JP6494927B2 - 医用画像処理装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、医用画像処理装置に関する。

被検体の冠動脈等の狭窄を治療すべきか否かの判断に冠血流予備量比（ＦＦＲ：Fractional Flow Reserve）値が用いられている。ＦＦＲ値は、Ｘ線透視下において、カテーテルの先端に設けられるプレッシャーワイヤ等を冠動脈内に挿入することにより、狭窄前後の内圧比を計測・計算した値である。

しかしながら、上記ＦＦＲ値は、カテーテルを冠動脈内に挿入して計測する必要があり、侵襲的である。そのため、ＦＦＲ値の取得は患者への負担が大きい。また、ＦＦＲ値を計測した結果、被検体に対して治療不要と判断されるケースが多くある。この場合、不要なカテーテル挿入が被検体に実施されてしまうことになる。

そこで、ＣＴ（Computed Tomography）やＭＲＩ(Magnetic Resonance Imaging)等の医用画像診断装置等によって発生されるボリュームデータを対象とした画像解析処理により、造影剤が冠動脈内を通過する速度を用いて、冠動脈の重篤度評価を行う手法が提案されている。重篤度評価として、例えば、Ｇｒａｄｉｅｎｔ（以下、グラディエントと呼ぶ）値が用いられる。グラディエント値は、後述するグラディエントグラフを用いて計算される。例えば、グラディエントグラフの横軸は、冠動脈芯線に沿った上流から下流への距離である。このとき、グラディエントグラフの縦軸は、冠動脈を示す領域において冠動脈芯線に直交する複数のボクセル値のうち最大値である。上記のようなグラディエントグラフをＧｄグラフと呼ぶ。Ｇｄグラフにおけるグラディエント値（以下、Ｇｄ値と呼ぶ）は、操作者により指定された範囲における傾き、すなわち、ボクセル値の空間的な変化率を表す。Ｇｄグラフにおいて、重篤な狭窄がある場合、ボクセル値の変化率（Ｇｄ値）は大きくなる。

また、Ｇｄグラフと異なるグラディエントグラフの横軸は、芯線に垂直なＣｒｏｓｓｃｕｔ面（以下、横断面と呼ぶ）における冠動脈内腔の最大面積に対応する。このとき、縦軸は、冠動脈内腔に含まれる複数のボクセル値のうち最大値である。上記のようなグラディエントグラフをＧａグラフと呼ぶ。Ｇａグラフにおけるグラディエント値（以下、Ｇａ値と呼ぶ）は、操作者により指定された範囲における傾き、すなわち、ボクセル値の空間的な変化率を表す。Ｇａグラフにおいて、重篤な狭窄がある場合、ボクセル値の変化率（Ｇａ値）は大きくなる。

また、ＧｄグラフおよびＧａと異なるグラディエントグラフの横軸は、芯線に垂直な横断面における冠動脈内腔の最短径に対応する。このとき、縦軸は、冠動脈内腔の最短径に関する複数のボクセル値のうち最大値である。上記のようなグラディエントグラフをＧｓグラフと呼ぶ。Ｇｓグラフにおけるグラディエント値（以下、Ｇｓ値と呼ぶ）は、操作者により指定された範囲における傾き、すなわち、ボクセル値の空間的な変化率を表す。Ｇｓグラフにおいて、重篤な狭窄がある場合、ボクセル値の変化率（Ｇｓ値）は大きくなる。

ところで、Ｇｄグラフの横軸は、ＣＰＲ（Curved Multi Planar Reconstruction：以下、曲断面と呼ぶ）画像の１つであるＳｔｒｅｔｃｈｅｄ ＣＰＲ（以下、ＳＰＲと呼ぶ）画像における横軸と同じになる。このため、ＳＰＲ画像上の冠動脈の位置とＧｄグラフ上におけるボクセル値の位置とは、等しくなり、互いに関連付けることが可能である。
［先行技術文献］
［非特許文献］
Michael L. Steigner, MD; Dimitrios Mitsouras, PhD; Amanda G. Whitmore, BA; Hansel J. Otero, MD; Chunliang Wang, MD; Orla Buckley, MD; Noah A. Levit, BS; Alia Z. Hussain, MD; Tianxi Cai, PhD; Richard T. Mather, PhD; O¨ rjan Smedby, MD; Marcelo F. DiCarli, MD; Frank J. Rybicki, MD, PhD; "Iodinated Contrast Opacification Gradients in Normal Coronary Arteries Imaged With Prospectively ECG-Gated Single Heart Beat 320-Detector Row Computed Tomography;" Circ Cardiovasc Imaging. 2010;3:179-186; originally published online December 31, 2009

しかしながら、ＧａグラフまたはＧｓグラフの横軸は、ＳＰＲ画像の横軸と異なる。このため、医用画像処理装置は、ＳＰＲ画像上の冠動脈の位置とＧａグラフおよびＧｓグラフ上のボクセル値の位置とを関連付けることができず、操作者に対する直感的な位置関係の表示が困難となる。

本実施形態の目的は、曲断面画像おける冠動脈の位置と、グラディエントグラフにおける曲線の位置とを関連付けて表示可能な医用画像処理装置を提供することにある。

本実施形態に係る医用画像処理装置は、冠動脈の芯線に沿った曲断面画像を記憶する記憶部と、前記曲断面画像に基づいて、前記芯線に沿った位置ごとに、前記冠動脈における内腔の断面積と前記内腔の断面の最短径とのうち少なくとも一方に関する複数のボクセル値のうち最大値を特定する特定部と、前記芯線に沿った方向に関して、前記断面積または前記最短径についての前記最大値を示すグラフを発生するグラフ発生部と、前記芯線に沿った位置に対する前記断面積または前記最短径を示す対応表を発生する対応表発生部と、前記グラフ上に前記芯線に沿った方向に関する範囲を入力する入力部と、前記入力された範囲と前記対応表とに基づいて、前記曲断面画像上において、前記入力された範囲に対応する領域を決定する領域決定部と、前記芯線に沿った方向を基準として、前記グラフ上に前記入力された範囲を強調した画像を、前記曲断面画像に前記入力された範囲に対応する領域を強調した画像とともに表示する表示部と、を具備することを特徴とする。

第１の実施形態に係る医用画像解析装置を示すブロック図。 第１の実施形態に係る医用画像処理装置を示すブロック図。 第１の実施形態に係る医用画像処理装置のプロセッサの機能構成を示すブロック図。 第１の実施形態に係る医用画像解析装置における画像解析処理の流れを示すフローチャート。 図４に示す画像解析処理による結果の表示例を示す図。 第２の実施形態に係る医用画像処理装置を示すブロック図。 第２の実施形態に係る医用画像処理装置のプロセッサの機能構成を示すブロック図。 第２の実施形態に係る医用画像解析装置における画像解析処理の流れを示すフローチャート。 第３の実施形態に係る医用画像処理装置を示すブロック図。 第３の実施形態に係る医用画像処理装置のプロセッサの機能構成を示すブロック図。 第３の実施形態に係る医用画像解析装置における画像解析処理の流れを示すフローチャート。 第３の実施形態におけるソート画像の概念図。 第３の実施形態におけるソート画像の表示例を示す図。 図１１に示す画像解析処理による結果の表示例を示す図。

以下、図面を参照しながら本実施形態に係る医用画像処理装置を説明する。なお、以下の説明において、略同一の構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る医用画像解析装置を示すブロック図である。なお、図１では、医用画像解析装置に備えられる医用画像診断装置１０００の一例として、Ｘ線ＣＴ装置の構成を示す。

図１に示す医用画像解析装置は、ガントリ（Gantry）１００、前処理装置１０６、高電圧発生器１０７、再構成装置１０９、システム・コントローラ１１０およびＸ線データ収集条件設定装置１１２を備える医用画像診断装置１０００と、医用画像処理装置２００を備える。

ガントリ１００は、Ｘ線管１０１、環状フレーム１０２、複数列型又は２次元配列型のＸ線検出器１０３、データ収集システム（ＤＡＳ：Data Acquisition System）１０４、非接触データ・トランスミッタ１０５、スリップ・リング（slip ring）１０８および回転ユニット１１１を有する。

Ｘ線管１０１およびＸ線検出器１０３は、回転軸ＲＡのまわりに回転可能に設けられた環状フレーム１０２にマウントされる。

Ｘ線検出器１０３は、Ｘ線管１０１に対向して配置される。

ＤＡＳ１０４は、各チャネルのＸ線検出器１０３から出力された信号を電圧信号に変換し、その電圧信号を増幅し、更にそれをデジタル信号に変換する。ＤＡＳ１０４から出力された生データは、非接触データ・トランスミッタ１０５を介して、前処理装置１０６に送られる。

前処理装置１０６は、ＤＡＳ１０４から出力される生データに対してチャネル間の感度均一を補正し、またＸ線強吸収体（主に金属部）による極端な信号強度の低下又は信号脱落を補正する。補正を受け、前処理装置１０６から出力される投影データは、後述する医用画像処理装置２００の記憶装置６へ出力される。

高電圧発生器１０７は、Ｘ線管１０１からＸ線を発生させるために、スリップ・リング１０８を介してＸ線管１０１に管電圧を印加し、フィラメント電流（Filament current）を供給する。

再構成装置１０９は、前処理装置１０６で前処理された投影データに基づいて再構成する。これにより、ボリュームデータが発生する。再構成装置１０９は、投影データに対して、周波数領域に変換する高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）を実行し、再構成関数を重畳処理した投影データに対して、三次元逆投影処理を行い、通常の被検体Ｓの体軸方向ごとに断層像を求める。

システム・コントローラ１１０は、回転ユニット１１１を制御することで、環状フレーム１０２を０．４秒／回転等の高速で回転させる。システム・コントローラ１１０は移動ユニット（図示省略）を制御することで天板（図示省略）を移動させる。天板の移動により天板に載置された被検体Ｓが回転軸ＲＡに沿って移動される。

また、システム・コントローラ１１０は、再構成装置１０９による入力を受けて、Ｘ線データ収集条件設定装置１１２に対し収集条件を設定させる。この収集条件に基づいて、システム・コントローラ１１０は、１ビュー毎に管電圧を周期的に変化させるように高電圧発生器１０７を制御するとともに、その変化に同期してデータを収集させるようにＤＡＳ１０４を制御する。ここで、システム・コントローラ１１０は、データ／制御バスによって再構成装置１０９および医用画像処理装置２００と接続されている。

Ｘ線データ収集条件設定装置１１２は、Ｘ線管１０１の管電圧が異なる場合に異なる管電圧のデータのノイズが等しくなる又は一定の比になるように、管電圧及び管電流を設定するとともに、それぞれの管電圧に対応し、ＤＡＳ１０４のＸ線収集の積分時間又はビュー数などの条件（収集条件）を設定する。

図２は、第１の実施形態に係る医用画像処理装置２００を示すブロック図である。

図２に示す医用画像処理装置２００は、プロセッサ１、メモリ２、通信装置３、入力装置４、表示装置５、記憶装置６およびバスライン７を備える。バスライン７は、プロセッサ１、メモリ２、通信装置３、入力装置４、表示装置５および記憶装置６を通信可能に接続するアドレスバス及びデータバス等で構成される。

プロセッサ１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、コンピュータプログラムを実行することで各種の処理を実現する。

メモリ２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含むメインメモリである。メモリ２は、本実施形態における主要な処理をプロセッサ１に実現させるための医用画像処理プログラムＰＲ１等を記憶する。また、メモリ２は、各種の情報を一時的に記憶するための作業用記憶領域を形成する。

通信装置３は、有線或いは無線にて外部装置と通信する。外部装置は、例えばＸ線診断装置等のモダリティ、ＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）等のシステムに含まれるサーバ、或いは他のワークステーション等である。

入力装置４は、ユーザの操作に応じたコマンド等を入力するインターフェイスであり、例えばキーボード、マウス、タッチパネル、トラックボール、及び、各種ボタン等を含む。

表示装置５は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）或いはＯＥＬＤ（Organic ElectroLuminescence Display）等のディスプレイである。

記憶装置６は、比較的大容量のデータを記憶可能なＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等である。記憶装置６は、プロセッサ１が医用画像処理プログラムＰＲ１を実行することで実現される処理の過程において、ボリュームデータおよび解析結果、後述する曲断面画像（ＣＰＲ画像）等を記憶する。

図３は、第１の実施形態に係る医用画像処理装置２００のプロセッサ１の機能構成を示すブロック図である。図３に示すように、プロセッサ１は、データ入力部１１、抽出部１２、画像生成部１３、グラフ生成部１４、テーブル生成部１５、強調表示処理部１６および画像出力部１７としての機能を実現する。プロセッサ１は、医用画像処理プログラムＰＲ１により、これら各部として動作する。

図４は、第１の実施形態に係る医用画像解析装置における画像解析処理の流れを示すフローチャートである。

グラディエント解析処理の前に、医用画像解析装置は、ボリュームデータの取得、およびボリュームデータにおいて心臓・冠動脈等解剖学的な部位を特定する画像処理を実行する。具体的には、図４に示すように医用画像診断装置１０００は、被検体に対してＣＴスキャンを実行する。ＣＴスキャンにより投影データを取得後、医用画像診断装置１０００は、投影データに基づいて、ボリュームデータを再構成装置１０９で再構成する。ボリュームデータは、例えば、予めＸ線ＣＴ装置によって被検体Ｓの心臓領域をスキャンすることにより得られた特定の心位相に対応する。

データ入力部１１は、上記医用画像診断装置１０００から、当該ボリュームデータを入力する（ステップＳＴ１１）。入力されたボリュームデータは、記憶装置６に記憶される。

抽出部１２は、記憶装置６に記憶されるボリュームデータに含まれる心臓領域、大動脈領域、冠動脈起始部、冠動脈芯線および冠動脈領域をそれぞれ抽出する（ステップＳＴ１２〜ステップＳＴ１６）。例えば、抽出部１２は、ボリュームデータに含まれるボクセル値の変化と、予め定められた一般的な心臓、大動脈および冠動脈に関する特徴量とに基づいて、抽出する。

画像生成部１３は、抽出した冠動脈芯線を基準として、ＣＰＲ（Curved Multi Planar Reconstruction：）画像（曲断面画像）を生成する（ステップＳＴ１７）。ここで、当該ＣＰＲ画像は、広義の意味であり、Ｅｘｔｒｕｄｅｄ（解剖学的な形状をある程度維持した表示）・Ｓｔｒｅｔｃｈｅｄ（芯線を直線的に表示）・Ｃｒｏｓｓｃｕｔ（芯線に直交する断面）の３種類の画像を含む。

グラフ生成部１４は、画像生成部１３で生成されるＣＰＲ画像からＧｄグラフ、ＧａグラフおよびＧｓグラフを生成する。なお、グラフ生成部１４は、上記３つすべてのグラフを生成しなくてもよく、ＧａグラフおよびＧｓグラフを生成してもよい。

具体的には、グラフ生成部１４は、画像生成部１３で生成されたＣＰＲ画像に含まれるＳＰＲ（上記Ｓｔｒｅｔｃｈｅｄ）画像から芯線周辺の最大信号値を検索する（ステップＳＴ１８−１）。また、グラフ生成部１４は、ＳＰＲ（上記Ｓｔｒｅｔｃｈｅｄ）画像から冠動脈の芯線距離を算出する（ステップＳＴ１８−２）。グラフ生成部１４は、この検索された芯線の最大信号値および算出された芯線距離に基づいて、Ｇｄグラフを生成する（ステップＳＴ１１０−１）。

また、グラフ生成部１４は、画像生成部１３で生成されたＣＰＲ画像に含まれるＣｒｏｓｓｃｕｔ画像に基づいて、冠動脈の内腔面積を算出する（ステップＳＴ１８−３）。グラフ生成部１４は、算出された冠動脈の内腔面積に基づいて、Ｇａグラフを生成する（ステップＳＴ１１０−２）。

また、グラフ生成部１４は、画像生成部１３で生成されるＣＰＲ画像に含まれるＣｒｏｓｓｃｕｔ画像に基づいて、冠動脈の最短径を算出する（ステップＳＴ１８−４）。グラフ生成部１４は、算出された冠動脈の最短径に基づいて、Ｇｓグラフを生成する（ステップＳＴ１１０−３）。

より詳細には、Ｇａグラフの生成において、グラフ生成部１４は、曲断面画像（ＳＰＲ画像）に基づいて、芯線に沿った位置ごとに、冠動脈における内腔の断面積を算出する。グラフ生成部１４は、曲断面画像に基づいて、冠動脈における内腔の断面積に関する複数のボクセル値のうち最大値を、芯線に沿った位置ごとに特定する。グラフ生成部１４は、冠動脈における内腔の断面積に対する上記算出された最大値を示すグラフを、Ｇａグラフとして発生する。

また、Ｇｓグラフの生成において、グラフ生成部１４は、曲断面画像に基づいて、冠動脈における内腔の断面積の最短径を算出する。グラフ生成部１４は、曲断面画像に基づいて、冠動脈における内腔の断面積の最短径に関する複数のボクセル値のうち最大値を、芯線に沿った位置ごとに特定する。グラフ生成部１４は、冠動脈における内腔の断面積の最短径に対する上記算出された最大値を示すグラフを、Ｇａグラフとして発生する。

図５は、図４に示す画像解析処理による結果の表示例を示す図である。

図５に示すように、表示装置５は、上記画像処理を経て画像出力部１７から出力されたＣＰＲ画像（特にＳＰＲ画像）およびグラディエントグラフ（特にＧａグラフ（ａ）とＧｓグラフ（ｂ））を表示する（ステップＳＴ１１１−１およびステップＳＴ１１１−２）。

ここで、テーブル生成部１５は、ＳＰＲ画像から算出される冠動脈起始部を原点として芯線に沿った任意点の冠動脈の芯線距離Ｄと、Ｇａグラフの横軸である冠動脈内腔面積Ａとを関連付けるテーブルを生成する（ステップＳＴ１９−１）。また、テーブル生成部１５は、ＳＰＲ画像から算出された冠動脈起始部を原点として芯線に沿った任意点の冠動脈の芯線距離Ｄと、Ｇｓグラフの横軸である冠動脈最短径ａとを関連付けるテーブルを生成する（ステップＳＴ１９−２）。

より詳細には、テーブル生成部１５は、冠動脈の位置と冠動脈内腔面積に基づいて、冠動脈内腔面積に対する冠動脈の位置を示す対応表（テーブル）を発生する。テーブル生成部１５は、冠動脈の位置と冠動脈最短径とに基づいて、冠動脈最短径に対する冠動脈の位置を示す対応表（テーブル）を発生する。

図５に示すように、ユーザは、例えばグラディエントグラフの横軸に垂直な複数のバー（縦棒）を移動させる。ユーザは、グラディエント値（グラディエントグラフの空間的な変化率）の算出に使用する範囲（注目範囲）を当該バーを移動させて選択する（ステップＳＴ１１２）。このとき、強調表示処理部１６は、グラディエントグラフ上の注目範囲をカラーリングし、表示装置５に強調表示する（ステップＳＴ１１４−１）。

また、強調表示処理部１６は、選択されたグラディエントグラフ上の注目範囲とともに、当該注目範囲に対応するＳＰＲ画像上の該当範囲をユーザに提示する。強調表示処理部１６は、上記テーブルを利用してグラディエントグラフ上の注目範囲に対応する芯線距離を検索する（ステップＳＴ１１３）。グラディエントグラフと芯線距離Ｄとが関連付けられているため、強調表示処理部１６は、注目範囲に対応するＳＰＲ画像上の該当範囲（領域）を検索することが可能である。すなわち、注目範囲と対応表とに基づいて、曲断面画像上において、注目範囲に対応する領域が決定される。強調表示処理部１６は、検索結果に基づいて、グラディエントグラフ上の注目範囲に対応するＳＰＲ画像上の該当範囲をカラーリングし、表示装置５に強調表示させる（ステップＳＴ１１４−２）。すなわち、グラディエントグラフ上に注目範囲を重畳した画像が、決定された領域を曲断面画像に重畳した画像と共に、表示装置５に表示される。

上記構成によれば、第１の実施形態に係る医用画像処理装置２００は、ＳＰＲ画像内の位置と、グラディエントグラフの解析値とを関連付けるテーブルを生成している。このため、医用画像処理装置２００は、当該テーブルを用いてグラディエントグラフ上の選択範囲を検索することが可能である。また、医用画像処理装置２００は、検索結果に基づいて、グラディエントグラフ上の選択範囲と、当該グラディエントグラフ上の選択範囲に対応するＳＰＲ画像上の該当範囲とを強調して表示することが可能である。

したがって、医用画像処理装置２００は、ＳＰＲ画像上の位置と、Ｇａグラフ上の位置およびＧｓグラフ上の位置とを関連付けることで、ユーザにとって直感的な位置関係の表示を実現することができる。また、医用画像処理装置２００が、グラディエントグラフ上の選択範囲と、当該グラディエントグラフ上の選択範囲に対応するＳＰＲ画像上の該当範囲とに対して強調表示を実行することにより、ユーザは、グラディエント解析の対象とすべき部位か否かの判断に、強調表示を利用することができる。このため、ユーザは、より正確なグラディエント解析を実行可能となる。また、医用画像処理装置２００により、ユーザは、グラディエント解析のために、画像とグラフとを直感的に操作できるため、解析対象外の領域の設定等の効率が向上する。

なお、医用画像処理装置２００では、装置の一例としてＸ線ＣＴ装置を用いた例を示したが、ＭＲＩ(Magnetic Resonance Imaging)を用いてもよい。また、上記医用画像解析装置は、前処理装置１０６および再構成装置１０９を医用画像診断装置１０００に備えているが、これに限らない。上記医用画像解析装置は、前処理装置１０６および再構成装置１０９を医用画像処理装置２００に備えていてもよい。

（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態に係る医用画像処理装置２０１を示すブロック図である。

図６に示す医用画像処理装置２００は、プロセッサ１、メモリ２、通信装置３、入力装置４、表示装置５、記憶装置６およびバスライン７を備える。バスライン７は、プロセッサ１、メモリ２、通信装置３、入力装置４、表示装置５および記憶装置６を通信可能に接続するアドレスバス及びデータバス等で構成される。

メモリ２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含むメインメモリである。メモリ２は、本実施形態における主要な処理をプロセッサ１に実現させるための医用画像処理プログラムＰＲ２等を記憶する。また、メモリ２は、各種の情報を一時的に記憶するための作業用記憶領域を形成する。

図７は、第２の実施形態に係る医用画像処理装置２００のプロセッサ１の機能構成を示すブロック図である。図７に示すように、プロセッサ１は、データ入力部１１、抽出部１２、画像生成部１３、グラフ生成部１４、テーブル生成部１５、強調表示処理部２１および画像出力部１７としての機能を実現する。プロセッサ１は、医用画像処理プログラムＰＲ２により、これら各部として動作させる。

図８は、第２の実施形態に係る医用画像解析装置における画像解析処理の流れを示すフローチャートである。なお、図４と共通する点については、詳しい説明を省略する。

図８に示すように、ユーザは、例えばＳＰＲ画像上に設けられた横軸に常に垂直な複数のバー（縦棒）を移動させる。ユーザは、当該バーを移動させることにより範囲を選択する（ステップＳＴ２１２）。このとき、強調表示処理部２１は、ＳＰＲ画像上の選択範囲をカラーリングし、表示装置５に強調表示する（ステップＳＴ２１４−１）。

また、ＳＰＲ画像上の選択範囲と同時に、当該ＳＰＲ画像上の選択範囲に対応するグラディエントグラフ上の該当範囲をユーザに提示する。このために、強調表示処理部２１は、当該テーブルを利用してＳＰＲ画像上の選択範囲に該当する芯線距離を検索する（ステップＳＴ２１３）。グラディエントグラフと芯線距離Ｄとが関連付けられているため、強調表示処理部２１は、ＳＰＲ画像上の選択範囲に対応するグラディエントグラフ上の範囲を検索することが可能である。すなわち、選択範囲と対応表とに基づいて、グラディエントグラフ上において、選択範囲に対応する領域が決定される。強調表示処理部２１は、検索結果に基づいて、当該ＳＰＲ画像上の選択範囲に対応するグラディエントグラフ上の該当範囲をカラーリングし、表示装置５に強調表示させる（ステップＳＴ２１４−２）。すなわち、曲断面画像（ＳＰＲ画像など）上に選択範囲を重畳した画像が、決定された領域をグラディエントグラフ上に重畳した画像と共に、表示装置５に表示される。

上記構成によれば、第２の実施形態に係る医用画像処理装置２０１は、ＳＰＲ画像内の位置をグラディエントグラフの解析値を関連付けるテーブルを生成する。このため、医用画像処理装置２０１は、当該テーブルを用いてＳＰＲ画像上の選択範囲を検索することが可能である。また、医用画像処理装置２０１は、検索結果に基づいて、ＳＰＲ画像上の選択範囲と当該ＳＰＲ画像上の選択範囲に対応するグラディエントグラフ上の該当範囲とを強調して表示することが可能である。

したがって、医用画像処理装置２０１は、ＳＰＲ画像上の位置と、Ｇａグラフ上の位置およびＧｓグラフ上の位置とを関連付け、直感的な位置関係の表示を実現することができる。

また、医用画像処理装置２００が、グラディエントグラフ上の選択範囲と、当該グラディエントグラフ上の選択範囲に対応するＳＰＲ画像上の該当範囲とに対して強調表示を実行することにより、ユーザは、グラディエント解析の対象とすべき部位か否かの判断に、強調表示を利用することができる。このため、ユーザは、より正確なグラディエント解析を実行可能となる。

また、医用画像処理装置２０１により、ユーザは、グラディエント解析のために、画像とグラフを直感的に操作できるため、解析対象外領域の設定等の効率が向上する。

なお、医用画像処理装置２０１では、装置の一例としてＸ線ＣＴ装置を用いた例を示したが、ＭＲＩ(Magnetic Resonance Imaging)を用いてもよい。また、上記医用画像解析装置は、前処理装置１０６および再構成装置１０９を医用画像診断装置１０００に備えているが、これに限らない。上記医用画像解析装置は、前処理装置１０６および再構成装置１０９を医用画像処理装置２００に備えていてもよい。

（第３の実施形態）
図９は、第３の実施形態に係る医用画像処理装置２０２を示すブロック図である。

図９に示す医用画像処理装置２０２は、プロセッサ１、メモリ２、通信装置３、入力装置４、表示装置５、記憶装置６およびバスライン７を備える。バスライン７は、プロセッサ１、メモリ２、通信装置３、入力装置４、表示装置５および記憶装置６を通信可能に接続するアドレスバス及びデータバス等で構成される。

メモリ２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含むメインメモリである。メモリ２は、本実施形態における主要な処理をプロセッサ１に実現させるための医用画像処理プログラムＰＲ３等を記憶する。また、メモリ２は、各種の情報を一時的に記憶するための作業用記憶領域を形成する。

図１０は、第３の実施形態に係る医用画像処理装置２０２のプロセッサ１の機能構成を示すブロック図である。図１０に示すように、プロセッサ１は、データ入力部１１、抽出部１２、画像生成部１３、グラフ生成部１４、テーブル生成部１５、ソート画像生成部３１、強調表示処理部３２および画像出力部１７としての機能を実現する。プロセッサ１は、医用画像処理プログラムＰＲ３により、これら各部として動作させる。

図１１は、第３の実施形態に係る医用画像解析装置における画像解析処理の流れを示すフローチャートである。なお、図４および図８と共通する点については、詳しい説明を省略する。

図１１に示すように、強調表示処理部３２は、グラディエントグラフ上の注目範囲をカラーリングし、表示装置５に強調表示させる（ステップＳＴ３１４−１）。

また、強調表示処理部３２は、グラディエントグラフ上の注目範囲に対応するＳＰＲ画像上の該当範囲をカラーリングし、表示装置５に強調表示させる（ステップＳＴ３１４−２）。

ソート画像生成部３１は、ＳＰＲ画像を当該テーブルを基にソートして、後述するソート画像を生成する（ステップＳＴ３１５）。具体的には、ソート画像生成部３１は、曲断面画像における冠動脈の領域に含まれる複数のボクセルを、冠動脈の位置にそれぞれ対応する冠動脈の断面積に関する複数のボクセルを単位として、対応表を用いて冠動脈の断面積を降順で並べ替えることで、Ｇａグラフに対応する並べ替え画像を発生する。また、ソート画像生成部３１は、曲断面画像における冠動脈の領域に含まれる複数のボクセルを、冠動脈の位置にそれぞれ対応する内腔の最短径に関する複数のボクセルを単位として、対応表を用いて最短径を降順で並べ替えることで、Ｇｓグラフに対応する並べ替え画像を発生する。画像出力部１７は生成したソート画像（並べ替え画像）を表示装置５に出力する。表示装置５は、出力されたソート画像を表示する（ステップＳＴ３１６）。すなわち、表示装置５は、ソート画像（並べ替え画像）を、曲断面画像およびグラディエントグラフ（Ｇａグラフ、Ｇｓグラフ）と共に表示する。

また、強調表示処理部１６は、上記グラディエントグラフ上の注目範囲およびＳＰＲ画像上の選択範囲とともに、グラディエントグラフ上の注目範囲に対応するソート画像上の該当範囲を、カラーリング等の手法で、表示装置５に強調表示させる（ステップＳＴ３１７）。

上記に示すように、第３の実施形態に係る医用画像処理装置の特徴は、ソート画像を生成し、表示装置５に表示することである。図１２は、第３の実施形態におけるソート画像の概念図である。また、図１３は、第３の実施形態におけるソート画像の表示例を示す図である。

ここで、冠動脈の断面積に応じて降順で並べ替えたソート画像の横軸は、Ｇａグラフの横軸と一致する。また、冠動脈の最短径に応じて降順で並べ替えたソート画像の横軸は、Ｇｓグラフの横軸と一致する。ソート画像は、ＳＰＲ画像等のＣＰＲ画像を元に生成される。例えば、ＳＰＲ画像の場合、Ｘ線ＣＴ装置によって発生された原画像と比較すると、形状は一部歪んでいるが解剖学的な前後関係が変化することはない。しかしながら、ソート画像は、ＧａやＧｓ用に算出されたＣｒｏｓｓｃｕｔ画像上の冠動脈内腔の面積と最短径の数値の大きさに応じて、ＳＰＲ画像の画素を横方向に、降順にソートされている。ソート画像は、Ｃｒｏｓｓｃｕｔ画像上の冠動脈の内腔面積と最短径の数値の大きさに応じて、ＳＰＲ画像の画素を横方向にソートされているため、ユーザは、ＳＰＲ画像上の狭窄部分の確認を容易に行うことが可能になる。なお、第３の実施形態に係る医用画像処理装置において、表示装置５に表示する表示例を図１４に示す。表示装置５は、ソート（並べ替え）画像を、曲断面画像および対応するグラフと共に表示する。図１４（ａ）は、ＳＰＲ画像とソート画像とＧａグラフとを並列表示した一例を示す図である。図１４（ｂ）は、ＳＰＲ画像とソート画像とＧｓグラフとを並列表示した一例を示す図である。

上記構成によれば、第３の実施形態に係る医用画像処理装置２０２は、ＳＰＲ画像内の位置をグラディエントグラフの解析値を関連付けるテーブルを生成している。このため、医用画像処理装置２０２は、当該テーブルを用いてＳＰＲ画像上の選択範囲を検索することが可能である。また、医用画像処理装置２０２は、検索結果に基づいて、ＳＰＲ画像上の選択範囲と当該ＳＰＲ画像上の選択範囲に対応するグラディエントグラフ上の該当範囲とともに強調して表示することが可能である。

また、医用画像処理装置２０２は、ＳＰＲ画像からソート画像を生成することにより、ユーザに対してより直感的な位置関係の表示を実現することが可能となる。

したがって、医用画像処理装置２０２は、ＳＰＲ画像上の位置と、Ｇａグラフ上の位置およびＧｓグラフ上の位置とを関連付け、直感的な位置関係の表示を実現することができる。

また、医用画像処理装置２００が、グラディエントグラフ上の選択範囲と、選択範囲に対応するＳＰＲ画像上の該当範囲と、選択範囲に対応するソート画像における該当範囲とに対して強調表示を実行することにより、ユーザは、グラディエント解析の対象とすべき部位か否かの判断に、強調表示を利用することができる。このため、ユーザは、より正確なグラディエント解析を実行可能となる。

また、医用画像処理装置２０２により、ユーザは、グラディエント解析のために、画像とグラフを直感的に操作できるため、解析対象外領域の設定等の効率が向上する。

なお、医用画像処理装置２０２では、装置の一例としてＸ線ＣＴ装置を用いた例を示したが、ＭＲＩ(Magnetic Resonance Imaging)を用いてもよい。また、ＳＰＲ画像、ソート画像およびグラディエントグラフ間で、選択Ｃｒｏｓｓｃｕｔ面をリンクさせて、強調表示してもよい。また、Ｇｓグラフの場合、ソート画像上での表示面を最短径断面に設定してもよい。

また、上記医用画像解析装置は、前処理装置１０６および再構成装置１０９を医用画像診断装置１０００に備えているが、これに限らない。上記医用画像解析装置は、前処理装置１０６および再構成装置１０９を医用画像処理装置２００に備えていてもよい。

以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１００…ガントリ、１０１…Ｘ線管、１０２…環状フレーム、１０３…Ｘ線検出器、１０４…ＤＡＳ（データ収集システム）、１０５…非接触データ・トランスミッタ、１０６…高電圧発生器、１０７…スリップ・リング、１０８…システム・コントローラ、１０９…回転ユニット、１１０…Ｘ線データ収集条件設定装置、２００〜２０２…医用画像処理装置、１…プロセッサ、２…メモリ、３…通信装置、４…入力装置、５…表示装置、６…記憶装置、７…バスライン、１１…データ入力部、１２…抽出部、１３…画像生成部、１４…グラフ生成部、１５…テーブル生成部、１６，２１，３２…強調表示処理部、１７…画像出力部、３１…ソート画像生成部。

Claims (3)

1. 冠動脈の芯線に沿った曲断面画像を記憶する記憶部と、
   前記曲断面画像に基づいて、前記芯線に沿った位置ごとに、前記冠動脈における内腔の断面積と前記内腔の断面の最短径とのうち少なくとも一方に関する複数のボクセル値のうち最大値を特定する特定部と、
   前記芯線に沿った方向に関して、前記断面積または前記最短径についての前記最大値を示すグラフを発生するグラフ発生部と、
   前記芯線に沿った位置に対する前記断面積または前記最短径を示す対応表を発生する対応表発生部と、
   前記グラフ上に前記芯線に沿った方向に関する範囲を入力する入力部と、
   前記入力された範囲と前記対応表とに基づいて、前記曲断面画像上において、前記入力された範囲に対応する領域を決定する領域決定部と、
   前記芯線に沿った方向を基準として、前記グラフ上に前記入力された範囲を強調した画像を、前記曲断面画像に前記入力された範囲に対応する領域を強調した画像とともに表示する表示部と、
   を具備することを特徴とする医用画像処理装置。
2. 冠動脈の芯線に沿った曲断面画像を記憶する記憶部と、
   前記曲断面画像に基づいて、前記芯線に沿った位置ごとに、前記冠動脈における内腔の断面積と前記内腔の断面の最短径とのうち少なくとも一方に関する複数のボクセル値のうち最大値を特定する特定部と、
   前記芯線に沿った方向に関して、前記断面積または前記最短径についての前記最大値を示すグラフを発生するグラフ発生部と、
   前記芯線に沿った位置に対する前記断面積または前記最短径を示す対応表を発生する対応表発生部と、
   前記曲断面画像上に前記芯線に沿った方向に関する範囲を入力する入力部と、
   前記入力された範囲と前記対応表とに基づいて、前記グラフ上において、前記入力された範囲に対応する領域を決定する領域決定部と、
   前記芯線に沿った方向を横軸として、前記曲断面画像上に前記入力された範囲を強調した画像を、前記グラフに前記入力された範囲に対応する領域を強調した画像と共に表示する表示部と、
   を具備することを特徴とする医用画像処理装置。
3. 前記曲断面画像における前記冠動脈の領域に含まれる複数のボクセルを、前記入力された範囲に対応する位置にそれぞれ対応する前記断面積または前記最短径に関する複数のボクセルを単位として、前記対応表を用いて前記断面積又は前記最短径を降順で並べ替えることで、前記グラフに対応する並べ替え画像を発生する画像発生部をさらに具備し、
   前記表示部は、
   前記並べ替え画像を、前記曲断面画像および前記グラフと共に表示する請求項１または２に記載の医用画像処理装置。