ１〜点Ａ６）の平均輝度値の時間変化に基づいて、１つのＴＩＣが発生されてもよい。また、サンプリング線Ａ上の内側の３つのサンプリング点セット（例えば、図３中の点Ａ１〜点Ａ３）の平均輝度値の時間変化に基づいて、１つのＴＩＣが発生されてもよい。さらに、サンプリング線Ａ上の外側の３つのサンプリング点セット（例えば、図３中のＡ４〜Ａ６）の平均輝度値の時間変化に基づいて発生されてもよい。上述のサンプリング線及びサンプリング点の設定位置、設定方法、及びＴＩＣの発生元のサンプリング点の数等は、ユーザ指示に従って、適宜変更可能である。

判定部１８は、ＴＩＣの波形に基づいて、当該ＴＩＣの発生元のサンプリング点セットに含まれる複数のサンプリング点各々の位置が心筋上の位置であるか否か（以下、サンプリング点の誤抽出）を判定する。判定部１８によるサンプリング点の判定方法の詳細説明は後述する。

表示部１９は、判定部１８による判定結果を表示する。具体的には、表示部１９は、ユーザ指示に従って、複数のＴＩＣに関するグラフ（以下、ＴＩＣグラフと呼ぶ）、ブルズアイマップ、及び複数の心臓画像のうち、少なくとも１つを表示する。例えば、判定結果として、ＴＩＣグラフが表示された場合において、表示部１９は、複数のＴＩＣのうち、判定部１８により心筋外または心筋内腔と判定（以下、まとめて誤抽出と呼ぶ）された位置に対応するＴＩＣの表示態様を、他のＴＩＣに対して区別して表示する。具体的には、表示部１９は、誤抽出された位置に対応するＴＩＣを、他のＴＩＣよりも太い線にして表示する。なお、誤抽出された位置に対応するＴＩＣを、ユーザが容易に確認できればよく、他のＴＩＣに対して区別して表示する方法については、上述の方法に限定されない。例えば、表示部１９は、誤抽出された位置に対応するＴＩＣを点滅して表示してもよい。また、表示部１９は、アノテーションを表示することにより、誤抽出された位置に対応するＴＩＣを強調してもよい。また、表示部１９は、判定部１８により誤抽出と判定された要因となるサンプリング点に対応するＴＩＣ上の部分範囲の表示態様を、当該ＴＩＣの他の範囲に対して区別して表示してもよい。

また、判定結果として、ブルズアイマップが表示された場合において、表示部１９は、誤抽出された位置に対応するブルズアイマップ上の位置の表示態様を、他の位置に対して区別して表示する。さらに、判定結果として、複数の心臓画像を表示された場合において、表示部１９は、複数の心臓画像各々において、心筋外または心筋内腔に設定されたと判定されたサンプリング点の表示態様を他のサンプリング点に対して区別して表示する。

また、表示部１９は、心筋外または心筋内腔に設定されたと判定された位置に対する、ユーザの修正指示を受け付けるための修正判断表を表示する。修正判断表は、誤抽出された位置の修正判断をユーザが入力できるようなレイアウトで構成される。

図４は、本実施形態に係る医用画像処理装置１の表示部１９により表示される判定結果と修正判断表との一例を示す図である。図４には、ＴＩＣグラフと心臓画像と修正判断表とが表示部１９により表示されている。ＴＩＣグラフと心臓画像とは判定部１８による判定結果を示している。ＴＩＣグラフにおいて、誤抽出された位置に対応する複数のＴＩＣ（図４中のＴＩＣ１、ＴＩＣ２、及びＴＩＣ３）が他のＴＩＣよりも太い線で表示されている。また、心臓画像において、誤抽出された位置に対応するサンプリング点が強調して表示されている。そして、修正判断表が、誤抽出された位置と修正判断とが対応付けされたレイアウトで表示されている。ユーザにより、修正判断表の修正判断の欄に「○」、「×」をプルダウンメニュー等により入力されることで、修正対象の位置が決定される。

修正対象設定部２０は、後述する修正部２１の修正処理の対象となるサンプリング点を設定する。具体的には、修正対象設定部２０は、誤抽出された位置のうち、ユーザ指示に従って、修正対象の位置を決定する。修正対象設定部２０は、例えば、図４に示す修正判断表において、ユーザにより入力された「○」に対応する誤抽出された位置を、修正対象の位置に決定する。なお、修正対象設定部２０は、判定結果が表示された表示部１９上のユーザ操作に従って、修正対象の位置を設定してもよい。例えば、修正対象設定部２０は、表示部１９に表示されたＴＩＣグラフ上において、ユーザにより指定されたＴＩＣに対応する位置を、修正対象の位置に決定する。また、修正対象設定部２０は、表示部１９に表示されたＴＩＣグラフ上において、他のＴＩＣに対して区別して表示されているＴＩＣのうち、ユーザにより指定されたＴＩＣ以外のＴＩＣに対応する位置を、修正対象の位置に決定してもよい。そして、修正対象設定部２０は、修正対象の位置に対応するサンプリング点セットに含まれる複数のサンプリング点のうち、誤抽出と判定されたサンプリング点を修正対象のサンプリング点に設定する。なお、修正対象設定部２０は、判定結果が表示された表示部１９上のユーザ操作に従って、修正対象のサンプリング点を設定してもよい。例えば、修正対象設定部２０は、表示部１９に表示されたＴＩＣグラフの他のＴＩＣに対して区別して表示されているＴＩＣ上において、ユーザにより指定された部分範囲に対応する複数のサンプリング点を、修正対象に設定してもよい。

修正部２１は、修正対象設定部２０により設定された修正対象のサンプリング点を修正する。具体的には、修正部２１は、判定部１８により「心筋内腔」に設定されていると判定されたサンプリング点の位置を、心筋内腔の重心位置から遠ざかる方向に修正する。また、修正部２１は、判定部１８により「心筋外」に設定されていると判定されたサンプリング点の位置を、心筋内腔の重心位置に近づける方向に修正する。

図５は、本実施形態に係る医用画像処理装置１の修正部２１によるサンプリング点の修正方法の第１例を説明するための説明図である。図５において、１つのサンプリング点は、２×２ピクセルで構成されている。サンプリング点１Ｂは、「心筋内腔」に設定されていると判定されたサンプリング点である。したがって、修正部２１は、サンプリング点１Ｂをサンプリング線上の心筋内腔の重心位置から遠ざかる方向に修正する。サンプリング点２Ｂは、「心筋外」に設定されていると判定されたサンプリング点である。したがって、修正部２１は、サンプリング点２Ｂをサンプリング線上の心筋内腔の重心位置に近づける方向に修正する。修正部２１による、サンプリング線上のサンプリング点の近づける量及び遠ざける量（以下、併せて修正量と呼ぶ）は、予めユーザ指示に従って設定された固定値である。図５のサンプリング点１Ｂを遠ざける方向に修正する例においては、修正量が２ピクセル分に設定されている。そのため、修正部２１は、サンプリング点１Ｂをサンプリング線上に沿って、縦方向に２ピクセル及び横方向に２ピクセル、心筋内腔の重心位置から遠ざけた位置（サンプリング点１Ａ）に再設定する。なお、修正量は、後述の判定部１８による判定結果に応じて変動する変動値でもよい。例えば、後述の判定部１８により判定された結果において、特定の時相における心筋ＴＩＣの傾き値に対する当該時相における判定対象のＴＩＣの傾き値の割合に応じて、修正量が変更されてもよい。なお、修正部２１は、判定結果上のユーザ操作に従って、サンプリング点の修正をしてもよい。
図６は、本実施形態に係る医用画像処理装置１の修正部２１によるサンプリング点の修正方法の第２例を説明するための説明図である。図６において、ユーザにより、ＴＩＣグラフ上の修正前のＴＩＣがマウス操作等により、修正後のＴＩＣに修正された場合を例に説明する。まず、修正部２１は、修正前のＴＩＣと修正後のＴＩＣとに基づいて、修正対象のサンプリング点を設定する。図６では、修正前のＴＩＣに対する修正後のＴＩＣのグラフ（輝度値）が異なる時相Ｔ１から時相Ｔ１００までの範囲に対応する複数のサンプリング点が修正対象に設定される。修正部２１は、各時相における輝度値の修正前後の変動量に基づいて、サンプリング点の修正量を設定する。例えば、図６では、時相Ｔ２０における輝度値の修正前後の変動量は、時相Ｔ５０における輝度値の修正前後の変動量よりも大きい。したがって、修正部２１は、時相Ｔ２０におけるサンプリング点（以下、サンプリング点ＴＢ２０と呼ぶ）の修正量を、時相Ｔ５０におけるサンプリング点（以下、サンプリング点ＴＢ５０と呼ぶ）の修正量よりも大きく設定する。なお、修正部２１によるサンプリング点の修正量は予めユーザ指示により設定された固定値でもよい。修正量が固定値であるか変動値であるかは、ユーザ指示に従って、適宜変更が可能である。

次に、本実施形態に係る医用画像処理装置１の判定部１８によるサンプリング点の位置の判定方法を説明する。
図７は、本実施形態に係る医用画像処理装置１の判定部１８によるサンプリング点の位置の判定方法を説明するための説明図である。

図７に示すように、判定部１８によるサンプリング点の位置の判定方法には、例えば、ＴＩＣの傾きを利用する方法（ａ）及びＴＩＣの面積を利用する方法（ｂ）等がある。なお、同じ部位であっても撮影条件等により、輝度値の最大値が変化する。そのため、判定対象のＴＩＣ、内腔ＴＩＣ，心筋外ＴＩＣ，及び心筋ＴＩＣは、それぞれの最大輝度値で正規化されているものとする。正規化処理により、撮影条件等に依存する輝度値の変化を除外することができる。しかしながら、判定対象のＴＩＣと判定対象のＴＩＣと比較するＴＩＣとが比較できる状態、例えば、判定対象のＴＩＣの最大輝度値が、判定対象のＴＩＣと比較するＴＩＣの最大輝度値とほぼ同等の値である場合等において、上述の正規化処理は実行されなくてもよい。

ＴＩＣの傾きを利用する方法（ａ）において、判定方法は、例えば以下２つの方法がある。
第１の方法は、判定対象のＴＩＣの所定の時相における傾きを利用する方法である。この時、判定部１８は、造影剤による輝度値の時間変化が開始された時刻から所定の時間経過した時刻（以下、所定の時相と呼ぶ）における判定対象のＴＩＣの傾きの値を算出する。また、所定の時相における、ＴＩＣ記憶部１２２に記憶されている内腔ＴＩＣの傾きの値（以下、内腔基準値と呼ぶ）と心筋外ＴＩＣの傾きの値（以下、心筋外基準値）とを算出する。所定の時相は、例えば、ユーザ指示に従って設定される。そして、判定部１８は、算出した傾きの値と内腔基準値と心筋外基準値とに基づいて、判定対象ＴＩＣの発生元のサンプリング点セットの位置を判定する。

例えば、内腔基準値の所定の割合の範囲内に算出した傾きの値が含まれる場合において、判定部１８は、判定対象ＴＩＣの発生元のサンプリング点セットに「心筋内腔」に設定されていたサンプリング点があると判定する。心筋外基準値の所定の割合の範囲内に算出した傾きの値が含まれる場合において、判定部１８は、判定対象ＴＩＣの発生元のサンプリング点セットに「心筋外」に設定されていたサンプリング点があると判定する。そして、算出した傾きの値が上述の２つの条件に当てはまらない場合において、判定部１８は、判定対象ＴＩＣの発生元のサンプリング点セットは「心筋」に設定されていると判定する。

なお、判定部１８は、所定の時相における心筋ＴＩＣの傾きの値（以下、心筋基準値と呼ぶ）に対する算出した傾きの値の割合に基づいて、判定対象ＴＩＣの発生元のサンプリング点セットの位置を判定してもよい。算出した傾きの値が心筋基準値よりも第１所定の割合、大きい場合において、判定部１８は、判定対象ＴＩＣの発生元のサンプリング点セットに「心筋内腔」に設定されていたサンプリング点があると判定する。算出した傾きの値が心筋基準値よりも第２所定の割合、小さい場合において、判定部１８は、判定対象ＴＩＣの発生元のサンプリング点セットに「心筋外」に設定されていたサンプリング点があると判定する。そして、算出した傾きの値が心筋基準値の第２所定の割合と第１所定の割合との間の範囲に含まれる場合において、判定部１８は、判定対象ＴＩＣの発生元のサンプリング点セットは「心筋」に設定されていると判定する。なお、心筋ＴＩＣは、ＴＩＣグラフ上で、ユーザにより指定されたＴＩＣであってもよい。

第２の方法は、判定対象のＴＩＣの複数の時相にそれぞれ対応する複数の傾きを利用する方法である。この時、判定部１８は、判定対象のＴＩＣの所定の期間に含まれる複数の時相にそれぞれ対応する複数の傾きの値を算出する。また、所定の期間に含まれる複数の時相にそれぞれ対応する、ＴＩＣ記憶部１２２に記憶されている内腔ＴＩＣの複数の傾きの値の平均値（以下、内腔平均値と呼ぶ）と心筋外ＴＩＣの複数の傾きの値の平均値（以下、心筋外平均値）とを算出する。所定の期間は、例えば、造影剤による輝度値の時間変化が開始された時相から判定対象のＴＩＣの傾きの値の極性が変化する時相までの期間であり、判定部１８により設定される。なお、所定の期間は、判定対象のＴＩＣの傾きが最大となる時相を中心とした前後数秒の期間に設定されてもよい。また、所定の期間は、例えば、ＴＩＣグラフ上のユーザ指示に従って設定されてもよい。そして、判定部１８は、算出した複数の傾きの値と内腔平均値と心筋外平均値とに基づいて、判定対象ＴＩＣの発生元のサンプリング点セットの位置を判定する。

例えば、算出した傾き値が、内腔平均値に対する所定の割合の範囲内で、且つ、その継続時間が所定の時間以上続いた場合において、判定部１８は、判定対象ＴＩＣの発生元のサンプリング点セットに「心筋内腔」に設定されていたサンプリング点があると判定する。算出した傾き値が、心筋外平均値に対する所定の割合の範囲内で、且つ、その継続時間が所定の時間以上続いた場合において、判定部１８は、判定対象ＴＩＣの発生元のサンプリング点セットに「心筋内腔」に設定されていたサンプリング点があると判定する。そして、上述の２つの条件に当てはまらない場合において、判定部１８は、判定対象ＴＩＣの発生元のサンプリング点セットは「心筋」に設定されていると判定する。

なお、判定部１８は、所定の期間に含まれる複数の時相にそれぞれ対応する、心筋ＴＩＣの複数の傾きの値の平均値（以下、心筋平均値と呼ぶ）に対する算出した複数の傾き各々の値の割合に基づいて、判定対象ＴＩＣの発生元のサンプリング点セットの位置を判定してもよい。この時、算出した傾き値が、心筋平均値に対する所定の割合よりも大きく、且つ、その継続時間が所定の時間以上続いた場合において、判定部１８は、判定対象ＴＩＣの発生元のサンプリング点セットに「心筋内腔」に設定されていたサンプリング点があると判定する。算出した傾き値が、心筋平均値に対する所定の割合よりも小さく、且つ、その継続時間が所定の時間以上続いた場合において、判定部１８は、判定対象ＴＩＣの発生元のサンプリング点セットに「心筋外」に設定されていたサンプリング点があると判定する。そして、上述の２つの条件に当てはまらない場合において、判定部１８は、判定対象ＴＩＣの発生元のサンプリング点セットは「心筋」に設定されていると判定する。なお、心筋ＴＩＣは、ＴＩＣグラフ上で、ユーザにより指定されたＴＩＣであってもよい。

ＴＩＣの面積を利用する方法（ｂ）において、判定部１８は、判定対象のＴＩＣの所定の期間に含まれる複数の時相にそれぞれ対応する複数の正規化後の輝度値に基づいて、積算値を算出する。また、判定部１８は、ＴＩＣ記憶部１２２に記憶されている内腔ＴＩＣの所定の期間における輝度値の積算値（以下、内腔積算値と呼ぶ）と心筋外ＴＩＣの所定の期間における輝度値の積算値（以下、心筋外積算値）とを算出する。所定の期間は、例えば、造影剤による輝度値の時間変化が開始された時相から判定対象のＴＩＣの傾きの値の極性が変化する時相までの期間であり、判定部１８により設定される。なお、所定の期間は、判定対象のＴＩＣの傾きが最大となる時相を中心とした前後数秒の期間に設定されてもよい。また、所定の期間は、例えば、ＴＩＣグラフ上のユーザ指示に従って設定されてもよい。そして、判定部１８は、算出した積算値と内腔積算値と心筋外積算値とに基づいて、判定対象ＴＩＣの発生元のサンプリング点セットの位置を判定する。

例えば、算出した積算値が、内腔積算値に対する所定の割合の範囲内である場合において、判定部１８は、判定対象ＴＩＣの発生元のサンプリング点セットに「心筋内腔」に設定されていたサンプリング点があると判定する。算出した積算値が、心筋外積算値に対する所定の割合の範囲内である場合において、判定部１８は、判定対象ＴＩＣの発生元のサンプリング点セットに「心筋外」に設定されていたサンプリング点があると判定する。そして、上述の２つの条件に当てはまらない場合において、判定部１８は、判定対象ＴＩＣの発生元のサンプリング点セットは「心筋」に設定されていると判定する。

なお、判定部１８は、心筋ＴＩＣの所定の期間における輝度値の積算値（以下、心筋積算値と呼ぶ）に対する算出した積算値の割合に基づいて、判定対象ＴＩＣの発生元のサンプリング点セットの位置を判定してもよい。算出した積算値が心筋積算値よりも第１所定の割合、大きい場合において、判定部１８は、判定対象ＴＩＣの発生元のサンプリング点セットに「心筋内腔」に設定されていたサンプリング点があると判定する。算出した積算値が心筋積算値よりも第２所定の割合、小さい場合において、判定部１８は、判定対象ＴＩＣの発生元のサンプリング点セットに「心筋外」に設定されていたサンプリング点があると判定する。そして、算出した積算値が心筋積算値の第２所定の割合と第１所定の割合との間の範囲に含まれる場合において、判定部１８は、判定対象ＴＩＣの発生元のサンプリング点セットは「心筋」に設定されていると判定する。

次に、本実施形態に係る医用画像処理装置１を用いた心筋領域の推定方法に関わる一連の処理について説明する。
図８は、本実施形態に係る医用画像処理装置１を用いた心筋領域の推定に関わる一連の処理手順を示すフローチャート図である。

（ステップＳ１１）
通信インターフェース部１１を介して、外部装置から、造影剤を注入された被検体の心臓に関する時系列を構成する複数の心臓画像のデータを受信する。

（ ステップＳ１２）
心筋領域推定部１５により、複数の心臓画像各々から心筋領域が推定される。

（ステップＳ１３）
ＴＩＣ発生部１７により、心筋領域内の複数の位置にそれぞれ対応する複数のＴＩＣが発生される。表示部１９により、ＴＩＣグラフが表示される。

（ステップＳ１４）
判定部１８により、ＴＩＣの波形に基づいて、当該ＴＩＣの発生元の位置に対応するサンプリング点各々の位置が心筋上の位置であるか否か（誤抽出の有無）が判定される。

（ステップＳ１５）
判定部１８により誤抽出された位置がないと判定された場合において、本医用画像処理装置１による処理は終了される。判定部１８により誤抽出された位置があると判定された場合において処理はステップＳ１６に移行される。

（ステップＳ１６）
表示部１９により、ＴＩＣグラフ上の複数のＴＩＣのうち、誤抽出された位置に対応するＴＩＣの表示態様が、他のＴＩＣに対して区別して表示される。また、表示部１９により、誤抽出された位置に対する、ユーザの修正指示を受け付けるための修正判断表が表示される。

（ステップＳ１７）
ユーザによる修正指示がない場合において、本医用画像処理装置１による処理は終了される。ユーザによる修正指示がある場合において、処理はステップＳ１８に移行される。

（ステップＳ１８）
修正対象設定部により、誤抽出された位置のうち、ユーザにより修正を指示された位置が修正対象の位置に決定される。

（ステップＳ１９）
修正対象設定部２０により、修正対象の位置に対応するサンプリング点セットに含まれる複数のサンプリング点のうち、誤抽出と判定されたサンプリング点が修正対象のサンプリング点に設定される。

（ステップＳ２０）
修正対象のサンプリング点が、修正部２１により修正される。そして、ステップＳ１３に処理が移行される。ステップＳ１３乃至ステップＳ１８の処理が、誤抽出された位置がないと判定部１８に判定されるまで、または、ユーザによる修正指示がなくなるまで繰り返し実行される。

以上に述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態に係る医用画像処理装置１によれば、心臓画像から推定された心筋領域における複数の位置にそれぞれ対応するＴＩＣの波形に基づいて、推定された心筋領域における複数の位置各々が心筋上の位置であるか否かを自動的に判定することができる。そして、誤抽出と判定された位置のうち、修正対象の位置を、ユーザ指示に従って設定することができる。そして、修正対象の位置に対応するサンプリング点セットに含まれる複数のサンプリング点を自動的に修正することができる。したがって、本実施形態に係る医用画像処理装置１は、画像から抽出された心筋領域を修正する作業において、ユーザ負担の軽減を実現できる。

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、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や趣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。

１…医用画像処理装置、１１…通信インターフェース部、１２…記憶部、１３…制御部、１４…入力部、１５…心筋領域推定部、１６…ブルズアイマップ発生部、１７…ＴＩＣ発生部、１８…判定部、１９…表示部、２０…修正対象設定部、２１…修正部、１２１…画像記憶部、１２２…ＴＩＣ記憶部

Claims (14)

1. 造影剤を注入された被検体の心臓に関する時系列を構成する複数の画像のデータを記憶する画像記憶部と、
   前記複数の画像から輝度値に基づいて、心筋領域を推定する推定部と、
   前記複数の画像に基づいて、前記心筋領域内の複数の位置にそれぞれ対応する複数の輝度値時間変化曲線を発生する発生部と、
   前記複数の輝度値時間曲線各々の波形に基づいて、前記心筋領域内の複数の位置各々が前記被検体の心筋上の位置であるか否かを判定する判定部と、
   前記判定部による判定結果を表示する表示部と、
   を具備することを特徴とする医用画像処理装置。
2. 心筋上の標準的な輝度値時間変化曲線のデータを記憶する曲線記憶部をさらに具備し、
   前記判定部は、前記複数の輝度値時間変化曲線各々の波形と前記心筋上の標準的な輝度値時間変化曲線の波形とに基づいて、前記心筋領域内の複数の位置各々が前記被検体の心筋上の位置であるか否かを判定すること、
   を特徴とする請求項１記載の医用画像処理装置。
3. 心筋内腔領域の標準的な輝度値時間変化曲線のデータと心筋領域外の標準的な輝度値時間変化曲線のデータとを記憶する曲線記憶部をさらに具備し、
   前記判定部は、前記心筋内腔領域の標準的な輝度値時間変化曲線の波形及び心筋領域外の標準的な輝度値時間変化曲線の波形と、前記複数の輝度値時間変化曲線各々の波形に基づいて、前記心筋領域内の複数の位置各々が前記被検体の心筋上の位置であるか否かを判定すること、
   を特徴とする請求項１記載の医用画像処理装置。
4. 前記判定部は、前記複数の輝度値時間変化曲線から、ユーザ指示に従って指定された少なくとも１つの輝度値時間変化曲線の波形と前記複数の輝度値時間変化曲線各々の波形とに基づいて、前記心筋領域内の複数の位置各々が前記被検体の心筋上の位置であるか否かを判定すること、
   を特徴とする請求項１記載の医用画像処理装置。
5. 前記判定部は、前記波形の傾きに基づいて、前記心筋領域内の複数の位置各々が前記被検体の心筋上の位置であるか否かを判定すること、
   を特徴とする請求項１乃至請求項４のうち、いずれか１項に記載の医用画像処理装置。
6. 前記判定部は、前記波形における特定の時相までの面積に基づいて、前記心筋領域内の複数の位置各々が前記被検体の心筋上の位置であるか否かを判定すること、
   を特徴とする請求項１乃至請求項４のうち、いずれか１項に記載の医用画像処理装置。
7. 前記表示部は、前記複数の輝度値時間変化曲線を表示するとともに、前記表示された複数の輝度値時間変化曲線のうち、前記判定部により心筋領域外または心筋内腔領域と判定された位置に対応する輝度値時間変化曲線の表示態様を区別すること、
   を特徴とする請求項１乃至請求項６のうち、いずれか１項に記載の医用画像処理装置。
8. 前記表示部は、前記複数の画像を表示するとともに、前記表示された複数の画像各々において、前記判定部により心筋領域外または心筋内腔領域と判定された位置の表示態様を区別すること、
   を特徴とする請求項１乃至請求項６のうち、いずれか１項に記載の医用画像処理装置。
9. 前記判定部により心筋領域外または心筋内腔領域と判定された位置のうち、ユーザ指示に従って、修正対象の位置を設定する修正対象設定部をさらに表示すること、
   を特徴とする請求項１乃至請求項７のうち、いずれか１項に記載の医用画像処理装置。
10. 前記修正対象設定部は、前記修正対象の位置を、前記表示部に表示された前記複数の画像上または前記複数の輝度値時間変化曲線上のユーザ指示に従って設定すること、
    を特徴とする請求項９記載の医用画像処理装置。
11. 前記修正対象の位置のうち、前記心筋内腔領域と判定された位置を心筋内腔の中心から遠ざかる位置に修正し、前記心筋領域外と判定された位置を心筋内腔の中心に近づける位置に修正する修正部をさらに具備すること、
    を特徴とする請求項９または請求項１０記載の医用画像処理装置。
12. 前記表示部に表示された前記複数の輝度値時間変化曲線上のユーザ指示に従って、前記複数の位置を修正する修正部をさらに具備すること、
    を特徴とする請求項７記載の医用画像処理装置。
13. 前記修正部は、前記複数の輝度値時間変化曲線上のユーザの操作量に従って、前記複数の位置の修正量を決定すること、
    を特徴とする請求項１２記載の医用画像処理装置。
14. コンピュータに造影剤を注入された被検体の心臓に関する時系列を構成する複数の画像から輝度値に基づいて、心筋領域を推定する手順と、
    前記複数の画像に基づいて、前記心筋領域内の複数の位置にそれぞれ対応する複数の輝度値時間変化曲線を発生する手順と、
    前記複数の輝度値時間曲線各々の波形に基づいて、前記心筋領域内の複数の位置各々が前記被検体の心筋上の位置であるか否かを判定する手順と、
    を実行させるためのプログラム。

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