JP6479346B2 - Medical image processing device - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、医用画像処理装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a medical image processing apparatus.
一般に大動脈弁狭窄症とは、大動脈弁の石灰化等が原因で大動脈弁が狭窄する疾患である。この大動脈弁が狭窄することにより、全身に血液を供給しにくくなる。 In general, aortic stenosis is a disease in which the aortic valve is stenotic due to calcification of the aortic valve. When the aortic valve is narrowed, it becomes difficult to supply blood to the whole body.
従来の大動脈弁狭窄症の治療法は、手術による人工弁設置が一般的である。この大動脈弁狭窄症の治療法として、近年、X線透視下において、経カテーテルで人工弁を設置するTAVR(大動脈弁置換術:Transcatheter Aortic Valve Replacement)という治療方法が普及してきている。TAVRは、TAVI(Transcatheter Aortic Valve Implantation)とも呼ばれる。この治療法では、例えば、CT(Computed Tomography)装置で撮像される医用画像を使用して、手術計画やX線診断装置のCアーム角度設定等を行う。 As a conventional method for treating aortic valve stenosis, an artificial valve is generally set by surgery. As a treatment method for this aortic valve stenosis, in recent years, a treatment method called TAVR (Transatheter Aortic Valve Replacement) in which an artificial valve is installed with a transcatheter under fluoroscopy has become widespread. TAVR is also called TAVI (Transcatheter Aortic Valve Implantation). In this treatment method, for example, a medical image captured by a CT (Computed Tomography) apparatus is used to perform a surgical plan, C-arm angle setting of an X-ray diagnostic apparatus, or the like.
ところで、上記TAVR/TAVIは、治療前後の圧較差を評価する場合、X線透視下において、2本のプレッシャーワイヤの先端を大動脈弁の上下に設置して、それぞれの位置における血流の圧較差を観察する。このため、患者への負担が大きく、侵襲的である。 By the way, when the TAVR / TAVI is used to evaluate the pressure difference before and after treatment, the tip of two pressure wires is placed above and below the aortic valve under fluoroscopy, and the blood pressure difference at each position is set. Observe. Therefore, the burden on the patient is large and invasive.
また、超音波診断装置は、左心室・大動脈の超音波ドップラー画像を撮像し、大動脈弁の速度分布を計測することにより、左心室・大動脈の圧較差を算出する。しかしながら、超音波診断装置で撮像される超音波ドップラー画像を利用する圧較差解析では、操作者のスキルに依存、角度依存性のある解析結果となる、解析結果の再現性が比較的低い、弁の形態異常や石灰化等の構造的な解析と共に評価することが困難、解析範囲が狭いため、急激な圧低下がある場合、評価結果が正しくない恐れがある、撮像範囲が狭いため、撮像範囲を移動した際、時間差を含んだ解析結果となってしまう等の課題がある。 Also, the ultrasonic diagnostic apparatus takes an ultrasonic Doppler image of the left ventricle / aorta and measures the velocity distribution of the aortic valve to calculate the pressure difference between the left ventricle / aorta. However, in the pressure difference analysis using the ultrasonic Doppler image captured by the ultrasonic diagnostic apparatus, the analysis result depends on the skill of the operator and results in an angle-dependent analysis. The reproducibility of the analysis result is relatively low. It is difficult to evaluate together with structural analysis such as morphological abnormalities and calcification, and the analysis range is narrow, so if there is a sudden pressure drop, the evaluation result may be incorrect, the imaging range is narrow, so the imaging range There is a problem that, when moving, the analysis result includes a time difference.
実施形態の目的は、非侵襲的に大動脈弁における形態解析および圧較差等の機能解析を同時に実現することができる医用画像処理装置を提供することにある。 An object of the embodiment is to provide a medical image processing apparatus that can simultaneously perform non-invasively functional analysis such as morphological analysis and pressure difference in an aortic valve.
本実施形態に係る医用画像処理装置は、大動脈、大動脈弁および左心室が少なくとも含まれる領域を撮像することで得られるボリュームデータを用いて、前記大動脈弁の圧較差を算出する算出部と、前記圧較差と、所定の形態画像上の前記大動脈弁とを空間的に対応させて表示する表示部とを具備する。 The medical image processing apparatus according to this embodiment uses a volume data obtained by imaging an area including at least the aorta, the aortic valve, and the left ventricle, and calculates a pressure difference of the aortic valve; And a display unit that displays the pressure difference and the aortic valve on the predetermined morphological image in a spatial correspondence with each other.
以下、図面を参照しながら本実施形態に係る医用画像処理装置を説明する。 The medical image processing apparatus according to this embodiment will be described below with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る医用画像解析装置を示すブロック図である。なお、図1では、医用画像解析装置に備えられる医用画像診断装置の一例として、X線CT装置の構成を示す。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a medical image analysis apparatus according to the first embodiment. FIG. 1 shows the configuration of an X-ray CT apparatus as an example of a medical image diagnostic apparatus provided in a medical image analysis apparatus.
図1に示す医用画像解析装置は、ガントリ(Gantry)100、前処理装置106、高電圧発生器107、再構成装置109、システム・コントローラ110およびX線データ収集条件設定装置112を備える医用画像診断装置1000と、医用画像処理装置200を備える。 The medical image analysis apparatus shown in FIG. 1 includes a gantry 100, a preprocessing apparatus 106, a high voltage generator 107, a reconstruction apparatus 109, a system controller 110, and an X-ray data collection condition setting apparatus 112. An apparatus 1000 and a medical image processing apparatus 200 are provided.
ガントリ100は、X線管101、環状フレーム102、複数列型又は2次元配列型のX線検出器103、データ収集システム(DAS:Data Acquisition System)104、非接触データ・トランスミッタ105、スリップ・リング(slip ring)108および回転ユニット111を有する。 The gantry 100 includes an X-ray tube 101, an annular frame 102, a multi-row or two-dimensional array type X-ray detector 103, a data acquisition system (DAS) 104, a non-contact data transmitter 105, and a slip ring. (Slip ring) 108 and a rotation unit 111.
X線管101およびX線検出器103は、回転軸RAのまわりに回転可能に設けられた環状フレーム102にマウントされる。 The X-ray tube 101 and the X-ray detector 103 are mounted on an annular frame 102 that is provided to be rotatable around a rotation axis RA.
X線検出器103は、X線管101に対向して配置される。 The X-ray detector 103 is disposed to face the X-ray tube 101.
DAS104は、各チャネルのX線検出器103から出力された信号を電圧信号に変換し、その電圧信号を増幅し、更にそれをデジタル信号に変換する。DAS104から出力された生データは、非接触データ・トランスミッタ105を介して、前処理装置106に送られる。 The DAS 104 converts the signal output from the X-ray detector 103 of each channel into a voltage signal, amplifies the voltage signal, and further converts it into a digital signal. The raw data output from the DAS 104 is sent to the preprocessing device 106 via the non-contact data transmitter 105.
前処理装置106は、DAS104から出力される生データに対してチャネル間の感度均一を補正し、またX線強吸収体(主に金属部)による極端な信号強度の低下又は信号脱落を補正する。補正を受け、前処理装置106から出力される投影データは、後述する医用画像処理装置200の記憶装置6へ出力される。 The pre-processing device 106 corrects the sensitivity uniformity between channels with respect to the raw data output from the DAS 104, and corrects an extreme decrease in signal intensity or signal dropout due to an X-ray strong absorber (mainly a metal part). . The projection data that is corrected and output from the preprocessing device 106 is output to the storage device 6 of the medical image processing device 200 described later.
高電圧発生器107は、X線管101からX線を発生させるために、スリップ・リング108を介してX線管101に管電圧を印加し、フィラメント電流(Filament current)を供給する。 In order to generate X-rays from the X-ray tube 101, the high voltage generator 107 applies a tube voltage to the X-ray tube 101 via the slip ring 108 and supplies a filament current.
再構成装置109は、前処理装置106で前処理された投影データを受けて、その投影データに基づいて、ボリュームデータを再構成する。再構成装置109は、投影データに対して、周波数領域に変換する高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)を実行し、再構成関数を重畳処理した投影データに対して、三次元逆投影処理を行い、通常の被検体の体軸方向ごとに断層像を求める。 The reconstruction device 109 receives the projection data preprocessed by the preprocessing device 106, and reconstructs the volume data based on the projection data. The reconstruction device 109 performs fast Fourier transform (FFT) for transforming the projection data into the frequency domain, and performs three-dimensional backprojection processing on the projection data on which the reconstruction function is superimposed. And obtain a tomographic image for each body axis direction of a normal subject.
また、再構成装置109は、高電圧及び低電圧の両投影画像から、原子の分布に関連したX線管電圧依存情報の二次元分布断層像、いわゆるデュアルエネルギー撮像の断層像を画像再構成するデュアルエネルギー画像再構成部を含む。 Also, the reconstruction device 109 reconstructs a two-dimensional distribution tomogram of X-ray tube voltage-dependent information related to the distribution of atoms, so-called dual energy imaging tomogram, from both high-voltage and low-voltage projection images. Includes a dual energy image reconstruction unit.
システム・コントローラ110は、X線管101の管電圧を高電圧(例えば140kV)と低電圧(例えば80kV)との間を周期的に変化させるように、高電圧発生器107を制御する。なお、高電圧及び低電圧を高エネルギー・レベル及び低エネルギー・レベルという場合がある。 The system controller 110 controls the high voltage generator 107 so as to periodically change the tube voltage of the X-ray tube 101 between a high voltage (for example, 140 kV) and a low voltage (for example, 80 kV). The high voltage and the low voltage may be referred to as a high energy level and a low energy level.
また、システム・コントローラ110は、回転ユニット111を制御することで、環状フレーム102を0.4秒/回転等の高速で回転させる。システム・コントローラ110は移動ユニット(図示省略)を制御することで天板(図示省略)を移動させる。天板の移動により天板に載置された被検体が回転軸RAに沿って移動される。 Further, the system controller 110 controls the rotation unit 111 to rotate the annular frame 102 at a high speed such as 0.4 seconds / rotation. The system controller 110 moves a top plate (not shown) by controlling a moving unit (not shown). The subject placed on the top plate is moved along the rotation axis RA by the movement of the top plate.
また、システム・コントローラ110は、再構成装置109による入力を受けて、X線データ収集条件設定装置112に対し収集条件を設定させる。この収集条件に基づいて、システム・コントローラ110は、1ビュー毎に管電圧を周期的に変化させるように高電圧発生器107を制御するとともに、その変化に同期してデータを収集させるようにDAS104を制御する。ここで、システム・コントローラ110は、データ/制御バスによって再構成装置109や医用画像処理装置200と接続されている。 In addition, the system controller 110 receives an input from the reconstruction device 109 and causes the X-ray data collection condition setting device 112 to set a collection condition. Based on this collection condition, the system controller 110 controls the high voltage generator 107 to periodically change the tube voltage for each view, and collects data in synchronization with the change. To control. Here, the system controller 110 is connected to the reconstruction apparatus 109 and the medical image processing apparatus 200 via a data / control bus.
X線データ収集条件設定装置112は、X線管101の管電圧が異なる場合に異なる管電圧のデータのノイズが等しくなる又は一定の比になるように、管電圧及び管電流を設定するとともに、それぞれの管電圧に対応し、DAS104のX線収集の積分時間又はビュー数などの条件(収集条件)を設定する。 The X-ray data collection condition setting device 112 sets the tube voltage and the tube current so that when the tube voltage of the X-ray tube 101 is different, the noise of the data of different tube voltages becomes equal or a constant ratio, Corresponding to each tube voltage, conditions (collection conditions) such as integration time of X-ray collection of DAS 104 or the number of views are set.
図2は、第1の実施形態に係る医用画像処理装置200を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing the medical image processing apparatus 200 according to the first embodiment.
図2に示す医用画像処理装置200は、プロセッサ1、メモリ2、通信装置3、入力装置4、表示装置5、記憶装置6およびバスライン7を備える。バスライン7は、プロセッサ1、メモリ2、通信装置3、入力装置4、表示装置5および記憶装置6を通信可能に接続するアドレスバス及びデータバス等で構成される。 A medical image processing apparatus 200 illustrated in FIG. 2 includes a processor 1, a memory 2, a communication device 3, an input device 4, a display device 5, a storage device 6, and a bus line 7. The bus line 7 includes an address bus and a data bus that connect the processor 1, the memory 2, the communication device 3, the input device 4, the display device 5, and the storage device 6 so that they can communicate with each other.
プロセッサ1は、例えば、CPU(Central Processing Unit)であり、コンピュータプログラムを実行することで各種の処理を実現する。 The processor 1 is, for example, a CPU (Central Processing Unit), and implements various processes by executing computer programs.
メモリ2は、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)を含むメインメモリである。メモリ2は、本実施形態における主要な処理をプロセッサ1に実現させるための医用画像処理プログラム30およびボリュームデータ等を記憶する。また、メモリ2は、各種の情報を一時的に記憶するための作業用記憶領域を形成する。 The memory 2 is a main memory including a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory). The memory 2 stores a medical image processing program 30 and volume data for causing the processor 1 to implement main processing in the present embodiment. The memory 2 forms a working storage area for temporarily storing various information.
通信装置3は、有線或いは無線にて外部装置と通信する。外部装置は、例えばX線診断装置等のモダリティ、PACS(Picture Archiving and Communication System)等のシステムに含まれるサーバ、或いは他のワークステーション等である。 The communication device 3 communicates with an external device by wire or wireless. The external device is, for example, a modality such as an X-ray diagnostic apparatus, a server included in a system such as PACS (Picture Archiving and Communication System), or another workstation.
入力装置4は、ユーザの操作に応じたコマンド等を入力するインターフェイスであり、例えばキーボード、マウス、タッチパネル、トラックボール、および、各種ボタン等を含む。 The input device 4 is an interface for inputting commands and the like according to user operations, and includes, for example, a keyboard, a mouse, a touch panel, a trackball, and various buttons.
表示装置5は、LCD(Liquid Crystal Display)或いはOELD(Organic ElectroLuminescence Display)等のディスプレイである。 The display device 5 is a display such as an LCD (Liquid Crystal Display) or an OELD (Organic ElectroLuminescence Display).
記憶装置6は、比較的大容量のデータを記憶可能なHDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)等である。記憶装置6は、プロセッサ1が医用画像処理プログラム30を実行することで実現される処理の過程において、時系列的な複数のボリュームデータおよび解析結果等を記憶する。 The storage device 6 is an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), or the like that can store a relatively large amount of data. The storage device 6 stores a plurality of time-series volume data, analysis results, and the like in the course of processing realized by the processor 1 executing the medical image processing program 30.
図3は、プロセッサ1が医用画像処理プログラム30を実行することにより実現される機能を示すブロック図である。図3に示すように、プロセッサ1は、データ入力部11、芯線抽出部12、大動脈領域抽出部13、左心室領域抽出部14、大動脈弁面検出部15、解析領域設定部16、重篤度判定部17、画像生成部18および画像出力部19としての機能を実現する。プロセッサ1は、これら各部として動作する。 FIG. 3 is a block diagram illustrating functions realized by the processor 1 executing the medical image processing program 30. As shown in FIG. 3, the processor 1 includes a data input unit 11, a core line extraction unit 12, an aorta region extraction unit 13, a left ventricular region extraction unit 14, an aortic valve surface detection unit 15, an analysis region setting unit 16, and a severity level. Functions as the determination unit 17, the image generation unit 18, and the image output unit 19 are realized. The processor 1 operates as these units.
次に、上記構成の医用画像解析装置における画像解析処理について詳しく説明する。 Next, image analysis processing in the medical image analysis apparatus having the above-described configuration will be described in detail.
図4は、第1の実施形態に係る医用画像解析装置における画像解析処理の流れを示すフローチャートである。 FIG. 4 is a flowchart showing a flow of image analysis processing in the medical image analysis apparatus according to the first embodiment.
医用画像診断装置1000は、造影剤注入によるCT値変化を観察するReal−Prepを利用して、大動脈および左心室が造影され始めた時相を狙って、時系列的な複数の投影画像を撮像する(投影データの取得)(ステップST11)。図5は、投影画像の撮像タイミングを示す図である。図5に示すように、医用画像診断装置1000は、大動脈弁血流速度Vが最大となるタイミングで投影画像を撮像する。なお、大動脈弁血流速度Vが最大となるタイミングは、例えば、心臓の状態(図5(a))、左心室および大動脈周辺の圧力(図5(b))、左心室の容積(図5(c))、心電図(図5(d))等を参照して判断する。 The medical image diagnostic apparatus 1000 captures a plurality of time-series projected images by using Real-Prep for observing a change in CT value due to contrast medium injection, aiming at a time phase when the aorta and the left ventricle start to be imaged. (Acquisition of projection data) (step ST11). FIG. 5 is a diagram illustrating the imaging timing of the projection image. As shown in FIG. 5, the medical image diagnostic apparatus 1000 captures a projection image at a timing at which the aortic valve blood flow velocity V becomes maximum. The timing at which the aortic valve blood flow velocity V becomes maximum is, for example, the state of the heart (FIG. 5A), the pressure around the left ventricle and the aorta (FIG. 5B), and the volume of the left ventricle (FIG. 5). (C)), determination is made with reference to an electrocardiogram (FIG. 5 (d)) and the like.
医用画像診断装置は、再構成装置109にて、曝射時間に基づいて複数の小さい再構成Windowを設定することによって、上記時系列的な複数の投影画像の再構成を行う(ステップST12)。これにより、時系列的な複数のボリュームデータを発生する。このボリュームデータは、予めX線CT装置によって被検体の心臓領域をスキャンすることにより得られる特定の心位相に対応する。さらに医用画像診断装置は、時系列的な複数のボリュームデータ間の位置ズレや変形を補正するため、画像間位置合わせ処理を実行する(ステップST13)。 The medical image diagnostic apparatus performs reconstruction of the plurality of time-series projection images by setting a plurality of small reconstruction windows based on the exposure time in the reconstruction apparatus 109 (step ST12). Thereby, a plurality of time-series volume data are generated. This volume data corresponds to a specific cardiac phase obtained by scanning the heart region of the subject with an X-ray CT apparatus in advance. Further, the medical image diagnostic apparatus executes an inter-image registration process in order to correct a positional shift or deformation between a plurality of time-series volume data (step ST13).
なお、本実施形態の医用画像診断装置では、解剖学的領域・Landmarkを検出した上で、解剖学的領域およびLandmarkの情報を位置合わせの入力として利用してもよい。その場合、解剖的位置・形状に対して、位置合わせ結果がFeedback反映される。 In the medical image diagnostic apparatus according to the present embodiment, after detecting the anatomical region / Landmark, the information on the anatomical region and Landmark may be used as an input for alignment. In this case, the feedback result is reflected on the anatomical position / shape.
画像間位置合わせ処理を実行される時系列的な複数のボリュームデータは、プロセッサ1のデータ入力部11に入力される。 A plurality of time-series volume data for which the inter-image registration processing is executed is input to the data input unit 11 of the processor 1.
データ入力部11は、例えば、通信装置3によって上記医用画像診断装置1000と通信することにより、当該医用画像診断装置1000から画像間位置合わせ処理される時系列的な複数のボリュームデータを入力する。入力される時系列的な複数のボリュームデータは、記憶装置6に記憶される。 For example, the data input unit 11 communicates with the medical image diagnostic apparatus 1000 via the communication device 3 to input a plurality of time-series volume data to be subjected to the inter-image registration processing from the medical image diagnostic apparatus 1000. A plurality of input time-series volume data is stored in the storage device 6.
芯線抽出部12は、上記時系列的な複数のボリュームデータ上の大動脈および左心室の芯線等の抽出処理を実行する。例えば、芯線抽出部12は、記憶装置6に記憶される時系列的な複数のボリュームデータに含まれる大動脈の芯線を抽出する(ステップST14)。例えば、芯線抽出部12は、ボリュームデータに含まれるボクセル値の変化と、予め定められた一般的な大動脈に関する特徴量とに基づき、ボリュームデータから大動脈の内腔と推定される長尺な領域を特定する。芯線抽出部12は、特定した領域内の長手方向に沿う中心線を、大動脈の芯線として抽出する。 The core line extraction unit 12 performs an extraction process of the aorta and the left ventricle core lines and the like on the time-series volume data. For example, the core wire extraction unit 12 extracts the core wire of the aorta included in a plurality of time-series volume data stored in the storage device 6 (step ST14). For example, the core line extraction unit 12 calculates a long region estimated from the volume data as the lumen of the aorta based on a change in the voxel value included in the volume data and a predetermined feature value related to the general aorta. Identify. The core line extraction unit 12 extracts the center line along the longitudinal direction in the specified region as the core line of the aorta.
大動脈領域抽出部13は、芯線抽出部12が抽出した大動脈芯線に基づいて、ボリュームデータから大動脈領域を抽出する(ステップST15)。 The aorta region extraction unit 13 extracts the aorta region from the volume data based on the aorta core line extracted by the core line extraction unit 12 (step ST15).
芯線抽出部12は、記憶装置6に記憶される時系列的な複数のボリュームデータに含まれる左心室の芯線を抽出する(ステップST16)。芯線抽出部12は、ボリュームデータに含まれるボクセル値の変化と、予め定められた一般的な左心室に関する特徴量とに基づき、ボリュームデータから左心室の内腔と推定される領域を特定する。芯線抽出部12は、特定した領域内の長手方向に沿う中心線を、左心室の芯線として抽出する。 The core line extraction unit 12 extracts a left ventricular core line included in a plurality of time-series volume data stored in the storage device 6 (step ST16). The core line extraction unit 12 specifies a region estimated as the lumen of the left ventricle from the volume data based on the change in the voxel value included in the volume data and a predetermined characteristic value related to the general left ventricle. The core line extraction unit 12 extracts the center line along the longitudinal direction in the identified region as the core line of the left ventricle.
左心室領域抽出部14は、芯線抽出部12が抽出した左心室芯線に基づいて、ボリュームデータから左心室領域を抽出する(ステップST17)。 The left ventricular region extracting unit 14 extracts a left ventricular region from the volume data based on the left ventricular core extracted by the core extracting unit 12 (step ST17).
大動脈弁面検出部15は、大動脈領域と左心室領域との境界面位置および周辺のCT値から大動脈領域抽出部13で抽出される大動脈領域に含まれる大動脈弁の弁面を検出する(ステップST18)。弁面は、例えば大動脈の芯線と垂直に交わり、且つ大動脈弁尖を含む平面群における中心平面として定義される。そこで、例えば大動脈弁面検出部15は、大動脈領域抽出部13が抽出した大動脈領域において、芯線と垂直に交わる平面を芯線に沿って走査して大動脈弁尖を含む平面群を抽出し、抽出した平面群の中心平面を弁面とする。大動脈弁面検出部15は、大動脈領域抽出部13で抽出された大動脈領域を表示装置5に表示するとともに、ユーザが入力装置4を介して当該画像上に設定する平面を大動脈の弁面として検出してもよい。 The aortic valve surface detection unit 15 detects the valve surface of the aortic valve included in the aortic region extracted by the aortic region extraction unit 13 from the boundary surface position between the aortic region and the left ventricular region and the surrounding CT values (step ST18). ). The valve surface is defined as a central plane in a plane group that intersects perpendicularly with the core line of the aorta and includes the aortic leaflets, for example. Therefore, for example, the aortic valve surface detection unit 15 extracts and extracts a plane group including the aortic valve leaflet by scanning a plane perpendicular to the core line along the core line in the aorta region extracted by the aorta region extraction unit 13. The central plane of the plane group is taken as the valve face. The aortic valve surface detection unit 15 displays the aortic region extracted by the aortic region extraction unit 13 on the display device 5 and detects a plane set on the image by the user via the input device 4 as the aortic valve surface. May be.
図6は、上記大動脈弁面検出部15により検出される大動脈弁を示す斜視図である。 FIG. 6 is a perspective view showing the aortic valve detected by the aortic valve surface detection unit 15.
図6には、大動脈弁面に中心が定められた厚さtのスラブが表示面として示されている。この表示面において、大動脈洞の輪郭のスケッチが示され、そのクローバリーフ(cloverleaf)形状が顕著に表されている。表示軸が示され、それは、表示面に対して垂直であり、この表示面における大動脈洞の断面の中心で表示面と交差している。加えて、表示方向は、表示面における図示の軸に合わせられている。 FIG. 6 shows a slab having a thickness t centered on the aortic valve surface as a display surface. On this display surface, a sketch of the outline of the aortic sinus is shown, and its cloverleaf shape is markedly represented. A display axis is shown, which is perpendicular to the display surface and intersects the display surface at the center of the cross section of the aortic sinus on this display surface. In addition, the display direction is aligned with the illustrated axis on the display surface.
解析領域設定部16は、左心室、大動脈弁および大動脈の少なくともいずれかを基準として血流速度を算出する血流速度解析領域を設定する(ステップST17)。解析領域設定部16は、例えば、予め記憶された設定位置を用いて、血流速度解析領域を自動設定してもよい。また、解析領域設定部16は、表示装置5に表示される、左心室や大動脈の解剖学的な形状を示す形態画像を介してマニュアル入力された範囲に基づいて、血流速度解析領域を設定してもよい。 The analysis region setting unit 16 sets a blood flow velocity analysis region for calculating a blood flow velocity based on at least one of the left ventricle, the aortic valve, and the aorta (step ST17). For example, the analysis region setting unit 16 may automatically set the blood flow velocity analysis region using a preset position stored in advance. The analysis region setting unit 16 sets a blood flow velocity analysis region based on a range manually input via a morphological image showing the anatomical shape of the left ventricle or aorta displayed on the display device 5. May be.
重篤度判定部17は、時系列的な複数のボリュームデータ間の上記血流速度解析領域を観察して、時系列的な複数のボリュームデータ間の信号値の変化を解析する(ステップST18)。重篤度判定部17は、解析結果から得られる信号値の増加速度から血流速度を算出する(ステップST19)。重篤度判定部17は、例えば、最大血流速度になる瞬間の時相で撮像した場合、血管内における造影剤先頭の移動距離を時間で割ることによって、血流速度を算出可能である。 The severity determination unit 17 observes the blood flow velocity analysis region between a plurality of time-series volume data and analyzes a change in signal value between the plurality of time-series volume data (step ST18). . The severity determination unit 17 calculates the blood flow velocity from the increasing rate of the signal value obtained from the analysis result (step ST19). For example, when imaging is performed in the time phase at the moment when the maximum blood flow velocity is reached, the severity determination unit 17 can calculate the blood flow velocity by dividing the moving distance of the contrast medium head in the blood vessel by the time.
重篤度判定部17は、簡易ベルヌーイ法を利用して、上記算出される血流速度から大動脈弁の圧較差を算出する(ステップST112)。重篤度判定部17では、大動脈弁の血流速度Vmax(m/sec)を測定し、式(1)に示す簡易ベルヌーイ式から圧較差を算出する。
また、平均圧較差は式(2)で求められ、観血的に測定した圧較差とよく相関する。
なお、圧較差を測定するとき、LVOT(Left Ventricular Outflow Tract)血流速度>1.5m/sの場合(高度AR(Aortic Regurgitation)や高心拍出等)、大動脈弁圧較差を過大評価する可能性があり、また、左心室駆出力が低下している場合、圧較差が低くても高度狭窄の可能性があるため、注意が必要である。 When measuring the pressure difference, if the LVOT (Left Ventricular Outflow Tract) blood flow velocity> 1.5 m / s (such as advanced AR (Aortic Regurgitation) or high cardiac output), the aortic valve pressure difference is overestimated. If there is a possibility, and if the left ventricular drive output is reduced, it is necessary to be careful because there is a possibility of severe stenosis even if the pressure difference is low.
重篤度判定部17は、算出される圧較差から、大動脈弁における疾患の重篤度を判定する(ステップST113)。重篤度とは、算出される圧較差から求められる、疾患の重さを表す度合のことである。 The severity determination unit 17 determines the severity of the disease in the aortic valve from the calculated pressure range (step ST113). Severity refers to the degree of disease severity determined from the calculated pressure difference.
図7は、大動脈弁における疾患の重篤度を評価するためのテーブルの一例を示す図である。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a table for evaluating the severity of a disease in the aortic valve.
重篤度判定部17は、図7に示すテーブルを参照して、大動脈弁における疾患の重篤度を判定する。例えば、平均圧較差が40mmHgよりも大きい場合、重症であると判定される。なお、図7に示すテーブルは、記憶装置6に記憶されていてもよい。 The severity determination unit 17 refers to the table shown in FIG. 7 to determine the severity of the disease in the aortic valve. For example, if the average pressure range is greater than 40 mmHg, it is determined that the condition is severe. Note that the table shown in FIG. 7 may be stored in the storage device 6.
以上の画像解析処理が終了した後、画像生成部18は、大動脈の解剖学的な形状を示す形態画像を発生し、画像出力部19は、発生した形態画像を表示装置5へ出力する。表示装置5は、算出された圧較差の値を機能解析結果として、大動脈の形態解析結果と共に画面上に表示する(ステップST114)。 After the above image analysis processing is completed, the image generation unit 18 generates a morphological image indicating the anatomical shape of the aorta, and the image output unit 19 outputs the generated morphological image to the display device 5. The display device 5 displays the calculated pressure difference value as a function analysis result on the screen together with the aorta morphological analysis result (step ST114).
図8は、図2に示す画像解析処理による結果の表示例を示す図である。 FIG. 8 is a diagram illustrating a display example of a result of the image analysis processing illustrated in FIG.
医用画像処理装置は、図8(a)に示すように、血流速度解析領域を設定する。また、表示装置5は、図8(b)に示すように、算出された圧較差の値を解析結果として、大動脈の形態解析結果と共に画面上に表示する。 The medical image processing apparatus sets the blood flow velocity analysis region as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 8B, the display device 5 displays the calculated pressure difference value as an analysis result on the screen together with the aortic morphological analysis result.
なお、表示装置5は、例えば、芯線に垂直な上面と下面を定義できる円筒を表示して、芯線方向に平行移動、拡大縮小等の操作が可能なグラフィックスを表示画像上に表示してもよい。 For example, the display device 5 may display a cylinder that can define an upper surface and a lower surface that are perpendicular to the core line, and display graphics that can be translated, expanded, and reduced in the core line direction on the display image. Good.
また、表示装置5は、円筒の代わりに、大動脈等解剖学的領域の形状を反映させた図形を表示させてもよい。また、血流速度解析領域は、大動脈用と左心室用を独立表示しても、単一表示で両方を賄ってもよい。 The display device 5 may display a graphic reflecting the shape of an anatomical region such as the aorta instead of the cylinder. Further, the blood flow velocity analysis region may be displayed independently for the aorta and the left ventricle, or may be covered by a single display.
上記構成によれば、第1の実施形態における医用画像処理装置200は、医用画像診断装置1000で撮像された医用画像データを用いて、大動脈の形態解析を行うことが可能である。また、医用画像処理装置200は、大動脈弁における圧較差を求める機能解析を行うことが可能である。 According to the above configuration, the medical image processing apparatus 200 according to the first embodiment can perform aorta morphological analysis using medical image data captured by the medical image diagnostic apparatus 1000. Further, the medical image processing apparatus 200 can perform a function analysis for obtaining a pressure difference in the aortic valve.
したがって、医用画像処理装置200は、非侵襲的に大動脈弁における形態解析および圧較差等の機能解析を同時に実現することができる。 Therefore, the medical image processing apparatus 200 can simultaneously perform non-invasively the functional analysis such as the morphological analysis and pressure difference in the aortic valve.
なお、上記実施形態の医用画像処理装置では、装置の一例としてX線CT装置を用いた例を示したが、MRI(Magnetic Resonance Imaging)で撮像された医用画像を用いてもよい。 In the medical image processing apparatus of the above-described embodiment, an example in which an X-ray CT apparatus is used as an example of the apparatus has been shown. However, a medical image captured by MRI (Magnetic Resonance Imaging) may be used.
また、上記医用画像解析装置は、前処理装置106および再構成装置109を医用画像診断装置1000に備えているが、これに限らない。上記医用画像解析装置は、前処理装置106および再構成装置109を医用画像処理装置200に備えていてもよい。 The medical image analysis apparatus includes the preprocessing apparatus 106 and the reconstruction apparatus 109 in the medical image diagnostic apparatus 1000, but is not limited thereto. The medical image analysis apparatus may include the preprocessing device 106 and the reconstruction device 109 in the medical image processing device 200.
(第2の実施形態)
図9は、第2の実施形態に係る医用画像処理装置のプロセッサ1の機能構成を示すブロック図。なお、第2の実施形態に係る医用画像解析装置の構成は、図1に示す医用画像解析装置と同様である。
(Second Embodiment)
FIG. 9 is a block diagram showing a functional configuration of the processor 1 of the medical image processing apparatus according to the second embodiment. The configuration of the medical image analysis apparatus according to the second embodiment is the same as that of the medical image analysis apparatus shown in FIG.
図9に示すように、プロセッサ1は、データ入力部11、芯線抽出部12、大動脈領域抽出部13、左心室領域抽出部14、大動脈弁面検出部15、重篤度判定部91、画像生成部18および画像出力部19としての機能を実現する。プロセッサ1は、これら各部として動作する。 As shown in FIG. 9, the processor 1 includes a data input unit 11, a core line extraction unit 12, an aorta region extraction unit 13, a left ventricular region extraction unit 14, an aortic valve surface detection unit 15, a severity determination unit 91, and an image generation Functions as the unit 18 and the image output unit 19 are realized. The processor 1 operates as these units.
図10は、第2の実施形態に係る医用画像解析装置における画像解析処理の流れを示すフローチャートである。 FIG. 10 is a flowchart showing the flow of image analysis processing in the medical image analysis apparatus according to the second embodiment.
医用画像診断装置1000は、造影剤注入によるCT値変化を観察するReal−Prepを利用して、大動脈および左心室が造影され始めた時相を狙って、所定の時刻における投影画像を撮像する(ステップST21)。 The medical image diagnostic apparatus 1000 captures a projection image at a predetermined time by using Real-Prep for observing a change in CT value due to contrast medium injection, aiming at a time phase when the aorta and the left ventricle start to be imaged ( Step ST21).
医用画像診断装置1000は、曝射時間に基づいて、所定の時刻における投影画像の再構成を行う(ステップST22)。これにより、所定の時刻におけるボリュームデータが発生する。 The medical image diagnostic apparatus 1000 reconstructs a projection image at a predetermined time based on the exposure time (step ST22). Thereby, volume data at a predetermined time is generated.
画像間位置合わせ処理される所定の時刻におけるボリュームデータは、プロセッサ1のデータ入力部11に入力される。 Volume data at a predetermined time at which the inter-image registration processing is performed is input to the data input unit 11 of the processor 1.
データ入力部11は、例えば、通信装置3によって上述の医用画像診断装置1000と通信することにより、当該医用画像診断装置1000から画像間位置合わせ処理される所定の時刻におけるボリュームデータを入力する。入力される所定の時刻におけるボリュームデータは、記憶装置6に記憶される。 For example, the data input unit 11 communicates with the above-described medical image diagnostic apparatus 1000 via the communication device 3 to input volume data at a predetermined time when the inter-image registration processing is performed from the medical image diagnostic apparatus 1000. The input volume data at a predetermined time is stored in the storage device 6.
芯線抽出部12は、上記所定の時刻におけるボリュームデータ上の大動脈および左心室の芯線等の抽出処理を実行する。例えば、芯線抽出部12は、記憶装置6に記憶され所定の時刻におけるボリュームデータに含まれる大動脈の芯線を抽出する(ステップST23)。 The core line extraction unit 12 executes an extraction process of the aorta and the left ventricle core lines on the volume data at the predetermined time. For example, the core line extraction unit 12 extracts the core line of the aorta stored in the storage device 6 and included in the volume data at a predetermined time (step ST23).
大動脈領域抽出部13は、芯線抽出部12が抽出した大動脈芯線に基づいて、ボリュームデータから大動脈領域を抽出する(ステップST24)。 The aorta region extraction unit 13 extracts the aorta region from the volume data based on the aorta core line extracted by the core line extraction unit 12 (step ST24).
また、芯線抽出部12は、記憶装置6に記憶される所定の時刻におけるボリュームデータに含まれる左心室の芯線を抽出する(ステップST25)。 Moreover, the core wire extraction unit 12 extracts the left ventricular core wire included in the volume data at a predetermined time stored in the storage device 6 (step ST25).
左心室領域抽出部14は、芯線抽出部12が抽出した左心室芯線に基づいて、ボリュームデータから左心室領域を抽出する(ステップST26)。 The left ventricular region extracting unit 14 extracts a left ventricular region from the volume data based on the left ventricular core line extracted by the core line extracting unit 12 (step ST26).
大動脈弁面検出部15は、大動脈領域と左心室領域との境界面位置および周辺のCT値から大動脈領域抽出部13で抽出される大動脈領域に含まれる大動脈弁の弁面を検出する(ステップST27)。 The aortic valve surface detecting unit 15 detects the valve surface of the aortic valve included in the aortic region extracted by the aortic region extracting unit 13 from the boundary surface position between the aortic region and the left ventricular region and the surrounding CT values (step ST27). ).
重篤度判定部91は、大動脈芯線の信号値の変化を解析する。さらに医用画像処理装置は、解析された芯線のCT値をプロットしてグラフを作成し、作成したグラフのCT値分布に基づいて直線を引き、直線の勾配を取得する(ステップST28)。具体的には、重篤度判定部91は、Stretched MPR画像のように、芯線を基準に画像を展開する。重篤度判定部91は、芯線に直交するCrosscut画像上において、芯線のCT値変化をグラフにする。なお、グラフの横軸は原点からの距離、グラフの縦軸は芯線のCT値である。医用画像処理装置は、芯線のCT値変化をグラフにすることによって、当該芯線のCT値の直線を引くことが可能である。 The seriousness determination unit 91 analyzes a change in the signal value of the aortic core wire. Further, the medical image processing apparatus creates a graph by plotting the CT value of the analyzed core wire, draws a straight line based on the CT value distribution of the created graph, and acquires the gradient of the straight line (step ST28). Specifically, the severity determination unit 91 develops an image with reference to the core line like a Stretched MPR image. The severity determination unit 91 graphs the change in the CT value of the core wire on the Crosscut image orthogonal to the core wire. The horizontal axis of the graph is the distance from the origin, and the vertical axis of the graph is the CT value of the core wire. The medical image processing apparatus can draw a straight line of the CT value of the core line by graphing the change in the CT value of the core line.
重篤度判定部91は、所定の時刻におけるボリュームデータを用いて、大動脈の芯線を基準として選択されたボクセルのボクセル値の空間的な変化率を算出する。重篤度判定部91は、ボクセル値の空間的な変化率に基づいて圧較差を算出する(ステップST29)。 The severity determination unit 91 calculates the spatial change rate of the voxel value of the voxel selected with reference to the core line of the aorta using the volume data at a predetermined time. Severity determination unit 91 calculates a pressure difference based on the spatial change rate of the voxel value (step ST29).
重篤度判定部91は、算出される圧較差から、大動脈弁における疾患の重篤度を判定する(ステップST210)。 Severity determination unit 91 determines the severity of the disease in the aortic valve from the calculated pressure difference (step ST210).
以上の画像解析処理が終了した後、画像生成部18は、大動脈の解剖学的な形状を示す形態画像を発生し、画像出力部19は、発生した形態画像を表示装置5へ出力する。また、表示装置5は、算出された圧較差の値を機能解析結果として、大動脈の形態解析結果と共に表示装置5の画面上に表示する(ステップST211)。 After the above image analysis processing is completed, the image generation unit 18 generates a morphological image indicating the anatomical shape of the aorta, and the image output unit 19 outputs the generated morphological image to the display device 5. Further, the display device 5 displays the calculated pressure difference value as a function analysis result on the screen of the display device 5 together with the aortic morphological analysis result (step ST211).
図11は、図10に示す画像解析処理による結果の表示例を示す図である。 FIG. 11 is a diagram illustrating a display example of a result of the image analysis process illustrated in FIG.
表示装置5は、図10(a)に示すように、大動脈の形態解析結果が表示される。また、医用画像処理装置200は、図10(b)に示すように、上記CT値のグラフを解析結果として、大動脈の形態解析結果と共に画面上に表示される。ここで、図10(c)に示すように、直線の傾きが大きい場合、圧較差が大きい。すなわち、大動脈に血流が送れていないことが判別でき、異常であると判定することが可能である。また、直線の傾きが小さい場合、圧較差が小さい。すなわち、大動脈に血流が送れていることが判別でき、正常であると判定することが可能である。 As shown in FIG. 10A, the display device 5 displays the morphological analysis result of the aorta. Further, as shown in FIG. 10B, the medical image processing apparatus 200 displays the CT value graph as an analysis result on the screen together with the aorta morphological analysis result. Here, as shown in FIG. 10C, when the slope of the straight line is large, the pressure difference is large. That is, it can be determined that the blood flow is not sent to the aorta, and it can be determined that there is an abnormality. Moreover, when the inclination of the straight line is small, the pressure difference is small. That is, it can be determined that blood flow is sent to the aorta, and it can be determined that the blood flow is normal.
なお、第1の実施形態と同様に、テーブルを設けて重篤度を判定してもよい。 As in the first embodiment, a severity may be determined by providing a table.
上記構成によれば、第2の実施形態における医用画像処理装置200は、医用画像診断装置1000で撮像された医用画像データを用いて、大動脈の形態解析を行うことが可能である。また、医用画像処理装置200は、大動脈弁における圧較差を求める機能解析を行うことが可能である
したがって、医用画像処理装置200は、非侵襲的に大動脈弁における形態解析および圧較差等の機能解析を同時に実現することができる。
According to the above configuration, the medical image processing apparatus 200 according to the second embodiment can perform aortic morphological analysis using medical image data captured by the medical image diagnostic apparatus 1000. Further, the medical image processing apparatus 200 can perform a function analysis for obtaining a pressure difference in the aortic valve. Therefore, the medical image processing apparatus 200 performs a function analysis such as a morphological analysis and a pressure difference in the aortic valve non-invasively. Can be realized simultaneously.
なお、上記実施形態の医用画像処理装置200では、装置の一例としてX線CT装置を用いた例を示したが、MRI(Magnetic Resonance Imaging)で撮像された医用画像を用いてもよい。 In the medical image processing apparatus 200 according to the above-described embodiment, an example in which an X-ray CT apparatus is used as an example of the apparatus is shown. However, a medical image captured by MRI (Magnetic Resonance Imaging) may be used.
また、上記医用画像解析装置は、前処理装置106および再構成装置109を医用画像診断装置1000に備えているが、これに限らない。上記医用画像解析装置は、前処理装置106および再構成装置109を医用画像処理装置200に備えていてもよい。 The medical image analysis apparatus includes the preprocessing apparatus 106 and the reconstruction apparatus 109 in the medical image diagnostic apparatus 1000, but is not limited thereto. The medical image analysis apparatus may include the preprocessing device 106 and the reconstruction device 109 in the medical image processing device 200.
(第3の実施形態)
図12は、第3の実施形態に係る医用画像処理装置200のプロセッサ1の機能構成を示すブロック図である。なお、第3の実施形態に係る医用画像解析装置の構成は、図1に示す医用画像解析装置と同様である。
(Third embodiment)
FIG. 12 is a block diagram illustrating a functional configuration of the processor 1 of the medical image processing apparatus 200 according to the third embodiment. The configuration of the medical image analysis apparatus according to the third embodiment is the same as that of the medical image analysis apparatus shown in FIG.
図12に示すように、プロセッサ1は、データ入力部11、芯線抽出部12、大動脈領域抽出部13、左心室領域抽出部14、大動脈弁面検出部15、モデル発生部121、重篤度判定部122、画像生成部18および画像出力部19としての機能を実現する。プロセッサ1は、これら各部として動作する。 As shown in FIG. 12, the processor 1 includes a data input unit 11, a core line extraction unit 12, an aorta region extraction unit 13, a left ventricular region extraction unit 14, an aortic valve surface detection unit 15, a model generation unit 121, and a severity determination. Functions as the unit 122, the image generation unit 18, and the image output unit 19 are realized. The processor 1 operates as these units.
図13は、第3の実施形態に係る医用画像解析装置における画像解析処理の流れを示すフローチャートである。 FIG. 13 is a flowchart showing a flow of image analysis processing in the medical image analysis apparatus according to the third embodiment.
医用画像診断装置1000は、造影剤注入によるCT値変化を観察するReal−Prepを利用して、大動脈および左心室が造影され始めた時相を狙って、所定の時刻における投影画像を撮像する(ステップST31)。 The medical image diagnostic apparatus 1000 captures a projection image at a predetermined time by using Real-Prep for observing a change in CT value due to contrast medium injection, aiming at a time phase when the aorta and the left ventricle start to be imaged ( Step ST31).
医用画像処理装置は、曝射時間に基づいて、所定の時刻における投影画像の再構成を行う(ステップST32)。これにより、所定の時刻におけるボリュームデータが発生する。 The medical image processing apparatus reconstructs a projection image at a predetermined time based on the exposure time (step ST32). Thereby, volume data at a predetermined time is generated.
画像間位置合わせ処理を実行される所定の時刻におけるボリュームデータは、プロセッサ1のデータ入力部11に入力される。 Volume data at a predetermined time when the inter-image registration processing is executed is input to the data input unit 11 of the processor 1.
データ入力部11は、例えば、通信装置3によって上述の医用画像診断装置1000と通信することにより、当該医用画像診断装置1000から画像間位置合わせ処理される所定の時刻におけるボリュームデータを入力する。入力される所定の時刻におけるボリュームデータは、記憶装置6に記憶される。 For example, the data input unit 11 communicates with the above-described medical image diagnostic apparatus 1000 via the communication device 3 to input volume data at a predetermined time when the inter-image registration processing is performed from the medical image diagnostic apparatus 1000. The input volume data at a predetermined time is stored in the storage device 6.
データ入力部11は、例えば、通信装置3によって上記医用画像診断装置1000と通信することにより、当該医用画像診断装置1000から画像間位置合わせ処理される所定の時刻におけるボリュームデータを入力する。入力される所定の時刻におけるボリュームデータは、記憶装置6に記憶される。 For example, the data input unit 11 communicates with the medical image diagnostic apparatus 1000 via the communication device 3 to input volume data at a predetermined time when the inter-image registration processing is performed from the medical image diagnostic apparatus 1000. The input volume data at a predetermined time is stored in the storage device 6.
芯線抽出部12は、上記所定の時刻におけるボリュームデータ上の大動脈および左心室の芯線等の抽出処理を実行する。例えば、芯線抽出部12は、記憶装置6に記憶され所定の時刻におけるボリュームデータに含まれる大動脈の芯線を抽出する(ステップST33)。 The core line extraction unit 12 executes an extraction process of the aorta and the left ventricle core lines on the volume data at the predetermined time. For example, the core line extraction unit 12 extracts the core line of the aorta stored in the storage device 6 and included in the volume data at a predetermined time (step ST33).
大動脈領域抽出部13は、芯線抽出部12が抽出した大動脈芯線に基づいて、ボリュームデータから大動脈領域を抽出する(ステップST34)。 The aorta region extraction unit 13 extracts the aorta region from the volume data based on the aorta core line extracted by the core line extraction unit 12 (step ST34).
また、芯線抽出部12は、記憶装置6に記憶される所定の時刻におけるボリュームデータに含まれる左心室の芯線を抽出する(ステップST35)。 Moreover, the core wire extraction part 12 extracts the core wire of the left ventricle contained in the volume data at the predetermined time memorize | stored in the memory | storage device 6 (step ST35).
左心室領域抽出部14は、芯線抽出部12が抽出した左心室芯線に基づいて、ボリュームデータから左心室領域を抽出する(ステップST36)。 The left ventricular region extracting unit 14 extracts a left ventricular region from the volume data based on the left ventricular core line extracted by the core line extracting unit 12 (step ST36).
大動脈弁面検出部15は、大動脈領域と左心室領域との境界面位置および周辺のCT値から大動脈領域抽出部13で抽出される大動脈領域に含まれる大動脈弁の弁面を検出する(ステップST37)。 The aortic valve surface detecting unit 15 detects the valve surface of the aortic valve included in the aortic region extracted by the aortic region extracting unit 13 from the boundary surface position between the aortic region and the left ventricular region and the surrounding CT values (step ST37). ).
モデル発生部121は、上記大動脈弁および左心室の3次元モデルを発生する(ステップST38)。 The model generation unit 121 generates a three-dimensional model of the aortic valve and the left ventricle (step ST38).
重篤度判定部122は、CFA(検証的因子分析:Confirmatory Factor Analysis)による大動脈弁および左心室の圧力分布を算出する(ステップST39)。 The seriousness determination unit 122 calculates the pressure distribution of the aortic valve and the left ventricle by CFA (Confirmatory Factor Analysis) (step ST39).
重篤度判定部122は、当該圧力分布から大動脈弁の圧較差を算出する(ステップST310)。なお、上記CFAの代わりに、流体、すなわち血流の速度分布を算出するFSI(Fluid Structure Interaction)解析を行ってもよい。 Severity determination unit 122 calculates the pressure difference of the aortic valve from the pressure distribution (step ST310). Instead of the CFA, FSI (Fluid Structure Interaction) analysis for calculating the velocity distribution of fluid, that is, blood flow may be performed.
重篤度判定部122は、算出される圧較差から、大動脈弁における疾患の重篤度を判定する(ステップST210)。 Severity determination unit 122 determines the severity of the disease in the aortic valve from the calculated pressure difference (step ST210).
なお、第1および第2の実施形態と同様に、テーブルを設けて重篤度を判定してもよい。 Similar to the first and second embodiments, a table may be provided to determine the severity.
以上の画像解析処理が終了した後、画像生成部18は、大動脈の解剖学的な形状を示す形態画像を発生し、画像出力部19は、発生した形態画像を表示装置5へ出力する。また、表示装置5は、圧較差を、左心室および大動脈の形態解析結果と共に画面上に表示する(ステップST311)。 After the above image analysis processing is completed, the image generation unit 18 generates a morphological image indicating the anatomical shape of the aorta, and the image output unit 19 outputs the generated morphological image to the display device 5. The display device 5 displays the pressure difference on the screen together with the morphological analysis results of the left ventricle and the aorta (step ST311).
図14は、図13に示す画像解析処理による結果の表示例を示す図である。 FIG. 14 is a diagram illustrating a display example of a result obtained by the image analysis processing illustrated in FIG.
表示装置5は、図14(a)に示すように、算出した圧較差を大動脈弁の流体解析結果と共に画面上に表示してもよい。また、表示装置5は、図14(b)に示すように、算出した圧較差を左心室や大動脈の血流速度分布や圧力分布と共に画面上に表示してもよい。 As shown in FIG. 14A, the display device 5 may display the calculated pressure difference on the screen together with the fluid analysis result of the aortic valve. Further, as shown in FIG. 14B, the display device 5 may display the calculated pressure difference on the screen together with the blood flow velocity distribution and pressure distribution of the left ventricle and the aorta.
なお、第3の実施形態では、所定の時刻におけるボリュームデータを用いたが、時系列的な複数のボリュームデータを用いてもよい。 In the third embodiment, volume data at a predetermined time is used, but a plurality of time-series volume data may be used.
上記構成によれば、第3の実施形態における医用画像処理装置200は、医用画像診断装置1000で撮像された医用画像データを用いて、大動脈の形態解析を行うことが可能である。また、医用画像処理装置200は、大動脈弁における圧較差を求める機能解析を行うことが可能である
したがって、医用画像処理装置200は、非侵襲的に大動脈弁における形態解析および圧較差等の機能解析を同時に実現することができる。
According to the above configuration, the medical image processing apparatus 200 according to the third embodiment can perform aortic morphological analysis using the medical image data captured by the medical image diagnostic apparatus 1000. Further, the medical image processing apparatus 200 can perform a function analysis for obtaining a pressure difference in the aortic valve. Therefore, the medical image processing apparatus 200 performs a function analysis such as a morphological analysis and a pressure difference in the aortic valve non-invasively. Can be realized simultaneously.
なお、上記実施形態の医用画像処理装置では、装置の一例としてX線CT装置を用いた例を示したが、MRI(Magnetic Resonance Imaging)で撮像された医用画像を用いてもよい。 In the medical image processing apparatus of the above-described embodiment, an example in which an X-ray CT apparatus is used as an example of the apparatus has been shown. However, a medical image captured by MRI (Magnetic Resonance Imaging) may be used.
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. The novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1000…医用画像診断装置、100…ガントリ、101…X線管、102…環状フレーム、103…X線検出器、104…DAS(データ収集システム)、105…非接触データ・トランスミッタ、106…前処理装置、107…高電圧発生器、108…スリップ・リング、109…再構成装置、110…システム・コントローラ、111…回転ユニット、112…X線データ収集条件設定装置、200〜203…医用画像処理装置、1…プロセッサ、2…メモリ、3…通信装置、4…入力装置、5…表示装置、6…記憶装置、7…バスライン、11…データ入力部、12…芯線抽出部、13…大動脈領域抽出部、14…左心室領域抽出部、15…大動脈弁面検出部、16…解析領域設定部、17,91,121…重篤度判定部、18…画像生成部、19…画像出力部、122…モデル発生部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1000 ... Medical diagnostic imaging apparatus, 100 ... Gantry, 101 ... X-ray tube, 102 ... Annular frame, 103 ... X-ray detector, 104 ... DAS (data acquisition system), 105 ... Non-contact data transmitter, 106 ... Pre-processing DESCRIPTION OF SYMBOLS 107 ... High voltage generator 108 ... Slip ring 109 ... Reconstruction device 110 ... System controller 111 ... Rotation unit 112 ... X-ray data acquisition condition setting device 200-203 ... Medical image processing device DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Processor, 2 ... Memory, 3 ... Communication apparatus, 4 ... Input device, 5 ... Display apparatus, 6 ... Memory | storage device, 7 ... Bus line, 11 ... Data input part, 12 ... Core wire extraction part, 13 ... Aorta area | region Extraction unit, 14 ... Left ventricular region extraction unit, 15 ... Aortic valve surface detection unit, 16 ... Analysis region setting unit, 17, 91, 121 ... Severity determination unit, 18 ... Image Generating unit, 19 ... image output unit, 122 ... model generating unit.
Claims (11)
前記圧較差と、所定の形態画像上の前記大動脈弁とを空間的に対応させて表示する表示部と
を具備する医用画像処理装置。 A calculation unit that calculates a pressure difference of the aortic valve using a voxel value of volume data obtained by imaging an area including at least the aorta, the aortic valve, and the left ventricle;
A medical image processing apparatus comprising: a display unit configured to spatially display the pressure difference and the aortic valve on a predetermined morphological image.
前記ボリュームデータの内の、大動脈の少なくとも一部であって大動脈弁に接続する領域、前記大動脈弁に対応する領域、および左心室の少なくとも一部であって前記大動脈弁に接続する領域をそれぞれ特定する特定部と、
前記特定部が特定した各領域のボリュームデータのボクセル値を用いて、前記大動脈弁の圧較差を算出する算出部と、
前記算出した圧較差を表示する表示部と、
を具備する医用画像処理装置。 An acquisition unit for acquiring volume data obtained by imaging the subject;
Of the volume data, an area that is at least part of the aorta and connected to the aortic valve, an area corresponding to the aortic valve, and an area that is at least part of the left ventricle and connected to the aortic valve are specified. Specific part to do,
A calculation unit that calculates a pressure difference of the aortic valve using a voxel value of volume data of each region specified by the specifying unit;
A display unit for displaying the calculated pressure difference;
A medical image processing apparatus comprising:
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