JP6842304B2 - Medical image processing equipment, medical image processing methods, and medical image processing programs - Google Patents

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Description

本開示は、医用画像処理装置、医用画像処理方法、及び医用画像処理プログラムに関する。 The present disclosure relates to a medical image processing apparatus, a medical image processing method, and a medical image processing program.

非侵襲で血流を計測する方法として、MRI(Magnetic Resonance Imaging:核磁気共鳴イメージング)装置を用いてPhase Contrast法(以下、単に「PC法」ともいう)で血流速度や時間速度曲線が得られることが知られている。PC法では撮像された2D断面に対して法線方向の流れを取得できる(以下、「2D−PC法」)。さらにPC法では複数の方向の断面を撮像することにより3次元の流れを取得することが出来る(以下、「3D−PC法」)。また、超音波診断装置においてPulse Doppler法を用いて流量を計測することも出来る。 As a non-invasive method for measuring blood flow, the blood flow velocity and time velocity curve can be obtained by the Phase Contrast method (hereinafter, also simply referred to as "PC method") using an MRI (Magnetic Resonance Imaging) device. It is known to be. In the PC method, the flow in the normal direction can be acquired with respect to the captured 2D cross section (hereinafter, "2D-PC method"). Further, in the PC method, a three-dimensional flow can be acquired by imaging cross sections in a plurality of directions (hereinafter, "3D-PC method"). It is also possible to measure the flow rate using the Pulse Doppler method in an ultrasonic diagnostic apparatus.

先天的に単心室である患者に対して大静脈と肺動脈を連結するフォンタン手術を行い、フォンタン循環を作成することがある。フォンタン循環においては全身臓器から帰還した静脈血は、心室を経由すること無く肺に供給される(フォンタンルート)。フォンタン術は術後短期間の予後と症状を改善させるが、長期間の経過でその特殊な循環状態に起因する合併症が様々な臓器で発生することがわかってきた。最近では中心静脈圧上昇に伴ううっ血肝、肝線維化、それらの進行による肝硬変や肝細胞癌の発生が予後を左右する重要な因子として注目されている。しかし、それらを予測可能とする血液マーカーやバイオマーカーはない。 A Fontan procedure that connects the vena cava and the pulmonary artery may be performed on a patient who is congenitally single ventricle to create a Fontan circulation. In the Fontan circulation, venous blood returned from systemic organs is supplied to the lungs without passing through the ventricles (Fontan route). The Fontan procedure improves the prognosis and symptoms in the short postoperative period, but it has been found that complications due to its special circulatory state occur in various organs over a long period of time. Recently, congestive liver and hepatic fibrosis associated with increased central venous pressure, and the development of liver cirrhosis and hepatocellular carcinoma due to their progression have been attracting attention as important factors that influence the prognosis. However, there are no blood or biomarkers that make them predictable.

寺田理希、竹原康雄、「MR画像による血行動態解析と血流定量法」、INNERVISION、2011年9月26日、p23−p27Riki Terada, Yasuo Takehara, "Hemodynamic Analysis and Blood Flow Quantification Method Using MR Images", INNERVISION, September 26, 2011, p23-p27

2D−PC法においては、流れが揃っている層流は計測できるが、渦(乱流を含む)の計測が難しいという欠点がある。そのために渦と滞留の区別が付かない。また、Velocity Encodingの設定にも結果が左右される。また、断面画像に対して法線方向の流れ成分しか計測できない。また、PC法による画像は機能画像であるので、形態画像を別途撮像する必要があり、場合によっては位置合わせが必要になる。このために、PC法は流れの明白で直進性の高い動脈について、その流量を計測することに用いられてきた。また、改良された3D−PC法であっては、撮像時間が長く、データの解析ソフトウェアは高額で専門的な知識や操作が必要となる。また長時間の撮像となり、呼吸同期など患者の動きを制限して撮像する必要がある。 The 2D-PC method has a drawback that it is difficult to measure vortices (including turbulent flow), although laminar flow with uniform flow can be measured. Therefore, it is not possible to distinguish between vortices and retention. The result also depends on the Velocity Encoding setting. Moreover, only the flow component in the normal direction can be measured with respect to the cross-sectional image. Further, since the image obtained by the PC method is a functional image, it is necessary to separately capture a morphological image, and in some cases, alignment is required. For this reason, the PC method has been used to measure the flow rate of arteries with clear flow and high straightness. Further, in the improved 3D-PC method, the imaging time is long, and the data analysis software is expensive and requires specialized knowledge and operation. In addition, it takes a long time to take an image, and it is necessary to limit the movement of the patient such as respiratory synchronization.

これらの特徴により、PC法は、流れの比較的遅くかつ、渦の発生しやすい、大静脈、心房、拡張する心室内、フォンタンルート等の流れ評価には適していなかった。 Due to these characteristics, the PC method was not suitable for flow evaluation of vena cava, atrium, dilated ventricle, Fontan route, etc., which have a relatively slow flow and are prone to vortex generation.

また、Pulse Doppler法は視野制限により右心系や心房など患者の深部の血流評価に限界があった。さらに術者による技術的な差が生じる可能性があった。 In addition, the Pulse Doppler method has a limit in the evaluation of blood flow in the deep part of the patient such as the right heart system and the atrium due to the limited visual field. In addition, there was a possibility of technical differences depending on the operator.

本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、流れが比較的遅く、渦が発生し易い被検体の観察部位の血流の推定精度を容易に向上できる医用画像処理装置及び医用画像処理プログラムを提供する。 The present disclosure has been made in view of the above circumstances, and is a medical image processing apparatus and a medical image processing capable of easily improving the estimation accuracy of the blood flow at the observation site of the subject in which the flow is relatively slow and vortices are likely to occur. Provide a program.

本開示の医用画像処理装置は、ポート及びプロセッサを備える。ポートは、渦及び滞留の少なくとも一方を有する血流を含み、時系列に並ぶ複数の断面形態画像を取得する。プロセッサは、複数の断面形態画像のみに基づいて、断面形態画像の変形に関する動き情報を取得し、動き情報における移動量、速度、及び歪み量の少なくとも1つに基づいて、血流の状態を示す情報を取得し、断面形態画像に血流の状態を示す情報を重畳して表示画像を生成する。血流の状態を示す情報は、断面形態画像の断面に平行な面内の成分を有する渦及び滞留の少なくとも1つの情報を含む。 The medical image processing apparatus of the present disclosure includes a port and a processor. The port contains a blood flow having at least one of a vortex and a retention, and acquires a plurality of cross-sectional morphological images arranged in chronological order. The processor acquires motion information regarding the deformation of the cross-sectional morphological image based only on a plurality of cross-sectional morphological images, and indicates the state of blood flow based on at least one of the movement amount, the speed, and the strain amount in the motion information. Information is acquired, and information indicating the state of blood flow is superimposed on the cross-sectional morphological image to generate a display image. The information indicating the state of blood flow includes at least one piece of information on a vortex and a retention having in-plane components parallel to the cross section of the cross-sectional morphological image.

本開示の医用画像処理方法は、医用画像処理装置における医用画像処理方法であって、渦及び滞留の少なくとも一方を有する血流の領域を含み、時系列に並ぶ複数の断面形態画像を取得し、複数の断面形態画像のみに基づいて、断面形態画像の変形に関する動き情報を取得し、動き情報における移動量、速度、及び歪み量の少なくとも1つに基づいて、血流の状態を示す情報を取得し、断面形態画像に血流の状態を示す情報を重畳して表示画像を生成する。血流の状態を示す情報は、断面形態画像の断面に平行な面内の成分を有する渦及び滞留の少なくとも1つの情報を含む。 The medical image processing method of the present disclosure is a medical image processing method in a medical image processing apparatus, which includes a region of blood flow having at least one of a vortex and a retention, and acquires a plurality of cross-sectional morphological images arranged in a time series. Motion information regarding deformation of the cross-sectional morphological image is acquired based only on a plurality of cross-sectional morphological images, and information indicating the state of blood flow is acquired based on at least one of the movement amount, speed, and strain amount in the motion information. Then, information indicating the state of blood flow is superimposed on the cross-sectional morphological image to generate a display image. The information indicating the state of blood flow includes at least one piece of information on a vortex and a retention having in-plane components parallel to the cross section of the cross-sectional morphological image.

本開示の医用画像処理プログラムは、医用画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。 The medical image processing program of the present disclosure is a program for causing a computer to execute a medical image processing method.

本開示によれば、流れの比較的遅くかつ、渦の発生しやすい、静脈、心房、大動脈瘤、静脈瘤、静脈拡張、シャントの流れを評価できる。特に、フォンタン循環患者におけるフォンタンルートの渦の消失が将来の肝線維化や肝硬変を予測できることを我々は発見している。そのため、本開示は、画期的な低侵襲の画像診断、バイオマーカーとなり得る。また、断面画像に対して断面の面内成分を含む流れが評価できる。また、Gradient Echo法による撮像により取得された画像について流れを評価でき、別途の形態画像の撮像や形態画像との位置合わせが不要となる。また、血流に含まれる渦と層流と滞留を評価できる。また、撮像時間は短時間で済む。 According to the present disclosure, it is possible to evaluate the flow of veins, atriums, aortic aneurysms, varicose veins, venous dilations, and shunts, which are relatively slow in flow and prone to vortex formation. In particular, we have found that the disappearance of the Fontan root vortex in Fontan circulating patients can predict future liver fibrosis and cirrhosis. Therefore, the present disclosure can be an epoch-making minimally invasive diagnostic imaging and biomarker. In addition, the flow including the in-plane component of the cross section can be evaluated with respect to the cross section image. In addition, the flow can be evaluated for the image acquired by imaging by the Gradient Echo method, and it is not necessary to separately capture the morphological image or align it with the morphological image. In addition, vortices, laminar flows, and retention contained in the bloodstream can be evaluated. Moreover, the imaging time is short.

第1の実施形態における医用画像処理装置の構成例を示すブロック図Block diagram showing a configuration example of the medical image processing apparatus according to the first embodiment 医用画像処理装置による動作例を示すフローチャートFlowchart showing an operation example by a medical image processing device 最大主歪成分に基づく血流の状態を示す情報がマッピングされた画像を模式的に示す図A diagram schematically showing an image to which information indicating the state of blood flow based on the maximum main strain component is mapped. 最大主歪成分が重畳されたMRI画像を模式的に示した模式図Schematic diagram schematically showing an MRI image on which the maximum main strain component is superimposed 図4のMRI画像の画像例を示す図The figure which shows the image example of the MRI image of FIG. フォンタン手術が施されたが、肝臓に疾患を有していない患者(Control)の肝臓を含むMRI画像の画像例を示す図The figure which shows the image example of the MRI image including the liver of the patient (Control) who performed Fontan operation but does not have a liver disease. 健常者(Normal)の肝臓を含むMRI画像の画像例を示す図The figure which shows the image example of the MRI image including the liver of a healthy person (Normal) 肝臓癌の人の肝臓を含むMRI画像の画像例を示す図The figure which shows the image example of the MRI image containing the liver of a person with liver cancer 肝臓が繊維化した人の肝臓を含むMRI画像の第1画像例を示す図The figure which shows the 1st image example of the MRI image containing the liver of a person whose liver became fibrotic 肝臓が繊維化した人の肝臓を含むMRI画像の第2画像例を示す図The figure which shows the 2nd image example of the MRI image which includes the liver of the person which the liver became fibrotic 従来の2D−PC法による血流計測を説明するための図The figure for demonstrating the blood flow measurement by the conventional 2D-PC method. 第1の実施形態の血流推定を説明するための図The figure for demonstrating the blood flow estimation of the 1st Embodiment

以下、本開示の実施形態について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.

(本開示の一形態を得るに至った経緯)
血流計測装置は、2D−PC法に従って血流を計測する場合、流れが揃っている層流を計測できるが、渦を計測することが困難である。渦を計測することが困難であることは、血流がない状態と、血流があるが渦あり、血流の少なくとも一部が相殺されて血流がないように見える状態と、を識別困難であるためである。つまり、血流計測装置は、血流が渦であるか滞留であるかの区別が困難である。また、血流計測装置は、血流の速度に応じてMRI装置の傾斜磁場強度を変化させるためのVelocity Encodingパラメータによっても、血流の計測結果が左右される。また、血流計測装置は、MRI装置により撮像された断面画像に対する法線方向の流れ成分以外の流れ成分を計測することが困難である。また、PC法による画像は機能画像であるので、形態画像が別途必要となる。この場合、機能画像の撮像と形態画像の撮像とで、観察部位を撮像するための位置合わせが必要になることもある。
(Background to obtain one form of this disclosure)
When the blood flow is measured according to the 2D-PC method, the blood flow measuring device can measure the laminar flow in which the flow is uniform, but it is difficult to measure the vortex. Difficulty in measuring vortices makes it difficult to distinguish between a state without blood flow and a state with blood flow but vortex, with at least part of the blood flow offset and appearing to be non-blood flow. Because it is. That is, it is difficult for the blood flow measuring device to distinguish whether the blood flow is a vortex or a retention. In addition, the blood flow measurement result of the blood flow measuring device is also influenced by the Magnetic Encoding parameter for changing the gradient magnetic field strength of the MRI device according to the blood flow velocity. Further, it is difficult for the blood flow measuring device to measure a flow component other than the flow component in the normal direction with respect to the cross-sectional image captured by the MRI device. Further, since the image obtained by the PC method is a functional image, a morphological image is required separately. In this case, it may be necessary to align the image of the observation site between the image capture of the functional image and the image capture of the morphological image.

血流測定装置は、3D−PC法に従って血流を計測する場合、心電同期で複数の方向の断面を撮像する必要があるため、MRI装置により画像を撮像するための撮像時間が長くなる。そのため、呼吸にばらつきがある人や不整脈の人がMRI装置により撮像する場合、MRI装置による撮像精度が劣化することがある。また、撮像中の患者の動きに、画質が影響される。また、3D−PC法による血流計測を行う血流計測装置や3D−PC法に用いられる画像を撮像するMRI装置が高額となる。 When the blood flow measuring device measures the blood flow according to the 3D-PC method, it is necessary to image the cross sections in a plurality of directions by electrocardiographic synchronization, so that the imaging time for capturing the image by the MRI device becomes long. Therefore, when a person with uneven breathing or a person with an arrhythmia takes an image with an MRI apparatus, the imaging accuracy with the MRI apparatus may deteriorate. In addition, the image quality is affected by the movement of the patient during imaging. In addition, a blood flow measuring device that measures blood flow by the 3D-PC method and an MRI device that captures an image used in the 3D-PC method are expensive.

このため、PC法は、血流が明白(層流)であり、直進性の高い動脈の流量計測に用いられることが多い。一方、PC法は、血流が比較的遅く、かつ、渦が発生しやすい観察部位(例えば、静脈、心房、心尖部、動脈瘤、静脈瘤、血管乖離の偽腔、静脈拡張部)の血流評価には適していない。 Therefore, the PC method is often used for measuring the flow rate of an artery having a clear blood flow (laminar flow) and high straightness. On the other hand, in the PC method, blood flow is relatively slow and blood at observation sites where vortices are likely to occur (for example, veins, atrium, apex, aneurysm, varicose veins, false lumen of vascular dissociation, venous dilation). Not suitable for flow evaluation.

ところで、先天的に単心室である患者に対してフォンタン手術が行われ、フォンタン循環が作成されることがある。フォンタン循環では、全身臓器から帰還した静脈血は、心臓を経由すること無く、肺動脈に供給され得る。この場合、帰還した静脈血を直接肺に供給する人工的な経路であるフォンタンルートが作成される。フォンタン循環患者は、術後も経過観察されることが必要である。フォンタンルートにおいて静脈血が滞留し、静脈圧が上昇すると、内臓組織に負担がかかるためである。特に、右室・右房が存在すべき位置やその周辺の静脈圧が上昇し血流が停滞すると、肝臓に負荷がかかり、肝の繊維化、ひいては癌化が報告されている。また、静脈血の滞留は、肺梗塞の原因にもなる。 By the way, the Fontan procedure may be performed on a patient who is congenitally single ventricle to create a Fontan circulation. In the Fontan circulation, venous blood returned from systemic organs can be supplied to the pulmonary arteries without going through the heart. In this case, the Fontan route, which is an artificial route that supplies the returned venous blood directly to the lungs, is created. Patients with Fontan circulation need to be followed up after surgery. This is because venous blood stays in the Fontan route and the venous pressure rises, which puts a strain on the visceral tissues. In particular, it has been reported that when the venous pressure in or around the position where the right ventricle / right atrium should exist rises and the blood flow becomes stagnant, the liver is overloaded, and the liver becomes fibrotic and eventually becomes cancerous. In addition, venous blood retention also causes pulmonary infarction.

フォンタンルートは、肺動脈に近い位置で静脈血が通過することから、血流が比較的遅く、又は停滞する傾向にある。そのため、PC法は、フォンタン循環患者におけるフォンタンルートや肺動脈の血流評価には、適していない。 The Fontan route tends to have relatively slow or stagnant blood flow because venous blood passes near the pulmonary artery. Therefore, the PC method is not suitable for evaluating the blood flow of the Fontan route and the pulmonary artery in the Fontan circulation patient.

以下、流れが比較的遅く、渦が発生し易い被検体の観察部位の血流の推定精度を向上できる医用画像処理装置、医用画像処理方法、及び医用画像処理プログラムについて説明する。 Hereinafter, a medical image processing apparatus, a medical image processing method, and a medical image processing program that can improve the estimation accuracy of blood flow at an observation site of a subject whose flow is relatively slow and vortices are likely to occur will be described.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態における医用画像処理装置100の構成例を示すブロック図である。医用画像処理装置100は、ポート110、ユーザインタフェース(UI:User Interface)120、ディスプレイ130、プロセッサ140、及びメモリ150を備える。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of the medical image processing apparatus 100 according to the first embodiment. The medical image processing device 100 includes a port 110, a user interface (UI: User Interface) 120, a display 130, a processor 140, and a memory 150.

医用画像処理装置100には、MRI装置200が接続される。医用画像処理装置100は、MRI装置200から断面画像としてのMRI画像を取得し、取得されたMRI画像に対して処理を行う。医用画像処理装置100は、PC(Personal Computer)とPCに搭載されたソフトウェアにより構成されてもよい。また、医用画像処理装置100はMRI装置200に内蔵されていてもよい。 An MRI apparatus 200 is connected to the medical image processing apparatus 100. The medical image processing device 100 acquires an MRI image as a cross-sectional image from the MRI device 200, and processes the acquired MRI image. The medical image processing apparatus 100 may be composed of a PC (Personal Computer) and software installed in the PC. Further, the medical image processing device 100 may be built in the MRI device 200.

MRI装置200は、核磁気共鳴(NMR:Nuclear Magnetic Resonance)現象を利用して、生体内部の情報を画像化することで、画像(MRI画像)を撮像する。MRI装置200の撮像時には、生体に造影剤が投入されてもされなくてよい。生体としては人体等が挙げられる。生体は、被検体の一例である。MRI装置200は、生体における任意の断面を撮像し、断面画像としてのMRI画像を得る。MRI画像は、同じ断面において、時系列に複数撮像されてよい。この断面は、血流を含む生体の部分(例えば、静脈、心房、心尖部、動脈瘤、静脈瘤、血管乖離の偽腔、静脈拡張部、又はフォンタンルート)の少なくとも一部を含む。MRI画像が撮像されることにより、MRI画像における各画素(ピクセル又はボクセル)の画素値(MRI値)が得られる。MRI装置200は、MRI画像を医用画像処理装置100へ、有線回線又は無線回線を介して送信する。 The MRI apparatus 200 captures an image (MRI image) by imaging information inside the living body by utilizing a nuclear magnetic resonance (NMR) phenomenon. At the time of imaging of the MRI apparatus 200, the contrast medium may or may not be added to the living body. Examples of the living body include the human body. The living body is an example of a subject. The MRI apparatus 200 images an arbitrary cross section in a living body and obtains an MRI image as a cross section image. Multiple MRI images may be captured in chronological order in the same cross section. This cross section includes at least a portion of the body including blood flow (eg, vein, atrium, apex, aneurysm, varicose vein, false lumen of vascular dissociation, venous dilation, or fontan root). By capturing the MRI image, the pixel value (MRI value) of each pixel (pixel or voxel) in the MRI image can be obtained. The MRI apparatus 200 transmits an MRI image to the medical image processing apparatus 100 via a wired line or a wireless line.

具体的に、MRI装置200は、ガントリ(図示せず)及びコンソール(図示せず)を備える。ガントリは、被検体が載置される載置台、静磁場磁石、傾斜磁場コイル、RF(Radio Frequency)送信コイル、及びRF受信コイルを備える。静磁場磁石は、均一磁場領域を形成する。載置台は、均一磁場領域の中心に配置される。傾斜磁場コイルは、3次元空間の互いに直交する3方向(x方向、y方向、z方向)に傾斜磁場を発生する3対のコイルである。RF送信コイルは、被検体の撮像部位と静磁場磁石との間に配置され、高周波磁場を被検体にパルス照射する。RF受信コイルは、高周波磁場のパルス照射直後に微弱なMR信号を受信する。傾斜磁場は、RF送信やRF受信の際にパルス状に印加されてよい。RF送信コイルとRF受信コイルは、兼用されてよい。 Specifically, the MRI apparatus 200 includes a gantry (not shown) and a console (not shown). The gantry includes a mounting table on which the subject is placed, a static magnetic field magnet, a gradient magnetic field coil, an RF (Radio Frequency) transmitting coil, and an RF receiving coil. The static magnetic field magnet forms a uniform magnetic field region. The mount is located in the center of the uniform magnetic field region. The gradient magnetic field coils are three pairs of coils that generate gradient magnetic fields in three directions (x direction, y direction, and z direction) orthogonal to each other in a three-dimensional space. The RF transmission coil is arranged between the imaging site of the subject and the static magnetic field magnet, and pulsates the subject with a high-frequency magnetic field. The RF receiving coil receives a weak MR signal immediately after the pulse irradiation of the high frequency magnetic field. The gradient magnetic field may be applied in a pulse shape during RF transmission or RF reception. The RF transmitting coil and the RF receiving coil may be used in combination.

ガントリは、コンソールにより指示された所定のタイミングで撮像することで、MR信号を得る。コンソールは、医用画像処理装置100に接続される。コンソールは、ガントリからMR信号を取得し、MR信号に基づいて断面画像としてのMRI画像を生成する。コンソールは、生成されたMRI画像を、医用画像処理装置100へ送信する。 The gantry obtains an MR signal by taking an image at a predetermined timing instructed by the console. The console is connected to the medical image processing device 100. The console acquires an MR signal from the gantry and generates an MRI image as a cross-sectional image based on the MR signal. The console transmits the generated MRI image to the medical image processing apparatus 100.

MRI装置200は、連続的に撮像することで、撮像対象の断面のMRI画像を複数取得し、動画を生成してよい。この動画は、複数の2次元画像による動画でよい。また、MRI装置200は、様々な撮像手法により画像を撮像できる。MRI装置200は、例えば、Gradient Echo法に従って撮像する。Gradient Echo法では、一般的なSpin Echo法と比較して高速撮像が可能であり、複数のフェーズの撮像画像を撮像することに適している。複数のフェーズの撮像画像は、動画として機能してよい。なお、Gradient Echo法には、リワインダー型、スポイラー型、コヒーレント型、非コヒーレント型、その他、改良された方法を含まれる。 The MRI apparatus 200 may acquire a plurality of MRI images of a cross section to be imaged and generate a moving image by continuously taking images. This moving image may be a moving image of a plurality of two-dimensional images. In addition, the MRI apparatus 200 can capture an image by various imaging methods. The MRI apparatus 200 images according to, for example, the Gradient Echo method. The Gradient Echo method enables high-speed imaging as compared with the general Spin Echo method, and is suitable for capturing images captured in a plurality of phases. The captured images of the plurality of phases may function as moving images. The Gradient Echo method includes a rewinder type, a spoiler type, a coherent type, a non-coherent type, and other improved methods.

MRI装置200は、複数のMRI画像として、時系列で異なるタイミング(複数のフェーズ)で撮像する。MRI画像の撮像間隔は、任意であるが、0.1秒間隔もよいし、他の時間間隔でもよい。各撮像間隔は、等間隔でもよいし、非等間隔でもよい。MRI装置200は、医用画像処理装置100へ、所定数(例えば10枚、20枚)のMRI画像をまとめて送信してもよいし、撮像毎に1枚ずつMRI画像を送信してもよい。 The MRI apparatus 200 captures a plurality of MRI images at different timings (plural phases) in time series. The imaging interval of the MRI image is arbitrary, but may be an interval of 0.1 seconds or another time interval. The imaging intervals may be equal or non-equal intervals. The MRI apparatus 200 may collectively transmit a predetermined number (for example, 10 or 20) of MRI images to the medical image processing apparatus 100, or may transmit one MRI image for each imaging.

医用画像処理装置100内のポート110は、通信ポートや外部装置接続ポートを含み、MRI画像を取得する。取得されたMRI画像は、直ぐにプロセッサ140に送られて各種処理されてもよいし、メモリ150において保管された後、必要時にプロセッサ140へ送られて各種処理されてもよい。 The port 110 in the medical image processing device 100 includes a communication port and an external device connection port, and acquires an MRI image. The acquired MRI image may be immediately sent to the processor 140 for various processing, or may be stored in the memory 150 and then sent to the processor 140 for various processing when necessary.

ポートが取得するMRI画像は、Gradient Echo法に従って撮像された画像でよく、他の撮像方法に従って撮像された形態画像でもよい。例えば、改良された十分に高速なSpin Echo法やFast Spin Echo法で撮像されてもよい。なお、Phase Contrast法に従って撮像された画像は、機能画像であって形態画像では無いと言える。機能画像とは、組織の生理学的な活性などが装置により撮影された画像である。機能画像の例としては、PET(Positron Emission Tomography)装置による画像やMRIによる拡散強調画像があげられる。対して、形態画像は、組織の形態が装置により撮影された画像である。形態画像の例としてはCT装置による画像や、MRI画像によるT1強調画像やT2強調画像、T2*(T2スター)強調画像が挙げられる。 The MRI image acquired by the port may be an image captured according to the Gradient Echo method, or may be a morphological image captured according to another imaging method. For example, it may be imaged by an improved sufficiently fast Spin Echo method or the Fast Spin Echo method. It can be said that the image captured according to the Phase Contrast method is a functional image and not a morphological image. A functional image is an image of the physiological activity of a tissue taken by an apparatus. Examples of the functional image include an image obtained by a PET (Positron Emission Tomography) device and a diffusion-weighted image obtained by MRI. On the other hand, the morphological image is an image in which the morphology of the tissue is taken by the device. Examples of the morphological image include an image obtained by a CT device, a T1-weighted image, a T2-weighted image, and a T2 * (T2 star) -enhanced image obtained by an MRI image.

UI120は、タッチパネル、ポインティングデバイス、キーボード、又はマイクロホンを含んでもよい。UI120は、医用画像処理装置100のユーザから、任意の入力操作を受け付ける。ユーザは、医師、放射線技師、又はその他医療従事者(Paramedic Staff)を含んでもよい。 The UI 120 may include a touch panel, a pointing device, a keyboard, or a microphone. The UI 120 accepts an arbitrary input operation from the user of the medical image processing device 100. The user may include a doctor, a radiologist, or other Paramedic Staff.

UI120は、MRI画像における関心領域(ROI:Region of Interest)の指定や輝度条件の設定等の操作を受け付ける。関心領域は、組織(例えば、血管、気管支、臓器、骨)の領域を含んでよい。組織は、病変組織、正常組織、臓器、器官、など生体の組織を広く含んでよい。 The UI 120 accepts operations such as designation of a region of interest (ROI: Region of Interest) in an MRI image and setting of luminance conditions. Areas of interest may include areas of tissue (eg, blood vessels, bronchi, organs, bone). The tissue may broadly include living tissue such as lesioned tissue, normal tissue, organ, organ, and the like.

ディスプレイ130は、LCD(Liquid Crystal Display)を含んでもよく、各種情報を表示する。各種情報は、MRI画像、MRI画像に付加や重畳される情報(例えば血流の状態を示す情報)を含む。 The display 130 may include an LCD (Liquid Crystal Display) and displays various information. The various information includes an MRI image and information added to or superimposed on the MRI image (for example, information indicating the state of blood flow).

メモリ150は、各種ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)の一次記憶装置を含む。メモリ150は、HDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)の二次記憶装置を含んでもよい。メモリ150は、USBメモリやSDカードの三次記憶装置を含んでもよい。メモリ150は、各種情報やプログラムを記憶する。各種情報は、ポート110により取得されたMRI画像、プロセッサ140により生成された画像、プロセッサ140により設定された設定情報、を含んでもよい。 The memory 150 includes various ROM (Read Only Memory) and RAM (Random Access Memory) primary storage devices. The memory 150 may include a secondary storage device such as an HDD (Hard Disk Drive) or an SSD (Solid State Drive). The memory 150 may include a USB memory or a tertiary storage device of an SD card. The memory 150 stores various information and programs. The various information may include an MRI image acquired by the port 110, an image generated by the processor 140, and setting information set by the processor 140.

プロセッサ140は、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、又はGPU(Graphics Processing Unit)を含んでもよい。 The processor 140 may include a CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), or a GPU (Graphics Processing Unit).

プロセッサ140は、メモリ150に記憶された医用画像処理プログラムを実行することにより、各種処理や制御を行う。また、プロセッサ140は、医用画像処理装置100の各部を統括する。 The processor 140 performs various processes and controls by executing a medical image processing program stored in the memory 150. In addition, the processor 140 controls each part of the medical image processing device 100.

プロセッサ140は、取得されたMRI画像において、MRI画像の一部の領域を抽出してよい。この場合、UI120がユーザからの指示を受け付け、指示の情報がプロセッサ140に送られる。プロセッサ140は、指示の情報に基づいて、MRI画像から関心領域を抽出(segment)してもよい。また、ユーザからの詳細な指示により、手動で関心領域を設定(set)してもよい。観察部位が予め定められている場合、プロセッサ140は、ユーザ指示なしでMRI画像から、観察部位を含む関心領域を抽出してもよい。観察部位や関心領域は、血流として流れる血液が通過する領域(例えば血管、心臓、その他の血流を含む臓器)(以下、血流領域とも称する)を含んでよい。血流領域は、例えば、RegionGrow、LevelSet法、GraphCut、DeepLearning、等の既存のセグメンテーション手段で抽出される。以下では主に、MRI画像の一部を抽出せずに、MRI画像全体に対して画像処理することを例示するが、MRI画像の一部(例えば血管領域)が抽出されて画像処理されてもよい。 The processor 140 may extract a part of the area of the MRI image from the acquired MRI image. In this case, the UI 120 receives the instruction from the user, and the information of the instruction is sent to the processor 140. Processor 140 may segment the region of interest from the MRI image based on the indicated information. Further, the region of interest may be set manually according to a detailed instruction from the user. If the observation site is predetermined, the processor 140 may extract the region of interest including the observation site from the MRI image without user instruction. The observation site or region of interest may include a region through which blood flowing as blood flow passes (for example, a blood vessel, a heart, or other organ containing blood flow) (hereinafter, also referred to as a blood flow region). The blood flow region is extracted by existing segmentation means such as RegionGrow, LevelSet method, GraphCut, DeepLearning and the like. In the following, it is mainly illustrated that the entire MRI image is image-processed without extracting a part of the MRI image, but even if a part of the MRI image (for example, a vascular region) is extracted and image-processed. Good.

プロセッサ140は、ポート110やメモリ150から、観察部位の少なくとも一部を含む任意の断面における複数のフェーズのMRI画像を取得する。 The processor 140 acquires a plurality of phases of MRI images in any cross section including at least a part of the observation site from the port 110 and the memory 150.

プロセッサ140は、MRI画像を複数のフェーズのMRI画像を基に、複数フェーズ間でのMRI画像の変形に対して動き解析を行い、MRI画像における動き情報を取得する。動き解析の具体的手法は、例えば参考特許文献1に記載されている。
(参考特許文献1:米国特許第8311300号明細書)
The processor 140 performs motion analysis on the deformation of the MRI image between the plurality of phases based on the MRI image of the plurality of phases, and acquires the motion information in the MRI image. A specific method of motion analysis is described in, for example, Reference Patent Document 1.
(Reference Patent Document 1: US Pat. No. 8311300)

プロセッサ140は、動き情報として、MRI画像の任意の点の移動量に係る情報や速度に係る情報を取得してよい。プロセッサ140は、参考特許文献1の手法を適用すると、MRI画像を2次元格子node(k,l)に区切り、2次元格子のフェーズtの格子node(k,l,t)における2次元座標を(x,y)とした場合、フェーズtの値を変更して得られる複数のnode(k,l,t)の差分を基に、node(k,l)の格子点に係る移動量の情報を算出してよい。また、プロセッサ140は、移動量の情報を時間微分することで、速度の情報を算出してよい。移動量や速度の情報は、ベクトルで示されてよい。 The processor 140 may acquire information related to the amount of movement of an arbitrary point in the MRI image and information related to the speed as motion information. When the method of Reference Patent Document 1 is applied, the processor 140 divides the MRI image into two-dimensional grids node (k, l) and divides the two-dimensional coordinates in the phase t grid node (k, l, t) of the two-dimensional grid. When (x, y) is set, information on the amount of movement related to the grid points of the node (k, l) based on the differences of a plurality of nodes (k, l, t) obtained by changing the value of the phase t. May be calculated. Further, the processor 140 may calculate the speed information by time-differentiating the movement amount information. Information on the amount of movement and speed may be indicated by a vector.

プロセッサ140がこの2次元格子の動き情報をMRI画像全体の各点に対して補間すると、MRI画像の各点の動き情報が得られる。この所定の点の動き情報を、観察部位を含む領域の各点に対して適用すると、観察部位を含む領域の各点の動き情報が得られる。なお、プロセッサ140は、参考特許文献1の手法に限られず、その他の公知のレジストレーション手法を用いて動き解析を行ってもよい。 When the processor 140 interpolates the motion information of the two-dimensional lattice with respect to each point of the entire MRI image, the motion information of each point of the MRI image is obtained. When the motion information of the predetermined point is applied to each point in the region including the observation site, the motion information of each point in the region including the observation site can be obtained. The processor 140 is not limited to the method of Reference Patent Document 1, and motion analysis may be performed using other known registration methods.

動き解析では、医用画像処理装置100は、例えば、生体内の任意の位置がどの位置に移動したかを把握可能である。この場合、医用画像処理装置100は、前後のフェーズのMRI画像における画素値の近い塊の領域を検出して、追跡できる。血流に関しても、画素値の近い塊の領域を1つ以上検出し、この領域の動きを追跡可能である。 In the motion analysis, the medical image processing device 100 can grasp, for example, to which position an arbitrary position in the living body has moved. In this case, the medical image processing apparatus 100 can detect and track a region of a mass having close pixel values in the MRI image of the previous and next phases. With respect to blood flow, it is possible to detect one or more regions of lumps having similar pixel values and track the movement of these regions.

プロセッサ140は、動き解析の結果つまり動き情報に基づいて、MRI画像の動きに含まれる歪み量、例えば、最大主歪成分を取得する。この最大主歪成分の取得の具体的手法は、例えば参考非特許文献2に記載されている。
(参考非特許文献1:"The visualization of 3D stress and strain tensor fields"、Burkhard Wuensche、1999年)
The processor 140 acquires the amount of distortion included in the motion of the MRI image, for example, the maximum principal distortion component, based on the result of the motion analysis, that is, the motion information. A specific method for obtaining the maximum principal strain component is described in, for example, Reference Non-Patent Document 2.
(Reference Non-Patent Document 1: "The visualization of 3D stress and strain tensor fields", Burkhard Wuensche, 1999)

プロセッサ140は、参考非特許文献2の手法を適用すると、動き解析により得られる移動前の2点P,Qの位置と移動後の2点P’,Q’の位置とに基づいて、2次元の歪テンソルを算出してよい。歪テンソルは、動き情報で取得された移動量や速度のベクトルの空間微分により取得されてよい。プロセッサ140は、算出された2次元の歪テンソルに係る2つの固有ベクトルv1,v2及び2つの固有値λ1,λ2を算出してよい。固有値λ1,λ2は、行列変換に係る固有値でよい。プロセッサ140は、固有値λ1,λ2のうち最大の固有値を、最大主歪成分の値として取得してよい。 When the method of Reference Non-Patent Document 2 is applied, the processor 140 is two-dimensional based on the positions of the two points P and Q before the movement and the positions of the two points P'and Q'after the movement obtained by the motion analysis. The strain tensor of may be calculated. The strain tensor may be acquired by the spatial differentiation of the movement amount and velocity vectors acquired by the motion information. The processor 140 may calculate the two eigenvectors v1 and v2 and the two eigenvalues λ1 and λ2 related to the calculated two-dimensional strain tensor. The eigenvalues λ1 and λ2 may be eigenvalues related to the matrix transformation. The processor 140 may acquire the maximum eigenvalue among the eigenvalues λ1 and λ2 as the value of the maximum principal strain component.

プロセッサ140がこの2点P,Qに基づく最大主歪成分の取得をMRI画像全体における各点に対して補間すると、MRI画像の各点における動きに含まれる最大主歪成分の情報が得られる。この2点P,Qに基づく最大主歪成分の取得を、観察部位を含む領域における各点に対して適用すると、観察部位を含む領域の各点における最大主歪成分の情報が得られる。 When the processor 140 interpolates the acquisition of the maximum principal distortion component based on the two points P and Q for each point in the entire MRI image, information on the maximum principal distortion component included in the movement at each point of the MRI image can be obtained. When the acquisition of the maximum principal strain component based on these two points P and Q is applied to each point in the region including the observation site, information on the maximum principal strain component at each point in the region including the observation site can be obtained.

プロセッサ140は、取得された最大主歪成分の情報をMRI画像に重畳して、表示画像を生成する。プロセッサ140は、ディスプレイ130に表示画像を表示させる。 The processor 140 superimposes the acquired information on the maximum principal strain component on the MRI image to generate a display image. The processor 140 causes the display 130 to display the displayed image.

次に、医用画像処理装置100による動作例について説明する。
図2は、医用画像処理装置100による動作例を示すフローチャートである。
Next, an operation example by the medical image processing apparatus 100 will be described.
FIG. 2 is a flowchart showing an operation example by the medical image processing device 100.

まず、ポート110は、Gradient Echo法により撮像された複数フェーズのMRI画像を取得する(S11)。 First, the port 110 acquires a multi-phase MRI image captured by the Gradient Echo method (S11).

プロセッサ140は、複数フェーズのMRI画像を基に、動き解析を行う(S12)。プロセッサ140は、動き解析の結果に基づいて、最大主歪成分を取得する(S13)。プロセッサ140は、取得された最大主歪成分の値に基づく情報を、MRI画像に重畳して表示画像を生成し、ディスプレイ130に表示画像を表示させる(S14)。最大主歪成分の値は、血流の状態を示す情報の一例である。 The processor 140 performs motion analysis based on the MRI images of the plurality of phases (S12). The processor 140 acquires the maximum principal strain component based on the result of the motion analysis (S13). The processor 140 superimposes the information based on the acquired maximum principal distortion component value on the MRI image to generate a display image, and displays the display image on the display 130 (S14). The value of the maximum principal strain component is an example of information indicating the state of blood flow.

S13における最大主歪成分に血流の状態が表れる理由として、以下が考えられる。 The following can be considered as the reason why the state of blood flow appears in the maximum main strain component in S13.

血流によって生じるflow−voidのアーチファクトがMRI画像に表れ、MRI画像上のflow−voidの経時的な変化が、動き情報として捕捉される。動き情報として捕捉されるflow−voidは、追跡可能なflow−voidとも言える。よって、医用画像処理装置100は、flow−voidを追跡することで、動き情報に、少なくとも定性的な血流、又は血流の性質が含まれると推定可能である。 Flow-voice artifacts caused by blood flow appear in the MRI image, and changes in flow-voice over time on the MRI image are captured as motion information. The flow-voice captured as motion information can also be said to be a traceable flow-voice. Therefore, the medical image processing apparatus 100 can estimate that the motion information includes at least qualitative blood flow or blood flow properties by tracking the flow-voice.

flow−voidは、流れのある組織がMRI画像上で無信号となる現象を示し、流速が変化する位置で特に発生する。血液は、細い血管から瘤や肥大血管に流入する位置では、流速が急激に遅くなり、血管の狭窄の位置では、流速が速くなる。また、血管壁に近い程流速が遅くなり、血管の中心部では血流が速くなる。この流速の変化により、追跡可能なflow−voidが発生すると推定され得る。 Flow-voice shows a phenomenon in which a tissue with a flow becomes no signal on an MRI image, and occurs particularly at a position where the flow velocity changes. At the position where blood flows from a small blood vessel into a lump or a hypertrophied blood vessel, the flow velocity becomes sharply slow, and at the position where the blood vessel is narrowed, the flow velocity becomes high. In addition, the closer to the blood vessel wall, the slower the flow velocity, and the faster the blood flow at the center of the blood vessel. It can be estimated that this change in flow velocity produces a traceable flow-voice.

また、動き情報から導出される最大主歪成分は、MRI画像やMRI画像中の観察部位における変形量が最大である方向を示すと考えられる。そのため、医用画像処理装置100は、最大主歪成分が実際の血流の性質を良好に反映しているものと推定できる。このように、最大主歪成分には、観察部位における血流の様子が表現されていると推定される。 Further, the maximum principal strain component derived from the motion information is considered to indicate the direction in which the amount of deformation at the observation site in the MRI image or the MRI image is maximum. Therefore, in the medical image processing apparatus 100, it can be estimated that the maximum main strain component well reflects the properties of the actual blood flow. In this way, it is presumed that the maximum principal strain component expresses the state of blood flow at the observation site.

このような最大主歪成分の情報が形態画像としてのMRI画像とともに表示されることで、医用画像処理装置100のユーザは、MRI画像上での血管等の歪み量を認識でき、血流の状態を把握できる。 By displaying such information on the maximum main strain component together with the MRI image as a morphological image, the user of the medical image processing apparatus 100 can recognize the amount of distortion of blood vessels and the like on the MRI image, and the state of blood flow. Can be grasped.

図3は、最大主歪成分に基づく血流の状態を示す情報がマッピングされた画像を模式的に示す図である。図4は、最大主歪成分が重畳されたMRI画像を模式的に示す模式図である。図5は、図4のMRI画像の画像例を示す図である。図3〜図5では、フォンタン手術が施され、フォンタンルート11が拡張した被検体の図を示している。フォンタンルート11は、肺動脈、静脈、又は右心房心室の少なくとも一部を含んでよい。 FIG. 3 is a diagram schematically showing an image to which information indicating the state of blood flow based on the maximum main strain component is mapped. FIG. 4 is a schematic diagram schematically showing an MRI image on which the maximum main strain component is superimposed. FIG. 5 is a diagram showing an image example of the MRI image of FIG. 3 to 5 show figures of subjects who have undergone the Fontan procedure and have the Fontan route 11 expanded. The Fontan route 11 may include at least a portion of the pulmonary artery, vein, or right atrial ventricle.

図3〜5に係るMRI画像が撮像された被検体は、フォンタン手術が行われ、心臓を介さずに静脈(例えば肝静脈13)と肺動脈とを接続するフォンタンルート11が形成されている。また、フォンタンルート11が膨張していると推測される。 The subject from which the MRI image according to FIGS. 3 to 5 was imaged was subjected to the Fontan operation, and the Fontan route 11 connecting the vein (for example, the hepatic vein 13) and the pulmonary artery was formed without going through the heart. It is also presumed that the Fontan route 11 is expanding.

図3には、フォンタンルート11及びその周辺における最大主歪成分に基づく血流の状態を示す情報がマッピングされた画像G11を示す図である。血流の性質には、渦、滞留、及び層流を含んでよい。この血流の性質が、血流の状態を示す情報に反映される。 FIG. 3 is a diagram showing an image G11 to which information indicating a state of blood flow based on the maximum principal strain component in and around the Fontan route 11 is mapped. The nature of blood flow may include vortices, retention, and laminar flow. This property of blood flow is reflected in the information indicating the state of blood flow.

画像G11における渦部分11aでは、血流が発生しているが、複数(例えば多数)の方向に血流が発生しているため、各血流の少なくとも一部が相殺されて血流の捕捉が困難となり得る。しかし、多くの方向に血流が発生し、血液が流れる血管の壁が押圧されることで、血管に対する圧力の時間変化が大きくなり、血管が大きく変形する。そのため、最大主歪成分の値は大きくなる(高歪み)。血流は、血液の特性(例えば粘度)、血管の形状、血管を取り巻く周辺の臓器の形状、等に影響を受け、血流の進行方向が不定となって渦となる。この渦は、乱流となり得る。渦部分11aでは、血栓が発生し易い。 In the vortex portion 11a in the image G11, blood flow is generated, but since blood flow is generated in a plurality of (for example, many) directions, at least a part of each blood flow is canceled out and the blood flow is captured. It can be difficult. However, when blood flow is generated in many directions and the wall of the blood vessel through which the blood flows is pressed, the time change of the pressure on the blood vessel becomes large, and the blood vessel is greatly deformed. Therefore, the value of the maximum main strain component becomes large (high strain). Blood flow is affected by the characteristics of blood (for example, viscosity), the shape of blood vessels, the shapes of surrounding organs surrounding blood vessels, and the like, and the direction of travel of blood flow becomes indefinite and becomes a vortex. This vortex can be a turbulent flow. Thrombi are likely to occur in the vortex portion 11a.

画像G11における滞留部分11bでは、血流がほとんど発生しておらず、血管に対する圧力もほとんど時間変化せず、血管がほぼ変形しない。そのため、最大主歪成分の値は小さくなる(低歪み)。滞留部分11bでは、血栓が発生し易い。 In the retention portion 11b in the image G11, almost no blood flow is generated, the pressure on the blood vessel hardly changes with time, and the blood vessel is hardly deformed. Therefore, the value of the maximum main strain component becomes small (low strain). Thrombi are likely to occur in the retention portion 11b.

画像G11における層流部分11cでは、血液が血管に沿って血管内を好適に流れ、血管に対する圧力の時間変化も中程度であり、血管が少し変形する。そのため、最大主歪成分の値は中程度となる(中歪み)。 In the laminar flow portion 11c in the image G11, blood preferably flows in the blood vessel along the blood vessel, the time change of the pressure on the blood vessel is moderate, and the blood vessel is slightly deformed. Therefore, the value of the maximum main strain component is medium (medium strain).

図4では、MRI画像G12には、フォンタンルート11、大動脈12、肝静脈13、及び肝臓14を含む。図4のMRI画像G12が撮像された被検体は、フォンタン手術が行われ、心臓を介さずに静脈(例えば肝静脈13)と肺動脈とを接続するフォンタンルートが形成されている。肝臓14から流出した血液は、肝静脈13を介して肺動脈に流入する。フォンタン手術が施された被検体では、肺動脈に血圧の小さい静脈からの血液が送り込まれるため、フォンタンルート11内に血液が蓄積される傾向にある。そのため、フォンタンルート11が拡張する傾向にある(図4参照)。拡張したフォンタンルート11内には、渦部分11a,滞留部分11b、及び層流部分11cが含まれ得る。 In FIG. 4, the MRI image G12 includes the Fontan route 11, the aorta 12, the hepatic vein 13, and the liver 14. The subject in which the MRI image G12 of FIG. 4 was imaged was subjected to the Fontan operation, and a Fontan route connecting a vein (for example, hepatic vein 13) and a pulmonary artery was formed without going through the heart. The blood flowing out of the liver 14 flows into the pulmonary artery via the hepatic vein 13. In a subject who has undergone the Fontan procedure, blood is pumped into the pulmonary artery from a vein with low blood pressure, so that blood tends to accumulate in the Fontan route 11. Therefore, the Fontan route 11 tends to expand (see FIG. 4). The expanded Fontan route 11 may include a vortex portion 11a, a retention portion 11b, and a laminar flow portion 11c.

図5では、図4の渦部分11a,滞留部分11b、及び層流部分11cが、プロセッサ140により色付けされている。図5における目盛バー21は、最大主歪成分の値の大きさの情報を示す。目盛バー21は、値毎に色分けされて表現されてよい。この場合、プロセッサ140は、MRI画像G13の各画素を、各画素における最大主歪成分の大きさに応じて、最大主歪成分の大きさを示す色を決定する。この色は、血流の状態を示す情報の一例である。例えば、最大主歪成分が重畳されたMRI画像G13では、最大主歪成分の値が0〜2.8の間で色を変えて表現されてよい。 In FIG. 5, the vortex portion 11a, the retention portion 11b, and the laminar flow portion 11c of FIG. 4 are colored by the processor 140. The scale bar 21 in FIG. 5 shows information on the magnitude of the value of the maximum principal strain component. The scale bar 21 may be color-coded for each value. In this case, the processor 140 determines a color indicating the magnitude of the maximum principal strain component for each pixel of the MRI image G13 according to the magnitude of the maximum principal strain component in each pixel. This color is an example of information indicating the state of blood flow. For example, in the MRI image G13 on which the maximum principal strain component is superimposed, the value of the maximum principal strain component may be expressed by changing the color between 0 and 2.8.

最大主歪成分の値が大きい場合(例えば渦部分11a)には、橙〜赤に近い色とされてよい。最大主歪成分の値が小さい場合(例えば滞留部分11b)には、青〜紫に近い色とされてよい。最大主歪成分の値が中程度の場合(例えば層流部分11c)には、緑に近い色とされてよい。 When the value of the maximum principal strain component is large (for example, the vortex portion 11a), the color may be close to orange to red. When the value of the maximum main strain component is small (for example, the retention portion 11b), the color may be close to blue to purple. When the value of the maximum main strain component is medium (for example, the laminar flow portion 11c), the color may be close to green.

プロセッサ140は、最大主歪成分の値を基に、血流の種別つまり血流の状態を判定してよい。この場合、最大主歪成分の値が2.0以上である場合、血流が渦であると判定してよい。プロセッサ140は、最大主歪成分の値が0.0付近の値である場合、血流が滞留であると判定してよい。プロセッサ140は、最大主歪成分の値が1.0前後(1.0付近)の値である場合、血流が層流であると判定してよい。なお、この最大主歪成分の値は、複数フェーズ間で同一部分が移動していない(変形しない)場合を「1.0」とした比を示している。 The processor 140 may determine the type of blood flow, that is, the state of blood flow, based on the value of the maximum principal strain component. In this case, if the value of the maximum principal strain component is 2.0 or more, it may be determined that the blood flow is a vortex. The processor 140 may determine that the blood flow is stagnant when the value of the maximum principal strain component is in the vicinity of 0.0. The processor 140 may determine that the blood flow is laminar when the value of the maximum principal strain component is around 1.0 (near 1.0). The value of the maximum principal strain component indicates a ratio of "1.0" when the same portion does not move (deform) between a plurality of phases.

次に、最大主歪成分が重畳されたMRI画像を、被検体の症例別に示す。 Next, the MRI image on which the maximum main strain component is superimposed is shown for each case of the subject.

図6は、フォンタン手術が施された後、肝臓14に疾患を有していない患者(Controlともいう)の肝臓14を含むMRI画像G14の画像例を示す図である。図6では、紫色に近い部分、つまり滞留部分11bが少し確認できるが、渦部分11aは存在していない。図6の滞留部分11bの大きさは許容範囲であり、後述する図7の健康な人においても小さな範囲で確認される。フォンタン手術が行われたフォンタン循環患者については、図6の状態が維持されることが好ましい。 FIG. 6 is a diagram showing an example of an image of an MRI image G14 including the liver 14 of a patient (also referred to as Control) who does not have a disease in the liver 14 after the Fontan operation. In FIG. 6, a portion close to purple, that is, a stagnant portion 11b can be confirmed to some extent, but the vortex portion 11a does not exist. The size of the stagnant portion 11b in FIG. 6 is within an allowable range, and can be confirmed in a small range even in a healthy person in FIG. 7 described later. For Fontan circulating patients who have undergone the Fontan procedure, it is preferable that the condition shown in FIG. 6 is maintained.

図7は、健常人(Normalともいう)の肝臓14を含むMRI画像G15の画像例を示す図である。図8は、肝臓癌の患者の肝臓14を含むMRI画像G16の画像例を示す図である。図9は、肝臓14が繊維化した患者の肝臓14を含むMRI画像G17の第1画像例を示す図である。図10は、肝臓14が繊維化した患者の肝臓14を含むMRI画像G18の第2画像例を示す図である。図10に示す被検体では、フォンタンルート11が拡張し、血流が停滞していることが容易に理解できる。 FIG. 7 is a diagram showing an image example of an MRI image G15 including a liver 14 of a healthy person (also referred to as Normal). FIG. 8 is a diagram showing an image example of an MRI image G16 including the liver 14 of a patient with liver cancer. FIG. 9 is a diagram showing an example of a first image of an MRI image G17 including the liver 14 of a patient whose liver 14 has become fibrotic. FIG. 10 is a diagram showing a second image example of an MRI image G18 including the liver 14 of a patient whose liver 14 has become fibrotic. In the subject shown in FIG. 10, it can be easily understood that the Fontan route 11 is dilated and the blood flow is stagnant.

このように、Control(図6参照)、Normal(図7参照)、及び症状のある患者(図5,図8〜図10参照)を比較すると、症状のある患者では画像上に渦部分、滞留部分のいずれもが顕著に観察されることから、血流動態に問題が生じていることが見て取れる。 In this way, when the Control (see FIG. 6), Normal (see FIG. 7), and symptomatic patients (see FIGS. 5, 8 to 10) are compared, the vortex portion and retention on the image in the symptomatic patient. Since all of the parts are remarkably observed, it can be seen that there is a problem with blood flow dynamics.

次に、フォンタン手術やフォンタン手術に伴う血流に関して、補足する。 Next, the blood flow associated with the Fontan procedure and the Fontan procedure will be supplemented.

フォンタン手術は、例えば、心室が1つの患者に対して行われ、フォンタンルートが形成される。フォンタンルートでは、動脈を介して巡った血液が、心臓を介さずに肺動脈に送られる。この場合、心臓を介さずに静脈が直接肺静脈に接続されてもよいし、心臓を介さずに静脈と肺動脈とが人工血管を介して接続されてもよい。静脈では血液を輸送する圧力が小さくなる傾向にあるので、静脈から血液が放出されず、静脈内部圧力が蓄積する傾向がある。同様に、心臓に接続されない肺動脈では、血液を輸送する圧力が小さくなる傾向にあるので、肺動脈から血液が放出されず、肺動脈内部の圧力が蓄積する傾向がある。また、肺動脈に接続される静脈が人口血管である場合も同様である。この場合、この静脈や肺動脈に近い肝臓や膵臓から十分に動脈血が排出されずに障害が発生する可能性がある。この圧力の蓄積を抑制して、静脈や肺動脈内を血液が順調に(例えば層流で)流れることが好ましい。 The Fontan procedure, for example, is performed on a patient with one ventricle to form the Fontan route. In the Fontan route, blood that circulates through the arteries is sent to the pulmonary arteries without going through the heart. In this case, the vein may be directly connected to the pulmonary vein without the heart, or the vein and the pulmonary artery may be connected via the artificial blood vessel without the heart. Since the pressure to transport blood tends to be low in the veins, blood is not released from the veins and the pressure inside the veins tends to accumulate. Similarly, in the pulmonary arteries that are not connected to the heart, the pressure to transport blood tends to be low, so that blood is not released from the pulmonary arteries and the pressure inside the pulmonary arteries tends to accumulate. The same applies when the vein connected to the pulmonary artery is an artificial blood vessel. In this case, arterial blood may not be sufficiently drained from the liver or pancreas near the veins or pulmonary arteries, resulting in damage. It is preferable that this accumulation of pressure is suppressed so that blood flows smoothly (for example, in laminar flow) in veins and pulmonary arteries.

また、フォンタン手術後の患者の血流の観察は、血流推定の一例であり、他の血流を観察してもよい。例えば、医用画像処理装置100は、一般的な静脈を観察部位として、血流推定してもよい。また、血管に瘤や狭窄が存在するような患者においても、医用画像処理装置100による血流推定は有効である。 Further, the observation of the patient's blood flow after the Fontan operation is an example of blood flow estimation, and other blood flow may be observed. For example, the medical image processing apparatus 100 may estimate the blood flow by using a general vein as an observation site. In addition, blood flow estimation by the medical image processing device 100 is also effective in patients who have aneurysms or stenosis in blood vessels.

膨張した血管内には血管径の急激な変化により、血液が淀んで停滞し、又は渦が発生する可能性がある。フォンタン手術により肺動脈に接続された静脈や人工血管の周辺にある肝臓では、フォンタンルートでの血液の停滞、渦等は、大静脈内の血圧の上昇と相関があり、肝臓は下大静脈に直結するためその影響を強く受ける。よって、停滞、渦等は、肝硬変や肝臓の繊維化を誘発し易い。よって、肝硬変や肝臓の繊維化の原因の1つとなる血流の停滞等を発見することは、非常に意味がある。 Sudden changes in blood vessel diameter can cause blood to stagnate and stagnate or generate vortices in the dilated blood vessels. In the liver around the veins and artificial blood vessels connected to the pulmonary artery by the Fontan procedure, blood stagnation and vortices in the Fontan route correlate with the increase in blood pressure in the large vein, and the liver is directly connected to the inferior vena cava. Therefore, it is strongly influenced by it. Therefore, stagnation, vortex, etc. are likely to induce liver cirrhosis and liver fibrosis. Therefore, it is very meaningful to discover stagnation of blood flow, which is one of the causes of liver cirrhosis and fibrosis of the liver.

また、渦が存在する箇所では、血栓が発生し易い。血栓が例えば頭に移動すると、脳梗塞を誘発する可能性がある。フォンタンルートでは、血栓は肺梗塞の原因となる。そのため、医用画像処理装置100により渦の発生する場所を特定可能であることは、非常に意味がある。 In addition, thrombi are likely to occur in places where vortices are present. If a blood clot moves, for example, to the head, it can induce a stroke. In the Fontan route, blood clots cause pulmonary infarction. Therefore, it is very meaningful that the place where the vortex is generated can be specified by the medical image processing device 100.

また、右房は、静脈を巡って血液が帰還した際に最初に入る場所である。そのため、右房も静脈や人工血管同様に、血液の流れが停滞し易い。医用画像処理装置100によれば、右房における血流の状態も高精度に推定できる。 Also, the right atrium is the first place to enter when blood returns around the veins. Therefore, in the right atrium as well as veins and artificial blood vessels, the blood flow tends to be stagnant. According to the medical image processing apparatus 100, the state of blood flow in the right atrium can also be estimated with high accuracy.

図11は、従来の2D−PC法による血流計測を説明するための図である。従来の2D−PC法による血流計測を行う血流計測装置は、血管等の短軸方向を断面としてMRI画像を取得する。そして、血流計測装置は、断面画像としてのMRI画像に対する法線方向の流れを、血管の長軸方向の流れとして表現する。また、PC法による画像は機能画像であるので、血流計測装置は、別途形態画像を撮像し、位置合わせを行う必要がある。 FIG. 11 is a diagram for explaining blood flow measurement by the conventional 2D-PC method. A blood flow measuring device that measures blood flow by a conventional 2D-PC method acquires an MRI image with a cross section in the minor axis direction of a blood vessel or the like. Then, the blood flow measuring device expresses the flow in the normal direction with respect to the MRI image as the cross-sectional image as the flow in the long axis direction of the blood vessel. Further, since the image obtained by the PC method is a functional image, the blood flow measuring device needs to separately capture a morphological image and perform alignment.

これに対し、図12は、本実施形態の血流推定を説明するための図である。医用画像処理装置100は、最大主歪成分に基づく血流の状態を示す情報を重畳したMRI画像を表示する。医用画像処理装置100は、観察すべき血管等の長軸方向を断面としたMRI画像を取得し、MRI画像の面内成分として血流の様子を表現する。よって、ユーザは、医用画像処理装置100により導出されたMRI画像を確認することで、確認すべき血管に沿った血流の様子を理解できるので、断面の法線方向の流れを確認する場合と比較して、直感的に血流を認識できる。 On the other hand, FIG. 12 is a diagram for explaining the blood flow estimation of the present embodiment. The medical image processing apparatus 100 displays an MRI image in which information indicating the state of blood flow based on the maximum main strain component is superimposed. The medical image processing apparatus 100 acquires an MRI image having a cross section in the long axis direction of a blood vessel or the like to be observed, and expresses the state of blood flow as an in-plane component of the MRI image. Therefore, the user can understand the state of blood flow along the blood vessel to be confirmed by confirming the MRI image derived by the medical image processing apparatus 100, and thus when confirming the flow in the normal direction of the cross section. By comparison, blood flow can be recognized intuitively.

また、医用画像処理装置100は、血流の状態を示す情報により、血流がない状態と、血流があるが渦あり、血流の少なくとも一部が相殺されて血流がないように見える状態と、を識別可能である。そのため、医用画像処理装置100は、流れが比較的遅く且つ渦の発生しやすい、静脈、心房、動脈瘤、静脈瘤、血管乖離の偽腔、静脈拡張、シャント、心耳、等での流れ(血流)を評価できる。特に、医用画像処理装置100は、フォンタン循環患者における肺動脈の流れを好適に評価できる。また、医用画像処理装置100は、断面画像に対して断面の面内成分(断面に平行な面内の成分)を含む流れが評価できる。また、医用画像処理装置100は、Gradient Echo法による撮像により取得された画像について流れを評価でき、別途の形態画像の撮像や形態画像との位置合わせが不要となる。また、医用画像処理装置100は、血流に含まれる渦と層流と滞留とを評価できる。また、血流推定に用いられるMRI画像の撮像時間が、短時間で済む。 Further, the medical image processing apparatus 100 seems to have no blood flow and a vortex having blood flow, and at least a part of the blood flow is canceled out and there is no blood flow, based on the information indicating the state of blood flow. The state can be identified. Therefore, the medical image processing apparatus 100 has a flow (blood) in veins, atriums, aneurysms, varicose veins, false cavities of vascular dissociation, vein dilation, shunts, cardio-ear, etc. Flow) can be evaluated. In particular, the medical image processing apparatus 100 can suitably evaluate the flow of the pulmonary artery in a Fontan circulation patient. Further, the medical image processing apparatus 100 can evaluate the flow including the in-plane component of the cross section (the in-plane component parallel to the cross section) with respect to the cross-sectional image. Further, the medical image processing apparatus 100 can evaluate the flow of the image acquired by the imaging by the Gradient Echo method, and it is not necessary to separately capture the morphological image or align it with the morphological image. Further, the medical image processing apparatus 100 can evaluate the vortex, the laminar flow, and the retention contained in the blood flow. In addition, the imaging time of the MRI image used for blood flow estimation can be shortened.

以上のように、本実施形態の医用画像処理装置100では、ポート110は、渦及び滞留の少なくとも一方を有する血流を含み、時系列に並ぶ複数の断面形態画像を取得する。プロセッサ140は、複数の断面形態画像に基づいて、断面形態画像の変形に関する動き情報を取得する。プロセッサ140は、動き情報における移動量、速度、及び歪み量の少なくとも1つに基づいて、血流の状態を示す情報を取得する。プロセッサ140は、断面形態画像に血流の状態を示す情報を重畳して表示画像を生成する。血流の状態を示す情報は、断面形態画像の断面に平行な面内の成分を有する渦及び滞留の少なくとも1つの情報を含む。時系列に並ぶ複数の画像は、複数のフェーズの画像でよい。断面形態画像は、形態画像の断面を示す断面画像でよい。 As described above, in the medical image processing apparatus 100 of the present embodiment, the port 110 includes a blood flow having at least one of a vortex and a retention, and acquires a plurality of cross-sectional morphological images arranged in a time series. The processor 140 acquires motion information regarding deformation of the cross-sectional morphological image based on the plurality of cross-sectional morphological images. The processor 140 acquires information indicating the state of blood flow based on at least one of the movement amount, the velocity, and the strain amount in the motion information. The processor 140 generates a display image by superimposing information indicating the state of blood flow on the cross-sectional morphological image. The information indicating the state of blood flow includes at least one piece of information about a vortex and a retention having an in-plane component parallel to the cross section of the cross-sectional morphological image. The plurality of images arranged in chronological order may be images of a plurality of phases. The cross-sectional morphological image may be a cross-sectional image showing a cross section of the morphological image.

これにより、医用画像処理装置100は、複数フェーズの断面画像における変形に関する動き情報を基に血流の状態を示す情報を導出し、定性的に血流の状態(例えば渦、層流、停滞)を推定できる。例えば、歪量が大きい場合には、医用画像処理装置100は、血流が渦(乱流を含む)となる部分を含み、血液や周辺臓器に悪影響があると推測できる。また、歪量が中程度である場合、医用画像処理装置100は、適度な層流であると推測できる。歪量が小さい場合、医用画像処理装置100は、血流がほとんどなく、停滞していると推測できる。そして、医用画像処理装置100は、血流の状態を表示画像により可視化できる。また、医用画像処理装置100は、断面画像の断面が血管に対して長軸方向の面である長軸面であり、この面内の成分を1画像により表現できるため、血管全体の様子を把握し易くできる。このように、医用画像処理装置100は、流れが比較的遅く、渦が発生し易い被検体の観察部位の血流の推定精度を容易に向上できる。 As a result, the medical image processing apparatus 100 derives information indicating the blood flow state based on the motion information related to the deformation in the cross-sectional image of the plurality of phases, and qualitatively derives the blood flow state (for example, vortex, laminar flow, stagnation). Can be estimated. For example, when the amount of strain is large, the medical image processing apparatus 100 includes a portion where the blood flow becomes a vortex (including turbulent flow), and it can be inferred that the blood and surrounding organs are adversely affected. Further, when the amount of strain is medium, it can be inferred that the medical image processing apparatus 100 has an appropriate laminar flow. When the amount of distortion is small, it can be inferred that the medical image processing apparatus 100 has almost no blood flow and is stagnant. Then, the medical image processing device 100 can visualize the state of blood flow from the displayed image. Further, in the medical image processing apparatus 100, the cross section of the cross-sectional image is a long-axis plane which is a plane in the long-axis direction with respect to the blood vessel, and the components in this plane can be expressed by one image, so that the state of the entire blood vessel can be grasped. It can be done easily. As described above, the medical image processing apparatus 100 can easily improve the estimation accuracy of the blood flow at the observation site of the subject in which the flow is relatively slow and vortices are likely to be generated.

また、プロセッサ140は、断面形態画像に含まれる血流として流れる血液が通過する領域を抽出し、血液が通過する領域における前記血流の状態を示す情報を重畳し、表示画像を生成してよい。 Further, the processor 140 may extract a region through which blood flowing as blood flow included in the cross-sectional morphological image passes, superimpose information indicating the state of blood flow in the region through which blood passes, and generate a display image. ..

これにより、ユーザは、血管に限って被検体内部の流体を観察できるので、血流を観察し易くなる。また、医用画像処理装置100は、取得されたMRI画像の全体に対して動き解析や最大主歪成分の導出等の画像処理を実施する必要がなくなり、画像処理に係る処理負荷を低減できる。また、医用画像処理装置100は、領域を限定することにより、動き解析を行う範囲を限定でき、動き解析の処理精度の向上が期待できる。 As a result, the user can observe the fluid inside the subject only in the blood vessels, which makes it easier to observe the blood flow. Further, the medical image processing apparatus 100 does not need to perform image processing such as motion analysis and derivation of the maximum main distortion component on the entire acquired MRI image, and can reduce the processing load related to the image processing. Further, the medical image processing apparatus 100 can limit the range in which motion analysis is performed by limiting the area, and can be expected to improve the processing accuracy of motion analysis.

また、断面形態画像は、MRI装置200により撮像されたMRI画像でよい。 Further, the cross-sectional morphological image may be an MRI image captured by the MRI apparatus 200.

これにより、医用画像処理装置100は、非侵襲に血流の状態を観察できる。 As a result, the medical image processing apparatus 100 can non-invasively observe the state of blood flow.

また、MRI画像は、Gradient Echo法に従って撮像された画像でよい。 Further, the MRI image may be an image captured according to the Gradient Echo method.

これにより、医用画像処理装置100は、MRI画像を高速に撮像可能であり、フェーズ間隔を短くして任意の断面の動画を取得できる。よって、医用画像処理装置100は、断面画像における短時間での変形を認識し易くなり、動き情報の精度が向上するので、血流の状態の推定精度を向上できる。 As a result, the medical image processing apparatus 100 can take an MRI image at high speed, shorten the phase interval, and acquire a moving image of an arbitrary cross section. Therefore, the medical image processing apparatus 100 can easily recognize the deformation in the cross-sectional image in a short time and improve the accuracy of the motion information, so that the estimation accuracy of the blood flow state can be improved.

また、医用画像処理装置100は、血流観察用に特別に撮像することが不要となる。例えば、心臓周辺のMRI画像が撮像される場合、個別の診断に用いる画像が撮像される前に、位置決め用の画像が撮像される。この際、心臓全体の解剖学的な情報を得るために、Gradient Echo法により2次元のシネ画像が各断面において撮像されることが多い。医用画像処理装置100は、この位置決め用の少なくとも一部に基づいて、血流の状態を推定できる。したがって、医用画像処理装置100は、例えば、過去に蓄積された位置決め用の画像を基に、血流の状態を推定することもできる。 Further, the medical image processing device 100 does not need to take a special image for observing blood flow. For example, when an MRI image around the heart is captured, a positioning image is captured before the image used for individual diagnosis is captured. At this time, in order to obtain anatomical information of the entire heart, a two-dimensional cine image is often taken in each cross section by the Gradient Echo method. The medical image processing apparatus 100 can estimate the state of blood flow based on at least a part of this positioning. Therefore, the medical image processing device 100 can also estimate the state of blood flow based on, for example, the positioning images accumulated in the past.

また、血流となって移動する血液が通過する流路の径は、狭窄又は瘤によって変化してよい。 In addition, the diameter of the flow path through which blood moving as blood flow passes may change depending on the stenosis or aneurysm.

つまり、狭窄又は瘤によって、狭窄又は瘤の前後では層流として流れていた血流が乱され、渦と滞留を生じ、渦と滞留がflow−voidに反映され、動き情報として検出される。したがって、医用画像処理装置100が血流の情報を示す情報を表示によりユーザに提示することで、ユーザは、狭窄又は瘤に含まれる血流、又は血流の性質が観察でき、高精度な診断材料を取得できる。特に、瘤や心耳についてはCT画像では、新しい血液の流入が小さい停滞と、単に血液が存在しない場合の停滞とが区別が付かない。これに対し、医用画像処理装置100は、瘤や心耳における血流、又は血流の性質が観察できる。 That is, the stenosis or aneurysm disturbs the blood flow that was flowing as a laminar flow before and after the stenosis or aneurysm, causing vortices and retention, and the vortices and retention are reflected in the flow-voice and detected as motion information. Therefore, when the medical image processing device 100 presents information indicating blood flow information to the user by display, the user can observe the blood flow contained in the stenosis or aneurysm, or the nature of the blood flow, and make a highly accurate diagnosis. You can get the material. In particular, for aneurysms and atrial appendages, CT images do not distinguish between stagnation with a small influx of new blood and stagnation simply in the absence of blood. On the other hand, the medical image processing apparatus 100 can observe the blood flow in the aneurysm and the atrial appendage, or the nature of the blood flow.

以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。 Although various embodiments have been described above with reference to the drawings, it goes without saying that the present disclosure is not limited to such examples. It is clear that a person skilled in the art can come up with various modifications or modifications within the scope of the claims, which naturally belong to the technical scope of the present disclosure. Understood.

第1の実施形態では、MRI装置200により画像を撮像し、生体内部の情報を含むMRI画像を生成することを例示したが、他の装置により画像を撮像し、断面画像を生成してもよい。他の装置は、血管造影装置(Angiography装置)又はその他のモダリティ装置を含む。また、PET装置は、他のモダリティ装置と組み合わせて用いられてもよい。例えば、血管造影装置は、造影剤が煙状のテクスチャーとして撮像され、テクスチャーの変化によって流れを見て取ることができる。したがって、血管造影装置は、動き解析によって血流の状態を示す情報が取得可能であるので、上記実施形態を適用可能である。血管造影装置は、川崎病の冠動脈瘤や肺動脈瘤の観察に適している。例えば、医用画像処理装置100は、血管造影装置により撮像された画像を取得し、石灰化の要因の1つである冠動脈流の渦を評価できる。 In the first embodiment, an image is captured by the MRI apparatus 200 to generate an MRI image including information inside the living body, but an image may be captured by another apparatus to generate a cross-sectional image. .. Other devices include angiography devices (Angiografy devices) or other modality devices. Moreover, the PET apparatus may be used in combination with other modality apparatus. For example, in an angiography apparatus, the contrast medium is imaged as a smoke-like texture, and the flow can be seen by the change in the texture. Therefore, since the angiography apparatus can acquire information indicating the state of blood flow by motion analysis, the above embodiment can be applied. The angiography device is suitable for observing coronary aneurysms and pulmonary aneurysms of Kawasaki disease. For example, the medical image processing apparatus 100 can acquire an image captured by the angiography apparatus and evaluate the vortex of the coronary artery flow, which is one of the factors of calcification.

第1の実施形態では、フォンタンルートの血流推定に用いられることを主に例示したが、その他の血流推定に用いられてもよい。例えば、心房、心耳、動脈瘤、弁逆流、大動脈瘤、深部静脈血栓、肺血栓塞栓症、心尖部血栓などの血流の分析に、第1の実施形態の手法が用いられてよい。即ち、医用画像処理装置100は、狭窄、瘤を含む、血流の流路径が大きく変化する箇所の流れの評価に使用可能である。 In the first embodiment, it is mainly exemplified that it is used for blood flow estimation of the Fontan route, but it may be used for other blood flow estimation. For example, the method of the first embodiment may be used for the analysis of blood flow in the atrium, atrial appendage, aneurysm, valve regurgitation, aortic aneurysm, deep vein thrombus, pulmonary thromboembolism, apex thrombus and the like. That is, the medical image processing device 100 can be used for evaluating the flow at a place where the flow path diameter of the blood flow changes significantly, including stenosis and aneurysm.

第1の実施形態では、医用画像処理装置100は、最大主歪成分の値に応じて、血流の状態(例えば渦、滞留、層流)を推定することを主に例示したが、最大主歪以外のパラメータを用いて血流の状態を推定してもよい。複数のパラメータの組み合わせにより、血流の状態が推定されてもよい。パラメータには、「Displacement」(移動、変位)、「Velocity」(速度)が含まれてよい。「Displacement」は、動き情報に含まれて又は動き情報を基に、取得されてよい。「Velocity」は、動き情報に含まれて又は動き情報を基に、取得されてよい。「Displacement」は、参考特許文献1の動き解析で得られる移動量に相当してよい。「Velocity」は、参考特許文献1の動き解析で得られる速度に相当してよい。よって、この場合、最大主歪成分の導出が省略されてもよい。 In the first embodiment, the medical image processing apparatus 100 mainly exemplifies the estimation of the state of blood flow (for example, vortex, retention, laminar flow) according to the value of the maximum main strain component, but the maximum main strain The state of blood flow may be estimated using parameters other than strain. The state of blood flow may be estimated by a combination of a plurality of parameters. Parameters may include "Displacement" (movement, displacement), "Velocity" (velocity). The "displacement" may be included in the motion information or acquired based on the motion information. The "velocity" may be included in the motion information or acquired based on the motion information. “Displacement” may correspond to the amount of movement obtained in the motion analysis of Reference Patent Document 1. "Velocity" may correspond to the speed obtained in the motion analysis of Reference Patent Document 1. Therefore, in this case, the derivation of the maximum principal strain component may be omitted.

第1の実施形態では、医用画像処理装置100は、最大主歪成分により血流の停滞や渦が発生していることを推定することを例示したが、特定の中心点に着目してその中心点を中心とした円周方向または放射方向の歪み量により停滞や渦の発生を推定してもよい。医用画像処理装置100は、前記中心点をユーザが指定するユーザインターフェース(例えばUI120)を有していてもよい。また、医用画像処理装置100は、渦の中心点では移動量や速度が小さく、渦の中心点の周囲では移動量や速度が速いことに着目して、動き情報を基に、前記中心点を特定してもよい。また、医用画像処理装置100は、渦の血流の移動方向が略円形に連なることに着目して、動き情報を基に、特定した前記中心点を中心とする渦であると判別してもよい。また、医用画像処理装置100は、中心を有さない乱流においては血流の移動方向が複数あり、その方向が不定又は不規則であることに着目して、動き情報を基に、乱流と中心の明確な渦とを判別してもよい。 In the first embodiment, the medical image processing apparatus 100 exemplifies that the blood flow stagnation or vortex is generated due to the maximum principal strain component, but the center is focused on a specific center point. The occurrence of stagnation or vortex may be estimated from the amount of strain in the circumferential direction or the radial direction centered on the point. The medical image processing device 100 may have a user interface (for example, UI 120) in which the center point is designated by the user. Further, the medical image processing apparatus 100 focuses on the fact that the movement amount and speed are small at the center point of the vortex and the movement amount and speed are high around the center point of the vortex, and the center point is set based on the motion information. It may be specified. Further, the medical image processing device 100 pays attention to the fact that the moving directions of the blood flow of the vortex are continuous in a substantially circular shape, and may determine that the vortex is a vortex centered on the specified center point based on the movement information. Good. Further, the medical image processing apparatus 100 pays attention to the fact that the blood flow has a plurality of moving directions in the turbulent flow having no center, and the directions are indefinite or irregular, and the turbulent flow is based on the motion information. And a clear vortex at the center may be distinguished.

第1の実施形態では、医用画像処理装置100は、血流の渦が発生していることを推定することを例示したが、渦について、特定の中心点に着目してその中心点を中心として旋回する渦を個別に識別してもよい。例えば、医用画像処理装置100は、このような渦の中心点では移動量や速度が小さく、渦の中心点の周囲では移動量や速度が速いことに着目して、動き情報を基に、中心点を中心とする渦であると判別してもよい。また、医用画像処理装置100は、このような渦の場合には移動方向が略円形に連なることに着目して、動き情報を基に、中心点を中心とする渦であると判別してもよい。また、医用画像処理装置100は、中心を有さない乱流においては血流の移動方向が複数あり、その方向が不定又は不規則であることに着目して、動き情報を基に、乱流と中心の明確な渦とを判別してもよい。また、医用画像処理装置100は、中心点をユーザが指定するユーザインターフェース(例えばUI120)を有していてもよい。 In the first embodiment, the medical image processing apparatus 100 exemplifies that an vortex of blood flow is generated, but the vortex is focused on a specific center point and centered on the center point. The swirling vortices may be individually identified. For example, the medical image processing apparatus 100 focuses on the fact that the movement amount and speed are small at the center point of such a vortex and the movement amount and speed are high around the center point of the vortex, and the center is based on the motion information. It may be determined that the vortex is centered on a point. Further, the medical image processing apparatus 100 pays attention to the fact that in the case of such a vortex, the moving directions are continuous in a substantially circular shape, and even if it determines that the vortex is centered on the center point based on the motion information. Good. Further, the medical image processing apparatus 100 pays attention to the fact that the blood flow has a plurality of moving directions in the turbulent flow having no center, and the directions are indefinite or irregular, and the turbulent flow is based on the motion information. And a clear vortex at the center may be distinguished. Further, the medical image processing device 100 may have a user interface (for example, UI 120) in which the center point is designated by the user.

第1の実施形態では、撮像されたMRI画像は、MRI装置200から医用画像処理装置100へ送信されることを例示した。この代わりに、MRI画像が一旦蓄積されるように、ネットワーク上のサーバ等へ送信され、サーバ等に保管されてもよい。この場合、必要時に医用画像処理装置100のポート110が、MRI画像を、有線回線又は無線回線を介してサーバ等から取得してもよいし、任意の記憶媒体(不図示)を介して取得してもよい。 In the first embodiment, it is illustrated that the captured MRI image is transmitted from the MRI apparatus 200 to the medical image processing apparatus 100. Instead, the MRI image may be transmitted to a server or the like on the network and stored in the server or the like so that the MRI image is temporarily accumulated. In this case, the port 110 of the medical image processing apparatus 100 may acquire the MRI image from the server or the like via a wired line or a wireless line when necessary, or obtains the MRI image via an arbitrary storage medium (not shown). You may.

第1の実施形態では、撮像されたMRI画像は、MRI装置200から医用画像処理装置100へポート110を経由して送信されることを例示した。これは、実質的にMRI装置200と医用画像処理装置100とを併せて一製品として成立している場合も含まれるものとする。また、医用画像処理装置100がMRI装置200のコンソールとして扱われている場合も含む。 In the first embodiment, it is illustrated that the captured MRI image is transmitted from the MRI apparatus 200 to the medical image processing apparatus 100 via the port 110. This includes the case where the MRI apparatus 200 and the medical image processing apparatus 100 are substantially combined into one product. It also includes the case where the medical image processing device 100 is treated as the console of the MRI device 200.

また、上記実施形態では、生体として人体を例示したが、動物の体でもよい。 Further, in the above embodiment, the human body is exemplified as a living body, but an animal body may also be used.

また、本開示は、医用画像処理装置の動作を規定した医用画像処理方法として表現することも可能である。さらに、本開示は、上記実施形態の医用画像処理装置の機能を実現するプログラムを、ネットワークあるいは各種記憶媒体を介して医用画像処理装置に供給し、この医用画像処理装置内のコンピュータが読み出して実行するプログラムも適用範囲である。 Further, the present disclosure can also be expressed as a medical image processing method that defines the operation of the medical image processing device. Further, in the present disclosure, a program that realizes the functions of the medical image processing device of the above embodiment is supplied to the medical image processing device via a network or various storage media, and is read and executed by a computer in the medical image processing device. The program to be used is also the scope of application.

本開示は、流れが比較的遅く、渦及び滞留が発生し易い被検体の観察部位の血流の推定精度を容易に向上できる医用画像処理装置、医用画像処理方法、及び医用画像処理プログラム等に有用である。 The present disclosure applies to medical image processing devices, medical image processing methods, medical image processing programs, etc., which can easily improve the estimation accuracy of blood flow at the observation site of a subject whose flow is relatively slow and vortices and retention are likely to occur. It is useful.

100 医用画像処理装置
110 ポート
120 ユーザインタフェース(UI)
130 ディスプレイ
140 プロセッサ
150 メモリ
200 MRI装置
11 フォンタンルート
12 大動脈
13 肝静脈
14 肝臓
100 Medical image processor 110 Port 120 User interface (UI)
130 Display 140 Processor 150 Memory 200 MRI device 11 Fontan route 12 Aorta 13 Hepatic vein 14 Liver

Claims (9)

ポート及びプロセッサを備える医用画像処理装置であって、
前記ポートは、渦及び滞留の少なくとも一方を有する血流を含み、時系列に並ぶ複数の断面形態画像を取得し、
前記プロセッサは、
前記複数の断面形態画像のみに基づいて、前記断面形態画像の変形に関する動き情報を取得し、
前記動き情報における移動量、速度、及び歪み量の少なくとも1つに基づいて、血流の状態を示す情報を取得し、
前記断面形態画像に前記血流の状態を示す情報を重畳して表示画像を生成し、
前記血流の状態を示す情報は、前記断面形態画像の断面に平行な面内の成分を有する渦及び滞留の少なくとも1つの情報を含む、
医用画像処理装置。
A medical image processor equipped with a port and a processor.
The port contains a blood flow having at least one of a vortex and a retention, and obtains a plurality of cross-sectional morphological images arranged in chronological order.
The processor
Based only on the plurality of cross-sectional morphological images, motion information regarding the deformation of the cross-sectional morphological image is acquired.
Based on at least one of the movement amount, the velocity, and the strain amount in the movement information, information indicating the state of blood flow is acquired, and information indicating the state of blood flow is acquired.
A display image is generated by superimposing information indicating the state of blood flow on the cross-sectional morphological image.
The information indicating the state of blood flow includes at least one information of a vortex and a retention having an in-plane component parallel to the cross section of the cross-sectional morphological image.
Medical image processing equipment.
請求項1に記載の医用画像処理装置であって、The medical image processing apparatus according to claim 1.
前記プロセッサは、前記複数の断面形態画像のみに基づいて、前記断面形態画像の血流における変形に関する動き情報を取得する、The processor acquires motion information regarding deformation of the cross-sectional morphological image in blood flow based only on the plurality of cross-sectional morphological images.
医用画像処理装置。Medical image processing equipment.
請求項1又は2に記載の医用画像処理装置であって、The medical image processing apparatus according to claim 1 or 2.
前記血流は、渦及び滞留を含み、The blood flow includes vortices and retention
前記血流の状態を示す情報は、前記断面形態画像の断面に平行な面内の成分を有する渦及び滞留の情報を区別可能に含む、The information indicating the state of blood flow can distinguishably include information on vortices and retention having in-plane components parallel to the cross section of the cross-sectional morphological image.
医用画像処理装置。Medical image processing equipment.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の医用画像処理装置であって、
前記プロセッサは、
前記断面形態画像に含まれる前記血流として流れる血液が通過する領域を抽出し、
前記血液が通過する領域における前記血流の状態を示す情報を重畳し、前記表示画像を生成する、
医用画像処理装置。
The medical image processing apparatus according to any one of claims 1 to 3.
The processor
The region through which the blood flowing as the blood flow, which is included in the cross-sectional morphological image, passes is extracted.
Information indicating the state of the blood flow in the region through which the blood passes is superimposed to generate the display image.
Medical image processing equipment.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の医用画像処理装置であって、
前記断面形態画像は、MRI装置により撮像されたMRI画像である、
医用画像処理装置。
The medical image processing apparatus according to any one of claims 1 to 4.
The cross-sectional morphological image is an MRI image captured by an MRI apparatus.
Medical image processing equipment.
請求項に記載の医用画像処理装置であって、
前記MRI画像は、Gradient Echo法に従って撮像された画像である、
医用画像処理装置。
The medical image processing apparatus according to claim 5.
The MRI image is an image taken according to the Gradient Echo method.
Medical image processing equipment.
請求項1〜のいずれか1項に記載の医用画像処理装置であって、
前記血流となって移動する血液が通過する流路の径は、狭窄又は瘤によって変化する、
医用画像処理装置。
The medical image processing apparatus according to any one of claims 1 to 6.
The diameter of the flow path through which the moving blood becomes the blood flow changes depending on the stenosis or aneurysm.
Medical image processing equipment.
医用画像処理装置における医用画像処理方法であって、
渦及び滞留の少なくとも一方を有する血流の領域を含み、時系列に並ぶ複数の断面形態画像を取得し、
前記複数の前記断面形態画像のみに基づいて、前記断面形態画像の変形に関する動き情報を取得し、
前記動き情報における移動量、速度、及び歪み量の少なくとも1つに基づいて、血流の状態を示す情報を取得し、
前記断面形態画像に前記血流の状態を示す情報を重畳して表示画像を生成し、
前記血流の状態を示す情報は、前記断面形態画像の断面に平行な面内の成分を有する渦及び滞留の少なくとも1つの情報を含む、
医用画像処理方法。
A medical image processing method in a medical image processing device.
Acquire multiple cross-sectional morphological images in chronological order, including regions of blood flow with at least one of vortices and retention.
Based only on the plurality of the cross-sectional morphological images, motion information regarding the deformation of the cross-sectional morphological images is acquired.
Based on at least one of the movement amount, the velocity, and the strain amount in the movement information, information indicating the state of blood flow is acquired, and information indicating the state of blood flow is acquired.
A display image is generated by superimposing information indicating the state of blood flow on the cross-sectional morphological image.
The information indicating the state of blood flow includes at least one information of a vortex and a retention having an in-plane component parallel to the cross section of the cross-sectional morphological image.
Medical image processing method.
請求項に記載の医用画像処理方法をコンピュータに実行させるための医用画像処理プログラム。 A medical image processing program for causing a computer to execute the medical image processing method according to claim 8.
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EP2749223A4 (en) * 2011-08-26 2015-08-12 Ebm Corp System for diagnosing bloodflow characteristics, method thereof, and computer software program
WO2014185521A1 (en) * 2013-05-17 2014-11-20 学校法人北里研究所 Magnetic resonance imaging device, image processing device, image diagnosis device, image analysis device, and mri image creation method and program
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