JP2018027307A - 医用情報処理装置及びｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】血流に関する診断の精度を向上させることができる医用情報処理装置及びＸ線ＣＴ装置を提供すること。【解決手段】実施形態に係る医用情報処理装置は、取得部と、算出部とを備える。取得部は、安静状態の被検体を被検体の心周期における血流量と血管内圧力との関係が比例関係を示す時相において撮像することにより得た医用画像データを取得する。算出部は、医用画像データに含まれる血管の構造を抽出し、血管構造に対して流体解析を適用することにより、血管内の所定の位置よりも上流側における、血管内圧力と、安静状態における血流量と血管内圧力との関係式とに基づいて求めた第１指標値と、所定の位置よりも下流側における、血管内圧力と、関係式とに基づいて求めた第２指標値とを求め、第１指標値と第２指標値との比である圧力比を算出する。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、医用情報処理装置及びＸ線ＣＴ装置に関する。
従来、臓器の虚血性疾患の原因には、大別して血行障害と臓器そのものの機能障害とがあることが知られている。例えば、冠動脈の血行障害の一例である狭窄は、虚血性心疾患に至る重大な病変であるが、そのような虚血性心疾患では、薬物治療を行うべきか、ステント治療を行うべきか等を判断する必要がある。近年では、冠動脈の血行性虚血評価を行う診断として、カテーテルによる冠動脈造影検査（ＣＡＧ：Coronary Angiography）においてプレッシャーワイヤを用いて心筋血流予備量比（ＦＦＲ：Fractional Flow Reserve）を計測する手法が推奨されつつある。
ＦＦＲは、狭窄などの病変によってどの程度血流が阻害されているかを推測する指標であり、病変が無い場合の流量と病変がある場合の流量との比で定義される。ここで、実際のＦＦＲの計測においては、血管内の流量を圧力に置き換えて計測される。例えば、ＦＦＲの計測においては、アデノシンを投与して最大充血状態（血管拡張状態）とすることによって血管内の流量と圧力との関係を比例関係にし、ＦＦＲを定義する流量を圧力に置き換える。これにより、上述したプレッシャーワイヤで計測された血管内の圧力に基づいてＦＦＲを計測することができるようになる。
また、近年、ＦＦＲの計測において、上述したアデノシンを投与せずに実施される手法も知られている。上述したアデノシンを用いた手法では、アデノシンを投与することによって血管内の流量と圧力との関係を比例関係として血管内の圧力を計測するが、アデノシンを投与せずに行う手法の場合、安静時で血管内の流量と圧力との関係が比例関係となる時相での圧力を計測する。具体的には、心周期の中のＷａｖｅ−Ｆｒｅｅ期間（血管抵抗が小さく、安定した期間）が、安静時でも血管内の流量と圧力との関係が比例関係となることから、アデノシンを投与せずに行う手法では、このＷａｖｅ−Ｆｒｅｅ期間においてプレッシャーワイヤで計測した圧力に基づいてＦＦＲを計測する。
上述したように、冠動脈の血行性虚血評価を行う診断としてプレッシャーワイヤを用いたＦＦＲの計測が行われているが、このようなプレッシャーワイヤを用いたＦＦＲの計測に対して、近年、例えば、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置やＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置、超音波診断装置等の医用画像診断装置によって収集された心臓の医用画像を用いて冠動脈の血行性虚血評価を非侵襲的に行う手法も知られている。近年、このような種々の手法により血行性虚血評価が行われ、評価に応じた治療が行われる。
特表２０１５−５２７９０１号公報 特表２０１６−５０７２８０号公報
Pijls NH, van Son J a, Kirkeeide RL, et al. (1993)Experimental basis of determining maximum coronary, myocardial, and collateral blood flow by pressure measurements for assessing functional stenosis severity before and after percutaneous transluminal coronary angioplasty. Circulation 87:1354-67. Pijls NHJ, van Schaardenburgh P, Manoharan G, et al.(2007) Percutaneous coronary intervention of functionally nonsignificant stenosis: 5-year follow-up of the DEFER Study. J Am Coll Cardiol 49:2105-11. doi: 10.1016/j.jacc.2007.01.087 Sen S, Escaned J, Malik IS, et al. (2012) Development and validation of a new adenosine-independent index of stenosis severity from coronary wave-intensity analysis: results of the ADVISE (ADenosine Vasodilator Independent Stenosis Evaluation) study. J Am Coll Cardiol 59:1392-402. doi: 10.1016/j.jacc.2011.11.003 Min JK, Berman DS, Budoff MJ, et al. (2011) Rationale and design of the DeFACTO (Determination of Fractional Flow Reserve by Anatomic Computed Tomographic AngiOgraphy) study. J Cardiovasc Comput Tomogr 5:301-9. doi: 10.1016/j.jcct.2011.08.003 Hirohata K, Kano A, Goryu A, et al. (2015) A novelCT-FFR method for the coronary artery based on 4D-CT image analysis and structural and fluid analysis. Proc SPIE 9412:94122O. doi: 10.1117/12.2081674 Kato M, Hirohata K, Kano A, et al. (2015) Fast CT-FFR Analysis Method for the Coronary Artery Based on 4D-CT Image Analysis and Structual and Fluid Analysis. ASME 2015 Int Mech Eng Congr Expo 1-10. Bellamy RF Diastolic coronary artery pressure-flow relations in the dog. doi: 10.1161/01.RES.43.1.92
本発明が解決しようとする課題は、血流に関する診断の精度を向上させることができる医用情報処理装置及びＸ線ＣＴ装置を提供することである。
実施形態に係る医用情報処理装置は、取得部と、算出部とを備える。取得部は、安静状態の被検体を前記被検体の心周期における血流量と血管内圧力との関係が比例関係を示す時相において撮像することにより得た医用画像データを取得する。算出部は、前記医用画像データに含まれる血管の構造を抽出し、前記血管構造に対して流体解析を適用することにより、前記血管内の所定の位置よりも上流側における、血管内圧力と、前記安静状態における血流量と血管内圧力との関係式とに基づいて求めた第１指標値と、前記所定の位置よりも下流側における、血管内圧力と、前記関係式とに基づいて求めた第２指標値とを求め、前記第１指標値と前記第２指標値との比である圧力比を算出する。
図１は、第１の実施形態に係る医用情報処理システムの構成の一例を示す図である。 図２は、第１の実施形態に係る医用情報処理装置の構成の一例を示す図である。 図３は、第１の実施形態に係る第１の算出機能による処理の一例を説明するための図である。 図４は、第１の実施形態に係る流体解析に用いられる時相を説明するための図である。 図５は、第１の実施形態に係る流量と圧力との関係を示すグラフである。 図６は、第１の実施形態に係るストレス状態と安静状態とのゼロ流量時圧力の違いを説明するための図である。 図７は、第１の実施形態に係る提示機能による表示の一例を示す図である。 図８は、第１の実施形態に係る提示機能による表示の一例を示す図である。 図９は、第１の実施形態に係る提示機能による表示の一例を示す図である。 図１０は、第１の実施形態に係る医用情報処理装置による処理手順を示すフローチャートである。 図１１は、第２の実施形態に係る医用情報処理装置による処理手順を示すフローチャートである。 図１２は、第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成の一例を示す図である。
以下に添付図面を参照して、本願に係る医用情報処理装置及びＸ線ＣＴ装置の実施形態を詳細に説明する。なお、本願に係る医用情報処理装置及びＸ線ＣＴ装置は、以下に示す実施形態によって限定されるものではない。
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態について説明する。第１の実施形態では、本願に係る技術を医用情報処理装置に適用した場合の例を説明する。なお、以下、医用情報処理装置を含む医用情報処理システムを例に挙げて説明する。また、以下では、一例として、心臓の血管を解析対象とした場合の例を説明する。
図１は、第１の実施形態に係る医用情報処理システムの構成の一例を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る医用情報処理システムは、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置１００と、画像保管装置２００と、医用情報処理装置３００とを備える。
例えば、第１の実施形態に係る医用情報処理装置３００は、図１に示すように、ネットワーク４００を介して、Ｘ線ＣＴ装置１００と、画像保管装置２００に接続される。なお、医用情報処理システムは、ネットワーク４００を介して、ＭＲＩ装置や超音波診断装置、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）装置等の他の医用画像診断装置にさらに接続されてもよい。
Ｘ線ＣＴ装置１００は、被検体のＣＴ画像データ（ボリュームデータ）を収集する。具体的には、Ｘ線ＣＴ装置１００は、被検体を略中心にＸ線管及びＸ線検出器を旋回移動させ、被検体を透過したＸ線を検出して投影データを収集する。そして、Ｘ線ＣＴ装置１００は、収集された投影データに基づいて、時系列の３次元ＣＴ画像データを生成する。
画像保管装置２００は、各種の医用画像診断装置によって収集された画像データを保管する。例えば、画像保管装置２００は、サーバ装置等のコンピュータ機器によって実現される。本実施形態では、画像保管装置２００は、ネットワーク４００を介してＸ線ＣＴ装置１００からＣＴ画像データ（ボリュームデータ）を取得し、取得したＣＴ画像データを装置内又は装置外に設けられた記憶回路に記憶させる。
医用情報処理装置３００は、ネットワーク４００を介して各種の医用画像診断装置から画像データを取得し、取得した画像データを処理する。例えば、医用情報処理装置３００は、ワークステーション等のコンピュータ機器によって実現される。本実施形態では、医用情報処理装置３００は、ネットワーク４００を介してＸ線ＣＴ装置１００又は画像保管装置２００からＣＴ画像データを取得し、取得したＣＴ画像データに対して各種画像処理を行う。そして、医用情報処理装置３００は、画像処理を行う前又は行った後のＣＴ画像データをディスプレイ等に表示する。
図２は、第１の実施形態に係る医用情報処理装置３００の構成の一例を示す図である。例えば、図２に示すように、医用情報処理装置３００は、Ｉ／Ｆ（インターフェース）回路３１０と、記憶回路３２０と、入力回路３３０と、ディスプレイ３４０と、処理回路３５０とを有する。
Ｉ／Ｆ回路３１０は、処理回路３５０に接続され、ネットワーク４００を介して接続された各種の医用画像診断装置又は画像保管装置２００との間で行われる各種データの伝送及び通信を制御する。例えば、Ｉ／Ｆ回路３１０は、ネットワークカードやネットワークアダプタ、ＮＩＣ（Network Interface Controller）等によって実現される。本実施形態では、Ｉ／Ｆ回路３１０は、Ｘ線ＣＴ装置１００又は画像保管装置２００からＣＴ画像データを受信し、受信したＣＴ画像データを処理回路３５０に出力する。
記憶回路３２０は、処理回路３５０に接続され、各種データを記憶する。例えば、記憶回路３２０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子や、ハードディスク、光ディスク等によって実現される。本実施形態では、記憶回路３２０は、Ｘ線ＣＴ装置１００又は画像保管装置２００から受信したＣＴ画像データを記憶する。
入力回路３３０は、処理回路３５０に接続され、操作者から受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路３５０に出力する。例えば、入力回路３３０は、トラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、タッチパネル等によって実現される。
ディスプレイ３４０は、処理回路３５０に接続され、処理回路３５０から出力される各種情報及び各種画像データを表示する。例えば、ディスプレイ３４０は、液晶モニタやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）モニタ、タッチパネル等によって実現される。
処理回路３５０は、入力回路３３０を介して操作者から受け付けた入力操作に応じて、医用情報処理装置３００が有する各構成要素を制御する。例えば、処理回路３５０は、プロセッサによって実現される。本実施形態では、処理回路３５０は、Ｉ／Ｆ回路３１０から出力されるＣＴ画像データを記憶回路３２０に記憶させる。また、処理回路３５０は、記憶回路３２０からＣＴ画像データを読み出し、ディスプレイ３４０に表示する。
このような構成のもと、本実施形態に係る医用情報処理装置３００は、血流に関する診断の精度を向上させることを可能にする。具体的には、医用情報処理装置３００は、安静状態の被検体を対象とした指標値の算出において、より正確な指標値を算出することにより、血流に関する診断の精度を向上させる。また、医用情報処理装置３００は、安静状態の被検体を対象とした非侵襲的な指標値の算出において、より正確な指標値、及び、侵襲的に計測される指標値に相当する指標値を算出して提示することにより、非侵襲的な血流に関する診断の精度を向上させる。上述したように、血行性虚血評価においては、カテーテルを用いて侵襲的に評価する場合、被検体にアデノシンを投与して最大充血状態での圧力を計測することによりＦＦＲ（Fractional Flow Reserve）を算出する。或いは、カテーテルを用いて侵襲的に評価する場合、アデノシンを投与せず、安静状態において心周期のＷａｖｅ−Ｆｒｅｅ期間での圧力を計測することによりＦＦＲを算出する（以下、安静状態のＷａｖｅ−Ｆｒｅｅ期間において計測されるＦＦＲを、瞬時ＦＦＲと記載する）。
瞬時ＦＦＲは、アデノシンを投与しないため被検体に対する負荷を低減することができるとともに、ＦＦＲには無い特徴（例えば、心筋の影響を反映する、１本の血管に複数の狭窄がある場合でも測定できる等）を含むことから、近年注目されている指標値である。本実施形態に係る医用情報処理装置３００は、このような瞬時ＦＦＲを算出する際に、血管内の流量と圧力との比例関係をより正確に表した指標値を算出する。また、医用情報処理装置３００は、瞬時ＦＦＲを非侵襲的に算出する際に、血管内の流量と圧力との比例関係をより正確に表した指標値と、カテーテルを用いて侵襲的に計測される瞬時ＦＦＲに相当する指標値とをそれぞれ算出する。
上述した処理を実行するため、第１の実施形態に係る医用情報処理装置３００における処理回路３５０は、図２に示すように、制御機能３５１と、第１の算出機能３５２と、第２の算出機能３５３と、提示機能３５４とを実行する。ここで、制御機能３５１は、特許請求の範囲における取得部の一例である。また、第１の算出機能３５２及び第２の算出機能３５３は、特許請求の範囲における算出部の一例である。また、提示機能３５４は、特許請求の範囲における提示部の一例である。
制御機能３５１は、医用情報処理装置３００の全体制御を実行する。また、制御機能３５１は、安静状態の被検体を前記被検体の心周期における血流量と血管内圧力との関係が比例関係を示す時相において撮像することにより得た医用画像データを取得する。第１の算出機能３５２は、安静状態の被検体の心周期において、血流量と血管内圧力との関係が比例関係を示す時相にて収集された画像データを用いた流体解析により、血管内の所定の位置の上流側の圧力と、下流側の圧力と、ゼロ流量時圧力とを算出する第１の算出処理を実行する。なお、以下、所定の位置が、狭窄などの病変部位である場合を一例に挙げて、医用情報処理装置３００による処理について説明するが、実施形態はこれに限定されるものではなく、血管内の任意の位置を対象とすることができる。
例えば、第１の算出機能３５２は、安静状態の被検体の心周期において、血流量と血管内圧力との関係が比例関係を示す時相にて収集された画像データを用いた流体解析により、血管内の病変部位よりも上流側の圧力と、病変部位よりも下流側の圧力と、血管内の血流量がゼロとなる場合の圧力を示すゼロ流量時圧力とを算出する。具体的には、第１の算出機能３５２は、アデノシンを投与されずに安静状態である被検体のＷａｖｅ−Ｆｒｅｅ期間における血管（例えば、冠動脈）を含む画像データを用いて流体解析を実行し、病変部位（例えば、狭窄など）よりも上流側の圧力、下流側の圧力、及びゼロ流量時圧力を含む血流に関する指標を算出する。
なお、第１の算出機能３５２によって算出される血流の指標としては、例えば、血管内の力学的な指標や、血液の流量に関する指標などが挙げられる。血管内の力学的な指標としては、例えば、圧力、ベクトル、せん断応力などが挙げられる。また、血液の流量に関する指標としては、流量及び流速などが挙げられる。以下、第１の算出機能３５２による流体解析について説明する。
第１の算出機能３５２は、ＣＴ画像データに基づいて流体解析を実行する。具体的には、第１の算出機能３５２は、３次元のＣＴ画像データから血管の形状を表す時系列の血管形状データを抽出する。例えば、第１の算出機能３５２は、記憶回路３２０から経時的に収集された複数時相のＣＴ画像データを読み出し、読み出した複数時相のＣＴ画像データに対して画像処理を行うことで、時系列の血管形状データを抽出する。
ここで、第１の算出機能３５２は、ＣＴ画像データに含まれる血管領域に指標値を算出する対象領域を設定する。具体的には、第１の算出機能３５２は、操作者による入力回路３３０を介した指示又は画像処理によって、血管領域に対象領域を設定する。そして、第１の算出機能３５２は、設定した対象領域の血管形状データとして、例えば、血管の芯線（芯線の座標情報）、芯線に垂直な断面での血管及び内腔の断面積、芯線に垂直な断面での円柱方向の、芯線から内壁までの距離及び芯線から外壁までの距離などをＣＴ画像データから抽出する。なお、第１の算出機能３５２は、解析手法に応じて、その他種々の血管形状データを抽出することができる。
さらに、第１の算出機能３５２は、流体解析の解析条件を設定する。具体的には、第１の算出機能３５２は、解析条件として、血液の物性値、反復計算の条件、解析の初期値などを設定する。例えば、第１の算出機能３５２は、血液の物性値として、血液の粘性、密度などを設定する。また、第１の算出機能３５２は、反復計算の条件として、反復計算における最大反復回数、緩和係数、残差の許容値などを設定する。また、第１の算出機能３５２は、解析の初期値として、流量、圧力、流体抵抗、圧力境界の初期値などを設定する。なお、第１の算出機能３５２によって用いられる各種値は、システムに予め組み込んでおいてもよいし、操作者が対話的に定義してもよい。
そして、第１の算出機能３５２は、血管を含む画像データを用いた流体解析により血管の血流に関する指標を算出する。具体的には、第１の算出機能３５２は、血管形状データと解析条件とを用いた流体解析を実行し、血管の対象領域における血流に関する指標を算出する。例えば、第１の算出機能３５２は、血管の内腔や外壁の輪郭、血管の断面積及び芯線などの血管形状データと、血液の物性値、反復計算の条件及び解析の初期値などの設定条件に基づいて、血管の所定の位置ごとに、圧力、血液の流量、血液の流速、ベクトル及びせん断応力などの指標を算出する。さらに、第１の算出機能３５２は、血管の内腔や外壁の輪郭、血管の断面積、芯線などの血管形状データの時間変動を用いることで、圧力、血液の流量、血液の流速、ベクトル及びせん断応力などの指標の時間変動を算出する。ここで、第１の算出機能３５２は、流量・流速がゼロとなる圧力を探索することで、ゼロ流量時圧力を推定する。
図３は、第１の実施形態に係る第１の算出機能３５２による処理の一例を説明するための図である。図３に示すように、例えば、第１の算出機能３５２は、大動脈及び冠動脈を含む３次元のＣＴ画像データから、対象領域であるＬＡＤについて、芯線の座標や断面情報を含む血管形状データを抽出する。さらに、第１の算出機能３５２は、抽出されたＬＡＤを対象とする解析の解析条件を設定する。そして、第１の算出機能３５２は、抽出されたＬＡＤの血管形状データ及び設定された条件を用いて流体解析を行うことで、例えば、対象領域ＬＡＤの入口の境界から出口の境界まで、芯線に沿った所定の位置ごとに圧力、血液の流量、血液の流速、ベクトル及びせん断応力などの指標を算出する。すなわち、第１の算出機能３５２は、対象領域について、圧力、血液の流量、血液の流速、ベクトル及びせん断応力などの分布を算出し、さらに、ゼロ流量時圧力を算出する。
上述したように、第１の算出機能３５２は、経時的に収集された複数時相のＣＴ画像データからそれぞれ血管形状データを抽出し、抽出した複数時相の血管形状データと解析条件とを用いた流体解析を行うことで、血流に関する指標を算出する。ここで、第１の算出機能３５２は、安静状態の被検体において血管内の流量と圧力との関係が比例関係となるＷａｖｅ−Ｆｒｅｅ期間のＣＴ画像データを用いて血管形状データを抽出する。すなわち、第１の算出機能３５２が、Ｗａｖｅ−Ｆｒｅｅ期間のＣＴ画像データを用いることで、流量と圧力の関係を比例関係とし、安静状態の被検体を対象としても圧力を用いた瞬時ＦＦＲの算出を可能とする。なお、血管における流量と圧力の関係が比例関係を示す場合、当該血管における血管抵抗を一定とみなすことができる。すなわち、流量と圧力の関係が比例関係を示す時相は、血管抵抗が一定の時相と言い換えることができる。
図４は、第１の実施形態に係る流体解析に用いられる時相を説明するための図である。図４においては、上段に心拍を示し、中段に心臓の動きを示し、下段に冠動脈の面積を示す。また、図４は、横方向が時間を示し、心拍、心臓の動き及び冠動脈の面積の時間変化を対応付けて示す。例えば、第１の算出機能３５２は、心位相７０％〜９９％の範囲に含まれる心位相のＣＴ画像データを用いて流体解析を実行する。ここで、心位相７０％〜９９％は、図４に示すように、心臓の動きがあまりなく、冠動脈の面積の変化が大きい時相である。心臓は収縮と拡張により動き、図４の中段に示すように、拡張期後半（心位相７０％〜９９％）で動きが安定する。すなわち、第１の算出機能３５２は、この動きが安定した心位相７０％〜９９％に含まれる心位相のＣＴ画像データを用いることにより、拍動に伴う動きが小さいＣＴ画像データを用いることができる。この心位相７０％〜９９％では、血管内の流量と圧力との関係が比例関係にあり、第１の算出機能３５２は、Ｗａｖｅ−Ｆｒｅｅ期間のＣＴ画像データとして、心位相７０％〜９９％のＣＴ画像データを用いる。
また、図４の下段に示すように、冠動脈の面積は、心位相７０％付近で最大となり、９９％付近で最小となる。これは、心位相７０％付近で冠動脈に血液が流入し始め、その後、９９％に進むにつれて血液が流出していくためである。第１の算出機能３５２は、この冠動脈の面積の変化をできるだけ含むように心位相７０％〜９９％の範囲内の複数時相のＣＴ画像データを用いることで、より精度の高い解析結果を算出する。
図２に戻って、第２の算出機能３５３は、医用画像データに含まれる血管の構造を抽出し、血管構造に対して流体解析を適用することにより、血管内の所定の位置よりも上流側における、血管内圧力と、安静状態における血流量と血管内圧力との関係式とに基づいて求めた第１指標値と、所定の位置よりも下流側における、血管内圧力と、関係式とに基づいて求めた第２指標値とを求め、第１指標値と第２指標値との比である圧力比を算出する。例えば、第２の算出機能３５３は、血流量と血管内圧力との関係式において血管内の血流量がゼロとなった場合の血管内圧力を示すゼロ流量時圧力を用いて第１指標値と第２指標値とを算出する。
具体的には、第２の算出機能３５３は、安静状態の被検体の心周期における血流量と血管内圧力との関係が比例関係を示す時相において、血管内の所定の位置よりも上流側における、血管内圧力と、前記血管内の血流量がゼロとなった場合の血管内圧力を示すゼロ流量時圧力とに基づいて求めた第１指標値と、前記所定の位置よりも下流側における、血管内圧力と、前記ゼロ流量時圧力とに基づいて求めた第２指標値とを求め、前記第１指標値と前記第２指標値との比である圧力比を算出する。より具体的には、第２の算出機能３５３は、安静状態の被検体の心周期における血流量と血管内圧力との関係が比例関係を示す時相において、血管内の所定の位置よりも上流側の圧力と血管内の血流量がゼロとなる場合の圧力を示すゼロ流量時圧力とに基づく圧力と、所定の位置よりも下流側の圧力とゼロ流量時圧力とに基づく圧力との圧力比を算出する。すなわち、第２の算出機能３５３は、上流側の圧力とゼロ流量時圧力とに基づく圧力と、下流側の圧力とゼロ流量時圧力とに基づく圧力との圧力比を算出する第２の算出処理を実行する。
また、第２の算出機能３５３は、第２の算出処理を実行する場合に、上流側の圧力とゼロ流量時圧力とに基づく圧力と、下流側の圧力とゼロ流量時圧力とに基づく圧力との比である第１の圧力比、及び、上流側の圧力とゼロ流量時圧力よりも小さい所定の圧力とに基づく圧力と、下流側の圧力と所定の圧力とに基づく圧力との比である第２の圧力比を算出する。すなわち、第２の算出機能３５３は、血管内の所定の位置よりも上流側における、血管内圧力と、ゼロ流量時圧力との差分を第１指標値として求め、血管内の所定の位置よりも下流側における、血管内圧力と、ゼロ流量時圧力との差分を第２指標値として求め、第１指標値と、第２指標値との比である圧力比を第１の圧力比として算出する。また、第２の算出機能３５３は、血管内の所定の位置よりも上流側における、血管内圧力と、ゼロ流量時圧力より小さい所定の圧力とに基づいて求めた第３指標値と、所定の位置よりも下流側における、血管内圧力と、所定の圧力とに基づいて求めた第４指標値を求め、第３指標値と、第４指標値との比である圧力を第２の圧力比として算出する。
例えば、第２の算出機能３５３は、病変部位（例えば、狭窄）の上流側の圧力、下流側の圧力、及び、ゼロ流量時圧力に基づく第１圧力指標の値と、上流側の圧力、下流側の圧力、及び、ゼロ流量時圧力よりも小さい所定の圧力に基づく第２圧力指標の値とを算出する。ここで、第２の算出機能３５３は、右心房の血圧及びゼロのうち少なくとも一方を所定の圧力として用い、上流側の圧力及び右心房の圧力に基づく圧力と、下流側の圧力及び右心房の圧力に基づく圧力との比、及び、上流側の圧力と下流側の圧力との比のうち、少なくとも一方を第２圧力指標の値として算出する。
以下、第２の算出処理として、第１の圧力比及び第２の圧力比を算出する場合を一例に挙げて、第２の算出機能３５３による処理について説明する。ここで、まず、ＦＦＲの定義について説明する。上述したように、ＦＦＲは、病変が無い場合の流量と病変がある場合の流量との比で定義され、以下の式（１）により算出される。なお、式（１）における「Ｑｎ」は、病変（例えば、狭窄）が無い場合の流量を示し、「Ｑｓ」は、病変（例えば、狭窄）がある場合の流量を示す。
ＦＦＲは、例えば、式（１）に示すように、「Ｑｓ」を「Ｑｎ」で除算する式により定義される。ここで、被検体に対してアデノシンを投与して最大充血状態（ストレス状態）とする、或いは、安静状態におけるＷａｖｅ−Ｆｒｅｅ期間を対象とすることで、血管内の流量と圧力との関係を比例関係にし、ＦＦＲを圧力の定義に置き換えることができる。すなわち、血管内の流量と圧力との関係を比例関係とすることで、式（１）を以下の式（２）のように表現することができる。なお、式（２）における「Ｐａ」は、病変（例えば、狭窄）の上流側の圧力を示し、「Ｐｄ」は、病変（例えば、狭窄）の下流側の圧力を示す。また、「Ｐｖ」は、全身からの静脈血が流れ込む右心房の圧力を示す。
例えば、血管内の流量と圧力との関係を比例関係とすることで、式（２）に示すように、「Ｑｓ」を「Ｐｄ−Ｐｖ」と表現し、「Ｑｎ」を「Ｐａ−Ｐｖ」と表現することができる。すなわち、ＦＦＲは、病変の上流側の圧力及び下流側の圧力から血管のベースラインの圧力をそれぞれ差分した値の比によって表される。
ここで、被検体に対してアデノシンを投与したストレス状態では、「Ｐａ＞＞Ｐｖ」及び「Ｐｄ＞＞Ｐｖ」とみなすことができるため、式（２）を以下の式（３）のようにみなすことができる。
すなわち、式（３）に示すように、ＦＦＲは、「Ｐｄ」を「Ｐａ」で除算する式によって算出される。現在の実臨床では、主に式（３）を用いて、測定された「Ｐａ」と「Ｐｄ」からＦＦＲや瞬時ＦＦＲを算出している。
これに対して、第１の実施形態に係る第２の算出機能３５３は、安静状態の被検体を対象とした指標値（瞬時ＦＦＲ）の算出において、より正確な指標値（新たな指標値）を算出する。例えば、第１の実施形態に係る第２の算出機能３５３は、安静状態の被検体を対象とした非侵襲的な指標値の算出において、新たな指標値、及び、実臨床で計測される瞬時ＦＦＲに相当する指標値を算出する。具体的には、第２の算出機能３５３は、第１の算出機能３５２によって算出された圧力を用いた瞬時ＦＦＲの算出において、ゼロ流量時圧力を考慮した瞬時ＦＦＲ（第１圧力指標）を算出する。さらに、第２の算出機能３５３は、第１圧力指標に加えて、「Ｐａ＞＞Ｐ０」及び「Ｐｄ＞＞Ｐ０」或いは「Ｐｖ」を考慮した瞬時ＦＦＲ（第２圧力指標）を算出する。
まず、ゼロ流量時圧力を考慮したＦＦＲ（第１圧力指標）について説明する。第２の算出機能３５３は、第１の算出機能３５２によって算出された病変部位の上流側の圧力と、病変部位の下流側の圧力と、ゼロ流量時圧力とを以下の式（４）に代入することにより、血管の各位置における第１圧力指標の値をそれぞれ算出する。ここで、式（４）における「Ｐａ」は、病変（例えば、狭窄）の上流側の圧力を示し、「Ｐｄ」は、病変（例えば、狭窄）の下流側の圧力を示す。また、式（４）における「Ｐ０」は、ゼロ流量時圧力を示す。
例えば、第２の算出機能３５３は、式（４）に示すように、病変の上流側の圧力及び下流側の圧力からゼロ流量時圧力をそれぞれ差分した値の比を第１圧力指標として算出する。すなわち、第２の算出機能３５３は、病変の上流側の圧力及び下流側の圧力から差分するベースラインとして、ゼロ流量時圧力を用いる。上述したように、ゼロ流量時圧力は、血管内の流量が「０」となる場合の血管内圧力である。従って、式（４）に示すように、ベースラインとして右心房の圧力「Ｐｖ」ではなく「Ｐ０」を用いることで、「Ｐｖ」を用いるよりも流量と圧力との比例関係をより正確に表現することができる。
ここで、ゼロ流量時圧力「Ｐ０」は、右心房の圧力「Ｐｖ」よりも高く、ストレス状態と安静状態のＷａｖｅ−Ｆｒｅｅ期間とで異なる値を示す。図５は、第１の実施形態に係る流量と圧力との関係を示すグラフである。なお、図５においては、横軸に圧力「Ｐ（ｍｍＨｇ）」を示し、縦軸に流量「Ｑ（ｍＬ／ｍｉｎ）」を示す。また、図５においては、ゼロ流量時圧力「Ｐ０」を考慮した場合のストレス状態における流量と圧力との関係を示す直線Ｌ１と、ゼロ流量時圧力「Ｐ０」を考慮した場合の安静状態における流量と圧力との関係を示す直線Ｌ２とを示す。
例えば、図５に示すように、ゼロ流量時圧力「Ｐ０」は、ストレス状態（直線Ｌ１のＰ側の切片）及び安静状態（直線Ｌ２のＰ側の切片）ともに、「Ｐｖ」よりも高い値を示す。これは血管抵抗があるためであり、「Ｐ０＞Ｐｖ」の状態でも血液が流れなくなり、流量がゼロとなるためである。そして、図５に示すように、安静状態のＷａｖｅ−Ｆｒｅｅ期間における「Ｐ０」は、ストレス状態の「Ｐ０」と比較して、高い値を示す。これは、ストレス状態と安静状態とで心筋抵抗に差が生じるためである。図６は、第１の実施形態に係るストレス状態と安静状態とのゼロ流量時圧力の違いを説明するための図である。ここで、図６においては、ストレス状態及び安静状態における「Ｐ０」及び「Ｐｖ」と、抵抗との関係について示す。
例えば、ストレス状態で血管が拡張された場合、図６に示すように、抵抗が小さくなるため、血流がゼロとなる「Ｐ０」の値は、安静状態と比較して「Ｐｖ」の値に近いものとなる。一方、安静状態の場合、図６に示すように、ストレス状態と比較して抵抗が大きいため、血流がゼロとなる「Ｐ０」の値は、「Ｐｖ」の値よりもより大きいものとなる。従って、ゼロ流量時圧力「Ｐ０」を考慮した場合の流量と圧力との関係は、図５に示すように、ストレス状態（直線Ｌ１）と安静状態（直線Ｌ２）とで異なるものとなる。
ここで、本実施形態に係る医用情報処理装置３００は、安静状態のＷａｖｅ−Ｆｒｅｅ期間におけるＣＴ画像データを用いることから、「Ｐ０」の値はストレス状態の「Ｐ０」と比較して大きいものであり、「Ｐａ＞＞Ｐ０」及び「Ｐｄ＞＞Ｐ０」とみなした場合、算出結果の精度が低下する恐れがある。そこで、第２の算出機能３５３は、式（４）に示すように、「Ｐ０」を考慮した式に基づいて、第１圧力指標を算出する。これにより、第２の算出機能３５３は、流量と血圧の関係がより正確に表現された式によって、より正確な瞬時ＦＦＲを算出することができる。
次に、「Ｐａ＞＞Ｐ０」及び「Ｐｄ＞＞Ｐ０」或いは「Ｐｖ」を考慮した瞬時ＦＦＲ（第２圧力指標）について説明する。上述したように、現在の実臨床においては、瞬時ＦＦＲの算出は、主に式（３）を用いて算出される。そこで、第１の実施形態に係る医用情報処理装置３００は、第１圧力指標に加えて、現在の実臨床において算出される瞬時ＦＦＲに相当する第２圧力指標を算出する。すなわち、第２の算出機能３５３は、「Ｐａ＞＞Ｐ０」及び「Ｐｄ＞＞Ｐ０」とみなし、式（４）を以下の式（５）に変換して、瞬時ＦＦＲを算出する。
例えば、第２の算出機能３５３は、第１の算出機能３５２によって算出された病変部位の上流側の圧力と、病変部位の下流側の圧力とを式（５）に代入して、血管の各位置における第２圧力指標の値をそれぞれ算出する。また、第２の算出機能３５３は、「Ｐｖ」を考慮した瞬時ＦＦＲも算出することができる。すなわち、第２の算出機能３５３は、第１の算出機能３５２によって算出された病変部位の上流側の圧力と、病変部位の下流側の圧力と、「Ｐｖ」とを式（２）に代入して、血管の各位置における第２圧力指標の値をそれぞれ算出する。
図２に戻って、提示機能３５４は、第１の圧力比及び第２の圧力比を提示する。具体的には、提示機能３５４は、第２の算出機能３５３によって算出された第１圧力指標の値と第２圧力指標の値をディスプレイ３４０に表示させる。図７は、第１の実施形態に係る提示機能３５４による表示の一例を示す図である。図７に示すように、提示機能３５４は、ゼロ流量時圧力を考慮した瞬時ＦＦＲの値である「第１圧力指標（Ｐ０）：０．７７」と、「Ｐａ＞＞Ｐ０」及び「Ｐｄ＞＞Ｐ０」を考慮して「Ｐ０≒０」とした瞬時ＦＦＲの値である「第２圧力指標（０）：０．８０」と、「Ｐｖ」を考慮した瞬時ＦＦＲの値である「第２圧力指標（Ｐｖ）：０．７０」とをディスプレイ３４０にて表示させる。
ここで、提示機能３５４は、図７に示すように、流体解析に用いられたＣＴ画像データに基づいて生成された血管の画像の対応する位置に、第２の算出機能３５３によって算出された第１圧力指標の値と第２圧力指標の値を表示させる。ここで、ディスプレイ３４０にて表示する血管の画像は、Ｘ線ＣＴ装置１００によって生成された画像であってもよく、医用情報処理装置３００によって生成された画像であってもよい。なお、医用情報処理装置３００によって血管の画像を生成する場合、制御機能３５１が、ＣＴ画像データに対して画像処理を施すことにより、血管の画像を生成する。また、ディスプレイ３４０にて表示される血管の画像は、任意の画像を用いることができ、例えば、ボリュームレンダリング画像や、ＣＰＲ（Curved Multi Planer Reconstruction）画像、ＭＰＲ（Multi Planer Reconstruction）画像などを用いることができる。
ここで、第１圧力指標の値と第２圧力指標の値は、図７に示すように同時に表示させる場合であってもよく、それぞれ別々に表示させる場合であってもよい。別々に表示させる場合、例えば、入力回路３３０が表示内容を選択するための選択操作を受け付け、提示機能３５４が、選択操作に応じて、第１圧力指標の値又は第２圧力指標の値をディスプレイ３４０に表示させる。また、提示機能３５４は、第１の圧力指標の値と第２の圧力指標の値を、図７に示すように、１点について表示させるだけではなく、画像データ中の対応する位置に対応付けた態様にて表示させることができる。例えば、提示機能３５４は、第２の算出機能３５３によって算出された血管の各位置の第１の圧力指標の値と第２の圧力指標の値を、血管の各位置に対応付けて表示させることができる。
また、第１圧力指標の値と第２圧力指標の値の表示方法は、図７に示すような数値による表示だけではなく、任意の方法で表示させることができる。例えば、提示機能３５４は、第１圧力指標の値及び第２圧力指標の値にそれぞれ異なる色相を割り当て、各圧力指標の値の変化を色相の変化で示した表示情報を表示させることもできる。一例を挙げると、提示機能３５４は、第１圧力指標における値の違いにそれぞれ異なる色相を割り当て、図７に示す画像の血管の各位置を第１圧力指標の値に応じた色で示した表示画像を表示させる。同様に、提示機能３５４は、第２圧力指標における値の違いにもそれぞれ異なる色相を割り当てておく。そして、提示機能３５４は、入力回路３３０選択操作に応じて、画像の血管の各位置を、選択された圧力指標の対応する色で示した表示画像に切り替える。
さらに、提示機能３５４は、第１の圧力比の値及び第２の圧力比の値に基づいて、警告情報を提示する。例えば、提示機能３５４は、第１圧力指標の値と第２圧力指標の値とが大幅に異なる場合に、警告情報を表示する。一例を挙げると、提示機能３５４は、第１圧力指標の値と第２圧力指標の値との差が所定の閾値を超えた場合に、図７に示すような警告情報「ＷＡＲＮＩＧ」を提示する。ここで、提示機能３５４は、第１圧力指標の値と第２圧力指標の値との比較する際に、第１圧力指標（Ｐ０）を、２つの第２圧力指標のうち一方或いは両方と比較する。なお、各比較における所定の閾値は、それぞれ任意に設定することができる。
また、提示機能３５４は、第１圧力指標の値及び第２圧力指標の値のうち少なくとも一方が所定の閾値以下となった場合に、警告情報を提示する。例えば、提示機能３５４は、第１圧力指標に対して設定された閾値と第２圧力指標に対して設定された閾値とを参照して、どちらか一方でも閾値以下となった場合に、図７に示すような警告情報「ＷＡＲＮＩＧ」を提示する。ここで、第１圧力指標に対して設定される閾値と第２圧力指標に対して設定される閾値は、任意に設定することができ、同一の値が用いられる場合であってもよく、異なる値が用いられる場合であってもよい。また、２つの第２圧力指標に対して設定される閾値は、同一の値が用いられる場合であってもよく、異なる値が用いられる場合であってもよい。
また、提示機能３５４は、流量と圧力を示すグラフや、グラフの傾きを表示させることもできる。かかる場合には、第２の算出機能３５３が、第１の算出機能３５２による流体解析の結果に基づいて、血流量と血管内圧力との関係を示すグラフを算出し、提示機能３５４が算出されたグラフをディスプレイ３４０にて表示する。図８は、第１の実施形態に係る提示機能３５４による表示の一例を示す図である。例えば、図８に示すように、提示機能３５４は、「第１圧力指標（Ｐ０）：０．７７」、「第２圧力指標（０）：０．８０」及び「第２圧力指標（Ｐｖ）：０．７０」に加えて、流量「Ｑ（ｍＬ／ｍｉｎ）」と圧力「Ｐ（ｍｍＨｇ）」との関係を示すグラフをディスプレイ３４０にて表示させる。また、提示機能３５４は、傾きを示す値を提示する。
例えば、第２の算出機能３５３は、第１の算出機能３５２によって算出された流量の時間変動、圧力の時間変動、ゼロ流量時圧力の時間変動に基づいて、図８に示す直線Ｌ３を算出する。提示機能３５４は、第２の算出機能３５３によって算出されたグラフをディスプレイ３４０に表示させる。
また、提示機能３５４は、流体解析に用いられた画像データの時相に対応する情報をグラフに提示することも可能である。例えば、提示機能３５４は、第１の算出機能３５２による流体解析に用いられたＣＴ画像データの各時相における圧力の値をグラフ上に表示させる。図９は、第１の実施形態に係る提示機能３５４による表示の一例を示す図である。例えば、図９に示すように、提示機能３５４は、流体解析に用いられた各時相の同一位置における圧力の値を示す点Ｐ１〜Ｐ４を直線Ｌ３上に示した情報をディスプレイ３４０にて表示させる。
上述した実施形態では、第２の算出機能３５３が、第１の算出機能３５２による流体解析の結果に基づいて、新たな指標値である第１の圧力比「第１圧力指標（Ｐ０）」と、実臨床に沿った第２の圧力比「第２圧力指標（Ｐｖ）、第２圧力指標（０）」を算出する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、第２の算出機能３５３が、「第１圧力指標（Ｐ０）」のみを算出する場合であってもよい。ここで、「第１圧力指標（Ｐ０）」の算出は、第１の算出機能３５２による流体解析の結果だけではなく、プレッシャーワイヤを用いて侵襲的に測定された圧力値を用いることもできる。
例えば、プレッシャーワイヤを用いて測定された圧力値を用いる場合、医用情報処理装置３００は、Ｉ／Ｆ回路３１０が、プレッシャーワイヤ（不図示）によって計測された所定の位置（例えば、狭窄などの病変部位等）の上流側の圧力値と下流側の圧力値とを受信する。そして、第２の算出機能３５３は、受信した上流側の圧力値及び下流側の圧力値と、ゼロ流量時圧力とを用いて、上記した式（４）により「第１圧力指標（Ｐ０）」を算出する。ここで、ゼロ流量時圧力は、任意の値を用いることができ、例えば、第１の算出機能３５２によって予め算出されたゼロ流量時圧力を用いる場合であってもよく、或いは、被検体の血管の状態から推定する場合であってもよい。
また、例えば、第１の算出機能３５２による流体解析の結果を用いる場合、第２の算出機能３５３は、流体解析によって算出された上流側の圧力値、下流側の圧力値及びゼロ流量時圧力を用いて、上記した式（４）により「第１圧力指標（Ｐ０）」を算出する。そして、提示機能３５４は、プレッシャーワイヤを用いて測定された圧力値に基づく「第１圧力指標（Ｐ０）」や、流体解析の結果に基づく「第１圧力指標（Ｐ０）」をディスプレイ３４に表示させる。このように、第１の実施形態に係る医用情報処理装置３００は、「第１圧力指標（Ｐ０）」を算出することで、血管内の流量と圧力との比例関係をより正確に表した新たな指標値を提示することができ、血流に関する診断の精度を向上させることができる。
次に、第１の実施形態に係る医用情報処理装置３００による処理の手順について説明する。図１０は、第１の実施形態に係る医用情報処理装置３００による処理手順を示すフローチャートである。ここで、図１０におけるステップＳ１０１は、例えば、処理回路３５０が制御機能３５１に対応するプログラムを記憶回路３２０から呼び出して実行することにより実現される。また、ステップＳ１０２は、例えば、処理回路３５０が第１の算出機能３５２に対応するプログラムを記憶回路３２０から呼び出して実行することにより実現される。また、ステップＳ１０３は、例えば、処理回路３５０が第２の算出機能３５３に対応するプログラムを記憶回路３２０から呼び出して実行することにより実現される。また、ステップＳ１０４〜ステップＳ１０６は、例えば、処理回路３５０が提示機能３５４に対応するプログラムを記憶回路３２０から呼び出して実行することにより実現される。
本実施形態に係る医用情報処理装置３００では、まず、処理回路３５０が、安静状態で収集されたＣＴ画像データからＷａｖｅ−Ｆｒｅｅ期間における複数時相のＣＴ画像データを取得する（ステップＳ１０１）。そして、処理回路３５０が、ＣＴ画像データを用いて流体解析を実行し（ステップＳ１０２）、第１圧力指標の値及び第２圧力指標の値をそれぞれ算出する（ステップＳ１０３）。その後、処理回路３５０は、算出された第１圧力指標の値及び第２圧力指標の値をディスプレイ３４０に表示する（ステップＳ１０４）。
そして、処理回路３５０は、算出された第１圧力指標の値及び第２圧力指標の値が警告条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１０５）ここで、警告条件を満たす場合（ステップＳ１０５肯定）、処理回路３５０は、警告情報をディスプレイ３４０に提示する（ステップＳ１０６）。一方、警告条件を満たさない場合（ステップＳ１０５否定）、処理回路３５０は、処理を終了する。
上述したように、第１の実施形態によれば、第１の算出機能３５２は、安静状態の被検体の心周期において、血流量と血管内圧力との関係が比例関係を示す時相にて収集された画像データを用いた流体解析により、血管内の病変部位よりも上流側の圧力と、病変部位よりも下流側の圧力と、血管内の血流量がゼロとなる場合の圧力を示すゼロ流量時圧力とを算出する。第２の算出機能３５３は、上流側の圧力及びゼロ流量時圧力に基づく圧力と、下流側の圧力及びゼロ流量時圧力に基づく圧力との比である第１圧力指標の値、及び、上流側の圧力及びゼロ流量時圧力よりも小さい所定の圧力に基づく圧力と、下流側の圧力及び所定の圧力に基づく圧力との比である第２圧力指標の値を算出する。提示機能３５４は、第１圧力指標の値及び第２圧力指標の値を提示する。従って、第１の実施形態に係る医用情報処理装置３００は、血管内の流量と圧力との比例関係をより正確に表した第１圧力指標の値と、侵襲的に計測される瞬時ＦＦＲに相当する第２圧力指標の値をそれぞれ算出して提示することができ、非侵襲的に行う診断の精度を向上させることを可能にする。
例えば、現在の実臨床に則した瞬時ＦＦＲの値を参照するとともに、より正確な瞬時ＦＦＲの値を参照することで、第１圧力指標の値と第２圧力指標の値との比較結果を診断に利用することができる。一例を挙げると、第１圧力指標の値と第２圧力指標の値が類似した値の場合、信頼度が高い数値であると考えられ、算出した値に基づいた診断により治療などを行うことができる。一方、第１圧力指標の値と第２圧力指標の値が大きく異なっている場合、侵襲的なＦＦＲの計測を行うように推奨することができる。
また、第１の実施形態によれば、第２の算出機能３５３は、右心房の血圧及びゼロのうち少なくとも一方を所定の圧力として用い、上流側の圧力及び右心房の圧力に基づく圧力と、下流側の圧力及び右心房の圧力に基づく圧力との比、及び、上流側の圧力と下流側の圧力との比のうち、少なくとも一方を第２圧力指標の値として算出する。従って、第１の実施形態に係る医用情報処理装置３００は、「Ｐａ＞＞Ｐ０」及び「Ｐｄ＞＞Ｐ０」を考慮して「Ｐ０≒０」とした瞬時ＦＦＲの値と、「Ｐｖ」を考慮した瞬時ＦＦＲの値とをそれぞれ算出して表示することができ、実臨床でどちらの値が用いられる場合であっても対応することができる。
また、第１の実施形態によれば、提示機能３５４は、第１圧力指標の値及び第２圧力指標の値に基づいて、警告情報を提示する。例えば、提示機能３５４は、第１圧力指標の値と第２圧力指標の値との差が所定の閾値を超えた場合に、警告情報を提示する。また、提示機能３５４は、第１圧力指標の値及び第２圧力指標の値のうち少なくとも一方が所定の閾値以下となった場合に、警告情報を提示する。従って、第１の実施形態に係る医用情報処理装置３００は、算出結果に応じた警告を提示して観察者に注意を促すことができる。
また、第１の実施形態によれば、第２の算出機能３５３が、流体解析の解析結果に基づいて血流量と血管内圧力との関係を示すグラフを算出し、提示機能３５４が、グラフを提示する。また、第２の算出機能３５３が、グラフの傾きを算出し、提示機能３５４が、傾きを提示する。また、提示機能３５４は、流体解析に用いられた画像データの時相に対応する情報をグラフに提示する。従って、第１の実施形態に係る医用情報処理装置３００は、解析情報を観察者に提示することができる。
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、ゼロ流量時圧力「Ｐ０」を考慮した第１圧力指標の値を算出して提示する場合について説明した。第２の実施形態では、第１圧力指標の値を算出せずに、第２圧力指標の値のみを算出して提示する場合について説明する。なお、第２の実施形態に係る医用情報処理装置３００の構成は、基本的には、図２に示した医用情報処理装置３００の構成と同じである。そのため、以下では、第１の実施形態に係る医用情報処理装置３００と異なる点を中心に説明することとし、図２に示した構成要素と同様の役割を果たす構成要素については同じ符号を付すこととして詳細な説明を省略する。
第２の実施形態に係る第１の算出機能３５２は、安静状態の被検体の心周期において、血流量と血管内圧力との関係が比例関係を示す時相にて収集された画像データを用いた流体解析により、血管内の病変部位よりも上流側の圧力と、病変部位よりも下流側の圧力とを算出する。すなわち、第２の実施形態に係る医用情報処理装置３００における第１の算出機能３５２は、第１の実施形態で算出したゼロ流量時圧力「Ｐ０」を算出せず、病変部位の上流側の圧力「Ｐａ」と下流側の圧力「Ｐｄ」とを含む血流に関する指標を流体解析によって算出する。
第２の実施形態に係る第２の算出機能３５３は、上流側の圧力及び右心房の圧力に基づく圧力と、下流側の圧力及び右心房の圧力に基づく圧力との比である第１の圧力比（第１の実施形態における「第２圧力指標（Ｐｖ）」）、及び、上流側の圧力と下流側の圧力との比である第２の圧力比（第１の実施形態における「第２圧力指標（０）」）を算出する。
第２の実施形態に係る提示機能３５４は、「第２圧力指標（Ｐｖ）」と「第２圧力指標（０）」をディスプレイ３４０にて表示させる。ここで、第２の実施形態に係る提示機能３５４は、第１の実施形態と同様に、種々の表示を行うことができる。
次に、第２の実施形態に係る医用情報処理装置３００による処理の手順について説明する。図１１は、第２の実施形態に係る医用情報処理装置３００による処理手順を示すフローチャートである。ここで、図１１におけるステップＳ２０１は、例えば、処理回路３５０が制御機能３５１に対応するプログラムを記憶回路３２０から呼び出して実行することにより実現される。また、ステップＳ２０２は、例えば、処理回路３５０が第１の算出機能３５２に対応するプログラムを記憶回路３２０から呼び出して実行することにより実現される。また、ステップＳ２０３は、例えば、処理回路３５０が第２の算出機能３５３に対応するプログラムを記憶回路３２０から呼び出して実行することにより実現される。また、ステップＳ２０４〜ステップＳ２０６は、例えば、処理回路３５０が提示機能３５４に対応するプログラムを記憶回路３２０から呼び出して実行することにより実現される。
本実施形態に係る医用情報処理装置３００では、まず、処理回路３５０が、安静状態で収集されたＣＴ画像データからＷａｖｅ−Ｆｒｅｅ期間における複数時相のＣＴ画像データを取得する（ステップＳ２０１）。そして、処理回路３５０が、ＣＴ画像データを用いて流体解析を実行し（ステップＳ２０２）、第２圧力指標の値におけるゼロ及びＰｖに対応する値をそれぞれ算出する（ステップＳ２０３）。その後、処理回路３５０は、算出された第２圧力指標の値におけるゼロ及びＰｖに対応する値をディスプレイ３４０に表示する（ステップＳ２０４）。
そして、処理回路３５０は、算出された第２圧力指標の値が警告条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ２０５）ここで、警告条件を満たす場合（ステップＳ２０５肯定）、処理回路３５０は、警告情報をディスプレイ３４０に提示する（ステップＳ２０６）。一方、警告条件を満たさない場合（ステップＳ２０５否定）、処理回路３５０は、処理を終了する。
上述したように、第２の実施形態によれば、第１の算出機能３５２は、安静状態の被検体の心周期において、血流量と血管内圧力との関係が比例関係を示す時相にて収集された画像データを用いた流体解析により、血管内の病変部位よりも上流側の圧力と、病変部位よりも下流側の圧力とを算出する。第２の算出機能３５３は、上流側の圧力及び右心房の圧力に基づく圧力と、下流側の圧力及び右心房の圧力に基づく圧力との比である第２圧力指標（Ｐｖ）の値、及び、上流側の圧力と下流側の圧力との比である第２圧力指標（０）の値を算出する。提示機能３５４は、第２圧力指標（Ｐｖ）の値及び第２圧力指標（０）の値を提示する。従って、第２の実施形態に係る医用情報処理装置３００は、現在の実臨床において用いられている瞬時ＦＦＲにおいて、「Ｐａ＞＞Ｐ０」及び「Ｐｄ＞＞Ｐ０」を考慮して「Ｐ０≒０」とした瞬時ＦＦＲの値と、「Ｐｖ」を考慮した瞬時ＦＦＲの値とをそれぞれ提示することができ、非侵襲的な診断の精度を向上させることを可能にする。
（第３の実施形態）
さて、これまで第１及び第２の実施形態について説明したが、上述した第１及び第２の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
上述した実施形態では、ＣＴ画像データを対象として瞬時ＦＦＲを算出する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、アンギオグラフィ画像などの他の医用画像データを対象とする場合であってもよい。
また、上述した実施形態では、複数時相の画像データを用いた流体解析によりゼロ流量時圧力「Ｐ０」を算出する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、その他の手法によりゼロ流量時圧力「Ｐ０」を取得する場合であってもよい。例えば、ゼロ流量時圧力「Ｐ０」は、経験値などが用いられる場合であってもよい。かかる場合には、例えば、第２の算出機能３５３は、予め記憶されたゼロ流量時圧力「Ｐ０」の値、或いは、入力インターフェースを介して入力されたゼロ流量時圧力「Ｐ０」の値を用いて第１指標値及び第２指標値を算出する。
また、心臓以外の部位からゼロ流量時圧力「Ｐ０」を推定する場合であってもよい。かかる場合には、例えば、第１の算出機能３５２は、心臓以外の部位における血管の血流量と血管内圧力との関係から冠動脈におけるゼロ流量時圧力「Ｐ０」を推定する。
また、上述した実施形態では、複数時相の画像データを用いる場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、１時相の画像データからゼロ流量時圧力「Ｐ０」を推定する場合であってもよい。かかる場合には、例えば、第１の算出機能３５２は、１時相の心臓の画像データに対して複数回の流体解析を適用することによってゼロ流量時圧力「Ｐ０」を推定する。
また、１時相の画像データからゼロ流量時圧力「Ｐ０」を推定する方法として、例えば、血管抵抗に基づいて、ゼロ流量時圧力「Ｐ０」を推定する場合であってもよい。かかる場合には、例えば、第１の算出機能３５２は、冠動脈における抵抗と、心筋における抵抗とからゼロ流量時圧力「Ｐ０」を推定する。
一例を挙げると、第１の算出機能３５２は、１時相の画像データを用いた流体解析により冠動脈の血管内圧力と血管抵抗を算出する。そして、第１の算出機能３５２は、心筋抵抗の値を外部入力等によって取得し、取得した心筋抵抗の値に対する冠動脈における抵抗の値を種々変化させながら、血流量がゼロとなる冠動脈の抵抗値を算出する。さらに、第１の算出機能３５２は、流体解析によって得られた冠動脈の血管内圧力及び血管抵抗と、血流量がゼロとなる冠動脈の抵抗値に基づいて、ゼロ流量時圧力「Ｐ０」を推定する。
また、上述した実施形態では、血流量と血管内圧力との関係式を、ゼロ流量時圧力「Ｐ０」に基づいて導出する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、その他、種々の方法によって導出することができる。例えば、流体解析に用いられた複数時相の画像データにおいて、各時相の同一位置における圧力の値を用いて血流量と血管内圧力との関係式を導出する場合であってもよい。かかる場合には、例えば、第１の算出機能３５２は、血流量と血管内圧力との関係式として、各時相（例えば、４時相）の同一位置における圧力の値に近似する直線を算出する。
また、例えば、第１の算出機能３５２は、血管内圧力がゼロとなった場合の血流量を示すゼロ圧力時流量「Ｑ０」を用いて血流量と血管内圧力との関係式を導出することもできる。すなわち、第１の算出機能３５２は、図５のグラフにおける直線Ｌ２のＱ側の切片の値を流体解析によって算出し、算出した値を用いて血流量と血管内圧力との関係式を導出する。
また、上述した実施形態では、安静状態の被検体の心周期における血流量と血管内圧力との関係が比例関係を示す時相の画像データを用いる場合について説明した。しかしながら、実施形態ではこれに限定されるものではなく、安静状態で血流量と血管内圧力との関係が既知の状態であれば適用することが可能である。すなわち、血流量と血管内圧力との関係が比例関係でなくとも、関係が既知であればよい。
かかる場合に、制御機能３５１は、被検体の心周期における血流量と血管内圧力との関係が既知となる状態の被検体を撮像することにより得た画像データを取得する。第２の算出機能３５３は、画像データに含まれる血管の構造を抽出し、血管構造に対して流体解析を適用することにより、血管内の所定の位置よりも上流側における、血管内圧力と、安静状態における血流量と血管内圧力との関係式とに基づいて求めた第１指標値と、所定の位置よりも下流側における、血管内圧力と、関係式とに基づいて求めた第２指標値とを求め、第１指標値と第２指標値との比である圧力比を算出する。例えば、第２の算出機能３５３は、血流量と血管内圧力との関係を示す別の関数でモデル化された関係式に基づいて、第１指標値と第２指標値とを算出する。
また、上述した実施形態では、心臓の血管を解析の対象とした場合の例について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、肺動脈を解析の対象とする場合であってもよい。かかる場合には、肺動脈において血流量と血管内圧力との関係が既知となる状態の被検体を撮像することにより得た画像データが用いられる。例えば、肺動脈において、血流量と血管内圧力との関係が比例関係となる時相の画像データが用いられる。
また、上述した実施形態では、医用情報処理装置３００が各種処理を実行する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、Ｘ線ＣＴ装置１００において各種処理が実行される場合であってもよい。図１２は、第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００の構成の一例を示す図である。
図１２に示すように、第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００は、架台１０と、寝台装置２０と、コンソール３０とを有する。架台１０は、被検体ＰにＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ線を検出して、コンソール３０に出力する装置であり、Ｘ線照射制御回路１１と、Ｘ線発生装置１２と、検出器１３と、データ収集回路（ＤＡＳ：Data Acquisition System）１４と、回転フレーム１５と、架台駆動回路１６とを有する。
回転フレーム１５は、Ｘ線発生装置１２と検出器１３とを被検体Ｐを挟んで対向するように支持し、後述する架台駆動回路１６によって被検体Ｐを中心とした円軌道にて高速に回転する円環状のフレームである。
Ｘ線照射制御回路１１は、高電圧発生部として、Ｘ線管１２ａに高電圧を供給する装置であり、Ｘ線管１２ａは、Ｘ線照射制御回路１１から供給される高電圧を用いてＸ線を発生する。Ｘ線照射制御回路１１は、後述するスキャン制御回路３３の制御により、Ｘ線管１２ａに供給する管電圧や管電流を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量を調整する。
また、Ｘ線照射制御回路１１は、ウェッジ１２ｂの切り替えを行う。また、Ｘ線照射制御回路１１は、コリメータ１２ｃの開口度を調整することにより、Ｘ線の照射範囲（ファン角やコーン角）を調整する。なお、本実施形態は、複数種類のウェッジ１２ｂを、操作者が手動で切り替える場合であっても良い。
Ｘ線発生装置１２は、Ｘ線を発生し、発生したＸ線を被検体Ｐへ照射する装置であり、Ｘ線管１２ａと、ウェッジ１２ｂと、コリメータ１２ｃとを有する。
Ｘ線管１２ａは、図示しない高電圧発生部により供給される高電圧により被検体ＰにＸ線ビームを照射する真空管であり、回転フレーム１５の回転にともなって、Ｘ線ビームを被検体Ｐに対して照射する。Ｘ線管１２ａは、ファン角及びコーン角を持って広がるＸ線ビームを発生する。例えば、Ｘ線照射制御回路１１の制御により、Ｘ線管１２ａは、フル再構成用に被検体Ｐの全周囲でＸ線を連続曝射したり、ハーフ再構成用にハーフ再構成可能な曝射範囲（１８０度＋ファン角）でＸ線を連続曝射したりすることが可能である。また、Ｘ線照射制御回路１１の制御により、Ｘ線管１２ａは、予め設定された位置（管球位置）でＸ線（パルスＸ線）を間欠曝射したりすることが可能である。また、Ｘ線照射制御回路１１は、Ｘ線管１２ａから曝射されるＸ線の強度を変調させることも可能である。例えば、Ｘ線照射制御回路１１は、特定の管球位置では、Ｘ線管１２ａから曝射されるＸ線の強度を強くし、特定の管球位置以外の範囲では、Ｘ線管１２ａから曝射されるＸ線の強度を弱くする。
ウェッジ１２ｂは、Ｘ線管１２ａから曝射されたＸ線のＸ線量を調節するためのＸ線フィルタである。具体的には、ウェッジ１２ｂは、Ｘ線管１２ａから被検体Ｐへ照射されるＸ線が、予め定められた分布になるように、Ｘ線管１２ａから曝射されたＸ線を透過して減衰するフィルタである。例えば、ウェッジ１２ｂは、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウムを加工したフィルタである。なお、ウェッジ１２ｂは、ウェッジフィルタ（wedge filter）や、ボウタイフィルタ（bow-tie filter）とも呼ばれる。
コリメータ１２ｃは、後述するＸ線照射制御回路１１の制御により、ウェッジ１２ｂによってＸ線量が調節されたＸ線の照射範囲を絞り込むためのスリットである。
架台駆動回路１６は、回転フレーム１５を回転駆動させることによって、被検体Ｐを中心とした円軌道上でＸ線発生装置１２と検出器１３とを旋回させる。
検出器１３は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する２次元アレイ型検出器（面検出器）であり、複数チャンネル分のＸ線検出素子を配してなる検出素子列がＺ軸方向に沿って複数列配列されている。具体的には、検出器１３は、Ｚ軸方向に沿って３２０列など多列に配列されたＸ線検出素子を有し、例えば、被検体Ｐの肺や心臓を含む範囲など、広範囲に被検体Ｐを透過したＸ線を検出することが可能である。なお、Ｚ軸は架台１０が非チルト時の状態における回転フレーム１５の回転中心軸方向を示す。
データ収集回路１４は、ＤＡＳであり、検出器１３が検出したＸ線の検出データから、投影データを収集する。例えば、データ収集回路１４は、検出器１３により検出されたＸ線強度分布データに対して、増幅処理やＡ／Ｄ変換処理、チャンネル間の感度補正処理等を行なって投影データを生成し、生成した投影データを後述するコンソール３０に送信する。例えば、回転フレーム１５の回転中に、Ｘ線管１２ａからＸ線が連続曝射されている場合、データ収集回路１４は、全周囲分（３６０度分）の投影データ群を収集する。また、データ収集回路１４は、収集した各投影データに管球位置を対応付けて、後述するコンソール３０に送信する。管球位置は、投影データの投影方向を示す情報となる。なお、チャンネル間の感度補正処理は、後述する前処理回路３４が行なっても良い。
寝台装置２０は、被検体Ｐを載せる装置であり、図１２に示すように、寝台駆動装置２１と、天板２２とを有する。寝台駆動装置２１は、天板２２をＺ軸方向へ移動して、被検体Ｐを回転フレーム１５内に移動させる。天板２２は、被検体Ｐが載置される板である。なお、本実施形態では、架台１０と天板２２との相対位置の変化が天板２２を制御することによって実現されるものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、架台１０が自走式である場合、架台１０の走行を制御することによって架台１０と天板２２との相対位置の変化が実現されてもよい。
なお、架台１０は、例えば、天板２２を移動させながら回転フレーム１５を回転させて被検体Ｐをらせん状にスキャンするヘリカルスキャンを実行する。または、架台１０は、天板２２を移動させた後に被検体Ｐの位置を固定したままで回転フレーム１５を回転させて被検体Ｐを円軌道にてスキャンするコンベンショナルスキャンを実行する。または、架台１０は、天板２２の位置を一定間隔で移動させてコンベンショナルスキャンを複数のスキャンエリアで行うステップアンドシュート方式を実行する。
コンソール３０は、操作者によるＸ線ＣＴ装置１００の操作を受け付けるとともに、架台１０によって収集された投影データを用いてＣＴ画像データを再構成する装置である。コンソール３０は、図１２に示すように、入力回路３１と、ディスプレイ３２と、スキャン制御回路３３と、前処理回路３４と、記憶回路３５と、画像再構成回路３６と、処理回路３７とを有する。
入力回路３１は、Ｘ線ＣＴ装置１００の操作者が各種指示や各種設定の入力に用いるマウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック等を有し、操作者から受け付けた指示や設定の情報を、処理回路３７に転送する。例えば、入力回路３１は、操作者から、ＣＴ画像データの撮影条件や、ＣＴ画像データを再構成する際の再構成条件、ＣＴ画像データに対する画像処理条件等を受け付ける。また、入力回路３１は、被検体Ｐに対する検査を選択するための操作を受け付ける。また、入力回路３１は、画像上の部位を指定するための指定操作を受け付ける。
ディスプレイ３２は、操作者によって参照されるモニタであり、処理回路３７による制御のもと、ＣＴ画像データから生成された画像データを操作者に表示したり、入力回路３１を介して操作者から各種指示や各種設定等を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したりする。また、ディスプレイ３２は、スキャン計画の計画画面や、スキャン中の画面などを表示する。
スキャン制御回路３３は、処理回路３７による制御のもと、Ｘ線照射制御回路１１、架台駆動回路１６、データ収集回路１４及び寝台駆動装置２１の動作を制御することで、架台１０における投影データの収集処理を制御する。具体的には、スキャン制御回路３３は、位置決め画像（スキャノ画像）を収集する撮影及び診断に用いる画像を収集する本撮影（スキャン）における投影データの収集処理をそれぞれ制御する。
前処理回路３４は、データ収集回路１４によって生成された投影データに対して、対数変換処理と、オフセット補正、感度補正及びビームハードニング補正等の補正処理とを行なって、補正済みの投影データを生成する。具体的には、前処理回路３４は、データ収集回路１４によって生成された位置決め画像の投影データ及び本撮影によって収集された投影データのそれぞれについて、補正済みの投影データを生成して、記憶回路３５に格納する。
記憶回路３５は、前処理回路３４により生成された投影データを記憶する。具体的には、記憶回路３５は、前処理回路３４によって生成された、位置決め画像の投影データ及び本撮影によって収集される診断用の投影データを記憶する。また、記憶回路３５は、後述する画像再構成回路３６によって再構成されたＣＴ画像データなどを記憶する。また、記憶回路３５は、後述する処理回路３７による処理結果を適宜記憶する。
画像再構成回路３６は、記憶回路３５が記憶する投影データを用いてＣＴ画像データを再構成する。具体的には、画像再構成回路３６は、位置決め画像の投影データ及び診断に用いられる画像の投影データから、ＣＴ画像データをそれぞれ再構成する。ここで、再構成方法としては、種々の方法があり、例えば、逆投影処理が挙げられる。また、逆投影処理としては、例えば、ＦＢＰ（Filtered Back Projection）法による逆投影処理が挙げられる。或いは、画像再構成回路３６は、逐次近似法を用いてＣＴ画像データを再構成することもできる。
また、画像再構成回路３６は、ＣＴ画像データに対して各種画像処理を行うことで、画像データを生成する。そして、画像再構成回路３６は、再構成したＣＴ画像データや、各種画像処理により生成した画像データを記憶回路３５に格納する。
処理回路３７は、架台１０、寝台装置２０及びコンソール３０の動作を制御することによって、Ｘ線ＣＴ装置１００の全体制御を行う。具体的には、処理回路３７は、スキャン制御回路３３を制御することで、架台１０で行なわれるＣＴスキャンを制御する。また、処理回路３７は、画像再構成回路３６を制御することで、コンソール３０における画像再構成処理や画像生成処理を制御する。また、処理回路３７は、記憶回路３５が記憶する各種画像データを、ディスプレイ３２に表示するように制御する。
そして、処理回路３７は、図１２に示すように、制御機能３７ａと、第１の算出機能３７ｂと、第２の算出機能３７ｃと、提示機能３７ｄとを実行する。制御機能３７ａは、Ｘ線ＣＴ装置１００の全体を制御する。第１の算出機能３７ｂは、上述した第１の算出機能３５２と同様の処理を実行する。第２の算出機能３７ｃは、上述した第２の算出機能３５３と同様の処理を実行する。提示機能３７ｄは、上述した提示機能３５４と同様の処理を実行する。
上述した実施形態では、単一の処理回路（処理回路３５０及び処理回路３７）によって各処理機能が実現される場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、処理回路３５０及び処理回路３７は、複数の独立したプロセッサを組み合わせて構成され、各プロセッサが各プログラムを実行することにより各処理機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路３５０及び処理回路３７が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。
また、上述した各実施形態の説明で用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。ここで、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合には、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。また、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて一つのプロセッサとして構成され、その機能を実現するようにしてもよい。
ここで、プロセッサによって実行されるプログラムは、ＲＯＭ（Read Only Memory）や記憶回路等に予め組み込まれて提供される。なお、このプログラムは、これらの装置にインストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ（Compact Disk）−ＲＯＭ、ＦＤ（Flexible Disk）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記録されて提供されてもよい。また、このプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納され、ネットワーク経由でダウンロードされることにより提供又は配布されてもよい。例えば、このプログラムは、各機能部を含むモジュールで構成される。実際のハードウェアとしては、ＣＰＵが、ＲＯＭ等の記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより、各モジュールが主記憶装置上にロードされて、主記憶装置上に生成される。
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、血流に関する診断の精度を向上させることができる。
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。
１００ Ｘ線ＣＴ装置
３７ｂ、３５２ 第１の算出機能
３７ｃ、３５３ 第２の算出機能
３７ｄ、３５４ 提示機能
３００ 医用情報処理装置

Claims (19)

  1. 安静状態の被検体を前記被検体の心周期における血流量と血管内圧力との関係が比例関係を示す時相において撮像することにより得た医用画像データを取得する取得部と、
    前記医用画像データに含まれる血管の構造を抽出し、前記血管構造に対して流体解析を適用することにより、前記血管内の所定の位置よりも上流側における、血管内圧力と、前記安静状態における血流量と血管内圧力との関係式とに基づいて求めた第１指標値と、前記所定の位置よりも下流側における、血管内圧力と、前記関係式とに基づいて求めた第２指標値とを求め、前記第１指標値と前記第２指標値との比である圧力比を算出する算出部と、
    を備える、医用情報処理装置。
  2. 前記算出部は、前記関係式に基づいて、前記血管内の血流量がゼロとなった場合の血管内圧力を示すゼロ流量時圧力を算出し、前記所定の位置よりも上流側における血管内圧力及び算出したゼロ流量時圧力とに基づいて前記第１指標値を求め、前記所定の位置よりも下流側における血管内圧力及び算出したゼロ流量時圧力とに基づいて前記第２指標値を求める、請求項１に記載の医用情報処理装置。
  3. 前記算出部によって算出された圧力比を提示する提示部をさらに備え、
    前記算出部は、前記血管内の所定の位置よりも上流側における、血管内圧力と、前記ゼロ流量時圧力より小さい所定の圧力とに基づいて求めた第３指標値と、前記所定の位置よりも下流側における、血管内圧力と、前記所定の圧力とに基づいて求めた第４指標値を求め、前記第３指標値と、前記第４指標値との比である第２の圧力比を算出し、
    前記提示部は、前記圧力比である第１の圧力比及び前記第２の圧力比を提示する、請求項２に記載の医用情報処理装置。
  4. 前記算出部は、前記医用画像データを用いた流体解析により、前記上流側および下流側それぞれにおける前記血管内圧力と、前記ゼロ流量時圧力とを算出する、請求項２又は３に記載の医用情報処理装置。
  5. 前記算出部は、前記第２指標値及び圧力比を下流側の複数の位置それぞれについて求め、
    前記提示部は、前記医用画像データを表示すると共に、前記複数の位置それぞれにおける圧力比を、前記医用画像データ中の対応する位置に対応付けた態様にて表示させる、請求項１乃至４のいずれか１つに記載に医用情報処理装置。
  6. 前記算出部は、前記血管内の所定の位置よりも上流側における、血管内圧力と、前記ゼロ流量時圧力との差分を第１指標値として求め、前記血管内の所定の位置よりも下流側における、血管内圧力と、前記ゼロ流量時圧力との差分を第２指標値として求め、前記第１指標値と、前記第２指標値との比である前記圧力比を算出する、請求項２乃至４のいずれか１つに記載の医用情報処理装置。
  7. 前記算出部は、右心房の血圧及びゼロのうち少なくとも一方を前記所定の圧力として用い、前記上流側の圧力と前記右心房の圧力とに基づく圧力と、前記下流側の圧力と前記右心房の圧力とに基づく圧力との比、及び、前記上流側の圧力と前記下流側の圧力との比のうち、少なくとも一方を前記第２の圧力比として算出する、請求項３に記載の医用情報処理装置。
  8. 前記提示部は、前記第１の圧力比の値及び前記第２の圧力比の値に基づいて、警告情報を提示する、請求項３又は７に記載の医用情報処理装置。
  9. 前記提示部は、前記第１の圧力比の値と前記第２の圧力比の値との差が所定の閾値を超えた場合に、前記警告情報を提示する、請求項８に記載の医用情報処理装置。
  10. 前記提示部は、前記第１の圧力比の値及び前記第２の圧力比の値のうち少なくとも一方が所定の閾値以下となった場合に、前記警告情報を提示する、請求項８に記載の医用情報処理装置。
  11. 前記算出部によって算出された圧力比を提示する提示部をさらに備え、
    前記算出部は、前記流体解析の解析結果に基づいて、前記血流量と前記血管内圧力との関係を示すグラフを算出し、
    前記提示部は、前記グラフを提示する、請求項１に記載の医用情報処理装置。
  12. 前記算出部は、前記グラフの傾きを算出し、
    前記提示部は、前記傾きを示す値を提示する、請求項１１に記載の医用情報処理装置。
  13. 前記提示部は、前記流体解析に用いられた画像データの時相に対応する情報を前記グラフに提示する、請求項１１又は１２に記載の医用情報処理装置。
  14. 前記血流量と血管内圧力との関係が比例関係を示す時相が、心位相７０％〜９９％である、請求項１乃至１３のいずれか１つに記載の医用情報処理装置。
  15. 安静状態の被検体を前記被検体の心周期における血流量と血管内圧力との関係が比例関係を示す時相において撮像することにより得た医用画像データを取得する取得部と、
    前記医用画像データに含まれる血管の構造を抽出し、前記血管構造に対して流体解析を適用することにより、前記血管内の所定の位置よりも上流側の圧力と、前記所定の位置よりも下流側の圧力とを算出する第１の算出処理、及び、前記上流側の圧力と右心房の圧力とに基づく圧力と、前記下流側の圧力と前記右心房の圧力とに基づく圧力との比である第１の圧力比と、前記上流側の圧力と前記下流側の圧力との比である第２の圧力比とを算出する第２の算出処理を実行する算出部と、
    を備える、医用情報処理装置。
  16. 安静状態の被検体を前記被検体の心周期における血流量と血管内圧力との関係が比例関係を示す時相において撮像することにより医用画像データを収集する収集部と、
    前記医用画像データに含まれる血管の構造を抽出し、前記血管構造に対して流体解析を適用することにより、前記血管内の所定の位置よりも上流側における、血管内圧力と、前記安静状態における血流量と血管内圧力との関係式とに基づいて求めた第１指標値と、前記所定の位置よりも下流側における、血管内圧力と、前記関係式とに基づいて求めた第２指標値とを求め、前記第１指標値と前記第２指標値との比である圧力比を算出する算出部と、
    を備える、Ｘ線ＣＴ装置。
  17. 安静状態の被検体を前記被検体の心周期における血流量と血管内圧力との関係が比例関係を示す時相において撮像することにより医用画像データを収集する収集部と、
    前記医用画像データに含まれる血管の構造を抽出し、前記血管構造に対して流体解析を適用することにより、前記血管内の所定の位置よりも上流側の圧力と、前記所定の位置よりも下流側の圧力とを算出する第１の算出処理、及び、前記上流側の圧力と右心房の圧力とに基づく圧力と、前記下流側の圧力と前記右心房の圧力とに基づく圧力との比である第１の圧力比と、前記上流側の圧力と前記下流側の圧力との比である第２の圧力比とを算出する第２の算出処理を実行する算出部と、
    を備える、Ｘ線ＣＴ装置。
  18. 被検体の心周期における血流量と血管内圧力との関係が既知である時相において前記被検体を撮像することにより得た医用画像データを取得する取得部と、
    前記医用画像データに含まれる血管の構造を抽出し、前記血管構造に対して流体解析を適用することにより、前記血管内の所定の位置よりも上流側における、血管内圧力と、前記安静状態における血流量と血管内圧力との関係式とに基づいて求めた第１指標値と、前記所定の位置よりも下流側における、血管内圧力と、前記関係式とに基づいて求めた第２指標値とを求め、前記第１指標値と前記第２指標値との比である圧力比を算出する算出部と、
    を備える、医用情報処理装置。
  19. 被検体の心周期における血流量と血管内圧力との関係が既知である時相において前記被検体を撮像することにより医用画像データを収集する収集部と、
    前記医用画像データに含まれる血管の構造を抽出し、前記血管構造に対して流体解析を適用することにより、前記血管内の所定の位置よりも上流側における、血管内圧力と、前記安静状態における血流量と血管内圧力との関係式とに基づいて求めた第１指標値と、前記所定の位置よりも下流側における、血管内圧力と、前記関係式とに基づいて求めた第２指標値とを求め、前記第１指標値と前記第２指標値との比である圧力比を算出する算出部と、
    を備える、Ｘ線ＣＴ装置。
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