JP6846758B2 - 画像処理装置 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、画像処理装置に関する。
心筋の血流を解析する検査として心筋パーフュージョンがある。例えば、心筋パーフュージョンでは、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置により、造影剤を投与後の被検体を時系列に撮影して生成されたＸ線ＣＴ画像から、大動脈のＣＴ値の時間変化を示す時間濃度曲線(ＴＤＣ：Time-Density Curve)と、心筋のＣＴ値の時間変化を示すＴＤＣとが求められる。そして、大動脈のＴＤＣを入力とし、心筋のＴＤＣを出力とした伝達関数、或いはコンパートメントモデルを解くことにより、心筋の血流量が算出される。
特開２０１０−２４６７２５号公報 特開２０１２−０９０８８３号公報
本発明が解決しようとする課題は、心筋の血流量を正確に算出することができる画像処理装置を提供することである。
実施形態の画像処理装置は、取得部と、補正部とを備える。取得部は、Ｘ線ＣＴ装置により造影剤を投与した被検体をスキャンして生成された、時系列に連続した複数の画像に基づく、前記被検体の心筋及び右心室のＣＴ値の時間変化を示す変化情報を取得する。補正部は、前記右心室の変化情報に基づいて、前記心筋の変化情報を補正する。
図１は、第１の実施形態に係る医用情報処理システムの構成例を示すブロック図である。 図２は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置による撮影プロトコルの一例を示す図である。 図３は、従来技術を説明するための図である。 図４は、第１の実施形態に係る処理回路による処理手順を示すフローチャートである。 図５は、第１の実施形態を説明するための図である。 図６は、第１の実施形態を説明するための図である。 図７は、第１の実施形態に係る補正機能による心筋のＴＤＣの補正処理の処理手順を示すフローチャートである。 図８は、第１の実施形態を説明するための図である。 図９は、第１の実施形態を説明するための図である。 図１０は、第１の実施形態を説明するための図である。 図１１は、第１の実施形態の変形例に係る補正機能による心筋のＴＤＣの補正処理の処理手順を示すフローチャートである。 図１２は、第１の実施形態の変形例を説明するための図である。
以下、図面を参照して、実施形態に係る画像処理装置を説明する。以下では、画像処理装置を含む医用情報処理システムを例に挙げて説明する。なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。また、一つの実施形態に記載した内容は、原則として他の実施形態にも同様に適用される。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る医用情報処理システム１の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る医用情報処理システム１は、Ｘ線ＣＴ装置２と、医用画像処理装置１０とを備える。Ｘ線ＣＴ装置１と、医用画像処理装置１０とは、例えば、病院内に設置された院内ＬＡＮ（Local Area Network）により、直接的、又は間接的に相互に通信可能な状態となっている。例えば、医用情報処理システム１にＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）が導入されている場合、各装置は、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）規格に則って、医用画像等を相互に送受信する。ここで、付帯情報には、例えば、患者を識別する患者ＩＤ（Identifier）、検査を識別する検査ＩＤ、各装置を識別する装置ＩＤ、各装置による１回の撮影を識別するシリーズＩＤなどが含まれる。
Ｘ線ＣＴ装置２は、被検体である患者をスキャンして収集した投影データに基づいて、Ｘ線ＣＴ画像を再構成する。また、Ｘ線ＣＴ装置２は、図示しない心電計と接続されており、心電計から出力される心電信号に基づいて被検体の心臓の心拍周期を検出する。例えば、Ｘ線ＣＴ装置２は、心臓を撮影する場合には、造影剤が用いられるとともに、心臓の心拍周期と同期して撮影を行う心電同期スキャンを実行する。より具体的には、Ｘ線ＣＴ装置２は、心筋パーフュージョンにおいて造影剤を投与した被検体の心臓全体を心電同期スキャンして、時系列に連続した複数のＸ線ＣＴ画像を生成する。図２は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置２による撮影プロトコルの一例を示す図である。
図２の下図では、Ｘ線ＣＴ装置２による心電同期スキャンにおけるＸ線曝射のタイミングを示す。例えば、Ｘ線ＣＴ装置２は、最初のＸ線曝射から最後のＸ線曝射までを４４．６秒とする。ここで、Ｘ線ＣＴ装置２は、あるＲ波から次のＲ波までの範囲を０％〜１００％として心位相を定義した場合に、７５％のタイミングでＸ線曝射する。例えば、Ｘ線ＣＴ装置２は、撮影開始から約３０秒間は被検体が息を止めた状態で心位相７５％のタイミングでＸ線曝射し、その後呼吸期間を設け、心位相７５％のタイミングでのＸ線曝射と呼吸期間とを繰り返す。また、Ｘ線ＣＴ装置２は、撮影開始後１７．４秒では、他のタイミングでのＸ線曝射より線量を高くして「Ｏｎｅ Ｓｈｏｔ」スキャンする。なお、図２の下図に示す心電同期スキャンにおける被検体の総被曝線量は、７．８９ｍＳｖである。
また、図２の上図は、ＣＴ値の時間変化を示す時間濃度曲線(ＴＤＣ：Time-Density Curve)を示す。図２の上図に示すＴＤＣは、図２の下図に示す撮影プロトコルにより収集された投影データに基づき再構成したＸ線ＣＴ画像から、生成される。ここで、図２の上図では、例えば、冠動脈のＴＤＣ（Ｃａ（ｔ））と、心筋のＴＤＣ（Ｃｍｙｏ（ｔ））とを示す。また、図２の上図に示す各ＴＤＣでは、ベースラインを補正したＴＤＣを示す。図２の上図に示すように、「Ｏｎｅ Ｓｈｏｔ」のタイミングでは、冠動脈のＣＴ値が増加している。すなわち、「Ｏｎｅ Ｓｈｏｔ」のタイミングは、造影剤が冠動脈を染めており、このタイミングで他のタイミングでのスキャンより線量を上げてスキャンすることにより、冠動脈を鮮明に描出可能となる。なお、ＴＤＣはＸ線ＣＴ装置２により生成されてもよいし、後述するように医用画像処理装置１０によって生成されてもよい。
そして、Ｘ線ＣＴ装置２は、生成したＸ線ＣＴ画像を医用画像処理装置１０に送信する。なお、医用情報処理システム１において、例えば、医用画像保管装置等が設けられる場合には、Ｘ線ＣＴ装置２は、生成したＸ線ＣＴ画像を医用画像保管装置に送信してもよい。
図１に戻る。図１に示すように、第１の実施形態に係る医用画像処理装置１０は、入力インターフェース１１と、ディスプレイ１２と、記憶回路１３と、処理回路１４とを有し、Ｘ線ＣＴ装置２によって生成されたＸ線ＣＴ画像等を処理する。
入力インターフェース１１は、例えば、マウス、キーボード、ボタン、タッチパネル等に対応する。入力インターフェース１１は、操作者からの各種設定要求を受け付け、受け付けた各種設定要求を処理回路１４に対して適宜転送する。
ディスプレイ１２は、操作者が入力インターフェース１１を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したり、処理回路１４における処理結果等を表示したりする。
記憶回路１３は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子、又は、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置等であり、医用画像処理装置１０による各種処理を行うための制御プログラムや各種データ等を記憶する。
処理回路１４は、医用画像処理装置１０の動作を制御する。処理回路１４は、図１に示すように、取得機能１４ａと、判定機能１４ｂと、補正機能１４ｃと、算出機能１４ｄとを実行する。ここで、例えば、図１に示す処理回路１４の構成要素である取得機能１４ａと、判定機能１４ｂと、補正機能１４ｃと、算出機能１４ｄとが実行する各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路１３に記録されている。処理回路１４は、各プログラムを記憶回路１３から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路１４は、図１の処理回路１４内に示された各機能を有することとなる。
以上、医用情報処理システム１が有する各装置の構成について説明した。このように構成される医用情報処理システム１において、医用画像処理装置１０は、心筋パーフュージョンにおいて、心筋の血流量を算出する。例えば、医用画像処理装置１０は、Ｘ線ＣＴ装置２により生成されたＸ線ＣＴ画像から、大動脈のＣＴ値の時間変化を示す変化情報と、心筋のＣＴ値の時間変化を示す変化情報とを生成する。以下では説明の便宜上、医用画像処理装置１０が、変化情報として、ＣＴ値の時間変化を示す時間濃度曲線(ＴＤＣ：Time-Density Curve)を生成する場合について説明する。そして、医用画像処理装置１０は、例えば、大動脈のＴＤＣを入力とし、心筋のＴＤＣを出力とした伝達関数を解くことにより、心筋の血流量を算出する。
ところで、Ｘ線ＣＴ画像から生成された心筋のＴＤＣは、右心室からのアーチファクトの影響を受ける場合が起こり得る。例えば、造影剤を投与して右心室と左心室とが濃く染まっている場合に、心筋だけ信号が低いと、右心室及び左心室の高い信号に挟まれた心筋の信号が高くなってしまう。かかる場合、例えば、心筋のＴＤＣに右心室のＴＤＣと同じタイミングで局所的なピークが発生する。図３は、従来技術を説明するための図である。
図３では、大動脈のＴＤＣ３１と、心筋のＴＤＣ３２と、右心室のＴＤＣ３３とを示す。また、図３の縦軸はＣＴ値（ＨＵ）を示し、図３の横軸は時間（秒）を示す。例えば、図３に示すように、心筋のＴＤＣ３２において、右心室のＴＤＣ３３のピーク付近に局所的なピーク３０が発生する。かかる場合、医用画像処理装置１０は、アーチファクトを含んだ心筋のＴＤＣ３２を出力として伝達関数を解くことになるので、心筋の血流量を正確に算出することができなくなる。このようなことから、心筋パーフュージョンにおいては、アーチファクトの影響を受けずに、心筋のＴＤＣの形状を正確に把握することが重要になる。なお、心筋のＴＤＣ３２において発生する局所的なピーク３０では、心筋のＴＤＣ３２のＣＴ値が極大値を示す。
そこで、第１の実施形態に係る医用画像処理装置１０は、右心室のＴＤＣに基づいて、心筋のＴＤＣを補正する。例えば、医用画像処理装置１０は、右心室のＴＤＣにおいてＣＴ値がピークを示す時間に基づいて、所定期間の心筋のＴＤＣを補正する。このような処理は、医用画像処理装置１０の処理回路１４により実現される。以下では、医用画像処理装置１０の処理回路１４における処理の詳細について説明する。
図４は、第１の実施形態に係る処理回路１４による処理手順を示すフローチャートである。図４では、処理回路１４全体の動作を説明するフローチャートを示し、各構成要素がフローチャートのどのステップに対応するかを説明する。
ステップＳ１からステップＳ３は、取得機能１４ａに対応するステップである。処理回路１４が記憶回路１３から取得機能１４ａに対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、取得機能１４ａが実現されるステップである。
ステップＳ１では、取得機能１４ａは、例えば、心臓が描出されたＸ線ＣＴ画像を取得する。例えば、取得機能１４ａは、造影剤を投与した被検体をＸ線ＣＴ装置２によりスキャンして生成された、時系列に連続した複数の画像をＸ線ＣＴ装置２から取得する。なお、Ｘ線ＣＴ装置２により生成されたＸ線ＣＴ画像が医用画像保管装置に記憶されている場合には、取得機能１４ａは、心臓が描出されたＸ線ＣＴ画像を医用画像保管装置から取得してもよい。
ステップＳ２では、取得機能１４ａは、ＲＯＩ（Region Of Interest）の設定を受け付ける。例えば、取得機能１４ａは、右心室と、心筋と、心筋に血液を供給する供給部位とに対してＲＯＩの設定を受け付ける。ここで、心筋に血液を供給する供給部位とは、例えば、大動脈、左心室、及び冠動脈の何れかである。言い換えると、心筋に血液を供給する供給部位は、血管であり、例えば、大動脈、左心室の血管、及び冠動脈である。以下では、心筋に血液を供給する供給部位が大動脈である場合について説明する。図５は、第１の実施形態を説明するための図である。
図５に示すＸ線ＣＴ画像は、ステップＳ１で取得したＸ線ＣＴ画像の一例である。取得機能１４ａは、入力インターフェース１１を介して、右心室のＲＯＩ７１と、心筋のＲＯＩ７２と、大動脈のＲＯＩ７０との設定を利用者から受け付ける。なお、図５に示す例では、取得機能１４ａは、右心室と心筋と大動脈とに一つずつＲＯＩの設定を受け付けるものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、取得機能１４ａは、右心室、心筋及び大動脈のいずれかにおいて、複数のＲＯＩの設定を受け付けてもよい。また、取得機能１４ａは、ピクセル単位でＲＯＩの設定を受け付けても良いし、複数のピクセルを含んだＲＯＩの設定を受け付けても良い。
図４に戻る。ステップＳ３では、取得機能１４ａは、各ＲＯＩのＴＤＣを生成する。例えば、取得機能１４ａは、右心室のＲＯＩ７１のＣＴ値の時間変化を示す右心室のＴＤＣを生成し、心筋のＲＯＩ７２のＣＴ値の時間変化を示す心筋のＴＤＣを生成する。すなわち、取得機能１４ａは、造影剤を投与した被検体をＸ線ＣＴ装置２によりスキャンして生成された、時系列に連続した複数の画像に基づく、被検体の心筋及び右心室のＣＴ値の時間変化を示すＴＤＣを取得する。また、例えば、取得機能１４ａは、大動脈のＲＯＩ７０のＣＴ値の時間変化を示す大動脈のＴＤＣを生成する。すなわち、取得機能１４ａは、造影剤を投与した被検体をＸ線ＣＴ装置２によりスキャンして生成された、時系列に連続した複数の画像に基づく、心筋に血液を供給する供給部位のＴＤＣを取得する。
ステップＳ４は、判定機能１４ｂに対応するステップである。処理回路１４が記憶回路１３から判定機能１４ｂに対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、判定機能１４ｂが実現されるステップである。ステップＳ４では、判定機能１４ｂは、心筋のＴＤＣの補正処理を実行するか否かを判定する。
例えば、Ｘ線ＣＴ画像から生成された心筋のＴＤＣは、右心室からのアーチファクトの影響を受ける場合がある。また、右心室からのアーチファクトの影響を受ける場合には、心筋のＴＤＣの補正処理を実行することが望ましい。そこで、判定機能１４ｂは、右心室のＴＤＣにおいてＣＴ値がピークを示す時間に基づいて、心筋のＴＤＣを補正する処理を実行するか否かを判定する。より具体的には、判定機能１４ｂは、右心室のＴＤＣにおいてＣＴ値がピークを示す時間と、心筋のＴＤＣのＣＴ値が極大値を示す時間とが所定の時間範囲内である場合に、心筋のＴＤＣを補正する処理を実行すると判定する。言い換えると、判定機能１４ｂは、右心室のＴＤＣと略同じタイミングで心筋のＴＤＣに局所的なピークが発生する場合や右心室のＴＤＣのピークの近傍で心筋のＴＤＣに局所的なピークが発生する場合に、心筋のＴＤＣを補正すると判定する。
或いは、例えば、判定機能１４ｂは、右心室のＴＤＣにおいてＣＴ値がピークを示す時間と、心筋に血液を供給する供給部位のＴＤＣにおいてＣＴ値がピークを示す時間との間で心筋のＴＤＣのＣＴ値が極大値を示す場合に、心筋のＴＤＣを補正する処理を実行すると判定するようにしてもよい。
判定機能１４ｂは、心筋のＴＤＣの補正処理を実行すると判定した場合（ステップＳ４、Ｙｅｓ）、ステップＳ５に移行する。一方、判定機能１４ｂは、心筋のＴＤＣの補正処理を実行すると判定しなかった場合（ステップＳ４、Ｎｏ）、ステップＳ６に移行する。ステップＳ５及びステップＳ６は、補正機能１４ｃに対応するステップである。処理回路１４が記憶回路１３から補正機能１４ｃに対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、補正機能１４ｃが実現されるステップである。
ステップＳ５では、補正機能１４ｃは、心筋のＴＤＣの補正処理を実行する。言い換えると、補正機能１４ｃは、判定機能１４ｂにより心筋のＴＤＣを補正する処理を実行すると判定された場合に、心筋のＴＤＣを補正する。ここで、補正機能１４ｃは、右心室のＴＤＣに基づいて、心筋のＴＤＣを補正する。例えば、補正機能１４ｃは、右心室のＴＤＣにおいてＣＴ値がピークを示す時間に基づいて、心筋のＴＤＣを補正する。
図６は、第１の実施形態を説明するための図である。図６の縦軸はＣＴ値（ＨＵ）を示し、図６の横軸は時間（秒）を示す。また、図６では、大動脈のＴＤＣ３１と、心筋のＴＤＣ３２と、右心室のＴＤＣ３３とを示す。ここで、右心室のＴＤＣ３３のピークをＰ１とし、大動脈のＴＤＣ３１のピークをＰ２とする。また、図６に示す例では、右心室のＴＤＣ３３のピーク（Ｐ１）とほぼ同じタイミングで、心筋のＴＤＣ３２に局所的なピーク（Ｐ３）が発生する。図６に示す例では、補正機能１４ｃは、右心室のＴＤＣ３３におけるピーク（Ｐ１）を示す時間を含んだ期間に対応する所定期間の心筋のＴＤＣ３２を、直線補間により補正する。例えば、補正機能１４ｃは、図６に示すＴＸからＴＹの期間を、右心室のＴＤＣ３３におけるピーク（Ｐ１）を示す時間を含んだ期間とする。なお、時間ＴＹは、例えば、大動脈のＴＤＣ３１がピーク（Ｐ２）となる時間である。また、時間ＴＸは、例えば、大動脈のＴＤＣ３１の立ち上がりが開始する時間である。また、時間ＴＸは、例えば、心筋のＴＤＣ３２の立ち上がりが開始する時間であってもよい。更に、時間ＴＸは、例えば、右心室のＴＤＣ３３が最大傾斜となる時間であってもよく、右心室のＴＤＣ３３が最大傾斜となる時間の近傍でもよい。
そして、補正機能１４ｃは、このＴＸからＴＹの期間の心筋のＴＤＣ３２を、直線補間により補正する。図６に示す例では、補正機能１４ｃは、右心室のＴＤＣ３３のピーク（Ｐ１）付近に発生した局所的なピーク（Ｐ３）を、直線補間により補正して心筋のＴＤＣ４０を得る。
以下では、図７から図９を用いて、補正機能１４ｃによる心筋のＴＤＣの補正処理について詳細に説明する。図７は、第１の実施形態に係る補正機能１４ｃによる心筋のＴＤＣの補正処理の処理手順を示すフローチャートであり、図８及び図９は、第１の実施形態を説明するための図である。なお、図７に示すフローチャートは、図４に示すステップＳ５の処理に対応する。また、図８及び図９では、大動脈のＴＤＣ３１の一部と、心筋のＴＤＣ３２とを示す。また、図８及び図９の縦軸はＣＴ値（ＨＵ）を示し、図８及び図９の横軸は時間（秒）を示す。
図７に示すように、ステップＳ１１では、補正機能１４ｃは、大動脈のＴＤＣ３１のピークを特定する。より具体的には、図８に示す例では、補正機能１４ｃは、大動脈のＴＤＣ３１がピークとなる時間ＴＹを特定した場合を示す。なお、図８では、大動脈のＴＤＣ３１がピークとなる時間ＴＹを太線９１で示す。また、図８では、心筋のＴＤＣ３２の局所的なピークをＰ３として示す。
そして、ステップＳ１２では、補正機能１４ｃは、フィッティング範囲を特定する。このステップＳ１２は、直線補間するための直線を近似するためのデータを特定する処理である。ここで、大動脈のＴＤＣ３１がピークとなる時間ＴＹでは、心筋のＴＤＣ３２が最大傾斜となる時間に相当する。また、心筋のＴＤＣ３２が最大傾斜となる時間近傍のＣＴ値の時間変化は、心筋パーフュージョンにおいて重要となる。このため、補正機能１４ｃは、心筋のＴＤＣ３２が最大傾斜となる時間近傍のＣＴ値の時間変化を用いて、直線を近似するためのデータを特定する。例えば、補正機能１４ｃは、図８に示すように、大動脈のＴＤＣ３１がピークとなる時間ＴＹを起点にして、この時間ＴＹよりも前の時間のサンプル点をフィッティング範囲９３として特定する。図８の例では、補正機能１４ｃは、フィッティング範囲９３として３点を特定した場合を示す。なお、補正機能１４ｃがフィッティング範囲として特定するサンプル点の数は、直線を近似することが可能であれば３点に限定されるものではない。
図７に戻る。ステップＳ１３では、補正機能１４ｃは、直線近似を行う。例えば、図９に示すように、補正機能１４ｃは、ステップＳ１２で特定したフィッティング範囲９３の３点のデータを用いて、直線近似を行う。より具体的には、補正機能１４ｃは、図９に示すように、近似した直線９４を生成する。
そして、ステップＳ１４では、補正機能１４ｃは、ベースラインと近似した直線９４とを用いて心筋のＴＤＣを補正する。例えば、補正機能１４ｃは、まず、ベースラインを特定する。ここで、ベースラインとは、造影剤非存在下でのＣＴ値を示し、例えば、心筋のＴＤＣ３２の先頭から数点のＣＴ値の平均値である。一例をあげると、補正機能１４ｃは、図９に示すように、心筋のＴＤＣ３２の先頭から４つ目までのＣＴ値の平均値を算出してベースライン９６を特定する。図９の例では、ベースラインのＣＴ値が４８．５１（ＨＵ）である場合を示す。なお、補正機能１４ｃは、大動脈のＴＤＣ３１の立ち上がりが開始する時間ＴＸまでの心筋のＴＤＣ３２のＣＴ値の平均値をベースラインとしてもよい。なお、図９では、大動脈のＴＤＣ３１の立ち上がりが開始する時間ＴＸを太線９５で示す。
そして、補正機能１４ｃは、ベースライン９６の延長線と、近似した直線９４との延長戦との交点９７を求める。補正機能１４ｃは、ベースライン９６と交点９７とを結び、交点９７と近似した直線９４とを結ぶように、心筋のＴＤＣ３２を補正する。このようにして、補正機能１４ｃは、供給部位のＴＤＣにおいてＣＴ値がピークを示す時間に基づいて、所定期間（図９中のＴＸからＴＹの期間）の心筋のＴＤＣ３２を直線補間により補正する。なお、補正機能１４ｃは、ステップＳ１４の終了後、図４のステップＳ６に移行する。
図４に戻る。ステップＳ６では、補正機能１４ｃは、ベースラインを用いて各ＴＤＣを補正する。図１０は、第１の実施形態を説明するための図である。なお、図１０では、説明の便宜上、心筋のＴＤＣのみを図示している。
ここで、図８及び図９に示したＴＤＣにおけるＣＴ値は、造影剤の影響によって染まった血流成分のＣＴ値と、造影剤の影響に依存しない組織由来のＣＴ値とを含んだ値である。この一方で、心筋の血流量を算出する際には、組織由来のＣＴ値を排除して血流成分のＣＴ値が用いられる。このため、補正機能１４ｃは、ベースラインを用いて、造影剤の影響によって染まった血流成分のＣＴ値を算出する。言い換えると、補正機能１４ｃは、心筋の血流量の算出に用いる各ＴＤＣをベースラインで補正する。
より具体的には、補正機能１４ｃは、図１０に示すように、ステップＳ５の補正処理後の心筋のＴＤＣ３２０からベースラインを減算して、ベースライン補正後の心筋のＴＤＣ３２１を得る。なお、補正機能１４ｃは、大動脈のＴＤＣについても同様にベースラインを用いて補正する。
ステップＳ７は、算出機能１４ｄに対応するステップである。処理回路１４が記憶回路１３から算出機能１４ｄに対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、算出機能１４ｄが実現されるステップである。ステップＳ７では、算出機能１４ｄは、心筋の血流量を算出する。例えば、算出機能１４ｄは、ステップＳ６でベースラインを用いて補正した後の大動脈のＴＤＣを入力とし、ステップＳ６でベースラインを用いて補正した後の心筋のＴＤＣを出力とした伝達関数を解くことにより、心筋の血流量を算出する。
ここで、算出機能１４ｄは、ステップＳ４において、補正処理を実行すると判定された場合には、ステップＳ５の補正処理後に、ステップＳ６でベースラインを用いて補正した後の心筋のＴＤＣを出力とした伝達関数を解くことにより、心筋の血流量を算出する。ステップＳ７の終了後、処理回路１４は、処理を終了する。
上述したように、第１の実施形態では、医用画像処理装置１０は、心筋のＴＤＣが、右心室からのアーチファクトの影響を受ける場合に、右心室からのアーチファクトを補正した心筋のＴＤＣを生成する。例えば、医用画像処理装置１０は、右心室のＴＤＣにおけるピークを示す時間を含んだ期間に対応する所定期間の心筋のＴＤＣを、直線補間により補正する。そして、医用画像処理装置１０は、右心室からのアーチファクトを補正した心筋のＴＤＣを用いて、心筋の血流量を算出する。これにより、第１の実施形態に係る医用画像処理装置１０によれば、心筋のＴＤＣが、右心室からのアーチファクトの影響を受ける場合でも、心筋の血流量を正確に算出することができる。
（第１の実施形態の変形例）
上述した第１の実施形態では、補正機能１４ｃは、図４に示すステップＳ５の処理として、右心室のＴＤＣにおけるピークを示す時間を含んだ期間に対応する所定期間の心筋のＴＤＣを、直線補間により補正するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、アーチファクトとして右心室のＴＤＣの影響を受ける場合、心筋のＴＤＣには、所定の割合で右心室のＴＤＣが加算されることになる。このようなことから、第１の実施形態の変形例に係る補正機能１４ｃは、アーチファクトとして影響を受ける右心室のＴＤＣを除去することで、心筋のＴＤＣを補正するようにしてもよい。以下では、第１の実施形態の変形例として、補正機能１４ｃが、図４に示すステップＳ５の処理として、ピークを示す時間を含んだ期間の右心室のＴＤＣをスケーリング処理し、スケーリング処理後のＴＤＣを、心筋のＴＤＣから差分処理して当該心筋のＴＤＣを補正する場合について説明する。
図１１は、第１の実施形態の変形例に係る補正機能１４ｃによる心筋のＴＤＣの補正処理の処理手順を示すフローチャートであり、図１２は、第１の実施形態の変形例を説明するための図である。図１１に示すフローチャートは、図４に示すステップＳ５の処理に対応する。また、図１２の縦軸はＣＴ値（ＨＵ）を示し、図１２の横軸は時間（秒）を示す。また、図１２では、大動脈のＴＤＣ３１と、補正前の心筋のＴＤＣ３２と、右心室のＴＤＣ３３とを示す。また、図１２では、スケーリング処理による補正後の心筋のＴＤＣ３２０を示す。
図１１に示すように、ステップＳ２１では、補正機能１４ｃは、右心室のＴＤＣをスケーリングする。ここで、補正機能１４ｃは、事前に設定された係数を用いて右心室のＴＤＣをスケーリングする。例えば、補正機能１４ｃは、図１２に示すように、ピークを示す時間を含んだ期間の右心室のＴＤＣ３３をスケーリング処理し、スケーリング処理後のＴＤＣ５１を得る。
そして、ステップＳ２２では、補正機能１４ｃは、心筋のＴＤＣからスケーリングした右心室のＴＤＣを減算する。例えば、補正機能１４ｃは、図１２に示すスケーリング処理後のＴＤＣ５１を、補正前の心筋のＴＤＣ３２から差分処理する。続いて、ステップＳ２３では、補正機能１４ｃは、減算後の心筋のＴＤＣを微分する。そして、ステップＳ２４では、補正機能１４ｃは、極値が複数存在するか否かを判定する。
ここで、補正機能１４ｃは、極値が複数存在すると判定した場合（ステップＳ２４、Ｙｅｓ）、ステップＳ２２に移行し、極値が複数存在すると判定しなくなるまでステップＳ２２からステップＳ２４の処理を繰り返し実行する。言い換えると、補正機能１４ｃは、複数回の差分処理後の心筋のＴＤＣを微分した際の極値が一つになるスケーリング処理を実行する。
一方、補正機能１４ｃは、極値が複数存在すると判定しなかった場合（ステップＳ２４、Ｎｏ）、処理を終了する。例えば、補正機能１４ｃは、スケーリング処理後のＴＤＣ５１を、補正前の心筋のＴＤＣ３２から合計ｎ回差分処理することで、極値が複数存在しなくなったものとする。ここで、スケーリング処理後のＴＤＣ５１をｎ倍した結果得られるＴＤＣを図１２に示すＴＤＣ５１０とする場合、補正機能１４ｃは、補正前の心筋のＴＤＣ３２からＴＤＣ５１０を差分処理して、スケーリング処理による補正後の心筋のＴＤＣ３２０を得る。このようにして、補正機能１４ｃは、スケーリング処理後のＴＤＣを、心筋のＴＤＣから差分処理して当該心筋のＴＤＣを補正する。
上述したように、第１の実施形態の変形例では、医用画像処理装置１０は、心筋のＴＤＣが、右心室からのアーチファクトの影響を受ける場合に、右心室からのアーチファクトを補正した心筋のＴＤＣを生成する。例えば、医用画像処理装置１０は、ピークを示す時間を含んだ期間の右心室のＴＤＣをスケーリング処理し、スケーリング処理後のＴＤＣを、心筋のＴＤＣから差分処理して当該心筋のＴＤＣを補正する。そして、医用画像処理装置１０は、右心室からのアーチファクトを補正した心筋のＴＤＣを用いて、心筋の血流量を算出する。これにより、第１の実施形態の変形例に係る医用画像処理装置１０によれば、心筋のＴＤＣが、右心室からのアーチファクトの影響を受ける場合でも、心筋の血流量を正確に算出することができる。
なお、図１１及び図１２に示す例では、事前に設定された係数を用いて右心室のＴＤＣを複数回スケーリングする場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、補正機能１４ｃは、最小二乗法を用いてスケーリングする際の係数を設定してもよい。言い換えると、補正機能１４ｃは、差分処理後の心筋のＴＤＣを微分した際の極値が一つになるスケーリング処理を実行する。
（その他の実施形態）
実施形態は、上述した実施形態に限られるものではない。
なお、上述した実施形態では、医用画像処理装置１０がＴＤＣを生成するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、Ｘ線ＣＴ装置２が、ＴＤＣを生成するようにしてもよい。かかる場合、Ｘ線ＣＴ装置２は、Ｘ線ＣＴ画像においてＲＯＩの設定を受け付け、設定されたＲＯＩにおいてＣＴ値の時間変化を示すＴＤＣを生成する。そして、医用画像処理装置１０は、Ｘ線ＣＴ装置２によって生成されたＴＤＣを取得し、右心室のＴＤＣに基づいて、心筋のＴＤＣを補正する。
また、上述した実施形態では、医用画像処理装置１０において、心筋のＴＤＣを補正する処理を実行する場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、Ｘ線ＣＴ装置２において、心筋のＴＤＣを補正する処理を実行するようにしてもよい。
また、上述した実施形態では、ＣＴ値の時間変化を示す変化情報が、ＴＤＣである場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、ＣＴ値の時間変化を示す変化情報は、時間とＣＴ値とを対応付けた情報であれば、表現形式を任意に変更可能である。
なお、上述した実施形態では、心筋に血液を供給する供給部位が大動脈である場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、供給部位は、左心室や冠動脈であってもよい。
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図１における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。
上記の実施形態の説明において、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
また、上記の実施形態で説明した制御方法は、予め用意された制御プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この制御プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この制御プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、心筋の血流量を正確に算出することができる。
本発明の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同様に、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。
１ 医用情報処理システム
１０ 医用画像処理装置
１４ 処理回路
１４ａ 取得機能
１４ｃ 補正機能

Claims (10)

  1. 造影剤を投与した被検体をＸ線ＣＴ装置によりスキャンして生成された、時系列に連続した複数の画像に基づく、前記被検体の心筋及び右心室のＣＴ値の時間変化を示す変化情報を取得する取得部と、
    前記右心室の変化情報に基づいて、前記心筋の変化情報を補正する補正部と、
    を備える画像処理装置。
  2. 前記補正部は、前記右心室の変化情報においてＣＴ値がピークを示す時間に基づいて、前記心筋の変化情報を補正する、請求項１記載の画像処理装置。
  3. 前記補正部は、前記右心室の変化情報における前記ピークを示す時間を含んだ期間に対応する所定期間の前記心筋の変化情報を、直線補間により補正する、請求項２記載の画像処理装置。
  4. 前記取得部は、更に、前記心筋に血液を供給する血管の変化情報を取得し、
    前記補正部は、前記血管の変化情報においてＣＴ値がピークを示す時間に基づいて、前記所定期間の前記心筋の変化情報を直線補間により補正する、請求項３記載の画像処理装置。
  5. 前記補正部は、前記ピークを示す時間を含んだ期間の前記右心室の変化情報をスケーリング処理し、スケーリング処理後の変化情報を、前記心筋の変化情報から差分処理して当該心筋の変化情報を補正する、請求項２記載の画像処理装置。
  6. 前記補正部は、差分処理後の前記心筋の変化情報を微分した際の極値が一つになる前記スケーリング処理を実行する、請求項５記載の画像処理装置。
  7. 前記補正部は、複数回の差分処理後の前記心筋の変化情報を微分した際の極値が一つになる前記スケーリング処理を実行する、請求項６記載の画像処理装置。
  8. 前記右心室の変化情報においてＣＴ値がピークを示す時間に基づいて、前記心筋の変化情報を補正する処理を実行するか否かを判定する判定部を更に備え、
    前記補正部は、前記判定部により前記心筋の変化情報を補正する処理を実行すると判定された場合に、前記心筋の変化情報を補正する、請求項１〜７のいずれか一つに記載の画像処理装置。
  9. 前記判定部は、前記右心室の変化情報においてＣＴ値がピークを示す時間と、前記心筋の変化情報のＣＴ値が極大値を示す時間とが所定の時間範囲内である場合に、前記心筋の変化情報を補正する処理を実行すると判定する、請求項８記載の画像処理装置。
  10. 前記判定部は、前記右心室の変化情報においてＣＴ値がピークを示す時間と、前記心筋に血液を供給する血管の変化情報においてＣＴ値がピークを示す時間との間で前記心筋の変化情報のＣＴ値が極大値を示す場合に、前記心筋の変化情報を補正する処理を実行すると判定する、請求項８記載の画像処理装置。
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