JP5484998B2 - Medical image processing apparatus and control program for fat region measurement - Google Patents
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Description
本発明は、医用画像処理装置及び脂肪領域計測用制御プログラムに係り、特に、冠状動脈の周囲に存在する脂肪組織の厚み計測を可能とする医用画像処理装置及び脂肪領域計測用制御プログラムに関する。 The present invention relates to a medical image processing apparatus and a fat area measurement control program, and more particularly to a medical image processing apparatus and a fat area measurement control program capable of measuring the thickness of adipose tissue existing around a coronary artery.
医用画像診断は、近年のコンピュータ技術の発展に伴って実用化されたX線CT装置やMRI装置等によって急速な進歩を遂げ、今日の医療において必要不可欠なものとなっている。特に、X線CT装置やMRI装置では、生体情報の検出装置や演算処理装置の高速化、高性能化に伴って画像データのリアルタイム表示が可能となり、更に、3次元的な画像データの生成及び表示が容易に行なわれるようになった。 Medical image diagnosis has made rapid progress with X-ray CT apparatuses, MRI apparatuses, and the like that have been put into practical use with the recent development of computer technology, and is indispensable in today's medical care. In particular, in X-ray CT apparatuses and MRI apparatuses, real-time display of image data becomes possible with the increase in the speed and performance of biological information detection apparatuses and arithmetic processing apparatuses, and further, generation of three-dimensional image data and Display is now easier.
例えば、X線CT装置においては、被検体に対してX線を照射するX線管と前記被検体を透過したX線を検出するX線検出器を被検体の周囲で回転させ、更に、この被検体を体軸方向(スライス方向)へ移動させることにより複数スライス断面における投影データを収集する。そして、これらの投影データを再構成処理することにより3次元的なデータ(以下では、ボリュームデータと呼ぶ。)の生成を行なっている。又、被検体を体軸方向に連続移動しながら投影データの収集を行なうヘリカル方式や体軸方向に複数の検出素子が配列されたX線検出器を用いたマルチスライス方式によりボリュームデータの収集に要する時間は更に短縮されている。 For example, in an X-ray CT apparatus, an X-ray tube that irradiates a subject with X-rays and an X-ray detector that detects X-rays transmitted through the subject are rotated around the subject. Projection data in a plurality of slice sections is collected by moving the subject in the body axis direction (slice direction). Then, three-dimensional data (hereinafter referred to as volume data) is generated by reconstructing these projection data. In addition, volume data can be collected by a helical method that collects projection data while moving the subject continuously in the body axis direction or a multi-slice method that uses an X-ray detector in which a plurality of detection elements are arranged in the body axis direction. The time required is further shortened.
ところで、近年の心臓領域における病理研究では、心臓の栄養血管である冠状動脈の周囲に形成された脂肪組織が心筋梗塞のリスクを増大させるという新しい理論が注目されている。この理論によれば、上述の脂肪組織から産生される炎症性サイトカイン(炎症性蛋白質)に冠状動脈が持続的に曝露されることにより、アテローム性動脈硬化の進展(冠状動脈内壁における石灰化プラークの生成)が加速されると考えられている(例えば、非特許文献1参照。)。 By the way, in a recent pathological study in the heart region, a new theory that adipose tissue formed around a coronary artery which is a nutritional blood vessel of the heart increases the risk of myocardial infarction has attracted attention. According to this theory, the coronary artery is continuously exposed to the inflammatory cytokines (inflammatory proteins) produced from the adipose tissue described above, thereby causing the progression of atherosclerosis (the progression of calcified plaque in the inner wall of the coronary artery). Generation) is considered to be accelerated (see Non-Patent Document 1, for example).
そして、心筋組織の外側境界面に沿って形成される脂肪組織の程度を非侵襲的に観察するために、上述のX線CT装置やMRI装置等の医用画像診断装置によって収集されたボリュームデータあるいはこのボリュームデータをレンダリング処理して得られる3次元画像データに対して所定の閾値(例えば、X線CT装置によって収集されたボリュームデータや3次元画像データに対しては最小閾値−140HU及び最大閾値−40HU)を設定することにより脂肪組織の領域を抽出し、得られた領域を所定の色調によって単色表示する方法が行なわれてきた(例えば、特許文献1参照。)。 In order to noninvasively observe the degree of adipose tissue formed along the outer boundary surface of the myocardial tissue, volume data collected by the above-described medical image diagnostic apparatus such as an X-ray CT apparatus or an MRI apparatus, or Predetermined threshold values for the three-dimensional image data obtained by rendering the volume data (for example, minimum threshold value −140 HU and maximum threshold value for volume data and three-dimensional image data collected by an X-ray CT apparatus) 40HU) has been set to extract a fat tissue region and display the obtained region in a single color with a predetermined color tone (see, for example, Patent Document 1).
上述の方法によれば、冠状動脈の周囲に存在する脂肪組織の領域(脂肪領域)が心筋組織等の他の生体組織と異なる色調によって表示されるためその分布状態を容易に観察することができる。しかしながら、脂肪組織から産生される炎症性蛋白質が冠状動脈に作用してアテローム性動脈硬化を進展させているという理論に基づけば、脂肪組織が冠状動脈の周囲においてどの程度の厚みで蓄積されているかを定量的に把握することが重要となる。 According to the above-described method, since the area of fat tissue (adipose area) existing around the coronary artery is displayed with a color tone different from that of other biological tissues such as myocardial tissue, the distribution state can be easily observed. . However, based on the theory that inflammatory proteins produced from adipose tissue act on the coronary arteries to develop atherosclerosis, how much fat tissue is accumulated around the coronary arteries It is important to grasp quantitatively.
即ち、脂肪組織を他の組織と異なる色調で単色表示する従来の方法によれば、脂肪領域が冠状動脈の周囲に存在するか否かを定性的に評価することは可能であるが、脂肪領域の厚みを定量的に評価することは困難であるという問題点を有していた。 That is, according to the conventional method for displaying adipose tissue in a single color different from other tissues, it is possible to qualitatively evaluate whether the adipose region exists around the coronary artery, However, it was difficult to quantitatively evaluate the thickness.
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、冠状動脈の周囲に存在する脂肪領域の厚みを定量的に把握することが可能な医用画像処理装置及び脂肪領域計測用制御プログラムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a medical image processing apparatus and fat region measurement capable of quantitatively grasping the thickness of a fat region existing around a coronary artery. Is to provide a control program.
上記課題を解決するために、請求項1に係る本発明の医用画像処理装置は、被検体の心臓領域から収集されたボリュームデータに基づいて冠状動脈の芯線データを生成する芯線データ生成手段と、前記芯線データに対して所定間隔で設定された芯線直交断面の各々における前記ボリュームデータに基づいて前記冠状動脈の周囲に形成された脂肪組織の領域を脂肪領域として設定する脂肪領域設定手段と、前記脂肪領域の脂肪厚を計測する脂肪厚計測手段と、前記芯線直交断面の各々において計測された前記脂肪厚の計測結果に基づいて脂肪厚分布データを生成する脂肪厚分布データ生成手段と、前記脂肪厚分布データを表示する表示手段とを備えたことを特徴としている。 In order to solve the above problems, the medical image processing apparatus of the present invention according to claim 1 includes core data generation means for generating core data of a coronary artery based on volume data collected from a heart region of a subject, A fat region setting means for setting a fat tissue region formed around the coronary artery as a fat region based on the volume data in each of the core line orthogonal cross sections set at predetermined intervals with respect to the core wire data; Fat thickness measurement means for measuring the fat thickness of a fat region, fat thickness distribution data generation means for generating fat thickness distribution data based on the measurement result of the fat thickness measured at each of the core line orthogonal cross sections, and the fat And a display means for displaying the thickness distribution data.
又、請求項13に係る本発明の脂肪領域計測用制御プログラムは、被検体の心臓領域から収集されたボリュームデータに基づいて冠状動脈の周囲に存在する脂肪領域を計測する医用画像処理装置に対し、前記ボリュームデータに基づいて前記冠状動脈の芯線データを生成する芯線データ生成機能と、前記芯線データに対して所定間隔で設定された芯線直交断面の各々における前記ボリュームデータに基づいて前記冠状動脈の周囲に形成された脂肪組織の領域を脂肪領域として設定する脂肪領域設定機能と、前記脂肪領域の脂肪厚を計測する脂肪厚計測機能と、前記芯線直交断面の各々において計測された前記脂肪厚の計測結果に基づいて脂肪厚分布データを生成する脂肪厚分布データ生成機能と、前記脂肪厚分布データを表示する表示機能を実行させることを特徴としている。 According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a fat region measurement control program for a medical image processing apparatus that measures a fat region existing around a coronary artery based on volume data collected from a heart region of a subject. A core line data generation function for generating the core line data of the coronary artery based on the volume data, and the coronary artery based on the volume data in each of the core cross-sections set at predetermined intervals with respect to the core line data. A fat region setting function for setting a fat tissue region formed around as a fat region, a fat thickness measurement function for measuring the fat thickness of the fat region, and the fat thickness measured in each of the core-orthogonal cross-sections Fat thickness distribution data generation function for generating fat thickness distribution data based on the measurement result, and display function for displaying the fat thickness distribution data It is characterized in that to the row.
本発明によれば、冠状動脈の周囲に存在する脂肪領域の厚みを定量的に把握することができる。このため、冠状動脈内において発生する石灰化領域や粥状プラーク領域の把握が容易となり、更に、プラーク生成の将来予測が可能となるため治療方針の決定や治療要否の判定に有用な医療情報を得ることができる。 According to the present invention, the thickness of a fat region existing around a coronary artery can be quantitatively grasped. Therefore, it is easy to grasp the calcified area and the scab-like plaque area that occur in the coronary artery, and it is possible to predict the future of plaque generation, so it is useful for determining the treatment policy and determining the necessity of treatment. Can be obtained.
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
以下に述べる本実施例の医用画像処理装置では、先ず、被検体の心臓領域から収集したボリュームデータに基づいて冠状動脈の芯線データを生成し、この芯線データに垂直な複数の芯線直交断面を所定間隔で設定する。次いで、芯線直交断面に存在するボリュームデータの中から所定範囲のCT値(ボクセル値)を有するボクセルを抽出することにより脂肪領域を設定し、更に、この脂肪領域に対して脂肪領域中心線を設定する。そして、脂肪領域中心線に沿って所定間隔で設定した前記脂肪領域中心線に垂直な複数の法線と脂肪領域の外側境界線及び内側境界線との交点位置情報に基づいて法線方向における脂肪領域の厚み(脂肪厚)を計測し、更に、芯線直交断面の各々における複数の法線方向にて計測された脂肪厚の計測結果に基づいて2次元の脂肪厚分布データを生成する。 In the medical image processing apparatus of the present embodiment described below, first, core data of a coronary artery is generated based on volume data collected from a heart region of a subject, and a plurality of core orthogonal cross sections perpendicular to the core data are defined. Set by interval. Next, a fat region is set by extracting voxels having a CT value (voxel value) within a predetermined range from the volume data existing in the cross section of the core wire, and a fat region center line is set for the fat region. To do. The fat in the normal direction is based on the intersection position information of the plurality of normals perpendicular to the fat region center line set at predetermined intervals along the fat region center line and the outer boundary line and the inner boundary line of the fat region. The thickness (fat thickness) of the region is measured, and two-dimensional fat thickness distribution data is generated based on the measurement results of the fat thickness measured in a plurality of normal directions in each of the core line orthogonal cross sections.
尚、本実施例では、造影剤が投与された被検体に対するX線CT撮影によって収集されたボリュームデータに基づいて冠状動脈の周囲に存在する脂肪領域の厚みを計測する場合について述べるが、これに限定されるものではなく、例えば、MRI撮影や超音波撮影等によって収集されたボリュームデータに基づく脂肪領域の計測であっても構わない。 In this embodiment, the case where the thickness of the fat region existing around the coronary artery is measured based on the volume data collected by X-ray CT imaging of the subject to which the contrast medium has been administered will be described. For example, the measurement may be fat region measurement based on volume data collected by MRI imaging, ultrasonic imaging, or the like.
(装置の構成)
以下、本実施例における医用画像処理装置の構成と機能につき図1乃至図5を用いて説明する。
(Device configuration)
Hereinafter, the configuration and function of the medical image processing apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
図1は、医用画像処理装置の全体構成を示すブロック図であり、本実施例における医用画像処理装置100は、別途設置されたX線CT装置から図示しないネットワーク等を介して供給された各種のボリュームデータを保管するボリュームデータ保管部1と、前記ボリュームデータに基づいて冠状動脈の周囲に存在する脂肪領域の分布及びその厚みを計測し、2次元の脂肪厚分布データを生成する脂肪領域計測部2と、前記ボリュームデータに基づいて冠状動脈を含む心臓領域の3次元画像データ及び前記冠状動脈の周囲に存在する脂肪領域のMPR画像データを生成する画像データ生成部3と、画像データ生成部3が生成した3次元画像データ及びMPR画像データや脂肪領域計測部2が生成した脂肪厚分布データ等を表示する表示部4と、被検体情報の入力、脂肪厚分布データに対する関心領域の設定、3次元画像データの冠状動脈領域に対する始点及び終点の設定、更には、各種コマンド信号の入力等を行なう入力部5と、上述の各ユニットを統括的に制御し脂肪領域の計測や画像データの生成を実行させるシステム制御部6を備えている。 FIG. 1 is a block diagram illustrating the overall configuration of a medical image processing apparatus. A medical image processing apparatus 100 according to the present embodiment includes various types of devices that are supplied from an X-ray CT apparatus that is separately installed via a network (not shown). Volume data storage unit 1 that stores volume data, and a fat region measurement unit that measures the distribution and thickness of a fat region existing around a coronary artery based on the volume data, and generates two-dimensional fat thickness distribution data 2, an image data generation unit 3 that generates three-dimensional image data of a heart region including a coronary artery based on the volume data, and MPR image data of a fat region existing around the coronary artery, and an image data generation unit 3 A display unit 4 for displaying the three-dimensional image data and MPR image data generated by the user, the fat thickness distribution data generated by the fat region measuring unit 2, and the like Input unit 5 for inputting object information, setting a region of interest for fat thickness distribution data, setting a start point and an end point for a coronary artery region of three-dimensional image data, and inputting various command signals, etc. A system control unit 6 is provided that controls the unit in an integrated manner to execute fat region measurement and image data generation.
ボリュームデータ保管部1には、冠状動脈内に造影剤が投与された当該被検体の心臓領域に対するX線CT撮影によって収集されネットワークあるいは大容量の記憶媒体等を介して供給されたボリュームデータが他の被検体から収集された各種ボリュームデータと共に予め保管されている。 The volume data storage unit 1 includes volume data collected by X-ray CT imaging of the subject's heart region to which a contrast medium is administered into the coronary artery and supplied via a network or a large-capacity storage medium. Are stored together with various volume data collected from the subject.
一方、脂肪領域計測部2は、図1に示すように、芯線データ生成部21、芯線直交断面設定部22、脂肪領域設定部23、脂肪領域中心線設定部24、脂肪厚計測部25、脂肪厚分布データ生成部26、脂肪体積計測部27及びC−MPR断面形成部28を有している。 On the other hand, as shown in FIG. 1, the fat region measurement unit 2 includes a core line data generation unit 21, a core line orthogonal cross section setting unit 22, a fat region setting unit 23, a fat region centerline setting unit 24, a fat thickness measuring unit 25, a fat A thickness distribution data generation unit 26, a fat volume measurement unit 27, and a C-MPR cross section formation unit 28 are provided.
芯線データ生成部21は、ボリュームデータ保管部1から読み出したボリュームデータの冠状動脈領域に対して入力部5が3次元画像データの観察下で設定した始点を出発点とし、同様にして入力部5が設定した終点までの芯線データを生成する。この芯線データの生成については既に種々の方法が提案されている。 The core data generation unit 21 uses the start point set by the input unit 5 under observation of the three-dimensional image data for the coronary artery region of the volume data read from the volume data storage unit 1 as the starting point. Generates core data up to the end point set by. Various methods have already been proposed for generating the core data.
例えば、画像データ生成部3によって生成され表示部4に表示された3次元画像データの冠状動脈領域に対し入力部5が設定した始点を基準として3次元の全角度方向に複数の単位ベクトルを発生させ、これらの単位ベクトルの中から探索ベクトルとして選定した血管の内壁までの距離が最大となる方向の単位ベクトルに直交する血管断面の重心位置を算出する。 For example, a plurality of unit vectors are generated in all three-dimensional directions with reference to the start point set by the input unit 5 for the coronary artery region of the three-dimensional image data generated by the image data generation unit 3 and displayed on the display unit 4 Then, the barycentric position of the blood vessel cross section orthogonal to the unit vector in the direction in which the distance from the unit vector to the inner wall of the blood vessel selected as the search vector is maximized is calculated.
次いで、上述の探索ベクトルと血管断面との交差位置が前記重心位置と一致するようにその方向が補正された探索ベクトルを前記重心位置において新たに設定し、補正後の探索ベクトルを用いて上述の手順を繰り返すことにより得られた血管走行方向における複数の重心位置に基づいて冠状動脈に対する芯線データを生成する。尚、上述の冠状動脈領域は、ボリュームデータ保管部1から読み出したボリュームデータの中から造影剤のCT値に相当する[100HU〜400HU]のCT値を有するボクセルを抽出することによって設定される。 Next, a search vector whose direction is corrected so that the intersection position between the search vector and the blood vessel cross section coincides with the barycentric position is newly set in the barycentric position, and the search vector after correction is used to set the search vector described above. Core line data for the coronary artery is generated based on a plurality of barycentric positions in the blood vessel traveling direction obtained by repeating the procedure. The coronary artery region described above is set by extracting voxels having a CT value of [100 HU to 400 HU] corresponding to the CT value of the contrast medium from the volume data read from the volume data storage unit 1.
図2は、3次元に配列された複数のボクセルによって構成されるボリュームデータVaに対して芯線データ生成部21が生成した芯線データCaの座標系を示したものであり、芯線データCaは、ボリュームデータVaにおける座標F1(X1、Y1,Z1)を始点、FQ(XQ,YQ,ZQ)を終点とし血管内腔の横断面における重心Fq(Xq,Yq、Zq)を連結することによって生成される。 FIG. 2 shows a coordinate system of the core line data Ca generated by the core line data generation unit 21 with respect to the volume data Va composed of a plurality of voxels arranged in three dimensions. It is generated by connecting the center of gravity Fq (Xq, Yq, Zq) in the transverse section of the blood vessel lumen with the coordinates F1 (X1, Y1, Z1) in the data Va as the start point and FQ (XQ, YQ, ZQ) as the end point. .
図1へ戻って、脂肪領域計測部2の芯線直交断面設定部22は、芯線データ生成部21によりボリュームデータの冠状動脈内に生成された芯線データCaに対し複数の基準点を所定間隔で設定し、各々の基準点において芯線データCaに対する接線方向を算出する。そして、この接線方向に対して垂直な断面(以下では、芯線直交断面と呼ぶ。)を前記基準点の各々に対して設定する。 Returning to FIG. 1, the core wire orthogonal section setting unit 22 of the fat region measurement unit 2 sets a plurality of reference points at predetermined intervals for the core data Ca generated in the coronary artery of the volume data by the core data generation unit 21. Then, the tangent direction with respect to the core data Ca is calculated at each reference point. A section perpendicular to the tangential direction (hereinafter referred to as a core line orthogonal section) is set for each of the reference points.
図3は、上述の方法により芯線データ生成部21がボリュームデータVaの冠状動脈Vcに対して生成した芯線データCaと、芯線直交断面設定部22が、芯線データCaに対して所定間隔で設定した基準点Pn(n=1乃至N)及び基準点Pnにおいて設定した芯線データCaに対する接線方向Tn(n=1乃至N)と、接線方向Tnに垂直な芯線直交断面Dn(n=1乃至N)を示している。 FIG. 3 shows the core line data Ca generated by the core line data generation unit 21 for the coronary artery Vc of the volume data Va by the above-described method, and the core line orthogonal section setting unit 22 sets the core line data Ca at predetermined intervals. A tangential direction Tn (n = 1 to N) with respect to the reference point Pn (n = 1 to N) and the core line data Ca set at the reference point Pn, and a core line orthogonal section Dn (n = 1 to N) perpendicular to the tangential direction Tn. Is shown.
再び図1へ戻って、脂肪領域計測部2の脂肪領域設定部23は、ボリュームデータ保管部1に保管された当該被検体の心臓領域におけるボリュームデータを読み出し、芯線直交断面設定部22において設定された芯線データCaに直交する芯線直交断面D1乃至DNを前記ボリュームデータに対して設定する。そして、芯線直交断面D1乃至DNに存在するボリュームデータの中から所定範囲のCT値を有するボクセルを抽出することにより各々の芯線直交断面における脂肪領域を設定する。 Returning to FIG. 1 again, the fat region setting unit 23 of the fat region measuring unit 2 reads the volume data in the heart region of the subject stored in the volume data storage unit 1 and is set in the core orthogonal cross section setting unit 22. Core line orthogonal sections D1 to DN orthogonal to the core data Ca are set for the volume data. And the fat area | region in each core orthogonal cross section is set by extracting the voxel which has CT value of a predetermined range from the volume data which exist in the core orthogonal cross sections D1 thru | or DN.
例えば、X線CT撮影によって収集されたボリュームデータに対しては、予め設定された[−140HU〜−40HU]のCT値を有するボクセルを抽出することにより芯線直交断面D1乃至DNにおける脂肪領域が設定される。 For example, for volume data collected by X-ray CT imaging, fat regions in the core orthogonal cross sections D1 to DN are set by extracting voxels having a preset CT value of [−140HU to −40HU]. Is done.
一方、脂肪領域中心線設定部24は、脂肪領域設定部23が芯線直交断面D1乃至DNにおいて設定した脂肪領域の厚み方向(即ち、心筋組織の外側境界線に対して略垂直な方向)における中心線(以下では、脂肪領域中心線と呼ぶ。)を設定する機能を有し、例えば、図示しない2値化処理部と細線化処理部を備えている。 On the other hand, the fat region centerline setting unit 24 is the center in the fat region thickness direction (that is, the direction substantially perpendicular to the outer boundary line of the myocardial tissue) set by the fat region setting unit 23 in the core line orthogonal cross sections D1 to DN. It has a function of setting a line (hereinafter referred to as a fat area center line), and includes, for example, a binarization processing unit and a thinning processing unit (not shown).
前記2値化処理部は、脂肪領域設定部23によって設定された芯線直交断面D1乃至DNの脂肪領域を構成する[−140HU〜−40HU]のCT値を有したボクセルを2値化処理し、前記細線化処理部は、2値化処理された脂肪領域のボクセルに対し細線化処理を行なって脂肪領域中心線の設定を行なう。尚、医用画像データに対して細線化処理を適用し臓器の中心線を設定する方法については特開2009−195586号公報等に記載されているため詳細な説明は省略する。 The binarization processing unit binarizes voxels having a CT value of [−140 HU to −40 HU] constituting the fat region of the core line orthogonal cross sections D1 to DN set by the fat region setting unit 23, The thinning processing unit performs thinning processing on the binarized fat region voxels to set the fat region center line. Note that a method for setting a center line of an organ by applying thinning processing to medical image data is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-195586 and the like, and thus detailed description thereof is omitted.
次に、脂肪厚計測部25は、脂肪領域設定部23から供給される芯線直交断面D1乃至DNの脂肪領域に脂肪領域中心線設定部24から供給される脂肪領域中心線を設定し、更に、脂肪領域中心線に垂直な複数の法線を前記脂肪領域中心線に沿って所定間隔で設定する。そして、脂肪領域の外側境界線及び内側境界線と前記法線の各々とが交差する交点の位置座標に基づいて法線方向における脂肪領域の厚み(脂肪厚)を計測する。 Next, the fat thickness measurement unit 25 sets the fat region center line supplied from the fat region center line setting unit 24 to the fat regions of the core line orthogonal cross sections D1 to DN supplied from the fat region setting unit 23, and A plurality of normals perpendicular to the fat region center line are set at predetermined intervals along the fat region center line. Then, the thickness (fat thickness) of the fat region in the normal direction is measured based on the position coordinates of the intersection between the outer boundary line and the inner boundary line of the fat region and the normal line.
図4は、脂肪厚計測部25が脂肪領域中心線を用いて行なう脂肪厚計測を説明するための図であり、芯線直交断面設定部22が設定した基準点Pnを含み芯線データCaに垂直な芯線直交断面Dnには心筋組織Vbの断面と冠状動脈Vcの横断面が隣接して存在し、脂肪領域設定部23が芯線直交断面Dnに存在するボクセルの中から[−140HU〜−40HU]のCT値を有するボクセルを抽出して設定した脂肪領域Afの断面が心筋組織Vbの外側境界線に沿って存在する。そして、脂肪領域中心線設定部24は、上述の細線化処理等により脂肪領域Afの厚み方向における中心部を心筋組織Vbの外側境界線に沿って検出することにより脂肪領域中心線Cxの設定を行なう。 FIG. 4 is a diagram for explaining fat thickness measurement performed by the fat thickness measurement unit 25 using the fat region center line, and includes the reference point Pn set by the core line orthogonal cross section setting unit 22 and is perpendicular to the core line data Ca. The cross section of the myocardial tissue Vb and the cross section of the coronary artery Vc are adjacent to each other in the core line orthogonal section Dn, and the fat region setting section 23 is [−140 HU to −40 HU] among the voxels existing in the core line orthogonal section Dn. A cross section of the fat region Af set by extracting voxels having CT values exists along the outer boundary line of the myocardial tissue Vb. Then, the fat region center line setting unit 24 detects the center in the thickness direction of the fat region Af along the outer boundary line of the myocardial tissue Vb by the above-described thinning process or the like, thereby setting the fat region center line Cx. Do.
このとき、脂肪厚計測部25は、上述の脂肪領域中心線Cxに垂直な法線L1乃至LMを脂肪領域中心線Cxに沿って所定間隔で設定する。そして、これらの法線L1乃至LMと脂肪領域Afの外側境界線との交点Ram及び内側境界線との交点Rbmの位置座標を検出し、これらの位置座標に基づいて法線方向における脂肪領域Afの厚み(脂肪厚)を計測する。 At this time, the fat thickness measurement unit 25 sets normal lines L1 to LM perpendicular to the above fat region center line Cx at predetermined intervals along the fat region center line Cx. Then, the position coordinates of the intersection Ram of the normal lines L1 to LM and the outer boundary line of the fat area Af and the intersection point Rbm of the inner boundary line are detected, and the fat area Af in the normal direction is detected based on these position coordinates. Measure the thickness (fat thickness).
次に、図1に示した脂肪領域計測部2の脂肪厚分布データ生成部26は、芯線直交断面D1乃至DNの各々において計測された法線L1乃至LMに対する脂肪領域Afの厚み計測結果を芯線データ上の基準点Pnからの距離に対応させて配列することにより、後述の図5(b)に示すような直線状の冠状動脈Vcを中心とする2次元の脂肪厚分布データを生成する。 Next, the fat thickness distribution data generation unit 26 of the fat region measuring unit 2 shown in FIG. 1 outputs the thickness measurement result of the fat region Af with respect to the normals L1 to LM measured in each of the core line orthogonal sections D1 to DN as the core line. By arranging the data corresponding to the distance from the reference point Pn on the data, two-dimensional fat thickness distribution data centering on a linear coronary artery Vc as shown in FIG.
一方、脂肪体積計測部27は、画像データ生成部3が生成したMPR画像データと共に表示部4に表示された上述の脂肪厚分布データに対して入力部5が所定形状の関心領域を設定した場合、この関心領域における脂肪領域Afの体積を計測する。具体的には、上述の関心領域に囲まれた脂肪厚分布データの脂肪厚を加算処理することにより前記関心領域における脂肪体積を計測することができる。 On the other hand, when the fat volume measuring unit 27 sets the region of interest having a predetermined shape for the above-described fat thickness distribution data displayed on the display unit 4 together with the MPR image data generated by the image data generating unit 3 Then, the volume of the fat region Af in this region of interest is measured. Specifically, the fat volume in the region of interest can be measured by adding the fat thickness of the fat thickness distribution data surrounded by the region of interest.
C-MPR断面形成部28は、図示しない補間処理機能を有し、脂肪領域中心線設定部24が芯線直交断面D1乃至DNにおける脂肪領域Afに対して設定したN本の脂肪領域中心線Cxを芯線方向に対して補間処理することにより心筋組織Vbの外側境界面に沿った曲面状のC−MPR(Curved-Multi Planar Reconstruction)断面を形成する。 The C-MPR cross section forming unit 28 has an interpolation processing function (not shown), and the fat region center line setting unit 24 sets N fat region center lines Cx set for the fat regions Af in the core line orthogonal cross sections D1 to DN. A curved C-MPR (Curved-Multi Planar Reconstruction) cross section along the outer boundary surface of the myocardial tissue Vb is formed by performing interpolation processing with respect to the core line direction.
次に、画像データ生成部3は、MPR画像データ生成部31と3次元画像データ生成部32を備え、MPR画像データ生成部31は、脂肪領域計測部2のC−MPR断面形成部28が心筋組織Vbの外側境界面に沿って形成した曲面状のC−MPR断面をボリュームデータ保管部1から読み出した当該被検体のボリュームデータに対して設定し、C−MPR断面に存在する前記ボリュームデータのボクセルを抽出することにより脂肪領域Afの中心部を示すMPR画像データを生成する。このとき、抽出された上述のボクセルを芯線データCaからの距離に対応させて配列することにより、略直線状の冠状動脈Vcが中央部に示されたMPR画像データが生成される(後述の図5(a)参照。)。 Next, the image data generation unit 3 includes an MPR image data generation unit 31 and a three-dimensional image data generation unit 32. In the MPR image data generation unit 31, the C-MPR cross-section formation unit 28 of the fat region measurement unit 2 is a myocardium. A curved C-MPR cross section formed along the outer boundary surface of the tissue Vb is set for the volume data of the subject read from the volume data storage unit 1, and the volume data existing in the C-MPR cross section is set. MPR image data indicating the center of the fat region Af is generated by extracting the voxels. At this time, the above-described extracted voxels are arranged in correspondence with the distance from the core data Ca, thereby generating MPR image data in which a substantially linear coronary artery Vc is shown in the central portion (described later). (See 5 (a).)
一方、3次元画像データ生成部32は、図示しない冠状動脈領域設定部、ボリュームデータ補正部、不透明度・色調設定部及びレンダリング処理部を備えている。前記冠状動脈領域設定部は、システム制御部6から供給される冠状動脈領域設定用のCT値範囲に基づき、ボリュームデータ保管部1から供給される当該被検体のボリュームデータの中から造影剤のCT値に相当する[100HU〜400HU]のCT値を有するボクセルを抽出することによって冠状動脈領域を設定する。 On the other hand, the three-dimensional image data generation unit 32 includes a coronary artery region setting unit, a volume data correction unit, an opacity / color tone setting unit, and a rendering processing unit (not shown). The coronary artery region setting unit, based on the CT value range for coronary artery region setting supplied from the system control unit 6, selects the contrast agent CT from the volume data of the subject supplied from the volume data storage unit 1. A coronary artery region is set by extracting voxels having a CT value of [100 HU to 400 HU] corresponding to the value.
前記ボリュームデータ補正部は、前記冠状動脈領域設定部によって設定された冠状動脈領域のCT値を予め設定された3次元表示用の視線ベクトルと臓器境界面に対する法線ベクトルとの内積値に基づいて補正する。一方、前記不透明度・色調設定部は、補正されたCT値に基づいて不透明度及び色調を設定し、前記レンダリング処理部は、前記不透明度・色調設定部によって設定された不透明度及び色調に基づいて上述のボクセルをレンダリング処理し3次元画像データを生成する。 The volume data correction unit is configured to calculate a CT value of the coronary artery region set by the coronary artery region setting unit based on an inner product value of a preset line-of-sight vector for 3D display and a normal vector with respect to an organ boundary surface. to correct. On the other hand, the opacity / color tone setting unit sets opacity and color tone based on the corrected CT value, and the rendering processing unit is based on the opacity and color tone set by the opacity / color tone setting unit. Thus, the above-described voxel is rendered to generate 3D image data.
表示部4は、画像データ生成部3が生成した3次元画像データ及びMPR画像データ、脂肪領域計測部2の脂肪厚分布データ生成部26が生成した脂肪厚分布データ、更には、脂肪体積計測部27が計測した脂肪体積の計測結果等を表示する機能を有し、図示しない表示データ生成部、変換処理部及びモニタを備えている。 The display unit 4 includes three-dimensional image data and MPR image data generated by the image data generation unit 3, fat thickness distribution data generated by the fat thickness distribution data generation unit 26 of the fat region measurement unit 2, and a fat volume measurement unit. 27 has a function of displaying the measurement result of the fat volume and the like, and includes a display data generation unit, a conversion processing unit, and a monitor (not shown).
前記表示データ生成部は、脂肪領域計測部2のC−MPR断面設定部28が形成したC−MPR断面に基づいて画像データ生成部3のMPR画像データ生成部31が生成した脂肪領域中心部のMPR画像データに脂肪厚分布データ生成部26が生成した前記C−MPR断面に対応する脂肪厚分布データを重畳し、更に、脂肪体積計測部27が計測した所定関心領域における脂肪体積の計測結果を付加して表示データを生成する。 The display data generation unit includes a fat region central portion generated by the MPR image data generation unit 31 of the image data generation unit 3 based on the C-MPR cross section formed by the C-MPR cross section setting unit 28 of the fat region measurement unit 2. The fat thickness distribution data corresponding to the C-MPR cross section generated by the fat thickness distribution data generation unit 26 is superimposed on the MPR image data, and the measurement result of the fat volume in the predetermined region of interest measured by the fat volume measurement unit 27 is obtained. In addition, display data is generated.
一方、前記変換処理部は、前記表示データ生成部が生成した表示データに対しD/A変換やテレビフォーマット変換等の変換処理を行なって前記モニタに表示する。又、前記変換処理部は、芯線データCaの生成において画像データ生成部3の3次元画像データ生成部32が始点及び終点の設定を目的として生成する3次元画像データに対しても同様の変換処理を行なって前記モニタに表示する。 On the other hand, the conversion processing unit performs conversion processing such as D / A conversion and television format conversion on the display data generated by the display data generation unit and displays the display data on the monitor. The conversion processing unit also applies the same conversion process to the 3D image data generated by the 3D image data generation unit 32 of the image data generation unit 3 for the purpose of setting the start point and the end point in generating the core data Ca. To display on the monitor.
図5は、表示部4の表示データ生成部によって生成された表示データの具体例を示したものであり、縦軸は芯線方向、横軸は脂肪領域中心線方向に夫々対応している。 FIG. 5 shows a specific example of the display data generated by the display data generation unit of the display unit 4. The vertical axis corresponds to the core line direction, and the horizontal axis corresponds to the fat region center line direction.
図5(a)は、画像データ生成部3のMPR画像データ生成部31が、心筋組織Vbの外側境界面に沿って形成されたC−MPR断面をボリュームデータ保管部1から読み出した当該被検体のボリュームデータに設定することにより生成した脂肪領域Afを含む心臓周辺部のMPR画像データIMを示しており、ボリュームデータに対するC−MPR断面の設定によって抽出されたボクセルを芯線データCaからの距離に対応させて配列することにより、冠状動脈Vcがその中央部において略直線状に示されたMPR画像データIMが生成される。 FIG. 5A shows the subject in which the MPR image data generation unit 31 of the image data generation unit 3 reads out the C-MPR section formed along the outer boundary surface of the myocardial tissue Vb from the volume data storage unit 1. MPR image data IM of the peripheral part of the heart including the fat region Af generated by setting to the volume data of the Vxel extracted by the setting of the C-MPR cross section for the volume data at the distance from the core line data Ca is shown. By arranging them in correspondence with each other, MPR image data IM in which the coronary artery Vc is shown in a substantially straight line at the center thereof is generated.
一方、図5(b)は、表示部4の表示データ生成部が、脂肪領域計測部2の脂肪厚分布データ生成部26によって生成された脂肪厚分布データIFを図5(a)のMPR画像データIMに重畳して生成した表示データであり、この脂肪厚分布データIFも上述のMPR画像データと同様にして、脂肪領域Afの厚み計測結果を芯線データCaからの距離に対応させて配列することにより生成されている。従って、図5(b)に示すようなMPR画像データIMと脂肪厚分布データIFとの重畳が可能となり、その中央部には略直線状の冠状動脈Vcが示されている。 On the other hand, FIG. 5B shows the fat thickness distribution data IF generated by the fat thickness distribution data generating unit 26 of the fat region measuring unit 2 by the display data generating unit of the display unit 4 in the MPR image of FIG. This is display data generated by superimposing on the data IM, and the fat thickness distribution data IF is also arranged in correspondence with the distance from the core data Ca in the same manner as the MPR image data described above. Has been generated. Accordingly, the MPR image data IM and the fat thickness distribution data IF as shown in FIG. 5B can be superimposed, and a substantially straight coronary artery Vc is shown at the center.
そして、MPR画像データIMに重畳して表示される脂肪厚分布データIFに対して脂肪厚の計測値に対応した色調が設定され、色調と脂肪厚との関係を示すカラースケールScがMPR画像データIMの端部に付加される。尚、カラースケール表示の具体的として、例えば、脂肪厚が0mmの領域は透明、0mm<脂肪厚<20mmの領域は青〜赤のグラデーション、脂肪厚が20mm以上の領域は赤色によって表示する方法が好適であるが特に限定されない。 Then, a color tone corresponding to the measurement value of fat thickness is set for the fat thickness distribution data IF displayed superimposed on the MPR image data IM, and a color scale Sc indicating the relationship between the color tone and the fat thickness is displayed in the MPR image data. Added to the end of IM. As a specific example of the color scale display, for example, a region where the fat thickness is 0 mm is transparent, a region where 0 mm <fat thickness <20 mm is blue to red, and a region where the fat thickness is 20 mm or more is displayed in red. Although it is suitable, it is not particularly limited.
次に、図1に示した入力部5は、キーボード、各種スイッチ、選択ボタン、マウス等の入力デバイスや表示パネルを備えたインターラクティブなインターフェースであり、被検体情報の入力、冠状動脈領域に対する始点及び終点の設定、冠状動脈領域及び脂肪領域を設定するためのCT値範囲の設定、脂肪厚分布データに対する関心領域の設定、画像データ生成条件及び画像データ表示条件の設定、各種コマンド信号の入力等を行なう。 Next, the input unit 5 shown in FIG. 1 is an interactive interface including an input device such as a keyboard, various switches, a selection button, a mouse, and a display panel, and inputs subject information, a starting point for a coronary artery region, End point setting, CT value range setting for coronary artery region and fat region, region of interest setting for fat thickness distribution data, image data generation condition and image data display condition setting, input of various command signals, etc. Do.
一方、システム制御部6は、図示しないCPUと記憶回路を備え、前記記憶回路には、入力部5において入力あるいは設定された上述の各種情報が保存される。そして、前記CPUは、上述の入力情報及び設定情報に基づいて医用画像処理装置100の各ユニットを統括的に制御し、冠状動脈の周囲に存在する脂肪領域の厚み計測及びその計測結果に基づく脂肪厚分布データの生成や脂肪体積の計測等を実行させる。 On the other hand, the system control unit 6 includes a CPU and a storage circuit (not shown), and the above-described various information input or set in the input unit 5 is stored in the storage circuit. Then, the CPU comprehensively controls each unit of the medical image processing apparatus 100 based on the above-described input information and setting information, and measures the thickness of the fat region existing around the coronary artery and the fat based on the measurement result. Generate thickness distribution data, measure fat volume, etc.
(脂肪領域の計測手順)
次に、本実施例における脂肪領域の計測手順につき図6のフローチャートに沿って説明する。
(Fat area measurement procedure)
Next, the procedure for measuring the fat region in the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
当該被検体のボリュームデータを用いた脂肪領域の計測に先立ち医用画像処理装置100の操作者は、入力部5において被検体情報を入力した後3次元画像データ及びMPR画像データの生成条件や表示条件を設定し、更に、ボリュームデータに対して造影剤が投与された冠状動脈領域を設定するためのCT値範囲[100HU〜400HU]及び前記ボリュームデータに対して脂肪領域Afを設定するためのCT値範囲[−140HU〜−40HU]を設定する。そして、これらの入力情報や設定情報はシステム制御部6の記憶回路に保存される。 Prior to the measurement of the fat region using the volume data of the subject, the operator of the medical image processing apparatus 100 inputs the subject information at the input unit 5 and then generates and displays the three-dimensional image data and MPR image data. And a CT value range [100HU to 400HU] for setting a coronary artery region administered with a contrast medium for volume data and a CT value for setting a fat area Af for the volume data Set the range [-140HU to -40HU]. These input information and setting information are stored in the storage circuit of the system control unit 6.
医用画像処理装置100に対する上述の初期設定が終了したならば、操作者は、脂肪領域計測の開始コマンドを入力部5において入力する。一方、画像データ生成部3の3次元画像データ生成部32は、上述のコマンド信号と共にシステム制御部6から供給される当該被検体の被検体情報に対応したボリュームデータをボリュームデータ保管部1に予め保管されている各種ボリュームデータの中から読み出し、同様にしてシステム制御部6から供給される冠状動脈領域設定用のCT値範囲に基づいて前記ボリュームデータの中から[100HU〜400HU]のCT値を有するボクセルを抽出する。そして、得られたボクセルに対しレンダリング処理を行なって冠状動脈Vcの3次元画像データを生成し表示部4のモニタに表示する(図6のステップS1)。 When the above-described initial setting for the medical image processing apparatus 100 is completed, the operator inputs a fat region measurement start command at the input unit 5. On the other hand, the three-dimensional image data generation unit 32 of the image data generation unit 3 stores volume data corresponding to the subject information of the subject supplied from the system control unit 6 together with the above-described command signal in the volume data storage unit 1 in advance. A CT value of [100 HU to 400 HU] is read out from the volume data based on the CT value range for coronary artery region setting supplied from the system control unit 6 in the same manner as read out from various stored volume data. Extract the voxels you have. Then, rendering processing is performed on the obtained voxels to generate three-dimensional image data of the coronary artery Vc and display it on the monitor of the display unit 4 (step S1 in FIG. 6).
次に、表示部4に表示された上述の3次元画像データを観察した操作者は、この3次元画像データに示された冠状動脈Vcに対して芯線データCaを生成するための始点及び終点を設定する。そして、冠状動脈Vcの3次元画像データに設定された始点及び終点の位置情報は、システム制御部6を介して脂肪領域計測部2の芯線データ生成部21へ供給される。 Next, the operator who has observed the above-described three-dimensional image data displayed on the display unit 4 sets a start point and an end point for generating the core data Ca for the coronary artery Vc indicated in the three-dimensional image data. Set. Then, the position information of the start point and the end point set in the three-dimensional image data of the coronary artery Vc is supplied to the core data generation unit 21 of the fat region measurement unit 2 via the system control unit 6.
芯線データ生成部21は、3次元画像データ生成部32と同様の手順によりボリュームデータ保管部1から読み出したボリュームデータの中から[100HU〜400HU]のCT値を有するボクセルを抽出することによりボリュームデータにおける冠状動脈領域を設定し、更に、システム制御部6から供給される上述の始点及び終点の位置情報に基づいて前記冠状動脈領域に対して始点及び終点を設定する。そして、前記始点を基準とした上述のトラッキング処理を終点に至るまで行なうことにより冠状動脈Vcに対する芯線データCaを生成する(図6のステップS2)。 The core data generation unit 21 extracts volume data by extracting voxels having a CT value of [100HU to 400HU] from the volume data read from the volume data storage unit 1 by the same procedure as the 3D image data generation unit 32. And the start point and end point are set for the coronary artery region based on the position information of the start point and end point supplied from the system control unit 6. Then, the core line data Ca for the coronary artery Vc is generated by performing the tracking process described above with the start point as a reference until the end point is reached (step S2 in FIG. 6).
芯線データ生成部21による芯線データCaの生成が終了したならば、芯線直交断面設定部22は、芯線データCaに対し複数の基準点Pn(n=1乃至N)を所定間隔で設定し、基準点Pnの各々において芯線データCaに対する接線方向Tn(n=1乃至N)を検出する。そして、接線方向Tnに垂直な芯線直交断面Dn(n=1乃至N)を基準点Pnに対して設定する(図6のステップS3)。 When the generation of the core wire data Ca by the core wire data generation unit 21 is completed, the core wire orthogonal cross section setting unit 22 sets a plurality of reference points Pn (n = 1 to N) at predetermined intervals for the core wire data Ca, and the reference A tangential direction Tn (n = 1 to N) with respect to the core data Ca is detected at each point Pn. Then, a core line orthogonal cross section Dn (n = 1 to N) perpendicular to the tangential direction Tn is set with respect to the reference point Pn (step S3 in FIG. 6).
次に、脂肪領域設定部23は、ボリュームデータ保管部1に保管された当該被検体のボリュームデータを読み出し、芯線直交断面設定部22において設定された芯線データCaに直交する芯線直交断面Dnを前記ボリュームデータに対して設定する。そして、システム制御部6から供給される脂肪領域抽出用のCT値範囲に基づき、芯線直交断面Dnにおいて存在するボクセルの中から[−140HU〜−40HU]のCT値を有するボクセルを抽出することにより芯線直交断面Dnにおける脂肪領域Afを設定する(図6のステップS4)。 Next, the fat region setting unit 23 reads the volume data of the subject stored in the volume data storage unit 1 and sets the core wire orthogonal section Dn orthogonal to the core line data Ca set in the core line orthogonal section setting unit 22 to the core data orthogonal section Dn. Set for volume data. Then, based on the CT value range for fat region extraction supplied from the system control unit 6, voxels having a CT value of [−140 HU to −40 HU] are extracted from the voxels existing in the core line orthogonal section Dn. A fat region Af in the core line orthogonal cross section Dn is set (step S4 in FIG. 6).
次いで、脂肪領域中心線設定部24は、脂肪領域設定部23が芯線直交断面Dnにおいて設定した脂肪領域Afの厚み方向(心筋組織Vbの外側境界面に対して略垂直な方向)における中心を示す脂肪領域中心線Cxを細線化処理法等の適用によって設定する(図6のステップS5)。 Next, the fat region centerline setting unit 24 indicates the center in the thickness direction of the fat region Af set by the fat region setting unit 23 in the core line orthogonal cross section Dn (direction substantially perpendicular to the outer boundary surface of the myocardial tissue Vb). The fat area center line Cx is set by applying a thinning method or the like (step S5 in FIG. 6).
一方、脂肪厚計測部25は、脂肪領域設定部23から供給された芯線直交断面Dnの脂肪領域Afに脂肪領域中心線設定部24から供給された脂肪領域中心線Cxを設定し、更に、脂肪領域中心線Cxに垂直な複数の法線Lm(m=1乃至M)を脂肪領域中心線Cxに沿って所定間隔で設定する。そして、脂肪領域Afの外側境界線及び内側境界線と法線Lmの各々とが交差する交点の位置座標に基づいて法線方向における脂肪領域Afの厚みを計測する(図6のステップS6)。 On the other hand, the fat thickness measurement unit 25 sets the fat region center line Cx supplied from the fat region center line setting unit 24 to the fat region Af of the core line orthogonal section Dn supplied from the fat region setting unit 23, and further A plurality of normals Lm (m = 1 to M) perpendicular to the region center line Cx are set at predetermined intervals along the fat region center line Cx. Then, the thickness of the fat region Af in the normal direction is measured based on the position coordinates of the intersection of the outer boundary line and the inner boundary line of the fat region Af and the normal line Lm (step S6 in FIG. 6).
次いで、脂肪厚分布データ生成部26は、芯線直交断面Dnの各々において計測された脂肪領域Afの厚み(脂肪厚)の計測結果を芯線データCaの基準点Pnからの距離に対応させて配列することにより、冠状動脈Vcを基準とした2次元の脂肪厚分布データを生成する(図6のステップS7)。 Next, the fat thickness distribution data generation unit 26 arranges the measurement result of the thickness (fat thickness) of the fat region Af measured in each of the core line orthogonal cross sections Dn in correspondence with the distance from the reference point Pn of the core line data Ca. Thus, two-dimensional fat thickness distribution data based on the coronary artery Vc is generated (step S7 in FIG. 6).
一方、C−MPR断面設定部28は、脂肪領域中心線設定部24が芯線直交断面Dnにおける脂肪領域Afに対して設定した脂肪領域中心線Cxを芯線方向に対して補間処理することにより曲面状のC−MPR断面を形成する(図6のステップS8)。 On the other hand, the C-MPR section setting unit 28 performs a curved surface shape by interpolating the fat region center line Cx set by the fat region center line setting unit 24 for the fat region Af in the core line orthogonal section Dn with respect to the core line direction. The C-MPR cross section is formed (step S8 in FIG. 6).
そして、画像データ生成部3のMPR画像データ生成部31は、脂肪領域計測部2のC−MPR断面形成部28が心筋組織Vbの外側境界面に沿って設定した曲面状のC−MPR断面をボリュームデータ保管部1から読み出した当該被検体のボリュームデータに対して設定し、C−MPR断面に存在する前記ボリュームデータのボクセルを抽出することにより脂肪領域Afの中心部及び冠状動脈Vcを示すMPR画像データを生成する。この場合も、上述の脂肪厚分布データの場合と同様にして、各々のボクセルを芯線データCaからの距離に対応させて配列することにより、冠状動脈Vcを基準とした(即ち、直線状の冠状動脈Vcが中央部に示された)MPR画像データが生成される(図6のステップS9)。 Then, the MPR image data generation unit 31 of the image data generation unit 3 uses the curved C-MPR cross section set by the C-MPR cross section formation unit 28 of the fat region measurement unit 2 along the outer boundary surface of the myocardial tissue Vb. MPR indicating the central part of the fat region Af and the coronary artery Vc by setting the volume data of the subject read from the volume data storage unit 1 and extracting the voxels of the volume data existing in the C-MPR section. Generate image data. In this case as well, as in the case of the fat thickness distribution data described above, each voxel is arranged in correspondence with the distance from the core data Ca, so that the coronary artery Vc is used as a reference (that is, a straight coronary artery). MPR image data (in which the artery Vc is shown in the center) is generated (step S9 in FIG. 6).
次に、表示部4は、C−MPR断面設定部28が形成したC−MPR断面に基づいて画像データ生成部3のMPR画像データ生成部31が生成した冠状動脈Vcを基準とするMPR画像データに脂肪厚分布データ生成部26が生成した前記C−MPR断面に対応する脂肪厚分布データを重畳して表示データを生成し自己のモニタに表示する(図6のステップS10)。 Next, the display unit 4 displays MPR image data based on the coronary artery Vc generated by the MPR image data generation unit 31 of the image data generation unit 3 based on the C-MPR section formed by the C-MPR section setting unit 28. The fat thickness distribution data corresponding to the C-MPR section generated by the fat thickness distribution data generation unit 26 is superimposed on the display to generate display data and display it on its own monitor (step S10 in FIG. 6).
一方、脂肪厚分布データが重畳されたMPR画像データを表示部4において観察した操作者は、入力部5を用いて前記脂肪厚分布データの所望部位に所定形状の関心領域を設定し(図6のステップS11)、入力部5からシステム制御部6を介して供給される前記関心領域の位置情報を受信した脂肪領域計測部2の脂肪体積計測部27は、脂肪厚分布データ生成部26から供給された脂肪厚分布データに上述の関心領域を設定し、この関心領域に含まれた脂肪厚分布データの脂肪厚を加算処理することにより脂肪体積を計測する。そして、表示部4は、上述のステップS10においてMPR画像データに脂肪厚分布データを重畳して生成した表示データに前記脂肪体積の計測値を付加して自己のモニタに表示する(図6のステップS12)。 On the other hand, the operator who observed the MPR image data on which the fat thickness distribution data is superimposed on the display unit 4 uses the input unit 5 to set a region of interest having a predetermined shape at a desired portion of the fat thickness distribution data (FIG. 6). Step S11), the fat volume measuring unit 27 of the fat region measuring unit 2 that has received the position information of the region of interest supplied from the input unit 5 via the system control unit 6 supplies from the fat thickness distribution data generating unit 26. The above-mentioned region of interest is set in the obtained fat thickness distribution data, and the fat volume is measured by adding the fat thickness of the fat thickness distribution data included in this region of interest. Then, the display unit 4 adds the measured value of the fat volume to the display data generated by superimposing the fat thickness distribution data on the MPR image data in the above-described step S10 and displays it on its own monitor (step of FIG. 6). S12).
図7は、MPR画像データに脂肪厚分布データを重畳して生成した表示データに対して入力部5が設定した矩形の関心領域Roを示しており、脂肪体積計測部27が関心領域Roにおいて計測した脂肪体積の計測結果が関心領域Roと共に前記表示データに付加されて表示部4に表示される。 FIG. 7 shows a rectangular region of interest Ro set by the input unit 5 for display data generated by superimposing fat thickness distribution data on MPR image data, and the fat volume measuring unit 27 measures the region of interest Ro. The measurement result of the fat volume is added to the display data together with the region of interest Ro and displayed on the display unit 4.
以上述べた本発明の実施例によれば、冠状動脈の周囲に存在する脂肪領域の厚みを定量的に把握することができる。このため、冠状動脈内において発生する石灰化領域や粥状プラーク領域の把握が容易となり、更に、プラーク生成の将来予測が可能となるため治療方針の決定や治療要否の判定に有用な医療情報を得ることができる。 According to the embodiments of the present invention described above, the thickness of the fat region existing around the coronary artery can be quantitatively grasped. Therefore, it is easy to grasp the calcified area and the scab-like plaque area that occur in the coronary artery, and it is possible to predict the future of plaque generation, so it is useful for determining the treatment policy and determining the necessity of treatment. Can be obtained.
特に、上述の実施例によれば、複数の部位において計測された脂肪厚の計測結果に基づいて心筋組織の外側境界面に沿った2次元の脂肪厚分布データを得ることができ、更に、この脂肪厚分布データは脂肪厚の値に対応した色調によってカラースケール表示されるため、冠状動脈の周囲に分布する脂肪領域の正確な厚みを短時間で把握することが可能となる。 In particular, according to the above-described embodiment, two-dimensional fat thickness distribution data along the outer boundary surface of the myocardial tissue can be obtained based on the measurement results of fat thickness measured at a plurality of sites. Since the fat thickness distribution data is displayed on a color scale according to the color tone corresponding to the value of the fat thickness, it is possible to grasp the accurate thickness of the fat region distributed around the coronary artery in a short time.
又、脂肪厚分布データの所望領域に対して関心領域を設定することにより前記関心領域における脂肪体積を容易に計測することができ、更に、脂肪組織の中心部に沿って形成された曲面状のMPR断面におけるMPR画像データに前記脂肪厚分布データを重畳して表示することにより脂肪領域の周囲に存在する冠状動脈や他の生体組織の状態を同時に観察することができる。 Also, by setting the region of interest for the desired region of the fat thickness distribution data, the fat volume in the region of interest can be easily measured, and the curved shape formed along the center of the fat tissue By superimposing and displaying the fat thickness distribution data on the MPR image data in the MPR cross section, the state of the coronary artery and other living tissue existing around the fat region can be observed simultaneously.
更に、上述の脂肪厚分布データ及びMPR画像データは、冠状動脈に対して設定された芯線データを基準として生成されるため、直線状に伸張された冠状動脈とこの冠状動脈に対応した脂肪厚分布を観察することができる。 Furthermore, since the fat thickness distribution data and the MPR image data described above are generated based on the core data set for the coronary artery, the coronary artery expanded linearly and the fat thickness distribution corresponding to the coronary artery Can be observed.
以上の理由により、上述の実施例によれば当該被検体に対する検査/診断の精度及び効率を大幅に向上させることができる。 For the above reasons, according to the above-described embodiment, the accuracy and efficiency of examination / diagnosis for the subject can be greatly improved.
以上、本発明の実施例について述べてきたが、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施例では造影剤が投与された被検体に対するX線CT撮影によって収集されたボリュームデータに基づいて冠状動脈の周囲に存在する脂肪領域の厚みを計測する場合について述べたが、これに限定されるものではなく、例えば、MRI撮影や超音波撮影等によって収集されたボリュームデータに基づく脂肪領域の計測であっても構わない。但し、MRI撮影や超音波撮影における造影剤の投与は必ずしも必要としない。 As mentioned above, although the Example of this invention has been described, this invention is not limited to the above-mentioned Example, It can change and implement. For example, in the above-described embodiment, the case where the thickness of the fat region existing around the coronary artery is measured based on the volume data collected by the X-ray CT imaging of the subject to which the contrast medium is administered has been described. For example, the measurement may be fat region measurement based on volume data collected by MRI imaging, ultrasonic imaging, or the like. However, it is not always necessary to administer a contrast medium in MRI imaging or ultrasonic imaging.
又、上述の実施例では、別途設置されたX線CT装置からネットワークあるいは記憶媒体を介して供給されたボリュームデータに基づいて脂肪領域の計測を行なう場合について述べたが、ボリュームデータはX線CT装置等の医用画像診断装置から直接供給されてもよく、又、医用画像処理装置100は、医用画像診断装置の一部であっても構わない。 In the above-described embodiment, the case where fat region measurement is performed based on volume data supplied from a separately installed X-ray CT apparatus via a network or a storage medium has been described. The image may be directly supplied from a medical image diagnostic apparatus such as an apparatus, and the medical image processing apparatus 100 may be a part of the medical image diagnostic apparatus.
更に、脂肪厚分布データをMPR画像データに重畳して表示する際、脂肪厚分布データをカラースケール表示する場合について述べたが、脂肪厚の計測値に対応した輝度を有するグレイスケール表示を行なってもよい。又、脂肪厚分布データや脂肪体積計測結果をMPR画像データに重畳して表示する場合について述べたが、脂肪厚分布データや脂肪体積計測結果は独立させて表示してもよい。 Furthermore, when the fat thickness distribution data is displayed superimposed on the MPR image data, the case where the fat thickness distribution data is displayed in a color scale has been described, but a gray scale display having a luminance corresponding to the measured value of the fat thickness is performed. Also good. Further, although the case where the fat thickness distribution data and the fat volume measurement result are displayed superimposed on the MPR image data has been described, the fat thickness distribution data and the fat volume measurement result may be displayed independently.
一方、上述の実施例では、検索ベクトルを用いたトラッキング法によって冠状動脈の芯線データを生成する場合について述べたが、これに限定されるものではなく、例えば、脂肪領域中心線の設定に用いた細線化処理によって芯線データの生成を行なってもよい。又、脂肪領域中心線の生成は細線化処理以外の方法を適用しても構わない。 On the other hand, in the above-described embodiment, the case where the core line data of the coronary artery is generated by the tracking method using the search vector has been described. However, the present invention is not limited to this. The core data may be generated by thinning processing. In addition, a method other than the thinning process may be applied to generate the fat region center line.
更に、上述の実施例では、芯線直交断面の各々において計測された脂肪厚の計測結果を芯線データの基準点からの距離に対応させて配列することにより、直線状の冠状動脈を中心とする脂肪厚分布データを生成する場合について述べたが、前記芯線データが直線状になるように被検体から得られたボリュームデータをストレートボリュームデータに再構築し、このストレートボリュームデータに基づいて脂肪厚分布データの生成を行なってもよい。この場合も、図5(b)と同様な直線状に伸張した冠状動脈を中心とする脂肪厚分布データを生成することができる。 Furthermore, in the above-described embodiment, the fat thicknesses measured in each of the cross-sections of the core wire are arranged in correspondence with the distance from the reference point of the core data, so that the fat centered on the straight coronary artery Although the case of generating the thickness distribution data has been described, the volume data obtained from the subject is reconstructed into straight volume data so that the core data becomes a straight line, and the fat thickness distribution data is based on the straight volume data. May be generated. Also in this case, it is possible to generate fat thickness distribution data centered on the linearly expanded coronary artery similar to FIG.
尚、上述の脂肪組織計測部2が有する各ユニットの機能は、例えば、汎用のコンピュータ装置を基本ハードウエアとして用い、この基本ハードウエアに専用の画像処理用プログラムや計測用プログラムをインストールすることによって実行させることが可能であり、このような場合、図1の脂肪組織計測部2は機能ブロック図を示している。 The function of each unit of the adipose tissue measuring unit 2 described above is achieved by, for example, using a general-purpose computer device as basic hardware and installing a dedicated image processing program or measurement program in the basic hardware. In such a case, the adipose tissue measuring unit 2 in FIG. 1 shows a functional block diagram.
1…ボリュームデータ保管部
2…脂肪領域計測部
21…芯線データ生成部
22…芯線直交断面設定部
23…脂肪領域設定部
24…脂肪領域中心線設定部
25…脂肪厚計測部
26…脂肪厚分布データ生成部
27…脂肪体積計測部
28…C−MPR断面形成部
3…画像データ生成部
31…MPR画像データ生成部
32…3次元画像データ生成部
4…表示部
5…入力部
6…システム制御部
100…医用画像処理装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Volume data storage part 2 ... Fat area | region measurement part 21 ... Core wire data generation part 22 ... Core wire orthogonal cross-section setting part 23 ... Fat area | region setting part 24 ... Fat area | region center line setting part 25 ... Fat thickness measurement part 26 ... Fat thickness distribution Data generating unit 27 ... Fat volume measuring unit 28 ... C-MPR cross section forming unit 3 ... Image data generating unit 31 ... MPR image data generating unit 32 ... 3D image data generating unit 4 ... Display unit 5 ... Input unit 6 ... System control Unit 100 ... medical image processing apparatus
Claims (13)
前記芯線データに対して所定間隔で設定された芯線直交断面の各々における前記ボリュームデータに基づいて前記冠状動脈の周囲に形成された脂肪組織の領域を脂肪領域として設定する脂肪領域設定手段と、
前記脂肪領域の脂肪厚を計測する脂肪厚計測手段と、
前記芯線直交断面の各々において計測された前記脂肪厚の計測結果に基づいて脂肪厚分布データを生成する脂肪厚分布データ生成手段と、
前記脂肪厚分布データを表示する表示手段とを
備えたことを特徴とする医用画像処理装置。 Core data generating means for generating coronary artery core data based on volume data collected from the heart region of the subject;
A fat region setting means for setting a fat tissue region formed around the coronary artery based on the volume data in each of the core line orthogonal cross sections set at predetermined intervals with respect to the core data as fat regions;
A fat thickness measuring means for measuring the fat thickness of the fat region;
A fat thickness distribution data generating means for generating fat thickness distribution data based on the measurement result of the fat thickness measured in each of the core line orthogonal cross sections;
A medical image processing apparatus comprising: display means for displaying the fat thickness distribution data.
前記ボリュームデータに基づいて前記冠状動脈の芯線データを生成する芯線データ生成機能と、
前記芯線データに対して所定間隔で設定された芯線直交断面の各々における前記ボリュームデータに基づいて前記冠状動脈の周囲に形成された脂肪組織の領域を脂肪領域として設定する脂肪領域設定機能と、
前記脂肪領域の脂肪厚を計測する脂肪厚計測機能と、
前記芯線直交断面の各々において計測された前記脂肪厚の計測結果に基づいて脂肪厚分布データを生成する脂肪厚分布データ生成機能と、
前記脂肪厚分布データを表示する表示機能を
実行させることを特徴とする脂肪領域計測用制御プログラム。 For a medical image processing apparatus that measures a fat region around a coronary artery based on volume data collected from a heart region of a subject,
A core data generation function for generating core data of the coronary artery based on the volume data;
A fat region setting function for setting a fat tissue region formed around the coronary artery as a fat region based on the volume data in each of the core line orthogonal cross sections set at predetermined intervals with respect to the core wire data;
A fat thickness measurement function for measuring the fat thickness of the fat region;
A fat thickness distribution data generation function for generating fat thickness distribution data based on the measurement result of the fat thickness measured in each of the cross sections perpendicular to the core line;
A fat region measurement control program for executing a display function for displaying the fat thickness distribution data.
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