JPH06203158A - 医用解析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 手間と所要時間を増やすことなく，計算精度
を向上させる。 【構成】 ３軸を持つ略楕円体の対象物の第１軸をアキ
シャル画像上でユーザが指定するＰ１。その指定された
第１軸の中央で且つ第１軸に垂直な第１軸センターアキ
シャル画像を再構成するＰ２。その第１軸センターアキ
シャル画像上で、第２軸および第３軸をユーザが指定す
るＰ３。第１軸および第２軸を含むスライスの画像であ
る第２軸縦断面画像を再構成する。また、第１軸および
第３軸を含むスライスの画像である第３軸縦断面画像を
再構成するＰ４，Ｐ６。第２軸縦断面画像および第３軸
縦断面画像上で、対象物の輪郭をユーザがトレースする
Ｐ５，Ｐ７。逐次このようにして各第１軸アキシャル画
像上での対象物の輪郭内の面積を算出するＰ１０。各面
積を積算し、対象物の体積等を解析するＰ１１，Ｐ１
２。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、医用解析装置に関
し、更に詳しくは、連続したスライスからなる複数のア
キシャル画像を基に心臓の容積等を算出する医用解析装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１６の(ａ)は人の体を前側から見たと
きの心臓Ｈの傾きを示し、(ｂ)は人の体を右手側から見
たときの心臓Ｈの傾きを示す。Ｚは体軸、Ｘは右手から
左手への方向、Ｙは後から前への方向である。また、Ａ
は、３軸を持つ楕円体で心臓Ｈを模式化した場合におけ
る体軸Ｚに最も平行な軸（以下、これを縦長軸という）
である。図１６の(ｃ)は、ＭＲＩ装置によって得られる
アキシャル画像Ｓ１〜Ｓ６の各スライスの位置を示す。
図１７は、ＭＲＩ装置によって得られるアキシャル画像
Ｓ１〜Ｓ６の模式図である。各アキシャル画像Ｓ１〜Ｓ
６における斜線部は心臓Ｈのイメージを表している。

【０００３】図１８は、複数のアキシャル画像を基に心
臓の容積を算出する従来の医用解析装置における処理の
フロー図である。ステップＪ１では、心臓を含む連続し
たスライスの複数のアキシャル画像中からユーザに数枚
を選択させ、それらを表示し、それらのアキシャル画像
上で心臓の輪郭をユーザにトレースさせる。例えば、図
１９に示すように、ユーザがアキシャル画像Ｓ１，Ｓ
３，Ｓ４，Ｓ６を選択すると、それらのアキシャル画像
Ｓ１，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ６を表示して、ユーザに輪郭Ｔを
トレースさせる。ステップＪ２では、上記ステップＪ１
でユーザがトレースした輪郭Ｔを参照し、残りのアキシ
ャル画像の各々において、心臓の輪郭を抽出する。例え
ば、図１９に示すアキシャル画像Ｓ１，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ
６上の輪郭を参照して、アキシャル画像Ｓ２，Ｓ５にお
いて輪郭を抽出する。ステップＪ３では、全てのアキシ
ャル画像の各々における輪郭内の面積（すなわち、心臓
の断面積）を計算する。ステップＪ４では、上記ステッ
プＪ３で求めた各アキシャル画像での面積を積み重ねて
楕円体の体積（すなわち、心臓の容積）を計算する。な
お、このアルゴリズムの具体例としては、例えばシンプ
ソン法などが知られている。ステップＪ５では、その他
の心機能の解析等を行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図１８に示す従来の医
用解析装置における処理のステップＪ２では、アキシャ
ル画像上で心臓の輪郭を自動抽出しているが、縦長軸Ａ
がアキシャル画像Ｓ１〜Ｓ６に対して傾斜しているた
め、見掛けの上では心壁が厚くなって、そのイメージが
不明瞭になり、輪郭の抽出精度が悪い。このため、体積
の計算精度も悪くなる問題点がある。そこで、輪郭をト
レースするアキシャル画像を増やしているが、それだけ
手間と所要時間が増える問題点がある。さらに、各アキ
シャル画像上での心臓の断面積を積み重ねて心臓の容積
を計算しているが、縦長軸Ａがアキシャル画像Ｓ１〜Ｓ
６に対して傾斜しているため、積み重ねの誤差が大きく
なり、体積の計算精度が悪くなる問題点がある。そこ
で、この発明の目的は、手間と所要時間をそれほど増や
すことなく，計算精度を向上させられるようにした医用
解析装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の医用解析装置
は、連続したスライスからなる複数のアキシャル画像を
基に３軸を持つ略楕円体の対象物の体積等を算出する医
用解析装置において、少なくとも２枚のアキシャル画像
を表示しその画像上で対象物の第１軸をユーザに指定さ
せる第１軸指定手段と、前記指定された第１軸の中央で
且つ第１軸に垂直なスライスの画像である第１軸センタ
ーアキシャル画像を前記複数のアキシャル画像から構成
する第１軸センターアキシャル画像構成手段と、前記第
１軸センターアキシャル画像を表示しその画像上で対象
物の第２軸および第３軸をユーザに指定させる第２軸／
第３軸指定手段と、前記第１軸および第２軸を含むスラ
イスの画像である第２軸縦断面画像を前記複数のアキシ
ャル画像から構成する第２軸縦断面画像構成手段と、前
記第２軸縦断面画像を表示しその画像上で対象物の輪郭
をユーザにトレースさせる第２軸縦断面輪郭トレース手
段と、前記第１軸および第３軸を含むスライスの画像で
ある第３軸縦断面画像を前記複数のアキシャル画像から
構成する第３軸縦断面画像構成手段と、前記第３軸縦断
面画像を表示しその画像上で対象物の輪郭をユーザにト
レースさせる第３軸縦断面輪郭トレース手段と、前記複
数のアキシャル画像から第１軸に垂直な複数のスライス
の画像である第１軸アキシャル画像を構成する第１軸ア
キシャル画像構成手段と、前記第２軸縦断面輪郭および
前記第３軸縦断面輪郭に基づいて前記第１軸アキシャル
画像上での対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、前
記第１軸アキシャル画像の各々における前記輪郭が囲む
面積を算出する面積算出手段と、前記面積を基に対象物
の体積等を算出する解析計算手段とを具備したことを構
成上の特徴とするものである。

【０００６】

【作用】この発明の医用解析装置では、まず、３軸を持
つ略楕円体の対象物の第１軸を、少なくとも２枚のアキ
シャル画像上でユーザが指定する。すると、その指定さ
れた第１軸の中央で且つ第１軸に垂直なスライスの画像
である第１軸センターアキシャル画像を複数のアキシャ
ル画像から再構成し表示する。次に、その第１軸センタ
ーアキシャル画像上で、第２軸および第３軸をユーザが
指定する。すると、前記第１軸および第２軸を含むスラ
イスの画像である第２軸縦断面画像を複数のアキシャル
画像から再構成し表示する。また、前記第１軸および第
３軸を含むスライスの画像である第３軸縦断面画像を複
数のアキシャル画像から再構成し表示する。次に、それ
ら第２軸縦断面画像および第３軸縦断面画像上で、対象
物の輪郭をユーザがトレースする。すると、複数のアキ
シャル画像から第１軸に垂直な複数の連続したスライス
の画像である第１軸アキシャル画像を再構成し、それら
第１軸アキシャル画像上での対象物の輪郭を前記トレー
スされた輪郭から得た輪郭点を参照して抽出する。そし
て、各第１軸アキシャル画像上での対象物の輪郭内の面
積を算出し、これらを積算し、対象物の体積等を解析す
る。

【０００７】

【実施例】以下、図に示す実施例に基づいてこの発明を
さらに詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発
明が限定されるものではない。図１は、この発明の一実
施例の医用解析装置１０のブロック図である。この医用
解析装置１０において、画像メモリ１は、連続したスラ
イスからなる複数のアキシャル画像を記憶している。そ
れらアキシャル画像は、例えばＸ線撮影装置Ｓで得られ
たものである。演算処理部２は、前記画像メモリ１から
アキシャル画像を読み出して、フレームバッファ３に書
き込む。また、後述するように、複数のアキシャル画像
を基にして縦長軸アキシャル画像や横長軸縦断面画像や
横短軸縦断面画像を再構成し、フレームバッファ３に書
き込む。ＣＲＴ４は、前記フレームバッファ３に書き込
まれた画像を表示する。インタフェース５は、キーボー
ド６やトラックボール７をユーザが操作して入力したコ
マンドやデータを取り込んで、前記演算処理部２に渡
す。

【０００８】図２は、上記医用解析装置１０で、複数の
アキシャル画像を基に心臓の容積を算出する処理のフロ
ー図である。ステップＰ１では、心臓を含む連続したス
ライスの複数のアキシャル画像中からユーザに少なくと
も２枚を選択させ（心臓の頂部近傍と底部近傍の２枚を
含むようにアキシャル画像を選択する）、それらを表示
し、それらのアキシャル画像上で心臓の縦長軸Ａとのク
ロス点をユーザに指定させる。例えば、図３に示すよう
に、ユーザがアキシャル画像Ｓ１を選択すると、そのア
キシャル画像Ｓ１を表示して、ユーザに心臓の縦長軸Ａ
とのクロス点Ｕを指定させる。また、図４に示すよう
に、ユーザがアキシャル画像Ｓ６を選択すると、そのア
キシャル画像Ｓ６を表示して、ユーザに心臓の縦長軸Ａ
とのクロス点Ｄを指定させる。。なお、このステップＰ
１が、第１軸指定手段に相当する。

【０００９】ステップＰ２では、図５に示すように、上
記ステップＰ１でユーザに指定されたクロス点Ｕ，Ｄを
結ぶ直線を縦長軸Ａとして算出する（クロス点が３点以
上のときは、最小自乗法により直線を算出する）。次
に、拡張期の心臓のアキシャル画像を基にして、心臓の
頂部近傍のアキシャル画像上のクロス点Ｕと底部近傍の
アキシャル画像上のクロス点Ｄの中点（センター位置）
であって且つ縦長軸Ａに垂直なスライスの断層像（縦長
軸センターアキシャル画像）ＲＣを再構成する。図６
に、この縦長軸センターアキシャル画像ＲＣを例示す
る。ＷＣは心臓部分であり、Ｃは縦長軸Ａとのクロス点
である。なお、このステップＰ２が、第１軸センターア
キシャル画像構成手段に相当する。

【００１０】ステップＰ３では、図７に示すように、縦
長軸センターアキシャル画像ＲＣを表示し、それに重ね
て十字線を持つＲＯＩ３０を表示する。そして、ＲＯＩ
３０をユーザに移動・回転させて、３軸を持つ楕円体で
心臓Ｈを模式化した場合における縦長軸Ａに垂直で最も
長い軸（以下、横長軸という）ＹＬと，縦長軸Ａおよび
横長軸ＹＬの両方に垂直な軸（以下、横短軸という）Ｙ
Ｓをユーザに指定させる。なお、このステップＰ３が、
第２軸／第３軸指定手段に相当する。

【００１１】ステップＰ４では、縦長軸Ａおよび横長軸
ＹＬを含むスライスの画像である横長軸縦断面画像ＴＬ
Ｄを前記複数のアキシャル画像から再構成する。図８
に、この横長軸縦断面画像ＴＬＤを例示する。なお、こ
のステップＰ３が、第２軸縦断面画像構成手段に相当す
る。ステップＰ５では、図９に示すように、横長軸縦断
面画像ＴＬＤを表示し、心臓の輪郭Ｔをユーザにトレー
スさせる。なお、このステップＰ５が、第２軸縦断面輪
郭トレース手段に相当する。

【００１２】ステップＰ６では、縦長軸Ａおよび横短軸
ＹＳを含むスライスの画像である横短軸縦断面画像ＴＳ
Ｄを前記複数のアキシャル画像から再構成する。図１０
に、この横短軸縦断面画像ＴＳＤを例示する。なお、こ
のステップＰ６が、第３軸縦断面画像構成手段に相当す
る。ステップＰ７では、図１１に示すように、横短軸縦
断面画像ＴＳＤを表示し、心臓の輪郭Ｔをユーザにトレ
ースさせる。なお、このステップＰ７が、第３軸縦断面
輪郭トレース手段に相当する。

【００１３】ステップＰ８では、前記複数のアキシャル
画像から縦長軸に垂直な複数のスライスの画像である縦
長軸アキシャル画像を構成する。図１２に、縦長軸アキ
シャル画像Ｒ１〜Ｒ６の各スライスの位置を示す。ま
た、図１３に、縦長軸アキシャル画像Ｒ４を例示する。
なお、このステップＰ８が、第１軸アキシャル画像構成
手段に相当する。

【００１４】ステップＰ９では、前記横長軸縦断面画像
ＴＬＤにおける輪郭Ｔおよび前記横短軸縦断面画像ＴＳ
Ｄにおける輪郭Ｔに基づいて前記縦長軸アキシャル画像
Ｒ１〜Ｒ６上での心臓の輪郭を抽出する。前記ステップ
Ｐ５，Ｐ７でのユーザの輪郭トレースにより４点が既に
正確に判っているから、ここでの輪郭抽出は自動でもか
なり正確に行える。なお、図１４に示すように、縦長軸
アキシャル画像Ｒ４における４つの輪郭点を結んだ菱形
３１を、縦長軸アキシャル画像Ｒ４に重ねて表示し、ユ
ーザに示してもよい。さらに、図１５に示すように、縦
長軸アキシャル画像Ｒ４における４つの輪郭点（図中、
黒四角）を、縦長軸アキシャル画像Ｒ４に重ねて表示
し、ユーザに他の輪郭点（図中、白四角）を指定させ、
これらの輪郭点から輪郭３２を算出してもよい。なお、
このステップＰ９が、輪郭抽出手段および輪郭点指定手
段に相当する。

【００１５】ステップＰ１０では、縦長軸アキシャル画
像Ｒ１〜Ｒ６の各々における輪郭内の面積（すなわち、
心臓の断面積）を計算する。なお、このステップＰ１０
が、面積算出手段に相当する。ステップＰ１１では、上
記ステップＰ１０で求めた各縦長軸アキシャル画像での
面積を積み重ねて心臓の容積を計算する。なお、このス
テップＰ１１が、解析計算手段に相当する。ステップＰ
１２では、その他の心機能の解析等を行う。

【００１６】以上の医用解析装置１０によれば、縦長軸
Ａに垂直な縦長軸アキシャル画像Ｒ１〜Ｒ６を使用する
ため、心壁が見掛けの上で厚くなることがなく、心臓の
イメージが明瞭になる。その上、少なくとも４つの輪郭
点がユーザによって与えられるから、輪郭の抽出精度が
向上する。さらに、各縦長軸アキシャル画像Ｒ１〜Ｒ６
上での心臓の断面積を積み重ねて心臓の容積を計算する
が、各縦長軸アキシャル画像Ｒ１〜Ｒ６が縦長軸Ａに対
して傾斜していないため、積み重ねの誤差が小さい。こ
れらのため、体積等の計算精度が向上する。また、ユー
ザの手間と所要時間もそれほど増えない。

【００１７】

【発明の効果】この発明の医用解析装置によれば、輪郭
の抽出精度が高くなり，面積の積算誤差も小さくなるの
で、体積等の計算精度が向上する。また、ユーザの手間
と所要時間もそれほど増えない。このため、心機能解析
装置として特に好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の医用解析装置の一実施例のブロック
図である。

【図２】図１の医用解析装置における心機能解析処理の
フロー図である。

【図３】アキシャル画像上での縦長軸の指定の説明図で
ある。

【図４】アキシャル画像上での縦長軸の指定の別の説明
図である。

【図５】縦長軸センターアキシャル画像の位置の説明図
である。

【図６】縦長軸センターアキシャル画像の例示図であ
る。

【図７】縦長軸センターアキシャル画像上でのＲＯＩの
指定の説明図である。

【図８】横長軸縦断面画像の例示図である。

【図９】横長軸縦断面画像上での輪郭トレースの説明図
である。

【図１０】横短軸縦断面画像の例示図である。

【図１１】横短軸縦断面画像上での輪郭トレースの説明
図である。

【図１２】縦長軸アキシャル画像のスライス位置の説明
図である。

【図１３】縦長軸アキシャル画像の例示図である。

【図１４】縦長軸アキシャル画像上での菱形ＲＯＩ表示
の例示図である。

【図１５】縦長軸アキシャル画像上での輪郭点の指定の
説明図である。

【図１６】心臓の縦長軸の傾斜およびアキシャル画像の
スライス位置の説明図である。

【図１７】アキシャル画像の例示図である。

【図１８】従来の医用解析装置における心機能解析処理
のフロー図である。

【図１９】アキシャル画像上での輪郭トレースの説明図
である。

【符号の説明】

１０ 医用解析装置 １ 画像メモリ ２ 演算処理部 ３ フレームバッファ ４ ＣＲＴ ５ インタフェース ６ キーボード ７ トラックボール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続したスライスからなる複数のアキシ
   ャル画像を基に３軸を持つ略楕円体の対象物の体積等を
   算出する医用解析装置において、少なくとも２枚のアキ
   シャル画像を表示しその画像上で対象物の第１軸をユー
   ザに指定させる第１軸指定手段と、前記指定された第１
   軸の中央で且つ第１軸に垂直なスライスの画像である第
   １軸センターアキシャル画像を前記複数のアキシャル画
   像から構成する第１軸センターアキシャル画像構成手段
   と、前記第１軸センターアキシャル画像を表示しその画
   像上で対象物の第２軸および第３軸をユーザに指定させ
   る第２軸／第３軸指定手段と、前記第１軸および第２軸
   を含むスライスの画像である第２軸縦断面画像を前記複
   数のアキシャル画像から構成する第２軸縦断面画像構成
   手段と、前記第２軸縦断面画像を表示しその画像上で対
   象物の輪郭をユーザにトレースさせる第２軸縦断面輪郭
   トレース手段と、前記第１軸および第３軸を含むスライ
   スの画像である第３軸縦断面画像を前記複数のアキシャ
   ル画像から構成する第３軸縦断面画像構成手段と、前記
   第３軸縦断面画像を表示しその画像上で対象物の輪郭を
   ユーザにトレースさせる第３軸縦断面輪郭トレース手段
   と、前記複数のアキシャル画像から第１軸に垂直な複数
   のスライスの画像である第１軸アキシャル画像を構成す
   る第１軸アキシャル画像構成手段と、前記第２軸縦断面
   輪郭および前記第３軸縦断面輪郭に基づいて前記第１軸
   アキシャル画像上での対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出
   手段と、前記第１軸アキシャル画像の各々における前記
   輪郭が囲む面積を算出する面積算出手段と、前記面積を
   基に対象物の体積等を算出する解析計算手段とを具備し
   たことを特徴とする医用解析装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の医用解析装置におい
   て、第１軸アキシャル画像を表示して対象物の輪郭上の
   点をユーザに指定させる輪郭点指定手段をさらに具備し
   たことを特徴とする医用解析装置。