JP2020096757A - Medical image processing device, medical image diagnostic device and image processing program - Google Patents

Medical image processing device, medical image diagnostic device and image processing program Download PDF

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昂彦 西岡
Takahiko Nishioka
昂彦 西岡
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Abstract

To support diagnosis of circulatory disturbance.SOLUTION: A medical image processing device according to an embodiment includes: an acquisition unit which acquires first density change information indicating the density change of a contrast agent in a first period, and second density change information indicating the density change of the contrast agent in a second period different from the first period by executing scan using an X-ray with respect to a subject to which the contrast agent is injected once; and an estimation unit which estimates the presence/absence of the circulatory disturbance of the subject on the basis of the input data including the first density change information and the second density change information.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明の実施形態は、医用画像処理装置、医用画像診断装置及び画像処理プログラムに関する。 Embodiments of the present invention relate to a medical image processing apparatus, a medical image diagnostic apparatus, and an image processing program.

従来、医師による循環障害の診断が行われている。循環障害としては、血液が手足等の体の末端(すなわち、全身)に正常に循環しない末端循環障害や、血液が肺に正常に循環しない肺循環障害等が挙げられる。 Conventionally, a doctor has made a diagnosis of circulatory disorder. Examples of circulatory disorders include peripheral circulatory disorders in which blood does not normally circulate to the ends of the body such as limbs (that is, the whole body), and pulmonary circulatory disorders in which blood does not normally circulate in the lungs.

末端循環障害の診断は、例えば、被検体(例えば、患者)の皮膚の色やチアノーゼ等の状態を医師が診ることにより行われる。しかし、例えば被検体の皮膚の色が青いかどうかは、医師の主観的な診断であるため、医師の経験やスキルに依存してしまう。また、肺循環障害の診断には、胸部CT(Computed Tomography)撮影、胸部MR(Magnetic Resonance)撮影等が用いられるが、初期の肺循環障害を診断することは難しい。 Diagnosis of peripheral circulatory disorders is performed, for example, by a doctor's examination of the color of the skin (e.g., patient) of a subject (e.g., patient) and the condition of cyanosis. However, for example, whether the skin color of the subject is blue is a subjective diagnosis of the doctor, and therefore depends on the experience and skill of the doctor. Moreover, chest CT (Computed Tomography) imaging, chest MR (Magnetic Resonance) imaging, and the like are used to diagnose pulmonary circulatory disorders, but it is difficult to diagnose an initial pulmonary circulatory disorder.

国際公開2007/078012号International Publication No. 2007/078012 特開2007−284362号公報JP 2007-284362A 特表2016−511032号公報Japanese Patent Publication No. 2016-511032

本発明が解決しようとする課題は、循環障害の診断をサポートすることである。 The problem to be solved by the present invention is to support the diagnosis of circulatory disorders.

実施形態に係る医用画像処理装置は、造影剤が1度注入された被検体に対してX線を用いたスキャンを実行することで、第1の期間における前記造影剤の濃度変化を表す第1の濃度変化情報、及び、前記第1の期間とは異なる第2の期間における前記造影剤の濃度変化を表す第2の濃度変化情報を取得する取得部と、前記第1の濃度変化情報及び前記第2の濃度変化情報を含む入力データに基づいて、前記被検体の循環障害の有無を推定する推定部と、を備える。 The medical image processing apparatus according to the embodiment performs a scan using X-rays on a subject into which the contrast agent has been injected once, thereby representing a change in the concentration of the contrast agent in the first period. Of the concentration change information and a second concentration change information indicating a concentration change of the contrast agent in a second period different from the first period, the first concentration change information and the acquisition unit. An estimation unit that estimates the presence or absence of a circulatory disorder in the subject based on the input data including the second concentration change information.

図1は、第1の実施形態に係る医用画像処理システムの構成の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a medical image processing system according to the first embodiment. 図2は、第1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。FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the X-ray CT apparatus according to the first embodiment. 図3は、第1の実施形態に係る医用画像処理システムによる処理の手順を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of processing by the medical image processing system according to the first embodiment. 図4は、第1の実施形態におけるROIの一例を説明するための図であり、心臓の構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram for explaining an example of the ROI in the first embodiment, and is a diagram showing the configuration of the heart. 図5は、第1の実施形態におけるTDCの一例を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining an example of TDC in the first embodiment. 図6は、第1の実施形態におけるAIを用いた学習の一例を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining an example of learning using AI in the first embodiment. 図7は、第1の実施形態におけるAIを用いた学習の一例を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining an example of learning using AI in the first embodiment. 図8は、第1の実施形態におけるクラスタリング等の機械学習の一例を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining an example of machine learning such as clustering according to the first embodiment. 図9は、第2の実施形態におけるROIの一例を説明するための図であり、心臓の構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram for explaining an example of the ROI in the second embodiment, and is a diagram showing the configuration of the heart. 図10は、第2の実施形態におけるTDC(RV)、TDC(LV)の一例を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining an example of TDC (RV) and TDC (LV) in the second embodiment. 図11は、第2の実施形態におけるAIを用いた学習の一例を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining an example of learning using AI in the second embodiment. 図12は、第2の実施形態におけるAIを用いた学習の一例を説明するための図である。FIG. 12 is a diagram for explaining an example of learning using AI in the second embodiment. 図13は、第2の実施形態におけるクラスタリング等の機械学習の一例を説明するための図である。FIG. 13 is a diagram for explaining an example of machine learning such as clustering according to the second embodiment. 図14は、第1の実施形態及び第2の実施形態の変形例におけるAIを用いた学習の一例を説明するための図である。FIG. 14 is a diagram for explaining an example of learning using AI in the modified examples of the first embodiment and the second embodiment. 図15は、第1の実施形態及び第2の実施形態の変形例におけるAIを用いた学習の一例を説明するための図である。FIG. 15 is a diagram for explaining an example of learning using AI in the modified examples of the first embodiment and the second embodiment. 図16は、第3の実施形態に係る医用画像処理装置の構成の一例を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing an example of the configuration of the medical image processing apparatus according to the third embodiment.

以下、図面を参照して、医用画像処理装置及び医用画像診断装置の実施形態について詳細に説明する。なお、本願に係る医用画像処理装置及び医用画像診断装置は、以下に示す実施形態によって限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of a medical image processing apparatus and a medical image diagnostic apparatus will be described in detail with reference to the drawings. The medical image processing apparatus and the medical image diagnostic apparatus according to the present application are not limited to the embodiments described below.

(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、医用画像診断装置をX線コンピュータ断層撮影(CT:Computed Tomography)装置に適用した場合の例を説明する。以下、X線CT装置と医用画像処理装置とを含む医用画像処理システムを例に挙げて説明する。
(First embodiment)
First, the first embodiment will be described. In the first embodiment, an example in which the medical image diagnostic apparatus is applied to an X-ray computed tomography (CT) apparatus will be described. Hereinafter, a medical image processing system including an X-ray CT apparatus and a medical image processing apparatus will be described as an example.

図1は、第1の実施形態に係る医用画像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画像処理システム100は、X線CT(Computed Tomography)装置1と、画像保管装置2と、医用画像処理装置3とを備え、ネットワーク200を介して相互に接続される。なお、図1に示す例は、あくまでも一例であり、ネットワーク200にその他種々の装置(例えば、端末装置等)が接続される場合であってもよい。 FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a medical image processing system according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, a medical image processing system 100 according to the first embodiment includes an X-ray CT (Computed Tomography) device 1, an image storage device 2, and a medical image processing device 3, and a network 200. Connected to each other via. The example illustrated in FIG. 1 is merely an example, and may be a case where various other devices (for example, a terminal device) are connected to the network 200.

例えば、第1の実施形態に係るX線CT装置1は、図1に示すように、ネットワーク200を介して、画像保管装置2と、医用画像処理装置3に接続される。なお、医用画像処理システム100は、ネットワーク200を介して、MRI(Magnetic Resonance Imaging)装置、超音波診断装置及びPET(Positron Emission Tomography)装置等の他の医用画像診断装置や、端末装置などにさらに接続されてもよい。また、ネットワーク200は、院内で閉じたローカルネットワークにより構成されてもよいし、インターネットを介したネットワークにより構成されてもよい。 For example, the X-ray CT apparatus 1 according to the first embodiment is connected to the image storage apparatus 2 and the medical image processing apparatus 3 via the network 200, as shown in FIG. The medical image processing system 100 is further connected to another medical image diagnostic apparatus such as an MRI (Magnetic Resonance Imaging) apparatus, an ultrasonic diagnostic apparatus and a PET (Positron Emission Tomography) apparatus, and a terminal apparatus via the network 200. May be connected. The network 200 may be a local network closed in the hospital or a network via the Internet.

画像保管装置2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2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2は、ネットワーク200を介してX線CT装置1から投影データやCT画像データを取得し、取得した投影データや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。 The image storage device 2 stores image data collected by various medical image diagnostic devices. For example, the image storage device 2 is realized by a computer device such as a server device. In the present embodiment, the image storage device 2 acquires projection data or CT image data from the X-ray CT device 1 via the network 200, and the acquired projection data or CT image data is provided inside or outside the device. Store in the memory circuit.

医用画像処理装置3は、ネットワーク200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、医用画像処理装置3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、医用画像処理装置3は、ネットワーク200を介してX線CT装置1又は画像保管装置2から投影データやCT画像データを取得し、取得した投影データやCT画像データに対して各種画像処理を行う。医用画像処理装置3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。 The medical image processing apparatus 3 acquires image data from various medical image diagnostic apparatuses via the network 200 and processes the acquired image data. For example, the medical image processing apparatus 3 is realized by computer equipment such as a workstation. In the present embodiment, the medical image processing apparatus 3 acquires projection data and CT image data from the X-ray CT apparatus 1 or the image storage apparatus 2 via the network 200, and performs various kinds of processing on the acquired projection data and CT image data. Perform image processing. The medical image processing apparatus 3 displays CT image data before or after performing image processing on a display or the like.

X線CT装置1は、被検体のCT画像データを収集する。具体的には、X線CT装置1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1は、収集した投影データに基づいて、CT画像データを生成する。 The X-ray CT apparatus 1 collects CT image data of a subject. Specifically, the X-ray CT apparatus 1 swivels the X-ray tube and the X-ray detector about the subject to detect the X-rays transmitted through the subject and collects projection data. Then, the X-ray CT apparatus 1 generates CT image data based on the collected projection data.

図2は、第1の実施形態に係るX線CT装置1の構成の一例を示す図である。図2に示すように、第1の実施形態に係るX線CT装置1は、架台装置10と、寝台装置30と、コンソール装置40とを有する。 FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the X-ray CT apparatus 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the X-ray CT apparatus 1 according to the first embodiment includes a gantry device 10, a bed device 30, and a console device 40.

ここで、図2においては、非チルト状態での回転フレーム13の回転軸又は寝台装置30の天板33の長手方向をZ軸方向とする。また、Z軸方向に直交し、床面に対し水平である軸方向をX軸方向とする。また、Z軸方向に直交し、床面に対し垂直である軸方向をY軸方向とする。なお、図2は、説明のために架台装置10を複数方向から描画したものであり、X線CT装置1が架台装置10を1つ有する場合を示す。 Here, in FIG. 2, the longitudinal direction of the rotary shaft of the rotary frame 13 or the top plate 33 of the bed apparatus 30 in the non-tilted state is the Z-axis direction. Further, an axial direction that is orthogonal to the Z-axis direction and is horizontal to the floor surface is the X-axis direction. Further, the Y-axis direction is defined as an axial direction that is orthogonal to the Z-axis direction and is perpendicular to the floor surface. 2 shows the gantry device 10 drawn from a plurality of directions for the sake of explanation, and shows a case where the X-ray CT apparatus 1 has one gantry device 10.

架台装置10は、X線管11と、X線検出器12と、回転フレーム13と、X線高電圧装置14と、制御装置15と、ウェッジ16と、コリメータ17と、DAS(Data Acquisition System)18とを有する。 The gantry device 10 includes an X-ray tube 11, an X-ray detector 12, a rotating frame 13, an X-ray high voltage device 14, a controller 15, a wedge 16, a collimator 17, and a DAS (Data Acquisition System). 18 and.

X線管11は、熱電子を発生する陰極(フィラメント)と、熱電子の衝突を受けてX線を発生する陽極(ターゲット)とを有する真空管である。X線管11は、X線高電圧装置14からの高電圧の印加により、陰極から陽極に向けて熱電子を照射することで、被検体Pに対し照射するX線を発生する。例えば、X線管11には、回転する陽極に熱電子を照射することでX線を発生させる回転陽極型のX線管がある。 The X-ray tube 11 is a vacuum tube having a cathode (filament) that generates thermoelectrons and an anode (target) that generates X-rays upon receiving collision of thermoelectrons. The X-ray tube 11 radiates thermoelectrons from the cathode to the anode by applying a high voltage from the X-ray high-voltage device 14 to generate X-rays for irradiating the subject P. For example, the X-ray tube 11 includes a rotary anode type X-ray tube that generates X-rays by irradiating a rotating anode with thermoelectrons.

X線検出器12は、X線を検出する検出素子を複数有する。X線検出器12における各検出素子は、X線管11から照射されて被検体Pを通過したX線を検出し、検出したX線量に対応した信号をDAS18へと出力する。X線検出器12は、例えば、X線管11の焦点を中心とした1つの円弧に沿ってチャンネル方向(チャネル方向)に複数の検出素子が配列された複数の検出素子列を有する。X線検出器12は、例えば、チャンネル方向に複数の検出素子が配列された検出素子列が列方向(スライス方向、row方向)に複数配列された構造を有する。 The X-ray detector 12 has a plurality of detection elements that detect X-rays. Each detection element in the X-ray detector 12 detects the X-rays emitted from the X-ray tube 11 and passed through the subject P, and outputs a signal corresponding to the detected X-ray dose to the DAS 18. The X-ray detector 12 has, for example, a plurality of detection element arrays in which a plurality of detection elements are arranged in the channel direction (channel direction) along one arc centered on the focal point of the X-ray tube 11. The X-ray detector 12 has, for example, a structure in which a plurality of detection element rows in which a plurality of detection elements are arranged in the channel direction are arranged in the row direction (slice direction, row direction).

例えば、X線検出器12は、グリッドと、シンチレータアレイと、光センサアレイとを有する間接変換型の検出器である。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有する。シンチレータは入射X線量に応じた光子量の光を出力するシンチレータ結晶を有する。グリッドは、シンチレータアレイのX線入射側の面に配置され、散乱X線を吸収するX線遮蔽板を有する。なお、グリッドはコリメータ(1次元コリメータ又は2次元コリメータ)と呼ばれる場合もある。光センサアレイは、シンチレータからの光量に応じた電気信号に変換する機能を有し、例えば、フォトダイオード等の光センサを有する。なお、X線検出器12は、入射したX線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であっても構わない。 For example, the X-ray detector 12 is an indirect conversion type detector having a grid, a scintillator array, and a photosensor array. The scintillator array has a plurality of scintillators. The scintillator has a scintillator crystal that outputs a photon amount of light according to the incident X-ray dose. The grid has an X-ray shield plate arranged on the X-ray incident side surface of the scintillator array and absorbing scattered X-rays. The grid may be called a collimator (one-dimensional collimator or two-dimensional collimator). The optical sensor array has a function of converting into an electric signal according to the amount of light from the scintillator, and has, for example, an optical sensor such as a photodiode. The X-ray detector 12 may be a direct conversion type detector having a semiconductor element that converts an incident X-ray into an electric signal.

回転フレーム13は、X線管11とX線検出器12とを対向支持し、制御装置15によってX線管11とX線検出器12とを回転させる円環状のフレームである。例えば、回転フレーム13は、アルミニウムを材料とした鋳物である。なお、回転フレーム13は、X線管11及びX線検出器12に加えて、X線高電圧装置14やウェッジ16、コリメータ17、DAS18等を更に支持することもできる。更に、回転フレーム13は、図2において図示しない種々の構成を更に支持することもできる。 The rotating frame 13 is an annular frame that supports the X-ray tube 11 and the X-ray detector 12 so as to face each other, and causes the controller 15 to rotate the X-ray tube 11 and the X-ray detector 12. For example, the rotating frame 13 is a casting made of aluminum. In addition to the X-ray tube 11 and the X-ray detector 12, the rotating frame 13 can further support the X-ray high-voltage device 14, the wedge 16, the collimator 17, the DAS 18, and the like. Further, the rotating frame 13 can further support various configurations not shown in FIG.

X線高電圧装置14は、変圧器(トランス)及び整流器等の電気回路を有し、X線管11に印加する高電圧を発生する高電圧発生装置と、X線管11が発生するX線に応じた出力電圧の制御を行うX線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であってもよい。なお、X線高電圧装置14は、回転フレーム13に設けられてもよいし、図示しない固定フレームに設けられても構わない。 The X-ray high-voltage device 14 has an electric circuit such as a transformer and a rectifier, and a high-voltage generator that generates a high voltage to be applied to the X-ray tube 11, and an X-ray generated by the X-ray tube 11. And an X-ray controller for controlling the output voltage according to the above. The high voltage generator may be of a transformer type or an inverter type. The X-ray high voltage device 14 may be provided on the rotating frame 13 or a fixed frame (not shown).

制御装置15は、CPU(Central Processing Unit)等を有する処理回路と、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構とを有する。制御装置15は、入力インターフェース43からの入力信号を受けて、架台装置10及び寝台装置30の動作制御を行う。例えば、制御装置15は、回転フレーム13の回転や架台装置10のチルト、寝台装置30及び天板33の動作等について制御を行う。一例を挙げると、制御装置15は、架台装置10をチルトさせる制御として、入力された傾斜角度(チルト角度)情報により、X軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム13を回転させる。なお、制御装置15は架台装置10に設けられてもよいし、コンソール装置40に設けられてもよい。 The control device 15 has a processing circuit having a CPU (Central Processing Unit) and the like, and a drive mechanism such as a motor and an actuator. The control device 15 receives an input signal from the input interface 43 and controls the operation of the gantry device 10 and the bed device 30. For example, the control device 15 controls the rotation of the rotary frame 13, the tilt of the gantry device 10, the operations of the bed device 30 and the top plate 33, and the like. As an example, the control device 15 rotates the rotating frame 13 about an axis parallel to the X-axis direction based on the input tilt angle (tilt angle) information as control for tilting the gantry device 10. The control device 15 may be provided in the gantry device 10 or the console device 40.

ウェッジ16は、X線管11から照射されたX線量を調節するためのフィルタである。具体的には、ウェッジ16は、X線管11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11から照射された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16は、ウェッジフィルタ(wedge filter)やボウタイフィルタ(bow-tie filter)であり、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等を加工したフィルタである。 The wedge 16 is a filter for adjusting the X-ray dose emitted from the X-ray tube 11. Specifically, the wedge 16 transmits and attenuates the X-rays emitted from the X-ray tube 11 so that the X-rays emitted from the X-ray tube 11 to the subject P have a predetermined distribution. It is a filter to do. For example, the wedge 16 is a wedge filter or a bow-tie filter, and is a filter obtained by processing aluminum or the like so as to have a predetermined target angle and a predetermined thickness.

コリメータ17は、ウェッジ16を透過したX線の照射範囲を絞り込むための鉛板等であり、複数の鉛板等の組み合わせによってスリットを形成する。なお、コリメータ17は、X線絞りと呼ばれる場合もある。また、図2においては、X線管11とコリメータ17との間にウェッジ16が配置される場合を示すが、X線管11とウェッジ16との間にコリメータ17が配置される場合であってもよい。この場合、ウェッジ16は、X線管11から照射され、コリメータ17により照射範囲が制限されたX線を透過して減衰させる。 The collimator 17 is a lead plate or the like for narrowing down the irradiation range of the X-rays that have passed through the wedge 16, and a slit is formed by a combination of a plurality of lead plates or the like. The collimator 17 may be called an X-ray diaphragm. 2 shows the case where the wedge 16 is arranged between the X-ray tube 11 and the collimator 17, the case where the collimator 17 is arranged between the X-ray tube 11 and the wedge 16. Good. In this case, the wedge 16 transmits the X-rays which are emitted from the X-ray tube 11 and whose irradiation range is limited by the collimator 17, and attenuate the X-rays.

DAS18は、X線検出器12が有する各検出素子によって検出されるX線の信号を収集する。例えば、DAS18は、各検出素子から出力される電気信号に対して増幅処理を行う増幅器と、電気信号をデジタル信号に変換するA/D変換器とを有し、検出データを生成する。DAS18は、例えば、プロセッサにより実現される。 The DAS 18 collects X-ray signals detected by the respective detection elements included in the X-ray detector 12. For example, the DAS 18 includes an amplifier that amplifies an electric signal output from each detection element and an A/D converter that converts the electric signal into a digital signal, and generates detection data. The DAS 18 is realized by, for example, a processor.

DAS18が生成したデータは、回転フレーム13に設けられた発光ダイオード(Light Emitting Diode: LED)を有する送信機から、光通信によって、架台装置10の非回転部分(例えば、固定フレーム等。図1での図示は省略している)に設けられた、フォトダイオードを有する受信機に送信され、コンソール装置40へと転送される。ここで、非回転部分とは、例えば、回転フレーム13を回転可能に支持する固定フレーム等である。なお、回転フレーム13から架台装置10の非回転部分へのデータの送信方法は、光通信に限らず、非接触型の如何なるデータ伝送方式を採用してもよいし、接触型のデータ伝送方式を採用しても構わない。 The data generated by the DAS 18 is transmitted from a transmitter having a light emitting diode (LED) provided on the rotating frame 13 by optical communication to a non-rotating portion of the gantry device 10 (for example, a fixed frame. In FIG. 1). (Not shown in the figure), and is transmitted to the console device 40. Here, the non-rotating portion is, for example, a fixed frame or the like that rotatably supports the rotating frame 13. The method of transmitting data from the rotating frame 13 to the non-rotating portion of the gantry device 10 is not limited to optical communication, and any non-contact data transmission method may be adopted. You can use it.

寝台装置30は、撮影対象の被検体Pを載置、移動させる装置であり、基台31と、寝台駆動装置32と、天板33と、支持フレーム34とを有する。基台31は、支持フレーム34を鉛直方向に移動可能に支持する筐体である。寝台駆動装置32は、被検体Pが載置された天板33を、天板33の長軸方向に移動する駆動機構であり、モータ及びアクチュエータ等を含む。支持フレーム34の上面に設けられた天板33は、被検体Pが載置される板である。なお、寝台駆動装置32は、天板33に加え、支持フレーム34を天板33の長軸方向に移動してもよい。 The bed device 30 is a device for placing and moving the subject P to be imaged, and includes a base 31, a bed driving device 32, a top plate 33, and a support frame 34. The base 31 is a housing that supports the support frame 34 so as to be movable in the vertical direction. The bed driving device 32 is a drive mechanism that moves the top plate 33 on which the subject P is placed in the long axis direction of the top plate 33, and includes a motor, an actuator, and the like. The top plate 33 provided on the upper surface of the support frame 34 is a plate on which the subject P is placed. The bed driving device 32 may move the support frame 34 in the long axis direction of the top plate 33 in addition to the top plate 33.

コンソール装置40は、メモリ41と、ディスプレイ42と、入力インターフェース43と、処理回路44とを有する。なお、コンソール装置40は架台装置10とは別体として説明するが、架台装置10にコンソール装置40又はコンソール装置40の各構成要素の一部が含まれてもよい。 The console device 40 has a memory 41, a display 42, an input interface 43, and a processing circuit 44. Although the console device 40 is described as a separate body from the gantry device 10, the gantry device 10 may include the console device 40 or a part of each component of the console device 40.

メモリ41は、例えば、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。メモリ41は、例えば、投影データやCT画像データを記憶する。また、例えば、メモリ41は、X線CT装置1に含まれる回路がその機能を実現するためのプログラムを記憶する。なお、メモリ41は、X線CT装置1とネットワークを介して接続されたサーバ群(クラウド)により実現されることとしてもよい。なお、メモリ41は、記憶部の一例である。 The memory 41 is realized by, for example, a RAM (Random Access Memory), a semiconductor memory device such as a flash memory, a hard disk, an optical disk, or the like. The memory 41 stores, for example, projection data and CT image data. Further, for example, the memory 41 stores a program for a circuit included in the X-ray CT apparatus 1 to realize its function. The memory 41 may be realized by a server group (cloud) connected to the X-ray CT apparatus 1 via a network. The memory 41 is an example of a storage unit.

ディスプレイ42は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ42は、処理回路44によって生成された各種の画像を表示したり、操作者から各種の操作を受け付けるためのGUI(Graphical User Interface)を表示したりする。例えば、ディスプレイ42は、液晶ディスプレイやCRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイである。ディスプレイ42は、デスクトップ型でもよいし、コンソール装置40本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。なお、ディスプレイ42は、表示部の一例である。 The display 42 displays various information. For example, the display 42 displays various images generated by the processing circuit 44 and displays a GUI (Graphical User Interface) for receiving various operations from an operator. For example, the display 42 is a liquid crystal display or a CRT (Cathode Ray Tube) display. The display 42 may be a desktop type or a tablet terminal or the like that can wirelessly communicate with the console device 40 main body. The display 42 is an example of a display unit.

入力インターフェース43は、操作者から各種の入力操作を受け付けて、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路44に出力する。例えば、入力インターフェース43は、CT画像データを再構成する際の再構成条件や、CT画像データから後処理画像を生成する際の画像処理条件等の入力操作を操作者から受け付ける。 The input interface 43 receives various input operations from the operator, converts the received input operations into electric signals, and outputs the electric signals to the processing circuit 44. For example, the input interface 43 receives from the operator an input operation such as a reconstruction condition for reconstructing CT image data and an image processing condition for generating a post-processed image from CT image data.

例えば、入力インターフェース43は、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、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、音声入力回路等により実現される。なお、入力インターフェース43は、架台装置10に設けられてもよい。また、入力インターフェース43は、コンソール装置40本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。また、入力インターフェース43は、マウスやキーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、コンソール装置40とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路44へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェース43の例に含まれる。なお、入力インターフェース43は、入力部の一例である。 For example, the input interface 43 includes a mouse, a keyboard, a trackball, a switch, a button, a joystick, a touch pad for performing an input operation by touching an operation surface, a touch screen in which a display screen and a touch pad are integrated, and an optical sensor. It is realized by the used non-contact input circuit, voice input circuit and the like. The input interface 43 may be provided in the gantry device 10. Further, the input interface 43 may be configured with a tablet terminal or the like that can wirelessly communicate with the console device 40 main body. Further, the input interface 43 is not limited to the one including physical operation parts such as a mouse and a keyboard. For example, an electric signal processing circuit that receives an electric signal corresponding to an input operation from an external input device provided separately from the console device 40 and outputs the electric signal to the processing circuit 44 is also an example of the input interface 43. included. The input interface 43 is an example of an input unit.

処理回路44は、X線CT装置1全体の動作を制御する。例えば、処理回路44は、スキャン制御機能441、前処理機能442、画像再構成機能443、取得機能444、推定機能445及び表示制御機能446を実行する。なお、スキャン制御機能441は、スキャン部の一例である。取得機能444は、取得部の一例である。推定機能445は、推定部の一例である。表示制御機能446は、表示制御部の一例である。 The processing circuit 44 controls the operation of the entire X-ray CT apparatus 1. For example, the processing circuit 44 executes the scan control function 441, the preprocessing function 442, the image reconstruction function 443, the acquisition function 444, the estimation function 445, and the display control function 446. The scan control function 441 is an example of a scan unit. The acquisition function 444 is an example of an acquisition unit. The estimation function 445 is an example of an estimation unit. The display control function 446 is an example of a display control unit.

図2に示すX線CT装置1においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ41へ記憶されている。処理回路44は、メモリ41からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路44は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。 In the X-ray CT apparatus 1 shown in FIG. 2, each processing function is stored in the memory 41 in the form of a program that can be executed by a computer. The processing circuit 44 is a processor that realizes a function corresponding to each program by reading the program from the memory 41 and executing the program. In other words, the processing circuit 44 in the state where each program is read has a function corresponding to the read program.

なお、図2においては、スキャン制御機能441、前処理機能442、画像再構成機能443、取得機能444、推定機能445及び表示制御機能446の各処理機能が単一の処理回路44によって実現される場合を示したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、処理回路44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44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。 Note that, in FIG. 2, each processing function of the scan control function 441, the preprocessing function 442, the image reconstruction function 443, the acquisition function 444, the estimation function 445, and the display control function 446 is realized by the single processing circuit 44. Although the case is shown, the embodiment is not limited to this. For example, the processing circuit 44 may be configured by combining a plurality of independent processors, and each processor may realize each processing function by executing each program. Further, each processing function of the processing circuit 44 may be implemented by being appropriately dispersed or integrated into a single or a plurality of processing circuits.

以上、本実施形態に係るX線CT装置1の全体構成について説明した。かかる構成のもと、本実施形態に係るX線CT装置1は、循環障害の診断をサポートするために、以下の各処理を実行する。本実施形態に係るX線CT装置1では、処理回路44は、造影剤が1度注入された被検体Pに対してX線を用いたスキャンを実行することで、第1の期間における造影剤の濃度変化を表す第1の濃度変化情報、及び、第1の期間とは異なる第2の期間における造影剤の濃度変化を表す第2の濃度変化情報を取得する。そして、処理回路44は、取得した第1の濃度変化情報及び第2の濃度変化情報を含む入力データに基づいて、被検体Pの循環障害の有無を推定する。 The overall configuration of the X-ray CT apparatus 1 according to this embodiment has been described above. With such a configuration, the X-ray CT apparatus 1 according to the present embodiment executes the following processes to support the diagnosis of circulatory disorder. In the X-ray CT apparatus 1 according to this embodiment, the processing circuit 44 executes the scan using the X-rays on the subject P into which the contrast agent has been injected once, so that the contrast agent in the first period is increased. The first concentration change information indicating the change in the concentration and the second concentration change information indicating the change in the concentration of the contrast agent in the second period different from the first period are acquired. Then, the processing circuit 44 estimates the presence or absence of a circulatory disorder in the subject P based on the input data including the acquired first concentration change information and the acquired second concentration change information.

次に、第1の実施形態において、処理回路44が実行するスキャン制御機能441、前処理機能442、画像再構成機能443、取得機能444、推定機能445及び表示制御機能446の各機能について説明する。 Next, each function of the scan control function 441, the preprocessing function 442, the image reconstruction function 443, the acquisition function 444, the estimation function 445, and the display control function 446 executed by the processing circuit 44 in the first embodiment will be described. ..

図3は、第1の実施形態に係る医用画像処理システムによる処理の手順を示すフローチャートである。例えば、第1の実施形態では、被検体Pの心臓のCT撮影を行うことにより、末端循環障害の診断をサポートする。CT撮影は、造影剤が被検体Pの静脈に1度注入されたときに、一定時間毎に行われる。 FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of processing by the medical image processing system according to the first embodiment. For example, in the first embodiment, CT imaging of the heart of the subject P is performed to support diagnosis of peripheral circulatory disorders. CT imaging is performed at regular intervals when the contrast agent is injected once into the vein of the subject P.

図3のステップS101は、処理回路44がメモリ41からスキャン制御機能441に対応するプログラムを呼び出して実行されるステップである。ステップS101において、スキャン制御機能441は、当該被検体Pに対してX線を利用したスキャンを実行する。例えば、スキャン制御機能441は、入力インターフェース43を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、スキャンを制御する。具体的には、スキャン制御機能441は、入力操作に基づいて、X線高電圧装置14に制御信号を送信することで、高電圧発生装置からの出力電圧を制御する。また、スキャン制御機能441は、DAS18に制御信号を送信することで、DAS18によるデータ収集を制御する。 Step S101 of FIG. 3 is a step in which the processing circuit 44 calls the program corresponding to the scan control function 441 from the memory 41 and is executed. In step S101, the scan control function 441 executes a scan on the subject P using X-rays. For example, the scan control function 441 controls the scan based on the input operation received from the operator via the input interface 43. Specifically, the scan control function 441 controls the output voltage from the high voltage generator by transmitting a control signal to the X-ray high voltage device 14 based on the input operation. Further, the scan control function 441 controls the data collection by the DAS 18 by transmitting a control signal to the DAS 18.

図3のステップS102は、処理回路44がメモリ41から前処理機能442に対応するプログラムを呼び出して実行されるステップである。ステップS102において、前処理機能442は、DAS18から送信されたX線検出データに対して、対数変換処理や、オフセット補正、感度補正、ビームハードニング補正等の補正処理を行なうことで、投影データを生成する。なお、前処理前のデータ(検出データ)および前処理後のデータを総称して投影データと称する場合もある。 Step S102 of FIG. 3 is a step in which the processing circuit 44 calls the program corresponding to the preprocessing function 442 from the memory 41 and is executed. In step S102, the preprocessing function 442 performs projection processing on the X-ray detection data transmitted from the DAS 18 by performing logarithmic conversion processing, correction processing such as offset correction, sensitivity correction, and beam hardening correction. To generate. The data before the preprocessing (detection data) and the data after the preprocessing may be collectively referred to as projection data.

図3のステップS103は、処理回路44がメモリ41から画像再構成機能443に対応するプログラムを呼び出して実行されるステップである。ステップS103において、画像再構成機能443は、前処理機能442により生成された投影データを種々の再構成法(例えば、FBP(Filtered Back Projection)などの逆投影法や、逐次近似法など)によって再構成することでCT画像データを生成し、生成したCT画像データをメモリ41に格納する。 Step S103 of FIG. 3 is a step in which the processing circuit 44 calls the program corresponding to the image reconstruction function 443 from the memory 41 and is executed. In step S103, the image reconstruction function 443 reconstructs the projection data generated by the preprocessing function 442 by various reconstruction methods (for example, a backprojection method such as FBP (Filtered Back Projection) or a successive approximation method). The CT image data is generated by the configuration, and the generated CT image data is stored in the memory 41.

図3のステップS104は、処理回路44がメモリ41から取得機能444及び表示制御機能446に対応するプログラムを呼び出して実行されるステップである。ステップS104において、取得機能444は、メモリ41に格納されたCT画像データを取得する。あるいは、取得機能444は、画像再構成機能443により生成されたCT画像データを取得する。ここで、取得したCT画像データにおいて、被検体Pの関心領域(Region Of Interest、以下、ROIと記載する)が指定される。例えば、表示制御機能446は、取得機能444により取得されたCT画像データをディスプレイ42に表示させ、ディスプレイ42上のCT画像データにおいて、ROIが指定される。 In step S104 of FIG. 3, the processing circuit 44 calls the program corresponding to the acquisition function 444 and the display control function 446 from the memory 41 and is executed. In step S104, the acquisition function 444 acquires the CT image data stored in the memory 41. Alternatively, the acquisition function 444 acquires the CT image data generated by the image reconstruction function 443. Here, in the acquired CT image data, a region of interest of the subject P (Region Of Interest, hereinafter referred to as ROI) is designated. For example, the display control function 446 causes the display 42 to display the CT image data acquired by the acquisition function 444, and the ROI is designated in the CT image data on the display 42.

図4は、第1の実施形態におけるROIの一例を説明するための図であり、心臓の構成を示す図である。図4に示すように、第1の実施形態では、例えば、被検体Pの心臓付近の大動脈を含む領域がROIに指定される。 FIG. 4 is a diagram for explaining an example of the ROI in the first embodiment, and is a diagram showing the configuration of the heart. As shown in FIG. 4, in the first embodiment, for example, a region including the aorta near the heart of the subject P is designated as the ROI.

取得機能444は、取得したCT画像データのROIに関するCT値を算出する。CT値は、被検体Pに流れる造影剤の濃度に対応し、HU(Hounsfield Unit)とも呼ばれる。そして、取得機能444は、ROIに関するCT値を時系列にプロットした時間濃度曲線(Time Density Curve、以下、TDCと記載する)を生成する。例えば、表示制御機能446は、取得機能444により生成されたTDCをディスプレイ42に表示させる。 The acquisition function 444 calculates the CT value regarding the ROI of the acquired CT image data. The CT value corresponds to the concentration of the contrast agent flowing in the subject P and is also called HU (Hounsfield Unit). Then, the acquisition function 444 generates a time density curve (hereinafter, referred to as TDC) in which CT values regarding the ROI are plotted in time series. For example, the display control function 446 causes the display 42 to display the TDC generated by the acquisition function 444.

図5は、第1の実施形態におけるTDCの一例を説明するための図である。図5において、TDCの横軸は、造影剤が被検体Pに注入されてからの経過時間を表し、縦軸は、被検体Pに流れる造影剤の濃度であるCT値を表す。 FIG. 5 is a diagram for explaining an example of TDC in the first embodiment. In FIG. 5, the horizontal axis of TDC represents the elapsed time after the contrast agent is injected into the subject P, and the vertical axis represents the CT value which is the concentration of the contrast agent flowing in the subject P.

ここで、血液は、大静脈、心臓(右心房、右心室)、肺動脈、肺、肺静脈、心臓(左心房、左心室)、大動脈、全身の器官及び組織の順に流れる。このため、造影剤は、被検体Pに注入された後にROIを通過し、被検体Pの全身を通った後にROIをもう一度通過する。したがって、図5に示すように、TDCにおいて、被検体Pに注入された造影剤がROIを通過する場合には、CT値がピーク値(1番目のピーク値)に達し、その後、CT値が徐々に下がる。そして、一定時間経過後に、被検体Pの全身を通った造影剤がROIをもう一度通過する場合には、再度、CT値がピーク値(1番目のピーク値よりも低い2番目のピーク値)に達し、その後、CT値が徐々に下がる。 Here, blood flows in the order of vena cava, heart (right atrium, right ventricle), pulmonary artery, lung, pulmonary vein, heart (left atrium, left ventricle), aorta, systemic organs and tissues. Therefore, the contrast agent passes through the ROI after being injected into the subject P, passes through the entire body of the subject P, and then passes through the ROI again. Therefore, as shown in FIG. 5, in TDC, when the contrast agent injected into the subject P passes through the ROI, the CT value reaches a peak value (first peak value), and then the CT value changes. Gradually lower. Then, when the contrast agent that has passed through the whole body of the subject P passes through the ROI again after a certain period of time, the CT value becomes the peak value (the second peak value lower than the first peak value) again. The CT value gradually decreases after that.

その結果、取得機能444は、第1の期間において、造影剤が被検体PのROIを通過するときの造影剤の濃度変化を表す第1の濃度変化情報を取得し、第1の期間の後の第2の期間において、造影剤が当該ROIを通過するときの造影剤の濃度変化を表す第2の濃度変化情報を取得する。具体的には、取得機能444は、以下のように、TDCを用いて、第1の濃度変化情報、及び、第2の濃度変化情報を取得する。 As a result, the acquisition function 444 acquires the first concentration change information indicating the concentration change of the contrast agent when the contrast agent passes through the ROI of the subject P in the first period, and after the first period. In the second period of, the second concentration change information indicating the concentration change of the contrast agent when the contrast agent passes through the ROI is acquired. Specifically, the acquisition function 444 acquires the first density change information and the second density change information using TDC as described below.

例えば、図5に示すように、第1の濃度変化情報は、TDCにおいて、CT値の1番目のピーク値Pk1と、CT値が1番目のピーク値Pk1に達したときの時間t1とを含む。更に、第1の濃度変化情報は、TDCにおいて、CT値が閾値(CT値Pth)を超えてから1度目のピーク値Pk1に達した後に閾値(CT値Pth)を下回るまでの通過時間Δt1と当該CT値との関係を表す面積Ar1を含む。CT値の1番目のピーク値Pk1は、造影剤が最初にROIに流れてきたときの造影剤の濃度のピーク値に相当する。時間t1は、造影剤が最初にROIに流れてきたときに造影剤の濃度がピーク値に達した時間に相当する。面積Ar1は、造影剤が最初にROIに流れてきたときの造影剤の量に相当する。通過時間Δt1は、上述した第1の期間に相当する。 For example, as shown in FIG. 5, the first concentration change information includes the first peak value Pk1 of the CT value and the time t1 when the CT value reaches the first peak value Pk1 in TDC. .. Further, the first concentration change information is the passage time Δt1 from when the CT value exceeds the threshold value (CT value Pth) to when it reaches the first peak value Pk1 and then below the threshold value (CT value Pth) at TDC. It includes an area Ar1 representing the relationship with the CT value. The first peak value Pk1 of the CT value corresponds to the peak value of the concentration of the contrast agent when the contrast agent first flows into the ROI. The time t1 corresponds to the time when the concentration of the contrast agent reaches the peak value when the contrast agent first flows into the ROI. The area Ar1 corresponds to the amount of the contrast agent when the contrast agent first flows into the ROI. The passage time Δt1 corresponds to the above-described first period.

例えば、図5に示すように、第2の濃度変化情報は、TDCにおいて、CT値の2番目のピーク値Pk2と、CT値が2番目のピーク値Pk2に達したときの時間t2とを含む。更に、第2の濃度変化情報は、TDCにおいて、CT値が閾値(CT値Pth)を超えてから2度目のピーク値Pk2に達した後に閾値(CT値Pth)を下回るまでの通過時間Δt2と当該CT値との関係を表す面積Ar2を含む。CT値の2番目のピーク値Pk2は、造影剤が次にROIに流れてきたときの造影剤の濃度のピーク値に相当する。時間t2は、造影剤が次にROIに流れてきたときに造影剤の濃度がピーク値に達した時間に相当する。面積Ar2は、造影剤が次にROIに流れてきたときの造影剤の量に相当する。通過時間Δt2は、上述した第2の期間に相当する。 For example, as shown in FIG. 5, the second density change information includes the second peak value Pk2 of the CT value and the time t2 when the CT value reaches the second peak value Pk2 in TDC. .. Further, the second density change information is the passage time Δt2 from the time when the CT value exceeds the threshold value (CT value Pth) to the second peak value Pk2 after the CT value exceeds the threshold value (CT value Pth) in TDC. It includes an area Ar2 representing the relationship with the CT value. The second peak value Pk2 of the CT value corresponds to the peak value of the concentration of the contrast agent when the contrast agent next flows into the ROI. The time t2 corresponds to the time when the concentration of the contrast agent reaches the peak value when the contrast agent next flows into the ROI. The area Ar2 corresponds to the amount of the contrast agent when the contrast agent next flows into the ROI. The passage time Δt2 corresponds to the above-described second period.

末端端循環障害は、全身における血液の循環が阻害されることにより生じるものである。このため、第1の濃度変化情報(CT値の1番目のピーク値Pk1、時間t1、面積Ar1)及び第2の濃度変化情報(CT値の2番目のピーク値Pk2、時間t2、面積Ar2)は、末端循環障害の診断の指標となる。 The terminal circulation disorder is caused by the inhibition of blood circulation in the whole body. Therefore, the first density change information (first peak value Pk1 of CT value, time t1, area Ar1) and the second density change information (second peak value Pk2 of CT value, time t2, area Ar2) Is an index for diagnosis of peripheral circulatory disorders.

図3のステップS105は、処理回路44がメモリ41から推定機能445及び表示制御機能446に対応するプログラムを呼び出して実行されるステップである。ステップS105において、推定機能445は、取得機能444により取得された第1の濃度変化情報(CT値の1番目のピーク値Pk1、時間t1、面積Ar1)及び第2の濃度変化情報(CT値の2番目のピーク値Pk2、時間t2、面積Ar2)を含む入力データに基づいて、被検体Pの末端循環障害の有無を推定する。例えば、表示制御機能446は、推定機能445が推定した結果をディスプレイ42に表示させる。 Step S105 of FIG. 3 is a step in which the processing circuit 44 calls a program corresponding to the estimation function 445 and the display control function 446 from the memory 41 and is executed. In step S105, the estimation function 445 causes the first concentration change information (first peak value Pk1 of CT value, time t1, area Ar1) acquired by the acquisition function 444 and second concentration change information (CT value of CT value). Based on the input data including the second peak value Pk2, time t2, and area Ar2), the presence/absence of an end circulation disorder in the subject P is estimated. For example, the display control function 446 causes the display 42 to display the result estimated by the estimation function 445.

例えば、推定機能445は、過去に得られた第1の濃度変化情報、第2の濃度変化情報、及び、末端循環障害の有無を表す診断結果を用いた学習により、取得機能444により取得された第1の濃度変化情報及び第2の濃度変化情報を含む入力データから、被検体Pの末端循環障害の有無を推定する。当該学習としては、例えば、ニューラルネットワークを基にしたAI(Artificial Intelligence)を用いた学習や、機械学習等が挙げられる。また、推定機能445は、過去に得られた第1の濃度変化情報、第2の濃度変化情報、及び、末端循環障害の有無を表す診断結果を対応付けるテーブルを参照して、入力データから、被検体Pの末端循環障害の有無を推定してもよい。 For example, the estimation function 445 is acquired by the acquisition function 444 by learning using the first concentration change information, the second concentration change information obtained in the past, and the diagnosis result indicating the presence or absence of a peripheral circulation disorder. From the input data including the first concentration change information and the second concentration change information, the presence/absence of an end circulation disorder in the subject P is estimated. Examples of the learning include learning using AI (Artificial Intelligence) based on a neural network, machine learning, and the like. In addition, the estimation function 445 refers to a table that correlates the first concentration change information, the second concentration change information obtained in the past, and the diagnosis result indicating the presence or absence of a peripheral circulation disorder, and then inputs the data from the input data. The presence/absence of a terminal circulation disorder in the sample P may be estimated.

ここで、第1の実施形態において、AIを用いた学習により、被検体Pの末端循環障害の有無を推定する場合と、クラスタリング等の機械学習により、被検体Pの末端循環障害の有無を推定する場合とについて説明する。 Here, in the first embodiment, the presence/absence of a terminal circulatory disorder in the subject P is estimated by learning using AI to estimate the presence/absence of a terminal circulatory disorder in the subject P and by machine learning such as clustering. A case and a case will be described.

まず、AIを用いた学習により、被検体Pの末端循環障害の有無を推定する場合について説明する。被検体Pの末端循環障害の有無を推定する場合、AIを用いた学習では、学習済みモデルを生成する処理と、学習済みモデルを利用する処理とが実行される。 First, a case will be described in which the presence/absence of an end circulation disorder in the subject P is estimated by learning using AI. When estimating the presence/absence of a peripheral circulatory disorder in the subject P, in learning using AI, a process of generating a learned model and a process of using the learned model are executed.

第1の実施形態において、学習済みモデルは、図示しない装置(以下、学習済みモデル生成装置と記載する)で生成されて、X線CT装置1内に保管される(例えば、メモリ41に記憶させる)。ここで、学習済みモデル生成装置は、院内の装置(例えば、図1の医用画像処理装置3)により実現してもよいし、外部の装置により実現してもよい。又は、学習済みモデルは、X線CT装置1(例えば、推定機能445)により生成されて、X線CT装置1内に保管されてもよい。以下、学習済みモデルが、学習済みモデル生成装置で生成されて、X線CT装置1内に保管される場合を例にして説明する。 In the first embodiment, the learned model is generated by an apparatus (not shown) (hereinafter, referred to as a learned model generating apparatus) and stored in the X-ray CT apparatus 1 (for example, stored in the memory 41). ). Here, the learned model generation device may be realized by an in-hospital device (for example, the medical image processing device 3 in FIG. 1) or an external device. Alternatively, the learned model may be generated by the X-ray CT apparatus 1 (for example, the estimation function 445) and stored in the X-ray CT apparatus 1. Hereinafter, a case where the learned model is generated by the learned model generation device and stored in the X-ray CT apparatus 1 will be described as an example.

図6及び図7は、第1の実施形態におけるAIを用いた学習の一例を説明するための図である。図6及び図7においては、AIを用いた深層学習(ディープラーニング)を想定したブロック図としている。 6 and 7 are diagrams for explaining an example of learning using AI in the first embodiment. 6 and 7 are block diagrams assuming deep learning using AI.

学習済みモデルを生成する処理では、図6に示すように、まず、学習済みモデル生成装置は、過去に被検体に対してX線を利用したスキャンを実行したときに得られたデータセット501を入力する。データセット501は、過去に取得された第1の濃度変化情報(CT値の1番目のピーク値Pk1、時間t1、面積Ar1)、及び、第2の濃度変化情報(CT値の2番目のピーク値Pk2、時間t2、面積Ar2)を含む。更に、データセット501は、例えば、過去に取得された末端循環障害の有無を表す診断結果、及び、被検体に関する情報等を含む。被検体に関する情報は、被検体の性別、体重、年齢、心機能指標等を含む。心機能指標としては、左室駆出分画(Ejection Fraction;EF)、1回拍出量(Stroke Volume;SV)、心拍出量(Cardiac Output;CO)等が挙げられる。なお、AI等のアルゴリズムは経験から学習していくものであるため、学習に用いられるデータセットは、同一の被検体でなくてもよい。 In the process of generating the learned model, as shown in FIG. 6, first, the learned model generating device acquires the data set 501 obtained when the scan using the X-ray was performed on the subject in the past. input. The data set 501 includes first density change information (first peak value Pk1 of CT value, time t1, area Ar1) acquired in the past and second density change information (second peak of CT value). The value Pk2, the time t2, and the area Ar2) are included. Furthermore, the data set 501 includes, for example, a diagnosis result indicating the presence or absence of a peripheral circulation disorder acquired in the past, information regarding the subject, and the like. The information on the subject includes the subject's sex, weight, age, cardiac function index, and the like. Examples of the cardiac function index include left ventricular ejection fraction (EF), stroke volume (SV), cardiac output (CO), and the like. Since the algorithms such as AI are learned from experience, the data sets used for learning do not have to be the same subject.

そして、学習済みモデル生成装置は、データセット501を学習用データセット502に加工する。学習用データセット502は、例えば、第1の濃度変化情報に含まれる時間t1と第2の濃度変化情報に含まれる時間t2との時間差Δt(Δt=t2−t1)、第1の濃度変化情報に含まれるCT値のピーク値Pk1と第2の濃度変化情報に含まれるCT値のピーク値Pk2との比率Rp(Rp=Pk2/Pk1)、第1の濃度変化情報に含まれる面積Ar1と第2の濃度変化情報に含まれる面積Ar2との比率Ra(Ra=Ar2/Ar1)、末端循環障害の有無を表す診断結果、及び、被検体に関する情報等を含む。 Then, the learned model generation device processes the data set 501 into the learning data set 502. The learning data set 502 includes, for example, a time difference Δt (Δt=t2-t1) between the time t1 included in the first density change information and the time t2 included in the second density change information, and the first density change information. Ratio Rp (Rp=Pk2/Pk1) between the peak value Pk1 of the CT value included in the first density change information and the peak value Pk2 of the CT value included in the second density change information, and the area Ar1 included in the first density change information The ratio Ra (Ra=Ar2/Ar1) with the area Ar2 included in the concentration change information of No. 2, the diagnosis result indicating the presence or absence of a peripheral circulation disorder, and the information about the subject are included.

学習済みモデル生成装置は、AIのアルゴリズムとして学習用プログラム503を有する。学習済みモデル生成装置は、学習用プログラム503を用いて、学習用データセット502から、末端循環障害の有無のパターン等を学習して、後述の入力データ505の入力を受けて末端循環障害の有無を推定する後述の出力データ506を出力するように機能付けられた学習済みモデル504を生成する。例えば、生成した学習済みモデル504は、X線CT装置1内に保管される(メモリ41に記憶される)。メモリ41内の学習済みモデル504は、例えば、推定機能445により読み出し可能である。 The learned model generation device has a learning program 503 as an AI algorithm. The learned model generation apparatus uses the learning program 503 to learn from the learning data set 502 patterns such as the presence/absence of a terminal circulatory disorder, and receives the input data 505 described later to determine the presence/absence of a terminal circulatory disorder. Generate a trained model 504 that is functionalized to output output data 506, which will be described below. For example, the generated learned model 504 is stored in the X-ray CT apparatus 1 (stored in the memory 41). The learned model 504 in the memory 41 can be read by the estimating function 445, for example.

学習済みモデルを利用する処理では、図7に示すように、推定機能445は、被検体Pに対してX線を利用したスキャンを実行したときに得られた入力データ505を入力する。入力データ505は、取得機能444により取得された第1の濃度変化情報(CT値の1番目のピーク値Pk1、時間t1、面積Ar1)、及び、第2の濃度変化情報(CT値の2番目のピーク値Pk2、時間t2、面積Ar2)を含む。更に、入力データ505は、例えば入力インターフェース43により入力された被検体Pに関する情報等を含む。被検体Pに関する情報は、被検体Pの性別、体重、年齢、心機能指標(EF、SV、CO等)を含む。 In the process using the learned model, as shown in FIG. 7, the estimation function 445 inputs the input data 505 obtained when the scan using the X-ray is performed on the subject P. The input data 505 includes the first concentration change information (first peak value Pk1 of CT value, time t1, area Ar1) acquired by the acquisition function 444, and second concentration change information (second CT value second). Peak value Pk2, time t2, area Ar2). Further, the input data 505 includes, for example, information regarding the subject P input by the input interface 43. The information on the subject P includes the subject P's sex, weight, age, and cardiac function index (EF, SV, CO, etc.).

そして、推定機能445は、メモリ41から読み出した学習済みモデル504を用いて、入力データ505から、被検体Pの末端循環障害の有無を推定し、推定した結果を出力データ506として出力する。例えば、表示制御機能446は、出力データ506をディスプレイ42に表示させる。 Then, the estimation function 445 uses the learned model 504 read from the memory 41 to estimate the presence/absence of a terminal circulation disorder of the subject P from the input data 505, and outputs the estimated result as output data 506. For example, the display control function 446 causes the output data 506 to be displayed on the display 42.

なお、学習済みモデル生成装置は、被検体の情報毎に、学習済みモデル504を生成し、推定機能445は、生成した学習済みモデル504を利用して、入力データ505から、被検体Pの末端循環障害の有無を推定してもよい。例えば、学習済みモデル生成装置は、被検体の性別毎に、男性用、女性用の学習済みモデル504を生成し、推定機能445は、生成した学習済みモデル504を利用して、入力データ505から、被検体Pの末端循環障害の有無を推定してもよい。また、例えば、学習済みモデル生成装置は、被検体の性別だけでなく、被検体の体重、年齢、心機能指標毎に、学習済みモデル504を生成し、推定機能445は、生成した学習済みモデル504を利用して、入力データ505から、被検体Pの末端循環障害の有無を推定してもよい。 The learned model generation device generates a learned model 504 for each subject information, and the estimation function 445 uses the generated learned model 504 to calculate the end of the subject P from the input data 505. The presence or absence of circulatory disorders may be estimated. For example, the learned model generation device generates a learned model 504 for males and females for each gender of the subject, and the estimation function 445 uses the generated learned model 504 to calculate from the input data 505. Alternatively, the presence or absence of a terminal circulation disorder in the subject P may be estimated. Further, for example, the learned model generation device generates the learned model 504 for each of the subject's weight, age, and cardiac function index as well as the subject's sex, and the estimation function 445 uses the generated learned model. 504 may be used to estimate the presence or absence of a peripheral circulation disorder of the subject P from the input data 505.

なお、本実施形態では、学習済みモデル生成装置は、TDCから取得された第1の濃度変化情報及び第2の濃度変化情報を含む入力データ505を入力し、入力データ505を学習用データセット502に加工し、学習用プログラム503を用いて、学習用データセット502から、末端循環障害の有無のパターン等を学習して、学習済みモデル504を生成している。しかし、これに限定されない。例えば、学習済みモデル生成装置は、TDCの形状そのものを学習させてもよい。すなわち、学習済みモデル生成装置は、TDCを含む入力データ505を入力し、学習用プログラム503を用いて、入力データ505から、末端循環障害の有無のパターン等を学習して、学習済みモデル504を生成してもよい。 In the present embodiment, the learned model generation apparatus inputs the input data 505 including the first density change information and the second density change information acquired from the TDC, and uses the input data 505 as the learning data set 502. And learning patterns 503 are learned from the learning data set 502 using the learning program 503 to generate the learned model 504. However, it is not limited to this. For example, the learned model generation device may learn the TDC shape itself. That is, the learned model generation apparatus inputs the input data 505 including TDC, learns the pattern of the presence or absence of a terminal circulatory disorder from the input data 505 using the learning program 503, and outputs the learned model 504. May be generated.

次に、クラスタリング等の機械学習により、被検体Pの末端循環障害の有無を推定する場合について説明する。被検体Pの末端循環障害の有無を推定する場合、クラスタリング等の機械学習では、過去に得られた第1の濃度変化情報、第2の濃度変化情報、及び、末端循環障害の有無を表す診断結果が対応付けられた対応情報を生成する処理と、対応情報を利用する処理とが実行される。 Next, a case will be described in which the presence/absence of a peripheral circulation disorder in the subject P is estimated by machine learning such as clustering. When estimating the presence/absence of a terminal circulatory disorder in the subject P, in machine learning such as clustering, the first concentration change information obtained in the past, the second concentration change information, and a diagnosis indicating the presence/absence of a terminal circulatory disorder A process of generating correspondence information associated with the result and a process of using the correspondence information are executed.

第1の実施形態において、対応情報は、図示しない装置(以下、対応情報生成装置と記載する)で生成され、X線CT装置1内に保管される(例えば、メモリ41に記憶させる)。ここで、対応情報生成装置は、院内の装置(例えば、図1の医用画像処理装置3)により実現してもよいし、外部の装置により実現してもよい。又は、対応情報は、X線CT装置1(例えば、推定機能445)により生成され、X線CT装置1内に保管されてもよい。以下、対応情報が、対応情報生成装置で生成され、X線CT装置1内に保管される場合を例にして説明する。 In the first embodiment, the correspondence information is generated by a device (not shown) (hereinafter, referred to as correspondence information generation device) and stored in the X-ray CT apparatus 1 (for example, stored in the memory 41). Here, the correspondence information generation device may be realized by an in-hospital device (for example, the medical image processing device 3 in FIG. 1) or an external device. Alternatively, the correspondence information may be generated by the X-ray CT apparatus 1 (for example, the estimation function 445) and stored in the X-ray CT apparatus 1. Hereinafter, a case where the correspondence information is generated by the correspondence information generation device and stored in the X-ray CT apparatus 1 will be described as an example.

図8は、第1の実施形態におけるクラスタリング等の機械学習の一例を説明するための図である。 FIG. 8 is a diagram for explaining an example of machine learning such as clustering according to the first embodiment.

対応情報を生成する処理では、まず、対応情報生成装置は、過去に被検体に対してX線を利用したスキャンを実行したときに得られたデータセットを入力する。入力したデータセットは、例えば、図6のデータセット501と同様に、過去に取得された第1の濃度変化情報(CT値の1番目のピーク値Pk1、時間t1、面積Ar1)、及び、第2の濃度変化情報(CT値の2番目のピーク値Pk2、時間t2、面積Ar2)を含む。更に、入力したデータセットは、例えば、図6のデータセット501と同様に、過去に取得された末端循環障害の有無を表す診断結果、及び、被検体に関する情報(被検体の性別、体重、年齢、心機能指標等)等を含む。なお、機械学習に用いられるデータセットは、同一の被検体でなくてもよい。 In the process of generating the correspondence information, first, the correspondence information generation device inputs a data set obtained when a scan using X-rays was previously performed on the subject. The input data set is, for example, similar to the data set 501 of FIG. 6, the first concentration change information (first peak value Pk1 of CT value, time t1, area Ar1) acquired in the past, and 2 density change information (second peak value Pk2 of CT value, time t2, area Ar2). Further, the input data set is, for example, similar to the data set 501 of FIG. 6, a diagnosis result indicating the presence or absence of a peripheral circulatory disorder acquired in the past, and information regarding the subject (sex, weight, age of the subject). , Cardiac function indicators, etc.) etc. Note that the data sets used for machine learning do not have to be the same subject.

そして、図8に示すように、対応情報生成装置は、入力したデータセットを用いて、第1の濃度変化情報と第2の濃度変化情報と末端循環障害の有無を表す診断結果とが対応付けられた対応情報510を生成する。例えば、生成した対応情報510は、X線CT装置1内に保管される(メモリ41に記憶される)。メモリ41内の対応情報510は、例えば、推定機能445により読み出し可能である。 Then, as shown in FIG. 8, the correspondence information generating device uses the input data set to associate the first concentration change information, the second concentration change information, and the diagnosis result indicating the presence or absence of peripheral circulatory disorder. The corresponding information 510 is generated. For example, the generated correspondence information 510 is stored in the X-ray CT apparatus 1 (stored in the memory 41). The correspondence information 510 in the memory 41 can be read by the estimation function 445, for example.

図8に示す例では、対応情報510の横軸は、第1の濃度変化情報に含まれるCT値のピーク値Pk1と第2の濃度変化情報に含まれるCT値のピーク値Pk2との比率Rp(Rp=Pk2/Pk1)を表し、縦軸は、第1の濃度変化情報に含まれる時間t1と第2の濃度変化情報に含まれる時間t2との時間差Δt(Δt=t2−t1)を表す。なお、対応情報510の横軸は、上述した比率Rpに限定されず、第1の濃度変化情報に含まれる面積Ar1と第2の濃度変化情報に含まれる面積Ar2との比率でもよい。 In the example illustrated in FIG. 8, the horizontal axis of the correspondence information 510 is the ratio Rp between the peak value Pk1 of the CT value included in the first density change information and the peak value Pk2 of the CT value included in the second density change information. (Rp=Pk2/Pk1), and the vertical axis represents the time difference Δt (Δt=t2-t1) between the time t1 included in the first density change information and the time t2 included in the second density change information. .. The horizontal axis of the correspondence information 510 is not limited to the ratio Rp described above, and may be the ratio of the area Ar1 included in the first density change information and the area Ar2 included in the second density change information.

ここで、図8に示すように、末端循環障害の有無を表す診断結果は、比率Rpと時間差Δtとに対応付けて対応情報510にプロットされる。例えば、図8において、診断結果は、「○」や「×」等の点で表され、比率Rpと時間差Δtとに対応付けて対応情報510にプロットされる。対応情報510では、入力したデータセットは、末端循環障害が有ることを表す診断結果(図8では「○」で表した点)を含むデータの集合(以下、クラスタ511と記載する)と、末端循環障害が無いことを表す診断結果(図8では「×」で表した点)を含むデータの集合(以下、クラスタ512と記載する)とに分けられる。 Here, as shown in FIG. 8, the diagnosis result indicating the presence or absence of a terminal circulation disorder is plotted in the correspondence information 510 in association with the ratio Rp and the time difference Δt. For example, in FIG. 8, the diagnosis result is represented by points such as “◯” and “×”, and is plotted in the correspondence information 510 in association with the ratio Rp and the time difference Δt. In the correspondence information 510, the input data set includes a set of data (hereinafter, referred to as a cluster 511) including a diagnosis result (points indicated by “◯” in FIG. 8) indicating that there is a terminal circulatory disorder, and a terminal end. It is divided into a data set (hereinafter referred to as a cluster 512) including a diagnosis result (a point represented by “x” in FIG. 8) indicating that there is no circulatory disorder.

対応情報を利用する処理では、推定機能445は、被検体Pに対してX線を利用したスキャンを実行したときに得られた入力データを入力する。入力データは、例えば、図7の入力データ505と同様に、取得機能444により取得された第1の濃度変化情報(CT値の1番目のピーク値Pk1、時間t1、面積Ar1)、及び、第2の濃度変化情報(CT値の2番目のピーク値Pk2、時間t2、面積Ar2)を含む。更に、入力データは、例えば、図7の入力データ505と同様に、入力インターフェース43により入力された被検体Pに関する情報(被検体の性別、体重、年齢、心機能指標等)等を含む。 In the process using the correspondence information, the estimation function 445 inputs the input data obtained when the scan using the X-ray is performed on the subject P. The input data is, for example, similar to the input data 505 in FIG. 7, the first density change information (first peak value Pk1 of CT value Pk1, time t1, area Ar1) acquired by the acquisition function 444, and 2 density change information (second peak value Pk2 of CT value, time t2, area Ar2). Further, the input data includes, for example, similar to the input data 505 in FIG. 7, information regarding the subject P input by the input interface 43 (sex, weight, age, cardiac function index, etc. of the subject).

そして、推定機能445は、メモリ41から読み出した対応情報510を参照して、入力データから、被検体Pの末端循環障害の有無を推定し、推定した結果を出力データとして出力する。例えば、表示制御機能446は、出力データをディスプレイ42に表示させる。 Then, the estimation function 445 refers to the correspondence information 510 read from the memory 41, estimates the presence/absence of a terminal circulation disorder of the subject P from the input data, and outputs the estimated result as output data. For example, the display control function 446 causes the output data to be displayed on the display 42.

例えば、推定機能445は、対応情報510を参照して、入力データがクラスタ511に含まれる場合、末端循環障害が有ることを表す推定結果を出力データとして出力し、入力データがクラスタ512に含まれる場合、末端循環障害が無いことを表す推定結果を出力データとして出力する。具体的には、推定機能445は、例えば、入力データから比率Rp(Rp=Pk2/Pk1)、時間差Δt(Δt=t2−t1)を求め、求めた比率Rpと時間差Δtとに対応付けて、末端循環障害の有無を推定するための予測点を、図8の対応情報510にプロットする。そして、推定機能445は、対応情報510を参照して、予測点がクラスタ511に含まれる場合、末端循環障害が有ることを表す推定結果を出力データとして出力し、予測点がクラスタ512に含まれる場合、末端循環障害が無いことを表す推定結果を出力データとして出力する。 For example, the estimation function 445 refers to the correspondence information 510, and when the input data is included in the cluster 511, outputs the estimation result indicating that there is a peripheral circulatory disorder as output data, and the input data is included in the cluster 512. In this case, the estimation result indicating that there is no end circulation disorder is output as output data. Specifically, the estimation function 445 obtains the ratio Rp (Rp=Pk2/Pk1) and the time difference Δt (Δt=t2-t1) from the input data, and associates the obtained ratio Rp with the time difference Δt, for example. Prediction points for estimating the presence or absence of peripheral circulation disorder are plotted in the correspondence information 510 of FIG. Then, the estimation function 445 refers to the correspondence information 510, and when the prediction point is included in the cluster 511, outputs the estimation result indicating that there is a peripheral circulation disorder as output data, and the prediction point is included in the cluster 512. In this case, the estimation result indicating that there is no end circulation disorder is output as output data.

なお、対応情報生成装置は、被検体の情報毎に、対応情報510を生成し、推定機能445は、生成した対応情報510を参照して、入力データから、被検体Pの末端循環障害の有無を推定してもよい。例えば、対応情報生成装置は、被検体の性別毎に、男性用、女性用の対応情報510を生成し、推定機能445は、生成した対応情報510を参照して、入力データから、被検体Pの末端循環障害の有無を推定してもよい。また、例えば、対応情報生成装置は、被検体の性別だけでなく、被検体の体重、年齢、心機能指標毎に、対応情報510を生成し、推定機能445は、生成した対応情報510を参照して、入力データから、被検体Pの末端循環障害の有無を推定してもよい。 The correspondence information generation device generates correspondence information 510 for each subject information, and the estimation function 445 refers to the generated correspondence information 510 and refers to the input data to determine whether or not there is a terminal circulation disorder of the subject P. May be estimated. For example, the correspondence information generation device generates the correspondence information 510 for men and women for each sex of the subject, and the estimation function 445 refers to the generated correspondence information 510 and refers to the input data to obtain the subject P. The presence/absence of peripheral circulatory disorder of the above may be estimated. Further, for example, the correspondence information generation device generates correspondence information 510 not only for the sex of the subject but also for each weight, age, and cardiac function index of the subject, and the estimation function 445 refers to the generated correspondence information 510. Then, the presence/absence of a terminal circulation disorder of the subject P may be estimated from the input data.

以上の説明により、第1の実施形態に係るX線CT装置1では、被検体Pの心臓のCT撮影を行うことにより、末端循環障害の診断をサポートすることができる。例えば、スキャン制御機能441は、造影剤が1度注入された被検体Pに対してX線を用いたスキャンを実行する。当該スキャンの実行により、取得機能444は、第1の期間における造影剤の濃度変化を表す第1の濃度変化情報(CT値の1番目のピーク値Pk1、時間t1、面積Ar1)、及び、第1の期間とは異なる第2の期間における造影剤の濃度変化を表す第2の濃度変化情報(CT値の2番目のピーク値Pk2、時間t2、面積Ar2)を取得する。ここで、取得機能444は、第1の期間において、被検体Pの関心領域(ROI)における造影剤の濃度変化を表す第1の濃度変化情報を取得し、第1の期間の後の第2の期間において、当該ROIにおける造影剤の濃度変化を表す第2の濃度変化情報を取得する。具体的には、被検体Pの心臓付近の大動脈を含む領域がROIに指定され、取得機能444は、被検体PのROIについて、造影剤の濃度を時系列に表した時間濃度曲線(TDC)を生成し、TDCを用いて第1の濃度変化情報及び第2の濃度変化情報を取得する。推定機能445は、取得した第1の濃度変化情報及び第2の濃度変化情報を含む入力データに基づいて、被検体Pの末端循環障害の有無を推定する。 As described above, in the X-ray CT apparatus 1 according to the first embodiment, CT imaging of the heart of the subject P can be performed to support diagnosis of a peripheral circulatory disorder. For example, the scan control function 441 executes a scan using X-rays on the subject P into which the contrast agent has been injected once. By the execution of the scan, the acquisition function 444 causes the first concentration change information (first peak value Pk1 of CT value, time t1, area Ar1) indicating the concentration change of the contrast agent in the first period, and The second concentration change information (the second peak value Pk2 of the CT value, the time t2, the area Ar2) representing the concentration change of the contrast agent in the second period different from the first period is acquired. Here, the acquisition function 444 acquires the first concentration change information indicating the concentration change of the contrast agent in the region of interest (ROI) of the subject P in the first period, and then acquires the second concentration change information after the first period. During the period, the second concentration change information indicating the concentration change of the contrast agent in the ROI is acquired. Specifically, a region including the aorta near the heart of the subject P is designated as the ROI, and the acquisition function 444 causes the concentration concentration of the contrast agent for the ROI of the subject P to be represented in time series as a time concentration curve (TDC). Is generated, and the first density change information and the second density change information are acquired using TDC. The estimation function 445 estimates the presence/absence of a terminal circulation disorder in the subject P based on the input data including the acquired first concentration change information and second concentration change information.

上述したように、末端端循環障害は、全身における血液の循環が阻害されることにより生じるものであるため、TDCを用いて取得した第1の濃度変化情報及び第2の濃度変化情報は、末端循環障害の診断の指標となる。このように、第1の実施形態に係るX線CT装置1では、被検体Pの心臓のCT撮影を行うことにより、末端循環障害の診断をサポートすることができる。 As described above, the terminal end circulatory disorder is caused by the inhibition of blood circulation in the whole body. Therefore, the first concentration change information and the second concentration change information acquired using TDC are It serves as an index for diagnosis of circulatory disorders. As described above, in the X-ray CT apparatus 1 according to the first embodiment, CT imaging of the heart of the subject P can be performed to support diagnosis of peripheral circulatory disorders.

(第2の実施形態)
上述した第1の実施形態では、心臓のCT撮影を行うことにより、末端循環障害の診断をサポートする場合について説明した。第2の実施形態では、心臓のCT撮影を行うことにより、肺循環障害の診断をサポートする場合について説明する。第2の実施形態に係るX線CT装置1は、図2に示したX線CT装置1と同様の構成を有し、取得機能444及び推定機能445による処理の一部が相違する。以下、第1の実施形態において説明した構成と同様の構成を有する点については、図2と同一の符号を付し、説明を省略する。
(Second embodiment)
In the above-described first embodiment, a case has been described in which CT imaging of the heart is performed to support diagnosis of peripheral circulatory disorders. In the second embodiment, a case will be described in which CT imaging of the heart is performed to support diagnosis of pulmonary circulation disorders. The X-ray CT apparatus 1 according to the second embodiment has the same configuration as that of the X-ray CT apparatus 1 shown in FIG. 2, and a part of the processing by the acquisition function 444 and the estimation function 445 is different. Hereinafter, points having the same configurations as those described in the first embodiment will be assigned the same reference numerals as those in FIG. 2, and description thereof will be omitted.

図3のステップS101において、スキャン制御機能441は、当該被検体Pに対してX線を利用したスキャンを実行する。例えば、スキャン制御機能441は、入力インターフェース43を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、スキャンを制御する。具体的には、スキャン制御機能441は、入力操作に基づいて、X線高電圧装置14に制御信号を送信することで、高電圧発生装置からの出力電圧を制御する。また、スキャン制御機能441は、DAS18に制御信号を送信することで、DAS18によるデータ収集を制御する。 In step S101 of FIG. 3, the scan control function 441 executes a scan on the subject P using X-rays. For example, the scan control function 441 controls the scan based on the input operation received from the operator via the input interface 43. Specifically, the scan control function 441 controls the output voltage from the high voltage generator by transmitting a control signal to the X-ray high voltage device 14 based on the input operation. Further, the scan control function 441 controls the data collection by the DAS 18 by transmitting a control signal to the DAS 18.

図3のステップS102において、前処理機能442は、DAS18から送信されたX線検出データに対して、対数変換処理や、オフセット補正、感度補正、ビームハードニング補正等の補正処理を行なうことで、投影データを生成する。 In step S102 of FIG. 3, the preprocessing function 442 performs logarithmic conversion processing, correction processing such as offset correction, sensitivity correction, and beam hardening correction on the X-ray detection data transmitted from the DAS 18, Generate projection data.

図3のステップS103において、画像再構成機能443は、前処理機能442により生成された投影データを種々の再構成法(例えば、FBP)などの逆投影法や、逐次近似法など)によって再構成することでCT画像データを生成し、生成したCT画像データをメモリ41に格納する。 In step S103 of FIG. 3, the image reconstruction function 443 reconstructs the projection data generated by the preprocessing function 442 by various projection methods such as FBP, a backprojection method, and a successive approximation method. By doing so, CT image data is generated, and the generated CT image data is stored in the memory 41.

図3のステップS104において、取得機能444は、メモリ41に格納されたCT画像データを取得する。あるいは、取得機能444は、画像再構成機能443により生成されたCT画像データを取得する。ここで、取得したCT画像データにおいて、被検体Pの第1の関心領域(ROI)及び第2のROIが指定される。例えば、表示制御機能446は、取得機能444により取得されたCT画像データをディスプレイ42に表示させ、ディスプレイ42上のCT画像データにおいて、第1のROI及び第2のROIが指定される。 In step S104 of FIG. 3, the acquisition function 444 acquires the CT image data stored in the memory 41. Alternatively, the acquisition function 444 acquires the CT image data generated by the image reconstruction function 443. Here, in the acquired CT image data, the first ROI and the second ROI of the subject P are designated. For example, the display control function 446 causes the display 42 to display the CT image data acquired by the acquisition function 444, and in the CT image data on the display 42, the first ROI and the second ROI are designated.

図9は、第2の実施形態におけるROIの一例を説明するための図であり、心臓の構成を示す図である。図9に示すように、第2の実施形態では、例えば、被検体Pの心臓の右心室(RV)を含む領域が第1のROIに指定され、当該心臓の左心室(LV)を含む領域が第2のROIに指定される。ここで、第2の実施形態では、第1のROI及び第2のROIを、それぞれ、ROI(RV)、ROI(LV)と記載する。 FIG. 9 is a diagram for explaining an example of the ROI in the second embodiment, and is a diagram showing the configuration of the heart. As shown in FIG. 9, in the second embodiment, for example, a region including the right ventricle (RV) of the heart of the subject P is designated as the first ROI and a region including the left ventricle (LV) of the heart. Is designated as the second ROI. Here, in the second embodiment, the first ROI and the second ROI are described as ROI (RV) and ROI (LV), respectively.

取得機能444は、取得したCT画像データのROI(RV)、ROI(LV)に関するCT値を算出する。そして、取得機能444は、ROI(RV)、ROI(LV)に関するCT値を時系列にプロットした時間濃度曲線(TDC)を生成する。ここで、第2の実施形態では、ROI(RV)、ROI(LV)に関するTDCを、それぞれ、TDC(RV)、TDC(LV)と記載する。例えば、表示制御機能446は、取得機能444により生成されたTDC(RV)、TDC(LV)をディスプレイ42に表示させる。 The acquisition function 444 calculates a CT value related to ROI (RV) and ROI (LV) of the acquired CT image data. Then, the acquisition function 444 generates a time concentration curve (TDC) in which CT values relating to ROI (RV) and ROI (LV) are plotted in time series. Here, in the second embodiment, TDCs related to ROI (RV) and ROI (LV) are described as TDC (RV) and TDC (LV), respectively. For example, the display control function 446 causes the display 42 to display the TDC(RV) and TDC(LV) generated by the acquisition function 444.

図10は、第2の実施形態におけるTDC(RV)、TDC(LV)の一例を説明するための図である。図10において、TDC(RV)、TDC(LV)の横軸は、造影剤が被検体Pに注入されてからの経過時間を表し、縦軸は、被検体Pに流れる造影剤の濃度であるCT値を表す。 FIG. 10 is a diagram for explaining an example of TDC (RV) and TDC (LV) in the second embodiment. In FIG. 10, the horizontal axes of TDC (RV) and TDC (LV) represent the elapsed time after the contrast agent is injected into the subject P, and the vertical axis represents the concentration of the contrast agent flowing in the subject P. It represents a CT value.

ここで、血液は、大静脈、心臓(右心房、右心室)、肺動脈、肺、肺静脈、心臓(左心房、左心室)、大動脈、全身の器官及び組織の順に流れる。肺循環においては、血液は、右心房、右心室(RV)、肺動脈、肺、肺静脈、左心房、左心室(LV)、大動脈の順に流れる。このため、造影剤は、被検体Pに注入された後にROI(RV)を通過し、被検体Pの肺を通った後にROI(LV)を通過する。したがって、図10に示すように、TDC(RV)において、造影剤が被検体Pに注入された後にROI(RV)を通過するため、CT値がピーク値に達し、その後、CT値が徐々に下がる。そして、TDC(LV)において、一定時間経過後に、被検体Pの肺を通った造影剤がROI(LV)を通過するため、CT値がピーク値に達し、その後、CT値が徐々に下がる。 Here, blood flows in the order of vena cava, heart (right atrium, right ventricle), pulmonary artery, lung, pulmonary vein, heart (left atrium, left ventricle), aorta, systemic organs and tissues. In the pulmonary circulation, blood flows in the order of right atrium, right ventricle (RV), pulmonary artery, lung, pulmonary vein, left atrium, left ventricle (LV), and aorta. Therefore, the contrast agent passes through the ROI (RV) after being injected into the subject P, and passes through the ROI (LV) after passing through the lungs of the subject P. Therefore, as shown in FIG. 10, in the TDC (RV), the contrast agent passes through the ROI (RV) after being injected into the subject P, so that the CT value reaches the peak value and then the CT value gradually increases. Go down. Then, in the TDC (LV), after a certain period of time, the contrast agent that has passed through the lungs of the subject P passes through the ROI (LV), so that the CT value reaches a peak value and then the CT value gradually decreases.

その結果、取得機能444は、第1の期間において、造影剤が被検体PのROI(RV)を通過するときの造影剤の濃度変化を表す第1の濃度変化情報を取得し、第1の期間の後の第2の期間において、造影剤が被検体PのROI(LV)を通過するときの造影剤の濃度変化を表す第2の濃度変化情報を取得する。具体的には、取得機能444は、以下のように、TDC(RV)を用いて、第1の濃度変化情報を取得し、TDC(LV)を用いて、第2の濃度変化情報を取得する。 As a result, the acquisition function 444 acquires the first concentration change information indicating the concentration change of the contrast agent when the contrast agent passes through the ROI (RV) of the subject P in the first period, and the first concentration change information is acquired. In the second period after the period, the second concentration change information indicating the concentration change of the contrast agent when the contrast agent passes through the ROI (LV) of the subject P is acquired. Specifically, the acquisition function 444 acquires the first concentration change information using TDC(RV) and acquires the second concentration change information using TDC(LV) as follows. ..

例えば、図10に示すように、第1の濃度変化情報は、TDC(RV)において、CT値のピーク値PkRVと、CT値がピーク値PkRVに達したときの時間tRVとを含む。更に、第1の濃度変化情報は、TDC(RV)において、CT値が閾値(CT値Pth)を超えてからピーク値PkRVに達した後に閾値(CT値Pth)を下回るまでの通過時間ΔtRVと当該CT値との関係を表す面積ArRVを含む。CT値のピーク値PkRVは、造影剤がROI(RV)に流れてきたときの造影剤の濃度のピーク値に相当する。時間tRVは、造影剤がROI(RV)に流れてきたときに造影剤の濃度がピーク値に達した時間に相当する。面積ArRVは、造影剤がROI(RV)に流れてきたときの造影剤の量に相当する。通過時間ΔtRVは、上述した第1の期間に相当する。 For example, as shown in FIG. 10, the first concentration change information includes the peak value PkRV of the CT value and the time tRV when the CT value reaches the peak value PkRV in TDC(RV). Further, the first concentration change information is the passage time ΔtRV from the time when the CT value exceeds the threshold value (CT value Pth) to the time when it reaches the peak value PkRV and then falls below the threshold value (CT value Pth) in TDC (RV). It includes an area ArRV representing the relationship with the CT value. The peak value PkRV of the CT value corresponds to the peak value of the concentration of the contrast agent when the contrast agent flows into the ROI (RV). The time tRV corresponds to the time when the concentration of the contrast agent reaches the peak value when the contrast agent flows into the ROI (RV). The area ArRV corresponds to the amount of the contrast agent when the contrast agent flows into the ROI (RV). The passage time ΔtRV corresponds to the above-described first period.

例えば、図10に示すように、第2の濃度変化情報は、TDC(LV)において、CT値のピーク値PkLVと、CT値がピーク値PkLVに達したときの時間tLVとを含む。更に、第2の濃度変化情報は、TDC(LV)において、CT値が閾値(CT値Pth)を超えてからピーク値PkLVに達した後に閾値(CT値Pth)を下回るまでの通過時間ΔtLVと当該CT値との関係を表す面積ArLVを含む。CT値のピーク値PkLVは、造影剤がROI(LV)に流れてきたときの造影剤の濃度のピーク値に相当する。時間tLVは、造影剤がROI(LV)に流れてきたときに造影剤の濃度がピーク値に達した時間に相当する。面積ArLVは、造影剤がROI(LV)に流れてきたときの造影剤の量に相当する。通過時間ΔtLVは、上述した第2の期間に相当する。 For example, as shown in FIG. 10, the second concentration change information includes the peak value PkLV of the CT value and the time tLV when the CT value reaches the peak value PkLV in TDC (LV). Further, the second concentration change information is the passing time ΔtLV from the time when the CT value exceeds the threshold value (CT value Pth) to the peak value PkLV after the CT value exceeds the threshold value (CT value Pth) in TDC (LV). It includes an area ArLV representing the relationship with the CT value. The peak value PkLV of the CT value corresponds to the peak value of the concentration of the contrast agent when the contrast agent flows into the ROI (LV). The time tLV corresponds to the time when the concentration of the contrast agent reaches the peak value when the contrast agent flows into the ROI (LV). The area ArLV corresponds to the amount of the contrast agent when the contrast agent flows into the ROI (LV). The passage time ΔtLV corresponds to the above-described second period.

肺循環障害は、肺における血液の循環が阻害されることにより生じるものである。このため、第1の濃度変化情報(CT値のピーク値PkRV、時間tRV、面積ArRV)、及び、第2の濃度変化情報(CT値のピーク値PkLV、時間tLV、面積ArLV)は、肺循環障害の診断の指標となる。 Pulmonary circulatory disorders result from the inhibition of blood circulation in the lungs. Therefore, the first concentration change information (CT value peak value PkRV, time tRV, area ArRV) and the second concentration change information (CT value peak value PkLV, time tLV, area ArLV) are pulmonary circulation disorders. It will be an index for diagnosis.

図3のステップS105において、推定機能445は、取得機能444により取得された第1の濃度変化情報(CT値のピーク値PkRV、時間tRV、面積ArRV)及び第2の濃度変化情報(CT値のピーク値PkLV、時間tLV、面積ArLV)を含む入力データに基づいて、被検体Pの肺循環障害の有無を推定する。例えば、表示制御機能446は、推定機能445が推定した結果をディスプレイ42に表示させる。 In step S105 in FIG. 3, the estimation function 445 uses the first concentration change information (peak value PkRV of CT value, time tRV, area ArRV) and second concentration change information (CT value of the CT value acquired by the acquisition function 444. Based on the input data including the peak value PkLV, the time tLV, and the area ArLV), the presence or absence of the pulmonary circulation disorder of the subject P is estimated. For example, the display control function 446 causes the display 42 to display the result estimated by the estimation function 445.

例えば、推定機能445は、過去に得られた第1の濃度変化情報、第2の濃度変化情報、及び、肺循環障害の有無を表す診断結果を用いた学習により、取得機能444により取得された第1の濃度変化情報及び第2の濃度変化情報を含む入力データから、被検体Pの肺循環障害の有無を推定する。当該学習としては、例えば、ニューラルネットワークを基にしたAIを用いた学習や、機械学習等が挙げられる。また、推定機能445は、過去に得られた第1の濃度変化情報、第2の濃度変化情報、及び、末端循環障害の有無を表す診断結果を対応付けるテーブルを参照して、入力データから、被検体Pの肺循環障害の有無を推定してもよい。 For example, the estimation function 445 is acquired by the acquisition function 444 by learning using the first concentration change information, the second concentration change information obtained in the past, and the diagnosis result indicating the presence or absence of pulmonary circulation disorder. The presence or absence of the pulmonary circulation disorder of the subject P is estimated from the input data including the first concentration change information and the second concentration change information. Examples of the learning include learning using AI based on a neural network and machine learning. In addition, the estimation function 445 refers to a table that correlates the first concentration change information, the second concentration change information obtained in the past, and the diagnosis result indicating the presence or absence of a peripheral circulation disorder, and then inputs the data from the input data. The presence or absence of pulmonary circulation disorder in the sample P may be estimated.

ここで、第2の実施形態において、AIを用いた学習により、被検体Pの肺循環障害の有無を推定する場合と、クラスタリング等の機械学習により、被検体Pの肺循環障害の有無を推定する場合とについて説明する。 Here, in the second embodiment, a case where the presence or absence of pulmonary circulation disorder of the subject P is estimated by learning using AI, and a case where the presence or absence of pulmonary circulation disorder of the subject P is estimated by machine learning such as clustering. And will be described.

まず、AIを用いた学習により、被検体Pの肺循環障害の有無を推定する場合について説明する。被検体Pの肺循環障害の有無を推定する場合、AIを用いた学習では、学習済みモデルを生成する処理と、学習済みモデルを利用する処理とが実行される。 First, a case will be described in which the presence or absence of pulmonary circulation disorder in the subject P is estimated by learning using AI. When estimating the presence/absence of pulmonary circulation disorder in the subject P, in learning using AI, a process of generating a learned model and a process of using the learned model are executed.

第2の実施形態において、学習済みモデルは、図示しない装置(以下、学習済みモデル生成装置と記載する)で生成されて、X線CT装置1内に保管される(例えば、メモリ41に記憶させる)。ここで、学習済みモデル生成装置は、院内の装置(例えば、図1の医用画像処理装置3)により実現してもよいし、外部の装置により実現してもよい。又は、学習済みモデルは、X線CT装置1(例えば、推定機能445)により生成されて、X線CT装置1内に保管されてもよい。以下、学習済みモデルが、学習済みモデル生成装置で生成されて、X線CT装置1内に保管される場合を例にして説明する。 In the second embodiment, the learned model is generated by an apparatus (not shown) (hereinafter, referred to as a learned model generation apparatus) and stored in the X-ray CT apparatus 1 (for example, stored in the memory 41). ). Here, the learned model generation device may be realized by an in-hospital device (for example, the medical image processing device 3 in FIG. 1) or an external device. Alternatively, the learned model may be generated by the X-ray CT apparatus 1 (for example, the estimation function 445) and stored in the X-ray CT apparatus 1. Hereinafter, a case where the learned model is generated by the learned model generation device and stored in the X-ray CT apparatus 1 will be described as an example.

図11及び図12は、第2の実施形態におけるAIを用いた学習の一例を説明するための図である。図11及び図12においては、AIを用いた深層学習(ディープラーニング)を想定したブロック図としている。 11 and 12 are diagrams for explaining an example of learning using AI in the second embodiment. 11 and 12 are block diagrams assuming deep learning using AI.

学習済みモデルを生成する処理では、図11に示すように、まず、学習済みモデル生成装置は、過去に被検体に対してX線を利用したスキャンを実行したときに得られたデータセット601を入力する。データセット601は、過去に取得された第1の濃度変化情報(CT値のピーク値PkRV、時間tRV、面積ArRV)、及び、第2の濃度変化情報(CT値のピーク値PkLV、時間tLV、面積ArLV)を含む。更に、データセット601は、例えば、過去に取得された肺循環障害の有無を表す診断結果、及び、被検体に関する情報等を含む。被検体に関する情報は、被検体の性別、体重、年齢、心機能指標等を含む。心機能指標としては、左室駆出分画(EF)、1回拍出量(SV)、心拍出量(CO)等が挙げられる。なお、AI等のアルゴリズムは経験から学習していくものであるため、学習に用いられるデータセットは、同一の被検体でなくてもよい。 In the process of generating the learned model, as shown in FIG. 11, first, the learned model generation device acquires the data set 601 obtained when the scan using the X-ray was performed on the subject in the past. input. The data set 601 includes first concentration change information (peak value PkRV of CT value, time tRV, area ArRV) acquired in the past, and second concentration change information (peak value PkLV of CT value, time tLV, Area ArLV). Furthermore, the data set 601 includes, for example, a diagnosis result indicating the presence or absence of pulmonary circulation disorder acquired in the past, information regarding the subject, and the like. The information on the subject includes the subject's sex, weight, age, cardiac function index, and the like. Examples of the cardiac function index include left ventricular ejection fraction (EF), stroke volume (SV), cardiac output (CO), and the like. Since the algorithms such as AI are learned from experience, the data sets used for learning do not have to be the same subject.

そして、学習済みモデル生成装置は、データセット601を学習用データセット602に加工する。学習用データセット602は、例えば、第1の濃度変化情報に含まれる時間tRVと第2の濃度変化情報に含まれる時間tLVとの時間差Δt(Δt=tLV−tRV)、第1の濃度変化情報に含まれるCT値のピーク値PkRVと第2の濃度変化情報に含まれるCT値のピーク値PkLVとの比率Rp(Rp=PkLV/PkRV)、第1の濃度変化情報に含まれる面積ArRVと第2の濃度変化情報に含まれる面積ArLVとの比率Ra(Ra=ArLV/ArRV)、肺循環障害の有無を表す診断結果、及び、被検体に関する情報等を含む。 Then, the learned model generation device processes the data set 601 into the learning data set 602. The learning data set 602 includes, for example, a time difference Δt (Δt=tLV-tRV) between the time tRV included in the first density change information and the time tLV included in the second density change information, the first density change information. Ratio Rp (Pp=PkLV/PkRV) between the peak value PkRV of the CT value included in the first concentration change information and the peak value PkLV of the CT value included in the second concentration change information, and the area ArRV and the first concentration change information included in the first concentration change information. The ratio Ra (Ra=ArLV/ArRV) with respect to the area ArLV included in the concentration change information of No. 2, the diagnosis result indicating the presence or absence of pulmonary circulation disorder, and the information about the subject are included.

学習済みモデル生成装置は、AIのアルゴリズムとして学習用プログラム603を有する。学習済みモデル生成装置は、学習用プログラム603を用いて、学習用データセット602から、肺循環障害の有無のパターン等を学習して、後述の入力データ605の入力を受けて肺循環障害の有無を推定する後述の出力データ606を出力するように機能付けられた学習済みモデル604を生成する。例えば、生成した学習済みモデル604は、X線CT装置1内に保管される(メモリ41に記憶される)。メモリ41内の学習済みモデル604は、例えば、推定機能445により読み出し可能である。 The learned model generation device has a learning program 603 as an AI algorithm. The learned model generation apparatus learns a pattern of presence/absence of pulmonary circulation disorder from the learning data set 602 using the learning program 603, and receives an input of input data 605 described later to estimate the presence/absence of pulmonary circulation disorder. A trained model 604 that is functionalized to output output data 606, which will be described later, is generated. For example, the generated learned model 604 is stored in the X-ray CT apparatus 1 (stored in the memory 41). The learned model 604 in the memory 41 can be read by the estimation function 445, for example.

学習済みモデルを利用する処理では、図12に示すように、推定機能445は、被検体Pに対してX線を利用したスキャンを実行したときに得られた入力データ605を入力する。入力データ605は、取得機能444により取得された第1の濃度変化情報(CT値のピーク値PkRV、時間tRV、面積ArRV)、及び、第2の濃度変化情報(CT値のピーク値PkLV、時間tLV、面積ArLV)を含む。更に、入力データ605は、例えば入力インターフェース43により入力された被検体Pに関する情報等を含む。被検体Pに関する情報は、被検体Pの性別、体重、年齢、心機能指標(EF、SV、CO等)等を含む。 In the process using the learned model, as shown in FIG. 12, the estimation function 445 inputs the input data 605 obtained when the scan using the X-ray is performed on the subject P. The input data 605 includes the first concentration change information (peak value PkRV of CT value, time tRV, area ArRV) acquired by the obtaining function 444, and second concentration change information (peak value PkLV of CT value PkLV, time). tLV, area ArLV). Further, the input data 605 includes, for example, information regarding the subject P input by the input interface 43. The information on the subject P includes the sex, weight, age, cardiac function index (EF, SV, CO, etc.) of the subject P.

そして、推定機能445は、メモリ41から読み出した学習済みモデル604を用いて、入力データ605から、被検体Pの肺循環障害の有無を推定し、推定した結果を出力データ606として出力する。例えば、表示制御機能446は、出力データ606をディスプレイ42に表示させる。 Then, the estimation function 445 estimates the presence or absence of the pulmonary circulation disorder of the subject P from the input data 605 using the learned model 604 read from the memory 41, and outputs the estimated result as output data 606. For example, the display control function 446 causes the output data 606 to be displayed on the display 42.

なお、学習済みモデル生成装置は、被検体の情報毎に、学習済みモデル604を生成し、推定機能445は、生成した学習済みモデル604を利用して、入力データ605から、被検体Pの肺循環障害の有無を推定してもよい。例えば、学習済みモデル生成装置は、被検体の性別毎に、男性用、女性用の学習済みモデル604を生成し、推定機能445は、生成した学習済みモデル604を利用して、入力データ605から、被検体Pの肺循環障害の有無を推定してもよい。また、例えば、学習済みモデル生成装置は、被検体の性別だけでなく、被検体の体重、年齢、心機能指標毎に、学習済みモデル604を生成し、推定機能445は、生成した学習済みモデル604を利用して、入力データ605から、被検体Pの肺循環障害の有無を推定してもよい。 The trained model generation device generates a trained model 604 for each subject information, and the estimation function 445 uses the trained model 604 thus generated to calculate the pulmonary circulation of the subject P from the input data 605. The presence or absence of a fault may be estimated. For example, the learned model generation device generates a learned model 604 for males and females for each gender of the subject, and the estimation function 445 uses the generated learned model 604 to calculate from the input data 605. The presence or absence of pulmonary circulation disorder in the subject P may be estimated. Further, for example, the learned model generation device generates the learned model 604 for each of the subject's weight, age, and cardiac function index as well as the subject's sex, and the estimation function 445 uses the generated learned model. The presence/absence of pulmonary circulation disorder of the subject P may be estimated from the input data 605 using 604.

また、上述したTDCのピークの位置、例えば、第1の濃度変化情報に含まれるCT値のピーク値PkRV及び時間tRVと、第2の濃度変化情報に含まれるCT値のピーク値PkLV及び時間tLVとは、上述した被検体の情報だけでなく、被検体の肺容量(Lung Volume)においても異なる場合がある。そこで、例えば、学習済みモデル生成装置は、被検体の肺容量毎に、学習済みモデル604を生成し、推定機能445は、生成した学習済みモデル604を利用して、被検体Pの肺容量に関する情報を更に含む入力データ605から、被検体Pの肺循環障害の有無を推定してもよい。 Further, the position of the peak of TDC described above, for example, the peak value PkRV of the CT value included in the first concentration change information and the time tRV, and the peak value PkLV of the CT value included in the second concentration change information and the time tLV. May differ not only in the subject information described above, but also in the subject's lung volume. Therefore, for example, the learned model generation device generates a learned model 604 for each lung volume of the subject, and the estimation function 445 uses the generated learned model 604 to relate the lung volume of the subject P. The presence or absence of pulmonary circulation disorder in the subject P may be estimated from the input data 605 that further includes information.

なお、本実施形態では、学習済みモデル生成装置は、TDCから取得された第1の濃度変化情報及び第2の濃度変化情報を含む入力データ605を入力し、入力データ605を学習用データセット602に加工し、学習用プログラム603を用いて、学習用データセット602から、肺循環障害の有無のパターン等を学習して、学習済みモデル604を生成している。しかし、これに限定されない。例えば、学習済みモデル生成装置は、TDCの形状そのものを学習させてもよい。すなわち、学習済みモデル生成装置は、TDCを含む入力データ605を入力し、学習用プログラム603を用いて、入力データ605から、肺循環障害の有無のパターン等を学習して、学習済みモデル604を生成してもよい。 In the present embodiment, the learned model generation device inputs the input data 605 including the first density change information and the second density change information acquired from the TDC, and inputs the input data 605 as the learning data set 602. Then, the learning program 603 is used to learn from the learning data set 602 the patterns such as the presence/absence of pulmonary circulation disorder, and the learned model 604 is generated. However, it is not limited to this. For example, the learned model generation device may learn the TDC shape itself. That is, the learned model generation device inputs the input data 605 including TDC, learns the pattern of the presence or absence of pulmonary circulation disorder from the input data 605 using the learning program 603, and generates the learned model 604. You may.

次に、クラスタリング等の機械学習により、被検体Pの肺循環障害の有無を推定する場合について説明する。被検体Pの肺循環障害の有無を推定する場合、クラスタリング等の機械学習では、過去に得られた第1の濃度変化情報、第2の濃度変化情報、及び、肺循環障害の有無を表す診断結果が対応付けられた対応情報を生成する処理と、対応情報を利用する処理とが実行される。 Next, a case will be described in which the presence or absence of a pulmonary circulation disorder of the subject P is estimated by machine learning such as clustering. When estimating the presence/absence of pulmonary circulation disorder in the subject P, in machine learning such as clustering, the first concentration change information obtained in the past, the second concentration change information, and the diagnostic result indicating the presence/absence of pulmonary circulation disorder are obtained. A process of generating the corresponding correspondence information and a process of using the correspondence information are executed.

第2の実施形態において、対応情報は、図示しない装置(以下、対応情報生成装置と記載する)で生成され、X線CT装置1内に保管される(例えば、メモリ41に記憶させる)。ここで、対応情報生成装置は、院内の装置(例えば、図1の医用画像処理装置3)により実現してもよいし、外部の装置により実現してもよい。又は、対応情報は、X線CT装置1(例えば、推定機能445)により生成され、X線CT装置1内に保管されてもよい。以下、対応情報が、対応情報生成装置で生成され、X線CT装置1内に保管される場合を例にして説明する。 In the second embodiment, the correspondence information is generated by a device (not shown) (hereinafter, referred to as correspondence information generation device) and stored in the X-ray CT apparatus 1 (for example, stored in the memory 41). Here, the correspondence information generation device may be realized by an in-hospital device (for example, the medical image processing device 3 in FIG. 1) or an external device. Alternatively, the correspondence information may be generated by the X-ray CT apparatus 1 (for example, the estimation function 445) and stored in the X-ray CT apparatus 1. Hereinafter, a case where the correspondence information is generated by the correspondence information generation device and stored in the X-ray CT apparatus 1 will be described as an example.

図13は、第2の実施形態におけるクラスタリング等の機械学習の一例を説明するための図である。 FIG. 13 is a diagram for explaining an example of machine learning such as clustering according to the second embodiment.

対応情報を生成する処理では、まず、対応情報生成装置は、過去に被検体に対してX線を利用したスキャンを実行したときに得られたデータセットを入力する。入力したデータセットは、例えば、図11のデータセット601と同様に、過去に取得された第1の濃度変化情報(CT値のピーク値PkRV、時間tRV、面積ArRV)、及び、第2の濃度変化情報(CT値のピーク値PkLV、時間tLV、面積ArLV)を含む。更に、入力したデータセットは、例えば、図11のデータセット601と同様に、過去に取得された肺循環障害の有無を表す診断結果、及び、被検体に関する情報(被検体の性別、体重、年齢、心機能指標等)等を含む。なお、機械学習に用いられるデータセットは、同一の被検体でなくてもよい。 In the process of generating the correspondence information, first, the correspondence information generation device inputs a data set obtained when a scan using X-rays was previously performed on the subject. The input data set is, for example, similar to the data set 601 in FIG. 11, the first density change information (peak value PkRV of CT value, time tRV, area ArRV) acquired in the past, and the second density. Change information (peak value PkLV of CT value, time tLV, area ArLV) is included. Further, the input data set is, for example, similar to the data set 601 of FIG. 11, a diagnosis result indicating the presence or absence of pulmonary circulation disorder acquired in the past, and information about the subject (sex, weight, age of the subject, Cardiac function index etc.) etc. are included. The data sets used for machine learning may not be the same subject.

そして、図13に示すように、対応情報生成装置は、入力したデータセットを用いて、第1の濃度変化情報と第2の濃度変化情報と肺循環障害の有無を表す診断結果とが対応付けられた対応情報610を生成する。例えば、生成した対応情報610は、X線CT装置1内に保管される(メモリ41に記憶される)。メモリ41内の対応情報610は、例えば、推定機能445により読み出し可能である。 Then, as shown in FIG. 13, the correspondence information generation apparatus uses the input data set to associate the first concentration change information, the second concentration change information, and the diagnosis result indicating the presence or absence of pulmonary circulation disorder. Corresponding correspondence information 610 is generated. For example, the generated correspondence information 610 is stored in the X-ray CT apparatus 1 (stored in the memory 41). The correspondence information 610 in the memory 41 can be read by the estimation function 445, for example.

図13に示す例では、対応情報610の横軸は、第1の濃度変化情報に含まれるCT値のピーク値PkRVと第2の濃度変化情報に含まれるCT値のピーク値PkLVとの比率Rp(Rp=PkLV/PkRV)を表し、縦軸は、第1の濃度変化情報に含まれる時間tRVと第2の濃度変化情報に含まれる時間tLVとの時間差Δt(Δt=tLV−tRV)を表す。なお、対応情報610の横軸は、上述した比率Rpに限定されず、第1の濃度変化情報に含まれる面積ArRVと第2の濃度変化情報に含まれる面積ArLVとの比率でもよい。 In the example shown in FIG. 13, the horizontal axis of the correspondence information 610 indicates the ratio Rp between the peak value PkRV of the CT value included in the first density change information and the peak value PkLV of the CT value included in the second density change information. (Rp=PkLV/PkRV), and the vertical axis represents the time difference Δt (Δt=tLV-tRV) between the time tRV included in the first density change information and the time tLV included in the second density change information. .. The horizontal axis of the correspondence information 610 is not limited to the ratio Rp described above, and may be the ratio of the area ArRV included in the first density change information and the area ArLV included in the second density change information.

ここで、図13に示すように、肺循環障害の有無を表す診断結果は、比率Rpと時間差Δtとに対応付けて対応情報610にプロットされる。例えば、図13において、診断結果は、「○」や「×」等の点で表され、比率Rpと時間差Δtとに対応付けて対応情報610にプロットされる。対応情報610では、入力したデータセットは、肺循環障害が有ることを表す診断結果(図13では「○」で表した点)を含むデータの集合(以下、クラスタ611と記載する)と、肺循環障害が無いことを表す診断結果(図13では「×」で表した点)を含むデータの集合(以下、クラスタ612と記載する)とに分けられる。 Here, as shown in FIG. 13, the diagnosis result indicating the presence or absence of the pulmonary circulation disorder is plotted in the correspondence information 610 in association with the ratio Rp and the time difference Δt. For example, in FIG. 13, the diagnosis result is represented by points such as “◯” and “×”, and is plotted in the correspondence information 610 in association with the ratio Rp and the time difference Δt. In the correspondence information 610, the input data set includes a set of data (hereinafter, referred to as a cluster 611) including a diagnosis result (points indicated by “◯” in FIG. 13) indicating that there is a pulmonary circulation disorder, and a pulmonary circulation disorder. Data set (hereinafter, referred to as cluster 612) including a diagnosis result (a point represented by “x” in FIG. 13) indicating that there is no error.

対応情報を利用する処理では、推定機能445は、被検体Pに対してX線を利用したスキャンを実行したときに得られた入力データを入力する。入力データは、例えば、図12の入力データ605と同様に、取得機能444により取得された第1の濃度変化情報(CT値のピーク値PkRV、時間tRV、面積ArRV)、及び、第2の濃度変化情報(CT値のピーク値PkLV、時間tLV、面積ArLV)を含む。更に、入力データは、例えば、図12の入力データ605と同様に、入力インターフェース43により入力された被検体Pに関する情報(被検体の性別、体重、年齢、心機能指標等)等を含む。 In the process using the correspondence information, the estimation function 445 inputs the input data obtained when the scan using the X-ray is performed on the subject P. The input data is, for example, similar to the input data 605 in FIG. 12, the first concentration change information (CT value peak value PkRV, time tRV, area ArRV) acquired by the acquisition function 444, and the second density. Change information (peak value PkLV of CT value, time tLV, area ArLV) is included. Further, the input data includes, for example, information about the subject P input by the input interface 43 (sex, weight, age, cardiac function index, etc. of the subject) similar to the input data 605 in FIG.

そして、推定機能445は、メモリ41から読み出した対応情報610を参照して、入力データから、被検体Pの肺循環障害の有無を推定し、推定した結果を出力データとして出力する。例えば、表示制御機能446は、出力データをディスプレイ42に表示させる。 Then, the estimation function 445 refers to the correspondence information 610 read from the memory 41, estimates the presence or absence of the pulmonary circulation disorder of the subject P from the input data, and outputs the estimated result as output data. For example, the display control function 446 causes the output data to be displayed on the display 42.

例えば、推定機能445は、対応情報610を参照して、入力データがクラスタ611に含まれる場合、肺循環障害が有ることを表す推定結果を出力データとして出力し、入力データがクラスタ612に含まれる場合、肺循環障害が無いことを表す推定結果を出力データとして出力する。具体的には、推定機能445は、例えば、入力データから比率Rp(Rp=PkLV/PkRV)、時間差Δt(Δt=tLV−tRV)を求め、求めた比率Rpと時間差Δtとに対応付けて、肺循環障害の有無を推定するための予測点を、図13の対応情報610にプロットする。そして、推定機能445は、対応情報610を参照して、予測点がクラスタ611に含まれる場合、肺循環障害が有ることを表す推定結果を出力データとして出力し、予測点がクラスタ612に含まれる場合、肺循環障害が無いことを表す推定結果を出力データとして出力する。 For example, when the input data is included in the cluster 611, the estimation function 445 outputs the estimation result indicating that there is a pulmonary circulation disorder as output data when the input data is included in the cluster 611, and the input data is included in the cluster 612. , The estimation result indicating that there is no pulmonary circulation disorder is output as output data. Specifically, the estimation function 445 obtains the ratio Rp (Rp=PkLV/PkRV) and the time difference Δt (Δt=tLV-tRV) from the input data, and associates the obtained ratio Rp with the time difference Δt, Prediction points for estimating the presence or absence of pulmonary circulation disorder are plotted in the correspondence information 610 in FIG. When the prediction point is included in the cluster 611, the estimation function 445 outputs the estimation result indicating that the pulmonary circulation disorder is present as output data when the prediction point is included in the cluster 611, and the prediction point is included in the cluster 612. , The estimation result indicating that there is no pulmonary circulation disorder is output as output data.

なお、対応情報生成装置は、被検体の情報毎に、対応情報610を生成し、推定機能445は、生成した対応情報610を参照して、入力データから、被検体Pの肺循環障害の有無を推定してもよい。例えば、対応情報生成装置は、被検体の性別毎に、男性用、女性用の対応情報610を生成し、推定機能445は、生成した対応情報610を参照して、入力データから、被検体Pの肺循環障害の有無を推定してもよい。また、例えば、対応情報生成装置は、被検体の性別だけでなく、被検体の体重、年齢、心機能指標毎に、対応情報610を生成し、推定機能445は、生成した対応情報610を参照して、入力データから、被検体Pの肺循環障害の有無を推定してもよい。 The correspondence information generation device generates correspondence information 610 for each piece of subject information, and the estimation function 445 refers to the generated correspondence information 610 to determine whether or not there is a pulmonary circulation disorder of the subject P from the input data. It may be estimated. For example, the correspondence information generation device generates the correspondence information 610 for men and women for each sex of the subject, and the estimation function 445 refers to the generated correspondence information 610 and refers to the input data to examine the subject P from the input data. The presence/absence of pulmonary circulation disorder may be estimated. Further, for example, the correspondence information generation device generates correspondence information 610 not only for the sex of the subject but also for each weight, age, and cardiac function index of the subject, and the estimation function 445 refers to the generated correspondence information 610. Then, the presence or absence of the pulmonary circulation disorder of the subject P may be estimated from the input data.

また、上述したように、TDCのピークの位置、例えば、第1の濃度変化情報に含まれるCT値のピーク値PkRV及び時間tRVと、第2の濃度変化情報に含まれるCT値のピーク値PkLV及び時間tLVとは、被検体の情報だけでなく、被検体の肺容量(Lung Volume)においても異なる場合がある。そこで、例えば、学習済みモデル生成装置は、被検体の肺容量毎に、対応情報610を生成し、推定機能445は、生成した対応情報610を参照して、被検体Pの肺容量に関する情報を更に含む入力データから、被検体Pの肺循環障害の有無を推定してもよい。 Further, as described above, the position of the TDC peak, for example, the peak value PkRV and the time tRV of the CT value included in the first concentration change information, and the peak value PkLV of the CT value included in the second concentration change information. And time tLV may differ not only in the subject's information but also in the subject's lung volume. Therefore, for example, the learned model generation device generates the correspondence information 610 for each lung volume of the subject, and the estimation function 445 refers to the generated correspondence information 610 to obtain the information regarding the lung volume of the subject P. The presence/absence of a pulmonary circulation disorder of the subject P may be estimated from the input data further included.

以上の説明により、第2の実施形態に係るX線CT装置1では、被検体Pの心臓のCT撮影を行うことにより、肺循環障害の診断をサポートすることができる。例えば、スキャン制御機能441は、造影剤が1度注入された被検体Pに対してX線を用いたスキャンを実行する。当該スキャンの実行により、取得機能444は、第1の期間における造影剤の濃度変化を表す第1の濃度変化情報(CT値のピーク値PkRV、時間tRV、面積ArRV)、及び、第1の期間とは異なる第2の期間における造影剤の濃度変化を表す第2の濃度変化情報(CT値のピーク値PkLV、時間tLV、面積ArLV)を取得する。ここで、取得機能444は、第1の期間において、被検体Pの第1の関心領域(ROI(RV))における造影剤の濃度変化を表す第1の濃度変化情報を取得し、第1の期間の後の第2の期間において、被検体Pの第2の関心領域(ROI(LV))における造影剤の濃度変化を表す第2の濃度変化情報を取得する。具体的には、被検体Pの心臓の右心室(RV)を含む領域がROI(RV)に指定され、当該心臓の左心室(LV)を含む領域がROI(LV)に指定され、取得機能444は、被検体PのROI(RV)及びROI(LV)について、それぞれ、造影剤の濃度を時系列に表した時間濃度曲線(TDC)であるTDC(RV)及びTDC(LV)を生成し、TDC(RV)を用いて第1の濃度変化情報を取得し、TDC(LV)を用いて第2の濃度変化情報を取得する。推定機能445は、取得した第1の濃度変化情報及び第2の濃度変化情報を含む入力データに基づいて、被検体Pの肺循環障害の有無を推定する。 As described above, the X-ray CT apparatus 1 according to the second embodiment can support the diagnosis of pulmonary circulation disorder by performing CT imaging of the heart of the subject P. For example, the scan control function 441 executes a scan using X-rays on the subject P into which the contrast agent has been injected once. By performing the scan, the acquisition function 444 causes the first concentration change information (peak value PkRV of CT value, time tRV, area ArRV) indicating the concentration change of the contrast agent in the first period, and the first period. The second concentration change information (peak value PkLV of CT value, time tLV, area ArLV) showing the concentration change of the contrast agent in the second period different from is acquired. Here, the acquisition function 444 acquires the first concentration change information representing the concentration change of the contrast agent in the first region of interest (ROI(RV)) of the subject P in the first period, and acquires the first concentration change information. In the second period after the period, the second concentration change information indicating the concentration change of the contrast agent in the second region of interest (ROI(LV)) of the subject P is acquired. Specifically, the region including the right ventricle (RV) of the heart of the subject P is designated as ROI (RV), and the region including the left ventricle (LV) of the heart is designated as ROI (LV), and the acquisition function 444, for ROI (RV) and ROI (LV) of the subject P, TDC (RV) and TDC (LV) which are time-density curves (TDC) representing the concentration of the contrast agent in time series are generated. , TDC(RV) is used to acquire the first density change information, and TDC(LV) is used to acquire the second density change information. The estimation function 445 estimates the presence or absence of the pulmonary circulation disorder of the subject P based on the input data including the acquired first concentration change information and the acquired second concentration change information.

上述したように、肺循環障害は、肺における血液の循環が阻害されることにより生じるものであるため、TDC(RV)を用いて取得した第1の濃度変化情報、及び、TDC(LV)を用いて取得した第2の濃度変化情報は、肺循環障害の診断の指標となる。このように、第2の実施形態に係るX線CT装置1では、被検体Pの心臓のCT撮影を行うことにより、肺循環障害の診断をサポートすることができる。 As described above, since the pulmonary circulation disorder is caused by the inhibition of blood circulation in the lungs, the first concentration change information acquired by using TDC (RV) and TDC (LV) are used. The second concentration change information acquired as a result serves as an index for diagnosis of pulmonary circulation disorder. As described above, in the X-ray CT apparatus 1 according to the second embodiment, CT imaging of the heart of the subject P can support the diagnosis of pulmonary circulation disorders.

(第1の実施形態及び第2の実施形態の変形例)
上述した第1の実施形態、第2の実施形態では、心臓のCT撮影を行うことにより、末端循環障害や肺循環障害等の循環障害の診断をサポートする場合について説明した。ここで、第1の実施形態及び第2の実施形態の変形例では、循環障害(末端循環障害又は肺循環障害)の有無だけでなく、当該循環障害と併発する病変(病気、障害等)、及び、当該循環障害の後に発生する病変(病気、障害等)も考慮して学習する。これにより、変形例では、第1の濃度変化情報及び第2の濃度変化情報から、被検体Pの循環障害の有無を推定するだけでなく、被検体Pに循環障害が有る場合に、循環障害と併発する病変の有無や、循環障害の後に発生する病変の有無も推定することができる。
(Modifications of the first and second embodiments)
In the above-described first and second embodiments, a case has been described in which CT imaging of the heart is performed to support diagnosis of circulatory disorders such as peripheral circulation disorder and pulmonary circulation disorder. Here, in the modified examples of the first embodiment and the second embodiment, not only the presence or absence of circulatory disorder (terminal circulatory disorder or pulmonary circulatory disorder), but also lesions (disease, disorder, etc.) that co-occur with the circulatory disorder, and , Learning is also performed in consideration of lesions (illnesses, disorders, etc.) that occur after the circulatory disorder. As a result, in the modification, not only is the presence/absence of a circulatory disorder in the subject P estimated from the first concentration change information and the second concentration change information, but when the subject P has a circulatory disorder, It is also possible to estimate the presence or absence of lesions that occur together with and the presence or absence of lesions that occur after circulatory disorders.

変形例において、例えば、推定機能445は、第1の実施形態及び第2の実施形態で説明した学習により、第1の濃度変化情報及び第2の濃度変化情報を含む入力データから、被検体Pの循環障害の有無を推定すると共に、被検体Pに循環障害が有る場合に、当該循環障害と併発する病変の有無、及び、当該循環障害の後に発生する病変の有無を推定する。 In the modification, for example, the estimation function 445 uses the learning described in the first embodiment and the second embodiment to extract the subject P from the input data including the first concentration change information and the second concentration change information. The presence/absence of circulatory disorder is estimated, and when the subject P has a circulatory disorder, the presence/absence of a lesion coexisting with the circulatory disorder and the presence/absence of a lesion occurring after the circulatory disorder are estimated.

ここで、変形例において、AIを用いた学習により、被検体Pの循環障害の有無を推定する場合について説明する。この場合においても、AIを用いた学習では、学習済みモデルを生成する処理と、学習済みモデルを利用する処理とが実行される。 Here, in a modified example, a case will be described in which the presence or absence of a circulatory disorder in the subject P is estimated by learning using AI. Also in this case, in the learning using AI, the process of generating the learned model and the process of using the learned model are executed.

変形例において、学習済みモデルは、図示しない装置(以下、学習済みモデル生成装置と記載する)で生成されて、X線CT装置1内に保管される(例えば、メモリ41に記憶させる)。ここで、学習済みモデル生成装置は、院内の装置(例えば、図1の医用画像処理装置3)により実現してもよいし、外部の装置により実現してもよい。又は、学習済みモデルは、X線CT装置1(例えば、推定機能445)により生成されて、X線CT装置1内に保管されてもよい。以下、学習済みモデルが、学習済みモデル生成装置で生成されて、X線CT装置1内に保管される場合を例にして説明する。 In the modified example, the learned model is generated by an apparatus (not shown) (hereinafter, referred to as a learned model generation apparatus) and stored in the X-ray CT apparatus 1 (for example, stored in the memory 41). Here, the learned model generation device may be realized by an in-hospital device (for example, the medical image processing device 3 in FIG. 1) or an external device. Alternatively, the learned model may be generated by the X-ray CT apparatus 1 (for example, the estimation function 445) and stored in the X-ray CT apparatus 1. Hereinafter, a case where the learned model is generated by the learned model generation device and stored in the X-ray CT apparatus 1 will be described as an example.

図14及び図15は、第1の実施形態及び第2の実施形態の変形例におけるAIを用いた学習の一例を説明するための図である。図14及び図15においては、AIを用いた深層学習(ディープラーニング)を想定したブロック図としている。 14 and 15 are diagrams for explaining an example of learning using AI in the modified examples of the first embodiment and the second embodiment. 14 and 15 are block diagrams assuming deep learning using AI.

学習済みモデルを生成する処理では、図14に示すように、まず、学習済みモデル生成装置は、過去に被検体に対してX線を利用したスキャンを実行したときに得られたデータセット701を入力する。データセット701は、過去に取得された第1の濃度変化情報、及び、第2の濃度変化情報を含む。更に、データセット701は、例えば、過去に取得された循環障害(末端循環障害又は肺循環障害)の有無を表す診断結果、及び、被検体に関する情報等を含む。被検体に関する情報は、被検体の性別、体重、年齢、心機能指標を含む。また、被検体に関する情報は、当該循環障害の直前の病気又は障害を含む。また、被検体に関する情報は、当該循環障害と併発した病変(病気、障害等)を含む。また、被検体に関する情報は、当該循環障害の後に発生した病変(病気、障害等)を含む。なお、AI等のアルゴリズムは経験から学習していくものであるため、学習に用いられるデータセットは、同一の被検体でなくてもよい。 In the process of generating the learned model, as shown in FIG. 14, first, the learned model generation apparatus acquires the data set 701 obtained when the scan using the X-ray was previously performed on the subject. input. The data set 701 includes the first density change information and the second density change information acquired in the past. Further, the data set 701 includes, for example, a diagnostic result indicating the presence or absence of a circulatory disorder (terminal circulatory disorder or pulmonary circulatory disorder) acquired in the past, information regarding the subject, and the like. The information about the subject includes the subject's sex, weight, age, and cardiac function index. In addition, the information regarding the subject includes a disease or disorder immediately before the circulatory disorder. In addition, the information regarding the subject includes a lesion (disease, disorder, etc.) that is accompanied by the circulatory disorder. Further, the information regarding the subject includes a lesion (illness, disorder, etc.) that has occurred after the circulatory disorder. Since the algorithms such as AI are learned from experience, the data sets used for learning do not have to be the same subject.

そして、学習済みモデル生成装置は、データセット701を学習用データセット702に加工する。学習用データセット702は、例えば、第1の濃度変化情報に含まれる時間と第2の濃度変化情報に含まれる時間との時間差Δt、第1の濃度変化情報に含まれるCT値のピーク値と第2の濃度変化情報に含まれるCT値のピーク値との比率Rp、第1の濃度変化情報に含まれる面積と第2の濃度変化情報に含まれる面積との比率Ra、循環障害(末端循環障害又は肺循環障害)の有無を表す診断結果、及び、被検体に関する情報等を含む。 Then, the learned model generation device processes the data set 701 into the learning data set 702. The learning data set 702 includes, for example, a time difference Δt between the time included in the first density change information and the time included in the second density change information, and the peak value of the CT value included in the first density change information. The ratio Rp of the CT value included in the second density change information to the peak value, the ratio Ra of the area included in the first density change information to the area included in the second density change information, the circulatory disorder (end circulation Diagnostic result indicating the presence or absence of a disorder or pulmonary circulation disorder, and information regarding the subject.

学習済みモデル生成装置は、AIのアルゴリズムとして学習用プログラム703を有する。学習済みモデル生成装置は、学習用プログラム703を用いて、学習用データセット702から、循環障害(末端循環障害又は肺循環障害)の有無のパターン等を学習して、後述の入力データ705の入力を受けて循環障害の有無を推定する後述の出力データ706を出力するように機能付けられた学習済みモデル704を生成する。例えば、生成した学習済みモデル704は、X線CT装置1内に保管される(メモリ41に記憶される)。メモリ41内の学習済みモデル704は、例えば、推定機能445により読み出し可能である。 The learned model generation device has a learning program 703 as an AI algorithm. The learned model generation apparatus uses the learning program 703 to learn from the learning data set 702 patterns such as the presence or absence of circulatory disorder (terminal circulatory disorder or pulmonary circulatory disorder), and inputs input data 705 described below. A trained model 704 is generated that is functionalized to output output data 706, which will be described later and that estimates the presence or absence of circulatory disorders. For example, the generated learned model 704 is stored in the X-ray CT apparatus 1 (stored in the memory 41). The learned model 704 in the memory 41 can be read by the estimation function 445, for example.

学習済みモデルを利用する処理では、図15に示すように、推定機能445は、被検体Pに対してX線を利用したスキャンを実行したときに得られた入力データ705を入力する。入力データ705は、取得機能444により取得された第1の濃度変化情報(CT値のピーク値、時間、面積)、及び、第2の濃度変化情報(CT値のピーク値、時間、面積)を含む。更に、入力データ705は、例えば入力インターフェース43により入力された被検体Pに関する情報等を含む。被検体Pに関する情報は、被検体Pの性別、体重、年齢、心機能指標(EF、SV、CO等)等を含む。更に、被検体Pに関する情報は、直前の病気又は障害を表す情報を含む。 In the process using the learned model, the estimation function 445 inputs the input data 705 obtained when the scan using the X-ray is performed on the subject P, as illustrated in FIG. 15. The input data 705 includes the first density change information (peak value of CT value, time, area) and the second density change information (peak value of CT value, time, area) acquired by the acquisition function 444. Including. Further, the input data 705 includes information regarding the subject P input by the input interface 43, for example. The information on the subject P includes the sex, weight, age, cardiac function index (EF, SV, CO, etc.) of the subject P. Further, the information regarding the subject P includes information indicating the immediately preceding illness or disorder.

そして、推定機能445は、メモリ41から読み出した学習済みモデル704を用いて、入力データ705から、被検体Pの循環障害(末端循環障害又は肺循環障害)の有無を推定すると共に、被検体Pに循環障害が有る場合に、当該循環障害と併発する病変の有無、及び、当該循環障害の後に発生する病変の有無を推定する。推定機能445は、推定した結果を出力データ706として出力する。例えば、表示制御機能446は、出力データ706をディスプレイ42に表示させる。 Then, the estimation function 445 uses the learned model 704 read from the memory 41 to estimate the presence/absence of a circulatory disorder (terminal circulatory disorder or pulmonary circulatory disorder) of the subject P from the input data 705, and to the subject P. When there is a circulatory disorder, the presence/absence of a lesion coexisting with the circulatory disorder and the presence/absence of a lesion occurring after the circulatory disorder are estimated. The estimation function 445 outputs the estimation result as output data 706. For example, the display control function 446 causes the output data 706 to be displayed on the display 42.

なお、学習済みモデル生成装置は、被検体の情報毎に、学習済みモデル704を生成し、推定機能445は、生成した学習済みモデル704を利用して、入力データ705から、被検体Pの循環障害の有無を推定すると共に、被検体Pに循環障害が有る場合に、当該循環障害と併発する病変の有無、及び、当該循環障害の後に発生する病変の有無を推定してもよい。例えば、学習済みモデル生成装置は、被検体の性別毎に、男性用、女性用の学習済みモデル704を生成し、推定機能445は、生成した学習済みモデル704を利用して、入力データ705から、被検体Pの循環障害の有無を推定すると共に、被検体Pに循環障害が有る場合に、当該循環障害と併発する病変の有無、及び、当該循環障害の後に発生する病変の有無を推定してもよい。また、例えば、学習済みモデル生成装置は、被検体の性別だけでなく、被検体の体重、年齢、心機能指標毎に、学習済みモデル704を生成し、推定機能445は、生成した学習済みモデル704を利用して、入力データ705から、被検体Pの循環障害の有無を推定すると共に、被検体Pに循環障害が有る場合に、当該循環障害と併発する病変の有無、及び、当該循環障害の後に発生する病変の有無を推定してもよい。 The learned model generation device generates a learned model 704 for each information of the subject, and the estimation function 445 uses the generated learned model 704 to circulate the subject P from the input data 705. In addition to estimating the presence/absence of a disorder, when the subject P has a circulatory disorder, the presence/absence of a lesion coexisting with the circulatory disorder and the presence/absence of a lesion occurring after the circulatory disorder may be estimated. For example, the learned model generation device generates a learned model 704 for males and females for each gender of the subject, and the estimation function 445 uses the generated learned model 704 to calculate from the input data 705. , Estimating the presence/absence of circulatory disorder in the subject P, and estimating the presence/absence of a lesion that occurs with the circulatory disorder when the subject P has a circulatory disorder and the presence/absence of a lesion occurring after the circulatory disorder. May be. Further, for example, the learned model generation device generates the learned model 704 for each of the subject's weight, age, and cardiac function index as well as the subject's sex, and the estimation function 445 uses the generated learned model. 704 is used to estimate the presence/absence of a circulatory disorder in the subject P from the input data 705, and in the case where the subject P has a circulatory disorder, the presence/absence of a lesion concomitant with the circulatory disorder and the circulatory disorder The presence or absence of lesions that occur after the procedure may be estimated.

なお、変形例では、学習済みモデル生成装置は、TDCから取得された第1の濃度変化情報及び第2の濃度変化情報を含む入力データ705を入力し、入力データ705を学習用データセット702に加工し、学習用プログラム703を用いて、学習用データセット702から、循環障害の有無のパターン等を学習して、学習済みモデル704を生成している。しかし、これに限定されない。例えば、学習済みモデル生成装置は、TDCの形状そのものを学習させてもよい。すなわち、学習済みモデル生成装置は、TDCを含む入力データ705を入力し、学習用プログラム703を用いて、入力データ705から、循環障害の有無のパターン等を学習して、学習済みモデル704を生成してもよい。 In the modified example, the learned model generation apparatus inputs the input data 705 including the first density change information and the second density change information acquired from the TDC, and inputs the input data 705 into the learning data set 702. After processing, the learning program 703 is used to learn the pattern of the presence or absence of circulatory disorder from the learning data set 702, and the learned model 704 is generated. However, it is not limited to this. For example, the learned model generation device may learn the TDC shape itself. That is, the learned model generation device inputs the input data 705 including the TDC, uses the learning program 703 to learn the pattern of the presence or absence of circulatory disorder from the input data 705, and generates the learned model 704. You may.

(第3の実施形態)
これまで第1、第2の実施形態について説明したが、上述した第1、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。
(Third Embodiment)
Although the first and second embodiments have been described so far, the present invention may be implemented in various different forms other than the first and second embodiments described above.

上述した実施形態では、モダリティ装置としてX線CT装置1を例にして説明したが、CT撮影だけでなく、造影剤を用いて撮影するMRI装置等のモダリティ装置にも適用することができる。 In the above-described embodiment, the X-ray CT apparatus 1 is described as an example of the modality apparatus, but the present invention can be applied not only to CT imaging but also to a modality apparatus such as an MRI apparatus that images using a contrast agent.

また、上述した実施形態では、X線CT装置1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、医用画像処理装置3において各種処理が実行される場合であってもよい。図16は、第3の実施形態に係る医用画像処理装置3の構成の一例を示す図である。 Moreover, in the above-mentioned embodiment, the case where the X-ray CT apparatus 1 executes various processes has been described. However, the embodiment is not limited to this, and may be a case where various processes are executed in the medical image processing apparatus 3, for example. FIG. 16 is a diagram showing an example of the configuration of the medical image processing apparatus 3 according to the third embodiment.

例えば、図16に示すように、医用画像処理装置3は、入力インターフェース310と、ディスプレイ320と、記憶回路330と、処理回路340とを有する。 For example, as shown in FIG. 16, the medical image processing apparatus 3 has an input interface 310, a display 320, a storage circuit 330, and a processing circuit 340.

入力インターフェース310は、種々の設定などを行うためのトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、及び音声入力回路等によって実現される。 The input interface 310 includes a trackball for performing various settings, a switch button, a mouse, a keyboard, a touch pad for performing an input operation by touching an operation surface, a touch screen in which a display screen and a touch pad are integrated, It is realized by a non-contact input circuit using an optical sensor, a voice input circuit, and the like.

入力インターフェース310は、処理回路340に接続されており、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340に出力する。なお、本明細書において入力インターフェース310は、マウス、キーボードなどの物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路340へ出力する処理回路も入力インターフェースの例に含まれる。 The input interface 310 is connected to the processing circuit 340, converts the input operation received from the operator into an electric signal, and outputs the electric signal to the processing circuit 340. In the present specification, the input interface 310 is not limited to one including physical operation parts such as a mouse and a keyboard. For example, a processing circuit that receives an electric signal corresponding to an input operation from an external input device provided separately from the device and outputs the electric signal to the processing circuit 340 is included in the example of the input interface.

ディスプレイ320は、処理回路340に接続され、処理回路340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320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。例えば、ディスプレイ320は、操作者の指示を受け付けるためのGUI(Graphical User Interface)や、種々の表示画像、処理回路350による種々の処理結果(例えば、散布図や、解析画像など)を表示する。 The display 320 is connected to the processing circuit 340 and displays various information and various image data output from the processing circuit 340. For example, the display 320 is realized by a liquid crystal monitor, a CRT (Cathode Ray Tube) monitor, a touch panel, or the like. For example, the display 320 displays a GUI (Graphical User Interface) for accepting an operator's instruction, various display images, and various processing results by the processing circuit 350 (for example, a scatter diagram or an analysis image).

記憶回路330は、処理回路340に接続され、各種データを記憶する。例えば、記憶回路330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。例えば、記憶回路330は、X線CT装置1又は画像保管装置2から受信したCT画像データなどを記憶する。また、記憶回路330は、処理回路340によって実行される各処理機能に対応するプログラムを記憶する。 The storage circuit 330 is connected to the processing circuit 340 and stores various data. For example, the storage circuit 330 is realized by a semiconductor memory device such as a RAM (Random Access Memory) or a flash memory, a hard disk, an optical disk, or the like. For example, the storage circuit 330 stores CT image data or the like received from the X-ray CT apparatus 1 or the image storage apparatus 2. The storage circuit 330 also stores a program corresponding to each processing function executed by the processing circuit 340.

処理回路340は、入力インターフェース310を介して操作者から受け付けた入力操作に応じて、医用画像処理装置3が有する各構成要素を制御する。例えば、処理回路340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340は、入力インターフェース310から出力されるCT画像データを記憶回路330に記憶させる。また、処理回路340は、記憶回路330からCT画像データを読み出し、ディスプレイ320に表示する。 The processing circuit 340 controls each component included in the medical image processing apparatus 3 according to an input operation received from an operator via the input interface 310. For example, the processing circuit 340 is implemented by a processor. In the present embodiment, the processing circuit 340 stores the CT image data output from the input interface 310 in the storage circuit 330. Further, the processing circuit 340 reads the CT image data from the storage circuit 330 and displays it on the display 320.

そして、処理回路350は、図16に示すように、制御機能341、画像再構成機能343、取得機能344、推定機能345及び表示制御機能346を実行する。制御機能341は、医用画像処理装置300の全体を制御する。なお、画像再構成機能343は、上述した画像再構成機能443と同様の処理を実行する。取得機能344は、上述した取得機能444と同様の処理を実行する。推定機能345は、上述した推定機能445と同様の処理を実行する。表示制御機能346は、上述した表示制御機能446と同様の処理を実行する。 Then, the processing circuit 350 executes a control function 341, an image reconstruction function 343, an acquisition function 344, an estimation function 345, and a display control function 346, as shown in FIG. The control function 341 controls the entire medical image processing apparatus 300. The image reconstruction function 343 executes the same processing as the image reconstruction function 443 described above. The acquisition function 344 executes the same processing as the acquisition function 444 described above. The estimation function 345 executes the same processing as the estimation function 445 described above. The display control function 346 executes the same processing as the display control function 446 described above.

上述した実施形態では、X線CT装置1及び医用画像処理装置3による独立した処理について説明した。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、X線CT装置1と医用画像処理装置3とが協働する医用画像処理システムとして機能する場合であってもよい。かかる場合には、X線CT装置1によって収集されたCT画像データが、医用画像処理装置3に転送され、医用画像処理装置3において、種々の処理が実行される。 In the embodiment described above, the independent processing by the X-ray CT apparatus 1 and the medical image processing apparatus 3 has been described. However, the embodiment is not limited to this, and may be a case where the X-ray CT apparatus 1 and the medical image processing apparatus 3 function as a medical image processing system that cooperates. In such a case, the CT image data collected by the X-ray CT apparatus 1 is transferred to the medical image processing apparatus 3, and the medical image processing apparatus 3 executes various processes.

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、CPU、GPU(Graphics Processing Unit)、あるいは、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。プロセッサは、メモリ41又は記憶回路330に保存さ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。 The word "processor" used in the above description is, for example, a CPU, a GPU (Graphics Processing Unit), an application specific integrated circuit (ASIC), a programmable logic device (for example, a simple programmable logic device ( A circuit such as a Simple Programmable Logic Device (SPLD), a Complex Programmable Logic Device (CPLD), and a Field Programmable Gate Array (FPGA)). The processor implements the function by reading and executing the program stored in the memory 41 or the storage circuit 330.

なお、図2においては、単一のメモリ41が各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明した。また、図16においては、単一の記憶回路330が各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、複数のメモリ41を分散して配置するとともに、処理回路44が個別のメモリ41から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。また、例えば、複数の記憶回路330を分散して配置するとともに、処理回路340が個別の記憶回路330から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。また、メモリ41又は記憶回路330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構成しても構わない。この場合、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。 Note that, in FIG. 2, the single memory 41 has been described as storing a program corresponding to each processing function. Further, in FIG. 16, the single storage circuit 330 has been described as storing a program corresponding to each processing function. However, the embodiment is not limited to this. For example, the plurality of memories 41 may be arranged in a distributed manner, and the processing circuit 44 may read the corresponding program from the individual memories 41. Further, for example, the plurality of storage circuits 330 may be arranged in a distributed manner, and the processing circuit 340 may read the corresponding program from the individual storage circuits 330. Further, instead of storing the program in the memory 41 or the memory circuit 330, the program may be directly incorporated in the circuit of the processor. In this case, the processor realizes the function by reading and executing the program incorporated in the circuit.

また、処理回路44及び処理回路340は、ネットワークを介して接続された外部装置のプロセッサを利用して、機能を実現することとしてもよい。例えば、処理回路44は、メモリ41から各機能に対応するプログラムを読み出して実行するとともに、X線CT装置1とネットワークNWを介して接続された外部のワークステーションやクラウドを計算資源として利用することにより、図2に示す各機能を実現する。また、例えば、処理回路340は、記憶回路330から各機能に対応するプログラムを読み出して実行するとともに、医用画像処理装置3とネットワークNWを介して接続された外部のワークステーションやクラウドを計算資源として利用することにより、図16に示す各機能を実現する。 Further, the processing circuit 44 and the processing circuit 340 may implement the functions by utilizing the processor of the external device connected via the network. For example, the processing circuit 44 reads out and executes a program corresponding to each function from the memory 41, and uses an external workstation or cloud connected to the X-ray CT apparatus 1 via the network NW as a computing resource. This realizes each function shown in FIG. Further, for example, the processing circuit 340 reads out and executes a program corresponding to each function from the storage circuit 330, and uses an external workstation or cloud connected to the medical image processing apparatus 3 via the network NW as a calculation resource. By using it, each function shown in FIG. 16 is realized.

上述した実施形態に係る各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。即ち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行われる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、CPU及び当該CPUにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されうる。 Each component of each device according to the above-described embodiment is functionally conceptual, and does not necessarily have to be physically configured as illustrated. That is, the specific form of distribution/integration of each device is not limited to that shown in the figure, and all or a part of the device may be functionally or physically distributed in arbitrary units according to various loads or usage conditions. It can be integrated and configured. Furthermore, all or arbitrary parts of the processing functions performed by each device may be realized by a CPU and a program that is analyzed and executed by the CPU, or may be realized as hardware by a wired logic.

また、上述した実施形態で説明した制御方法は、予め用意された制御プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この制御プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この制御プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク(FD)、CD−ROM、MO、DVD等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。 Further, the control method described in the above embodiment can be realized by executing a control program prepared in advance on a computer such as a personal computer or a workstation. This control program can be distributed via a network such as the Internet. The control program can also be executed by being recorded in a computer-readable recording medium such as a hard disk, a flexible disk (FD), a CD-ROM, an MO, or a DVD, and being read from the recording medium by the computer.

以上説明した少なくとも1つの実施形態によれば、循環障害の診断をサポートすることができる。 According to at least one embodiment described above, diagnosis of circulatory disorders can be supported.

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 some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples 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 modifications thereof are included in the invention described in the claims and equivalents thereof, as well as included in the scope and spirit of the invention.

1 X線CT装置
3 医用画像処理装置
344 取得機能
345 推定機能
346 表示制御機能
441 スキャン制御機能
444 取得機能
445 推定機能
446 表示制御機能
1 X-ray CT apparatus 3 Medical image processing apparatus 344 Acquisition function 345 Estimating function 346 Display control function 441 Scan control function 444 Acquisition function 445 Estimating function 446 Display control function

Claims (11)

造影剤が1度注入された被検体に対してX線を用いたスキャンを実行することで、第1の期間における前記造影剤の濃度変化を表す第1の濃度変化情報、及び、前記第1の期間とは異なる第2の期間における前記造影剤の濃度変化を表す第2の濃度変化情報を取得する取得部と、
前記第1の濃度変化情報及び前記第2の濃度変化情報を含む入力データに基づいて、前記被検体の循環障害の有無を推定する推定部と、
を備える、医用画像処理装置。
By performing a scan using X-rays on a subject into which the contrast agent has been injected once, first concentration change information indicating a concentration change of the contrast agent in a first period, and the first concentration change information. An acquisition unit that acquires second concentration change information indicating a concentration change of the contrast agent in a second period different from the period of
An estimation unit that estimates the presence or absence of a circulatory disorder in the subject based on input data including the first concentration change information and the second concentration change information;
A medical image processing apparatus comprising:
前記取得部は、前記第1の期間において、前記被検体の関心領域における前記造影剤の濃度変化を表す前記第1の濃度変化情報を取得し、前記第1の期間の後の前記第2の期間において、前記関心領域における前記造影剤の濃度変化を表す前記第2の濃度変化情報を取得し、
前記推定部は、前記第1の濃度変化情報及び前記第2の濃度変化情報を含む前記入力データに基づいて、前記被検体の循環障害として末端循環障害の有無を推定する、
請求項1に記載の医用画像処理装置。
The acquisition unit acquires the first concentration change information indicating a concentration change of the contrast agent in a region of interest of the subject in the first period, and the second concentration change information after the first period. Acquiring the second concentration change information representing the concentration change of the contrast agent in the region of interest during the period;
The estimation unit estimates the presence or absence of a terminal circulatory disorder as a circulatory disorder of the subject based on the input data including the first concentration change information and the second concentration change information.
The medical image processing apparatus according to claim 1.
前記取得部は、前記被検体の前記関心領域について、前記造影剤の濃度を時系列に表した時間濃度曲線を生成し、前記時間濃度曲線を用いて前記第1の濃度変化情報及び前記第2の濃度変化情報を取得する、
請求項2に記載の医用画像処理装置。
The acquisition unit generates a time-density curve that represents the concentration of the contrast agent in time series for the region of interest of the subject, and uses the time-density curve to generate the first concentration change information and the second concentration change information. The concentration change information of
The medical image processing apparatus according to claim 2.
前記取得部は、前記第1の期間において、前記被検体の第1の関心領域における前記造影剤の濃度変化を表す前記第1の濃度変化情報を取得し、前記第1の期間の後の前記第2の期間において、前記被検体の第2の関心領域における前記造影剤の濃度変化を表す前記第2の濃度変化情報を取得し、
前記推定部は、前記第1の濃度変化情報及び前記第2の濃度変化情報を含む前記入力データに基づいて、前記被検体の循環障害として肺循環障害の有無を推定する、
請求項1に記載の医用画像処理装置。
The acquisition unit acquires the first concentration change information indicating the concentration change of the contrast agent in the first region of interest of the subject in the first period, and the acquisition unit after the first period. In the second period, acquiring the second concentration change information indicating the concentration change of the contrast agent in the second region of interest of the subject,
The estimation unit estimates the presence or absence of pulmonary circulation disorder as the circulatory disorder of the subject based on the input data including the first concentration change information and the second concentration change information.
The medical image processing apparatus according to claim 1.
前記取得部は、前記被検体の前記第1の関心領域及び前記第2の関心領域について、それぞれ、前記造影剤の濃度を時系列に表した第1の時間濃度曲線及び第2の時間濃度曲線を生成し、前記第1の時間濃度曲線を用いて前記第1の濃度変化情報を取得し、前記第2の時間濃度曲線を用いて前記第2の濃度変化情報を取得する、
請求項4に記載の医用画像処理装置。
The acquisition unit includes a first time-concentration curve and a second time-concentration curve that represent the concentration of the contrast agent in time series for the first region of interest and the second region of interest of the subject, respectively. Is generated, the first concentration change information is acquired using the first time concentration curve, and the second concentration change information is acquired using the second time concentration curve,
The medical image processing apparatus according to claim 4.
前記第1の関心領域は、前記被検体の心臓の右心室を含む領域であり、前記第2の関心領域は、当該心臓の左心室を含む領域である、
請求項4又は5に記載の医用画像処理装置。
The first region of interest is a region including the right ventricle of the subject's heart, and the second region of interest is a region including the left ventricle of the heart.
The medical image processing apparatus according to claim 4.
前記入力データは、前記被検体の肺容量に関する情報を更に含む、
請求項4〜6のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
The input data further includes information about the lung capacity of the subject,
The medical image processing apparatus according to any one of claims 4 to 6.
前記推定部は、過去に得られた前記第1の濃度変化情報、前記第2の濃度変化情報、及び、循環障害の有無を表す診断結果を用いた学習により、前記入力データから、前記被検体の循環障害の有無を推定する、
請求項1〜7のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
The estimation unit uses the input data to perform the learning by using the first concentration change information, the second concentration change information, and a diagnosis result indicating the presence or absence of circulatory disorder obtained in the past, from the input data to the subject. The presence or absence of circulatory disorders in
The medical image processing apparatus according to claim 1.
前記推定部は、前記学習により、前記入力データから、前記被検体の循環障害の有無を推定すると共に、当該循環障害と併発する病変の有無、及び、当該循環障害の後に発生する病変の有無を推定する、
請求項8に記載の医用画像処理装置。
The estimation unit estimates the presence or absence of a circulatory disorder in the subject from the input data by the learning, and determines the presence or absence of a lesion coexisting with the circulatory disorder, and the presence or absence of a lesion occurring after the circulatory disorder. presume,
The medical image processing apparatus according to claim 8.
造影剤が1度注入された被検体に対してX線を用いたスキャンを実行するスキャン部と、
前記スキャンを実行することで、第1の期間における前記造影剤の濃度変化を表す第1の濃度変化情報、及び、前記第1の期間とは異なる第2の期間における前記造影剤の濃度変化を表す第2の濃度変化情報を取得する取得部と、
前記第1の濃度変化情報及び前記第2の濃度変化情報を含む入力データに基づいて、前記被検体の循環障害の有無を推定する推定部と、
を備える、医用画像診断装置。
A scan unit that performs a scan using X-rays on a subject into which the contrast agent has been injected once;
By performing the scan, the first concentration change information indicating the concentration change of the contrast agent in the first period and the concentration change of the contrast agent in the second period different from the first period are displayed. An acquisition unit that acquires the second density change information that represents
An estimation unit that estimates the presence or absence of a circulatory disorder in the subject based on input data including the first concentration change information and the second concentration change information;
A medical image diagnostic apparatus comprising:
造影剤が1度注入された被検体に対してX線を用いたスキャンを実行することで、第1の期間における前記造影剤の濃度変化を表す第1の濃度変化情報、及び、前記第1の期間とは異なる第2の期間における前記造影剤の濃度変化を表す第2の濃度変化情報を取得し、
前記第1の濃度変化情報及び前記第2の濃度変化情報を含む入力データに基づいて、前記被検体の循環障害の有無を推定する、
処理をコンピュータに実行させる、画像処理プログラム。
By performing a scan using X-rays on a subject into which the contrast agent has been injected once, first concentration change information indicating a concentration change of the contrast agent in a first period, and the first concentration change information. Acquiring second concentration change information representing a concentration change of the contrast agent in a second period different from the period of
Estimating the presence/absence of a circulatory disorder in the subject based on the input data including the first concentration change information and the second concentration change information,
An image processing program that causes a computer to execute processing.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023187370A1 (en) * 2022-03-30 2023-10-05 Wheen Peter Method for automated characterisation of images obtained using a medical imaging modality

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