WO2023189262A1 - プログラム、情報処理方法および情報処理装置 - Google Patents

プログラム、情報処理方法および情報処理装置 Download PDF

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WO2023189262A1
WO2023189262A1 PCT/JP2023/008441 JP2023008441W WO2023189262A1 WO 2023189262 A1 WO2023189262 A1 WO 2023189262A1 JP 2023008441 W JP2023008441 W JP 2023008441W WO 2023189262 A1 WO2023189262 A1 WO 2023189262A1
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WO
WIPO (PCT)
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index value
control unit
line
image
value
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/008441
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
聖 清水
耕一 井上
祐次郎 松下
Original Assignee
テルモ株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by テルモ株式会社 filed Critical テルモ株式会社
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/12Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves in body cavities or body tracts, e.g. by using catheters

Definitions

  • the present invention relates to a program, an information processing method, and an information processing device.
  • the user can see, for example, how the wires of a stent placed in a blood vessel are arranged in an image that looks like the blood vessel has been cut open. Can be confirmed.
  • the image generated by the apparatus of Patent Document 1 has a problem in that the absolute size of the imaged object included in the scanning line cannot be evaluated. For example, the area of a plaque, the amount of expansion of a stent, changes in blood vessel diameter, etc. cannot be observed in the image generated by the device of Patent Document 1.
  • One aspect of the present invention is to provide a program or the like that can generate an image that includes information regarding the size of an imaging target.
  • the program acquires a plurality of tomographic images generated by three-dimensional scanning using an image acquisition catheter that acquires images while moving the scanning plane in the axial direction, and determines a representative line for each of the tomographic images.
  • An index value of the scanning line is calculated in a calculation range determined based on the intersection of each scanning line constituting each of the tomographic images and the representative line, and the index value of the scanning line is calculated based on the position of the tomographic image and the position of the intersection.
  • the computer is caused to execute a process of displaying a color determined based on the index value at the coordinate determined by.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an overview of an image generation method.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating the configuration of an information processing device.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a method of generating index value stripes.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a method of calculating index value example-1.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a method of calculating index value example-1.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a modification of the method of calculating index value example-1.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a method of calculating index value example-2.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a method of calculating index value example-2.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a method of calculating index value example-3.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a method of calculating index value example-3.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a method of calculating index value example-3. It is an explanatory view explaining the conversion method of an angle and length. It is an explanatory view explaining the conversion method of an angle and length. It is an explanatory view explaining the conversion method of an angle and length. It is an explanatory view explaining the conversion method of an angle and length. It is an explanatory view explaining the conversion method of an angle and length.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a method for determining a representative line.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a method for determining a representative line.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a record layout of a tomographic image DB. It is an explanatory view explaining the record layout of maximum gradient point DB. It is an explanatory diagram explaining the record layout of representative line DB.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a record layout of an index value DB.
  • 3 is a flowchart illustrating the flow of processing of a program. 3 is a flowchart illustrating the process flow of a subroutine for calculating a temporary representative line. 3 is a flowchart illustrating the process flow of a subroutine for calculating a representative line.
  • 3 is a flowchart illustrating a process flow of a subroutine for calculating an index value.
  • 3 is a flowchart illustrating a process flow of a subroutine for calculating a first index value.
  • 12 is a flowchart illustrating a process flow of a subroutine for calculating a second index value.
  • 12 is a flowchart illustrating the process flow of a subroutine for calculating a third index value.
  • 3 is a flowchart illustrating the flow of processing of a display subroutine. It is an explanatory view explaining the relationship between an angle and an area of a modification. It is an explanatory view explaining the relationship between an angle and an area of a modification.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating the configuration of a catheter system according to a third embodiment.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating the configuration of an information processing device according to a fourth embodiment.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an overview of an image generation method.
  • a user such as a doctor inserts the image acquisition catheter 28 (see FIG. 25) near the affected area.
  • the image acquisition catheter 28 is for three-dimensional scanning, and can continuously capture a plurality of tomographic images 41 in which the scanning plane is changed little by little in the axial direction.
  • interval T The interval between the tomographic images 41 is indicated by interval T.
  • the tomographic images 41 created by one three-dimensional scan may be referred to as a set of tomographic images 41.
  • a representative line 42 is determined for each tomographic image 41.
  • the representative line 42 is, for example, a closed curve determined based on the depth at which the stent is placed in the tomographic image 41, the external elastic plate of the blood vessel into which the image acquisition catheter 28 is inserted, or the depth at which the brightness changes significantly. It is.
  • the representative line 42 may be a closed curve specified by the user.
  • the representative line 42 is circular surrounding the image acquisition catheter 28 as an example.
  • the center position and radius of the representative line 42 are determined for each tomographic image 41.
  • a specific example of the method for determining the representative line 42 will be described later.
  • index value is calculated for each scanning line 45 (see FIG. 3) forming the tomographic image 41.
  • the index value is a constant calculated based on the characteristics of the scanning line 45 and the position of the intersection 48 (see FIG. 3) on the scanning line 45. A specific example of the method for calculating the index value will be described later.
  • the index value stripe 43 can be created by assigning the index value calculated for each scan line 45 to the intersection 48 of the scan line 45 and the representative line 42.
  • the index value stripe 43 is a virtual stripe formed by cutting and stretching the representative line 42 colored based on the index value at a lower position in FIG. 1, that is, at a scanning angle of 180 degrees. It is a belt. Note that for locations where the density of intersection points 48 is low, interpolation processing using a known interpolation method such as linear interpolation is performed.
  • the index value stripe 43 has the same width as the interval T between the tomographic images 41 and the same length as the length L of the representative line 42.
  • a short arrow in contact with the representative line 42 and the index value stripe 43 indicates a position directly above the image acquisition catheter 28 in the tomographic image 41, that is, a position where the scanning angle is 0 degrees. Details of the method for generating the index value stripe 43 will be described later.
  • An index value image 44 is generated by arranging the index value stripes 43 corresponding to each tomographic image 41 so that, for example, the positions where the scanning angle is 0 degrees are aligned in a straight line.
  • the index value image 44 is an image obtained by mapping index values onto the surface of a solid formed by the representative lines 42 corresponding to the respective tomographic images 41, and cutting it out at a scanning angle of 180 degrees to form a flat surface.
  • the user can intuitively understand the size of the representative line 42 and the index values around the depth at which the representative line 42 exists, and perform diagnosis and treatment using the index value image 44.
  • the position where the representative line 42 is cut to form one index value stripe 43 is not limited to the position where the scanning angle is 180 degrees.
  • cutting out the representative line 42 at a 180 degree position will divide the affected area into the upper and lower parts of the index value image 44.
  • An index value image 44 is generated.
  • the reference scanning angle for arranging the index value stripes 43 is not limited to the 0 degree or 180 degree positions.
  • the scanning angle at which the representative line 42 is cut out and the scanning angle used as a reference when arranging the index value stripes 43 may be appropriately selected by the user.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating the configuration of the information processing device 200.
  • the information processing device 200 includes a control section 201, a main storage device 202, an auxiliary storage device 203, a communication section 204, a display section 205, an input section 206, and a bus.
  • the control unit 201 is an arithmetic and control device that executes the program of this embodiment.
  • the control unit 201 uses one or more CPUs (Central Processing Units), GPUs (Graphics Processing Units), multi-core CPUs, or the like.
  • the control unit 201 is connected to each hardware unit that constitutes the information processing device 200 via a bus.
  • the main storage device 202 is a storage device such as SRAM (Static Random Access Memory), DRAM (Dynamic Random Access Memory), or flash memory.
  • SRAM Static Random Access Memory
  • DRAM Dynamic Random Access Memory
  • flash memory temporary stores information necessary during processing performed by the control unit 201 and programs being executed by the control unit 201 .
  • the auxiliary storage device 203 is a storage device such as SRAM, flash memory, hard disk, or magnetic tape.
  • the auxiliary storage device 203 stores a tomographic image DB (Database) 36, a maximum gradient point DB 37, a representative line DB 38, an index value DB 39, a program to be executed by the control unit 201, and various data necessary for executing the program.
  • the tomographic image DB 36, maximum gradient point DB 37, representative line DB 38, and index value DB 39 may be stored in an external mass storage device connected to the information processing device 200.
  • the communication unit 204 is an interface that performs communication between the information processing device 200 and a network.
  • the display unit 205 is, for example, a liquid crystal display panel or an organic EL (electro-luminescence) panel.
  • the input unit 206 is, for example, a keyboard or a mouse.
  • the display section 205 and the input section 206 may be stacked to form a touch panel.
  • the information processing device 200 is a general-purpose personal computer, a tablet, a large computer, a virtual machine running on a large computer, or a quantum computer.
  • the information processing device 200 may be configured with hardware such as a plurality of personal computers or a large computer that performs distributed processing.
  • Information processing device 200 may be configured by a cloud computing system.
  • the information processing device 200 may be configured by hardware such as a plurality of personal computers or large-scale computers that work together.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a method of generating the index value stripe 43. A method of generating one index value stripe 43 based on one tomographic image 41 will be described using FIG. 3.
  • the tomographic image 41 can be expressed in both an XY format tomographic image 411 and an RT format tomographic image 412.
  • the XY format tomographic image 411 is an image constructed to match the actual shape.
  • the center of the XY format tomographic image 411 corresponds to the center of the image acquisition catheter 28.
  • the RT format tomographic image 412 is an image constructed by arranging scanning lines 45 in parallel in order of scanning angle.
  • the left end of the RT-format tomographic image 412 corresponds to the center of the image acquisition catheter 28.
  • Each scanning line 45 is represented by brightness data that associates the distance from the center of the image acquisition catheter 28 with the brightness of the tomographic image 41 at that distance.
  • the method of calculating the brightness data for each scanning line 45 using the image acquisition catheter 28, the method of creating the tomographic image 41 using the brightness data, and the method of converting between the RT format and the XY format are Since it is also well known, the explanation will be omitted.
  • the control unit 201 acquires one tomographic image 41.
  • the control unit 201 determines the representative line 42 based on the tomographic image 41.
  • the representative line 42 is a circle surrounding the image acquisition catheter 28 in the XY format tomographic image 411, and is a curved line extending from the upper end to the lower end of the image in the RT format tomographic image 412.
  • the scanning line 45 is a straight line extending radially from the center of the image in the XY format tomographic image 411, and is a horizontal line in the RT format tomographic image 412. In FIG. 3, a scanning line 45 having a scanning angle of 90 degrees is illustrated. In both the XY format tomographic image 411 and the RT format tomographic image 412, one scanning line 45 intersects with the representative line 42 at one location. Therefore, one intersection 48 exists for one scanning line 45.
  • the control unit 201 calculates an index value for each scanning line 45 based on a procedure described later.
  • An example of the index value is illustrated in the angle-index value graph 54.
  • the horizontal axis of the angle-index value graph 54 is the scanning angle ⁇ of each scanning line 45, and the minimum value is -180 degrees and the maximum value is 180 degrees.
  • the vertical axis of the scanning line 45 is the index value. As described later, there are multiple definitions of the index value.
  • the unit of the index value varies depending on its definition.
  • the control unit 201 converts the horizontal axis of the angle-index value graph 54 into the arc length of the representative line 42.
  • a position-index value graph 55 schematically explaining the converted state is illustrated.
  • the horizontal axis of the position-index value graph 55 is the length of the arc of the representative line 42 from the position at the scanning angle of 0 degrees to the position at the scanning angle ⁇ .
  • the vertical axis of the position-index value graph 55 is the index value. Details of the conversion method will be described later.
  • the control unit 201 generates the index value stripe 43 by assigning the magnitude of the index value at each position on the horizontal axis of the position-index value graph 55 to a color.
  • the color may be monotone from white to black or colored. A specific example of color assignment will be described later.
  • control unit 201 generates one index value stripe 43 based on each tomographic image 41 forming a set of tomographic images 41.
  • the control unit 201 generates the index value image 44 based on the plurality of index value stripes 43 as described using FIG.
  • FIGS. 4A and 4B are explanatory diagrams illustrating a method of calculating index value example-1.
  • FIG. 4A shows a brightness graph 59 showing brightness data included in one scanning line 45.
  • the horizontal axis of the brightness graph 59 indicates the distance from the center of the image acquisition catheter 28.
  • the distance from the center of the image acquisition catheter 28 is indicated by the number of data on the brightness graph 59. That is, the unit of the horizontal axis of the brightness graph 59 is the number of data pieces.
  • the vertical axis of the brightness graph 59 indicates brightness.
  • the unit of the vertical axis is a brightness value normalized to an integer from 0 to 255.
  • the x-th luminance data from the center of the image acquisition catheter 28 will be expressed as B(x).
  • R1 on the horizontal axis indicates the position where the scanning line 45 displayed on the brightness graph 59 intersects with the representative line 42.
  • b is a constant. Constant b is defined, for example, by equation (1).
  • Mag is a fixed magnification.
  • Peff is the number of effective pixels.
  • Dep is the image acquisition depth.
  • the control unit 201 may receive an instruction to change Mag from the user.
  • equation (1) is an example of the definition of constant b.
  • the constant b may be a value appropriately designated by the user. Note that in FIG. 4A, data points are not shown for regions where the horizontal axis is less than (R1-b/2).
  • FIG. 4B shows a Gaussian function graph 51 with an average value of R1 and a standard deviation of b.
  • the horizontal axis of the Gaussian function graph 51 indicates the distance from the center of the image acquisition catheter 28, similar to the brightness graph 59 shown in FIG. 4A.
  • the vertical axis of the Gaussian function graph 51 is the Gaussian function.
  • the value N(x) of the Gaussian function corresponding to the x-th data from the center of the image acquisition catheter 28 is calculated using equation (2).
  • the peak position of the Gaussian function graph 51 corresponds to the position of the intersection 48 of the scanning line 45 and the representative line 42.
  • the average value R1 and the standard deviation b are examples of first statistics.
  • FIG. 5A is an explanatory diagram illustrating a method of calculating index value example-1.
  • FIG. 5A is a graph showing a state in which the luminance shown in FIG. 4A is weighted by the Gaussian function shown in FIG. 4B.
  • the horizontal axis in FIG. 5A indicates the distance from the center of the image acquisition catheter 28, similar to the brightness graph 59 shown in FIG. 4A.
  • the vertical axis in FIG. 5A is weighted luminance.
  • the weighted brightness Bw(x) corresponding to the x-th data from the center of the image acquisition catheter 28 is calculated using equation (3).
  • Bw(x) N(x) ⁇ B(x) (3)
  • the average value of the weighted brightness Bw(x) in the calculation range 47 where the distance from the center of the image acquisition catheter 28 is at least (R1-b/2) and at most the maximum value of the image acquisition range is used as the index value.
  • Ru The average value is, for example, an arithmetic average value.
  • the average value may be a geometric mean value, a harmonic mean value, or the like.
  • the control unit 201 calculates an index value regarding each scanning line 45. In the following description, the average value of the weighted brightness Bw(x) in the calculation range 47 may be referred to as a first index value.
  • any statistic such as the standard deviation or variance of the weighted brightness Bw(x) in the calculation range 47 may be used as the index value.
  • a value such as a multiple or power of a statistic may be used as the first index value.
  • FIG. 5B is an explanatory diagram illustrating a modification of the method of calculating index value example-1.
  • the calculation range 47 in this modification is a range in which the distance from the center of the image acquisition catheter 28 is greater than or equal to (R1-b/2) and less than or equal to (R1+b).
  • the control unit 201 calculates the average value of the weighted brightness Bw(x) in the calculation range 47 and uses it as the first index value.
  • a first index value that is less susceptible to the influence of a region away from the image acquisition catheter 28.
  • the image acquisition catheter 28 is an IVUS catheter
  • artifacts such as multiple reflections may occur on the outside if there is a reflector with strong acoustic impedance, such as a calcified lesion or a stent, in the scanning target area. There is sex.
  • the calculation range 47 is not limited to FIGS. 5A and 5B.
  • the calculation range 47 may be a range in which the distance from the center of the image acquisition catheter 28 is (R1 ⁇ b/2), (R1 ⁇ b/4), or (R1 ⁇ b).
  • the calculation range 47 may be a range in which the distance from the center of the image acquisition catheter 28 is greater than or equal to R1 (R1+b/2), or greater than or equal to (R1-b/2) and less than or equal to R1.
  • an index value that strongly reflects the information in the vicinity of the representative line 42 in the tomographic image 41 is calculated. can.
  • Example of index value-2 An example of an index value calculated using Rayleigh distribution will be explained. Descriptions of parts common to index value example-1 will be omitted.
  • FIGS. 6A and 6B are explanatory diagrams illustrating a method for calculating index value example-2.
  • FIG. 6A shows a brightness graph 59 showing the brightness of one scan line 45.
  • the horizontal axis of the brightness graph 59 indicates the distance from the center of the image acquisition catheter 28.
  • the vertical axis of the brightness graph 59 indicates brightness.
  • the calculation range 47 is a range in which the distance from the center of the image acquisition catheter 28 is between (R1-b/2) and (R1+b).
  • FIG. 6B shows a Rayleigh distribution graph 52 estimated from the luminance data within the calculation range 47.
  • the horizontal axis of the Rayleigh distribution graph 52 indicates the distance from the center of the image acquisition catheter 28, similarly to the brightness graph 59.
  • the vertical axis of the Rayleigh distribution graph 52 indicates the probability density function of the Rayleigh distribution.
  • the probability density function PL(x) of the Rayleigh distribution corresponding to the x-th data from the center of the image acquisition catheter 28 is calculated using equation (4).
  • is a parameter of Rayleigh distribution.
  • Equation (5) The expected value of the Rayleigh distribution shown in equation (4) is equation (5), and the variance is equation (6).
  • the maximum likelihood estimated value ⁇ g of the parameter ⁇ is calculated by equation (7) using the luminance data within the calculation range 47.
  • n is the number of luminance data within the calculation range. n1 is the minimum value of x in the calculation range. n2 is the maximum value of x in the calculation range.
  • the control unit 201 calculates the index value regarding each scanning line 45 using equation (8).
  • the index value calculated by equation (8) may be referred to as a second index value.
  • the second index value shown in equation (8) is the variance of the Rayleigh distribution calculated based on the maximum likelihood estimate of the parameter ⁇ . Note that the second index value is not limited to the variance of the Rayleigh distribution.
  • the standard deviation which is the square root of the variance calculated by equation (8)
  • the expected value of the Rayleigh distribution expressed by equation (5) which is calculated based on the maximum likelihood estimate of the parameter ⁇ , may be used as the second index value.
  • the maximum likelihood estimate ⁇ g of the parameter ⁇ shown in equation (7) may be used as the second index value.
  • a value calculated based on these values may be used as the second index value.
  • Example of index value-3 An example of an index value calculated using the brightness histogram 53 (see FIG. 7B) will be described. Descriptions of parts common to index value example-1 will be omitted.
  • FIGS. 7A and 7B are explanatory diagrams illustrating a method for calculating index value example-3.
  • FIG. 7A shows a brightness graph 59 showing the brightness of one scanning line 45.
  • the horizontal axis of the brightness graph 59 indicates the distance from the center of the image acquisition catheter 28.
  • the vertical axis of the brightness graph 59 indicates brightness.
  • the calculation range 47 is a range in which the distance from the center of the image acquisition catheter 28 is greater than or equal to (R1-b/2) and less than or equal to the maximum value of the image acquisition range.
  • FIG. 7B shows a brightness histogram 53 calculated based on brightness data within the calculation range 47.
  • the horizontal axis of the brightness histogram 53 is brightness.
  • the vertical axis of the brightness histogram 53 is the frequency.
  • a portion of the brightness histogram 53 where the brightness is less than a predetermined first threshold value will be referred to as a low brightness region 531.
  • the first threshold is, for example, 64.
  • the control unit 201 extracts data whose brightness is less than the first threshold value from the brightness data in the calculation range 47.
  • the control unit 201 calculates the average value ⁇ L and standard deviation ⁇ L of the extracted data.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a method for calculating index value example-3. Similar to FIG. 7B, FIG. 8 shows a brightness histogram 53 calculated based on brightness data within the calculation range 47. In FIG. 8, the vertical axis is shown expanded to a range of 0 to 12. The horizontal axis of FIG. 8 shows the second threshold value calculated using equation (9). In the following description, a portion of the brightness histogram 53 where the brightness is equal to or higher than a predetermined second threshold value will be referred to as a high brightness region 532.
  • the control unit 201 extracts data included in the high brightness region 532 from the brightness data in the calculation range 47.
  • the control unit 201 calculates the standard deviation ⁇ H of the extracted data.
  • the standard deviation ⁇ H is an example of the second statistic.
  • the standard deviation ⁇ H may be referred to as the third index value. Note that the third index value is not limited to ⁇ H.
  • the variance of data included in the high brightness area 532 may be used as the third index value.
  • Any statistical amount such as an arithmetic mean value, a geometric mean value, a harmonic mean value, a median value, or a mode value of the data included in the high brightness region 532 may be used as the third index value.
  • the formula for calculating the second threshold value is not limited to formula (9).
  • the second threshold may be a predetermined constant.
  • the calculation range 47 is not limited to a range in which the distance from the center of the image acquisition catheter 28 is greater than or equal to (R1-b/2) and less than or equal to the maximum value of the image acquisition range.
  • the calculation range 47 is such that the distance from the center of the image acquisition catheter 28 is (R1-b/2) or more, (R1+b), (R1 ⁇ b/2), (R1 ⁇ b/4), or (R1 ⁇ b).
  • the calculation range 47 may be a range in which the distance from the center of the image acquisition catheter 28 is greater than or equal to R1 (R1+b/2), or greater than or equal to (R1-b/2) and less than or equal to R1.
  • the calculation range 47 when calculating the first index value, second index value, and third index value may be a common range or a mutually different range.
  • the index value may be calculated based on data in the middle of converting the signal acquired by the sensor 282 (see FIG. 25) into luminance data.
  • the index value may be calculated based on the signal itself acquired by the sensor 282.
  • the index value stripe 43 is a black and white band in which index values are assigned to a gray scale from black to white, and the index value image 44 can be determined to be a black and white image.
  • the control unit 201 normalizes the first index value, the second usage value, and the third index value to integer values from 0 to 255, respectively.
  • the control unit 201 assigns each standardized index value to the brightness of R (red), G (green), and B (blue) in an arbitrary order that does not overlap.
  • the combination of index value number and color is arbitrary.
  • the index value stripe 43 is a band in which the index value is colored in 24-bit so-called full color, and the index value image 44 can be determined to be a full color image.
  • RGB is an example of color channels that make up the color image displayed on the display unit 205.
  • the control unit 201 assigns each index value to a channel corresponding to an arbitrary color space, such as an HLS color space or an HSV (Hue, Saturation, Value) color space instead of RGB. may be assigned.
  • the control unit 201 may calculate four index values and assign them to RGBA, which is RGB plus an alpha channel.
  • the control unit 201 may assign index values to four channels of CYMK (Cyan Magenta Yellow Black).
  • FIGS. 9A to 9C are explanatory diagrams illustrating a method of converting angles and lengths.
  • FIG. 9A schematically shows an image in which a representative line 42 is superimposed on an XY format tomographic image 411.
  • the scanning lines 45 constituting the XY format tomographic image 411 two scanning lines 45, a first scanning line 451 and a second scanning line 452, are shown in FIG. 9A.
  • the intersection 48 of the reference line extending upward from the center of the image acquisition catheter 28 and the representative line 42 is indicated as a reference intersection 489.
  • the reference intersection 489 is an example of a reference point defined on the representative line 42.
  • the first scanning line 451 is located at a position of ⁇ 1 clockwise from the reference line.
  • An intersection 48 between the first scanning line 451 and the representative line 42 is indicated by a first intersection 481.
  • the length from the reference intersection 489 to the first intersection 481 along the representative line 42 is indicated by L1.
  • the second scanning line 452 is located at a position ⁇ 2 counterclockwise from the reference line.
  • An intersection 48 between the second scanning line 452 and the representative line 42 is indicated by a second intersection 482.
  • the length from the reference intersection 489 to the second intersection 482 along the representative line 42 is indicated by L2.
  • FIG. 9B shows an angle-index value graph 54.
  • the index value corresponding to the first scanning line 451 is indicated by A1
  • the index value corresponding to the second scanning line 452 is indicated by A2.
  • FIG. 9C shows a position-index value graph 55.
  • the center of the representative line 42 is located at the upper right of the center of the image acquisition catheter 28, so the position on the horizontal axis corresponding to the reference intersection 489 in the position-index value graph 55 is at the center of the horizontal axis. It is located closer to the left than the In the position-index value graph 55, the distance between the minimum value and the maximum value on the horizontal axis is the length L of the index value stripe 43.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a method of converting angles and lengths. A method for converting the angle-index value graph 54 shown in FIG. 9B into the position-index value graph 55 shown in FIG. 9C will be described using FIG. 10.
  • FIG. 10 shows an enlarged view of the upper right portion of FIG. 9A.
  • the distance between the center of the image acquisition catheter 28 and the first intersection 481 is indicated by R11.
  • a third scanning line 453 indicated by a broken line is the scanning line 45 adjacent to the first scanning line 451 .
  • An intersection 48 between the third scanning line 453 and the representative line 42 is indicated by a third intersection 483.
  • the angle formed by the first scanning line 451 and the third scanning line 453 is indicated by ⁇ .
  • is constant.
  • is schematically shown at a large angle.
  • the length from the first intersection 481 to the third intersection 483 along the representative line 42 is indicated by ⁇ L.
  • the length L1 along the representative line 42 can be calculated by adding ⁇ L shown in equation (10) while sequentially moving the scanning line 45 from the reference line to the first scanning line 451.
  • the control unit 201 can generate the position-index value graph 55 based on the angle-index value graph 54.
  • the control unit 201 can generate one index value stripe 43 corresponding to one tomographic image 41. Can be generated.
  • the control unit 201 generates a circle passing through three points specified by the user on the XY-format tomographic image 411 and uses it as the representative line 42 .
  • the control unit 201 may display a template indicating a circle superimposed on the XY format tomographic image 411, accept changes in the position and radius by the user, and use the circle determined by the user as the representative line 42.
  • the control unit 201 may accept the designation of the representative line 42 by the user via any user interface.
  • FIGS. 11 and 12 are explanatory diagrams illustrating a method for determining the representative line 42. An example of how the control unit 201 automatically determines the representative line 42 will be described using FIGS. 11 and 12.
  • the control unit 201 divides the RT-format tomographic image 412 into, for example, 25 blocks 46 along lines parallel to the R axis.
  • one RT-format tomographic image 412 is composed of 512 scanning lines 45
  • one block 46 includes 20 or 21 scanning lines 45.
  • the control unit 201 processes a group of tomographic images 41 in which the tomographic image 41 being processed is combined with K tomographic images 41 before and after it.
  • K is 3, and the control unit 201 combines and processes a total of seven tomographic images 41 from the (n ⁇ 3)th tomographic image 41 to the (n+3)th tomographic image 41.
  • FIG. 11 schematically shows a case where there are eight blocks 46.
  • the first block 461 to the eighth block 468 will be described in order from the side where the scanning angle is -180 degrees.
  • the control unit 201 calculates the maximum slope point G for each block 46.
  • the maximum gradient point G is the position where the luminance increases in the R direction, that is, the gradient is maximum.
  • equation (12) is an equation that means a convolution operation in which the Sobel operator F is applied to a plane obtained by cutting a plurality of RT-format tomographic images 412 obtained by three-dimensional scanning in the direction of the scanning angle ⁇ .
  • (r, ⁇ , z) are coordinates in the RT format tomographic image corresponding to the coordinate z.
  • r is a position in the distance direction from the center of the image acquisition catheter 28.
  • is the position in the scanning angle direction.
  • z is a coordinate in the axial direction of the image acquisition catheter 28 during three-dimensional scanning.
  • g(r, ⁇ , z) is the gradient of brightness at the coordinates (r, ⁇ , z).
  • I(r, ⁇ , z) is the brightness of the RT format tomographic image corresponding to the (r, ⁇ , z) coordinate z.
  • the Sobel operator F used in equation (12) is an operator used for horizontal contour detection. As mentioned above, an example of the Sobel operator used when processing the seven tomographic images 41 in combination is shown in equation (13).
  • the element at row j and column k in equation (13) is F(k,j) in equation (12).
  • w in equation (12) is 3, which is the kernel half width of the Sobel operator F.
  • the Sobel operator F is not limited to equation (13). Any Sobel operator F capable of horizontal contour detection can be used.
  • the Sobel operator F in the case of processing a combination of K front and back tomographic images 41 is a square matrix with length (2K+1) and width (2K+1).
  • the control unit 201 determines the coordinates (r, ⁇ , z) at which g(r, ⁇ , z) calculated using equation (12) is maximum for each block 46 for the RT format tomographic image 412 corresponding to each coordinate z. Extract.
  • the extracted coordinates (r, ⁇ , z) are the maximum gradient point G of block 46.
  • FIG. 11 schematically shows maximum gradient points G from G1 to G8 extracted in each block 46 from the first block 461 to the eighth block 468 on the RT-format tomographic image 412.
  • the control unit 201 can convert the RT-format tomographic image 412 into the XY-format tomographic image 411 by known coordinate transformation.
  • FIG. 11 on the XY-format tomographic image 411, points from the maximum gradient point G1 to the maximum gradient point G8 are arranged approximately in a circumferential shape.
  • the control unit 201 calculates the coordinates of the center of gravity C from the maximum gradient point G1 to the maximum gradient point G8 on the XY-format tomographic image 411. Since the method of calculating the coordinates of the center of gravity C from the coordinates of a plurality of points on a plane is well known, detailed explanation will be omitted.
  • the control unit 201 calculates the distance D between the calculated center of gravity C and each maximum slope point G.
  • the control unit 201 calculates a median value Dc that is a representative value of the calculated distance D.
  • a temporary representative line 422 whose center is the center of gravity C of the maximum gradient point G and whose radius is the median value Dc of the distance D between the center of gravity C and each maximum gradient point G is determined.
  • An average value may be used as the representative value of the distance D.
  • control unit 201 performs processing to remove outliers of the maximum gradient points G.
  • the control unit 201 calculates the distance D between the center of gravity C and each maximum gradient point G, and then calculates the representative value Dc of the distance D in the previous tomographic image 41. Distances D for which the difference between D and D exceeds a predetermined threshold are removed. After that, the control unit 201 calculates the representative value Dc of the remaining distance D. Through the above processing, the control unit 201 can determine the temporary representative line 422 that is less susceptible to the influence of the inappropriate maximum gradient point G.
  • the control unit 201 calculates the moving average value of the coordinates of the center C and the radius D in the K tomographic images 41 before and after the n-th tomographic image 41. For example, when K is 3, the control unit 201 determines the coordinates of the center C with respect to the temporary representative line 422 of a total of seven tomographic images 41 from the n-3th tomographic image 41 to the n+3th tomographic image 41. The average value Cnavg and the average value Dnavg of the radius D are calculated. The control unit 201 uses the calculated Cnavg and Dnavg for the center and radius of the representative line 42 in the n-th tomographic image 41.
  • the center and radius of the temporary representative line 422 are used as the center and radius of the representative line 42.
  • the number of tomographic images 41 up to the end tomographic image 41 may be used as the value of K.
  • a representative line 42 is created that avoids the effects of noise, artifacts, etc. in the tomographic images 41 and can construct a three-dimensional shape that smoothly connects within the three-dimensional space formed by a set of tomographic images 41. .
  • the methods for determining the representative line 42 described in Representative line determination-1 and Representative line determination-2 are merely examples, and are not limited thereto.
  • the representative line 42 may be determined on the XY format tomographic image 411 using a technique such as pattern matching.
  • FIG. 13A is an explanatory diagram illustrating the record layout of the tomographic image DB 36.
  • the tomographic image DB 36 is a database in which tomographic images 41 created by three-dimensional scanning are recorded.
  • the tomographic image DB 36 has a 3D scan ID field, a tomographic number field, and a tomographic image field.
  • the tomographic image field has an XY format field and an RT format field.
  • the 3D scan ID field records a 3D scan ID given for each three-dimensional scan.
  • the tomographic number field records a number indicating the order of tomographic images 41 created by one three-dimensional scan.
  • An XY format tomographic image 411 is recorded in the XY format field.
  • An RT format tomographic image 412 is recorded in the RT format field.
  • the tomographic image DB 36 has one record for each tomographic image 41.
  • the control unit 201 may create the XY format tomographic image 411 by coordinate transformation as necessary.
  • the control unit 201 creates the necessary tomographic image 41 at any time based on a database in which, for example, sound ray data etc. are recorded at a stage before the tomographic image 41 is created. You may.
  • the tomographic image DB 36 may have a field that records the distance from the starting point of the three-dimensional scan to the position where the tomographic image 41 was acquired.
  • the control unit 211 can obtain, for example, the distance from the MDU 289 (see FIG. 25) from the starting point of three-dimensional scanning to the position where each tomographic image 41 was obtained.
  • FIG. 13B is an explanatory diagram illustrating the record layout of the maximum gradient point DB 37.
  • the maximum slope point DB 37 is a database in which information regarding the maximum slope point G described using FIG. 11 is recorded.
  • the maximum gradient point DB 37 has a 3D scan ID field, a tomographic number field, a distance representative value field, a block number field, a maximum gradient position field, a distance field, and a flag field.
  • the maximum gradient position field includes an R field and a T field.
  • the 3D scan ID field records a 3D scan ID given for each three-dimensional scan.
  • the tomographic number field records a number indicating the order of tomographic images 41 created by one three-dimensional scan.
  • the distance representative value field a representative value of the distance D between the center of gravity C and each maximum slope point G, which was explained using FIG. 11, is recorded.
  • the number of block 46 is recorded in the block number field.
  • the R field records the R coordinate of the maximum gradient point G within the block 46, that is, the distance from the center of the image acquisition catheter 28.
  • the T field the T coordinate of the maximum gradient point G within the block 46, that is, the scanning angle is recorded.
  • the distance D between the center of gravity C and the maximum gradient position G is recorded in the distance field.
  • a flag indicating whether the maximum gradient position G is an outlier is recorded in the flag field.
  • "1" means that the maximum gradient position G is not an outlier and is used for calculating the representative value recorded in the distance representative value field.
  • "0” means that the maximum gradient position G is an outlier and is not used for calculating the representative value recorded in the distance representative value field.
  • the maximum gradient point DB 37 has one record for one block 46.
  • FIG. 13C is an explanatory diagram illustrating the record layout of the representative line DB 38.
  • the representative line DB 38 is a database that records information regarding the representative line 42.
  • the representative line DB 38 has a 3D scan ID field, a tomographic number field, a temporary representative line field, and a representative line field.
  • the temporary representative line field and the representative line field each have a center of gravity field and a representative distance value field.
  • the temporary representative line field and the centroid field of the representative line field each have an X field and a Y field.
  • the 3D scan ID field records a 3D scan ID given for each three-dimensional scan.
  • the tomographic number field records a number indicating the order of tomographic images 41 created by one three-dimensional scan.
  • the center of gravity field of the temporary representative line field the X and Y coordinates of the center of gravity C of the maximum slope point G described using FIG. 11 are recorded.
  • a representative value Dc of the distance D is recorded in the distance representative value field of the temporary representative line field.
  • the moving average value of the X and Y coordinates of the center of gravity Cnavg which is the moving average value of the center of gravity C explained using FIG. 12, is recorded.
  • a distance representative value Dnavg which is a moving average of the distance representative value D explained using FIG. 12, is recorded.
  • the representative line DB 38 has one record for one tomographic image 41.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram illustrating the record layout of the index value DB 39.
  • the index value DB 39 is a database in which index values corresponding to each scanning line 45 are recorded.
  • the index value DB 39 has a 3D scan ID field, a tomographic number field, a scanning line number field, an intersection field, and an index value field.
  • the intersection field has an R1 field and an L field.
  • the index value field includes a first index value field, a second index value field, and a third index value field. Note that the index value field does not need to have subfields.
  • the index value field may have four or more subfields.
  • the 3D scan ID field records a 3D scan ID given for each three-dimensional scan.
  • the tomographic number field records a number indicating the order of tomographic images 41 created by one three-dimensional scan.
  • the scanning line number field records the scanning line number.
  • the distance R1 between the center of the image acquisition catheter 28 and the intersection 48 is recorded in the R1 field.
  • the length L from the reference intersection 489 to the intersection 48 along the representative line 42 is recorded in the L field.
  • a first index value, a second index value, and a third index value are recorded in the first index value field, the second index value field, and the third index value field, respectively.
  • FIG. 15 is a flowchart explaining the process flow of the program.
  • the control unit 201 acquires one tomographic image 41 from the tomographic image DB 36 (step S501).
  • the control unit 201 starts a subroutine for calculating a temporary representative line (step S502).
  • the temporary representative line calculation subroutine is a subroutine that calculates the center and radius of the temporary representative line 422 described using FIG. 11. The processing flow of the temporary representative line calculation subroutine will be described later.
  • the control unit 201 determines whether processing of the tomographic images 41 included in the set of tomographic images 41 has been completed (step S504). If it is determined that the process has not ended (NO in step S504), the control unit 201 returns to step S501. If it is determined that the process has ended (YES in step S504), the control unit 201 starts a subroutine for calculating a representative line (step S505).
  • the representative line calculation subroutine is a subroutine that calculates the center and radius of the representative line 42 based on the moving average value of the temporary representative line 422, as described using FIG. The process flow of the representative line calculation subroutine will be described later.
  • the control unit 201 selects the tomographic image 41 for calculating the index value (step S506).
  • the tomographic image 41 selected in step S506 is one of the tomographic images 41 acquired in the loop from step S501 to step S504.
  • the control unit 201 selects one of the scanning lines 45 forming the tomographic image 41 selected in step S506 (step S507). Note that each time the control unit 201 executes step S507, it selects one scanning line 45 clockwise from the reference intersection 489 described using FIGS. 9A and 10.
  • the control unit 201 starts a subroutine for calculating an index value (step S508).
  • the index value calculation subroutine is a subroutine that calculates an index value based on one scanning line 45. The process flow of the index value calculation subroutine will be described later.
  • the control unit 201 extracts the record corresponding to the scanning line 45 selected in step S507 from the index value DB 39.
  • the control unit 201 records the distance R1, the length L, and the index value calculated in the index value calculation subroutine in the R1 field, the L field, and the index value field, respectively (step S510).
  • the control unit 201 determines whether the processing of the scanning lines 45 forming the tomographic image 41 acquired in step S506 has been completed (step S511). If it is determined that the process has not ended (NO in step S511), the control unit 201 returns to step S507. If it is determined that the processing has been completed (YES in step S511), the control unit 201 determines whether or not the processing of the set of tomographic images 41 has been completed (step S512).
  • step S512 If it is determined that the process has not ended (NO in step S512), the control unit 201 returns to step S506. If it is determined that the process has ended (YES in step S512), the control unit 201 starts a display subroutine (step S513).
  • the display subroutine is a subroutine that displays the index value image 44 based on the index value DB 39. The processing flow of the display subroutine will be described later. After that, the control unit 201 ends the process.
  • FIG. 16 is a flowchart illustrating the process flow of the temporary representative line calculation subroutine.
  • the temporary representative line calculation subroutine is a subroutine that calculates the center and radius of the temporary representative line 422 described using FIG. 11 based on one tomographic image 41.
  • the control unit 201 divides the tomographic image 41 being processed into a predetermined number of blocks 46 (step S521).
  • the control unit 201 selects one block 46 (step S522).
  • the control unit 201 calculates the coordinates of the maximum slope point G within the block 46 (step S523). Specifically, the control unit 201 calculates the gradient of brightness at each position of the block 46 based on equation (12).
  • the control unit 201 extracts the coordinates of the position where the calculated brightness gradient is the maximum.
  • the control unit 201 determines whether the processing of the block 46 divided in step S521 has been completed (step S524). If it is determined that the process has not ended (NO in step S524), the control unit 201 returns to step S522.
  • control unit 201 calculates the coordinates of the center of gravity C of the plurality of maximum gradient points G (step S525).
  • the control unit 201 calculates the distance D between each maximum gradient point and the center of gravity C (step S526).
  • the control unit 201 determines whether the tomographic image 41 being processed is the first of a set of tomographic images 41 (step S527). If it is determined that it is the first sheet (YES in step S527), the control unit 201 calculates a representative value Dc of the distance D calculated in step S526 (step S528).
  • the representative value Dc is, for example, a median value.
  • the control unit 201 excludes the outlier from the distance D calculated in step S526 (step S531).
  • An outlier is, for example, a distance D for which the difference from the representative value Dc calculated using the previous tomographic image 41 exceeds a predetermined threshold.
  • the control unit 201 calculates a representative value Dc of the distance D (step S532).
  • control unit 201 records the center of gravity C calculated in step S525 and the representative value Dc calculated in step S528 or step S532 in the representative line DB 38 (step S533).
  • control unit 201 extracts the record corresponding to the tomographic image 41 being processed from the representative line DB 38.
  • the control unit 201 records the X and Y coordinates of the center of gravity C calculated in step S525 in the center of gravity field of the temporary representative line field of the extracted record.
  • the control unit 201 records the representative value Dc calculated in step S528 or step S532 in the representative value field of the temporary representative line field of the extracted record. After that, the control unit 201 ends the process.
  • FIG. 17 is a flowchart illustrating the process flow of the representative line calculation subroutine.
  • the control unit 201 acquires the information recorded in the temporary representative line field of 41 minutes of one set of tomographic images from the representative line DB 38 (step S541).
  • the control unit 201 selects the tomographic number of the tomographic image 41 to be processed (step S542). For example, the control unit 201 sequentially increases the fault number by 1 each time it executes step S542.
  • the control unit 201 determines whether the tomographic number selected in step S542 indicates the vicinity of both ends of a set of tomographic images 41 (step S543). Specifically, as described using FIG. 12, when a moving average value of K frames before and after the tomographic image 41 is used, when the tomographic image number selected in step S542 is K or less, and (Total number of tomographic images 41 - K) or more, the control unit 201 determines that the selected tomographic image number indicates the vicinity of both ends.
  • control unit 201 If it is determined that the area is near both ends (YES in step S543), the control unit 201 records the same information as the information recorded in the temporary representative line field in the representative line field (step S544). If it is determined that the vicinity of both ends is not indicated (NO in step S543), the control unit 201 uses data of a predetermined number of fault numbers before and after the fault number being processed to calculate the moving average of the center of gravity C and the representative value Dc. Each is calculated (step S545).
  • the control unit 201 records the calculated moving average in the representative line field of the representative line DB 38 (step S546). Specifically, the control unit 201 extracts the record corresponding to the tomographic image 41 being processed from the representative line DB 38. The control unit 201 records the moving average of the center of gravity C calculated in step S545 in the center of gravity field of the representative line field of the extracted record. The control unit 201 records the moving average of the representative value Dc calculated in step S545 in the representative value field of the representative line field of the extracted record.
  • the control unit 201 determines whether the processing regarding the temporary representative line 422 acquired in step S541 has been completed (step S547). If it is determined that the process has not ended (NO in step S547), the control unit 201 returns to step S542. If it is determined that the process has ended (YES in step S547), the control unit 201 ends the process.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating the process flow of the index value calculation subroutine.
  • the index value calculation subroutine is a subroutine that calculates an index value based on one scanning line 45.
  • the control unit 201 calculates the coordinates of the intersection 48 between the scanning line 45 being processed and the representative line 42 (step S551).
  • the control unit 201 calculates the coordinates of the intersection point 48 in both the XY coordinate system and the RT coordinate system.
  • the control unit 201 calculates ⁇ L, which is the length of the arc from the intersection 48 on the previous scanning line 45, using equation (10) (step S552).
  • the control unit 201 calculates the length L of the arc from the reference intersection 489, which is the sum of ⁇ L calculated in the past (step S553). Note that for the scanning line 45 having a scanning angle of 180 degrees or more, the control unit 201 calculates the arc length L by subtracting the sum of ⁇ L from the circumference of the representative line 42. Step S553 realizes the process of converting the horizontal axis of the angle-index value graph 54 described using FIG. 3 to calculate the position-index value graph 55.
  • the control unit 201 acquires scanning line data regarding the scanning line 45 being processed (step S554).
  • the control unit 201 starts a subroutine for calculating the first index value (step S555).
  • the subroutine for calculating the first index value is a subroutine for calculating the first index value described using FIGS. 4A, 4B, and 5A. The processing flow of the first index value calculation subroutine will be described later.
  • the control unit 201 starts a second index value calculation subroutine (step S556).
  • the second index value calculation subroutine is a subroutine for calculating the second index value described using FIGS. 6A and 6B. The process flow of the subroutine for calculating the second index value will be described later.
  • the control unit 201 starts a subroutine for calculating the third index value (step S557).
  • the subroutine for calculating the third index value is a subroutine for calculating the third index value described using FIGS. 7A, 7B, and 8.
  • the processing flow of the subroutine for calculating the third index value will be described later. After that, the control unit 201 ends the process.
  • FIG. 19 is a flowchart illustrating the process flow of the first index value calculation subroutine.
  • the subroutine for calculating the first index value is a subroutine for calculating the first index value described using FIGS. 4A, 4B, and 5A.
  • the control unit 201 generates the Gaussian function described using FIG. 4B and equation (2) (step S561).
  • the control unit 201 calculates the weighted luminance Bw weighted by a Gaussian function, which is described using equation (3) (step S562).
  • the control unit 201 extracts data included in the calculation range 47 described using FIG. 5A from the weighted luminance Bw (step S563).
  • the control unit 201 calculates the first index value based on the data included in the calculation range 47 (step S564).
  • the first index value is, for example, the average value of the weighted brightness Bw. After that, the control unit 201 ends the process.
  • FIG. 20 is a flowchart illustrating the process flow of the second index value calculation subroutine.
  • the second index value calculation subroutine is a subroutine for calculating the second index value described using FIGS. 6A and 6B.
  • the control unit 201 extracts data included in the calculation range 47 described using FIG. 6A from the luminance data (step S571).
  • the control unit 201 calculates the second index value based on equation (8) (step S572). After that, the control unit 201 ends the process.
  • FIG. 21 is a flowchart illustrating the process flow of the third index value calculation subroutine.
  • the subroutine for calculating the third index value is a subroutine for calculating the third index value described using FIGS. 7A, 7B, and 8.
  • the control unit 201 extracts data included in the calculation range 47 described using FIG. 7A from the luminance data (step S581).
  • the control unit 201 calculates the frequency distribution of the extracted data (step S582). Since the process of calculating a frequency distribution based on a large amount of data is well known, detailed explanation will be omitted.
  • the control unit 201 extracts data of the low luminance area 531 described using FIG. 7B.
  • the control unit 201 calculates two statistics, the average value ⁇ L and the standard deviation ⁇ L, of the extracted data (step S583).
  • the control unit 201 calculates a second threshold, which is a threshold on the high brightness side, based on equation (9) (step S584).
  • the control unit 201 extracts data of the high brightness area 532 described using FIG. 8 from the brightness data.
  • the control unit 201 calculates a third index value that is the standard deviation ⁇ H of the extracted data (step S585). After that, the control unit 201 ends the process.
  • FIG. 22 is a flowchart illustrating the processing flow of the display subroutine.
  • the display subroutine is a subroutine that displays the index value image 44 based on the index value DB 39.
  • the control unit 201 acquires the first index value regarding the scanning line 45 that constitutes the set of tomographic images 41 from the first index value field of the index value DB 39.
  • the control unit 201 normalizes the acquired first index value to an integer from 0 to 255 (step S591).
  • the control unit 201 acquires the second index value regarding the scanning line 45 that constitutes the set of tomographic images 41 from the second index value field of the index value DB 39.
  • the control unit 201 normalizes the acquired second index value to an integer from 0 to 255 (step S592).
  • the control unit 201 acquires the third index value regarding the scanning line 45 forming the set of tomographic images 41 from the third index value field of the index value DB 39.
  • the control unit 201 normalizes the acquired third index value to an integer from 0 to 255 (step S593).
  • the control unit 201 converts the normalized first index value to third index value into a color code for each scanning line 45 (step S594).
  • the index value assigned to R red
  • the index value AG assigned to G green
  • the index assigned to B blue
  • the color code can be expressed as RGB (AR, AG, AB).
  • the control unit 201 determines the coordinate position determined by the length L recorded in the L field of the index value DB 39 and the fault position Z obtained by multiplying the fault number recorded in the fault number field by the interval T. Set the color expressed by the color code to .
  • the control unit 201 determines the color code of the coordinate position corresponding to the gap between the scanning lines 45 by interpolation (step S595).
  • the control unit 201 displays the image generated by the color code of each coordinate position on the display unit 205 (step S596).
  • the control unit 201 rotates, enlarges, or reduces the image in accordance with instructions from the user.
  • the control unit 201 may display on the display unit 205 indicators, handles, and the like that can be used by the user to manipulate the image. After that, the control unit 201 ends the process.
  • an image including information regarding the size of the scanning line 45 can be generated.
  • the index value image 44 which displays the index focused on information in the vicinity of the representative line 42 of the scanning line 45 in a developed diagram-like manner, allows users such as doctors to intuitively grasp the part they want to focus on. .
  • each representative line 42 is expressed by the length in the vertical direction of the index value image 44 shown in FIG. , you can easily understand whether the area you want to focus on is narrowing or expanding.
  • the user can grasp a lot of information in a short time. Note that the type of index used and the combination of index and color may be changed as appropriate by the user.
  • the control unit 201 may display the index value image 44 and the tomographic image 41 side by side on the display unit 205.
  • the control unit 201 may display the tomographic image 41 including the clicked position on the display unit 205.
  • the control unit 201 may determine the length L and ⁇ L along the tomographic image 41, which were explained using FIG. 10, with the center point of the representative line 42 as a reference. Specifically, as described using FIG. 10, the control unit 201 calculates index values for the intersections between each scanning line 45 and the representative line 42, such as the first intersection 481 and the second intersection 482.
  • the control unit 201 calculates the center point of the representative line 42.
  • the control unit 201 generates the index value stripe 43 by determining ⁇ L at every fixed angle from the center point. That is, ⁇ L is a constant value over the entire representative line 42.
  • the angle formed by the first scanning line 451 and the third scanning line 453 is indicated by ⁇ .
  • is constant.
  • is schematically shown at a large angle.
  • the length from the first intersection 481 to the third intersection 483 along the representative line 42 is indicated by ⁇ L.
  • the length L1 along the representative line 42 can be calculated by adding ⁇ L shown in equation (10) while sequentially moving the scanning line 45 from the reference line to the first scanning line 451.
  • the control unit 201 can generate the position-index value graph 55 based on the angle-index value graph 54.
  • the control unit 201 can generate one index value stripe 43 corresponding to one tomographic image 41. Can be generated.
  • FIG. 23A schematically shows an image in which a representative line 42 is superimposed on an XY format tomographic image 411.
  • a substantially fan-shaped area S1 surrounded by the representative line 42, the first scanning line 451, and the Y axis is used instead of the length L1 from the reference intersection 489 to the first intersection 481.
  • a substantially fan-shaped area S2 surrounded by the representative line 42, the second scanning line 452, and the Y axis is used instead of the length L2 from the reference intersection 489 to the second intersection 482.
  • FIG. 23B shows an angle-index value graph 54 similar to FIG. 9B.
  • FIG. 23C shows an area-index value graph 56.
  • the horizontal axis in FIG. 23 is the area explained using FIG. 23A.
  • the vertical axis in FIG. 23 is the index value.
  • the area S1 can be calculated, for example, by multiplying the number of pixels included in the downwardly hatched portion in FIG. 23A and the area of one pixel. Therefore, the control unit 201 can create an area-index value graph 56 by converting the horizontal axis of the angle-index value graph 54 into an area.
  • index value stripes 43 By generating index value stripes 43 based on the area-index value graph 56, an index value image 44 in which index values corresponding to each scanning line 45 are set at the coordinate position determined by the area S and the tomographic position Z is created. Can be generated.
  • index value stripes 43 of the same length are generated for each tomographic image 41, and then expanded and contracted as a whole based on the value related to the representative line 42.
  • the control unit 201 does not create the position-index value graph 55, but instead generates the index value stripe 43 based on the angle-index value graph 54.
  • the length of the index value stripe 43 generated here corresponds to an angle of 360 degrees, and the index value stripe 43 of the same length is generated for all the tomographic images 41.
  • the control unit 201 calculates a value related to the representative line 42 for each tomographic image 41.
  • the values related to the representative line 42 include, for example, the length of the representative line 42, the area inside the representative line 42, and the average diameter of the representative line 42.
  • the control unit 201 expands or contracts the index value stripe 43 based on the value related to the representative line 42 . Through the above procedure, the control unit 201 generates index value stripes 43 having different lengths for each tomographic image 41, as described using FIG.
  • the control unit 201 may display the index on the index value image 44 based on the value related to the representative line 42. For example, the control unit 201 displays, at the edge of the index value image 44, an index corresponding to the position of the tomographic image 41 where the average diameter of the representative line 42 is the smallest. The control unit 201 may display the index value stripe 43 corresponding to the tomographic image 41 whose average diameter of the representative line 42 is adopted in a color different from that of the other index value stripes 43.
  • the control unit 201 may create a plurality of representative lines 42 and calculate the index value. For example, the control unit 201 creates two representative lines 42, one corresponding to the blood vessel lumen and the other corresponding to the external elastic plate. The control unit 201 subtracts the area of the representative line 42 corresponding to the blood vessel lumen from the area of the representative line 42 corresponding to the external elastic plate. As described above, the control unit 201 can calculate the index value corresponding to the plaque area for each tomographic image 41.
  • FIG. 24 is an example of a screen according to the second embodiment.
  • the control unit 201 sets a color corresponding to the index value at the length L and the coordinate position determined by the three-dimensional space obtained by adding the third axis U to the tomographic position Z.
  • the index value image 44 is displayed in the form of a curved surface in three-dimensional space.
  • the third axis U is, for example, the distance from the center of the XY format tomographic image 411 in FIG. 9A, that is, the center of the image acquisition catheter 28, to the intersection 48. Any other parameter may be set on the third axis U.
  • Embodiment 3 This embodiment relates to a catheter system 10 that acquires a tomographic image 41 in real time and displays an index value image 44. Descriptions of parts common to Embodiment 1 will be omitted.
  • FIG. 25 is an explanatory diagram illustrating the configuration of the catheter system 10 of the third embodiment.
  • the catheter system 10 includes an image processing device 210, a catheter control device 27, an MDU (Motor Driving Unit) 289, and an image acquisition catheter 28.
  • Image acquisition catheter 28 is connected to image processing device 210 via MDU 289 and catheter control device 27.
  • the image processing device 210 includes a control section 211, a main storage device 212, an auxiliary storage device 213, a communication section 214, a display section 215, an input section 216, and a bus.
  • the control unit 211 is an arithmetic and control device that executes the program of this embodiment.
  • the control unit 211 uses one or more CPUs, GPUs, multi-core CPUs, or the like.
  • the control unit 211 is connected to each hardware unit making up the image processing device 210 via a bus.
  • the main storage device 212 is a storage device such as SRAM, DRAM, or flash memory.
  • the main storage device 212 temporarily stores information necessary during the processing performed by the control unit 211 and programs being executed by the control unit 211.
  • the auxiliary storage device 213 is a storage device such as SRAM, flash memory, hard disk, or magnetic tape.
  • the auxiliary storage device 213 stores a tomographic image DB 36, a maximum gradient point DB 37, a representative line DB 38, an index value DB 39, a program to be executed by the control unit 211, and various data necessary for executing the program.
  • the information may be stored in the tomographic image DB 36, the maximum gradient point DB 37, the representative line DB 38, the index value DB 39, an external mass storage device connected to the image processing device 210, and the like.
  • the external mass storage device may be a so-called cloud storage.
  • the communication unit 214 is an interface that performs communication between the image processing device 210 and the network.
  • the display section 215 is, for example, a liquid crystal display panel or an organic EL panel.
  • the input unit 216 is, for example, a keyboard and a mouse. An input section 216 may be stacked on the display section 215 to constitute a touch panel.
  • the display unit 215 may be a display device connected to the image processing device 210.
  • the image processing device 210 is a general-purpose personal computer, a tablet, a large computer, or a virtual machine running on a large computer.
  • the image processing device 210 may be configured by hardware such as a plurality of personal computers or a large computer that performs distributed processing.
  • Image processing device 210 may be configured by a cloud computing system.
  • the image processing device 210 and the catheter control device 27 may constitute integrated hardware.
  • the image acquisition catheter 28 includes a sheath 281, a shaft 283 inserted into the sheath 281, and a sensor 282 disposed at the tip of the shaft 283.
  • the MDU 289 rotates and moves the shaft 283 and the sensor 282 back and forth inside the sheath 281.
  • the sensor 282 is, for example, an ultrasonic transducer that transmits and receives ultrasonic waves, or a transmitting and receiving unit for OCT (Optical Coherence Tomography) that emits near-infrared light and receives reflected light.
  • OCT Optical Coherence Tomography
  • the image acquisition catheter 28 is an IVUS (Intravascular Ultrasound) catheter used for photographing ultrasonic tomographic images from inside the circulatory system.
  • the catheter control device 27 creates one tomographic image 41 for each rotation of the sensor 282. As the MDU 289 rotates the sensor 282 while pulling it in the axial direction or pushing it in the axial direction, the catheter control device 27 continuously creates a plurality of tomographic images 41 substantially perpendicular to the sheath 281.
  • the control unit 211 sequentially acquires tomographic images 41 from the catheter control device 27 and records them in the tomographic image DB 36. As described above, so-called three-dimensional scanning is performed, and a set of tomographic images 41 is recorded in the tomographic image DB 36.
  • the advancing/retracting operation of the sensor 282 includes both an operation of advancing/retracting the entire image acquisition catheter 28 and an operation of advancing/retracting the sensor 282 inside the sheath 281.
  • the forward and backward movement may be performed automatically at a predetermined speed by the MDU 289, or may be performed manually by the user.
  • the image acquisition catheter 28 is not limited to a mechanical scanning method in which it is mechanically rotated and moved back and forth.
  • it may be an electronic radial scanning type image acquisition catheter 28 that uses a sensor 282 in which a plurality of ultrasonic transducers are arranged in a ring.
  • the control unit 211 uses the tomographic image DB 36 recorded through the above operations to perform the processing described in the first embodiment, and displays the index value image 44 on the display unit 215.
  • FIG. 26 is an explanatory diagram illustrating the configuration of information processing device 200 according to the fourth embodiment.
  • the present embodiment relates to an embodiment in which the information processing apparatus 200 of the present embodiment is realized by operating a general-purpose computer 90 and a program 97 in combination. Descriptions of parts common to Embodiment 1 will be omitted.
  • the computer 90 includes a reading section 209 in addition to the aforementioned control section 201, main storage device 202, auxiliary storage device 203, communication section 204, display section 205, input section 206, and bus.
  • the program 97 is recorded on a portable recording medium 96.
  • the control unit 201 reads the program 97 via the reading unit 209 and stores it in the auxiliary storage device 203. Further, the control unit 201 may read the program 97 stored in a semiconductor memory 98 such as a flash memory installed in the computer 90. Further, the control unit 201 may download the program 97 from another server computer (not shown) connected to the communication unit 204 and a network (not shown) and store it in the auxiliary storage device 203.
  • the program 97 is installed as a control program on the computer 90, loaded into the main storage device 202, and executed. As described above, the information processing device 200 described in the first embodiment is realized.
  • the program 97 of this embodiment is an example of a program product.
  • catheter system 200 information processing device 201 control section 202 main storage device 203 auxiliary storage device 204 communication section 205 display section 206 input section 209 reading section 210 image processing device 211 control section 212 main storage device 213 auxiliary storage device 214 communication section 215 display Section 216 Input section 27
  • Catheter control device 28 Image acquisition catheter 281 Sheath 282 Sensor 283 Shaft 289 MDU 36 Tomographic image DB 37 Maximum gradient point DB 38 Representative line DB 39 Index value DB 41 Tomographic image 411 XY format tomographic image 412 RT format tomographic image 42 Representative line 422 Temporary representative line 43 Index value stripe 44 Index value image 45 Scanning line 451 1st scanning line 452 2nd scanning line 453 3rd scanning line 46 Block 461 1 block 468 8th block 47 Calculation range 48 Intersection 481 1st intersection 482 2nd intersection 489 Reference intersection 51 Gaussian function graph 52 Rayleigh distribution graph 53 Brightness histogram 531 Low brightness area 532 High brightness area 54 Angle-index value graph 55

Landscapes

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Abstract

撮像対象の大きさに関する情報を含む画像を生成できるプログラム等を提供すること。 プログラムは、走査面を軸方向に移動させながら画像を取得する画像取得用カテーテルを用いた三次元走査により生成された複数の断層像(41)を取得し、それぞれの前記断層像(41)について代表線(42)を決定し、それぞれの前記断層像(41)を構成するそれぞれの走査線と前記代表線(42)との交点に基づいて決定した計算範囲における、前記走査線の指標値を算出し、前記断層像(41)の位置と、前記交点の位置とにより定めた座標に、前記指標値に基づいて定めた色を表示する処理をコンピュータに実行させる。

Description

プログラム、情報処理方法および情報処理装置
 本発明は、プログラム、情報処理方法および情報処理装置に関する。
 三次元走査型IVUS(Intravascular Ultrasound)用カテーテルを使用して取得した一組の断層像に基づいて、それぞれの走査線の輝度パターンと、あらかじめ定義された分類パターンとの類似度を、走査線の角度とカテーテルの軸方向との2軸で配列した二次元画像を生成する診断支援装置が提案されている(特許文献1)。
特開2021-41029号公報
 ユーザは、特許文献1の診断支援装置で生成された画像を観察することにより、たとえば血管に留置したステントの素線がどのように配置されているかを、血管を切り開いたような態様の画像で確認できる。
 しかしながら、特許文献1の装置で生成された画像は、走査線に含まれる撮像対象物の大きさの絶対量を評価できないという課題がある。たとえば、プラークの面積、ステントの拡張量、血管径の変化等は、特許文献1の装置で生成された画像においては観察できない。
 一つの側面では、撮像対象の大きさに関する情報を含む画像を生成できるプログラム等を提供することを目的とする。
 プログラムは、走査面を軸方向に移動させながら画像を取得する画像取得用カテーテルを用いた三次元走査により生成された複数の断層像を取得し、それぞれの前記断層像について代表線を決定し、それぞれの前記断層像を構成するそれぞれの走査線と前記代表線との交点に基づいて決定した計算範囲における、前記走査線の指標値を算出し、前記断層像の位置と、前記交点の位置とにより定めた座標に、前記指標値に基づいて定めた色を表示する処理をコンピュータに実行させる。
 一つの側面では、撮像対象の大きさに関する情報を含む画像を生成できるプログラム等を提供できる。
画像生成方法の概要を説明する説明図である。 情報処理装置の構成を説明する説明図である。 指標値ストライプの生成方法を説明する説明図である。 指標値の例-1の算出方法を説明する説明図である。 指標値の例-1の算出方法を説明する説明図である。 指標値の例-1の算出方法を説明する説明図である。 指標値の例-1の算出方法の変形例を説明する説明図である。 指標値の例-2の算出方法を説明する説明図である。 指標値の例-2の算出方法を説明する説明図である。 指標値の例-3の算出方法を説明する説明図である。 指標値の例-3の算出方法を説明する説明図である。 指標値の例-3の算出方法を説明する説明図である。 角度と長さとの変換方法を説明する説明図である。 角度と長さとの変換方法を説明する説明図である。 角度と長さとの変換方法を説明する説明図である。 角度と長さとの変換方法を説明する説明図である。 代表線の決定方法を説明する説明図である。 代表線の決定方法を説明する説明図である。 断層像DBのレコードレイアウトを説明する説明図である。 最大勾配点DBのレコードレイアウトを説明する説明図である。 代表線DBのレコードレイアウトを説明する説明図である。 指標値DBのレコードレイアウトを説明する説明図である。 プログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。 仮代表線算出のサブルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 代表線算出のサブルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 指標値算出のサブルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 第1指標値算出のサブルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 第2指標値算出のサブルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 第3指標値算出のサブルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 表示のサブルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 変形例の角度と面積との関係を説明する説明図である。 変形例の角度と面積との関係を説明する説明図である。 変形例の角度と面積との関係を説明する説明図である。 実施の形態2の画面例である。 実施の形態3のカテーテルシステムの構成を説明する説明図である。 実施の形態4の情報処理装置の構成を説明する説明図である。
[実施の形態1]
 図1は、画像生成方法の概要を説明する説明図である。医師等のユーザは、画像取得用カテーテル28(図25参照)を患部付近に挿入する。画像取得用カテーテル28は、三次元走査用であり、走査面を軸方向に少しずつ変更した複数の断層像41を連続して撮影できる。
 断層像41同士の間隔を、間隔Tで示す。以後の説明では、一回の三次元走査で作成された断層像41を、一組の断層像41と記載する場合がある。
 それぞれの断層像41について、代表線42が決定される。代表線42は、たとえば断層像41においてステントが留置された深さ、画像取得用カテーテル28が挿入された血管の外弾性板、または、輝度が大きく変化する深さ等に基づいて定められた閉曲線である。代表線42は、ユーザにより指定された閉曲線であってもよい。
 以下の説明では、代表線42が画像取得用カテーテル28を囲む円形である場合を例にして説明する。それぞれの断層像41に対して、代表線42の中心位置および半径が決定されている。代表線42の決定方法の具体例については、後述する。
 断層像41を形成するそれぞれの走査線45(図3参照)、について、指標値が算出される。指標値は、走査線45の特性および走査線45上の交点48(図3参照)の位置に基づいて算出される定数である。指標値の算出方法の具体例については後述する。
 走査線45と代表線42との交点48に、それぞれの走査線45について算出された指標値を割り当てて、指標値ストライプ43を作成できる。指標値ストライプ43は、指標値に基づいて着色した代表線42を図1における下側の一か所、すなわち走査角が180度の位置で切断して作成して伸ばして形成される、仮想的な帯である。なお、交点48の密度が低い場所に関しては、線形補間等の公知の補間手法を用いた補間処理が行なわれる。
 指標値ストライプ43は、断層像41同士の間隔Tと同じ幅を有し、代表線42の長さLと同じ長さを有する。図1において代表線42および指標値ストライプ43に接する短い矢印は、断層像41において画像取得用カテーテル28の真上、すなわち走査角が0度の位置を示す。指標値ストライプ43を生成する方法の詳細については、後述する。
 それぞれの断層像41に対応する指標値ストライプ43を、たとえば走査角が0度の位置が一直線状に並ぶように配置することにより、指標値画像44が生成される。指標値画像44は、それぞれの断層像41に対応する代表線42により形成された立体の表面に指標値をマッピングし、走査角180度の位置で切り開いて平面に構成した画像である。
 ユーザは、指標値画像44により代表線42の大きさ、および代表線42の存在する深さ周辺の指標値を直観的に把握し、診断および治療を行なえる。
 なお、代表線42を切り開いて一本の指標値ストライプ43を形成する位置は、走査角が180度の位置に限定しない。たとえば、患部等の注目領域が断層像41の下側に描出されている場合には、180度の位置で代表線42を切り開くことにより患部が指標値画像44の上下に分かれてしまう。しかしながら、走査角が0度の位置で代表線42を切り開いた状態の指標値ストライプ43が、走査角が180度の位置が一直線状に並ぶように配置されることにより、注目領域を観察しやすい指標値画像44が生成される。
 同様に指標値ストライプ43を配置する基準の走査角度は、0度または180度の位置に限定しない。注目領域が存在する領域に対応する走査角度が一直線状に並ぶように代表線42を配置することにより、注目する角度の領域が観察しやすい指標値画像44が生成される。
 代表線42を切り開く走査角度、および、指標値ストライプ43を配置する際の基準とする走査角度は、ユーザが適宜選択できてもよい。
 図2は、情報処理装置200の構成を説明する説明図である。情報処理装置200は、制御部201、主記憶装置202、補助記憶装置203、通信部204、表示部205、入力部206およびバスを備える。制御部201は、本実施の形態のプログラムを実行する演算制御装置である。制御部201には、一または複数のCPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、またはマルチコアCPU等が使用される。制御部201は、バスを介して情報処理装置200を構成するハードウェア各部と接続されている。
 主記憶装置202は、SRAM(Static Random Access Memory)、DRAM(Dynamic Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の記憶装置である。主記憶装置202には、制御部201が行なう処理の途中で必要な情報および制御部201で実行中のプログラムが一時的に保存される。
 補助記憶装置203は、SRAM、フラッシュメモリ、ハードディスクまたは磁気テープ等の記憶装置である。補助記憶装置203には、断層像DB(Database)36、最大勾配点DB37、代表線DB38、指標値DB39、制御部201に実行させるプログラム、およびプログラムの実行に必要な各種データが保存される。断層像DB36、最大勾配点DB37、代表線DB38および指標値DB39は、情報処理装置200に接続された外部の大容量記憶装置に保存されていてもよい。通信部204は、情報処理装置200とネットワークとの間の通信を行なうインターフェースである。
 表示部205は、たとえば液晶表示パネルまたは有機EL(electro-luminescence)パネル等である。入力部206は、たとえばキーボードまたはマウス等である。表示部205と入力部206とは、積層されてタッチパネルを構成していてもよい。
 情報処理装置200は、汎用のパソコン、タブレット、大型計算機、大型計算機上で動作する仮想マシン、または、量子コンピュータである。情報処理装置200は、分散処理を行なう複数のパソコン、または大型計算機等のハードウェアにより構成されても良い。情報処理装置200は、クラウドコンピューティングシステムにより構成されても良い。情報処理装置200は、連携して動作する複数のパソコン、または大型計算機等のハードウェアにより構成されてもよい。
 図3は、指標値ストライプ43の生成方法を説明する説明図である。図3を使用して、一枚の断層像41に基づいて一本の指標値ストライプ43を生成する方法を説明する。
 断層像41は、XY形式断層像411とRT形式断層像412の両方の形式で表現可能である。XY形式断層像411は、実際の形状に合わせて構築された画像である。XY形式断層像411の中心は、画像取得用カテーテル28の中心に対応している。RT形式断層像412は、走査線45を走査角度順に並行に並べて構築された画像である。RT形式断層像412の左端は、画像取得用カテーテル28の中心に対応している。
 それぞれの走査線45は、画像取得用カテーテル28の中心からの距離と、当該距離における断層像41の輝度とを関連づけた輝度データにより表される。画像取得用カテーテル28を用いて、走査線45ごとの輝度データを算出する方法、輝度データを用いて断層像41を作成する方法、および、RT形式とXY形式との間の変換方法は、いずれも公知であるため、説明を省略する。
 以後の説明においては、走査角度が-180度から180度までの範囲の走査線45により一枚の断層像41が形成されている場合を例にして説明する。XY形式断層像411においては、上方向が走査角度0度であり、時計回りが正の走査角度、反時計回りが負の走査角度であると定義して、説明を続ける。
 制御部201は、一枚の断層像41を取得する。制御部201は断層像41に基づいて、代表線42を決定する。代表線42は、XY形式断層像411においては画像取得用カテーテル28を囲む円であり、RT形式断層像412においては画像の上端から下端まで伸びる曲線である。
 走査線45は、XY形式断層像411においては画像の中心から放射状に延びる直線であり、RT形式断層像412においては水平線である。図3においては、走査角度90度の走査線45を例示する。XY形式断層像411とRT形式断層像412のいずれにおいても一本の走査線45は一か所で代表線42と交差する。したがって、一本の走査線45に対して一個の交点48が存在する。
 制御部201は、それぞれの走査線45について、後述する手順に基づいて指標値を算出する。指標値の例を、角度-指標値グラフ54に図示する。角度-指標値グラフ54の横軸はそれぞれの走査線45の走査角度θであり、最小値は-180度、最大値は180度である。走査線45の縦軸は指標値である。後述するように指標値には複数の定義が存在する。指標値の単位は、その定義により異なる。
 制御部201は、角度-指標値グラフ54の横軸を代表線42の弧の長さに変換する。変換した状態を模式的に説明する位置-指標値グラフ55を図示する。位置-指標値グラフ55の横軸は、走査角度0度の位置から走査角度θの位置までの代表線42の弧の長さである。位置-指標値グラフ55の縦軸は指標値である。変換方法の詳細については、後述する。
 制御部201は、位置-指標値グラフ55の横軸の各位置における指標値の大小を色に割り当てて、指標値ストライプ43を生成する。色は、白から黒までのモノトーンでも、カラーでもよい。色割り当ての具体例については後述する。
 以上の手順により、制御部201は、一組の断層像41を構成するそれぞれの断層像41に基づいて、一本の指標値ストライプ43を生成する。制御部201は、複数の指標値ストライプ43に基づいて、図1を使用して説明したように指標値画像44を生成する。
[指標値の例-1]
 ガウス関数を使用して算出する指標値の例を説明する。図4Aおよび図4Bは、指標値の例-1の算出方法を説明する説明図である。図4Aは、一本の走査線45に含まれる輝度データを示す輝度グラフ59を示す。輝度グラフ59の横軸は、画像取得用カテーテル28の中心からの距離を示す。なお、以下の説明においては、画像取得用カテーテル28の中心からの距離を、輝度グラフ59上のデータ数で示す。すなわち、輝度グラフ59の横軸の単位はデータの個数である。
 輝度グラフ59の縦軸は、輝度を示す。縦軸の単位は0から255までの整数に正規化した輝度値である。以下の説明においては、画像取得用カテーテル28の中心からx番目の輝度データを、B(x)と記載する。
 横軸のR1は、輝度グラフ59に表示した走査線45が代表線42と交差する位置を示す。bは定数である。定数bは、たとえば(1)式で定義される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 Mag は、固定倍率である。
 Peffは、有効画素数である。
 Depは、画像取得深度である。
 制御部201は、ユーザによるMagの変更指示を受け付けてもよい。なお、(1)式は定数bの定義の例示である。定数bは、ユーザが適宜指定した値であってもよい。なお、図4Aにおいては、横軸が(R1-b/2)未満の領域については、データ点の図示を省略している。
 図4Bは、平均値がR1、標準偏差がbであるガウス関数グラフ51を示す。ガウス関数グラフ51の横軸は、図4Aに示す輝度グラフ59と同様に、画像取得用カテーテル28の中心からの距離を示す。ガウス関数グラフ51の縦軸は、ガウス関数である。画像取得用カテーテル28の中心からx番目のデータに対応するガウス関数の値N(x)は、(2)式により算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 ガウス関数グラフ51のピーク位置は、走査線45と代表線42との交点48の位置に対応している。平均値R1および標準偏差bは、第1統計量の例示である。
 図5Aは、指標値の例-1の算出方法を説明する説明図である。図5Aは、図4Aに示した輝度を、図4Bに示したガウス関数により重み付けした状態を示すグラフである。図5Aの横軸は、図4Aに示す輝度グラフ59と同様に、画像取得用カテーテル28の中心からの距離を示す。図5Aの縦軸は、重み付け輝度である。画像取得用カテーテル28の中心からx番目のデータに対応する重み付け輝度Bw(x)は(3)式により算出される。
   Bw(x)=N(x)・B(x) ‥‥‥ (3)
 画像取得用カテーテル28の中心からの距離が、(R1-b/2)以上、画像取得範囲の最大値以下である計算範囲47における重み付け輝度Bw(x)の平均値が、指標値に使用される。平均値は、たとえば相加平均値である。平均値は、相乗平均値または調和平均値等であってもよい。制御部201は、それぞれの走査線45に関する指標値を算出する。以後の説明においては、計算範囲47における重み付け輝度Bw(x)の平均値を第1指標値と記載する場合がある。
 計算範囲47における重み付け輝度Bw(x)の標準偏差または分散等の任意の統計量が指標値に使用されてもよい。統計量の倍数またはべき乗等の値が、第1指標値に使用されてもよい。
[変形例-1]
 図5Bは、指標値の例-1の算出方法の変形例を説明する説明図である。本変形例における計算範囲47は、画像取得用カテーテル28の中心からの距離が(R1-b/2)以上、(R1+b)以下の範囲である。制御部201は、計算範囲47における重み付け輝度Bw(x)の平均値を算出して、第1指標値に使用する。
 本変形例によると、画像取得用カテーテル28から離れた領域の影響を受けにくい第1指標値を算出して、使用できる。なお、画像取得用カテーテル28がIVUS用カテーテルである場合には、走査対象領域に石灰化病変やステントなどの音響インピーダンスの強い反射体が存在する場合に、外側に多重反射などのアーティファクトが生じる可能性がある。画像取得用カテーテル28から離れた領域の影響を受けにくくすることにより、多重反射等のアーティファクトの影響を避けることができる。なお、計算範囲47の範囲は、図5Aおよび図5Bに限定しない。
 たとえば計算範囲47は、画像取得用カテーテル28の中心からの距離が(R1±b/2)、(R1±b/4)、または、(R1±b)の範囲であってもよい。計算範囲47は、画像取得用カテーテル28の中心からの距離がR1以上(R1+b/2)以下、または、(R1-b/2)以上R1以下の範囲であってもよい。
 以上に例示したように、走査線45と代表線42との交点48付近を含むように計算範囲47を定めることにより、断層像41のうち代表線42付近の情報を強く反映した指標値を算出できる。
[指標値の例-2]
 レイリー分布を使用して算出する指標値の例を説明する。指標値の例-1と共通する部分については、説明を省略する。
 図6Aおよび図6Bは、指標値の例-2の算出方法を説明する説明図である。図6Aは、一本の走査線45の輝度を示す輝度グラフ59を示す。輝度グラフ59の横軸は、画像取得用カテーテル28の中心からの距離を示す。輝度グラフ59の縦軸は、輝度を示す。計算範囲47は、画像取得用カテーテル28の中心からの距離が(R1-b/2)以上、(R1+b)以下の範囲である。
 図6Bは、計算範囲47内の輝度データから推定したレイリー分布グラフ52を示す。レイリー分布グラフ52の横軸は、輝度グラフ59と同様に画像取得用カテーテル28の中心からの距離を示す。レイリー分布グラフ52の縦軸は、レイリー分布の確率密度関数を示す。画像取得用カテーテル28の中心からx番目のデータに対応するレイリー分布の確率密度関数PL(x)は、(4)式により算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 σは、レイリー分布のパラメータである。
 (4)式で示すレイリー分布の期待値は(5)式で、分散は(6)式である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 パラメータσの最尤推定値σgは、計算範囲47内の輝度データを使用して(7)式により算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 nは、計算範囲内の輝度データの数である。
 n1は、計算範囲におけるxの最小値である。
 n2は、計算範囲におけるxの最大値である。
 制御部201は、(8)式によりそれぞれの走査線45に関する指標値を算出する。以後の説明においては、(8)式により算出される指標値を第2指標値と記載する場合がある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 (6)式と(8)式とから明らかであるように、(8)式で示す第2指標値は、パラメータσの最尤推定値に基づいて算出した、レイリー分布の分散である。なお、第2指標値はレイリー分布の分散に限定しない。
 たとえば(8)式で算出される分散の平方根である標準偏差が第2指標に使用されてもよい。パラメータσの最尤推定値に基づいて算出した、(5)式で示すレイリー分布の期待値が第2指標値に使用されてもよい。(7)式に示すパラメータσの最尤推定値σgが第2指標値に使用されてもよい。これらの値に基づいて算出された値が第2指標値に使用されてもよい。
[指標値の例-3]
 輝度ヒストグラム53(図7B参照)を使用して算出する指標値の例を説明する。指標値の例-1と共通する部分については、説明を省略する。
 図7Aおよび図7Bは、指標値の例-3の算出方法を説明する説明図である。図7Aは、一本の走査線45の輝度を示す輝度グラフ59を示す。輝度グラフ59の横軸は、画像取得用カテーテル28の中心からの距離を示す。輝度グラフ59の縦軸は、輝度を示す。計算範囲47は、画像取得用カテーテル28の中心からの距離が(R1-b/2)以上、画像取得範囲の最大値以下の範囲である。
 図7Bは、計算範囲47内の輝度データに基づいて算出した輝度ヒストグラム53を示す。輝度ヒストグラム53の横軸は輝度である。輝度ヒストグラム53の縦軸は度数である。以下の説明においては、輝度ヒストグラム53のうち、輝度が所定の第1閾値未満である部分を低輝度領域531と記載する。第1閾値は、たとえば64である。
 制御部201は、計算範囲47の輝度データから、輝度が第1閾値未満であるデータを抽出する。制御部201は、抽出したデータの平均値μLおよび標準偏差σLを算出する。制御部201は、(9)式に基づいて高輝度側の閾値である第2閾値を算出する。
   第2閾値=μL + 3σL‥‥‥ (9)
 図8は、指標値の例-3の算出方法を説明する説明図である。図8は、図7Bと同様に、計算範囲47内の輝度データに基づいて算出した輝度ヒストグラム53を示す。図8においては、縦軸を0から12の範囲に拡大して示す。図8の横軸に、(9)式により算出した第2閾値を示す。以下の説明においては、輝度ヒストグラム53のうち、輝度が所定の第2閾値以上である部分を高輝度領域532と記載する。
 制御部201は、計算範囲47の輝度データから高輝度領域532に含まれるデータを抽出する。制御部201は、抽出したデータの標準偏差σHを算出する。標準偏差σHは、第2統計量の例示である。以後の説明においては、標準偏差σHを第3指標値と記載する場合がある。なお、第3指標値はσHに限定しない。
 たとえば、高輝度領域532に含まれるデータの分散が、第3指標値に使用されてもよい。高輝度領域532に含まれるデータの、相加平均値、相乗平均値、調和平均値、中央値または最頻値等の任意の統計量が第3指標値に使用されてもよい。
 第2閾値の算出式は(9)式に限定しない。第2閾値は、所定の定数であってもよい。計算範囲47は、画像取得用カテーテル28の中心からの距離が(R1-b/2)以上、画像取得範囲の最大値以下の範囲に限定しない。たとえば計算範囲47は、画像取得用カテーテル28の中心からの距離が(R1-b/2)以上、(R1+b)、(R1±b/2)、(R1±b/4)、または、(R1±b)の範囲であってもよい。計算範囲47は、画像取得用カテーテル28の中心からの距離がR1以上(R1+b/2)以下、または、(R1-b/2)以上R1以下の範囲であってもよい。
 第1指標値、第2指標値、および第3指標値を算出する際の計算範囲47は、共通の範囲であっても、互いに異なる範囲であっても良い。
 指標値は、センサ282(図25参照)により取得した信号を輝度データに変換する途中段階のデータに基づいて算出されてもよい。指標値は、センサ282により取得した信号自体に基づいて算出されてもよい。
 それぞれの走査線45の指標値には、たとえば、第1指標値、第2使用値または第3指標値のいずれか一つを選択して使用できる。このようにする場合、指標値ストライプ43は、指標値を黒から白までのグレースケールに割り当てた白黒濃淡の帯であり、指標値画像44は白黒の画像であるように定めることができる。
 第1指標値、第2使用値または第3指標値の三つの指標値が同時に使用されてもよい。たとえば制御部201は、第1指標値、第2使用値および第3指標値を、それぞれ0から255までの整数値に規格化する。制御部201は、たとえば規格化したそれぞれの指標値を、R(赤)、G(緑)、B(青)の輝度に重複しない任意の順番で割り当てる。指標値の番号と、色との組み合わせは任意である。
 このようにしてRGBそれぞれの輝度を割り当てる場合、指標値ストライプ43は指標値を24ビットのいわゆるフルカラーで着色した帯であり、指標値画像44はフルカラーの画像であるように定めることができる。
 なお、RGBは、表示部205に表示されるカラー画像を構成するカラーチャネルの例示である。制御部201は、RGBの代わりに、たとえばHLS色空間、または、HSV(Hue, Saturation, Value/色相、明度、彩度)色空間等の、任意の色空間に対応するチャネルにそれぞれの指標値を割り当ててもよい。
 制御部201は、四個の指標値を算出し、RGBに加えてアルファチャンネルを加えたRGBAに割り当ててもよい。制御部201は、CYMK(Cyan Magenta Yellow Black)の4チャネルに指標値を割り当ててもよい。
 図9Aから図9Cは、角度と長さとの変換方法を説明する説明図である。図9Aは、XY形式断層像411に代表線42を重畳した画像を模式的に示す。XY形式断層像411を構成する走査線45のうち、第1走査線451と第2走査線452との二本の走査線45を図9Aに示す。XY形式断層像411において、画像取得用カテーテル28の中心から上方向に延びる基準線と、代表線42との交点48を基準交点489で示す。基準交点489は、代表線42上に定めた基準点の例示である。
 第1走査線451は、基準線から時計回りにθ1の位置にある。第1走査線451と代表線42との交点48を第1交点481で示す。代表線42に沿って基準交点489から第1交点481までの長さをL1で示す。
 同様に第2走査線452は、基準線から反時計回りにθ2の位置にある。第2走査線452と代表線42との交点48を第2交点482で示す。代表線42に沿って基準交点489から第2交点482までの長さをL2で示す。
 図9Bは、角度-指標値グラフ54を示す。第1走査線451に対応する指標値をA1で、第2走査線452に対応する指標値をA2でそれぞれ示す。図9Cは、位置-指標値グラフ55を示す。図9Aにおいて、代表線42の中心は画像取得用カテーテル28の中心に対して右上に存在するため、位置-指標値グラフ55において基準交点489に対応する横軸状の位置は、横軸の中央よりも左側に寄った位置に存在する。位置-指標値グラフ55において、横軸の最小値と最大値との間の距離は、指標値ストライプ43の長さLである。
 図10は、角度と長さとの変換方法を説明する説明図である。図10を使用して、図9Bに示す角度-指標値グラフ54を、図9Cに示す位置-指標値グラフ55に変換する方法を説明する。
 図10は、図9Aの右上の部分を拡大した状態を示す。画像取得用カテーテル28の中心と、第1交点481との間の距離をR11で示す。破線で示す第3走査線453は、第1走査線451の隣の走査線45である。第3走査線453と代表線42との交点48を第3交点483で示す。
 第1走査線451と第3走査線453との成す角度をΔθで示す。XY形式断層像411を構成するすべての走査線45において、Δθは一定である。たとえば、一枚の断層像41が512本の走査線45で構成される場合、Δθは、約0.7度である。図10においては、Δθを大きな角度で模式的に示す。代表線42に沿って第1交点481から第3交点483までの長さをΔLで示す。
 Δθは小さい角度であるため、ΔLは、(10)式で近似できる。
   ΔL=R11×sinΔθ ‥‥‥ (10)
 同様に、n番目の走査線45とn+1番目の走査線45との間の弧の長さΔLnは、(11)式で近似できる。
   ΔLn=R1n×sinΔθ ‥‥‥ (11)
 R1nは、n番目の走査線45と代表線42との交点48と、画像取得用カテーテル28の中心との間の距離である。
 走査線45を基準線から第1走査線451まで順次移動させながら、(10)式で示すΔLを加算することにより、代表線42に沿った長さL1を算出できる。以上の処理により、制御部201は角度-指標値グラフ54に基づいて位置-指標値グラフ55を生成できる。位置-指標値グラフ55で縦軸に示されている指標値を、前述のように色に変換することで、制御部201は一枚の断層像41に対応する一本の指標値ストライプ43を生成できる。
[代表線の決定-1]
 制御部201は、たとえばXY形式断層像411上でユーザにより指定された三点を通る円を生成して、代表線42に使用する。制御部201は、円を示すテンプレートをXY形式断層像411に重畳表示し、ユーザによる位置および半径の変更を受け付け、ユーザが確定した円を代表線42に使用してもよい。そのほか、任意のユーザインターフェイスを介して、制御部201はユーザによる代表線42の指定を受け付けてもよい。
[代表線の決定-2]
 図11および図12は、代表線42の決定方法を説明する説明図である。図11および図12を使用して、制御部201が自動的に代表線42を決定する方法の例を説明する。
 制御部201は、RT形式断層像412をR軸と平行な線により、たとえば25個のブロック46に分割する。一枚のRT形式断層像412が512本の走査線45により構成されている場合、一つのブロック46は20本または21本の走査線45を含む。
 図12に移動して、三次元走査により取得した複数の断層像41の関係を説明する。ハッチングは、処理中の断層像41を示す。制御部201は、処理中の断層像41を、その前後K枚の断層像41と組み合わせた断層像41のグループを処理する。以下の説明では、Kが3であり、制御部201はn-3枚目の断層像41からn+3枚目の断層像41までの合計7枚の断層像41を組み合わせて処理する。
 なお、図11においては、ブロック46が八個である場合を模式的に示す。走査角度が-180度の側から順に第1ブロック461から第8ブロック468の符号をつけて説明する。制御部201は、それぞれのブロック46ごとに、最大勾配点Gを算出する。最大勾配点Gは、R方向に輝度が大きくなる方向の変化、すなわち勾配が最大である位置である。
 座標zに対応するRT形式断層像412上の各点における輝度の勾配は、(12)式により算出できる。なお、(12)式は、三次元走査により取得した複数のRT形式断層像412を、走査角度θの方向に切断した平面に、Sobel演算子Fを適用する畳み込み演算を意味する式である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
(r,θ,z)は、座標zに対応するRT形式断層像における座標である。
 rは、画像取得用カテーテル28の中心からの距離方向の位置である。
 θは、走査角方向の位置である。
 zは、三次元走査時の画像取得用カテーテル28の軸方向における座標である。
 g(r,θ,z)は、座標(r,θ,z)における輝度の勾配である。
 I(r,θ,z)は、(r,θ,z)座標zに対応するRT形式断層像の輝度である。
 F(k,j)は、Sobel演算子Fの(k,j)要素である。
 j、k、wは、畳み込み演算のパラメータである。
 (12)式で使用するSobel演算子Fは、水平方向の輪郭検出に用いる演算子である。前述のように、7枚の断層像41を組み合わせて処理する場合に使用するSobel演算子の一例を、(13)式に示す。(13)式のj行k列の要素が、(12)式のF(k,j)である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
 (13)式に示す7×7のSobel演算子Fを使用する場合、(12)式のwは当該Sobel演算子Fのカーネル半幅である3である。なお、Sobel演算子Fは(13)式に限定しない。水平方向の輪郭検出が可能な任意のSobel演算子Fを使用できる。前後K枚の断層像41を組み合わせて処理する場合のSobel演算子Fは、縦(2K+1)、横(2K+1)の正方行列である。
 制御部201は、それぞれの座標zに対応するRT形式断層像412について、ブロック46ごとに(12)式で算出したg(r,θ,z)が最大である座標(r,θ,z)を抽出する。抽出された座標(r,θ,z)が、ブロック46の最大勾配点Gである。図11に、第1ブロック461から第8ブロック468までのそれぞれのブロック46で抽出されたG1からG8の最大勾配点Gを、RT形式断層像412上に模式的に示す。
 制御部201は、公知の座標変換により、RT形式断層像412をXY形式断層像411に変換できる。図11においては、XY形式断層像411上で最大勾配点G1から最大勾配点G8までが略円周形に配置されている。
 制御部201は、XY形式断層像411上で最大勾配点G1から最大勾配点G8の重心Cの座標を算出する。平面状の複数の点の座標から重心Cの座標を算出する方法は公知であるため、詳細については説明を省略する。制御部201は、算出した重心Cと、それぞれの最大勾配点Gとの間の距離Dを算出する。制御部201は、算出した距離Dの代表値である中央値Dcを算出する。
 以上の処理により、中心が最大勾配点Gの重心Cであり、半径が重心Cとそれぞれの最大勾配点Gとの間の距離Dの中央値Dcである仮代表線422が決定される。距離Dの代表値には、平均値が使用されてもよい。
 なお、断層像41内のノイズおよびアーティファクト等により、抽出された最大勾配点Gの位置が不適切になる場合がある。不適切な最大勾配点Gが混在することによる悪影響を避けるため、制御部201は最大勾配点Gの外れ値を除去する処理を行なうことが望ましい。
 たとえば二枚目以降の断層像41においては、制御部201は重心Cとそれぞれの最大勾配点Gとの間の距離Dを算出した後に、一枚前の断層像41における距離Dの代表値Dcとの差が所定の閾値を超える距離Dを除去する。その後、制御部201は残った距離Dの代表値Dcを算出する。以上の処理により、制御部201は不適切な最大勾配点Gによる影響を受けにくい仮代表線422を決定できる。
 図12に移動して、それぞれの断層像41について仮代表線422を決定した後の処理を説明する。以後の説明においては、n枚目の断層像41における仮代表線422の中心をCn、仮代表線422の半径をDnと記載する。
 制御部201は、n枚目の断層像41について、前後K枚の断層像41における中心Cの座標および半径Dの移動平均値を算出する。たとえばKが3である場合、制御部201はn-3枚目の断層像41からn+3枚目の断層像41までの合計7枚の断層像41の仮代表線422について、中心Cの座標の平均値Cnavgと、半径Dの平均値Dnavgとを算出する。制御部201は、算出したCnavgおよびDnavgを、n枚目の断層像41における代表線42の中心および半径に使用する。
 以上の説明では、(12)式および(13)式を使用して説明した勾配の算出時と、CnavgおよびDnavgの算出時とで、同一枚数の断層像41を使用する場合を例にして説明したが、両者で異なる枚数の断層像41を使用してもよい。たとえば制御部201は、K=3で勾配を算出し、K=7でCnavgおよびDnavgを算出してもよい。
 なお、一組の断層像41の両端近傍に位置する断層像41については、たとえば仮代表線422の中心および半径を代表線42の中心および半径に使用する。一組の断層像41の両端近傍に位置する断層像41については、一番端の断層像41までの断層像41の枚数をKの値に使用してもよい。
 以上の処理により、断層像41内のノイズおよびアーティファクト等の影響を避け、一組の断層像41により形成される三次元空間内で滑らかに繋がる立体形状を構成可能な代表線42が作成される。
 代表線の決定-1、および、代表線の決定-2で説明した代表線42の決定方法は例示であり、これらに限定しない。たとえば、パターンマッチング等の手法によりXY形式断層像411上に代表線42を決定してもよい。
 図13Aは、断層像DB36のレコードレイアウトを説明する説明図である。断層像DB36は、三次元走査により作成された断層像41が記録されたデータベースである。断層像DB36は、3D走査IDフィールド、断層番号フィールドおよび断層像フィールドを有する。断層像フィールドは、XY形式フィールドおよびRT形式フィールドを有する。
 3D走査IDフィールドには、三次元走査ごとに付与される3D走査IDが記録されている。断層番号フィールドには、一回の三次元走査で作成した断層像41の順番を示す番号が記録されている。XY形式フィールドには、XY形式断層像411が記録されている。RT形式フィールドには、RT形式断層像412が記録されている。断層像DB36は、一枚の断層像41について一つのレコードを有する。
 なお、断層像DB36にはRT形式断層像412のみが記録されており、必要に応じて制御部201が座標変換によりXY形式断層像411を作成してもよい。断層像41が記録された断層像DB36の代わりに、断層像41が作成される前段階のたとえば音線データ等が記録されたデータベースに基づいて、制御部201が必要な断層像41を随時作成してもよい。
 断層像DB36は、断層番号フィールドを使用する代わりに、三次元走査の起点から断層像41を取得した位置までの距離を記録するフィールドを有してもよい。制御部211は、たとえばMDU289(図25参照)から三次元走査の起点からそれぞれの断層像41を取得した位置までの距離を取得できる。
 図13Bは、最大勾配点DB37のレコードレイアウトを説明する説明図である。最大勾配点DB37は、図11を使用して説明した最大勾配点Gに関する情報が記録されたデータベースである。最大勾配点DB37は、3D走査IDフィールド、断層番号フィールド、距離代表値フィールド、ブロック番号フィールド、最大勾配位置フィールド、距離フィールドおよびフラグフィールドを有する。最大勾配位置フィールドは、RフィールドおよびTフィールドを有する。
 3D走査IDフィールドには、三次元走査ごとに付与される3D走査IDが記録されている。断層番号フィールドには、一回の三次元走査で作成した断層像41の順番を示す番号が記録されている。距離代表値フィールドには、図11を使用して説明した重心Cとそれぞれの最大勾配点Gとの間の距離Dの代表値が記録されている。
 ブロック番号フィールドには、ブロック46の番号が記録されている。Rフィールドにはブロック46内における最大勾配点GのR座標、すなわち画像取得用カテーテル28の中心からの距離が記録されている。Tフィールドにはブロック46内における最大勾配点GのT座標、すなわち走査角度が記録されている。
 距離フィールドには、重心Cと最大勾配位置Gとの距離Dが記録されている。フラグフィールドには、最大勾配位置Gが外れ値であるか否かを示すフラグが記録されている。「1」は、最大勾配位置Gが外れ値ではなく、距離代表値フィールドに記録される代表値の算出に使用されることを意味する。「0」は、最大勾配位置Gが外れ値であり、距離代表値フィールドに記録される代表値の算出に使用されないことを意味する。最大勾配点DB37は、一つのブロック46について、一つのレコードを有する。
 図13Cは、代表線DB38のレコードレイアウトを説明する説明図である。代表線DB38は、代表線42に関する情報を記録するデータベースである。代表線DB38は、3D走査IDフィールド、断層番号フィールド、仮代表線フィールドおよび代表線フィールドを有する。仮代表線フィールドおよび代表線フィールドは、それぞれ重心フィールドおよび距離代表値フィールドを有する。仮代表線フィールドおよび代表線フィールドの重心フィールドは、それぞれXフィールドおよびYフィールドを有する。
 3D走査IDフィールドには、三次元走査ごとに付与される3D走査IDが記録されている。断層番号フィールドには、一回の三次元走査で作成した断層像41の順番を示す番号が記録されている。仮代表線フィールドの重心フィールドには、図11を使用して説明した最大勾配点Gの重心CのX座標およびY座標が記録されている。仮代表線フィールドの距離代表値フィールドには、距離Dの代表値Dcが記録されている。
 代表線フィールドの重心フィールドには、図12を使用して説明した重心Cの移動平均値である重心CnavgのX座標およびY座標の移動平均値が記録されている。代表線フィールドの距離代表値フィールドには、図12を使用して説明した距離代表値Dの移動平均である距離代表値Dnavgが記録されている。代表線DB38は、一枚の断層像41について一つのレコードを有する。
 図14は、指標値DB39のレコードレイアウトを説明する説明図である。指標値DB39は、それぞれの走査線45に対応する指標値を記録したデータベースである。指標値DB39は、3D走査IDフィールド、断層番号フィールド、走査線番号フィールド、交点フィールドおよび指標値フィールドを有する。
 交点フィールドは、R1フィールドおよびLフィールドを有する。指標値フィールドは、第1指標値フィールド、第2指標値フィールドおよび第3指標値フィールドを有する。なお、指標値フィールドはサブフィールドを有さなくてもよい。指標値フィールドは四個以上のサブフィールドを有してもよい。
 3D走査IDフィールドには、三次元走査ごとに付与される3D走査IDが記録されている。断層番号フィールドには、一回の三次元走査で作成した断層像41の順番を示す番号が記録されている。走査線番号フィールドには、走査線の番号が記録されている。R1フィールドには、画像取得用カテーテル28の中心と、交点48との間の距離の距離R1が記録されている。Lフィールドには、代表線42に沿って基準交点489から交点48までの長さLが記録されている。第1指標値フィールド、第2指標値フィールドおよび第3指標値フィールドには、それぞれ第1指標値、第2指標値および第3指標値が記録されている。
 図15は、プログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。制御部201は、断層像DB36から一枚の断層像41を取得する(ステップS501)。制御部201は、仮代表線算出のサブルーチンを起動する(ステップS502)。仮代表線算出のサブルーチンは、図11を使用して説明した仮代表線422の中心および半径を算出するサブルーチンである。仮代表線算出のサブルーチンの処理の流れは後述する。
 制御部201は一組の断層像41に含まれる断層像41の処理を終了したか否かを判定する(ステップS504)。終了していないと判定した場合(ステップS504でNO)、制御部201はステップS501に戻る。終了したと判定した場合(ステップS504でYES)、制御部201は代表線算出のサブルーチンを起動する(ステップS505)。代表線算出のサブルーチンは、図12を使用して説明したように仮代表線422の移動平均値に基づいて代表線42の中心および半径を算出するサブルーチンである。代表線算出のサブルーチンの処理の流れは後述する。
 制御部201は、指標値を算出する断層像41を選択する(ステップS506)。ステップS506で選択される断層像41はステップS501からステップS504までのループで取得した断層像41の中の一枚である。
 制御部201はステップS506で選択した断層像41を構成する走査線45のうちの一本を選択する(ステップS507)。なお、制御部201はステップS507を実行するたびに、図9Aおよび図10を使用して説明した基準交点489から時計回りに1本ずつ走査線45を選択する。
 制御部201は、指標値算出のサブルーチンを起動する(ステップS508)。指標値算出のサブルーチンは、一本の走査線45に基づいて指標値を算出するサブルーチンである。指標値算出のサブルーチンの処理の流れは後述する。
 制御部201は、指標値DB39の、ステップS507で選択した走査線45に対応するレコードを抽出する。制御部201は、R1フィールド、Lフィールドおよび指標値フィールドに、指標値算出のサブルーチンで算出した距離R1、長さLおよび指標値をそれぞれ記録する(ステップS510)。
 制御部201は、ステップS506で取得した断層像41を構成する走査線45の処理を終了したか否かを判定する(ステップS511)。終了していないと判定した場合(ステップS511でNO)、制御部201はステップS507に戻る。終了したと判定した場合(ステップS511でYES)、制御部201は一組の断層像41の処理を終了したか否かを判定する(ステップS512)。
 終了していないと判定した場合(ステップS512でNO)、制御部201はステップS506に戻る。終了したと判定した場合(ステップS512でYES)、制御部201は表示のサブルーチンを起動する(ステップS513)。表示のサブルーチンは、指標値DB39に基づいて指標値画像44を表示するサブルーチンである。表示のサブルーチンの処理の流れは後述する。その後、制御部201は処理を終了する。
 図16は、仮代表線算出のサブルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。仮代表線算出のサブルーチンは、一枚の断層像41に基づいて図11を使用して説明した仮代表線422の中心および半径を算出するサブルーチンである。
 制御部201は、図11を使用して説明したように、処理中の断層像41を所定の数のブロック46に分割する(ステップS521)。制御部201は、一つのブロック46を選択する(ステップS522)。制御部201は、ブロック46内の最大勾配点Gの座標を算出する(ステップS523)。具体的には、制御部201は(12)式に基づいてブロック46の各位置における輝度の勾配を算出する。制御部201は、算出した輝度の勾配が最大である位置の座標を抽出する。
 制御部201は、ステップS521で分割したブロック46の処理を終了したか否かを判定する(ステップS524)。処理を終了していないと判定した場合(ステップS524でNO)、制御部201はステップS522に戻る。
 処理を終了したと判定した場合(ステップS524でYES)、制御部201は複数の最大勾配点Gの重心Cの座標を算出する(ステップS525)。制御部201はそれぞれの最大勾配点と重心Cとの間の距離Dを算出する(ステップS526)。
 制御部201は、処理中の断層像41が一組の断層像41のうちの一枚目であるか否かを判定する(ステップS527)。一枚目であると判定した場合(ステップS527でYES)、制御部201はステップS526で算出した距離Dの代表値Dcを算出する(ステップS528)。代表値Dcは、たとえば中央値である。
 一枚目ではないと判定した場合(ステップS527でNO)、制御部201はステップS526で算出した距離Dから外れ値を除外する(ステップS531)。外れ値は、たとえば一つ前の断層像41で算出した代表値Dcとの差が所定の閾値を超える距離Dである。制御部201は、距離Dの代表値Dcを算出する(ステップS532)。
 ステップS528またはステップS532の終了後、制御部201はステップS525で算出した重心CおよびステップS528またはステップS532で算出した代表値Dcを代表線DB38に記録する(ステップS533)。
 具体的には制御部201は、代表線DB38の、処理中の断層像41に対応するレコードを抽出する。制御部201は、抽出したレコードの仮代表線フィールドの重心フィールドに、ステップS525で算出した重心CのX座標およびY座標をそれぞれ記録する。制御部201は、抽出したレコードの仮代表線フィールドの代表値フィールドに、ステップS528またはステップS532で算出した代表値Dcを記録する。その後、制御部201は処理を終了する。
 図17は、代表線算出のサブルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。制御部201は、代表線DB38から一組の断層像41分の仮代表線フィールドに記録された情報を取得する(ステップS541)。制御部201は、処理を行なう断層像41の断層番号を選択する(ステップS542)。たとえば制御部201は、ステップS542を実行するたびに断層番号を1から順に1ずつ増加させる。
 制御部201は、ステップS542で選択した断層番号が一組の断層像41の両端近傍を示すか否かを判定する(ステップS543)。具体的には、図12を使用して説明したように、断層像41の前後Kフレームでの移動平均値を使用する場合、ステップS542で選択した断層像番号がK以下である場合、および、(断層像41の総数-K)以上である場合、制御部201は選択した断層像番号が両端近傍を示すと判定する。
 両端近傍を示すと判定した場合(ステップS543でYES)、制御部201は仮代表線フィールドに記録された情報と同一の情報を、代表線フィールドに記録する(ステップS544)。両端近傍を示さないと判定した場合(ステップS543でNO)、制御部201は処理中の断層番号の前後所定数の断層番号のデータを使用して、重心Cと、代表値Dcの移動平均をそれぞれ算出する(ステップS545)。
 制御部201は、代表線DB38の代表線フィールドに、算出した移動平均を記録する(ステップS546)。具体的には制御部201は、代表線DB38の、処理中の断層像41に対応するレコードを抽出する。制御部201は、抽出したレコードの代表線フィールドの重心フィールドに、ステップS545で算出した重心Cの移動平均を記録する。制御部201は、抽出したレコードの代表線フィールドの代表値フィールドに、ステップS545で算出した代表値Dcの移動平均を記録する。
 制御部201は、ステップS541で取得した仮代表線422に関する処理を終了したか否かを判定する(ステップS547)。終了していないと判定した場合(ステップS547でNO)、制御部201はステップS542に戻る。終了したと判定した場合(ステップS547でYES)、制御部201は処理を終了する。
 図18は、指標値算出のサブルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。指標値算出のサブルーチンは、一本の走査線45に基づいて指標値を算出するサブルーチンである。
 制御部201は、処理中の走査線45と、代表線42との交点48の座標を算出する(ステップS551)。ここで制御部201はXY座標系と、RT座標系との両方で交点48の座標を算出する。制御部201は、(10)式により一つ前の走査線45上の交点48からの弧の長さであるΔLを算出する(ステップS552)。
 制御部201は、過去に算出したΔLの総和である基準交点489からの弧の長さLを算出する(ステップS553)。なお、走査角度が180度以上の走査線45については、制御部201は代表線42の周長からΔLの総和を減算して弧の長さLを算出する。ステップS553により、図3を使用して説明した角度-指標値グラフ54の横軸を変換して位置-指標値グラフ55を算出する処理が実現される。
 制御部201は、処理中の走査線45に関する走査線データを取得する(ステップS554)。制御部201は第1指標値算出のサブルーチンを起動する(ステップS555)。第1指標値算出のサブルーチンは、図4A、図4Bおよび図5Aを使用して説明した第1指標値を算出するサブルーチンである。第1指標値算出のサブルーチンの処理の流れは後述する。
 制御部201は第2指標値算出のサブルーチンを起動する(ステップS556)。第2指標値算出のサブルーチンは、図6Aおよび図6Bを使用して説明した第2指標値を算出するサブルーチンである。第2指標値算出のサブルーチンの処理の流れは後述する。
 制御部201は第3指標値算出のサブルーチンを起動する(ステップS557)。第3指標値算出のサブルーチンは、図7A、図7Bおよび図8を使用して説明した第3指標値を算出するサブルーチンである。第3指標値算出のサブルーチンの処理の流れは後述する。その後、制御部201は処理を終了する。
 図19は、第1指標値算出のサブルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。第1指標値算出のサブルーチンは、図4A、図4Bおよび図5Aを使用して説明した第1指標値を算出するサブルーチンである。
 制御部201は、図4Bおよび(2)式を使用して説明したガウス関数を生成する(ステップS561)。制御部201は、(3)式を使用して説明した、ガウス関数により重み付けした重み付け輝度Bwを算出する(ステップS562)。制御部201は、重み付け輝度Bwから、図5Aを使用して説明した計算範囲47に含まれるデータを抽出する(ステップS563)。
 制御部201は、計算範囲47に含まれるデータに基づいて第1指標値を算出する(ステップS564)。前述の通り、第1指標値はたとえば重み付け輝度Bwの平均値である。その後、制御部201は処理を終了する。
 図20は、第2指標値算出のサブルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。第2指標値算出のサブルーチンは、図6Aおよび図6Bを使用して説明した第2指標値を算出するサブルーチンである。
 制御部201は、輝度データから図6Aを使用して説明した計算範囲47に含まれるデータを抽出する(ステップS571)。制御部201は、(8)式に基づいて第2指標値を算出する(ステップS572)。その後、制御部201は処理を終了する。
 図21は、第3指標値算出のサブルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。第3指標値算出のサブルーチンは、図7A、図7Bおよび図8を使用して説明した第3指標値を算出するサブルーチンである。
 制御部201は、輝度データから図7Aを使用して説明した計算範囲47に含まれるデータを抽出する(ステップS581)。制御部201は抽出したデータの度数分布を算出する(ステップS582)。多数のデータに基づいて度数分布を算出する処理は公知であるため、詳細については説明を省略する。
 制御部201は、図7Bを使用して説明した低輝度領域531のデータを抽出する。制御部201は、抽出したデータの平均値μLおよび標準偏差σLの2つの統計量を算出する(ステップS583)。制御部201は、(9)式に基づいて高輝度側の閾値である第2閾値を算出する(ステップS584)。
 制御部201は、輝度データから図8を使用して説明した高輝度領域532のデータを抽出する。制御部201は、抽出したデータの標準偏差σHである第3指標値を算出する(ステップS585)。その後、制御部201は処理を終了する。
 図22は、表示のサブルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。表示のサブルーチンは、指標値DB39に基づいて指標値画像44を表示するサブルーチンである。
 制御部201は、指標値DB39の第1指標値フィールドから、一組の断層像41を構成する走査線45に関する第1指標値を取得する。制御部201は、取得した第1指標値を0から255の整数に正規化する(ステップS591)。
 制御部201は、指標値DB39の第2指標値フィールドから、一組の断層像41を構成する走査線45に関する第2指標値を取得する。制御部201は、取得した第2指標値を0から255の整数に正規化する(ステップS592)。
 制御部201は、指標値DB39の第3指標値フィールドから、一組の断層像41を構成する走査線45に関する第3指標値を取得する。制御部201は、取得した第3指標値を0から255の整数に正規化する(ステップS593)。
 制御部201は、それぞれの走査線45について、正規化した第1指標値から第3指標値までをカラーコードに変換する(ステップS594)。具体的には、第1指標値、第2指標値、第3指標値のうち、R(赤)に割り当てる指標値をAR、G(緑)に割り当てる指標値AG、B(青)に割り当てる指標値をABで表す場合、カラーコードはRGB(AR,AG、AB)と表現できる。
 制御部201は、それぞれの走査線45について、指標値DB39のLフィールドに記録された長さLと、断層番号フィールドに記録された断層番号に間隔Tを積算した断層位置Zとで定まる座標位置に、カラーコードにより表現される色を設定する。制御部201は、走査線45同士の隙間に相当する座標位置のカラーコードを補間により決定する(ステップS595)。
 制御部201は、それぞれの座標位置のカラーコードにより生成される画像を表示部205に表示する(ステップS596)。制御部201はユーザによる指示に応じて、画像の回転、拡大、縮小等を行なう。制御部201は、ユーザが画像を操作する際に使用可能なインジケータおよびハンドル等を、表示部205に表示してもよい。その後、制御部201は処理を終了する。
 本実施の形態によると、走査線45の大きさに関する情報を含む画像を生成できる。走査線45のうち、代表線42付近の部分の情報に重点を置いた指標を展開図のような態様で表示する指標値画像44により、医師等のユーザが注目したい部分を直観的に把握できる。
 たとえば代表線42を血管内腔に対応する位置に設定した場合、それぞれの代表線42の長さが、図1に示す指標値画像44の縦方向の長さで表現されているため、ユーザは、注目したい領域が狭窄しているのか、拡張しているのかを容易に把握できる。
 算出方法が異なる3つの指標を、R,G、Bに割り当てて1枚の指標値画像44に表示することにより、ユーザは多くの情報を短時間に把握できる。なお、使用する指標の種類、および指標と色との組み合わせは、ユーザが適宜変更できても良い。
 制御部201は、指標値画像44と断層像41とを並べて表示部205に表示してもよい。ユーザが指標値画像44上の一点をクリックした場合に、制御部201はクリックされた位置を含む断層像41を表示部205に表示してもよい。
[変形例-2]
 制御部201は、図10を使用して説明した、断層像41に沿った長さLおよびΔLを、代表線42の中心点を基準にして定めてもよい。具体的には、制御部201は図10を使用して説明したように第1交点481、第2交点482等、それぞれの走査線45と代表線42との交点について、指標値を算出する。
 制御部201は、代表線42の中心点を算出する。制御部201は、中心点から一定の角度ごとにΔLを定めて、指標値ストライプ43を生成する。すなわち、代表線42全体にわたって、ΔLは一定の値である。
 本変形例によると、狭窄等により血管のサイズ変化を判りやすく表示するカテーテルシステム10を提供できる。
 第1走査線451と第3走査線453との成す角度をΔθで示す。XY形式断層像411を構成するすべての走査線45において、Δθは一定である。たとえば、一枚の断層像41が512本の走査線45で構成される場合、Δθは、約0.7度である。図10においては、Δθを大きな角度で模式的に示す。代表線42に沿って第1交点481から第3交点483までの長さをΔLで示す。
 Δθは小さい角度であるため、ΔLは、(10)式で近似できる。
   ΔL=R11×sinΔθ ‥‥‥ (10)
 同様に、n番目の走査線45とn+1番目の走査線45との間の弧の長さΔLnは、(11)式で近似できる。
   ΔLn=R1n×sinΔθ ‥‥‥ (11)
 R1nは、n番目の走査線45と代表線42との交点48と、画像取得用カテーテル28の中心との間の距離である。
 走査線45を基準線から第1走査線451まで順次移動させながら、(10)式で示すΔLを加算することにより、代表線42に沿った長さL1を算出できる。以上の処理により、制御部201は角度-指標値グラフ54に基づいて位置-指標値グラフ55を生成できる。位置-指標値グラフ55で縦軸に示されている指標値を、前述のように色に変換することで、制御部201は一枚の断層像41に対応する一本の指標値ストライプ43を生成できる。
[変形例-3]
 本変形例においては、代表線42の弧に沿った長さLの代わりに面積を使用する。図23Aから図23Cは、変形例の角度と面積との関係を説明する説明図である。
 図23Aは、XY形式断層像411に代表線42を重畳した画像を模式的に示す。本変形例においては、基準交点489から第1交点481までの長さL1の代わりに、代表線42と、第1走査線451とY軸とにより囲まれた略扇形の面積S1を使用する。同様に、基準交点489から第2交点482までの長さL2の代わりに、代表線42と、第2走査線452と、Y軸とにより囲まれた略扇形の面積S2を使用する。
 図23Bは、図9Bと同様の角度-指標値グラフ54を示す。図23Cは、面積-指標値グラフ56を示す。図23の横軸は、図23Aを使用して説明した面積である。図23の縦軸は指標値である。
 図23Aから明らかであるように走査角度と面積とは一対一対応している。面積S1は、たとえば図23Aにおいて左下がりのハッチングを行なった部分に含まれる画素数と、1画素の面積との積により算出できる。したがって制御部201は、角度-指標値グラフ54の横軸を面積に変換して、面積-指標値グラフ56を作成できる。
 面積-指標値グラフ56に基づいて指標値ストライプ43を生成することにより、面積Sと断層位置Zとで定まる座標位置に、それぞれの走査線45に対応する指標値を設定した指標値画像44を生成できる。
[変形例-4]
 本変形例においては、それぞれの断層像41について同一の長さの指標値ストライプ43を生成した後に、代表線42に関する値に基づいて全体的に伸縮させる。
 具体的には、図3を使用して説明した生成方法において、制御部201は位置-指標値グラフ55を作成せず、角度-指標値グラフ54に基づいて指標値ストライプ43を生成する。ここで生成する指標値ストライプ43の長さは、360度の角度に対応しており、すべての断層像41に対して同一の長さの指標値ストライプ43が生成される。
 制御部201は、それぞれの断層像41について、代表線42に関する値を算出する。代表線42に関する値は、たとえば代表線42の長さ、代表線42の内側の面積、代表線42の平均径等である。制御部201は、指標値ストライプ43を代表線42に関する値に基づいて伸縮させる。以上の手順により、制御部201は、図1を使用して説明したように断層像41ごとに異なる長さの指標値ストライプ43を生成する。
[変形例-5]
 制御部201は、代表線42に関する値に基づいて、指標値画像44に指標を表示してもよい。たとえば制御部201は、代表線42の平均径が最小である断層像41の位置に対応する指標を、指標値画像44の縁に表示する。制御部201は、代表線42の平均径が採用である断層像41に対応する指標値ストライプ43を、他の指標値ストライプ43とは異なる色で着色して表示してもよい。
[変形例-6]
 制御部201は、複数の代表線42を作成して、指標値を算出してもよい。たとえば制御部201は、血管内腔に対応する代表線42と、外弾性板に対応する代表線42との2本の代表線42を作成する。制御部201は、外弾性板に対応する代表線42の面積から、血管内腔に対応する代表線42の面積を減算する。以上により制御部201は、それぞれの断層像41についてプラーク面積に対応する指標値を算出できる。
[実施の形態2]
 図24は、実施の形態2の画面例である。制御部201は、長さLと、断層位置Zに第3の軸Uを加えた三次元空間により定まる座標位置に、指標値に対応する色を設定する。指標値画像44は、三次元空間内の曲面の態様で表示される。
 第3の軸Uは、たとえば図9AにおけるXY形式断層像411の中心、すなわち画像取得用カテーテル28の中心から、交点48までの距離である。そのほか任意のパラメータを第3の軸Uに設定してもよい。
 本変形例によると、さらに多数の情報を同時に表現した指標値画像44を表示する情報処理装置200を提供できる。
[実施の形態3]
 本実施の形態はリアルタイムで断層像41を取得して、指標値画像44を表示するカテーテルシステム10に関する。実施の形態1と共通する部分については、説明を省略する。
 図25は、実施の形態3のカテーテルシステム10の構成を説明する説明図である。カテーテルシステム10は、画像処理装置210と、カテーテル制御装置27とMDU(Motor Driving Unit)289と、画像取得用カテーテル28とを備える。画像取得用カテーテル28は、MDU289およびカテーテル制御装置27を介して画像処理装置210に接続されている。
 画像処理装置210は、制御部211、主記憶装置212、補助記憶装置213、通信部214、表示部215、入力部216およびバスを備える。制御部211は、本実施の形態のプログラムを実行する演算制御装置である。制御部211には、一または複数のCPU、GPU、またはマルチコアCPU等が使用される。制御部211は、バスを介して画像処理装置210を構成するハードウェア各部と接続されている。
 主記憶装置212は、SRAM、DRAM、フラッシュメモリ等の記憶装置である。主記憶装置212には、制御部211が行なう処理の途中で必要な情報、および、制御部211で実行中のプログラムが一時的に保存される。
 補助記憶装置213は、SRAM、フラッシュメモリ、ハードディスクまたは磁気テープ等の記憶装置である。補助記憶装置213には、断層像DB36、最大勾配点DB37、代表線DB38、指標値DB39、制御部211に実行させるプログラム、およびプログラムの実行に必要な各種データが保存される。断層像DB36、最大勾配点DB37、代表線DB38および指標値DB39、画像処理装置210に接続された外部の大容量記憶装置等に記憶されていてもよい。外部の大容量記憶装置は、いわゆるクラウドストレージであってもよい。
 通信部214は、画像処理装置210とネットワークとの間の通信を行なうインターフェースである。表示部215は、たとえば液晶表示パネルまたは有機ELパネル等である。入力部216は、たとえばキーボードおよびマウス等である。表示部215に入力部216が積層されてタッチパネルを構成していてもよい。表示部215は、画像処理装置210に接続された表示装置であってもよい。
 画像処理装置210は、汎用のパソコン、タブレット、大型計算機、または、大型計算機上で動作する仮想マシンである。画像処理装置210は、分散処理を行なう複数のパソコン、または大型計算機等のハードウェアにより構成されても良い。画像処理装置210は、クラウドコンピューティングシステムにより構成されても良い。画像処理装置210とカテーテル制御装置27とは、一体のハードウェアを構成していてもよい。
 画像取得用カテーテル28は、シース281と、シース281の内部に挿通されたシャフト283と、シャフト283の先端に配置されたセンサ282とを有する。MDU289は、シース281の内部でシャフト283およびセンサ282を回転および進退させる。
 センサ282は、たとえば超音波の送受信を行なう超音波トランスデューサ、または、近赤外光の照射と反射光の受光とを行なうOCT(Optical Coherence Tomography)用の送受信部である。以下の説明では、画像取得用カテーテル28は循環器の内側から超音波断層像を撮影する際に用いられるIVUS(Intravascular Ultrasound)用カテーテルである場合を例にして説明する。
 カテーテル制御装置27は、センサ282の一回転ごとに1枚の断層像41を作成する。MDU289がセンサ282を軸方向に引っ張りながら、または軸方向に押し込みながら回転させる操作により、カテーテル制御装置27はシース281に略垂直な複数枚の断層像41を連続的に作成する。
 制御部211は、カテーテル制御装置27から断層像41を逐次取得して、断層像DB36に記録する。以上により、いわゆる三次元走査が行なわれ、一組の断層像41が断層像DB36に記録される。
 センサ282の進退操作には、画像取得用カテーテル28全体を進退させる操作と、シース281の内部でセンサ282を進退させる操作との両方を含む。進退操作は、MDU289により所定の速度で自動的に行なわれても、ユーザにより手動で行なわれても良い。
 なお、画像取得用カテーテル28は機械的に回転および進退を行なう機械走査方式に限定しない。たとえば、複数の超音波トランスデューサを環状に配置したセンサ282を用いた、電子ラジアル走査型の画像取得用カテーテル28であってもよい。
 制御部211は、以上の動作により記録した断層像DB36を用いて、実施の形態1で説明した処理を行ない、表示部215に指標値画像44を表示する。
[実施の形態4]
 図26は、実施の形態4の情報処理装置200の構成を説明する説明図である。本実施の形態は、汎用のコンピュータ90と、プログラム97とを組み合わせて動作させることにより、本実施の形態の情報処理装置200を実現する形態に関する。実施の形態1と共通する部分については、説明を省略する。
 コンピュータ90は、前述の制御部201、主記憶装置202、補助記憶装置203、通信部204、表示部205、入力部206およびバスに加えて読取部209を備える。
 プログラム97は、可搬型記録媒体96に記録されている。制御部201は、読取部209を介してプログラム97を読み込み、補助記憶装置203に保存する。また制御部201は、コンピュータ90内に実装されたフラッシュメモリ等の半導体メモリ98に記憶されたプログラム97を読出してもよい。さらに、制御部201は、通信部204および図示しないネットワークを介して接続される図示しない他のサーバコンピュータからプログラム97をダウンロードして補助記憶装置203に保存してもよい。
 プログラム97は、コンピュータ90の制御プログラムとしてインストールされ、主記憶装置202にロードして実行される。以上により、実施の形態1で説明した情報処理装置200が実現される。本実施の形態のプログラム97は、プログラム製品の例示である。
 各実施例および変形例で記載されている技術的特徴(構成要件)はお互いに組合せ可能であり、組み合わせすることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
 今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものでは無いと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味では無く、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
 10  カテーテルシステム
 200 情報処理装置
 201 制御部
 202 主記憶装置
 203 補助記憶装置
 204 通信部
 205 表示部
 206 入力部
 209 読取部
 210 画像処理装置
 211 制御部
 212 主記憶装置
 213 補助記憶装置
 214 通信部
 215 表示部
 216 入力部
 27  カテーテル制御装置
 28  画像取得用カテーテル
 281 シース
 282 センサ
 283 シャフト
 289 MDU
 36  断層像DB
 37  最大勾配点DB
 38  代表線DB
 39  指標値DB
 41  断層像
 411 XY形式断層像
 412 RT形式断層像
 42  代表線
 422 仮代表線
 43  指標値ストライプ
 44  指標値画像
 45  走査線
 451 第1走査線
 452 第2走査線
 453 第3走査線
 46  ブロック
 461 第1ブロック
 468 第8ブロック
 47  計算範囲
 48  交点
 481 第1交点
 482 第2交点
 489 基準交点
 51  ガウス関数グラフ
 52  レイリー分布グラフ
 53  輝度ヒストグラム
 531 低輝度領域
 532 高輝度領域
 54  角度-指標値グラフ
 55  位置-指標値グラフ
 56  面積-指標値グラフ
 59  輝度グラフ
 90  コンピュータ
 96  可搬型記録媒体
 97  プログラム
 98  半導体メモリ

Claims (18)

  1.  走査面を軸方向に移動させながら画像を取得する画像取得用カテーテルを用いた三次元走査により生成された複数の断層像を取得し、
     それぞれの前記断層像について代表線を決定し、
     それぞれの前記断層像を構成するそれぞれの走査線と前記代表線との交点に基づいて決定した計算範囲における、前記走査線の指標値を算出し、
     前記断層像の位置と、前記交点の位置とにより定めた座標に、前記指標値に基づいて定めた色を表示する
     処理をコンピュータに実行させるプログラム。
  2.  前記代表線は、前記画像取得用カテーテルを囲む閉曲線である
     請求項1に記載のプログラム。
  3.  前記代表線は、前記画像取得用カテーテルを囲む円形である
     請求項1または請求項2に記載のプログラム。
  4.  前記座標は、前記断層像の位置と、前記代表線に関する値に基づいて定められる
     請求項1から請求項3のいずれか一つに記載のプログラム。
  5.  前記代表線に関する値は、前記代表線上に定めた基準点から前記交点までの前記代表線に沿った長さである
     請求項4か一つに記載のプログラム。
  6.  前記指標値は、互いに異なる算出方法により算出される第1指標値、第2指標値および第3指標値のうち1つ以上に基づいて定められる
     請求項1から請求項5のいずれか一つに記載のプログラム。
  7.  前記第1指標値は、
      前記走査線における輝度値を、前記交点をピーク位置とするガウス関数により重み付けし、
      重み付けした輝度値を、前記計算範囲において平均して算出された値である
     請求項6に記載のプログラム。
  8.  前記第2指標値は、前記走査線のうち前記計算範囲における輝度値に基づいて推定されたレイリー分布のパラメータに関する最尤推定値の関数である
     請求項6または請求項7に記載のプログラム。
  9.  前記第3指標値は、
      前記走査線における輝度値の度数分布を算出し、
      前記度数分布のうち、輝度値が所定の第1閾値より低い範囲について、輝度値の第1統計量を算出し、
      算出した前記第1統計量に基づいて、第2閾値を算出し、
      前記度数分布のうち、輝度値が前記第2閾値よりも高い範囲について算出した第2統計量である
     請求項6から請求項8のいずか一つに記載のプログラム。
  10.  前記第1統計量は、平均値および標準偏差であり、
     前記第2統計量は、標準偏差である
     請求項9に記載のプログラム。
  11.  前記指標値に基づいて定めた色は、
      前記第1指標値、前記第2指標値および前記第3指標値をそれぞれ0から255までの整数に正規化し、
      正規化した前記第1指標値、前記第2指標値および前記第3指標値を、カラー画像を構成する複数のカラーチャネルそれぞれの輝度に、重複しない任意の順番で割り当てて生成される
     請求項6から請求項10のいずか一つに記載のプログラム。
  12.  前記計算範囲は、前記交点を含む範囲である
     請求項1から請求項11のいずれか一つに記載のプログラム。
  13.  前記画像取得用カテーテルの中心と前記交点との間の距離をR1、所定の定数をbで示す場合に、前記計算範囲は、前記画像取得用カテーテルの中心からの距離が、(R1-b/2)以上、画像取得範囲の最大値以下である
     請求項1から請求項12のいずれか一つに記載のプログラム。
  14.  前記画像取得用カテーテルの中心と前記交点との間の距離をR1、所定の定数をbで示す場合に、前記計算範囲は、前記画像取得用カテーテルの中心からの距離が、(R1-b/2)以上、(R1+b)以下である
     請求項1から請求項12のいずれか一つに記載のプログラム。
  15.  前記断層像の位置および前記交点の位置に加えて、第3の軸により定めた三次元空間における座標に、前記指標値に基づいて定めた色を表示する
     請求項1から請求項14のいずれか一つに記載のプログラム。
  16.  前記第3の軸は、前記画像取得用カテーテルと前記交点との間の距離である
     請求項15に記載のプログラム。
  17.  走査面を軸方向に移動させながら画像を取得する画像取得用カテーテルを用いた三次元走査により生成された複数の断層像を取得し、
     それぞれの前記断層像について代表線を決定し、
     それぞれの前記断層像を構成するそれぞれの走査線と前記代表線との交点に基づいて決定した計算範囲における、前記走査線の指標値を算出し、
     前記断層像の位置と、前記交点の位置とにより定めた座標に、前記指標値に基づいて定めた色を表示する
     処理をコンピュータが実行する情報処理方法。
  18.  制御部を備える情報処理装置であって、
     前記制御部は、
      走査面を軸方向に移動させながら画像を取得する画像取得用カテーテルを用いた三次元走査により生成された複数の断層像を取得し、
      それぞれの前記断層像について代表線を決定し、
      それぞれの前記断層像を構成するそれぞれの走査線と前記代表線との交点に基づいて決定した計算範囲における、前記走査線の指標値を算出し、
      前記断層像の位置と、前記交点の位置とにより定めた座標に、前記指標値に基づいて定めた色を表示する
     情報処理装置。
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