JP4804039B2 - Blood flow dynamic analysis apparatus, X-ray CT apparatus, MRI apparatus, and blood flow dynamic analysis program - Google Patents

Blood flow dynamic analysis apparatus, X-ray CT apparatus, MRI apparatus, and blood flow dynamic analysis program Download PDF

Info

Publication number
JP4804039B2
JP4804039B2 JP2005155896A JP2005155896A JP4804039B2 JP 4804039 B2 JP4804039 B2 JP 4804039B2 JP 2005155896 A JP2005155896 A JP 2005155896A JP 2005155896 A JP2005155896 A JP 2005155896A JP 4804039 B2 JP4804039 B2 JP 4804039B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pixel
function
interest
time
arterial input
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005155896A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006326078A (en
Inventor
康夫 尾見
宮崎  靖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Medical Corp filed Critical Hitachi Medical Corp
Priority to JP2005155896A priority Critical patent/JP4804039B2/en
Publication of JP2006326078A publication Critical patent/JP2006326078A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4804039B2 publication Critical patent/JP4804039B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/50Clinical applications
    • A61B6/507Clinical applications involving determination of haemodynamic parameters, e.g. perfusion CT

Description

本発明は血流動態解析装置、X線CT装置、MRI装置、及び血流動態解析プログラムに係り、特にX線や電磁波を用いて被検体の時間変化に依存する生体機能情報を得ることが可能なコンピュータ断層診断装置の提供する断層像から生体機能情報解析等の画像解析を行うことに対して有用な技術に関するものである。   The present invention relates to a blood flow dynamic analysis apparatus, an X-ray CT apparatus, an MRI apparatus, and a blood flow dynamic analysis program, and in particular, it is possible to obtain biological function information depending on time changes of a subject using X-rays and electromagnetic waves. The present invention relates to a technique useful for performing image analysis such as biological function information analysis from a tomographic image provided by a computer tomographic diagnosis apparatus.

従来、ダイナミック撮影を行うコンピュータ断層診断装置として、陽電子放射断層撮影装置(Positron Emission Tomography :PET)や単光子放射CT(Single Photon Emission CT:SPECT)などの核医学装置があった。核医学装置による血流動態計測では、放射性核種を被検体内に注入し、核種からの放射線をシンチレーションカメラで計測すると、横断面の放射性核種分布像を得られ、この放射性核種分布像を解析することで、器官の生体機能情報を解析していた。   Conventionally, there have been nuclear medicine apparatuses such as a positron emission tomography (PET) and a single photon emission CT (SPECT) as a computer tomography diagnostic apparatus for performing dynamic imaging. In the measurement of blood flow with a nuclear medicine device, radionuclide is injected into a subject, and when the radiation from the nuclide is measured with a scintillation camera, a radionuclide distribution image of the cross section can be obtained, and this radionuclide distribution image is analyzed. Therefore, the biological function information of the organ was analyzed.

その他、ダイナミック撮影を行うコンピュータ断層診断装置として、X線CT装置があった。単純X線CT像では病変の超早期相の診断が困難である場合には、X線CT装置によるダイナミック撮影では、コントラストを付けるために主にヨード系の造影剤を用いていた。造影剤を注入しダイナミックスキャンを行うと、造影剤濃度とCT値は比例関係にあることから、撮影断面の時間変化の情報が得られる。撮影断面の時間変化から各組織のCT値の時間変化である時間−濃度曲線が得られ、この時間−濃度曲線を解析することで器官の生体機能情報を解析していた。   In addition, there was an X-ray CT apparatus as a computer tomography diagnosis apparatus for performing dynamic imaging. When it is difficult to diagnose the ultra-early phase of a lesion with simple X-ray CT images, dynamic imaging using an X-ray CT system mainly uses an iodine-based contrast agent. When a contrast agent is injected and a dynamic scan is performed, the contrast agent concentration and the CT value are in a proportional relationship, and thus information on the temporal change of the imaging section can be obtained. The time-concentration curve, which is the time change of the CT value of each tissue, was obtained from the time change of the imaging section, and the biological function information of the organ was analyzed by analyzing the time-concentration curve.

更に他のダイナミック撮影を行うコンピュータ断層診断装置として、MR装置があった。高磁場MR装置では非造影の診断方法もあるが、高磁場MR装置でコントラストの良い画像を得たい場合や低磁場MR装置においては、主にガドリニウム系の造影剤を用いていた。MR装置においても撮影断面の時間変化から各組織のMR値の相対的信号強度変化率である時間−濃度曲線が得られる。この時間-濃度曲線を解析することで器官の時間変化に依存する生体機能情報を解析していた。   In addition, there is an MR apparatus as a computer tomography diagnosis apparatus for performing another dynamic imaging. Although there is a non-contrast diagnostic method in the high magnetic field MR apparatus, a gadolinium-based contrast agent is mainly used in the case of obtaining a high-contrast image with the high magnetic field MR apparatus or in the low magnetic field MR apparatus. Also in the MR apparatus, a time-density curve which is a relative signal intensity change rate of the MR value of each tissue is obtained from the time change of the imaging cross section. By analyzing this time-concentration curve, biological function information depending on the temporal change of the organ was analyzed.

血流動態を解析するアルゴリズムとして、first-moment法(ガンマフィッティング法)がある。first-moment法では、時間−濃度曲線をガンマ関数などでフィッティングすることで第一循環成分を抽出し、フィッテイングカーブのピーク値や曲線下面積から血流情報を算出していた。   As an algorithm for analyzing blood flow dynamics, there is a first-moment method (gamma fitting method). In the first-moment method, a first circulation component is extracted by fitting a time-concentration curve with a gamma function or the like, and blood flow information is calculated from the peak value of the fitting curve and the area under the curve.

その他の血流動態を解析するアルゴリズムとして、最大勾配法(maximum slope法)があった。最大勾配法では、各組織における時間−濃度曲線の傾きの最大値を動脈における時間−濃度曲線のCT値上昇の最大値で割ることで血流量を算出していた。   There was a maximum slope method (maximum slope method) as an algorithm for analyzing other blood flow dynamics. In the maximum gradient method, the blood flow rate was calculated by dividing the maximum value of the slope of the time-concentration curve in each tissue by the maximum value of the increase in CT value of the time-concentration curve in the artery.

その他の血流動態を解析するアルゴリズムとして、deconvolution法があった。deconvolution法では、動脈における時間−濃度曲線(動脈入力関数:Arterial Input Function)と各組織における時間−濃度曲線(組織出力関数)をdeconvolution演算することで伝達関数を求め、伝達関数から血流情報を算出していた。Deconvolution法は他の手法に比べて、定量性や造影剤注入速度の点で利点があり、近年最も主流となってきているアルゴリズムである。   There was a deconvolution method as an algorithm for analyzing other blood flow dynamics. In the deconvolution method, a transfer function is obtained by deconvolution calculation of a time-concentration curve (arterial input function) in an artery and a time-concentration curve (tissue output function) in each tissue, and blood flow information is obtained from the transfer function. It was calculated. Compared to other methods, the Deconvolution method has advantages in terms of quantitativeness and contrast agent injection speed, and is the most popular algorithm in recent years.

deconvolution法においては、動脈入力関数をいかに適切に設定するかによって、解析結果の信頼性が変化する。動脈入力関数は、理想的には動脈入力関数は毛細血管網ごとに、いいかえると画素ごとに設定することが望ましい。   In the deconvolution method, the reliability of the analysis result changes depending on how the arterial input function is appropriately set. Ideally, the arterial input function should be set for each capillary network, in other words, for each pixel.

しかしながらすべての毛細血管網に対して血流の流入経路を特定することは困難である。したがって通常は、健常側における前大脳動脈や中大脳動脈などの主幹動脈を全ての画素に対する動脈入力関数として代表させて解析していた。本明細書では、この手法を従来手法1と呼ぶ。   However, it is difficult to specify the inflow route of blood flow for all capillary networks. Therefore, the main trunk artery such as the anterior cerebral artery and middle cerebral artery on the healthy side is usually analyzed as an arterial input function for all pixels. In this specification, this method is referred to as Conventional Method 1.

その他の動脈入力関数の設定方法として、特許文献1に開示されているように、右前大脳動脈、左前大脳動脈、右中大脳動脈、左中大脳動脈、右後大脳動脈、左後大脳動脈、の6の主幹動脈を動脈入力関数として設定し、それぞれの血流支配領域内の画素を、その血流支配領域に最適な主幹動脈を前述の6つの中から選択して解析する手法(本明細書では「従来手法2」という)がある。   As another arterial input function setting method, as disclosed in Patent Document 1, right anterior cerebral artery, left anterior cerebral artery, right middle cerebral artery, left middle cerebral artery, right posterior cerebral artery, left posterior cerebral artery, 6 main arteries are set as arterial input functions, and a pixel in each blood flow control region is selected and analyzed from the six main arteries most suitable for the blood flow control region (this specification) Then, “conventional method 2”).

また、特許文献2の血流動態解析装置は、入力した断層像に基づいて流入動脈及び各組織の時間−濃度曲線をフーリエ変換し、これから逆フィルタを算出する。この逆フィルタを各組織における時間−濃度曲線のフーリエ変換に掛け合わせることで各組織の伝達関数を求め、この伝達関数を使用して生体機能情報を算出する。
特開2003−190148号公報 特開2004−97665号公報
Further, the blood flow dynamic analysis device of Patent Document 2 performs Fourier transform on the time-concentration curve of the inflow artery and each tissue based on the input tomographic image, and calculates an inverse filter therefrom. This inverse filter is multiplied by the Fourier transform of the time-concentration curve in each tissue to obtain the transfer function of each tissue, and the biological function information is calculated using this transfer function.
JP 2003-190148 A JP 2004-97665 A

本発明者は、上記従来技術を検討した結果、以下の問題点を見い出した。非特許文献1(INNERVISION(19.1)2004)によると、健常側の一個の主幹動脈で全ての動脈入力関数を代表させると、特に疾患側での虚血状態を過大評価する傾向がある。これは健常側の主幹動脈で全ての画素に対する動脈入力関数を代表させているため、トレーサーの到達時間の違い(Delay)や時間−濃度曲線の形状のなまり(Dispersion)の影響を考慮せずに解析しているためである。したがって従来手法1では、疾患側に虚血状態を過大評価してしまうという問題があった。   The present inventor has found the following problems as a result of studying the above prior art. According to Non-Patent Document 1 (INNERVISION (19.1) 2004), if all the arterial input functions are represented by one main trunk artery on the healthy side, the ischemic state on the disease side tends to be overestimated. This is representative of the arterial input function for all pixels in the main trunk artery on the healthy side, so without considering the effect of tracer arrival time (Delay) and time-density curve shape dispersion (Dispersion) It is because it is analyzing. Therefore, the conventional method 1 has a problem of overestimating the ischemic state on the disease side.

従来手法2では、血流支配領域ごとに動脈入力関数を設定しているため従来手法に比べると虚血状態を過大評価する問題はある程度改善されている。しかしながら従来手法2では従来手法1に比べて、1個の主幹動脈で代表させて解析する領域の範囲が小さくなっているだけであり、1画素ごとに設定しているわけではない。すなわち1画素ごとにDelayやDispersionの影響を補正しているわけではない。したがって虚血状態を過大に評価する程度は改善されるものの、過大評価を完全に補正することはできないという問題があった。また、動脈入力関数用に計6個の動脈を設定しなければならないため、1個指定すればよい従来手法1に比べて操作者の手間や負担が大きいという問題があった。また6個の動脈を指定するのに消費する時間が大きいため、急性期脳梗塞のように迅速性が要求される検査には不向きという問題もあった。   In the conventional method 2, since the arterial input function is set for each blood flow control region, the problem of overestimating the ischemic state is improved to some extent as compared with the conventional method. However, in the conventional method 2, as compared with the conventional method 1, only the range of the region to be analyzed by being represented by one main trunk artery is reduced, and it is not set for each pixel. That is, the influence of Delay and Dispersion is not corrected for each pixel. Accordingly, although the degree of overestimation of the ischemic state is improved, there is a problem that the overestimation cannot be completely corrected. In addition, since a total of six arteries must be set for the arterial input function, there is a problem that the labor and burden on the operator is greater than in the conventional method 1 in which only one is required. In addition, since it takes a lot of time to specify six arteries, there is also a problem that it is not suitable for a test requiring quickness such as acute cerebral infarction.

本発明の目的は、CT PerfusionやMR Perfusionに代表される血流動態解析において、動脈入力関数を設定する際の操作者の負担や消費時間を増やすことなく、DelayやDispersionに起因する虚血状態の過大評価を是正可能であるような、血流動態解析装置を提供することにある。   The object of the present invention is to analyze the ischemic state caused by Delay and Dispersion without increasing the burden on the operator and spending time when setting the arterial input function in the hemodynamic analysis represented by CT Perfusion and MR Perfusion. An object of the present invention is to provide a blood flow dynamic analysis device that can correct overestimation of the blood flow.

上記問題を解決するために、本発明に係る血流動態解析装置は、医用画像撮影装置で撮影した造影剤を注入された被検体の断層像に含まれる流入動脈を設定する設定手段と、前記断層像に基づいて各画素ごとに画素値の時間変化の情報を表す時間−濃度曲線を求める演算手段であって、前記流入動脈を構成する画素の画素値の時間変化の情報を表す時間−濃度曲線である動脈入力関数と、各注目画素における時間−濃度曲線である出力関数とを求める演算手段と、注目画素毎に、前記動脈入力関数における血流到達時間と前記各出力関数における血流到達時間との時間差、及び前記動脈入力関数の形状なまり、のうちの少なくとも一つを補正するために、前記各注目画素に対応した前記動脈入力関数の算出に用いる補正パラメータを算出する補正パラメータ算出手段と、前記補正パラメータを用いて前記動脈入力関数を補正し、前記注目画素毎に補正後の動脈入力関数を求める補正手段と、前記各出力関数と、その出力関数が求められた前記注目画素に対応する前記補正後の動脈入力関数と、に基づいて、前記各注目画素ごとに伝達関数を求める伝達関数算出手段と、前記各伝達関数に基づいて生体機能情報を算出する機能情報算出手段と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above problem, a blood flow dynamic analysis device according to the present invention includes a setting unit that sets an inflow artery included in a tomographic image of a subject injected with a contrast agent photographed by a medical image photographing device, Computation means for obtaining a time-concentration curve representing pixel value temporal change information for each pixel based on a tomographic image, the time-density representing time variation information of pixel values of pixels constituting the inflow artery A calculation means for obtaining an arterial input function that is a curve and an output function that is a time-concentration curve at each pixel of interest; a blood flow arrival time at the arterial input function and a blood flow arrival at each output function for each pixel of interest time difference time, and to correct at least one of shape raw Ri, of the arterial input function, and calculates a correction parameter used in the calculation of the arterial input function corresponding to each pixel of interest A positive parameter calculating means, the correcting the arterial input function using the correction parameter, and correcting means for determining an arterial input function of corrected for each of the pixel of interest, and each output function, the output function determined Based on the corrected arterial input function corresponding to the target pixel , transfer function calculating means for obtaining a transfer function for each target pixel, and functional information for calculating biological function information based on the respective transfer functions And a calculating means.

ここでいう「前記動脈入力関数の形状なまり」とは、操作者が動脈入力数として設定した主幹動脈(流入動脈)から注目画素まで血流が流れていく段階で生じる時間―濃度曲線の形状変化のことをいう。 The "shape rounding of the arterial input function" occurs at the stage the operator will blood flow flows to the pixel of interest from the Arterial configured as arterial input function number (inflow artery) Time - the shape of the concentration curve It means change.

また、前記補正パラメータ算出手段は、前記動脈入力関数と、前記流入動脈の周辺組織を構成する画素の時間−濃度曲線と、前記出力関数とに基づいて補正パラメータを算出する、ことを特徴とする。   Further, the correction parameter calculation means calculates a correction parameter based on the arterial input function, a time-concentration curve of pixels constituting the peripheral tissue of the inflow artery, and the output function. .

また、前記補正パラメータ算出手段は、各時間−濃度曲線に対するガンマ関数型のフィッティング曲線における諸係数から補正パラメータを算出する。   The correction parameter calculation means calculates a correction parameter from various coefficients in a gamma function type fitting curve for each time-concentration curve.

また、前記補正パラメータ算出手段は、各時間−濃度曲線の半値幅、ピーク値、及び血流到達時間に基づいて補正パラメータを算出する。   Further, the correction parameter calculation means calculates a correction parameter based on the half-value width, peak value, and blood flow arrival time of each time-concentration curve.

また、前記設定手段は、前記断層像を複数の領域に分割し、前記領域毎に流入動脈を設定し、前記演算手段は、前記流入動脈毎に動脈入力関数を求め、前記補正パラメータ手段は、前記領域毎に求められた前記動脈入力関数と、その動脈入力関数に対応する流入動脈が含まれる領域に含まれる各注目画素の出力関数と、に基づいて補正パラメータを算出する。   The setting unit divides the tomographic image into a plurality of regions, sets an inflow artery for each region, the calculation unit obtains an arterial input function for each inflow artery, and the correction parameter unit includes: A correction parameter is calculated based on the arterial input function obtained for each region and the output function of each pixel of interest included in the region including the inflow artery corresponding to the arterial input function.

また、本発明に係るX線CT装置は、造影剤を注入された被検体にX線を照射するX線管と、前記X線管に前記被検体を挟んで対向して配置され、前記被検体を透過したX線を検出してX線透過データを出力するX線検出器と、前記X線源及び前記X線検出器を搭載して回転可能な回転手段と、前記X線透過データに基づいて再構成演算処理を行い断層像を生成する画像処理装置と、前記断層像を表示するための表示装置と、を備えたX線CT装置において、前記断層像に含まれる少なくとも一つの流入動脈を設定する設定手段と、前記断層像に基づいて各画素ごとに画素値の時間変化の情報を表す時間−濃度曲線を求める演算手段であって、前記流入動脈を構成する画素の画素値の時間変化の情報を表す時間−濃度曲線である動脈入力関数と、各注目画素における時間−濃度曲線である出力関数とを求める演算手段と、注目画素毎に、前記動脈入力関数における血流到達時間と前記各出力関数における血流到達時間との時間差、及び前記動脈入力関数の形状なまり、のうちの少なくとも一つを補正するために、前記各注目画素に対応した前記動脈入力関数の算出に用いる補正パラメータを算出する補正パラメータ算出手段と、前記補正パラメータを用いて前記動脈入力関数を補正し、前記注目画素毎に補正後の動脈入力関数を求める補正手段と、
前記各出力関数と、その出力関数が求められた前記注目画素に対応する前記補正後の動脈入力関数と、に基づいて前記各注目画素ごとに伝達関数を求める伝達関数算出手段と、前記各伝達関数を使用して生体機能情報を算出する機能情報算出手段と、を備え、前記表示装置に、前記生体機能情報に基づく生体機能画像を表示する、ことを特徴とする。
In addition, an X-ray CT apparatus according to the present invention is disposed so as to face an X-ray tube that irradiates a subject injected with a contrast agent with an X-ray, and the X-ray tube is placed opposite to the subject. An X-ray detector that detects X-rays that have passed through the specimen and outputs X-ray transmission data, a rotating means that can be rotated by mounting the X-ray source and the X-ray detector, and the X-ray transmission data An X-ray CT apparatus comprising: an image processing device that performs reconstruction calculation processing based on the image processing device to generate a tomographic image; and a display device for displaying the tomographic image. At least one inflow artery included in the tomographic image And a calculation means for obtaining a time-concentration curve representing information on a temporal change of the pixel value for each pixel based on the tomographic image, the time of the pixel value of the pixels constituting the inflow artery Arterial input function that is a time-concentration curve representing change information , The time of each pixel of interest - a calculating means for determining an output function that is a density curve for each pixel of interest, the time difference between the blood flow arrival time in bloodstream arrival time and the respective output function in the arterial input function, and the Ri raw shape of the arterial input function, in order to correct at least one of a correction parameter calculating means for calculating a correction parameter used in the calculation of the arterial input function corresponding to each pixel of interest, the correction parameter Correcting the arterial input function using a correction means for obtaining a corrected arterial input function for each pixel of interest;
Transfer function calculating means for determining a transfer function for each pixel of interest based on each output function and the corrected arterial input function corresponding to the pixel of interest for which the output function was obtained; Functional information calculation means for calculating biological function information using a function, and displaying a biological function image based on the biological function information on the display device.

また、本発明に係るMRI装置は、造影剤を注入された被検体に静磁場と高周波パルスと傾斜磁場とを印加する撮影シーケンスを実行して前記被検体から発生する磁気共鳴信号を受信し、該受信した磁気共鳴信号に基づいて断層像を生成して表示するMRI装置であって、断面位置出力手段から出力される被検体の断面位置に基づいて前記高周波パルスと前記傾斜磁場との印加を制御し、前記断面位置の断層像を生成して表示するMRI装置において、前記断層像に含まれる少なくとも一つの流入動脈を設定する設定手段と、前記断層像に基づいて各画素ごとに画素値の時間変化の情報を表す時間−濃度曲線を求める演算手段であって、前記流入動脈を構成する画素の画素値の時間変化の情報を表す時間−濃度曲線である動脈入力関数を求めるとともに、各注目画素における時間−濃度曲線である出力関数とを求める演算手段と、注目画素毎に、前記動脈入力関数における血流到達時間と前記各出力関数における血流到達時間との時間差、及び前記動脈入力関数の形状なまり、のうちの少なくとも一つを補正するために、前記各注目画素に対応した前記動脈入力関数の算出に用いる補正パラメータを算出する補正パラメータ算出手段と、前記補正パラメータを用いて前記動脈入力関数を補正し、前記注目画素毎に補正後の動脈入力関数を求める補正手段と、前記各出力関数と、その出力関数が求められた前記注目画素に対応する前記補正後の動脈入力関数と、に基づいて前記各注目画素ごとに伝達関数を求める伝達関数算出手段と、前記各伝達関数に基づいて生体機能情報を算出する機能情報算出手段と、前記生体機能情報に基づいて生体機能画像を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする。 The MRI apparatus according to the present invention receives a magnetic resonance signal generated from the subject by executing an imaging sequence in which a static magnetic field, a high frequency pulse, and a gradient magnetic field are applied to the subject injected with a contrast agent, An MRI apparatus for generating and displaying a tomographic image based on the received magnetic resonance signal, wherein the high-frequency pulse and the gradient magnetic field are applied based on the cross-sectional position of the subject output from the cross-sectional position output means. In an MRI apparatus for controlling and generating and displaying a tomographic image of the cross-sectional position, setting means for setting at least one inflow artery included in the tomographic image, and a pixel value for each pixel based on the tomographic image Computation means for obtaining a time-concentration curve representing time change information, wherein an arterial input function which is a time-concentration curve representing time change information of pixel values of pixels constituting the inflow artery is obtained. With time at each pixel of interest - a calculating means for determining an output function that is a density curve for each pixel of interest, the time difference between the blood flow arrival time in bloodstream arrival time and the respective output function in the arterial input function, and to correct at least one of shape raw Ri, of the arterial input function, the correction parameter calculating means for calculating a correction parameter used in the calculation of the arterial input function corresponding to each pixel of interest, the correction Correction means for correcting the arterial input function using parameters and obtaining a corrected arterial input function for each pixel of interest , the output functions, and the correction corresponding to the pixel of interest for which the output function was obtained to calculate an arterial input function, the transfer function calculating means for calculating a transfer function for each of the respective target pixel on the basis of the biological function information based on the transfer functions after A function information obtaining means, characterized by comprising display means for displaying the biological function image, the based on the biological function information.

また、本発明に係る血流動態解析プログラムは、造影剤を注入された被検体を医用画像撮影装置が撮影して得た撮影データを読み込むステップと、前記読み込んだ撮影データに基づいて生成した断層像に含まれる流入動脈の設定を受付けるステップと、前記断層像に基づいて各画素ごとに画素値の時間変化の情報を表す時間−濃度曲線を求めるステップであって、前記流入動脈を構成する画素の画素値の時間変化の情報を表す時間−濃度曲線である動脈入力関数を求めるとともに、各注目画素における時間−濃度曲線である出力関数とを求めるステップと、注目画素毎に、前記動脈入力関数における血流到達時間と前記各出力関数における血流到達時間との時間差、及び前記動脈入力関数の形状なまり、のうちの少なくとも一つを補正するために、前記各注目画素に対応した前記動脈入力関数の算出に用いる補正パラメータを算出するステップと、前記補正パラメータを用いて前記動脈入力関数を補正し、前記注目画素毎に補正後の動脈入力関数を求めるステップと、前記各出力関数と、その出力関数が求められた前記注目画素に対応する前記補正後の動脈入力関数と、に基づいて前記各注目画素ごとに伝達関数を求めるステップと、前記各伝達関数に基づいて生体機能情報を算出するステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする。 Further, the blood flow dynamic analysis program according to the present invention includes a step of reading imaging data obtained by imaging a subject injected with a contrast agent by a medical imaging apparatus, and a tomogram generated based on the read imaging data A step of accepting a setting of an inflow artery included in an image, and a step of obtaining a time-density curve representing information on a temporal change of a pixel value for each pixel based on the tomographic image, wherein the pixels constituting the inflow artery Obtaining an arterial input function that is a time-density curve representing information on temporal change of the pixel value of each pixel, and obtaining an output function that is a time-density curve for each pixel of interest, and for each pixel of interest, the arterial input function the time difference between the blood flow arrival time in bloodstream arrival time and the respective output function in, and Ri raw shape of the arterial input function was to correct at least one of In the step of calculating a correction parameter used in the calculation of the arterial input function corresponding to each pixel of interest, the correction parameter to correct the arterial input function using the arterial input function after correction for each of the pixel of interest Determining a transfer function for each pixel of interest based on the output function and the corrected arterial input function corresponding to the pixel of interest for which the output function was determined ; And calculating the biological function information based on each transfer function.

本発明によれば、血流動態解析において、操作者の手間や負担を増やすことなくDelayやDispersionの影響を取り除き定量的な精度を向上できるという効果がある。   According to the present invention, in blood flow dynamic analysis, there is an effect that quantitative effects can be improved by removing the influence of delay and dispersion without increasing the labor and burden on the operator.

以下、添付図面に従って本発明に係る画像処理装置の好ましい実施の形態について詳説する。   Hereinafter, preferred embodiments of an image processing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

<第一実施形態>
図1は本発明に係る血流動態解析装置が適用されたX線CT装置を示す概略構成図である。
<First embodiment>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an X-ray CT apparatus to which a blood flow dynamic analysis apparatus according to the present invention is applied.

X線CT装置1は、スキャナ10、寝台12、寝台12の天板14、画像処理装置(操作卓)20、表示装置としてのモニタ25、および操作装置としてのキーボード28とを備える。   The X-ray CT apparatus 1 includes a scanner 10, a bed 12, a top plate 14 of the bed 12, an image processing device (operation console) 20, a monitor 25 as a display device, and a keyboard 28 as an operation device.

スキャナ10は図示はしないもののX線がX線管制御装置によって制御されるX線管を備える。X線管から放射されたX線は、コリメータ制御装置によって制御されるコリメータにより例えば、角錐形のX線ビームすなわちコーンビームX線とされ、被検体に照射される。被検体を透過したX線はX線検出器に入射する。   Although not shown, the scanner 10 includes an X-ray tube in which X-rays are controlled by an X-ray tube controller. X-rays radiated from the X-ray tube are converted into, for example, a pyramid-shaped X-ray beam, that is, a cone beam X-ray, by a collimator controlled by a collimator control device, and irradiated on a subject. X-rays transmitted through the subject enter the X-ray detector.

X線検出器は、チャネル方向と列方向とに二次元的に配列された複数のX線検出素子を備える。X線検出器にはデータ収集装置が接続されている。データ収集装置はX線検出器の個々のX線検出素子の検出データを収集する。
画像処理装置17は、X線CT装置の操作卓13と一体化して形成されるが、外付けのコンピュータであってもよい。
The X-ray detector includes a plurality of X-ray detection elements that are two-dimensionally arranged in a channel direction and a column direction. A data acquisition device is connected to the X-ray detector. The data collection device collects detection data of individual X-ray detection elements of the X-ray detector.
The image processing apparatus 17 is formed integrally with the console 13 of the X-ray CT apparatus, but may be an external computer.

次に図2に基づいて画像処理装置20のハードウェア構成を説明する。   Next, the hardware configuration of the image processing apparatus 20 will be described with reference to FIG.

画像処理装置20は、中央処理装置(CPU)21と、モニタ25に表示する画像の一時的な記憶、演算を行う画像の一時的な展開、及びプログラム実行時の作業領域となるメモリ22と、複数の画像を格納するとともに、オペレーティングシステム(OS)、上記位置ずれ補正処理プログラムを含む各種のソフトウェア等が格納される磁気ディスク23と、表示用画像データを一時的に記憶する表示メモリ24と、表示装置としてのモニタ25と、操作手段の一つであって、位置座標指定手段であるマウス26と、そのマウス26のコントローラ27と、キーボード28と、上記各構成要素を接続するバス29とを備える。上記CPUに代えてDigital Signal Processor(DSP)やMicroProcessor Unit(MPU)を備えてもよい。またモニタ25は、X線CT装置1の操作卓と一体化に構成しても良いし、あるいは独立して構成してもよい。   The image processing apparatus 20 includes a central processing unit (CPU) 21, a temporary storage of an image to be displayed on the monitor 25, a temporary development of an image for calculation, and a memory 22 that is a work area at the time of program execution, A magnetic disk 23 that stores a plurality of images, and stores an operating system (OS), various software including the misregistration correction processing program, a display memory 24 that temporarily stores display image data, A monitor 25 as a display device, a mouse 26 which is one of operation means and is a position coordinate designation means, a controller 27 of the mouse 26, a keyboard 28, and a bus 29 for connecting the above components. Prepare. Instead of the CPU, a digital signal processor (DSP) or a microprocessor unit (MPU) may be provided. The monitor 25 may be integrated with the console of the X-ray CT apparatus 1 or may be configured independently.

画像処理装置20には、解析対象となる画素(以下「注目画素」という。)毎に動脈入力関数を補正し、補正後の動脈入力関数と各画素ごとの時間―濃度曲線(以下「出力関数」という。)とに基づいて伝達関数を求め、この伝達関数に基づいて各注目画素毎に生体機能情報を求めてマッピングし、生体機能情報画像を生成する血流動態解析プログラムがインストールされる。   The image processing apparatus 20 corrects the arterial input function for each pixel to be analyzed (hereinafter referred to as “target pixel”), and corrects the arterial input function and a time-density curve (hereinafter referred to as “output function”) for each pixel. The blood flow dynamics analysis program for obtaining a biofunction information image for each target pixel based on the transfer function and generating a biofunction information image is installed.

図3は、血流動態解析プログラムの機能を示すブロック図である。
CPU21は、プログラムである画像データ読込部21a、動脈設定部21b、演算部21c、補正パラメータ算出部21d、補正部21f、伝達関数算出部21g、機能情報算出部21h、画像生成部21iを実行する。これらのプログラムは、磁気ディスク23に記憶されており、CPU21により適宜メモリ22に読み出されて実行される。
FIG. 3 is a block diagram showing functions of the blood flow dynamic analysis program.
The CPU 21 executes an image data reading unit 21a, an artery setting unit 21b, a calculation unit 21c, a correction parameter calculation unit 21d, a correction unit 21f, a transfer function calculation unit 21g, a function information calculation unit 21h, and an image generation unit 21i which are programs. . These programs are stored in the magnetic disk 23, and are appropriately read by the CPU 21 to the memory 22 and executed.

画像データ読込部21aは、血流動態解析の対象となる断層像を示す画像データを読み込む。画像データは、X線CT装置1や後述する磁気共鳴イメージング装置(以下「MRI装置」と記載する。)80から直接読み込んでもよいし、これらX線CT装置1や後述するMRI装置80といった医用画像撮影装置が生成した画像データを格納した画像データベースから読み込んでもよい。   The image data reading unit 21a reads image data indicating a tomographic image to be subjected to blood flow dynamic analysis. The image data may be directly read from the X-ray CT apparatus 1 or a magnetic resonance imaging apparatus (hereinafter referred to as “MRI apparatus”) 80 described later, or medical images such as the X-ray CT apparatus 1 or the MRI apparatus 80 described later. You may read from the image database which stored the image data which the imaging device produced | generated.

動脈設定部21bは、オリジナルの動脈入力関数として用いる主幹動脈(流入動脈)の設定を行うもので、モニタ25に断層像を表示させ、操作者がマウス26により主幹動脈の位置をクリックして指定し、この指定した位置座標を検出して主幹動脈を設定する。主幹動脈は、自動的に設定してもよい。   The arterial setting unit 21b sets the main artery (inflow artery) used as the original arterial input function, displays a tomographic image on the monitor 25, and the operator clicks the position of the main artery with the mouse 26 and designates it. Then, the main artery is set by detecting the designated position coordinates. The main trunk artery may be set automatically.

演算部21cは、各画素毎に時間―濃度曲線を算出する。演算部21cが、主幹動脈領域に含まれる画素に基づいて算出した時間―濃度曲線を「動脈入力関数」という。また、主幹動脈以外の各組織に含まれる画素毎に算出した時間−濃度曲線を「出力関数」という。   The computing unit 21c calculates a time-density curve for each pixel. The time-density curve calculated by the calculation unit 21c based on the pixels included in the main artery region is referred to as “arterial input function”. A time-density curve calculated for each pixel included in each tissue other than the main artery is called an “output function”.

補正パラメータ算出部21dは、操作者が指定したオリジナルの動脈入力関数を補正するためのパラメータを算出する。補正パラメータの算出方法については後述する。   The correction parameter calculation unit 21d calculates a parameter for correcting the original arterial input function designated by the operator. A method for calculating the correction parameter will be described later.

補正部21fは、補正パラメータに基づいてオリジナルの動脈入力関数を補正する。   The correcting unit 21f corrects the original arterial input function based on the correction parameter.

伝達関数算出部21gは、各画素毎に応じて補正された動脈入力関数とその画素の時間―濃度曲線とに基づいて伝達関数を求める。   The transfer function calculating unit 21g obtains a transfer function based on the arterial input function corrected for each pixel and the time-density curve of the pixel.

機能情報算出部21hは、その伝達関数により生体機能情報を算出する。   The function information calculation unit 21h calculates biological function information from the transfer function.

画像生成部21iは、機能情報算出部21hが生成した生体機能情報をその画素に対応する座標位置にマッピングし、機能画像を生成する。
<処理の流れ>
図4は、本発明に係る血流動態解析装置の実施の形態における、データ読み込みから出力画像の表示までの処理の流れを示すフローチャートである。
The image generation unit 21i maps the biological function information generated by the function information calculation unit 21h to the coordinate position corresponding to the pixel, and generates a function image.
<Process flow>
FIG. 4 is a flowchart showing a flow of processing from data reading to display of an output image in the embodiment of the blood flow dynamic analysis apparatus according to the present invention.

ステップS401では、画像データ読込部21aが処理対象となる画像を読み込み、メモリ22に格納する(S401)。このとき磁気ディスク23や図示しないネットワークを介して接続された画像データベースに既に保存されている画像を読み込んでもよいし、X線CT装置1又は後述するMRI装置81によって新規に収集されたデジタル画像データを読み込んでもよい。   In step S401, the image data reading unit 21a reads an image to be processed and stores it in the memory 22 (S401). At this time, an image already stored in an image database connected via the magnetic disk 23 or a network (not shown) may be read, or digital image data newly collected by the X-ray CT apparatus 1 or an MRI apparatus 81 described later. May be read.

ステップS402では、画像処理装置21は、CT画像やMR画像中に写りこんでいる骨や寝台、ルームエアーなどの生体機能情報の解析に不要な領域を削除する(S402)。不要領域を削除する方法は特許文献2に開示されている手法、具体的には、原画像に対し不要領域を必要な領域とを分ける2値化処理を行い、この2値化画像に対し輪郭線を抽出し、輪郭線の内部を1で塗りつぶしてマスク画像を生成する処理、により行なうことができる。なおステップS402は省略可能であるが、演算時間短縮のためにはステップS402を実行することが望ましい。   In step S402, the image processing apparatus 21 deletes an area unnecessary for analysis of biological function information such as bones, a bed, room air, and the like reflected in the CT image and the MR image (S402). The method for deleting the unnecessary area is a method disclosed in Patent Document 2, specifically, binarization processing that separates the unnecessary area from the necessary area is performed on the original image, and the binarized image is contoured. The process can be performed by extracting a line and painting the inside of the outline with 1 to generate a mask image. Although step S402 can be omitted, it is desirable to execute step S402 in order to shorten the calculation time.

ステップS403では、画像処理装置21が画像フィルタによってノイズ除去処理を行う(S403)。画像フィルタは公知の平滑化フィルタを用いてもよいが、特願2004-148690号公報やRSNA2004(infoRad 9414)にて発明者が開示しているような解像度を維持したノイズ除去が可能なフィルタを用いることが望ましい。なおステップS403は省略可能であるが解析精度を向上させるためにはステップS403を実行することが望ましい。   In step S403, the image processing apparatus 21 performs noise removal processing using an image filter (S403). A known smoothing filter may be used as the image filter, but a filter capable of removing noise maintaining the resolution as disclosed by the inventors in Japanese Patent Application No. 2004-148690 and RSNA2004 (infoRad 9414). It is desirable to use it. Although step S403 can be omitted, it is desirable to execute step S403 in order to improve the analysis accuracy.

ステップS404では、各画素における時間-濃度曲線を算出する(ステップS404)。演算部21cは、各画素毎に時間−濃度曲線を算出する。時間-濃度曲線は、画素ごとに各時相における画素値を取り出すことで得られる。   In step S404, a time-density curve for each pixel is calculated (step S404). The computing unit 21c calculates a time-density curve for each pixel. The time-density curve is obtained by extracting the pixel value in each time phase for each pixel.

ステップS405では、画像処理装置21が、時間-濃度曲線から第一循環成分を抽出する(ステップS405)。第一循環成分を抽出する手法は、ガンマ関数によるフィッティングや指数関数による外挿など公知の手法でよい。   In step S405, the image processing device 21 extracts the first circulation component from the time-density curve (step S405). The method for extracting the first circulation component may be a known method such as fitting by a gamma function or extrapolation by an exponential function.

ステップS406では、動脈設定部21bを用いて動脈入力関数に用いる動脈を設定する(ステップS406)。このとき、Partial Volume Averaging(PVA)効果の補正に用いる静脈も設定することが望ましい。動脈、静脈の設定方法は、入力手段11を用いて画像上にROI(関心領域)を設定するなどの手動設定の方法を用いてもよく、特開2004−97665号公報に開示されているような自動設定の方法、具体的には流入動脈と流入静脈の中心画素を算出し、その中心画素周辺の画素に対して、ピーク値が閾値以上の画素とそうでない画素とを分離し、ピーク値が閾値以上の画素のうち中心画素を含んだ連結画素を抽出することにより流入動脈と流出動脈とを自動決定する方法、を用いてもよい。なお、ステップS406を実行するタイミングは、図1で示した位置に限定されるものではなく、ステップS401より後ろでステップS407より前の位置ならばどの時点で実行してもよい。   In step S406, the artery used for the artery input function is set using the artery setting unit 21b (step S406). At this time, it is desirable to set a vein used for correction of the Partial Volume Averaging (PVA) effect. As a method for setting an artery or vein, a manual setting method such as setting an ROI (region of interest) on an image using the input unit 11 may be used, as disclosed in JP-A-2004-97665. A method of automatic setting, specifically, calculating the central pixel of the inflow artery and inflow vein, and separating the pixels whose peak value is greater than or equal to the threshold from the pixels around the central pixel and the peak value A method of automatically determining an inflow artery and an outflow artery by extracting a connected pixel including a center pixel among pixels having a threshold value equal to or greater than a threshold value may be used. Note that the timing of executing step S406 is not limited to the position shown in FIG. 1, and may be executed at any time as long as it is a position after step S401 and before step S407.

ステップS407では、PVA効果を補正する(ステップS407)。PVA効果の補正方法は、特開2004−97665号公報に開示されている手法、具体的には、流入動脈のピーク値をPa、流出静脈のピーク値をPvとし、流入動脈の時間−濃度曲線をPv/Pa倍して流入動脈におけるPVA効果を補正する方法、を用いればよい。なおステップS407は省略可能だが、定量性を向上させるためにはステップS407を実行することが望ましい。また、ステップS407を実行するタイミングは、図1で示した位置に限定されるものではなく、ステップ206より後ろでステップS411より前の位置ならばどの時点で実行してもよい。 In step S407, the PVA effect is corrected (step S407). The correction method for the PVA effect is a technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-97665. Specifically, the peak value of the inflow artery is Pa, the peak value of the outflow vein is Pv, and the time-concentration curve of the inflow artery. May be used to correct the PVA effect in the inflow artery by multiplying Pv / Pa. Although step S407 can be omitted, it is desirable to execute step S407 in order to improve quantitativeness. Further, the timing of executing step S407 is not limited to the position shown in FIG. 1, and may be executed at any time as long as it is a position after step 206 and before step S411.

ステップS408では、補正パラメータ算出部21dを用いて動脈入力関数のDelay、Dispersion補正用のパラメータを算出する(ステップS408)。   In step S408, the parameters for correcting the delay and dispersion of the arterial input function are calculated using the correction parameter calculation unit 21d (step S408).

ステップS409では、補正部21fを用いて動脈入力関数を補正する(ステップS409)。補正パラメータの算出方法および補正方法については後述する。   In step S409, the arterial input function is corrected using the correction unit 21f (step S409). The correction parameter calculation method and correction method will be described later.

ステップS410では、伝達関数算出部21gは、ステップS409で得られた補正後の動脈入力関数とステップS405で得られた第一循環成分抽出後の各組織における時間-濃度曲線から伝達関数を算出する(ステップS410)。伝達関数の算出方法は、特開2004−97665に開示されている流入動脈における時間−濃度曲線と組織における時間−濃度曲線を逆畳み込み演算すれる方法を用いればよい。   In step S410, the transfer function calculation unit 21g calculates a transfer function from the corrected arterial input function obtained in step S409 and the time-concentration curve in each tissue after the first circulation component extraction obtained in step S405. (Step S410). As a method of calculating the transfer function, a method of performing a deconvolution operation on the time-concentration curve in the inflow artery and the time-concentration curve in the tissue disclosed in JP-A-2004-97665 may be used.

ステップS411では、機能情報算出部21hは、ステップS410で算出された伝達関数から血流量、血液量、平均通過時間などの血流情報、すなわち生体機能情報値を算出する(ステップS411)。伝達関数から血流情報を算出する手法は特開2004−97665に開示されている手法、具体的には、血流量は伝達関数の最大値から求め、血液量は伝達関数の曲線下面積から求め、平均通過時間は伝達関数の幅から求める手法、を用いてもよく、公知の手法を用いてもよい。   In step S411, the function information calculation unit 21h calculates blood flow information such as blood flow volume, blood volume, and average transit time from the transfer function calculated in step S410, that is, a biological function information value (step S411). A method for calculating blood flow information from a transfer function is a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-97665. Specifically, the blood flow is obtained from the maximum value of the transfer function, and the blood volume is obtained from the area under the curve of the transfer function. The average transit time may be obtained from a transfer function width, or a known method may be used.

ステップS408からステップS411までの処理は、解析対象となる臓器中の全ての画素に対して画素ごとに実行する。   The processing from step S408 to step S411 is executed for each pixel with respect to all the pixels in the organ to be analyzed.

ステップS412では、画像生成部21iが算出された各画素における機能情報値をマッピングし機能画像を得る(ステップS412)。ステップS403からステップS412までの各処理は、画像中の全ての画素に対して実行してもよいが、演算時間短縮のためにはステップS402で取り除いた不要領域は除外し、解析対象臓器の領域内の画素に対してのみ、各処理を実行することが望ましい。   In step S412, the function information value in each pixel calculated by the image generation unit 21i is mapped to obtain a function image (step S412). Each process from step S403 to step S412 may be executed for all the pixels in the image. However, in order to shorten the calculation time, the unnecessary area removed in step S402 is excluded and the analysis target organ area is excluded. It is desirable to execute each process only on the pixels within.

ステップS413では、ステップS412で作成した機能画像をモニタ25に表示する(ステップS413)。   In step S413, the function image created in step S412 is displayed on the monitor 25 (step S413).

ステップS414では、必要に応じて機能画像を磁気ディスク23に保存する(ステップS414)。機能画像を保存する必要がない場合、ステップS414は省略してもよい。またステップS414はステップS413の前に実行してもよい。   In step S414, a functional image is stored in the magnetic disk 23 as necessary (step S414). If it is not necessary to save the functional image, step S414 may be omitted. Further, step S414 may be executed before step S413.

<第一の補正パラメータの算出方法および補正方法>
次に、補正パラメータの算出方法および補正方法について説明する。図5は補正パラメータの算出方法および補正方法1を示す模式図である。
モニタ25に、機能画像を作りたい断層像500を表示する。操作者は、断層像500のうちの1箇所を、オリジナルの動脈入力関数を作成する箇所として指定する。図5では、操作者がマウス27やトラックボールなどの入力手段を用いて断層像500上の点501を指定したとする。
<First Correction Parameter Calculation Method and Correction Method>
Next, a correction parameter calculation method and correction method will be described. FIG. 5 is a schematic diagram showing a correction parameter calculation method and a correction method 1.
A tomographic image 500 for which a functional image is to be created is displayed on the monitor 25. The operator designates one place in the tomographic image 500 as a place for creating the original arterial input function. In FIG. 5, it is assumed that the operator designates a point 501 on the tomographic image 500 by using an input means such as a mouse 27 or a trackball.

演算部21cは、点501の時間−濃度曲線を算出し、動脈入力関数をAIForg(t)を生成する。図5の510は、動脈入力関数AIForg(t)のグラフと式とを示す。更に、演算部21cは、動脈周辺の画素における時間−濃度曲線をTDC1(t)、注目画素における時間−濃度曲線をTDC2(t)を生成する。図5の520及び530は、動脈周辺の画素における時間−濃度曲線をTDC1(t)及び注目画素における時間−濃度曲線をTDC2(t)のグラフと式とを示す。上記時間−濃度曲線は次式のようにガンマ関数で近似することが可能である。   The computing unit 21c calculates a time-concentration curve at the point 501 and generates an arterial input function AIForg (t). 510 in FIG. 5 shows a graph and an expression of the arterial input function AIForg (t). Further, the calculation unit 21c generates a time-density curve TDC1 (t) for the pixels around the artery and a time-density curve TDC2 (t) for the pixel of interest. Reference numerals 520 and 530 in FIG. 5 show a time-density curve TDC1 (t) for a pixel around an artery and a time-density curve TDC2 (t) for a pixel of interest and a formula. The time-concentration curve can be approximated by a gamma function as follows:

Figure 0004804039
Figure 0004804039

ここで補正パラメータ算出部21dは、TDC1とTDC2における各係数の比較して補正パラメータ540を算出する。そして、補正部21fは、補正パラメータ540を用いて動脈入力関数AIForg(t)を次式のように補正し、注目画素に対する動脈入力関数AIFcor(t)を決定する。図5の550は、注目画素に対する動脈入力関数AIFcor(t)のグラフと式とを示す。   Here, the correction parameter calculation unit 21d calculates the correction parameter 540 by comparing each coefficient in TDC1 and TDC2. Then, the correction unit 21f corrects the arterial input function AIForg (t) using the correction parameter 540 as follows, and determines the arterial input function AIFcor (t) for the target pixel. Reference numeral 550 in FIG. 5 represents a graph and an expression of the arterial input function AIFcor (t) for the pixel of interest.

Figure 0004804039
数2式に従って1画素ごとに決定したAIFcor(t)を用いて伝達関数の算出を行うことにより、操作者の手間や負担を増やすことなくDelayおよびDispersionの影響を補正可能である。
Figure 0004804039
By calculating the transfer function using AIFcor (t) determined for each pixel according to Equation 2, the influence of Delay and Dispersion can be corrected without increasing the labor and burden on the operator.

<第二の補正パラメータの算出方法および補正方法>
図6は第二の補正パラメータの算出方法および補正方法を示す模式図である。
<Second Correction Parameter Calculation Method and Correction Method>
FIG. 6 is a schematic diagram showing a second correction parameter calculation method and correction method.

図5と同様、図6は断層像600、操作者が指定した動脈入力関数を生成する基準点を点601、610は操作者が指定した点601の時間―濃度曲線である動脈入力関数をAIForg(t)のグラフと式とを示す。更に、図6の620及び630は、動脈周辺の画素における時間-濃度曲線をTDC1(t)及び注目画素における時間-濃度曲線をTDC2(t)のグラフと式とを示す。また、動脈周辺の画素における時間-濃度曲線TDC1(t)の半値全幅とピーク値、到達時間をそれぞれW1、H1、AT1、注目画素における時間-濃度曲線TDC2(t)の半値全幅とピーク値、到達時間をそれぞれW2、H2、AT2とする。AIForg(t)は数1式の(1)式のようにガンマ関数で近似できる。550は、は、半値全幅とピーク値、到達時間の比較から補正パラメータ540を算出し、補正部21fは、AIForg(t)を数3式のように補正し、注目画素に対する動脈入力関数AIFcor(t)を決定する。   Similar to FIG. 5, FIG. 6 shows a tomographic image 600, a reference point 601 for generating an arterial input function designated by the operator, and a reference point 601 for an arterial input function designated by the operator, and 610 shows an arterial input function which is a time-concentration curve of the point 601 designated by the operator. The graph and formula of (t) are shown. Further, reference numerals 620 and 630 in FIG. 6 show a graph and an expression of a time-density curve TDC1 (t) in a pixel around an artery and a time-density curve TDC2 (t) in a pixel of interest. In addition, the full width at half maximum and peak value of the time-concentration curve TDC1 (t) in the pixels around the artery, the arrival times are W1, H1, AT1, respectively, the full width at half maximum and peak value of the time-density curve TDC2 (t) in the target pixel, The arrival times are W2, H2, and AT2, respectively. AIForg (t) can be approximated by a gamma function as shown in equation (1). 550 calculates a correction parameter 540 from the comparison of the full width at half maximum, the peak value, and the arrival time, and the correction unit 21f corrects AIForg (t) as shown in Equation 3 to obtain an arterial input function AIFcor ( t) is determined.

Figure 0004804039
数3式に従って1画素ごとに決定したAIFcor(t)を用いて伝達関数の算出を行うことにより、操作者の手間や負担を増やすことなくDelayおよびDispersionの影響を補正可能である。第二の補正方法(図6参照)では、操作が設定した動脈入力関数に対してのみガンマ関数によるフィッテングを行い、動脈周辺の画素における時間-濃度曲線や注目画素における時間-濃度曲線に対してはフィッテングを行わないため、第一の補正方法(図5参照)に比べて短時間でDelayおよびDispersionの影響を補正可能である。
Figure 0004804039
By calculating the transfer function using AIFcor (t) determined for each pixel according to the equation (3), it is possible to correct the effects of delay and dispersion without increasing the labor and burden on the operator. In the second correction method (see FIG. 6), only the arterial input function set by the operation is fitted by the gamma function, and the time-density curve at the pixel around the artery and the time-density curve at the target pixel are corrected. Since no fitting is performed, the influence of delay and dispersion can be corrected in a shorter time than the first correction method (see FIG. 5).

<第三の補正パラメータの算出方法および補正方法>
図7は第三の補正パラメータの算出方法および補正方法を示す模式図である。
<Third Correction Parameter Calculation Method and Correction Method>
FIG. 7 is a schematic diagram showing a third correction parameter calculation method and correction method.

図5と同様、図7は断層像700、操作者が指定した動脈入力関数を生成する基準点を点701、710は操作者が指定した点701の時間―濃度曲線である動脈入力関数をAIForg(t)のグラフと式とを示す。更に、図7の720及び730は、動脈周辺の画素における時間-濃度曲線をTDC1(t)及び注目画素における時間-濃度曲線をTDC2(t)のグラフと式とを示す。また、動脈周辺の画素における時間-濃度曲線TDC1(t)の半値全幅とピーク値、到達時間をそれぞれW1、H1、AT1、注目画素における時間-濃度曲線TDC2(t)の半値全幅とピーク値、到達時間をそれぞれW2、H2、AT2とする。カーブフィッテングを行わない場合、AIForg(t)は次式のような離散データとして表される。   As in FIG. 5, FIG. 7 is a tomogram 700, a reference point for generating an arterial input function designated by the operator is a point 701, and 710 is an arterial input function that is a time-concentration curve of the point 701 designated by the operator. The graph and formula of (t) are shown. Further, reference numerals 720 and 730 in FIG. 7 show graphs and expressions of a time-density curve TDC1 (t) in a pixel around an artery and a time-density curve TDC2 (t) in a pixel of interest. In addition, the full width at half maximum and peak value of the time-concentration curve TDC1 (t) in the pixels around the artery, the arrival times are W1, H1, AT1, respectively, the full width at half maximum and peak value of the time-density curve TDC2 (t) in the target pixel, The arrival times are W2, H2, and AT2, respectively. When curve fitting is not performed, AIForg (t) is expressed as discrete data such as the following equation.

Figure 0004804039
半値全幅とピーク値、到達時間の比較から補正パラメータ740を求め、この補正パラメータ740に基づいてAIForg(t)を次式のように補正し、補正後の注目画素に対する動脈入力関数AIFcor(t)を決定する。750は、補正後の動脈入力関数を示す。
Figure 0004804039
A correction parameter 740 is obtained from the comparison between the full width at half maximum, the peak value, and the arrival time, and AIForg (t) is corrected based on the correction parameter 740 as shown in the following equation, and the arterial input function AIFcor (t) for the corrected pixel of interest To decide. Reference numeral 750 denotes a corrected arterial input function.

Figure 0004804039
数5式に従って1画素ごとに決定したAIFcor(t)を用いて伝達関数の算出を行うことにより、操作者の手間や負担を増やすことなくDelayおよびDispersionの影響を補正可能である。第三の補正方法では、ガンマ関数によるフィッテングをまったく行わないため、第二の補正方法よりもさらに短時間でDelayおよびDispersionの影響を補正可能である。
Figure 0004804039
By calculating the transfer function using AIFcor (t) determined for each pixel in accordance with Equation 5, it is possible to correct the effects of delay and dispersion without increasing the operator's effort and burden. In the third correction method, since fitting by a gamma function is not performed at all, the influence of Delay and Dispersion can be corrected in a shorter time than the second correction method.

<第二実施形態>
図8は本発明に係るMRI装置の実施の形態を示す全体構成を示す模式図である。
<Second embodiment>
FIG. 8 is a schematic diagram showing an overall configuration showing an embodiment of an MRI apparatus according to the present invention.

図8に示すMRI装置80は、例えば、垂直磁場方式0.3T永久磁石MRI装置であり、垂直な静磁場を発生させる上部磁石81と下部磁石82、これらの磁石を連結するとともに上部磁石81を支持する支柱83、制御部84などを含んで構成されている。MRI装置1の図示しない傾斜磁場発生部は、傾斜磁場をパルス的に発生させ、最大傾磁場強度15mT/mで、スルーレート20mT/m/msである。更に、MRI装置1は、静磁場中の被検体85に核磁気共鳴を生じさせるための図示しないRF送信器、被検体85からの核磁気共鳴信号を受信する図示しないRF受信器を備え、これらは12.8MHzの共振型コイルで構成されている。   An MRI apparatus 80 shown in FIG. 8 is, for example, a vertical magnetic field type 0.3T permanent magnet MRI apparatus, which connects an upper magnet 81 and a lower magnet 82 that generate a vertical static magnetic field, and connects the upper magnet 81 to the upper magnet 81. It includes a supporting column 83, a control unit 84, and the like. A gradient magnetic field generator (not shown) of the MRI apparatus 1 generates a gradient magnetic field in a pulse manner, has a maximum gradient magnetic field strength of 15 mT / m and a slew rate of 20 mT / m / ms. Furthermore, the MRI apparatus 1 includes an RF transmitter (not shown) for generating nuclear magnetic resonance in the subject 85 in a static magnetic field, and an RF receiver (not shown) for receiving a nuclear magnetic resonance signal from the subject 85. Consists of a 12.8 MHz resonant coil.

制御部84は、ワークステーションで構成され、傾斜磁場発生部、RF送信器、RF受信器などを制御する。   The control unit 84 is configured by a workstation and controls a gradient magnetic field generation unit, an RF transmitter, an RF receiver, and the like.

モニタ95は、被検体85の断層面の画像を表示するものである。
また、制御部84には、画像処理装置90が接続される。画像処理装置90は、制御部84から被検体85の磁気共鳴信号を受信し、その磁気共鳴信号に基づいて断層像を生成しモニタ95に表示する。
The monitor 95 displays an image of the tomographic plane of the subject 85.
The control unit 84 is connected to the image processing apparatus 90. The image processing apparatus 90 receives the magnetic resonance signal of the subject 85 from the control unit 84, generates a tomographic image based on the magnetic resonance signal, and displays it on the monitor 95.

画像処理装置90は、第一実施形態と同様、図2に示すCPU、メモリ、磁気ディスク、表示メモリ、モニタ95、マウス97、コントローラ、キーボード及びバスを備える。また画像処理装置90は、図3に示す血流動態解析プログラムが格納される。画像処理装置90のCPUは、プログラムである画像データ読込部21a、動脈設定部21b、演算部21c、補正パラメータ算出部21d、補正部21f、伝達関数算出部21g、機能情報算出部21h、画像生成部21iを実行する。これらのプログラムは、磁気ディスク23に記憶されており、CPU21により適宜メモリ22に読み出されて実行される。これらのプログラムの処理の流れ及び補正パラメータの算出方法は第一実施形態と同様である。   As in the first embodiment, the image processing apparatus 90 includes the CPU, memory, magnetic disk, display memory, monitor 95, mouse 97, controller, keyboard, and bus shown in FIG. Further, the image processing apparatus 90 stores a blood flow dynamic analysis program shown in FIG. The CPU of the image processing apparatus 90 includes an image data reading unit 21a, an artery setting unit 21b, a calculation unit 21c, a correction parameter calculation unit 21d, a correction unit 21f, a transfer function calculation unit 21g, a function information calculation unit 21h, and an image generation program. The unit 21i is executed. These programs are stored in the magnetic disk 23, and are appropriately read by the CPU 21 to the memory 22 and executed. The processing flow of these programs and the calculation method of correction parameters are the same as in the first embodiment.

<第三の実施形態>
上記実施形態においては、主幹動脈を一つだけ設定したが、断層像における解析対象領域を複数に分割し、その分割した領域毎に主幹動脈を設定してもよい。図9は、第三実施形態に係る主幹動脈の設定を示す模式図であって、被検体の頭部断層像を点線に沿って左右二つの領域に分割し、各分割領域毎に主幹動脈を設定した状態を示す図である。
<Third embodiment>
In the above embodiment, only one main artery is set, but the analysis target area in the tomogram may be divided into a plurality of areas, and the main artery may be set for each of the divided areas. FIG. 9 is a schematic diagram showing the setting of the main artery according to the third embodiment. The head tomogram of the subject is divided into two regions on the left and right along the dotted line, and the main artery is divided into each divided region. It is a figure which shows the set state.

図9では、左領域は、左斜め斜線で示す。同様に、右領域は、右斜め斜線で示す。   In FIG. 9, the left area is indicated by a left oblique line. Similarly, the right area is indicated by a right diagonal line.

操作者は、左領域に含まれる一つの主幹動脈100を指定する。同様に、操作者は、右領域に含まれる一つの主幹動脈110を指定する。画像処理装置は、主幹動脈100及び110に基づいてそれぞれ動脈入力関数を求める。そして、左領域に含まれる各画素について、主幹動脈100の動脈入力関数を補正した補正後の動脈入力関数を算出する。そして、左領域に含まれる各画素についての出力関数と、主幹動脈100の動脈入力関数を補正した補正後の動脈入力関数とに基づいて伝達関数を算出する。   The operator designates one main artery 100 included in the left region. Similarly, the operator designates one main artery 110 included in the right region. The image processing apparatus obtains an arterial input function based on the main arteries 100 and 110, respectively. Then, for each pixel included in the left region, a corrected arterial input function obtained by correcting the arterial input function of the main artery 100 is calculated. Then, a transfer function is calculated based on the output function for each pixel included in the left region and the corrected arterial input function obtained by correcting the arterial input function of the main artery 100.

同様に、右領域に含まれる各画素について、主幹動脈110の動脈入力関数を補正した補正後の動脈入力関数を算出する。そして、右領域に含まれる各画素についての出力関数と、主幹動脈110の動脈入力関数を補正した補正後の動脈入力関数とに基づいて伝達関数を算出する。   Similarly, a corrected arterial input function obtained by correcting the arterial input function of the main artery 110 is calculated for each pixel included in the right region. Then, a transfer function is calculated based on the output function for each pixel included in the right region and the corrected arterial input function obtained by correcting the arterial input function of the main artery 110.

これらの伝達関数を用いて機能情報を算出し、機能画像を生成する。   Functional information is calculated using these transfer functions, and a functional image is generated.

本実施の形態により、各画素における動脈入力関数を更に精度よく求めることができる。   According to the present embodiment, the arterial input function in each pixel can be obtained with higher accuracy.

本発明が適用されるX線CT装置を示す概略構成図Schematic configuration diagram showing an X-ray CT apparatus to which the present invention is applied 画像処理装置のハードウェア構成を示すブロック図Block diagram showing hardware configuration of image processing apparatus 血流動態解析プログラムの機能ブロック図Functional block diagram of hemodynamic analysis program 第一実施の形態の処理の流れを示すフローチャートFlowchart showing the flow of processing of the first embodiment 第一の補正パラメータの算出方法および補正方法1を示す模式図Schematic diagram showing a first correction parameter calculation method and correction method 1 第二の補正パラメータの算出方法および補正方法を示す模式図Schematic diagram showing calculation method and correction method of second correction parameter 第三の補正パラメータの算出方法および補正方法を示す模式図Schematic diagram showing third correction parameter calculation method and correction method 本発明が適用されるMRI装置の概略構成図Schematic configuration diagram of an MRI apparatus to which the present invention is applied 第三実施形態に係る主幹動脈の設定を示す模式図Schematic diagram showing the setting of the main artery according to the third embodiment

符号の説明Explanation of symbols

1…X線CT装置、10…スキャナ、12…寝台、14…天板、20…画像処理装置、25…モニタ、28…キーボード、80…MRI装置、81…上部磁石81、82…下部磁石、83…支柱、84…制御部、85…被検体、90…画像処理装置、95…モニタ、97…マウス DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... X-ray CT apparatus, 10 ... Scanner, 12 ... Bed, 14 ... Top plate, 20 ... Image processing apparatus, 25 ... Monitor, 28 ... Keyboard, 80 ... MRI apparatus, 81 ... Upper magnet 81, 82 ... Lower magnet, 83 ... Stand, 84 ... Control unit, 85 ... Subject, 90 ... Image processing device, 95 ... Monitor, 97 ... Mouse

Claims (8)

医用画像撮影装置で撮影した造影剤を注入された被検体の断層像に含まれる流入動脈を設定する設定手段と、
前記断層像に基づいて各画素に画素値の時間変化の情報を表す時間−濃度曲線を求める演算手段であって、前記流入動脈を構成する画素の画素値の時間変化の情報を表す時間−濃度曲線である動脈入力関数と、前記流入動脈周辺の画素の時間−濃度曲線と、各注目画素における時間−濃度曲線である出力関数とを求める演算手段と、
記動脈入力関数における血流到達時間と前記各出力関数における血流到達時間との時間差、及び前記各注目画素における前記動脈入力関数の形状なまり、のうちの少なくとも一つを補正するために、前記各注目画素に対応した前記動脈入力関数の算出に用いる補正パラメータを、前記流入動脈周辺の画素の時間−濃度曲線と、前記各注目画素に対応した出力関数と、に基づいて算出する補正パラメータ算出手段と、
前記各注目画素に対応した補正パラメータを用いて前記動脈入力関数を補正し、前記各注目画素に対応した補正後の動脈入力関数を求める補正手段と、
前記各出力関数と、その出力関数が求められた前記注目画素に対応する前記補正後の動脈入力関数と、に基づいて、前記各注目画素毎に伝達関数を求める伝達関数算出手段と、
前記各伝達関数に基づいて生体機能情報を算出する機能情報算出手段と、
を備えたことを特徴とする血流動態解析装置。
A setting means for setting an inflow artery included in a tomographic image of a subject injected with a contrast agent photographed by a medical image photographing device;
The tomographic image time represents information of a temporal change in the pixel values for each pixel on the basis of - a computing means for determining the density curve, the time representing the information of a temporal change in the pixel values of the pixels constituting the inflow artery - and arterial input function is the concentration curve, time of the pixel near the inflow artery - and concentration curve, time in each pixel of interest - a calculating means for calculating an output function, which is the concentration curve,
The time difference between the blood flow arrival time in bloodstream arrival time and the respective output function before Symbol arterial input function, and for correcting at least one of a shape accent, the arterial input function in each pixel of interest, A correction parameter used for calculating the arterial input function corresponding to each pixel of interest is calculated based on a time-density curve of pixels around the inflow artery and an output function corresponding to each pixel of interest. A calculation means;
Correction means for correcting the arterial input function using a correction parameter corresponding to each pixel of interest, and obtaining a corrected arterial input function corresponding to each pixel of interest ;
Transfer function calculating means for obtaining a transfer function for each pixel of interest based on each output function and the corrected arterial input function corresponding to the pixel of interest for which the output function was obtained;
Function information calculating means for calculating biological function information based on each of the transfer functions;
An apparatus for analyzing blood flow dynamics.
前記補正パラメータ算出手段は、ガンマ関数によるフィッティングを行った前記流入動脈周辺の画素の時間−濃度曲線の係数及びガンマ関数によるフィッティングを行った前記出力関数の係数を用いて前記補正パラメータを算出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の血流動態解析装置。
The correction parameter calculation means calculates the correction parameter using a coefficient of a time-concentration curve of a pixel around the inflow artery that has been fitted with a gamma function and a coefficient of the output function that has been fitted with a gamma function .
The blood flow dynamic analysis apparatus according to claim 1.
前記補正パラメータ算出手段は、前記流入動脈周辺の画素の時間−濃度曲線及び前記出力関数の半値幅、ピーク値、及び血流到達時間を用いて前記補正パラメータを算出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の血流動態解析装置。
The correction parameter calculation means calculates the correction parameter using a time-concentration curve of pixels around the inflow artery, a half width of the output function, a peak value, and a blood flow arrival time .
The blood flow dynamic analysis apparatus according to claim 1.
前記補正パラメータ算出手段は、離散データからなる前記流入動脈周辺の画素の時間−濃度曲線の半値幅、ピーク値、及び血流到達時間、及び離散データからなる前記出力関数の半値幅、ピーク値、及び血流到達時間、を用いて前記補正パラメータを算出し、
前記補正手段は、前記算出された補正パラメータを用いて、離散データからなる前記動脈入力関数を補正し、前記各注目画素に対応した補正後の動脈入力関数を求める、
ことを特徴とする請求項3に記載の血流動態解析装置。
The correction parameter calculation means includes a half-value width, a peak value, and a blood flow arrival time of pixels around the inflow artery made of discrete data , and a half-value width, a peak value of the output function made of discrete data , and blood flow arrival time, and calculates the correction parameters using,
The correction means corrects the arterial input function composed of discrete data using the calculated correction parameter, and obtains a corrected arterial input function corresponding to each pixel of interest.
The blood flow dynamics analysis device according to claim 3 characterized by things.
前記設定手段は、前記断層像を複数の領域に分割し、前記領域毎に流入動脈を設定し、
前記演算手段は、前記流入動脈毎に動脈入力関数を求め、
前記補正パラメータ手段は、前記領域毎に求められた前記流入動脈周辺の画素の時間−濃度曲線と、前記流入動脈が含まれる領域内の各注目画素の出力関数と、に基づいて補正パラメータを算出する、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一つに記載の血流動態解析装置。
The setting means divides the tomographic image into a plurality of regions, sets an inflow artery for each region,
The calculation means obtains an arterial input function for each inflow artery,
The correction parameter means calculates a correction parameter based on a time-density curve of pixels around the inflow artery obtained for each region and an output function of each pixel of interest in the region including the inflow artery. To
The blood flow dynamic analysis device according to any one of claims 1 to 4, wherein
造影剤を注入された被検体にX線を照射するX線管と、
前記X線管に前記被検体を挟んで対向して配置され、前記被検体を透過したX線を検出してX線透過データを出力するX線検出器と、
前記X線源及び前記X線検出器を搭載して回転可能な回転手段と、
前記X線透過データに基づいて再構成演算処理を行い断層像を生成する画像処理装置と、
前記断層像を表示するための表示装置と、
を備えたX線CT装置において、
前記断層像に含まれる少なくとも一つの流入動脈を設定する設定手段と、
前記断層像に基づいて各画素に画素値の時間変化の情報を表す時間−濃度曲線を求める演算手段であって、前記流入動脈を構成する画素の画素値の時間変化の情報を表す時間−濃度曲線である動脈入力関数と、前記流入動脈周辺の画素の時間−濃度曲線と、各注目画素における時間−濃度曲線である出力関数とを求める演算手段と、
記動脈入力関数における血流到達時間と前記各出力関数における血流到達時間との時間差、及び前記各注目画素における前記動脈入力関数の形状なまり、のうちの少なくとも一つを補正するために、前記各注目画素に対応した前記動脈入力関数の算出に用いる補正パラメータを、前記流入動脈周辺の画素の時間−濃度曲線と、前記各注目画素に対応した出力関数と、に基づいて算出する補正パラメータ算出手段と、
前記各注目画素に対応した補正パラメータを用いて前記動脈入力関数を補正し、前記各注目画素に対応した補正後の動脈入力関数を求める補正手段と、
前記各出力関数と、その出力関数が求められた前記注目画素に対応する前記補正後の動脈入力関数と、に基づいて、前記各注目画素毎に伝達関数を求める伝達関数算出手段と、
前記各伝達関数に基づいて生体機能情報を算出する機能情報算出手段と、を備え、
前記表示装置に、前記生体機能情報に基づく生体機能画像を表示する、
ことを特徴とするX線CT装置。
An X-ray tube for irradiating a subject injected with a contrast agent with X-rays;
An X-ray detector that is disposed opposite to the X-ray tube with the subject interposed therebetween, detects X-rays transmitted through the subject, and outputs X-ray transmission data;
Rotating means capable of rotating by mounting the X-ray source and the X-ray detector;
An image processing apparatus that generates a tomogram by performing reconstruction calculation processing based on the X-ray transmission data;
A display device for displaying the tomographic image;
In an X-ray CT apparatus equipped with
Setting means for setting at least one inflow artery included in the tomogram;
The tomographic image time represents information of a temporal change in the pixel values for each pixel on the basis of - a computing means for determining the density curve, the time representing the information of a temporal change in the pixel values of the pixels constituting the inflow artery - and arterial input function is the concentration curve, time of the pixel near the inflow artery - and concentration curve, time in each pixel of interest - a calculating means for calculating an output function, which is the concentration curve,
The time difference between the blood flow arrival time in bloodstream arrival time and the respective output function before Symbol arterial input function, and for correcting at least one of a shape accent, the arterial input function in each pixel of interest, A correction parameter used for calculating the arterial input function corresponding to each pixel of interest is calculated based on a time-density curve of pixels around the inflow artery and an output function corresponding to each pixel of interest. A calculation means;
Correction means for correcting the arterial input function using a correction parameter corresponding to each pixel of interest, and obtaining a corrected arterial input function corresponding to each pixel of interest ;
Transfer function calculating means for obtaining a transfer function for each pixel of interest based on each output function and the corrected arterial input function corresponding to the pixel of interest for which the output function was obtained;
Function information calculating means for calculating biological function information based on each transfer function,
Displaying a biological function image based on the biological function information on the display device;
An X-ray CT apparatus characterized by that.
造影剤を注入された被検体に静磁場と高周波パルスと傾斜磁場とを印加する撮影シーケンスを実行して前記被検体から発生する磁気共鳴信号を受信し、該受信した磁気共鳴信号に基づいて断層像を生成して表示するMRI装置であって、断面位置出力手段から出力される被検体の断面位置に基づいて前記高周波パルスと前記傾斜磁場との印加を制御し、前記断面位置の断層像を生成して表示するMRI装置において、
前記断層像に含まれる少なくとも一つの流入動脈を設定する設定手段と、
前記断層像に基づいて各画素に画素値の時間変化の情報を表す時間−濃度曲線を求める演算手段であって、前記流入動脈を構成する画素の画素値の時間変化の情報を表す時間−濃度曲線である動脈入力関数と、前記流入動脈周辺の画素の時間−濃度曲線と、各注目画素における時間−濃度曲線である出力関数とを求める演算手段と、
記動脈入力関数における血流到達時間と前記各出力関数における血流到達時間との時間差、及び前記各注目画素における前記動脈入力関数の形状なまり、のうちの少なくとも一つを補正するために、前記各注目画素に対応した前記動脈入力関数の算出に用いる補正パラメータを、前記流入動脈周辺の画素の時間−濃度曲線と、前記各注目画素に対応した出力関数と、に基づいて算出する補正パラメータ算出手段と、
前記各注目画素に対応した補正パラメータを用いて前記動脈入力関数を補正し、前記各注目画素に対応した補正後の動脈入力関数を求める補正手段と、
前記各出力関数と、その出力関数が求められた前記注目画素に対応する前記補正後の動脈入力関数と、に基づいて、前記各注目画素毎に伝達関数を求める伝達関数算出手段と、
前記各伝達関数に基づいて生体機能情報を算出する機能情報算出手段と、
前記生体機能情報に基づいて生体機能画像を表示する表示手段と、
を備えたことを特徴とするMRI装置。
An imaging sequence for applying a static magnetic field, a high-frequency pulse, and a gradient magnetic field to a subject injected with a contrast agent is executed to receive a magnetic resonance signal generated from the subject, and a tomography is performed based on the received magnetic resonance signal An MRI apparatus for generating and displaying an image, wherein the application of the high-frequency pulse and the gradient magnetic field is controlled based on a cross-sectional position of a subject output from a cross-sectional position output means, and a tomographic image of the cross-sectional position is obtained. In an MRI apparatus that generates and displays:
Setting means for setting at least one inflow artery included in the tomogram;
The tomographic image time represents information of a temporal change in the pixel values for each pixel on the basis of - a computing means for determining the density curve, the time representing the information of a temporal change in the pixel values of the pixels constituting the inflow artery - and arterial input function is the concentration curve, time of the pixel near the inflow artery - and concentration curve, time in each pixel of interest - a calculating means for calculating an output function, which is the concentration curve,
The time difference between the blood flow arrival time in bloodstream arrival time and the respective output function before Symbol arterial input function, and for correcting at least one of a shape accent, the arterial input function in each pixel of interest, A correction parameter used for calculating the arterial input function corresponding to each pixel of interest is calculated based on a time-density curve of pixels around the inflow artery and an output function corresponding to each pixel of interest. A calculation means;
Correction means for correcting the arterial input function using a correction parameter corresponding to each pixel of interest, and obtaining a corrected arterial input function corresponding to each pixel of interest ;
Transfer function calculating means for obtaining a transfer function for each pixel of interest based on each output function and the corrected arterial input function corresponding to the pixel of interest for which the output function was obtained;
Function information calculating means for calculating biological function information based on each of the transfer functions;
Display means for displaying a biological function image based on the biological function information;
An MRI apparatus characterized by comprising:
造影剤を注入された被検体を医用画像撮影装置が撮影して得た撮影データを読み込むステップと、
前記読み込んだ撮影データに基づいて生成した断層像に含まれる流入動脈の設定を受付けるステップと、
前記断層像に基づいて各画素に画素値の時間変化の情報を表す時間−濃度曲線を求めるステップであって、前記流入動脈を構成する画素の画素値の時間変化の情報を表す時間−濃度曲線である動脈入力関数と、前記流入動脈周辺の画素の時間−濃度曲線と、各注目画素における時間−濃度曲線である出力関数とを求めるステップと、
記動脈入力関数における血流到達時間と前記各出力関数における血流到達時間との時間差、及び前記各注目画素における前記動脈入力関数の形状なまり、のうちの少なくとも一つを補正するために、前記各注目画素に対応した前記動脈入力関数の算出に用いる補正パラメータを、前記流入動脈周辺の画素の時間−濃度曲線と、前記各注目画素に対応した出力関数と、に基づいて算出するステップと、
前記各注目画素に対応した補正パラメータを用いて前記動脈入力関数を補正し、前記各注目画素に対応した補正後の動脈入力関数を求めるステップと、
前記各出力関数と、その出力関数が求められた前記注目画素に対応する前記補正後の動脈入力関数と、に基づいて、前記各注目画素毎に伝達関数を求めるステップと、
前記各伝達関数に基づいて生体機能情報を算出するステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする血流動態解析プログラム。
A step of reading imaging data obtained by a medical imaging apparatus imaging a subject injected with a contrast agent;
Receiving a setting of an inflow artery included in a tomogram generated based on the read imaging data;
The tomographic image time represents information of a temporal change in the pixel values for each pixel on the basis of - a step of obtaining the concentration curve, time represents the information of a temporal change in the pixel values of the pixels constituting the inflow artery - Concentration and arterial input function is a curve, the time of the pixels near the inflow artery - and concentration curve, time in each pixel of interest - and determining an output function, which is the concentration curve,
The time difference between the blood flow arrival time in bloodstream arrival time and the respective output function before Symbol arterial input function, and for correcting at least one of a shape accent, the arterial input function in each pixel of interest, wherein the correction parameters used in the calculation of the arterial input function corresponding to each pixel of interest, the inflow artery around the pixel of time - and concentration curves, the output function for each pixel of interest, and calculating on the basis of the ,
Correcting the arterial input function using a correction parameter corresponding to each pixel of interest, and obtaining a corrected arterial input function corresponding to each pixel of interest ;
Obtaining a transfer function for each pixel of interest based on each output function and the corrected arterial input function corresponding to the pixel of interest for which the output function was determined;
Calculating biological function information based on each transfer function;
A computer program for analyzing blood flow dynamics.
JP2005155896A 2005-05-27 2005-05-27 Blood flow dynamic analysis apparatus, X-ray CT apparatus, MRI apparatus, and blood flow dynamic analysis program Expired - Fee Related JP4804039B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005155896A JP4804039B2 (en) 2005-05-27 2005-05-27 Blood flow dynamic analysis apparatus, X-ray CT apparatus, MRI apparatus, and blood flow dynamic analysis program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005155896A JP4804039B2 (en) 2005-05-27 2005-05-27 Blood flow dynamic analysis apparatus, X-ray CT apparatus, MRI apparatus, and blood flow dynamic analysis program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006326078A JP2006326078A (en) 2006-12-07
JP4804039B2 true JP4804039B2 (en) 2011-10-26

Family

ID=37548409

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005155896A Expired - Fee Related JP4804039B2 (en) 2005-05-27 2005-05-27 Blood flow dynamic analysis apparatus, X-ray CT apparatus, MRI apparatus, and blood flow dynamic analysis program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4804039B2 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4960131B2 (en) * 2007-03-30 2012-06-27 株式会社東芝 Magnetic resonance imaging apparatus and measurement program
JP5311333B2 (en) 2008-10-31 2013-10-09 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー Blood flow dynamic analysis apparatus and magnetic resonance imaging apparatus
JP5591512B2 (en) * 2009-10-15 2014-09-17 株式会社東芝 Blood flow dynamic analysis device and control program thereof
US9129389B2 (en) 2011-09-27 2015-09-08 Hitachi Medical Corporation X-ray CT apparatus and image correction method
JP6000550B2 (en) * 2012-01-04 2016-09-28 東芝メディカルシステムズ株式会社 Single photon emission tomography apparatus and single photon emission tomography program
CN104217398B (en) * 2013-05-29 2017-07-14 东芝医疗系统株式会社 Image processing apparatus, image processing method and medical image equipment
WO2015138555A2 (en) * 2014-03-11 2015-09-17 The Johns Hopkins University A method for estimating flow rates and pressure gradients in arterial networks from patient specific computed tomography angiogram-based contrast distribution data
US11354831B2 (en) * 2019-10-18 2022-06-07 Uih America, Inc. Image reconstruction using tracer and various parameters
CN111402356B (en) * 2020-03-19 2024-04-16 上海联影医疗科技股份有限公司 Parameter imaging input function extraction method and device and computer equipment
US11688071B2 (en) 2020-03-19 2023-06-27 Shanghai United Imaging Healthcare Co., Ltd. Systems and methods for image reconstruction and processing

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08252238A (en) * 1995-03-15 1996-10-01 Toshiba Corp Magnetic resonance diagnostic system
ATE309741T1 (en) * 1999-03-26 2005-12-15 Leif Ostergaard SYSTEM FOR DETERMINING HEMODYNAMIC INDICES USING TOMOGRAPHIC DATA
JP5143986B2 (en) * 2001-09-19 2013-02-13 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー Cerebral blood flow measurement device
JP4363833B2 (en) * 2001-10-16 2009-11-11 株式会社東芝 Method and apparatus for calculating an index relating to local hemodynamics
JP4216496B2 (en) * 2001-10-16 2009-01-28 株式会社東芝 Index calculation method, apparatus and program code for blood flow dynamics of capillaries in brain tissue
JP4193168B2 (en) * 2002-02-01 2008-12-10 株式会社日立メディコ Apparatus and method for analyzing blood flow dynamics
JP2003299646A (en) * 2002-04-11 2003-10-21 Hitachi Medical Corp Image analyzer
JP4041012B2 (en) * 2002-06-03 2008-01-30 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー CBF quantitative analysis method and apparatus
JP4013128B2 (en) * 2002-09-12 2007-11-28 株式会社日立メディコ Blood flow dynamic analysis apparatus, method, and diagnostic imaging apparatus
JP4558645B2 (en) * 2003-04-04 2010-10-06 株式会社日立メディコ Image display method and apparatus
JP4459550B2 (en) * 2003-05-20 2010-04-28 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー Image signal processing device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006326078A (en) 2006-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4804039B2 (en) Blood flow dynamic analysis apparatus, X-ray CT apparatus, MRI apparatus, and blood flow dynamic analysis program
JP4193168B2 (en) Apparatus and method for analyzing blood flow dynamics
US8634627B2 (en) Image processing apparatus, X-ray CT apparatus, and image processing method
EP2399238B1 (en) Functional imaging
JP6325208B2 (en) Motion compensation apparatus and method
US8658979B2 (en) Nuclear image reconstruction
US9569839B2 (en) Image processing apparatus, method and medical image device
JP4013128B2 (en) Blood flow dynamic analysis apparatus, method, and diagnostic imaging apparatus
Jirik et al. Ultrasound perfusion analysis combining bolus-tracking and burst-replenishment
Chen et al. Characterization of the image-derived carotid artery input function using independent component analysis for the quantitation of [18F] fluorodeoxyglucose positron emission tomography images
JP2012523260A (en) A reasonable reference curve for dynamic contrast-enhanced imaging studies
JP5388638B2 (en) Image processing apparatus and image processing program
CN109716388B (en) Noise reduction in image data
JP5820549B2 (en) Perfusion imaging
GB2491942A (en) Measuring Activity of a Tracer in Medical Imaging
US10043268B2 (en) Medical image processing apparatus and method to generate and display third parameters based on first and second images
JPWO2009101759A1 (en) Cerebral blood flow quantification device, cerebral blood flow quantification method, and program
JP2017530816A (en) System and method for estimating amount of attention of arterial / tissue / venous dynamic system
US10736583B2 (en) Medical image processing apparatus and X-ray CT apparatus
JP2010008164A (en) Apparatus, method and program for creating attenuation coefficient map
JP2003299646A (en) Image analyzer
JP5028490B2 (en) Image processing program, image processing method, and image processing apparatus
US20130109964A1 (en) Methods and apparatus for analyzing medical imaging data
WO2008034182A1 (en) Method and system of automated image processing - one click perfusion
EP2501287B1 (en) Functional imaging

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080311

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20090717

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20090723

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100708

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100713

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100906

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110222

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110422

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110809

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110809

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140819

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees