JP6780936B2 - 医用画像処理装置、医用画像処理方法、及び医用画像処理プログラム - Google Patents

Description

本開示は、医用画像処理装置、医用画像処理方法、及び医用画像処理プログラムに関する。

医用画像において空間的に連続する領域を１つの領域として認識する手法として、領域拡張法（Ｒｅｇｉｏｎ Ｇｒｏｗｉｎｇ）が知られている。従来、領域拡張を行ったときの各反復（ｉｔｅｒａｔｉｏｎ）における領域変化を分析することによって、血管の分岐を検出して表示する画像表示装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１１−４５４４８号公報

特許文献１の画像表示装置では、血管の分岐付近の輪郭上の一点を抽出できるが、血管等の管状組織の分枝の入口（分枝口）及び臨床的に必要な分岐口の性質（ｐｒｏｐｅｒｔｙ）を可視化することは考慮されていない。

本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、臨床上必要な管状組織の分枝口の性質を可視化できる医用画像処理装置、医用画像処理方法、及び医用画像処理プログラムを提供する。

本開示の医用画像処理装置は、本管と前記本管から分岐される枝管とを有する管状組織を含む被検体のボリュームデータを取得するポートと、前記本管から前記枝管が分岐する分枝口の位置、前記分枝口の大きさ、及び前記分枝口の面の法線の向きを導出するプロセッサと、前記ボリュームデータに基づく前記管状組織の３次元画像に、前記３次元画像における前記分枝口の位置、前記分枝口の大きさ、及び前記分枝口の面の法線の向きを示す３次元空間上のマークを重畳表示するディスプレイと、を備える。

本開示の医用画像処理方法は、医用画像処理装置における医用画像処理方法であって、本管と前記本管から分岐される枝管とを有する管状組織を含むボリュームデータを取得し、前記本管から前記枝管が分岐する分枝口の位置、前記分枝口の大きさ、及び前記分枝口の面の法線の向きを導出し、前記ボリュームデータに基づく前記管状組織の３次元画像に、前記３次元画像における前記分枝口の位置、前記分枝口の大きさ、及び前記分枝口の面の法線の向きを示す３次元空間上のマークを重畳表示する。

本開示の医用画像処理プログラムは、上記医用画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

本開示によれば、臨床上必要な管状組織の分岐口の性質を可視化できる。

第１の実施形態における医用画像処理装置の構成例を示すブロック図 医用画像処理装置の動作例を示すフローチャート 血管の分岐例を示す模式図 大動脈から分岐する腹部血管を示すレイキャスト画像、及びこのレイキャスト画像に重畳表示された血管走行を表す木及びマークの一例を示す模式図 図４のレイキャスト画像に対応するレイサム画像、及びこのレイサム画像に重畳表示された血管走行を表す木及びマークの一例を示す模式図 図４のレイキャスト画像と同様のレイキャスト画像、及びこのレイキャスト画像に重畳表示されたマークの一例を示す模式図 他の実施形態におけるマークの表示例を示す模式図

以下、本開示の実施形態について、図面を用いて説明する。

（本開示の一形態を得るに至った経緯）
事故における救急救命においては止血が急務である。医師は、内出血を診断するためにＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｌｙ）画像を確認し、その後に、内出血を止血するために、アンギオ画像を確認しながら、医師が止血処理することがある。アンギオ画像は、アンギオグラフィにより撮像された画像である。この処理では、医師は、大動脈（Ａｏｒｔａ）経由でカテーテルを挿入し、内出血している臓器に向かう動脈へカテーテルを進行させ、動脈内で塞栓して止血する。

しかしながら、アンギオ画像においては、不鮮明となったり細かな動脈が表示されなかったりすることがあり、大動脈から分岐した動脈の入口を視認することが困難である。そのために、適切な分枝にカテーテルを挿入することに手間取ることがある。

そこで、医師は、ＣＴ画像を参照することによって、アンギオ画像で不足している情報を補っている。従来の医用画像処理装置は、ＣＴ装置から取得したボリュームデータを画像処理することで血管走行（パス）を得ると、血管が分岐している場合、本枝と分枝の血管走行の交点（図３の点Ｐ１参照）を表示可能である。しかし、この交点は、分枝の血管の入口を示すものではなく、つまり臨床的に必要な分枝口の位置とは異なる。従って、生体にカテーテルが挿入される場合、動脈等の管状組織の入口を視認することは困難である。

また、特許文献１の画像表示装置では、血管の分岐が検出されると、分岐点、つまり分枝口の輪郭上の一点（図３の点Ｐ２参照）が可視化される。しかし、この一点は、臨床的に必要な分枝口の位置とは異なる。従って、生体にカテーテルが挿入される場合、分岐点から動脈の入口である分枝口を視認することは困難である。

以下、臨床上必要な管状組織の分枝口の性質を可視化できる医用画像処理装置、医用画像撮像装置、医用画像処理方法、医用画像撮像方法、及び医用画像処理プログラムについて説明する。

（第１の実施形態）
図１は実施形態における医用画像処理装置１００の構成例を示すブロック図である。医用画像処理装置１００は、ポート１１０、ユーザインターフェース（ＵＩ：Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２０、ディスプレイ１３０、プロセッサ１４０、及びメモリ１５０を備える。医用画像処理装置１００には、ＣＴ装置２００が接続される。医用画像処理装置１００は、ＣＴ装置２００からボリュームデータを取得し、取得されたボリュームデータに対して処理を行う。医用画像処理装置１００は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）とＰＣに搭載されたソフトウェアにより構成されてもよい。

ＣＴ装置２００は、生体へＸ線を照射し、体内の組織によるＸ線の吸収の違いを利用して、スライス画像を生成する。生体としては人体等が挙げられる。ＣＴ装置２００は、スライス画像を積層することによって生体内部の三次元上の任意の箇所の情報を含むボリュームデータを生成する。生体内部の任意の箇所は、管状組織である血管や心臓を含んでもよい。ＣＴ装置２００は、ＣＴ画像としてのボリュームデータを医用画像処理装置１００へ、有線回線又は無線回線を介して送信する。

ＣＴ装置２００は、ガントリ（図示せず）及びコンソール（図示せず）を備える。ガントリは、Ｘ線発生器やＸ線検出器を含み、コンソールにより指示された所定のタイミングで撮像することで、人体を透過したＸ線を検出し、Ｘ線検出データを得る。コンソールは、医用画像処理装置１００に接続される。コンソールは、ガントリからＸ線検出データを複数取得し、Ｘ線検出データに基づいてボリュームデータを生成する。コンソールは、生成されたボリュームデータを、医用画像処理装置１００へ送信する。また、医用画像処理装置１００は、ＣＴ装置２００に含まれていても良い。

また、ＣＴ装置２００は、連続的に撮像することで３次元のボリュームデータを複数取得し、動画を生成することも可能である。複数の３次元画像による動画の表示は、４Ｄ（４次元）表示（４Ｄ ｉｍａｇｉｎｇ）とも称される。

医用画像処理装置１００内のポート１１０は、通信ポートや外部装置接続ポートを含み、ＣＴ画像としてのボリュームデータを取得する。取得されたボリュームデータは、直ぐにプロセッサ１４０に送られて各種処理されてもよいし、メモリ１５０において保管された後、必要時にプロセッサ１４０へ送られて各種処理されてもよい。

ＵＩ１２０は、タッチパネル、ポインティングデバイス、キーボード、又はマイクロホンを含んでもよい。ＵＩ１２０は、医用画像処理装置１００のユーザから、任意の入力操作を受け付ける。ユーザは、医師、放射線技師、又はその他医療従事者（Ｐａｒａｍｅｄｉｃ Ｓｔａｆｆ）を含んでもよい。ＵＩ１２０は、ボリュームデータにおける関心領域（ＲＯＩ：Ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）の指定や輝度条件の設定等の操作を受け付ける。関心領域は、病変や組織（例えば、血管、臓器）の領域を含んでもよい。本実施形態では、管状組織である血管が、注目される関心領域に含まれ得る。

ディスプレイ１３０は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）を含んでもよく、各種情報を表示する。各種情報は、ボリュームデータから得られる３次元画像を含む。３次元画像は、ボリュームレンダリング画像、サーフェスレンダリング画像、及びＭＰＲ（Ｍｕｔｉ Ｐｌａｎａｒ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）画像を含んでもよい。

メモリ１５０は、各種ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）の一次記憶装置を含む。メモリ１５０は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）の二次記憶装置を含んでもよい。メモリ１５０は、各種情報やプログラムを記憶する。各種情報は、ポート１１０により取得されたボリュームデータ、プロセッサ１４０により生成された画像、プロセッサ１４０により設定された設定情報、を含んでもよい。

プロセッサ１４０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、又はＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を含んでもよい。プロセッサ１４０は、メモリ１５０に記憶された医用画像処理プログラムを実行することにより、各種処理や制御を行う。また、プロセッサ１４０は、医用画像処理装置１００の各部を統括する。

プロセッサ１４０は、ボリュームデータにおいて、セグメンテーション処理を行ってよい。この場合、ＵＩ１２０がユーザからの指示を受け付け、指示の情報がプロセッサ１４０に送られる。プロセッサ１４０は、指示の情報に基づいて、公知の方法により、ボリュームデータから、セグメンテーション処理を行い、関心領域を抽出（ｓｅｇｍｅｎｔ）してもよい。また、ユーザからの詳細な指示により、手動で関心領域を設定（ｓｅｔ）しても良い。また、観察対象があらかじめ定められている場合、プロセッサ１４０は、ユーザ指示なしでボリュームデータから、セグメンテーション処理を行い、観察対象を含む関心領域を抽出してもよい。

プロセッサ１４０は、ポート１１０により取得されたボリュームデータに基づいて、３次元画像を生成する。プロセッサ１４０は、ポート１１０により取得されたボリュームデータから、指定された領域に基づいて、３次元画像を生成してもよい。３次元画像は、ボリュームレンダリング画像である場合、レイサム（ＲａｙＳｕｍ）画像、ＭＩＰ(Ｍａｘｉｍｕｍ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ)画像、又はレイキャスト（Ｒａｙｃａｓｔ）画像を含んでもよい。

プロセッサ１４０は、血管において、本血管から枝血管が分岐している場合、枝血管の分枝口を三次元空間上の円でのマークｍｂ（図３参照）で描画する。ここで、円の法線は分枝口の向きを表現する。

［動作等］
次に、医用画像処理装置１００の動作について説明する。

図２は医用画像処理装置１００の動作例を示すフローチャートである。予め、ポート１１０は、ＣＴ装置２００からボリュームデータを取得し、メモリ１５０に記憶させる。また、図２の処理開始前に、プロセッサ１４０は、ボリュームデータに基づいて三次元画像を生成し、ディスプレイに表示させてもよい。

プロセッサ１４０は、メモリ１５０に記憶されたボリュームデータにおいて、ＵＩ１２０によってユーザから指示を受け、本血管と枝血管を有する血管（対象血管）の領域Ａを、公知の方法で抽出する（Ｓ１）。

プロセッサ１４０は、血管の領域Ａから分岐を含むパスを取得し、血管走行を表現する木Ｔを作成する（Ｓ２）。プロセッサ１４０は、木Ｔを、領域Ａに対する細線化（ｔｈｉｎｉｎｇ）処理により導出してもよい。木Ｔは、本血管のパスＴｍｔ、枝血管のパスＴｂｔを含んで構成される。

プロセッサ１４０は、領域Ａに対し、Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ Ｏｐｅｎｉｎｇ処理により、本血管の領域Ｂを取得する（Ｓ３）。Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ Ｏｐｅｎｉｎｇ処理では、領域から細かい部分を削除するので、これによって本血管が取得される。

プロセッサ１４０は、領域Ａから領域Ｂを差し引き、領域Ｃを得る（Ｓ４）。領域Ｃは、枝血管を表す領域となる。

プロセッサ１４０は、領域Ｃが領域Ｂと接する面Ｓの座標データを取得する（Ｓ５）。面Ｓは、枝血管の端面であり、本血管からの分枝口を表す。

プロセッサ１４０は、面Ｓの座標データを基に、分枝口の位置、大きさ及び方向（向き）を決定する（Ｓ６）。ここでは、プロセッサ１４０は、面Ｓと枝血管のパスＴｂｔとの交点を分枝口ｓｐの中心点Ｐとする。プロセッサ１４０は、例えば面Ｓの面積を円周率πで除した値の平方根を求め、分枝口ｓｐを円と想定した場合の径Ｒを得る。プロセッサ１４０は、中心点Ｐにおける枝血管のパスＴｂｔの方向を分枝口ｓｐの方向Ｖとする。分枝口ｓｐの方向は、分枝口ｓｐの法線方向となる。プロセッサ１４０は、方向Ｖを、面Ｓの法線方向を求めることによって取得しても良い。プロセッサ１４０は、面Ｓの法線方向を、面Ｓ上の点群に対して主成分分析を行うことによって推定できる。

プロセッサ１４０は、血管走行の木Ｔを可視化し、及び分枝口ｓｐを表すマークｍｂを生成し、木Ｔとマークｍｂを３次元画像に重畳して表示する（Ｓ７）。ここで、分枝口ｓｐを表すマークｍｂは、分枝口ｓｐの方向Ｖを法線方向とする三次元空間上の円を描くことで描画される。従って、ディスプレイ１３０の画面に表示されるマークｍｂの円や楕円の形状は、三次元画像の投影方向にあわせて変化する。つまり、マークｍｂは、分枝口ｓｐの方向Ｖが視線方向に近い程、扁平率の小さな楕円形（真円に近くなる）で描画され、視線方向に対して傾く程、扁平率の大きな楕円形（線分に近くなる）で描画される。

尚、３次元画像において分枝口ｓｐを表すマークｍｂの向き（マークｍｂを表す楕円の法線方向）は、枝血管のパスＴｂｔの方向でなく、分枝口ｓｐの面Ｓの法線方向であってもよい（図３参照）。これにより、医用画像処理装置１００は、マークｍｂは、実際の分枝口ｓｐの形状に近似するように描画できる。また、マークｍｂの向きが分枝口ｓｐの面Ｓの法線方向であっても（つまり、マークｍｂを傾けなくても）、ユーザは、分枝口ｓｐの向きを、マークｍｂの扁平率と枝血管のパスＴｂｔの方向とから認識できる。あるいは、枝血管のパスＴｂｔの方向及び分枝口ｓｐの面Ｓの法線方向の加重平均方向を、マークｍｂの向きとしてもよい。

また、プロセッサ１４０は、分枝口ｓｐの方向Ｖが投影面から見て、本血管ｍｏに対して手前（表）側にあるか奥（裏）側にあるかによって、マークｍｂの表示態様を変更してもよい。これにより、ユーザは、分枝口ｓｐが手前側にあるか、奥側にあるかを迅速に把握できる。この場合、プロセッサ１４０は、マークｍｂの表示態様として、マークｍｂ（例えば楕円形）の色、線種、幅を変更してもよい。また、プロセッサ１４０は、楕円の面の塗り潰し色、模様、アルファ値（不透明度）を変更してもよい。

尚、プロセッサ１４０は、マークｍｂの生成後、表示された三次元画像にマークｍｂの画像を重畳表示してもよい。また、プロセッサ１４０は、マークｍｂの生成後、ボリュームデータに基づいて再レンダリングして三次元画像を生成し、三次元画像とマークｍｂとをディスプレイ１３０に表示させてもよい。

図３は対象血管ＬＢの分岐を示す模式的である。図３では、大動脈等の本血管ｍｏから腹部血管等の枝血管ｂｏに分岐する血管が抽象的に示されている。また、簡単化するために、本血管ｍｏを細長い矩形で示す。同様に、本血管ｍｏから斜めに分岐している枝血管ｂｏを細長い矩形で示す。また、本血管ｍｏの血管走行を表すパスＴｍｔを、本血管ｍｏの中心線を示す点線で示す。同様に、枝血管ｂｏの血管走行を表すパスＴｂｔを、枝血管ｂｏの中心線を示す点線で示す。

ここで、分枝口ｓｐの可視化について考察する。本血管ｍｏのパスＴｍｔと枝血管ｂｏのパスＴｂｔとの交点を点Ｐ１とすると、点Ｐ１は、枝血管ｂｏのパスＴｂｔを本血管ｍｏ側に延長し、本血管ｍｏのパスＴｍｔと交わることで得られる点である。点Ｐ１は、カテーテルを挿入する際、挿入先となる分枝口ｓｐを表しておらず、臨床的に必要な分枝口の位置ではない。

また、特許文献１で示した領域拡張法を適用すると、本血管ｍｏから枝血管ｂｏが分岐する付け根の点Ｐ２が表示される。点Ｐ２は、分枝口ｓｐの輪郭線上の一点に過ぎず、臨床的に必要な分枝口の位置ではない。

本実施形態では、ディスプレイ１３０は、プロセッサ１４０の制御により、前述したように、本血管ｍｏから分岐する枝血管ｂｏの分枝口ｓｐをマークｍｂで表示する。マークｍｂは、分枝口ｓｐを模式的に表す楕円形等で描画される。表示されるマークｍｂの位置は分枝口の位置を表しており、マークｍｂの大きさ（例えば長径）は分枝口の大きさを表している。また、マークｍｂの扁平率や傾きは、枝血管ｂｏのパスＴｂｔの方向、つまり分枝口の向きを表している。このように、医用画像処理装置１００は、マークｍｂを表示することで、分枝口ｓｐの位置、大きさ、及び向きを可視化できる。

図４は大動脈から分岐する腹部血管を示すレイキャスト画像ＧＺ１、及びレイキャスト画像ＧＺ１に重畳表示された木Ｔ及びマークｍｂを示す模式図である。レイキャスト画像ＧＺ１では、大動脈である本血管ｍｏ、及び本血管ｍｏから分岐する３本の枝血管ｂｏ１，ｂｏ２，ｂｏ３が表示されている。また、レイキャスト画像ＧＺ１には、本血管ｍｏの血管走行を表すパスＴｍｔ、及び枝血管ｂｏ１，ｂｏ２，ｂｏ３の血管走行をそれぞれ表すパスＴｂｔ１，Ｔｂｔ２，Ｔｂｔ３が表示されている。

図４では、本血管ｍｏのパスＴｍｔは、十字形のラインで描かれ、枝血管ｂｏ１，ｂｏ２，ｂｏ３の各パスＴｂｔ１，Ｔｂｔ２，Ｔｂｔ３は、パスＴｍｔより細いラインで描かれている。なお、各木Ｔは、この表示態様に限定されることなく、例えばいずれのラインもストレースラインで異なる色で描かれてもよい。また、本血管ｍｏから枝血管ｂｏ１，ｂｏ２，ｂｏ３に分岐する分枝口ｓｐ１，ｓｐ２，ｓｐ３には、それぞれを模式的に表すマークｍｂ１，ｍｂ２，ｍｂ３が表示されている。

マークｍｂ１，ｍｂ２，ｍｂ３は、それぞれ赤色の輪郭線で描かれてもよい。この場合、ユーザは、全ての枝血管ｂｏ１，ｂｏ２，ｂｏ３は、画面から手前側（又は奥側）に分岐する血管であることを認識できてもよい。仮に、画面から奥側（又は手前側）に向かって分岐する血管がある場合、そのマークの輪郭線の色は、赤以外の色（例えば黄色）で描かれてもよい。

また、図４では、三次元空間上の円を投影面に投影した結果、マークｍｂ３が最も正円に近い楕円で描画され、マークｍｂ１，ｍｂ２が扁平率の大きな楕円で描画される。また、マークｍｂ１，ｍｂ２，ｍｂ３の大きさは分枝口ｓｐの大きさに相当する。マークｍｂ１の楕円の長径が最も長いので、マークｍｂ１に係る分枝口ｓｐ１が最も大きい。また、マークｍｂ２，ｍｂ３の楕円の長径は略同一の長さであるので、ユーザは、これらのマークに係る分枝口ｓｐ２，ｓｐ３は略同一の大きさであると認識できる。

このように、分枝口ｓｐを模式的に表すマークｍｂの位置、大きさ、色、傾き及び扁平率の少なくとも１つによって、ユーザは、分枝口ｓｐ（分枝口ｓｐの位置、大きさ、及び向き）を視覚的に確認できる。従って、ユーザが枝血管内にカテーテルを挿入する際、円滑に本血管から枝血管へカテーテルを進めることができる。

図５は、図４のレイキャスト画像ＧＺ１と同一の投影角度のレイサム画像ＧＺ２、及びレイサム画像ＧＺ２に重畳表示された木Ｔ及びマークｍｂを示す模式図である。

レイサム画像ＧＺ２においても、図４のレイキャスト画像ＧＺ１と同様、本血管ｍｏのパスＴｍｔ、枝血管ｂｏ１，ｂｏ２，ｂｏ３のパスＴｂｔ１，ｂｔ２，ｂｔ３、及びマークｍｂ１，ｍｂ２，ｍｂ３が描画されている。これにより、ユーザは、術中に参照するアンギオ画像に近い画像であるレイサム画像ＧＺ２を用いても、本血管ｍｏから分岐する枝血管ｂｏ１，ｂｏ２，ｂｏ３の分枝口ｓｐを容易に視認できる。ユーザは、レイキャスト画像ＧＺ１、レイサム画像ＧＺ２の双方を参照しながら術前計画を立て、術中もレイキャスト画像ＧＺ１、レイサム画像ＧＺ２、及びアンギオ画像を観察しながらカテーテルを操作することが望ましい。レイサム画像の代わりにＭＩＰ画像を用いても良い。

図６は、図４のレイキャスト画像ＧＺ１と同様のレイキャスト画像ＧＺ３、及びレイキャスト画像ＧＺ３に重畳表示されたマークｍｂを示す模式図である。

レイキャスト画像ＧＺ３では、血管走行を表す木Ｔが省略され、マークｍｂ１，ｍｂ２，ｍｂ３が重畳表示されている。尚、本血管ｍｏの血管走行を表すパスＴｍ、及び枝血管ｂｏ１，ｂｏ２，ｂｏ３の血管走行をそれぞれ表すパスＴｂｔ１，ｂｔ２，ｂｔ３の描画の有無は、ユーザがＵＩ１２０を操作することで、プロセッサ１４０が設定可能としてもよい。また、ＵＩ１２０への操作に基づいて、プロセッサ１４０は、本血管ｍｏのパスＴｍと、枝血管ｂｏ１，ｂｏ２，ｂｏ３のパスＴｂｔ１，ｂｔ２，ｂｔ３と、のそれぞれについて、個別に描画の有無を設定してもよい。

尚、ユーザの視線方向に（つまり、ディスプレイ１３０の画面に対して垂直方向に）木Ｔが向いている（走行する）場合、枝血管の分枝口はほぼ円に近くなるので、画面に表示される楕円形のマークｍｂの扁平率は、正円を表す値０に近い値となる。また、ユーザの視線方向に対して垂直方向に（つまり、ディスプレイ１３０の画面に対して水平方向に）木Ｔが向いている場合、枝血管の分枝口は線分に近くなるので、画面に表示される楕円形のマークｍｂの扁平率は、線分を表す値１に近い値となる。

［効果等］
医用画像処理装置１００は、実際の医療現場では、例えば以下のように用いられる。

交通事故が発生した等の緊急時、術前検討（ＰＰＰ：Ｐｒｅｐｒｏｃｅｄｕｒａｌ Ｐｌａｎｎｉｎｇ）として、医用画像処理装置１００は、外傷全身ＣＴ（Ｔｒａｕｍａ Ｐａｎｓｃａｎ）を実施する。

外傷全身ＣＴでは、造影剤を注入しながらＣＴ装置２００によりＣＴ画像を撮像する。ユーザは、ディスプレイ１３０に映し出されるＣＴ画像に基づく３次元画像を見ながら、腹部の出血を確認する。そして、ユーザは、栄養血管を識別し、止血の計画を立てる。この場合、ユーザは、ディスプレイ１３０に表示される３次元画像に重畳表示されるマークｍｂによって、本血管と枝血管とが分岐する分枝口ｓｐを容易に認識できる。これにより、腹部血管へのカテーテルの挿入が容易になり、ユーザは、分岐している腹部血管にカテーテルを滑らかに進めることができる。この場合、脈瘤や石灰化等で凹凸が生じている本血管から分岐する枝血管が存在しても、３次元画像に重畳表示されるマークｍｂによって、ユーザは適切に分枝口ｓｐを認識できる。

ＵＩ１２０は、ディスプレイ１３０に表示される３次元画像に、分枝口ｓｐ（図３参照）を模式的に表すマークｍｂを重畳表示させるか否かの操作（マークの表示の有無）を受け付けてもよい。これにより、ユーザは、マークｍｂを表示させるか否かを選択できる。また、ＵＩ１２０は、血管走行を表す木Ｔを表示するか否かの操作を受け付けてもよい。また、ＵＩ１２０は、本血管から枝血管に分岐する箇所において、本血管のパスＴｍｔと、枝血管のパスＴｂｔとを個別に表示するか否かの操作を受け付けてもよい。木Ｔは、例えば、血管の中心線等の基準線を示す。尚、枝血管よりも本血管は細い。本血管は大動脈であってもよく、枝血管は大動脈から分岐された動脈（例えば腹部血管）であってもよい。

そして、ユーザは、内出血している臓器に向かう動脈に対して、カテーテルの先端から速やかに止血剤を注入し、動脈を塞栓して止血できる。その後、救命が確認されると、ユーザは、縫合などして出血部位を修復してから血流を回復させる。

医用画像処理装置１００では、ポート１１０は、本血管ｍｏ（本管の一例）と本血管ｍｏから分岐される枝血管ｂｏ（枝管の一例）とを有する血管（管状組織の一例）を含むボリュームデータを取得する。プロセッサ１４０は、ポート１１０から取得したボリュームデータに基づき、本血管ｍｏから枝血管ｂｏが分岐する分枝口ｓｐの位置、大きさ、及び向きを導出する。ディスプレイ１３０は、ボリュームデータに基づく血管の３次元画像に、分枝口ｓｐの位置、大きさ、及び向きを示す３次元空間上のマークｍｂを重畳表示する。

これにより、ユーザは、本血管ｍｏから枝血管ｂｏに通じる分枝口ｓｐの位置と大きさと向きとを、マークｍｂをガイドとして容易に視認できる。つまり、医用画像処理装置１００は、管状組織である血管における臨床的に有用な分枝口ｓｐの性質（位置、大きさ、向き）を可視化できる。特に術中参照するアンギオ画像とそのアンギオ画像に近い表現であるレイサム画像とを対比することによって、ユーザは、より正確で迅速な術前計画の立案と、術中のガイドが達成できる。従って、ユーザは、枝血管ｂｏの分枝口ｓｐにカテーテルを容易に挿入できる。

また、分枝口ｓｐの位置、大きさ、及び向きを上記のように算出することで、３次元画像における分枝口の表現の精度を向上できる。また、ユーザは、分枝口ｓｐの向きを確認することで、枝血管ｂｏへのカテーテルの挿入角度を決定できる。

また、医用画像処理装置１００は、特許文献１に示すような領域拡張法による分岐の検出とは異なる方法で分岐を検出するので、血管の凹凸を分岐と誤認することを抑制できる。また、分枝口ｓｐの輪郭上の一点が可視化されるのではなく、マークｍｂによって分枝口ｓｐ全体が可視化される。よって、ユーザは、血管の分岐箇所の輪郭の一点や本血管ｍｏｎの中心線と枝血管ｂｏの中心線との交点とは異なる分枝口ｓｐの位置を、容易に視認できる。また、ユーザは、血管の分岐箇所の輪郭の一点や本血管ｍｏｎの中心線と枝血管ｂｏの中心線との交点では分枝口ｓｐの大きさ及び向きを特定できないが、マークｍｂを確認することで、分枝口ｓｐの大きさ及び向きを認識できる。

また、従来は、血管径を利用して、分枝口が本血管のパスＴｍｔから一定距離にあると、分枝口を推測することもあったが、血管に瘤が存在すると、血管の中心線が瘤の中心を通過しないことが多いため、分岐口の推定精度が劣化する。よって、単に血管走行をもとに血管の径を仮定してカテーテルの接近を行うためには、図３の点Ｐ１は、不十分な情報であった。これに対し、医用画像処理装置１００は、上述の分岐口の導出により、血管内に瘤のある部分と瘤の無い部分とが混在する場合でも、マークｍｂによって高精度に分枝口ｓｐを可視化できる。

また、マークｍｂは、分枝口ｓｐの形状(面Ｓ、もしくは面Ｓの輪郭)を示してもよい。これにより、ユーザは、本血管ｍｏから枝血管ｂｏに通じる分枝口ｓｐの様態を容易に視認できる。

また、マークｍｂは、多角形状又は円形状で示されてもよい。これにより、マークｍｂを単純化できる。これにより、ユーザは、分枝口ｓｐへのカテーテル挿入に必要な、分枝口ｓｐの位置、大きさ、及び向きを把握することに専心することができる。

また、プロセッサ１４０は、血管の３次元画像から血管走行を示す木Ｔを導出してもよい。木Ｔは、管状組織の基準線（例えば中心線）であってもよい。ディスプレイ１３０は、木Ｔにマークｍｂを重畳表示してもよい。これにより、ユーザは、本血管ｍｏから枝血管ｂｏに通じる血管と、その分枝口ｓｐと、を容易に視認可能となり、カテーテルを枝血管ｂｏに対してより滑らかに挿入できる。

（他の実施形態）
なお、本開示は、上記実施形態の構成に限られるものではなく、特許請求の範囲で示した機能、または本実施形態の構成が持つ機能が達成できる構成であればどのようなものであっても適用可能である。

第１の実施形態では、プロセッサ１４０が、分枝口ｓｐの形状を表すマークｍｂを単純な図形である三次元空間上の円で描画することを例示したが、マークｍｂを他の形状として分枝口の形状を表してもよい。プロセッサ１４０は、４角形や５角形等の多角形で、マークｍｂを描画してもよい。また、プロセッサ１４０は、マークｍｂを単純な図形で描画する代わりに、ボリュームデータに基づき、枝血管が本血管に接する端面の輪郭線の座標データを取得し、より正確な分枝口の形状をマークｍｂとして描画してもよい。この場合、マークｍｂの形状は、分枝口の輪郭の形状が考えられる。分岐口の態様が一目で把握出来る形状が望ましい。

なお、分岐口の大きさの違いを直感させるために、プロセッサ１４０は、拡大したマークｍｂを重畳してもよい。また、プロセッサ１４０は、所定のサイズよりも小さい分枝口を峻別し、分岐の方向を示す矢印でマークしてもよい。この場合、分枝口ｓｐの位置、大きさについては分枝口ｓｐが所定のサイズよりも小さいということ、及び向きを表現できる。いずれの形態であったとしてもマークｍｂは３次元画像に重畳して分枝口ｓｐの位置、大きさ、及び向きを直感できる形状であれば良い。これにより、ユーザは、カテーテルの挿入の加減が変わる小さな分枝口について、その加減の変化が把握しやすくなり、また、小さな三次元空間上の円ではわかりにくい分枝口の向きも把握しやすくなる。

また、プロセッサ１４０は、矢印により、マークｍｂを描画してもよい。図７は、他の実施形態におけるマークｍｂｋの表示例を示す模式図である。マークｍｂｋは、円錐状の前部ｍｂｋ１と、円柱状の後部ｍｂｋ２と、を組み合わせた形状を有する。つまり、マークｂｍｋは、立体的な矢印で描画されてもよい。立体的な矢印の太さ、つまり前部ｍｂｋ１の背面に当たる楕円の大きさが、分枝口ｓｐの大きさを表してもよい。また、この楕円の扁平率及び前部ｍｂｋ１の先端の向きの少なくとも１つによって、分枝口ｓｐの向きが表されてもよい。このように、医用画像処理装置１００は、矢印でマークｍｂｋを描画することによっても、ユーザによる分枝口ｓｐの視認を容易化できる。

第１の実施形態では、プロセッサ１４０が、Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ Ｏｐｅｎｉｎｇ処理によって、領域Ａに対し、分枝口ｓｐを取得することを例示したが、木Ｔと木Ｔ上のパスの短軸画像を分析することによって、分枝口ｓｐを取得しても良い。この場合、プロセッサ１４０は、枝血管のパスｂｔ上の短軸画像を根本側から順次生成する。短軸画像に含まれる血管の領域Ａの面積が急低下した位置が、分枝口ｓｐである。

第１の実施形態では、撮像されたＣＴ画像としてのボリュームデータは、ＣＴ装置２００から医用画像処理装置１００へ送信されることを例示した。この代わりに、ボリュームデータが一旦蓄積されるように、ネットワーク上のサーバ等へ送信され、サーバ等に保管されてもよい。この場合、必要時に医用画像処理装置１００のポート１１０が、ボリュームデータを、有線回線又は無線回線を介してサーバ等から取得してもよいし、任意の記憶媒体（不図示）を介して取得してもよい。

第１の実施形態では、撮像されたＣＴ画像としてのボリュームデータは、ＣＴ装置２００から医用画像処理装置１００へポート１１０を経由して送信されることを例示した。これは、実質的にＣＴ装置２００と医用画像処理装置１００とを併せて一製品として成立している場合も含まれるものとする。また、医用画像処理装置１００がＣＴ装置２００のコンソールとして扱われている場合も含む。

第１の実施形態では、ＣＴ装置２００により画像を撮像し、生体内部の情報を含むボリュームデータを生成することを例示したが、他の装置により画像を撮像し、ボリュームデータを生成してもよい。他の装置は、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置、ＰＥＴ（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置、血管造影装置（Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ装置）、又はその他のモダリティ装置を含む。また、ＰＥＴ装置は、他のモダリティ装置と組み合わせて用いられてもよい。

第１の実施形態では、被検体として人体を例示したが、動物の体でもよい。

第１の実施形態では、大動脈のような太い本血管ｍｏから各臓器へ向かう枝血管ｂｏが分岐することを例示した。この代わりに、各臓器へ向かう血管のうち、比較的太い血管を本血管（本枝）とし、この本血管から分岐された比較的細い血管を枝血管（分枝）としてもよい。この場合でも、ユーザは、大動脈された分岐された動脈から、更に分岐される細い動脈へのカテーテルの進行方向を容易に把握できるようになる。また、脳動脈瘤では、血管から瘤が生じている場合、血管を本管、瘤を枝管と見なしてもよい。心耳付近では、大動脈を本管、心耳を枝管と見なしてもよい。解離における動脈と偽腔では、動脈を本管、偽腔を枝管と見なしてもよい。管状組織が本管と枝管とに分岐している構造であるからである。

また、血管のうち、所定閾値以上の太さの血管を本血管とし、所定閾値未満の太さの血管を枝血管としてもよい。また、血管のうち、血管の走行方向の変化率が所定閾値の血管（つまりほぼ屈曲していない血管）を本血管とし、血管の走行方向の変化率が所定閾値以上の血管（つまり大きく屈曲している血管）を枝血管としてもよい。所定閾値は、ＵＩ１２０を介して入力され、プロセッサ１４０により設定されてもよい。所定閾値は、可変でもよい。所定閾値を可変にすることで、対象血管の太さや屈曲の程度を変更できる。

第１の実施形態では、管状組織として血管を例示したが、血管以外（例えばリンパ管）であってもよい。

本開示は、第１の実施形態の医用画像処理装置の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は各種記憶媒体を介して医用画像処理装置に供給し、医用画像処理装置内のコンピュータが読み出して実行するプログラムも適用範囲である。

本開示は、臨床上必要な管状組織の分枝口の性質を可視化できる医用画像処理装置、医用画像処理方法、及び医用画像処理プログラム等に有用である。

１００ 医用画像処理装置
１１０ ポート
１２０ ユーザインターフェース（ＵＩ）
１３０ ディスプレイ
１４０ プロセッサ
１５０ メモリ
２００ ＣＴ装置
Ａ，Ｂ，Ｃ 領域
ｂｏ，ｂｏ１，ｂｏ２，ｂｏ３ 枝血管
Ｔｂｔ，Ｔｂｔ１，Ｔｂｔ２，Ｔｂｔ３，Ｔｍｔ パス
ＧＺ１，ＧＺ３ レイキャスト画像
ＧＺ２ レイサム画像
ＬＢ 対象血管
ｍｂ，ｍｂ１，ｍｂ２，ｍｂ３，ｍｂｋ マーク
ｍｂｋ１ 前部
ｍｂｋ２ 後部
ｍｏ 本血管
Ｐ１，Ｐ２ 点
Ｓ 面
ｓｐ，ｓｐ１，ｓｐ２，ｓｐ３ 分枝口
Ｔ 木

Claims (6)

1. 本管と前記本管から分岐される枝管とを有する管状組織を含む被検体のボリュームデータを取得するポートと、
   前記本管から前記枝管が分岐する分枝口の位置、前記分枝口の大きさ、及び前記分枝口の面の法線の向きを導出するプロセッサと、
   前記ボリュームデータに基づく前記管状組織の３次元画像に、前記３次元画像における前記分枝口の位置、前記分枝口の大きさ、及び前記分枝口の面の法線の向きを示す３次元空間上のマークを重畳表示するディスプレイと、
   を備える医用画像処理装置。
2. 請求項１に記載の医用画像処理装置であって、
   前記マークは、前記分枝口の形状を示す、医用画像処理装置。
3. 請求項２に記載の医用画像処理装置であって、
   前記マークは、多角形状又は円形状で示される、医用画像処理装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の医用画像処理装置であって、
   前記プロセッサは、前記管状組織の３次元画像から前記管状組織の基準線を導出し、
   前記ディスプレイは、前記管状組織の３次元画像に、前記管状組織の基準線及び前記マークを重畳表示する、医用画像処理装置。
5. 医用画像処理装置における医用画像処理方法であって、
   本管と前記本管から分岐される枝管とを有する管状組織を含むボリュームデータを取得し、
   前記本管から前記枝管が分岐する分枝口の位置、前記分枝口の大きさ、及び前記分枝口の面の法線の向きを導出し、
   前記ボリュームデータに基づく前記管状組織の３次元画像に、前記３次元画像における前記分枝口の位置、前記分枝口の大きさ、及び前記分枝口の面の法線の向きを示す３次元空間上のマークを重畳表示する、
   医用画像処理方法。
6. 請求項５に記載の医用画像処理方法をコンピュータに実行させるための医用画像処理プログラム。