JP7381081B2 - Wall thickness estimation method, wall thickness estimation device, and wall thickness estimation system - Google Patents
Wall thickness estimation method, wall thickness estimation device, and wall thickness estimation system Download PDFInfo
- Publication number
- JP7381081B2 JP7381081B2 JP2020102028A JP2020102028A JP7381081B2 JP 7381081 B2 JP7381081 B2 JP 7381081B2 JP 2020102028 A JP2020102028 A JP 2020102028A JP 2020102028 A JP2020102028 A JP 2020102028A JP 7381081 B2 JP7381081 B2 JP 7381081B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wall
- blood vessel
- information
- thickness
- wall thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 82
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 claims description 154
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 claims description 89
- 201000008450 Intracranial aneurysm Diseases 0.000 claims description 61
- 206010002329 Aneurysm Diseases 0.000 claims description 60
- 238000002583 angiography Methods 0.000 claims description 23
- 230000010365 information processing Effects 0.000 claims description 15
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims description 9
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 claims description 8
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 claims description 7
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 238000007428 craniotomy Methods 0.000 description 13
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 12
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 12
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 12
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 10
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 9
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 9
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 5
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 5
- 230000003542 behavioural effect Effects 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 230000003187 abdominal effect Effects 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 3
- 210000000115 thoracic cavity Anatomy 0.000 description 3
- 239000002473 artificial blood Substances 0.000 description 2
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000002350 laparotomy Methods 0.000 description 2
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 2
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 2
- 208000031481 Pathologic Constriction Diseases 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 208000007474 aortic aneurysm Diseases 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000010968 computed tomography angiography Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 210000000936 intestine Anatomy 0.000 description 1
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 1
- 210000005240 left ventricle Anatomy 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 238000000968 medical method and process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002107 myocardial effect Effects 0.000 description 1
- 210000000496 pancreas Anatomy 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 210000005241 right ventricle Anatomy 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 208000037804 stenosis Diseases 0.000 description 1
- 230000036262 stenosis Effects 0.000 description 1
- 210000002784 stomach Anatomy 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 1
- 208000019553 vascular disease Diseases 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 230000009278 visceral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Description
本発明は、臓器壁又は血管壁の厚みを推定する壁厚み推定方法などに関する。 The present invention relates to a wall thickness estimation method for estimating the thickness of an organ wall or a blood vessel wall.
血管の疾患の1つである脳動脈瘤は、一旦破裂すると、致死率が約50%を越える極めてハイリスクな疾患であり、かつ、高率に後遺症を残す社会的にも影響が大きい疾患である。このため、脳動脈瘤の破裂を未然に防ぐ予防的治療(先制医療)の重要性が高く、適切な治療介入が不可欠である。 Cerebral aneurysm, a type of vascular disease, is an extremely high-risk disease with a mortality rate of over 50% once it ruptures, and is also a disease that has a large social impact and leaves a high rate of sequelae. be. Therefore, preventive treatment (preemptive medicine) that prevents the rupture of cerebral aneurysms is highly important, and appropriate therapeutic intervention is essential.
適切な治療には、脳動脈瘤の瘤壁の情報(例えば、厚さ)を知ることが有効である。脳動脈瘤の破裂は、瘤壁の厚い部分に比べ、瘤壁の薄い部分において、起こりやすいことが知られているためである。しかしながら、1つの脳動脈瘤においても、瘤壁の厚みなどの形状は、脳動脈瘤ごとに多様である。 For appropriate treatment, it is effective to know information about the aneurysm wall (eg, thickness) of the cerebral aneurysm. This is because it is known that rupture of a cerebral aneurysm is more likely to occur in a thin part of the aneurysm wall than in a thick part of the aneurysm wall. However, even within a single cerebral aneurysm, the thickness and other shapes of the aneurysm walls vary from one cerebral aneurysm to another.
そのため、瘤壁の厚みなどの形状に関する情報を、CT(コンピュータ断層撮影法(Computed Tomography))、MRI(磁気共鳴画像(Magnetic Resonance Imaging))及びMRA(磁気共鳴血管撮影(Magnetic Resonance Angiography))によって得られる瘤壁の内腔などの形態のみから推察することは、専門家であっても困難である。 Therefore, information regarding the shape of the aneurysm wall, such as its thickness, can be obtained using CT (Computed Tomography), MRI (Magnetic Resonance Imaging), and MRA (Magnetic Resonance Angiography). by It is difficult even for experts to make inferences based solely on the morphology of the lumen of the resulting aneurysm wall.
例えば、脳動脈瘤の瘤壁の厚みを予測する手法としては、医師が行う開頭手術による撮影又は目視が知られている。しかしながら、この手法は、高侵襲な手法であり、患者負担が大きく、容易に脳動脈瘤の瘤壁の厚みを予測できる手法ではない。 For example, as a method for predicting the thickness of the aneurysm wall of a cerebral aneurysm, imaging or visual observation through craniotomy performed by a doctor is known. However, this method is highly invasive, imposes a heavy burden on the patient, and does not allow easy prediction of the thickness of the aneurysm wall of a cerebral aneurysm.
また、例えば、低侵襲、かつ、脳動脈瘤の瘤壁などの血管壁の厚みを予測する手法として、特許文献1に開示される超音波診断装置が知られている。特許文献1には、超音波信号を用いて、画像データが生成され、当該画像データに基づいて、被検者の血管壁の厚みに関する情報を表示する超音波診断装置が開示されている。 Further, for example, an ultrasonic diagnostic apparatus disclosed in Patent Document 1 is known as a minimally invasive method for predicting the thickness of a blood vessel wall such as an aneurysm wall of a cerebral aneurysm. Patent Document 1 discloses an ultrasonic diagnostic apparatus that generates image data using ultrasonic signals and displays information regarding the thickness of a blood vessel wall of a subject based on the image data.
しかしながら、特許文献1に開示される従来技術により得られる画像データは、精密さが低いため、血管壁に関して、精度の高い情報が得られにくい。さらに、従来技術では、血管壁に限られず人体内の臓器の臓器壁に関しても、精度の高い情報が得られにくく、臓器及び血管の疾患に対して具体的な処置を施すための情報を提案することは困難である。 However, since the image data obtained by the conventional technique disclosed in Patent Document 1 has low precision, it is difficult to obtain highly accurate information regarding the blood vessel wall. Furthermore, with conventional technology, it is difficult to obtain highly accurate information not only on the walls of blood vessels but also on the walls of organs within the human body. That is difficult.
そこで、本発明は、低侵襲な手法により臓器壁又は血管壁に関する高精度な情報を生成することで、臓器又は血管の疾患に対して具体的な処置を施すための有益な情報を提案することができる方法などの提供を目的とする。 Therefore, the present invention proposes useful information for taking specific treatments for diseases of organs or blood vessels by generating highly accurate information regarding organ walls or blood vessel walls using a minimally invasive method. The purpose is to provide methods that can be used.
本発明の一態様に係る壁厚み推定方法は、4次元血管撮影法を用いて得られた臓器壁又は血管壁を含む動画像に基づいた、前記臓器壁又は前記血管壁における複数の所定の点のそれぞれの位置の時間変化に関する数値情報である挙動情報を取得する取得工程と、前記取得工程により取得された前記挙動情報に基づいて、前記臓器壁又は前記血管壁の厚みを推定するための前記複数の所定の点のそれぞれの質量が可視化された情報である推定情報を生成する生成工程と、前記生成工程により生成された前記推定情報を出力する出力工程とを含む。 A wall thickness estimation method according to one aspect of the present invention includes a plurality of predetermined points on the organ wall or the blood vessel wall based on a moving image including the organ wall or the blood vessel wall obtained using four-dimensional angiography. an acquisition step of acquiring behavior information that is numerical information regarding temporal changes in each position of the device; and a step of estimating the thickness of the organ wall or the blood vessel wall based on the behavior information acquired by the acquisition step. The method includes a generation step of generating estimated information that is information in which the mass of each of a plurality of predetermined points is visualized, and an output step of outputting the estimated information generated by the generation step.
また、本発明の一態様に係るコンピュータプログラムは、上記記載の壁厚み推定方法をコンピュータに実行させる。 Further, a computer program according to one aspect of the present invention causes a computer to execute the wall thickness estimation method described above.
また、本発明の一態様に係る壁厚み推定装置は、4次元血管撮影法を用いて得られた臓器壁又は血管壁を含む動画像に基づいた、前記臓器壁又は前記血管壁における複数の所定の点のそれぞれの位置の時間変化に関する数値情報である挙動情報を取得する取得部と、前記取得部により取得された前記挙動情報に基づいて、前記臓器壁又は前記血管壁の厚みを推定するための前記複数の所定の点のそれぞれの質量が可視化された情報である推定情報を生成する生成部と、前記生成部により生成された前記推定情報を出力する出力部とを備える。 Furthermore, the wall thickness estimating device according to one aspect of the present invention includes a plurality of predetermined values in the organ wall or the blood vessel wall based on a moving image including the organ wall or the blood vessel wall obtained using four-dimensional angiography. an acquisition unit that acquires behavioral information that is numerical information regarding temporal changes in the positions of the respective points; and for estimating the thickness of the organ wall or the blood vessel wall based on the behavior information acquired by the acquisition unit. , and an output unit that outputs the estimated information generated by the generating unit.
また、本発明の一態様に係る壁厚み推定システムは、上記の壁厚み推定装置と、前記動画像を取得し、前記挙動情報を生成して前記取得部に出力する動画像情報処理装置と、前記出力部が出力した前記推定情報を表示する表示装置とを備える。 Further, a wall thickness estimation system according to one aspect of the present invention includes the wall thickness estimation device described above, a video information processing device that acquires the video image, generates the behavior information, and outputs the behavior information to the acquisition unit. and a display device that displays the estimated information output by the output unit.
本発明の壁厚み推定方法等によれば、低侵襲な手法により臓器壁又は血管壁に関する高精度な情報を生成することで、臓器又は血管の疾患に対して具体的な処置を施すための有益な情報を提案することができる。 According to the wall thickness estimation method and the like of the present invention, by generating highly accurate information regarding organ walls or blood vessel walls using a minimally invasive method, it is possible to generate highly accurate information regarding organ walls or blood vessel walls, thereby providing useful information for taking specific treatments for diseases of organs or blood vessels. can suggest information.
以下、実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程、工程の順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 Embodiments will be described below with reference to the drawings. Note that the embodiments described below are all inclusive or specific examples. The numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions and connection forms of the components, steps, order of steps, etc. shown in the following embodiments are merely examples, and do not limit the present invention. Further, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims will be described as arbitrary constituent elements.
なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。 Note that each figure is a schematic diagram and is not necessarily strictly illustrated. Furthermore, in each figure, substantially the same configurations are denoted by the same reference numerals, and overlapping explanations may be omitted or simplified.
(実施の形態)
[壁厚み推定システムの構成]
本実施の形態に係る壁厚み推定システム1000の構成に関して説明する。図1は、本実施の形態に係る壁厚み推定システム1000の構成を示す図である。
(Embodiment)
[Configuration of wall thickness estimation system]
The configuration of wall
壁厚み推定システム1000は、4次元血管撮影法を用いて、被験者Uの臓器壁又は血管壁を含む動画像から所定の点のそれぞれの位置の時間変化に関する数値情報である挙動情報を取得する。さらに、壁厚み推定システム1000は、取得した挙動情報に基づいて臓器壁又は血管壁の厚みを推定するための推定情報を生成するシステムである。例えば、壁厚み推定システム1000は、被験者Uの血管壁の一例である脳動脈瘤の厚みを推定する。
The wall
4次元血管撮影法とは、3次元血管撮影法に時間軸を加味した手法である。3次元血管撮影法とは、X線CT装置又はMRI装置によって血管の立体データを収集し、血管情報を抽出する手法である。なお、X線CT装置を用いた4次元血管撮影法は、4DCTA(4 Dimensional Computed Tomography Angiography)ともいわれる。 The four-dimensional angiography method is a method that adds a time axis to the three-dimensional angiography method. Three-dimensional angiography is a method of collecting three-dimensional data of blood vessels using an X-ray CT device or an MRI device and extracting blood vessel information. Note that the four-dimensional angiography method using an X-ray CT device is also referred to as 4DCTA (4 Dimensional Computed Tomography Angiography).
4次元血管撮影法により動画像が得られる。当該動画像は、3枚以上の静止画の時系列であればよく、例えば、心臓がn回脈動(nは自然数)する時間にかけての動画像であってもよい。また、例えば、当該動画像は、所定の時間内の動画像であってもよい。所定の時間とは、例えば、m秒間(mは自然数)であってもよい。 Moving images are obtained by four-dimensional angiography. The moving image may be a time series of three or more still images, and may be, for example, a moving image over the time when the heart beats n times (n is a natural number). Further, for example, the moving image may be a moving image within a predetermined time. The predetermined time may be, for example, m seconds (m is a natural number).
ここで、臓器壁とは臓器が有する壁であり、臓器とは胸部臓器と腹部臓器とを含む。例えば、胸部臓器は心臓及び肺などであり、腹部臓器は胃、腸、肝臓、腎臓及び膵臓などであるが、これらに限られない。また、臓器とは内腔を有する胸部臓器と内腔を有する腹部臓器とを含んでもよい。 Here, the organ wall is a wall that an organ has, and the organ includes a thoracic organ and an abdominal organ. For example, thoracic organs include the heart and lungs, and abdominal organs include, but are not limited to, the stomach, intestines, liver, kidneys, and pancreas. Further, the organ may include a thoracic organ having a lumen and an abdominal organ having a lumen.
臓器壁とは、例えば、当該臓器と当該臓器以外の臓器又は器官とを隔てる壁であってもよい。一例として、臓器が心臓である場合は、臓器壁とは、心臓と他の器官とを隔てる筋肉(心筋)により構成される壁である。また、臓器壁とは、例えば、当該臓器内での領域を隔てる壁であってもよい。一例として、臓器が心臓である場合は、臓器壁とは、心臓内の領域の一例である左心室と右心室とを隔てる心室中壁である。 The organ wall may be, for example, a wall that separates the relevant organ from an organ or an organ other than the relevant organ. As an example, when the organ is the heart, the organ wall is a wall composed of muscle (myocardial muscle) that separates the heart from other organs. Furthermore, the organ wall may be, for example, a wall that separates regions within the organ. As an example, when the organ is the heart, the organ wall is the midventricular wall that separates the left ventricle and right ventricle, which is an example of a region within the heart.
また、血管壁の厚みとは、動脈又は静脈を含む血管の壁の厚みであってもよく、動脈瘤又は静脈瘤の瘤壁の厚みであってもよく、例えば、脳動脈瘤、大動脈瘤又は内蔵瘤の瘤壁の厚みであってもよい。 Further, the thickness of the blood vessel wall may be the thickness of the wall of blood vessels including arteries or veins, or may be the thickness of the aneurysm wall of an aneurysm or varicose aneurysm, for example, a cerebral aneurysm, an aortic aneurysm or It may be the thickness of the aneurysm wall of a visceral aneurysm.
図1が示すように、壁厚み推定システム1000は、壁厚み推定装置100と、表示装置200と、動画像情報処理装置300と、動画像撮影装置400とを備える。
As shown in FIG. 1, the wall
動画像撮影装置400は、4次元血管撮影法を用いて臓器壁又は血管壁を含む動画像を生成する装置である。動画像撮影装置400は、例えば、X線CT装置又はMRI装置である。本実施の形態においては、動画像撮影装置400はX線CT装置であり、動画像撮影装置400はX線を照射するX線管と信号を受け取る検出器とコンピュータとを備える。
The moving
検出器は、X線管の向かい側に位置し、被験者Uの体を通過したあとのX線を検出する。このとき、被験者Uの身体の部位によって、X線の吸収が異なることを利用して、コンピュータが被験者Uの特定部位における臓器壁又は血管壁を含む動画像を生成する。なお、動画像撮影装置400は、被験者Uの心電図波形を測定し取得する機能も有している。
The detector is located opposite the X-ray tube and detects the X-rays after passing through the body of the subject U. At this time, the computer generates a moving image that includes an organ wall or a blood vessel wall at a specific part of the subject U by utilizing the fact that X-ray absorption differs depending on the body part of the subject U. Note that the moving
X線CT装置又はMRI装置と4次元血管撮影法とを用いる手法は、開腹手術、開心手術又は開頭手術などの手法とは異なり、被験者Uの体に与える負担が大きい切開などを要しないため、低侵襲な手法である。また、X線CT装置又はMRI装置と、4次元血管撮影法とを用いる手法は、精密さの高い動画像を生成することができる。 Unlike techniques such as laparotomy, open heart surgery, or craniotomy, the method using an X-ray CT device or MRI device and four-dimensional angiography does not require incisions that place a large burden on the body of the subject U. It is a minimally invasive method. Further, a method using an X-ray CT device or an MRI device and four-dimensional angiography can generate highly accurate moving images.
動画像情報処理装置300は、動画像撮影装置400が4次元血管撮影法を用いて生成した臓器壁又は血管壁を含む動画像を取得し、臓器壁又は血管壁における複数の所定の点のそれぞれの位置の時間変化に関する数値情報である挙動情報を生成する。つまり、挙動情報は、4次元血管撮影法を用いて得られた臓器壁又は血管壁を含む動画像に基づいた情報である。
The moving image
また、例えば、挙動情報とは、動画像における特定の時刻と当該特定の時刻での臓器壁又は血管壁における複数の所定の点のそれぞれの3次元の座標位置とを1つの組とし、動画像において心臓が1脈動する時間の経過に従って複数の組が並べられた数値情報である。動画像情報処理装置300は、挙動情報を壁厚み推定装置100へ出力する。動画像情報処理装置300は、例えば、パーソナルコンピュータであるが、ネットワークに接続された計算能力の高いサーバ装置であってもよい。
For example, behavior information is a set of a specific time in a moving image and the three-dimensional coordinate positions of a plurality of predetermined points on an organ wall or a blood vessel wall at the specific time, and This is numerical information in which a plurality of sets are arranged according to the elapsed time for one heart beat. The moving image
壁厚み推定装置100は、動画像情報処理装置300によって生成された挙動情報を取得し、取得された挙動情報に基づいて、臓器壁又は血管壁の厚みを推定するための推定情報を生成し、生成された推定情報を表示装置200へ出力する。壁厚み推定装置100は、例えば、パーソナルコンピュータであるが、ネットワークに接続された計算能力の高いサーバ装置であってもよい。
The wall
表示装置200は、壁厚み推定装置100から出力される推定情報を表示する。表示装置200は、具体的には、液晶パネル又は有機EL(Electro Luminescence)パネルなどによって構成されるモニタ装置である。表示装置200として、テレビ、スマートフォン又はタブレット端末などが用いられてもよい。
The
壁厚み推定装置100と、表示装置200及び動画像情報処理装置300とは、挙動情報又は推定情報を送受信可能であればよく、有線で接続されていてもよいし、無線通信可能に接続されていてもよい。
The wall
動画像情報処理装置300は、臓器壁又は血管壁を含む動画像を取得し、臓器壁又は血管壁における複数の所定の点のそれぞれの位置の時間変化に関する数値情報である挙動情報を生成する。壁厚み推定装置100は、動画像情報処理装置300によって生成された挙動情報を取得し、取得された挙動情報に基づいて、臓器壁又は血管壁の厚みを推定するための推定情報を生成する。さらに、壁厚み推定装置100は、生成された推定情報を表示装置200へ出力する。
The moving image
これにより、壁厚み推定システム1000においては、低侵襲な手法によって、臓器壁又は血管壁を含む動画像が得られる。さらに、壁厚み推定システム1000は、当該動画像に関する挙動情報を利用して、臓器壁又は血管壁の厚みを推定するための推定情報を生成することができる。そのため、壁厚み推定システム1000は、臓器壁又は血管壁における複数の所定の点のそれぞれの付近の壁厚さについて、精度の高い情報を生成することができる。
Thereby, in the wall
次に、本実施の形態に係る壁厚み推定装置100の機能構成を具体的に説明する。
Next, the functional configuration of the wall
図2は、本実施の形態に係る壁厚み推定装置100の特徴的な機能構成を示すブロック図である。壁厚み推定装置100は、取得部110と、生成部120と、出力部130とを備える。
FIG. 2 is a block diagram showing a characteristic functional configuration of wall
取得部110は、4次元血管撮影法を用いて得られた臓器壁又は血管壁を含む動画像に基づいた、臓器壁又は血管壁における複数の所定の点のそれぞれの位置の時間変化に関する数値情報である挙動情報を取得する。取得部110は、具体的には、動画像情報処理装置300によって生成された挙動情報を取得する。取得部110は、例えば、有線通信又は無線通信を行う通信インターフェースである。
The
生成部120は、取得部110により取得された挙動情報に基づいて、臓器壁又は血管壁の厚みを推定するための推定情報を生成する。推定情報は、臓器壁又は血管壁における複数の所定の点のそれぞれの質量が可視化された情報である。
The
推定情報は、例えば、複数の所定の点のそれぞれの質量に関する情報がグラフ化された画像データである。なお、推定情報を生成する手法については、図6~図8を用いて後述する。生成部120は、具体的には、プログラムを実行するプロセッサ、マイクロコンピュータ、又は、専用回路によって実現される。
The estimated information is, for example, image data in which information regarding the mass of each of a plurality of predetermined points is graphed. Note that a method for generating estimated information will be described later using FIGS. 6 to 8. Specifically, the
ここで、生成部120が生成する推定情報に関する本発明者らの仮説について説明する。上述の通り、推定情報は、臓器壁又は血管壁の厚みを推定するための複数の所定の点のそれぞれの質量が可視化された情報である。発明者らは、臓器壁又は血管壁における複数の所定の点のそれぞれにおいては、質量と臓器壁又は血管壁の厚みとに、相関があると仮説をたて検証を進めてきた。
Here, the inventors' hypothesis regarding the estimated information generated by the
すなわち、本仮説によれば、質量が大きいほど臓器壁又は血管壁の厚みが厚く、質量が小さいほど臓器壁又は血管壁の厚みが薄い。本仮説が正しければ、本実施の形態に係る推定情報が得られることで、臓器壁又は血管壁の厚みが推定可能である。 That is, according to this hypothesis, the larger the mass, the thicker the organ wall or blood vessel wall, and the smaller the mass, the thinner the organ wall or blood vessel wall. If this hypothesis is correct, the thickness of the organ wall or blood vessel wall can be estimated by obtaining the estimation information according to this embodiment.
出力部130は、生成部120が生成した推定情報を出力する。出力部130は、生成部120が生成した推定情報を表示装置200へ出力してもよい。出力部130は、例えば、有線通信又は無線通信を行う通信インターフェースである。
The
ここで、挙動情報に関する情報の1つである、複数の所定の点について、図3~図5を用いて説明する。本実施の形態においては、血管壁を用いて説明するが、臓器壁についても同様である。さらに、ここでは、血管壁とは、脳動脈瘤10の瘤壁11である。
Here, a plurality of predetermined points, which are one piece of information related to behavior information, will be explained using FIGS. 3 to 5. Although this embodiment will be explained using a blood vessel wall, the same applies to an organ wall. Furthermore, here, the blood vessel wall is the
なお、図3~図5において、例えば、x軸正方向は、母血管20から脳動脈瘤10が延びる方向であり、z軸は、母血管20が延びる方向であり、y軸は、x軸及びz軸と直交方向に延びる方向である。
3 to 5, for example, the x-axis positive direction is the direction in which the
図3は、本実施の形態に係る脳動脈瘤10を示す斜視図である。図4は、図3のIV-IV線における本実施の形態に係る脳動脈瘤10の断面図である。母血管20は、被験者Uの脳内の動脈を構成する血管の1つである。脳動脈瘤10は、母血管20の一部が膨らんだ瘤であって、母血管20からx軸方向に延びて発生した瘤である。
FIG. 3 is a perspective view showing the
図5は、図4のV-V線における本実施の形態に係る脳動脈瘤10の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the
図5が示すように、脳動脈瘤10の断面図において、時計盤が示す0時~3時に対応するように、点が設けられている。ここでは、0時方向には点p1が設けられ、3時方向には点p30が設けられ、0時と3時との間を等分するように28個の点p2~点p29が設けられている。なお、点の数はこれに限られず、1つの断面図において、例えば、10個~1000個の点が設けられてもよい。さらに、本実施の形態においては、1つの断面図が用いられているが、これに限られず、複数の断面図(例えば、10個~1000個の断面図)が用いられてもよい。
As shown in FIG. 5, in the cross-sectional view of the
本実施の形態に係る血管壁(瘤壁11)における複数の所定の点は、点p1~点p30である。つまり、瘤壁11における複数の所定の点は合計で30個存在する。
The plurality of predetermined points on the blood vessel wall (aneurysm wall 11) according to this embodiment are points p1 to p30. That is, there are a total of 30 predetermined points on the
取得部110は、この30個の所定の点のそれぞれにおいて、位置の時間変化に関する数値情報である挙動情報を取得する。生成部120は、この挙動情報に基づいて、所定の点の付近の瘤壁11の厚みを推定するための推定情報を生成する。また、血管壁における複数の所定の点は、上記に限られず、血管壁において、2個以上の点から選択することができる。
The
なお、本実施の形態においては、挙動情報は、一定時間の間の位置の時間変化に関する数値情報である。例えば、一定時間とは、心臓が1脈動する間の時間である。さらに、心臓が1脈動する間の時間は、例えば、100ステップに均等に分割される。 Note that in this embodiment, the behavior information is numerical information regarding a change in position over time over a certain period of time. For example, the fixed period of time is the period of time during which the heart beats once. Further, the time during one heartbeat is divided evenly into, for example, 100 steps.
なお、心臓が1脈動する間の時間は、これに限られず、10ステップ~10000ステップから選ばれる任意のステップ数から選ばれて均等に分割されてもよい。このときの、脈動が開始される時刻を0ステップとし、脈動が終了した時刻を100ステップとする。よって、挙動情報には、0ステップ~100ステップのそれぞれのステップにおける、30個の所定の点のx軸、y軸及びz軸の位置に関する情報が含まれている。 Note that the time for one pulse of the heart is not limited to this, and may be equally divided by any number of steps selected from 10 steps to 10,000 steps. At this time, the time when the pulsation starts is set as 0 step, and the time when the pulsation ends is set as 100 steps. Therefore, the behavior information includes information regarding the x-axis, y-axis, and z-axis positions of 30 predetermined points in each of steps 0 to 100.
なお、一定時間は、具体的な秒数でもよく、例えば、1秒間、5秒間又は10秒間でもよい。また、当該一定時間は、3分割以上であれば、どのように細分化されてもよい。例えば、上記とは異なり、当該一定時間は、100ステップではなく、異なるステップ数によって分割されてもよい。さらに、当該一定時間は、均等に分割されなくてもよい。 Note that the certain period of time may be a specific number of seconds, for example, 1 second, 5 seconds, or 10 seconds. Further, the certain period of time may be subdivided in any way as long as it is divided into three or more. For example, unlike the above, the certain period of time may be divided by a different number of steps instead of 100 steps. Furthermore, the certain period of time does not need to be divided evenly.
[壁厚み推定方法の処理手順]
続いて、壁厚み推定装置100が実行する壁厚み推定方法における具体的な処理手順について説明する。ここでも、血管壁を用いて説明するが、臓器壁についても同様である。図6は、本実施の形態に係る壁厚み推定装置100が脳動脈瘤10の瘤壁11の厚みを推定する処理手順を示すフローチャートである。
[Processing procedure of wall thickness estimation method]
Next, specific processing steps in the wall thickness estimation method executed by the wall
取得部110は、動画像情報処理装置300を介して被験者Uの脳動脈瘤10の瘤壁11複数の所定の点のそれぞれの位置の時間変化に関する数値情報である挙動情報を取得する(取得工程S101)。
The
次に、生成部120は、取得工程S101で取得部110が取得した挙動情報から血管壁の厚みを推定するための複数の所定の点のそれぞれの質量が可視化された情報である推定情報を生成する(生成工程S102)。生成部120が行う処理について、以下、より詳細に説明する。生成部120は、式(1)を用いて、推定情報を生成する。なお、複数の所定の点のそれぞれの、位置がx、質量がρ、抵抗がμ、ばね定数がk及び外力がPであり、mは有理数である。
Next, the
ここで、位置x、有理数m及び外力Pは変数であり、質量ρ、抵抗μ及びばね定数kは定数である。さらに、式(1)で表現される全ての数式を用いて、推定情報が生成されてもよい。 Here, the position x, rational number m, and external force P are variables, and the mass ρ, resistance μ, and spring constant k are constants. Furthermore, estimated information may be generated using all the mathematical expressions expressed in equation (1).
生成部120は、式(1)を満たすものとして、複数の所定の点のそれぞれについて、質量ρ、抵抗μ及びばね定数kを算出する。なお、このとき、質量ρ、抵抗μ及びばね定数kのうち少なくとも1つを算出してもよい。
The
質量ρは、所定の点の質量であるが、より具体的には、所定の点の周囲の領域における質量であってもよい。点の周囲の領域とは、例えば、点と中心として5mm以下である。なお、質量ρは、上記に限られない。 The mass ρ is a mass at a predetermined point, but more specifically, it may be a mass in a region around the predetermined point. The area around the point is, for example, 5 mm or less between the point and the center. Note that the mass ρ is not limited to the above.
抵抗μ及びばね定数kは、それぞれ、心臓の脈動によって脳動脈瘤10が振動することで発生する抵抗及びばね定数であるが、これに限られない。また、抵抗μは、脳動脈瘤10と脳とが接することで生じる摩擦に由来する値であってもよい。外力Pは、被験者Uの心電図波形に基づく電位の値が用いられるが、これに限られない。なお、本実施の形態においては、生成部120は、動画像情報処理装置300及び取得部110を介して動画像撮影装置400から心電図波形に基づく電位を取得する。
The resistance μ and the spring constant k are a resistance and a spring constant, respectively, which are generated when the
さらに、生成部120は、パラメータ推定を用いて質量ρ、抵抗μ及びばね定数kを算出する。パラメータ推定は、一例として、数理解析的手法を用いることができる。
Furthermore, the
以上のように算出された質量ρを用いて、生成部120は、推定情報を生成する。ここで、推定情報とは、一例として、算出された質量ρに関する情報がグラフ化された画像データである。
Using the mass ρ calculated as above, the
上記のように、式(1)、又は、パラメータ推定が用いられることで、血管壁に関するより高精度な情報を生成することができる。 As described above, by using equation (1) or parameter estimation, more accurate information regarding the blood vessel wall can be generated.
次に、出力部130は、生成部120が生成した推定情報を出力する(出力工程S103)。出力工程S103において、出力部130は、例えば、生成工程S102で生成部120が生成した画像データを表示装置200へ送信する。
Next, the
表示装置200は、出力部130が出力した画像データを取得して、当該画像データに基づいて画像を表示する。
The
また、壁厚み推定装置100は、コンピュータ読み取り可能なCD-ROMなどの記録媒体に記録されたコンピュータプログラムを読み出すことによって、壁厚み推定方法を実行してもよい。
Furthermore, the wall
次に、推定情報(より具体的には算出された質量ρ)と血管壁の厚みとの関係性について、脳動脈瘤に関する症状の例(以下、症例と記載)を用いて説明する。ここでは、症例において、図5が示す点p1~p30に対応する複数の所定の点のそれぞれの質量ρを算出する。 Next, the relationship between the estimated information (more specifically, the calculated mass ρ) and the thickness of the blood vessel wall will be explained using an example of a symptom related to a cerebral aneurysm (hereinafter referred to as a case). Here, in the case, the mass ρ of each of a plurality of predetermined points corresponding to points p1 to p30 shown in FIG. 5 is calculated.
図7は、本実施の形態に係る推定情報の一例と症例の脳動脈瘤10及び母血管20の静止画とが示された図である。より具体的には、図7の(a)は推定情報の一例であって複数の所定の点のそれぞれの質量ρが示された図であり、図7の(b)は開頭手術が行われたときの症例の脳動脈瘤10の静止画が示された図である。
FIG. 7 is a diagram showing an example of estimation information according to the present embodiment and a still image of the
図7の(a)の横軸の値は図5が示す点p1~点p30の末尾の数字に対応し、縦軸の値は点p1~点p30の質量ρに対応する。なお、質量ρは相対質量である。本実施の形態においては、点p1から点p12に向かうにつれて質量ρが低下し、点p12において質量ρが最も低く、点p12から点p30に向かうにつれて質量ρが増加しており、例えば、点p25~p30において質量ρが高い。 The values on the horizontal axis in FIG. 7(a) correspond to the numbers at the end of points p1 to p30 shown in FIG. 5, and the values on the vertical axis correspond to the masses ρ of points p1 to p30. Note that the mass ρ is a relative mass. In this embodiment, the mass ρ decreases as it goes from point p1 to point p12, the mass ρ is lowest at point p12, and increases as it goes from point p12 to point p30, for example, point p25. The mass ρ is high at ~p30.
図7の(b)の矢印は図5が示す点p1~p30の末尾の数字が増加する向きを示している。図7の(b)においては、脳動脈瘤10の色が濃いほど血管壁の厚みが薄く、色が薄いほど血管壁の厚みが厚く図示されている。
The arrows in FIG. 7(b) indicate the direction in which the numbers at the end of points p1 to p30 shown in FIG. 5 increase. In FIG. 7B, the darker the color of the
なお、図7の(b)においては、脳動脈瘤10は、白黒の2色で表現されているが、実際の開頭手術においては、脳動脈瘤10の静止画はカラーで表現されてもよい。そのため、図7の(b)における脳動脈瘤10の色が濃い部位は、実際の開頭手術においては白色の色調が弱くかつ赤色の色調が強い部位である。また、図7の(b)における脳動脈瘤10の色が薄い部位は、実際の開頭手術においては白色の色調が強くかつ赤色の色調が弱い部位である。
Note that in FIG. 7(b), the
質量ρが最も低い点p12は図7の(b)の破線で囲まれた領域に対応し、質量ρが高い点p25~p30は図7の(b)の一点鎖線で囲まれた領域に対応する。図7の(b)が示すように破線で囲まれた領域は脳動脈瘤10の色が濃く血管壁の厚みが薄い領域であり、一点鎖線で囲まれた領域は脳動脈瘤10の色が薄く血管壁の厚みが厚い領域である。換言すると、質量ρが最も低い点p12は血管壁の厚みが薄い領域に対応し、質量ρが高い点p25~p30は血管壁の厚みが厚い領域に対応している。つまり、質量ρが大きいほど血管壁の厚みが厚く、質量ρが小さいほど血管壁の厚みが薄いという、発明者らの仮説が正しいことが明らかである。
The point p12 with the lowest mass ρ corresponds to the area surrounded by the broken line in FIG. 7(b), and the points p25 to p30 with the highest mass ρ correspond to the area surrounded by the dashed-dotted line in FIG. 7(b). do. As shown in FIG. 7(b), the area surrounded by the broken line is the area where the
つまり、推定情報(より具体的には算出された質量ρ)を用いることで、血管壁の厚みについて、高精度な情報を生成することができる。 That is, by using the estimated information (more specifically, the calculated mass ρ), highly accurate information about the thickness of the blood vessel wall can be generated.
このような情報は、例えば、増大及び破裂しやすい脳動脈瘤と、増大及び破裂し難い脳動脈瘤とを分別し、治療要否を適切に判断するための有益な情報である。 Such information is useful information for, for example, distinguishing between cerebral aneurysms that are likely to grow and rupture and cerebral aneurysms that are difficult to grow and rupture, and to appropriately determine whether or not treatment is necessary.
つまり、本実施の形態に係る壁厚み推定方法は、低侵襲な手法により血管壁に関する高精度な情報を生成することで、血管の疾患に対して具体的な処置を施すための有益な情報を提案することができる。さらに、本実施の形態に係る壁厚み推定方法は、血管壁に限られず、臓器壁の厚みを推定するためにも利用することができる。 In other words, the wall thickness estimation method according to the present embodiment generates highly accurate information about the blood vessel wall using a minimally invasive method, thereby providing useful information for taking specific treatments for blood vessel diseases. I can make suggestions. Furthermore, the wall thickness estimation method according to the present embodiment can be used not only for estimating the thickness of blood vessel walls, but also for estimating the thickness of organ walls.
つまり、開腹手術、開心手術又は開頭手術などを用いない低侵襲な手法により臓器壁に関する高精度な情報を生成することで、臓器の疾患に対して具体的な処置を施すための有益な情報を提案することができる。 In other words, by generating highly accurate information about organ walls using minimally invasive techniques that do not require laparotomy, open heart surgery, or craniotomy, we can obtain useful information for taking specific treatments for organ diseases. I can make suggestions.
また、推定情報は、上記に限られない。例えば、生成部120、算出された質量ρ(例えば図7の(a))を用いて、他の例の推定情報を生成してもよい。図8は、本実施の形態に係る推定情報の他の例である脳動脈瘤10及び母血管20の質量ρが示された模式図である。なお、図8が示す模式図は、質量ρ、抵抗μ及びばね定数kのそれぞれの最小値、最大値、標準偏差、平均値及び中央値を利用して生成されてもよい。
Furthermore, the estimated information is not limited to the above. For example, the
図8においては、脳動脈瘤10及び母血管20の色が濃いほど質量ρが低く、色が薄いほど質量ρが高く図示されている。なお、図8においては、脳動脈瘤10及び母血管20は、白黒の2色で表現されているが、実際に出力部130が出力する際には、脳動脈瘤10及び母血管20の模式図はカラーで表現されてもよい。
In FIG. 8, the darker the color of the
そのため、図8における脳動脈瘤10及び母血管20の色が濃い部位は、実際に出力部130が出力する際には白色の色調が弱くかつ赤色の色調が強く部位である。また、図8における脳動脈瘤10及び母血管20の色が薄い部位は、実際に出力部130が出力する際には白色の色調が強くかつ赤色の色調が弱く部位である。
Therefore, the dark-colored areas of the
上記の通り、発明者らの仮説は正しいため、図8が示す推定情報では、脳動脈瘤10及び母血管20の色が濃いほど血管壁の厚みが薄く、色が薄いほど血管壁の厚みが厚く図示されている。 As mentioned above, the inventors' hypothesis is correct, and the estimated information shown in FIG. It is thickly illustrated.
このような模式図として表される推定情報は、増大及び破裂しやすい脳動脈瘤と、増大及び破裂し難い脳動脈瘤とを分別し、治療要否を適切に判断するための有益な情報である。 Estimated information expressed as such a schematic diagram is useful information for distinguishing between cerebral aneurysms that are likely to grow and rupture and those that are difficult to grow and rupture, and for appropriately determining whether or not treatment is necessary. be.
また、図8においては、2次元の模式図が示されているが、推定情報として3次元カラーマップが用いられてもよい。 Further, although a two-dimensional schematic diagram is shown in FIG. 8, a three-dimensional color map may be used as the estimation information.
[効果など]
以上説明したように、壁厚み推定方法は、取得工程S101と、生成工程S102と、出力工程S103とを含む。取得工程S101は、4次元血管撮影法を用いて得られた臓器壁又は血管壁を含む動画像に基づいた、臓器壁又は血管壁における複数の所定の点のそれぞれの位置の時間変化に関する数値情報である挙動情報を取得する。生成工程S102は、取得工程S101により取得された挙動情報に基づいて、臓器壁又は血管壁の厚みを推定するための複数の所定の点のそれぞれの質量が可視化された情報である推定情報を生成する。出力工程S103は、生成工程S102により生成された推定情報を出力する。
[Effects etc.]
As explained above, the wall thickness estimation method includes an acquisition step S101, a generation step S102, and an output step S103. In the acquisition step S101, numerical information regarding temporal changes in the positions of a plurality of predetermined points on an organ wall or a blood vessel wall is obtained based on a moving image including the organ wall or blood vessel wall obtained using four-dimensional angiography. Obtain the behavior information that is. The generation step S102 generates estimation information that is information visualizing the mass of each of a plurality of predetermined points for estimating the thickness of an organ wall or a blood vessel wall, based on the behavior information acquired in the acquisition step S101. do. The output step S103 outputs the estimated information generated in the generation step S102.
また、本実施の形態に係るコンピュータプログラムは、上記記載の壁厚み推定方法をコンピュータに実行させる。 Further, the computer program according to the present embodiment causes a computer to execute the wall thickness estimation method described above.
これにより、壁厚み推定方法においては、一例として、血管壁を含む動画像が、X線CT装置又はMRI装置と、4次元血管撮影法とを用いて生成される。例えば、開頭手術などの手法と比較すると、低侵襲な手法によって、血管壁を含む動画像が得られる。壁厚み推定方法は、当該動画像に関する挙動情報を利用して、血管壁の厚みを推定するための複数の所定の点のそれぞれの質量が可視化された推定情報を生成することができる。推定情報に基づいて推定された血管壁の厚みは、開頭手術により得られた血管壁の厚みと、対応することが示された。 Accordingly, in the wall thickness estimation method, for example, a moving image including a blood vessel wall is generated using an X-ray CT device or an MRI device and a four-dimensional angiography method. For example, compared to techniques such as craniotomy, moving images including blood vessel walls can be obtained using a minimally invasive technique. The wall thickness estimation method can generate estimation information in which the mass of each of a plurality of predetermined points for estimating the thickness of a blood vessel wall is visualized using behavior information regarding the moving image. It was shown that the thickness of the blood vessel wall estimated based on the estimated information corresponds to the thickness of the blood vessel wall obtained by craniotomy.
つまり、壁厚み推定方法は、血管壁における複数の所定の点のそれぞれの付近の壁厚さについて、精度の高い情報を生成することができる。本実施の形態においては、例えば、脳動脈瘤10の瘤壁11の厚みが推定される。このような情報は、例えば、増大及び破裂しやすい脳動脈瘤と、増大及び破裂し難い脳動脈瘤とを分別し、治療要否を適切に判断するための有益な情報である。
In other words, the wall thickness estimation method can generate highly accurate information about the wall thickness near each of a plurality of predetermined points on the blood vessel wall. In this embodiment, for example, the thickness of the
なお、壁厚み推定方法は、血管壁に限られず、臓器壁の厚みを推定するためにも利用することができる。 Note that the wall thickness estimation method is not limited to blood vessel walls, and can also be used to estimate the thickness of organ walls.
つまり、本実施の形態に係る壁厚み推定方法は、低侵襲な手法により臓器壁又は血管壁に関する高精度な情報を生成することで、臓器又は血管の疾患に対して具体的な処置を施すための有益な情報を提案することができる。 In other words, the wall thickness estimation method according to the present embodiment generates highly accurate information regarding organ walls or blood vessel walls using a minimally invasive method, thereby enabling specific treatment for organ or blood vessel diseases. can suggest useful information.
また、複数の所定の点のそれぞれの、位置をx、質量をρ、抵抗をμ、ばね定数をk及び外力をPとし、有理数をmとする。このとき、生成工程S102は、式(1)を満たすものとして質量ρ、抵抗μ及びばね定数kを算出する。 Further, for each of a plurality of predetermined points, the position is x, the mass is ρ, the resistance is μ, the spring constant is k, the external force is P, and the rational number is m. At this time, the generation step S102 calculates the mass ρ, the resistance μ, and the spring constant k assuming that the equation (1) is satisfied.
これにより、臓器壁又は血管壁に関するより高精度な情報を生成することができる。 Thereby, more accurate information regarding the organ wall or blood vessel wall can be generated.
また、生成工程S102は、パラメータ推定を用いて質量ρ、抵抗μ及びばね定数kを算出する。 Furthermore, the generation step S102 calculates the mass ρ, the resistance μ, and the spring constant k using parameter estimation.
これにより、臓器壁又は血管壁に関するより高精度な情報を生成することができる。 Thereby, more accurate information regarding the organ wall or blood vessel wall can be generated.
また、壁厚み推定方法においては、血管壁の厚みは、動脈瘤又は静脈瘤における瘤壁の厚みである。 Furthermore, in the wall thickness estimation method, the blood vessel wall thickness is the thickness of the aneurysm wall in an aneurysm or varicose aneurysm.
これにより、壁厚み推定方法は、血管壁の厚みとして、動脈瘤又は静脈瘤の瘤壁の厚みを推定することができる。 Thereby, the wall thickness estimation method can estimate the thickness of the aneurysm wall of an aneurysm or varicose aneurysm as the thickness of the blood vessel wall.
また、壁厚み推定方法においては、血管壁の厚みは、脳動脈瘤における瘤壁の厚みである。 Furthermore, in the wall thickness estimation method, the blood vessel wall thickness is the thickness of the aneurysm wall in a cerebral aneurysm.
これにより、壁厚み推定方法は、血管壁の厚みとして、脳動脈瘤の瘤壁の厚みを推定することができる。 Thereby, the wall thickness estimation method can estimate the thickness of the aneurysm wall of a cerebral aneurysm as the thickness of the blood vessel wall.
また、壁厚み推定方法においては、血管壁の厚みは、動脈又は静脈における血管壁の厚みである。 Furthermore, in the wall thickness estimation method, the blood vessel wall thickness is the thickness of the blood vessel wall in an artery or a vein.
これにより、壁厚み推定方法は、血管壁の厚みとして、動脈又は静脈の血管壁の厚みを推定することができる。 Thereby, the wall thickness estimation method can estimate the thickness of the blood vessel wall of an artery or vein as the blood vessel wall thickness.
また、壁厚み推定装置100は、取得部110と、生成部120と、出力部130とを備える。取得部は、4次元血管撮影法を用いて得られた臓器壁又は血管壁を含む動画像に基づいた、臓器壁又は血管壁における複数の所定の点のそれぞれの位置の時間変化に関する数値情報である挙動情報を取得する。生成部120は、取得部110により取得された挙動情報に基づいて、臓器壁又は血管壁の厚みを推定するための複数の所定の点のそれぞれの質量が可視化された情報である推定情報を生成する。出力部130は、生成部により生成された推定情報を出力する。
The wall
これにより、壁厚み推定装置100においては、一例として、血管壁を含む動画像が、X線CT装置又はMRI装置と、4次元血管撮影法とを用いて生成される。例えば、開頭手術などの手法と比較すると、低侵襲な手法によって、血管壁を含む動画像が得られる。壁厚み推定装置100は、当該動画像に関する挙動情報を利用して、血管壁の厚みを推定するための複数の所定の点のそれぞれの質量が可視化された推定情報を生成することができる。推定情報に基づいて推定された血管壁の厚みは、開頭手術により得られた血管壁の厚みと、対応することが示された。
Thereby, in the wall
つまり、壁厚み推定装置100は、血管壁における複数の所定の点のそれぞれの付近の壁厚さについて、精度の高い情報を生成することができる。本実施の形態においては、例えば、脳動脈瘤10の瘤壁11の厚みが推定される。このような情報は、例えば、増大及び破裂しやすい脳動脈瘤と、増大及び破裂し難い脳動脈瘤とを分別し、治療要否を適切に判断するための有益な情報である。
That is, the wall
なお、壁厚み推定装置100は、血管壁に限られず、臓器壁の厚みを推定するためにも利用することができる。
Note that the wall
つまり、本実施の形態に係る壁厚み推定装置100は、低侵襲な手法により臓器壁又は血管壁に関する高精度な情報を生成することで、臓器又は血管の疾患に対して具体的な処置を施すための有益な情報を提案することができる。
In other words, the wall
また、壁厚み推定システム1000は、上記記載の壁厚み推定装置100と、動画像を取得し、挙動情報を生成して取得部110に出力する動画像情報処理装置300と、出力部130が出力した推定情報を表示する表示装置200とを備える。
The wall
これにより、壁厚み推定システム1000においては、一例として、血管壁を含む動画像が、X線CT装置又はMRI装置と、4次元血管撮影法とを用いて生成される。例えば、開頭手術などの手法と比較すると、低侵襲な手法によって、血管壁を含む動画像が得られる。壁厚み推定システム1000は、当該動画像に関する挙動情報を利用して、血管壁の厚みを推定するための複数の所定の点のそれぞれの質量が可視化された推定情報を生成することができる。推定情報に基づいて推定された血管壁の厚みは、開頭手術により得られた血管壁の血管壁の厚みと、対応することが示された。
Accordingly, in the wall
つまり、壁厚み推定システム1000は、血管壁における複数の所定の点のそれぞれの付近の壁厚さについて、精度の高い情報を生成することができる。本実施の形態においては、例えば、脳動脈瘤10の瘤壁11の厚みが推定される。このような情報は、例えば、増大及び破裂しやすい脳動脈瘤と、増大及び破裂し難い脳動脈瘤とを分別し、治療要否を適切に判断するための有益な情報である。
That is, the wall
なお、壁厚み推定システム1000は、血管壁に限られず、臓器壁の厚みを推定するためにも利用することができる。
Note that the wall
つまり、本実施の形態に係る壁厚み推定システム1000は、低侵襲な手法により臓器壁又は血管壁に関する高精度な情報を生成することで、臓器又は血管の疾患に対して具体的な処置を施すための有益な情報を提案することができる。
In other words, the wall
さらに、推定情報が可視化されて表示されることで、例えば、医師などは、臓器壁又は血管壁の厚みについての精度の高い情報を得ることができる。 Furthermore, by visualizing and displaying the estimated information, for example, a doctor or the like can obtain highly accurate information about the thickness of an organ wall or a blood vessel wall.
(その他の実施の形態)
以上、実施の形態に係る壁厚み推定方法等について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
(Other embodiments)
Although the wall thickness estimation method and the like according to the embodiment have been described above, the present invention is not limited to the above embodiment.
本実施の形態で用いられたパラメータ推定による解析は、AI(Artificial Intelligence)の中に含まれる。つまり、生成工程S102で、質量ρ、抵抗μ及びばね定数kを算出するための解析は、パラメータ推定に限られず、AI技術に含まれる他の手法が用いられてもよい。 The analysis using parameter estimation used in this embodiment is included in AI (Artificial Intelligence). That is, the analysis for calculating the mass ρ, the resistance μ, and the spring constant k in the generation step S102 is not limited to parameter estimation, and other methods included in AI technology may be used.
上記実施の形態においては、実際の症例と4次元血管撮影法とを用いることで、挙動情報が得られる方法が示された。しかしながら、挙動情報が得られる方法はこれに限らない。例えば、以下に示す2つのその他の例の方法により挙動情報が得られてもよい。 In the embodiment described above, a method of obtaining behavioral information using an actual case and four-dimensional angiography has been shown. However, the method of obtaining behavior information is not limited to this. For example, behavior information may be obtained by two other example methods shown below.
その他の例1の方法においては、人工的に作られた人工瘤と、人工瘤に接続された人工心臓と、撮像装置とが用いられることで、挙動情報が得られる。 In the other method of Example 1, behavior information is obtained by using an artificial aneurysm, an artificial heart connected to the artificial aneurysm, and an imaging device.
人工瘤は、人工的な血管と人工的な瘤とを有する。人工的な血管と人工的な瘤とは、ヒトの血管とヒトの血管に発生した瘤とを模して作られる。人工瘤は、例えば、ゴム材料によって構成されてもよく、シリコンゴム、フッ素ゴムなどを利用することができる。 The artificial aneurysm includes an artificial blood vessel and an artificial aneurysm. Artificial blood vessels and artificial aneurysms are made to imitate human blood vessels and aneurysms that occur in human blood vessels. The artificial lump may be made of, for example, a rubber material, such as silicone rubber or fluororubber.
また、人工瘤は、例えば、シリコン樹脂によって構成されてもよい。人工瘤は、可撓性のある材料によって構成されれば、上記に限られるものではない。 Further, the artificial lump may be made of silicone resin, for example. The artificial aneurysm is not limited to the above, as long as it is made of a flexible material.
人工瘤は、上記記載のX線CT装置又はMRI装置により得られた画像データを利用して作られる。この画像データには、ヒトの血管と、当該血管に発生した瘤とのデータが含まれる。 The artificial aneurysm is created using image data obtained by the X-ray CT device or MRI device described above. This image data includes data on human blood vessels and aneurysms that have occurred in the blood vessels.
人工瘤は、上記得られた画像データに関するDICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine)データを基にして、作られる。 The artificial aneurysm is created based on DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) data regarding the image data obtained above.
人工心臓は、ヒトの心臓がもつポンプ機能を代行する装置である。この人工心臓と人工瘤とが接続され、人工心臓がもつポンプ機能を稼働させることで、人工瘤が脈動するように動く。この人工瘤の動きと撮像装置とを用いて、挙動情報が得られる。 An artificial heart is a device that performs the pumping function of the human heart. The artificial heart and the artificial aneurysm are connected, and the pump function of the artificial heart is activated, causing the artificial aneurysm to pulsate. Using the movement of the artificial aneurysm and the imaging device, behavioral information can be obtained.
撮像装置は、例えば、静止画及び動画を撮像可能なカメラ装置である。さらに、撮像装置は、観察対象の表面の3次元座標、3次元空間での変位、3次元空間での速度及び3次元空間での加速度の全ての情報を得ることができる装置であってもよい。このような撮像装置は、1秒、5秒又は10秒撮像することで、観察対象の表面の3次元座標、3次元空間での変位、3次元空間での速度及び3次元空間での加速度の全ての情報を得ることができる。 The imaging device is, for example, a camera device that can capture still images and moving images. Furthermore, the imaging device may be a device that can obtain all information such as three-dimensional coordinates of the surface of the observation target, displacement in three-dimensional space, velocity in three-dimensional space, and acceleration in three-dimensional space. . Such an imaging device captures images for 1 second, 5 seconds, or 10 seconds to obtain the three-dimensional coordinates of the surface of the observation target, displacement in three-dimensional space, velocity in three-dimensional space, and acceleration in three-dimensional space. You can get all the information.
以上のように、その他の例1の方法においては、撮像装置が、脈動する人工瘤を撮像することで、人工瘤の表面の3次元座標、3次元空間での変位、3次元空間での速度及び3次元空間での加速度の全ての情報が得られる。これらの3次元座標、3次元空間での変位、3次元空間での速度及び3次元空間での加速度のうち、いずれか又は全ての情報を基に、挙動情報が得られてもよい。 As described above, in the method of Other Example 1, the imaging device captures an image of the pulsating artificial aneurysm, thereby obtaining the three-dimensional coordinates of the surface of the artificial aneurysm, the displacement in three-dimensional space, and the velocity in three-dimensional space. and acceleration in three-dimensional space. Behavior information may be obtained based on information on any or all of these three-dimensional coordinates, displacement in three-dimensional space, velocity in three-dimensional space, and acceleration in three-dimensional space.
その他の例1の方法においては、上記記載の開頭手術と比べ、低侵襲な手法であるため、より容易に挙動情報を得ることができる。 In the method of Example 1, since it is a less invasive technique than the craniotomy described above, behavioral information can be obtained more easily.
また、その他の例2の方法においては、血管に瘤が発生しているモデル動物と、上記の撮像装置とが用いられることで、挙動情報が得られる。 Furthermore, in the method of Example 2, behavior information can be obtained by using a model animal in which a blood vessel has developed an aneurysm and the above-mentioned imaging device.
具体的には、撮像装置が、モデル動物の血管と瘤とを撮像することで、モデル動物の血管と瘤との表面の3次元座標、3次元空間での変位、3次元空間での速度及び3次元空間での加速度の全ての情報が得られる。これらのうち、いずれか又は全ての情報を基に、挙動情報が得られてもよい。 Specifically, the imaging device images the blood vessels and aneurysms of the model animal, thereby obtaining the three-dimensional coordinates of the surfaces of the model animal's blood vessels and aneurysms, the displacement in three-dimensional space, the velocity in three-dimensional space, and the like. All information about acceleration in three-dimensional space can be obtained. Behavior information may be obtained based on any or all of these pieces of information.
その他の例2の方法においては、実施の形態で示したヒトの症例の場合と異なり、症例の対象となるヒトの同意書などが必要ではない。また、モデル動物の血管と瘤との表面に撮像に必要な模様付け(例えば、スプレーの吹き付けによるマーキング)が出来るため、精緻な3次元座標の時間発展データが取得される。 In the other method of Example 2, unlike the case of the human case shown in the embodiment, there is no need for written consent from the human subject of the case. Moreover, since the surfaces of the blood vessels and aneurysms of the model animal can be patterned (for example, marked by spraying) necessary for imaging, time evolution data of precise three-dimensional coordinates can be obtained.
さらに、モデル動物の血管と瘤のデータを時間等間隔(2週間に1度など)で取得することができる。よって、実施の形態に比べ、より容易に挙動情報を得ることができる。 Furthermore, data on blood vessels and aneurysms of model animals can be acquired at equal time intervals (eg, once every two weeks). Therefore, behavior information can be obtained more easily than in the embodiment.
上記の方法を用いることで、容易に数多くの挙動情報が得られるようになり、その結果、多数の推定情報が得られるようになる。これにより、壁に関する情報の精度の向上が見込まれる。 By using the above method, a large amount of behavior information can be easily obtained, and as a result, a large amount of estimated information can be obtained. This is expected to improve the accuracy of information regarding walls.
本実施の形態では、血管壁の厚みが脳動脈瘤10の瘤壁11の厚みである場合を示したが、上述のように、動脈又は静脈を含む血管の壁の厚みであってもよい。例えば、血管壁が動脈又は静脈を含む血管の厚みである場合、実施の形態に係る壁厚み推定方法などを用いることで、当該動脈又は静脈の狭窄の程度が推定される。
In this embodiment, a case has been shown in which the thickness of the blood vessel wall is the thickness of the
なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPUまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。 Note that in each of the above embodiments, each component may be configured with dedicated hardware, or may be realized by executing a software program suitable for each component. Each component may be realized by a program execution unit such as a CPU or a processor reading and executing a software program recorded on a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory.
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、又は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。 Other embodiments may be obtained by making various modifications to each embodiment that a person skilled in the art would think of, or may be realized by arbitrarily combining the components and functions of each embodiment without departing from the spirit of the present invention. The present invention also includes such forms.
本発明に係る壁厚み推定方法は、医療機器、医療方法などの様々な用途に利用可能である。 The wall thickness estimation method according to the present invention can be used in various applications such as medical equipment and medical methods.
10 脳動脈瘤
11 瘤壁
20 母血管
100 壁厚み推定装置
110 取得部
120 生成部
130 出力部
1000 壁厚み推定システム
200 表示装置
300 動画像情報処理装置
400 動画像撮影装置
U 被験者
p1、p2、p3、p4、p5、p6、p7、p8、p9、p10、p11、p12、p13、p14、p15、p16、p17、p18、p19、p20、p21、p22、p23、p24、p25、p26、p27、p28、p29、p30 点
S101 取得工程
S102 生成工程
S103 出力工程
10
Claims (9)
前記取得工程により取得された前記挙動情報に基づいて、前記臓器壁又は前記血管壁の厚みを推定するための前記複数の所定の点のそれぞれの質量が可視化された情報である推定情報を生成する生成工程と、
前記生成工程により生成された前記推定情報を出力する出力工程とを含む
壁厚み推定方法。 Behavior that is numerical information regarding the temporal change in the position of each of a plurality of predetermined points on the organ wall or the blood vessel wall, based on a moving image containing the organ wall or the blood vessel wall obtained using four-dimensional angiography. an acquisition step of acquiring information;
Based on the behavior information acquired in the acquisition step, estimation information is generated that is information visualizing the mass of each of the plurality of predetermined points for estimating the thickness of the organ wall or the blood vessel wall. generation process,
and an output step of outputting the estimation information generated by the generation step.
前記生成工程は、
請求項1に記載の壁厚み推定方法。 When the position of each of the plurality of predetermined points is x, the mass is ρ, the resistance is μ, the spring constant is k, the external force is P, and the rational number is m,
The generation step includes:
請求項2に記載の壁厚み推定方法。 The wall thickness estimation method according to claim 2, wherein the generating step calculates the mass ρ, the resistance μ, and the spring constant k using parameter estimation.
請求項1~3のいずれか1項に記載の壁厚み推定方法。 The wall thickness estimation method according to any one of claims 1 to 3, wherein the blood vessel wall thickness is the thickness of an aneurysm wall in an aneurysm or varicose aneurysm.
請求項1~4のいずれか1項に記載の壁厚み推定方法。 The wall thickness estimation method according to any one of claims 1 to 4, wherein the blood vessel wall thickness is the thickness of an aneurysm wall in a cerebral aneurysm.
請求項1~5のいずれか1項に記載の壁厚み推定方法。 The wall thickness estimation method according to any one of claims 1 to 5, wherein the blood vessel wall thickness is the thickness of a blood vessel wall in an artery or a vein.
前記取得部により取得された前記挙動情報に基づいて、前記臓器壁又は前記血管壁の厚みを推定するための前記複数の所定の点のそれぞれの質量が可視化された情報である推定情報を生成する生成部と、
前記生成部により生成された前記推定情報を出力する出力部とを備える
壁厚み推定装置。 Behavior that is numerical information regarding the temporal change in the position of each of a plurality of predetermined points on the organ wall or the blood vessel wall, based on a moving image containing the organ wall or the blood vessel wall obtained using four-dimensional angiography. an acquisition unit that acquires information;
Based on the behavior information acquired by the acquisition unit, estimation information is generated that is information visualizing the mass of each of the plurality of predetermined points for estimating the thickness of the organ wall or the blood vessel wall. A generation section,
A wall thickness estimating device, comprising: an output section that outputs the estimation information generated by the generation section.
前記動画像を取得し、前記挙動情報を生成して前記取得部に出力する動画像情報処理装置と、
前記出力部が出力した前記推定情報を表示する表示装置とを備える
壁厚み推定システム。 The wall thickness estimating device according to claim 8,
a video information processing device that acquires the video image, generates the behavior information, and outputs the behavior information to the acquisition unit;
A wall thickness estimation system, comprising: a display device that displays the estimated information outputted by the output unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020102028A JP7381081B2 (en) | 2020-06-12 | 2020-06-12 | Wall thickness estimation method, wall thickness estimation device, and wall thickness estimation system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020102028A JP7381081B2 (en) | 2020-06-12 | 2020-06-12 | Wall thickness estimation method, wall thickness estimation device, and wall thickness estimation system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021194196A JP2021194196A (en) | 2021-12-27 |
JP7381081B2 true JP7381081B2 (en) | 2023-11-15 |
Family
ID=79196517
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020102028A Active JP7381081B2 (en) | 2020-06-12 | 2020-06-12 | Wall thickness estimation method, wall thickness estimation device, and wall thickness estimation system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7381081B2 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007526016A (en) | 2003-06-25 | 2007-09-13 | シーメンス メディカル ソリューションズ ユーエスエー インコーポレイテッド | System and method for automatic local myocardial assessment of cardiac imaging |
JP2019133678A (en) | 2015-01-28 | 2019-08-08 | テラリコン インコーポレイテッド | Touchless advanced image processing and visualization |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5431161A (en) * | 1993-04-15 | 1995-07-11 | Adac Laboratories | Method and apparatus for information acquistion, processing, and display within a medical camera system |
-
2020
- 2020-06-12 JP JP2020102028A patent/JP7381081B2/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007526016A (en) | 2003-06-25 | 2007-09-13 | シーメンス メディカル ソリューションズ ユーエスエー インコーポレイテッド | System and method for automatic local myocardial assessment of cardiac imaging |
JP2019133678A (en) | 2015-01-28 | 2019-08-08 | テラリコン インコーポレイテッド | Touchless advanced image processing and visualization |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021194196A (en) | 2021-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7555911B2 (en) | Lung volume gated x-ray imaging system and method | |
US10169542B2 (en) | Systems and methods for automatically determining myocardial bridging and patient impact | |
JP5408399B1 (en) | Image generation device | |
EP3277169B1 (en) | Systems and methods for estimating virtual perfusion images | |
CN109561863A (en) | Diagnostic assistance program | |
JP7152077B2 (en) | Vessel wall thickness estimation method, vessel wall thickness estimation device, and vessel wall thickness estimation system | |
JP2017500675A (en) | Method and system for health plan management | |
JP2020014562A (en) | Dynamic image analysis apparatus, dynamic image analysis method, and program | |
US10098604B2 (en) | Medical image processing device, medical imaging device, medical image processing method and medical imaging method | |
CN117858671A (en) | Circuit-free cardiac cycle determination | |
US20220051401A1 (en) | Providing a scene with synthetic contrast | |
JP7381081B2 (en) | Wall thickness estimation method, wall thickness estimation device, and wall thickness estimation system | |
WO2023021671A1 (en) | Wall thickness estimating method, wall thickness estimating device, and wall thickness estimating system | |
WO2022190821A1 (en) | Wall thickness estimation method, computer program, wall thickness estimation device, and wall thickness estimation system | |
RU2264786C1 (en) | Method for determining basic functional values of cardiac myohemodynamics | |
KR20210063731A (en) | System and method of analyzing myocardial information with echocardiography data using multi-information big data algorithm) | |
WO2023058759A1 (en) | Wall thickness estimation method, computer program, learning method, model production method, wall thickness estimation device, and wall thickness estimation system | |
TWI848834B (en) | A temporal medical information analysis system and method thereof | |
Curtis et al. | Care with single-coil automated implantable cardio-defibrillator leads |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230414 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20231010 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231011 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231026 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7381081 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |