JP4804039B2 - Blood flow dynamic analysis apparatus, X-ray CT apparatus, MRI apparatus, and blood flow dynamic analysis program - Google Patents
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/50—Clinical applications
- A61B6/507—Clinical 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
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
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。
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
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
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、操作者が動脈入力関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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
<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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
<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
A
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
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
<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
<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
<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
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
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
The
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
<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
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
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.
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
Claims (8)
前記断層像に基づいて各画素毎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、
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.
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.
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
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毎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、
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.
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毎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、
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:
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毎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、
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.
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