(57)【要約】【課題】心筋架橋の画像診断に関する手間や時間の削減を可能にする【解決手段】記憶部２は、被検体の心臓に関するボリュームデータセットを記憶する。血管特定部４２は、ボリュームデータセットに含まれる血管領域を特定する。心筋架橋判定部４５は、血管領域を包囲する複数のボクセルのボクセル値に基づいて血管領域が心筋架橋領域を含むか否かを判定する。表示部６は、心筋架橋判定部４５による判定結果に関する情報を表示する。【選択図】      図１
2010115317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の心臓に関するボリュームデータセットを記憶する記憶部と、
前記ボリュームデータセットに含まれる血管領域を特定する血管特定部と、
前記血管領域を包囲する複数のボクセルのボクセル値に基づいて前記血管領域が心筋架橋領域を含むか否かを判定する判定部と、
前記判定部による判定結果に関する情報を表示する表示部と、
を具備する画像処理装置。
【請求項２】
前記ボリュームデータセットに基づいて前記心筋架橋領域の少なくとも一部分を含む表示画像のデータを発生する画像発生部をさらに備え、
前記表示部は、前記発生された表示画像と前記判定結果とを表示する、
請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記心筋架橋領域の位置、長さ、及び厚さを算出する第１算出部をさらに備え、
前記表示部は、前記算出された位置、長さ、及び厚さを表示する、
請求項１記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記心筋架橋領域の断面積又は血管径に基づいて狭窄率を算出する第２算出部をさらに備え、
前記表示部は、前記算出された狭窄率を表示する、
請求項１記載の画像処理装置。
【請求項５】
被検体の心臓に関し、複数の時相に関する複数のボリュームデータセットを記憶する記憶部と、
前記複数のボリュームデータセットのうちの、ユーザからの指示に応じて指定された特定のボリュームデータセットに含まれる血管領域を特定する血管特定部と、
前記血管領域を包囲する複数のボクセルのボクセル値に基づいて前記血管領域が心筋架橋領域を含むか否かを判定する判定部と、
前記判定部による判定結果に関する情報を表示する表示部と、
を具備する画像処理装置。
【請求項６】
前記複数のボリュームデータセットのそれぞれに含まれる前記血管領域の血流速度の変化を算出する血流解析部をさらに備え、
前記表示部は、前記算出された血流速度の変化に関する情報を表示する、
請求項５記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記特定のボリュームデータセットに基づいて前記心筋架橋領域の少なくとも一部分を含む表示画像のデータを発生する画像発生部をさらに備え、
前記血流解析部は、前記算出された血流速度の変化に基づいて血液が逆流している逆流領域を前記血管領域から特定し、
前記表示部は、前記発生された表示画像中の前記逆流領域を強調して表示する、
請求項６記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心筋架橋（Myocardial Bridge）を画像診断するための画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
心臓壁には冠動脈が走行している。正常な冠動脈は、心筋外を通っている。しかし、異常な冠動脈の中には、心筋内を通るものもある。この心筋内を通る冠動脈は、心筋架橋と呼ばれている。心筋架橋は、左冠動脈前下降枝の中部に最も多く認められる。心筋架橋は、通常は無症状で、長期的にも問題ないとする考えがある。一方、不安定狭心症や心筋梗塞、不整脈、突然死との関連を示唆する報告もある。心筋架橋の検出は、６４列以上の多列のＸ線コンピュータ断層撮影装置程度の精度や画質がなければ難しい。そのため、画像診断による心筋架橋の検出例は限られており、今も研究が進められている。
【０００３】
上述のように心筋架橋は、６４列以上の多列のＸ線コンピュータ断層撮影装置で特定される。一般に多列のＸ線コンピュータ断層撮影装置により発生されたＣＴ画像上で心筋架橋の有無を医師の読影により診断している。また、心筋架橋の評価に用いる画像を発生するために、技師や医師は、手探りで画像パラメータを設定している。そのため技師や医師に多大な手間が掛かっている。また、心筋架橋の血行動態に与える影響は、ＣＴ画像上で心筋架橋を特定した後に、Ｘ線診断装置によるＣＡＧ（血管造影検査）で評価している。ＣＡＧは、造影剤やカテーテルを使用するため、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置に比して侵襲度が高い。そのため、ＣＡＧによる検査は、患者の負担が大きい。また、複数のモダリティで検査を行なうことは、単に手間が掛かるだけでなく、時間的なコストも大きい。
【非特許文献１】Myocardial BridgeのＭＤＣＴによる評価，Zeina AR: AJR2007; 188: 1069-1073（May. 2007)
【非特許文献２】心筋架橋による冠状動脈硬化抑制および心筋虚血，THE JOUNAL of JAPANESE COLLEGE of ANGIOLOGY 2003，Vol.43, No11, pp691-698
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、心筋架橋の画像診断に関する手間や時間の削減を可能にする画像処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１局面に係る画像処理装置は、被検体の心臓に関するボリュームデータセットを記憶する記憶部と、前記ボリュームデータセットに含まれる血管領域を特定する血管特定部と、前記血管領域を包囲する複数のボクセルのボクセル値に基づいて前記血管領域が心筋架橋領域を含むか否かを判定する判定部と、前記判定部による判定結果に関する情報を表示する表示部と、を具備する。
【０００６】
本発明の第２局面に係る画像処理装置は、被検体の心臓に関し、複数の時相に関する複数のボリュームデータセットを記憶する記憶部と、前記複数のボリュームデータセットのうちの、ユーザからの指示に応じて指定された特定のボリュームデータセットに含まれる血管領域を特定する血管特定部と、前記血管領域を包囲する複数のボクセルのボクセル値に基づいて前記血管領域が心筋架橋領域を含むか否かを判定する判定部と、前記判定部による判定結果に関する情報を表示する表示部と、を具備する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、心筋架橋の画像診断に関する手間や時間の削減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係わる画像処理装置を説明する。まずは、本実施形態に係わる画像処理装置を用いて画像診断される心筋架橋について説明する。
【０００９】
心筋架橋は、発作性房室ブロック、心室細動、心室頻脈、ＷＰＷ症候群、肥大型心筋症、不安定狭心症、心筋梗塞、不整脈、及び突然死に関連があると考えられている。
【００１０】
心筋架橋は、遺伝的背景を有さず、先天的・偶発的に生じた解剖学的一亜型である。心筋梗塞で亡くなり解剖された人の内、平均して約半数に心筋架橋が発見された。心筋架橋は、心収縮期に冠動脈を圧迫し、動脈内の異常血流及びそれに起因する心筋虚血を引き起こす。一方、心筋により被覆された冠動脈内膜は、血流の高ずり応力化により動脈硬化性病変の発生や進展が抑制される。
【００１１】
心収縮期における心筋架橋の圧迫によるＬＡＤ狭窄が７５％以上を示す症例では、心拍数増加に伴って心筋虚血性変化が生じる。心筋架橋による心筋虚血の発生には、心収縮時における心筋架橋の動脈圧迫に起因する血行動態の変位が強く関与している。すなわち、心収縮期における心筋架橋から上行側への血液逆流、心拡張期における心筋架橋下冠動脈の径減少（拡張遅延）、及び血流速度の増加が生じる。そのため、心筋血流量の低下と血流分布の不均衡とを招き、心筋虚血が発生すると考えられている。一方、心筋架橋部分へのステント挿入や外科的な心筋架橋の除去がmilking effectや心筋虚血性変化を回避させるという結果がある。これら結果は、心筋架橋が関与していたという証拠であろう。
【００１２】
心筋架橋による心筋虚血のメカニズムとして、心筋架橋下動脈の攣縮とそれに引き続く同部位の血管形成とが関与していると考えられている。心収縮期における心筋架橋下動脈の狭窄率が高度なもの、すなわち心筋架橋が厚い場合には、心筋虚血症状が出現することが多い。また、心肥大の進行により心筋架橋の冠動脈圧迫所見が顕在化した長期観察例もあり、虚血性変化を示さない心筋架橋症例でも経過観察が必要である。
【００１３】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係わる画像処理装置１は、心筋架橋の有無を自動的に判定し、心筋架橋の位置、長さ、及び厚さを評価する。図１は、第１実施形態に係わる画像処理装置１の構成を示す図である。図１に示すように、画像処理装置１は、記憶部２、入力部３、画像処理部４、画像発生部５、表示部６、及び制御部７を有する。
【００１４】
記憶部２は、複数の時相に関する複数のボリュームデータセットを記憶する。これらボリュームデータセットは、被検体の心臓に関する。この被検体の心臓の冠動脈（冠状動脈）には、心筋架橋が発生しているとする。これらボリュームデータセットは、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置や磁気共鳴イメージング装置により発生されたものであるとする。
【００１５】
入力部３は、ユーザからの各種指令や情報入力を受け付ける。具体的には、入力部３は、ユーザからの指示に応じて、心筋架橋の有無の判定対象とするボリュームデータセットを指定するために、複数の時相のうちの特定の時相を入力する。特定の時相は、１つの時相である。入力部３としては、マウスやトラックボールなどのポインティングデバイス、モード切替スイッチ等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスが適宜利用可能である。
【００１６】
画像処理部４は、入力部３により入力された特定時相に関するボリュームデータセットを記憶部２から読み出して画像処理し、心筋架橋の有無を判定したり心筋架橋を評価したりする。具体的には画像処理部４は、心筋特定部４１、血管特定部４２、セグメンテーション部４３、芯線特定部４４、心筋架橋判定部４５、心筋架橋位置算出部４６、心筋架橋長さ算出部４７、及び心筋架橋厚さ算出部４８を有する。
【００１７】
心筋特定部４１は、特定時相に関するボリュームデータセットに含まれる心筋領域を特定する。血管特定部４２は、特定時相に関するボリュームデータセットに含まれる血管領域を特定する。セグメンテーション部４３は、特定された血管領域を、その部位の位置に応じてセグメンテーション（分類）する。芯線特定部４４は、特定された血管領域の芯線を特定する。心筋架橋判定部４５は、特定された血管領域を包囲する複数のボクセルのボクセル値に基づいて、当該血管領域が心筋架橋領域を含むか否かを判定する。心筋架橋位置算出部４６は、心筋架橋領域の位置を算出する。心筋架橋長さ算出部４７は、心筋架橋領域の長さを算出する。心筋架橋厚さ算出部４８は、心筋架橋領域の厚さを算出する。
【００１８】
画像発生部５は、ボリュームデータセットに基づいて表示画像のデータを発生する。例えば、画像発生部５は、ボリュームデータセットをＳＶＲ（Shaded Volume Rendering）処理してＳＶＲ画像のデータを発生したり、ボリュームデータセットをＣＰＲ（Curved Multiple Planer Reconstruction）処理してＣＰＲ画像のデータを発生したりする。
【００１９】
表示部６は、上記の心筋架橋の有無の判定結果に関する情報を表示する。心筋架橋がある場合、表示部６は、心筋架橋の有無の判定結果だけでなく、心筋架橋の位置、長さ、及び厚さに関する情報を表示する。典型的には、表示部６は、心筋架橋の有無の判定結果とともに表示画像とを所定の表示レイアウトで表示してもよい。
【００２０】
制御部７は、画像処理装置１の中枢として機能する。制御部７は、入力部３からの心筋架橋の判定処理の開始要求を受けると、画像処理装置１内の各部を制御して、心筋架橋の画像診断処理を実行する。
【００２１】
次に制御部７の制御のもとに行なわれる心筋架橋の画像診断処理について説明する。図２は、心筋架橋の画像診断処理の典型的な流れを示す図である。
【００２２】
なお、ステップＳＡ１以前において記憶部２には、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置や磁気共鳴イメージング装置等により発生されたボリュームデータセットが記憶されているものとする。
【００２３】
心筋架橋の画像診断処理の開始時点において制御部７は、処理対象となるボリュームデータセットの時相に関する情報が入力されることを待機している（ステップＳＡ１）。処理対象となるボリュームデータセットの時相は、例えば、心筋架橋を検出しやすい心収縮期である。
【００２４】
ユーザにより入力部３を介して時相に関する情報が入力されることを契機として（ステップＳＡ１：ＹＥＳ）、制御部７は、心筋特定部４１に心筋特定処理を行なわせる。心筋特定処理において心筋特定部４１は、入力された時相に関するボリュームデータセットを記憶部２から読み出し、読み出したボリュームデータセットに含まれる心筋領域を特定する（ステップＳＡ２）。具体的には、心筋特定部４１は、閾値処理によりボリュームデータセットを構成する各ボクセルから心筋領域のボクセル値を有するボクセルを抽出する。そして心筋特定部４１は、抽出された心筋領域の位置（座標）情報を記憶部２に書き込む。なお、心筋領域のボクセル値の範囲は、特に記述しないが、一般的に知られている。
【００２５】
また、ユーザにより入力部３を介して時相に関する情報が入力されることを契機として（ステップＳＡ１：ＹＥＳ）、制御部７は、血管特定部４２に血管特定処理を行なわせる。血管特定処理において血管特定部４２は、入力された時相に関するボリュームデータセットを記憶部２から読み出し、読み出したボリュームデータセットに含まれる血管領域を特定する（ステップＳＡ３）。具体的には。血管特定部４２は、閾値処理によりボリュームデータセットを構成する各ボクセルから血管領域のボクセル値を有するボクセルを抽出する。そして血管特定部４２は、抽出された血管領域の位置（座標）情報を記憶部２に書き込む。なお、血管領域のボクセル値の範囲は、特に記述しないが一般的に知られている。
【００２６】
血管領域が特定されると制御部７は、セグメンテーション部４３にセグメンテーション処理を行なわせる。セグメンテーション処理においてセグメンテーション部４３は、血管領域を構成する複数の枝部分のそれぞれについて、その分類名ごとにセグメンテーションする（ステップＳＡ４）。具体的には、セグメンテーション部４３は、ユーザにより入力部３を介して入力された血管領域の開始点からのボクセル値の連続性から連結判定し、連結していると判定された一連のボクセルを血管領域をとしてセグメンテーションする。例えば、冠動脈は、その解剖学的な位置に応じて左前下行枝や左回旋枝、右冠状動脈等に分類されている。なお、心筋架橋は、多くの場合、左前下行枝の近位部付近に発生する。記憶部２は、血管領域と分類名とを関連付けて記憶する。
【００２７】
血管領域がセグメンテーションされると制御部７は、芯線特定部４４に芯線特定処理を行なわせる。芯線特定処理において芯線特定部４４は、セグメンテーションされた血管領域の血管芯線を特定する（ステップＳＡ５）。従来から様々な血管芯線の特定方法が開発されている。本実施形態に係わる芯線特定部４４は、これら従来法のいずれの方法を用いて血管芯線を特定しても構わない。例えば、芯線特定部４４は、血管領域を細線化することにより血管芯線を抽出し、抽出された血管芯線の位置（座標）情報を記憶部２に書き込む。図３は、心筋領域６１と血管領域６２と血管芯線６３との位置関係を示す図である。図３に示すように血管領域６２の血管芯線６３は、点列として抽出される。心筋架橋の発生部位には、心筋領域６１に囲まれている。抽出された血管領域６２の位置情報を記憶部２に書き込む。
【００２８】
心筋領域と血管芯線とが特定されると制御部７は、心筋架橋判定部４５に判定処理を行なわせる。判定処理において心筋架橋判定部４５は、血管領域を包囲する複数のボクセルのボクセル値に基づいて当該血管領域が心筋架橋領域を含むか否かを判定する（ステップＳＡ６）。
【００２９】
以下、心筋架橋判定部４５による判定処理を詳細に説明する。図４は、血管芯線６３に直交する断面（以下、直交断面と呼ぶ）内における心筋架橋に関する血管領域６２Ａ（以下、心筋架橋領域と呼ぶ）を模式的に示す図である。図４に示すように、心筋架橋領域６２Ａは、心筋領域６１の内部に侵入している。従って心筋架橋領域６２Ａは、直交断面内において心筋領域６１に包囲されている、換言すれば、直交断面内において心筋架橋領域６２Ａ（血管芯線６３）の全周方向に心筋領域６１が位置している。なお、心筋架橋領域６２Ａが心筋領域６１に包囲されていれば、心筋領域６１は、心筋架橋領域６２Ａに接していても接していなくとも良い。すなわち、心筋架橋領域６２Ａと心筋領域６１との間に他の領域（例えば、脂肪組織領域（図示せず）等）が位置していてもよい。
【００３０】
図５は、直交断面内における正常な血管領域６２Ｂを模式的に示す図である。図５に示すように、正常な血管領域６２Ｂは、心筋領域６１の表面に分布している。従って、正常な血管領域６２Ｂは、直交断面内において心筋領域６１に包囲されていない、換言すれば、直交断面内において全周方向のうちの一部分のみに心筋領域６１が分布している。この際も心筋架橋の場合と同様に、心筋領域６１は、心筋架橋領域６２Ｂに接していても接していなくとも良い。すなわち、心筋架橋領域６２Ｂと心筋領域６１との間に他の領域（例えば、脂肪組織領域（図示せず）等）が位置していてもよい。
【００３１】
上記の心筋架橋領域と心筋領域との配置関係を利用した心筋架橋の判定処理が、心筋架橋判定部４５により行なわれる。判定処理において、まず、心筋架橋判定部４５は、記憶部２に記憶されている心筋領域と血管領域と血管芯線との位置情報を読み出す。読み出した位置情報に基づいて、血管芯線を構成する各ボクセル（以下、芯線ボクセルと呼ぶ）について、血管芯線の走行方向に直交する直交断面を設定する。そして心筋架橋判定部４５は、設定された各直交断面内において、血管領域が心筋領域のボクセル値を有する複数のボクセル（以下、心筋ボクセルと呼ぶ）に包囲されている、すなわち、血管領域の全半径方向に心筋領域が分布しているか否かを判定する。なお、設定される直交断面は、全ての芯線ボクセルについて設定される必要はなく、例えば、所定個数毎に設定されても良い。
【００３２】
実際の処理においては、心筋架橋判定部４５は、複数の心筋ボクセルに包囲されている芯線ボクセルを、心筋架橋領域を構成するボクセル（以下、架橋ボクセルと呼ぶ）であると判定し、一方、芯線ボクセルが心筋ボクセルに包囲されていない場合、その芯線ボクセルを架橋ボクセルではないと判定する。より詳細には、まず、血管芯線の直交断面内において自動的又は手動的に１つの心筋ボクセルを領域成長処理の開始ボクセルに設定し、心筋領域のボクセル値を有するボクセルを次々に統合していく。領域成長処理後の統合領域（心筋領域）が、血管芯線の直交断面において芯線ボクセルの外側で統合領域が閉曲線を形成しているか否かを統合領域の形状に基づいて判定する。そして、芯線ボクセルの外側で統合領域が閉曲線を形成している場合、当該芯線ボクセルを架橋ボクセルであると判定する。架橋ボクセルには、心筋架橋である旨のフラグが立てられる。一方、血管領域の外側で統合領域が閉曲線を形成していない場合、当該芯線ボクセルを架線ボクセルでないと判定する。架橋ボクセルには、心筋架橋である旨のフラグが立てられる。心筋架橋判定部４５は、全ての芯線ボクセルについて、この判定処理を行なう。
【００３３】
図６は、フラグが立てられた架橋ボクセル６３Ａとフラグが立てられなかった正常な芯線ボクセル６３Ｂとを示す図である。心筋架橋判定部４５による判定処理が終了すると、図６に示すように、各芯線ボクセル６３について架橋ボクセル６３Ａ又は正常な芯線ボクセル６３Ｂが判定される。
【００３４】
その後、心筋架橋判定部４５は、図７に示すように、架橋ボクセル６３Ａが所定数以上連続した場合、この連続する複数の架橋ボクセル６３Ａの範囲の血管領域を心筋架橋領域６２Ａに設定する。この所定数は、ユーザにより入力部３等を介して任意に設定可能である。以下、心筋架橋判定部４５による心筋架橋領域６２Ａの設定処理について詳細に説明する。まず、所定数以上連続する複数の架橋ボクセル６３Ａがトレースされることにより、これら複数の架橋ボクセル６３Ａのうちの両端の架線ボクセルが特定される。特定された両端の架線ボクセルをそれぞれ含み、芯線に直交する両端面が設定される。そして、設定された両端面に挟まれる血管領域が心筋架橋領域６２Ａに設定される。心筋架橋領域６２Ａには、心筋架橋である旨のフラグが立てられる。心筋架橋領域６２Ａの位置情報は、記憶部２に記憶される。
【００３５】
なお、心筋架橋領域の設定方法は、上記方法のみに限定されない。例えば、全ての架線ボクセルの範囲の血管領域が心筋架橋領域に設定されてもよい。
【００３６】
また、心筋架橋判定部４５は、血管芯線の直交断面において、血管領域が所定厚み以上の心筋領域に包囲されている場合にのみ、当該血管領域を心筋架橋領域と判定してもよい。この所定厚みは、ユーザにより入力部３等を介して任意に設定可能である。
【００３７】
心筋架橋領域が含まれる判定された場合（ステップＳＡ７：ＹＥＳ）、制御部７は、心筋架橋位置算出部４６、心筋架橋長さ算出部４７、及び心筋架橋厚さ算出部４８に、心筋架橋領域の位置、長さ、及び厚さの算出処理をそれぞれ行なわせる。
【００３８】
位置の算出処理において心筋架橋位置算出部４６は、心筋架橋領域の位置を算出する（ステップＳＡ８）。位置は、血管領域の基準点から心筋架橋領域までの血管芯線の長さと規定される。血管領域の基準点は、例えば、冠動脈のうちの左冠動脈入力部である。具体的には、心筋架橋位置算出部４６は、心筋架橋を構成するボクセルのうちの最も左冠動脈入力部に近いボクセルから左冠動脈入力部までの血管芯線の長さを算出する。典型的には、血管芯線の長さは、芯線ボクセルの個数に基づいて算出される。
【００３９】
長さの算出処理において心筋架橋長さ算出部４７は、心筋架橋領域の長さを算出する（ステップＳＡ８）。長さは、心筋架橋領域に含まれる血管芯線の長さと規定される。具体的には、心筋架橋長さ算出部４７は、心筋架橋領域に含まれる芯線ボクセルを計数し、計数値に基づいて心筋架橋領域の血管芯線の道のり長さを算出する。
【００４０】
厚さの算出処理において心筋架橋厚さ算出部４８は、心筋架橋領域の厚さを算出する（ステップＳＡ８）。厚さの定義には、複数パターンある。例えば以下の３通りのパターンがある。
【００４１】
第１の厚さは、図８に示すように、心筋架橋領域６２Ａに含まれる各芯線ボクセルを中心とする、心筋領域の外壁面６４に内接する球６５の半径と規定される。
【００４２】
第２の厚さは、図９に示すように、心臓の長軸Ａ１に直交し且つ芯線を通る直線Ａ２上における、心臓外壁面６４と交わる点Ｐ１と血管外壁面６５と交わる点Ｐ２との間の距離と規定される。具体的には、まず心筋架橋厚さ算出部４８は、心臓領域を楕円体近似し、楕円体の長軸Ａ１を算出する。心筋架橋厚さ算出部４８は、心筋架橋領域６２Ａに含まれる各芯線ボクセルについて、上述の第２の厚さの定義に従って第２の厚さを算出する。
【００４３】
第３の厚さは、図１０に示すように、心臓領域の中心Ｐ３と芯線６３とを通る直線Ａ３上における、心臓外壁面６４と交わる点Ｐ４と血管外壁面６５と交わる点Ｐ５との間の距離と規定される。具体的には、まず心筋架橋厚さ算出部４８は、心臓領域を楕円体近似し、心臓の中心位置Ｐ３を算出する。この中心位置Ｐ３は、例えば、楕円体の長軸Ａ１と短軸Ａ４との交点により規定される。次に心筋架橋厚さ算出部４８は、心筋架橋領域６２Ａに含まれる各芯線ボクセルについて、上述の第３の厚さの定義に従って第３の厚さを算出する。
【００４４】
心筋架橋厚さ算出部４８は、各心筋ボクセルについて心筋領域の厚さを算出すると、算出された厚さのうちの最大厚さとその位置とを特定する。
【００４５】
心筋架橋領域の位置、長さ、及び厚さが算出されると制御部７は、画像発生部５に画像発生処理を行なわせる。画像発生処理において画像発生部５は、ボリュームデータセットから心筋架橋領域を含む表示画像のデータを発生する（ステップＳＡ９）。具体的には、画像発生部５は、血管芯線の位置や心筋架橋領域の位置に基づいて心筋架橋領域が見える視線方向を算出する。そして画像発生部５は、算出された視線方向に基づいてボリュームデータセットからＣＰＲ画像やＳＶＲ画像のデータを発生する。
【００４６】
表示画像のデータが発生されると制御部７は、表示部６に第１表示処理を行なわせる。第１表示処理において表示部６は、発生された表示画像を所定の表示レイアウトで表示する（ステップＳＡ１０）。また、表示部６は、表示画像とともに算出された位置、長さ、及び厚さ等の定量的な数値を文字情報として表示する。なお、画像や文字情報の表示レイアウト、ＣＰＲ画像やＳＶＲ画像のような画像種、各文字情報の色、大きさ、及び位置、表示の有無といった表示条件は、入力部３を介して設定可能である。
【００４７】
図１１は、ステップＳＡ１０において表示される表示画面の表示レイアウト例を示す図である。図１１に示すように、表示部６は、ＣＰＲ画像と、ＳＶＲ画像と、心筋架橋の位置、長さ、及び厚さを示す文字情報とを表示する。ＣＰＲ画像は、血管の一覧性が良い。ＳＶＲ画像は、形状、大きさ、及び位置関係に歪みがなく解剖学的特徴を良好に示す。
【００４８】
一方、心筋架橋判定部４５により心筋架橋領域がないと判定された場合（ステップＳＡ７：ＮＯ）、制御部７は、表示部６に第２表示処理を行なわせる。第２表示処理において表示部６は、血管領域に心筋架橋領域が含まれていない旨のメッセージを表示する（ステップＳＡ１１）。
【００４９】
以上で第１実施形態に係わる心筋架橋の画像診断処理が終了する。
【００５０】
上記構成によれば画像処理装置１は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置や磁気共鳴イメージング装置によって発生されたボリュームデータセット中の心筋架橋領域の有無を自動的に判定し、判定結果を表示する。また、心筋架橋領域がある場合、画像処理装置１は、その心筋架橋領域の位置、長さ、及び厚さ等に代表される定量評価をし、その評価結果を表示する。かくして第１実施形態によれば、心筋架橋の画像診断に関する手間や時間の削減が可能となる。
【００５１】
なお、画像処理装置１は、画像診断や検査、観察を行なうためのコンピュータ装置であっても良いし、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置や磁気共鳴イメージング装置等の医用画像診断装置に内蔵されていても良い。
【００５２】
（第２実施形態）
心筋架橋の発生部位は、心筋によって血管が圧迫されるため、Milkingによる血流の変化が観察される場合がある。Milkingが発生している部位では、心収縮期において、心筋架橋から上行側への血液逆流、下行側への血流速度の増加が発生する。また、心収縮期において心筋架橋の血管は、心筋によって圧迫されるため一時的に狭窄が生じる場合がある。従って、異なる時相において算出された狭窄率を比較することは、臨床的に有意義である。本発明の第２実施形態に係わる画像処理装置は、磁気共鳴イメージング装置により発生された複数の時相に関するボリュームデータセットに含まれる血管領域の血行動態を解析して、解析結果を表示するものである。
【００５３】
以下、本発明の第２実施形態を説明する。なお以下の説明において、本実施形態と略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。図１２は、本発明の第２実施形態に係わる画像処理装置２０の構成を示す図である。図１２に示すように、画像処理装置２０は、記憶部２、入力部３、画像処理部４、画像発生部５、表示部６、及び制御部７を有する。
【００５４】
記憶部２は、ＭＲＡ（MR Angiography）法を用いて磁気共鳴イメージング装置により発生された、複数の時相に関する複数のボリュームデータセットを記憶する。ＭＲＡとは、磁気共鳴イメージング装置における血流解析法である。ＭＲＡは、静止している実質に由来するＭＲ信号と血流に由来するＭＲ信号との成分が異なることを利用して血管のみを撮像する画像化法である。このＭＲＡに特有のパルスシーケンス手法の一つにＰＣ（Phase Contrast）法がある。ＰＣ法により、血流速度の情報を画像化することができる。すなわち、記憶部２は、磁気共鳴イメージング装置によりＰＣ法を用いて発生された複数の時相に関する複数のボリュームデータセットを記憶する。
【００５５】
画像処理部４は、入力部３により入力された特定時相に関するボリュームデータセットを記憶部２から読み出し、心筋架橋の有無を判定したり心筋架橋を評価したりするための種々の画像処理をする。さらに画像処理部４は、複数のボリュームデータセットに基づいて血流解析したり、心筋架橋領域の狭窄の有無を判定したり、狭窄率を算出したりする。具体的には、画像処理部４は、心筋特定部４１、血管特定部４２、セグメンテーション部４３、芯線特定部４４、心筋架橋判定部４５、心筋架橋位置算出部４６、心筋架橋長さ算出部４７、及び心筋架橋厚さ算出部４８に加え、血流解析部４９と狭窄解析部５０とを有する。血流解析部４９は、複数の時相に関する複数のボリュームデータセットを血流解析する。狭窄解析部５０は、心筋架橋領域の狭窄状態を解析する。
【００５６】
次に制御部７の制御のもとに行なわれる心筋架橋の画像診断処理について説明する。図１３は、心筋架橋の画像診断処理の典型的な流れを示す図である。
【００５７】
なお、ステップＳＢ１以前において記憶部２には、磁気共鳴イメージング装置等によりＰＣ法を用いて発生された複数の時相に関する複数のボリュームデータセットが記憶されているものとする。
【００５８】
心筋架橋の画像診断処理の開始時点において制御部７は、処理対象となるボリュームデータセットの時相に関する情報が入力されることを待機している（ステップＳＢ１）。
【００５９】
ユーザにより入力部３を介して時相に関する情報が入力されることを契機として（ステップＳＢ１：ＹＥＳ）、制御部７は、心筋特定部４１に心筋特定処理を行なわせる。心筋特定処理において心筋特定部４１は、入力された時相に関するボリュームデータセットを記憶部２から読み出し、読み出したボリュームデータセットに含まれる心筋領域を特定する（ステップＳＢ２）。
【００６０】
また、ユーザにより入力部３を介して時相に関する情報が入力されることを契機として（ステップＳＢ１：ＹＥＳ）、制御部７は、血管特定部４２に血管特定処理を行なわせる。血管特定処理において血管特定部４２は、入力された時相に関するボリュームデータセットを記憶部２から読み出し、読み出したボリュームデータセットに含まれる血管領域を特定する（ステップＳＢ３）。
【００６１】
血管領域が特定されると制御部７は、セグメンテーション部４３にセグメンテーション処理を行なわせる。セグメンテーション処理においてセグメンテーション部４３は、血管領域を構成する複数の部分のそれぞれについて、その分類名ごとにセグメンテーションする（ステップＳＢ４）。
【００６２】
血管領域がセグメンテーションされると制御部７は、芯線特定部４４に芯線特定処理を行なわせる。芯線特定処理において芯線特定部４４は、セグメンテーションされた血管領域の芯線を特定する（ステップＳＢ５）。
【００６３】
心筋領域と血管芯線とが特定されると制御部７は、心筋架橋判定部４５に判定処理を行なわせる。判定処理において心筋架橋判定部４５は、血管領域を包囲する複数のボクセルのボクセル値に基づいて当該血管領域が心筋架橋領域を含むか否かを判定する（ステップＳＢ６）。
【００６４】
心筋架橋領域が含まれると判定された場合（ステップＳＢ７：ＹＥＳ）、制御部７は、心筋架橋位置算出部４６、心筋架橋長さ算出部４７、及び心筋架橋厚さ算出部４８に、心筋架橋領域の位置、長さ、及び厚さの算出処理をそれぞれ行なわせる。位置の算出処理において心筋架橋位置算出部４６は、心筋架橋領域の位置を算出する（ステップＳＢ８）。長さの算出処理において心筋架橋長さ算出部４７は、心筋架橋領域の長さを算出する（ステップＳＢ８）。厚さの算出処理において心筋架橋厚さ算出部４８は、心筋架橋領域の厚さを算出する（ステップＳＢ８）。
【００６５】
心筋架橋領域の位置、長さ、及び厚さが算出されると制御部７は、血流解析部４９に血流解析処理を行なわせる。血流解析処理において血流解析部４９は、ステップＳＡ１において入力された特定時相を含む複数の時相に関する複数のボリュームデータセットを読み出し、読み出した複数のボリュームデータセットを画像処理して、血流解析する（ステップＳＢ９）。具体的には、特定時相に関するボリュームデータセットと他のボリュームデータセットとに含まれる解剖学的な同一部分の各ボクセル値の差分を算出する。この同一部分は、自動的又は手動的に指定され、例えば、ステップＳＢ３において特定された血管領域である。各ボクセルにおいて算出される各差分値は、各ボクセルにおける血流速度の変化に対応する。この差分値に基づいて、血管領域のうち血液が逆流している領域が特定される。逆流領域は、例えば、血流が心筋架橋領域から上行側へ向かう領域である。血流速度情報は、記憶部２に記憶される。また、逆流領域の位置情報も記憶部２に記憶される。
【００６６】
血流解析が行われると制御部７は、狭窄解析部５０に狭窄解析処理を行なわせる。狭窄解析処理において狭窄解析部５０は、心筋架橋領域の狭窄状態を解析する（ステップＳＢ１０）。より詳細には、狭窄解析部５０は、心筋架橋領域における狭窄の有無を判定したり、狭窄率を算出したりする。これら狭窄解析は、心筋架橋領域を判定するためにステップＳＢ５（ステップＳＡ５）において設定された各断面、すなわち、血管芯線に設定された各直交断面においてなされる。なお、狭窄の有無の判定方法や狭窄率の算出方法は、既知の方法を用いてなされる。例えば直交断面内における心筋架橋領域の断面積又は血管径に基づいて狭窄率は、算出される。
【００６７】
狭窄解析が行われると制御部７は、画像発生部５に画像発生処理を行なわせる。画像発生処理において画像発生部５は、ボリュームデータセットから心筋架橋領域を含む表示画像のデータを発生する（ステップＳＢ１１）。画像発生部５は、ボリュームデータセットに基づいてＳＶＲ画像やＣＰＲ画像等の形態画像のデータを発生する。また、画像発生部５は、血行動態を表す機能画像のデータを発生する。機能画像は、ステップＳＢ９において算出された血流速度と向きとを各ピクセルに割り付けることにより発生される。発生される形態画像の断面と機能画像の断面とは、同一断面である。
【００６８】
表示画像のデータが発生されると制御部７は、表示部６に第３表示処理を行なわせる。第３表示処理において表示部６は、発生された表示画像に含まれる逆流領域を強調して表示する（ステップＳＢ１２）。具体的には、表示部６は、ステップＳＢ１１において発生された形態画像と機能画像とを位置合わせして重ね合わせて表示する。
【００６９】
図１４は、ステップＳＢ１２において表示される表示画面の表示レイアウト例を示す図である。図１４に示すように、表示部６は、ステップＳＢ９において特定された逆流領域をＣＰＲ画像やＳＰＲ画像上で明示して表示する。また、表示部６は、ステップＳＢ１０において算出された最大狭窄率を文字情報として表示する。この際、表示部６は、最大狭窄率の位置、例えば最大狭窄率が算出された断面を明示して表示してもよい。
【００７０】
一方、ステップＳＢ７において心筋架橋領域がないと判定された場合（ステップＳＢ７：ＮＯ）、制御部７は、表示部６に第２表示処理を行なわせる。第２表示処理において表示部６は、血管領域に心筋架橋領域が含まれていない旨のメッセージを表示する（ステップＳＢ１３）。
【００７１】
以上で第２実施形態に係わる心筋架橋の画像診断処理が終了する。
【００７２】
かくして第２実施形態によれば、心筋架橋の画像診断に関する手間や時間の削減が可能となる。
【００７３】
（第２実施形態の変形例）
第２実施形態の変形例に係わる画像処理装置は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置により発生された複数の時相に関するボリュームデータセットに含まれる血管領域の血行動態を解析して、解析結果を表示するものである。以下、第２実施形態の変形例に係わる画像処理装置について説明する。なお以下の説明において、第１実施形態又は第２実施形態略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。
【００７４】
図１３のステップＳＢ９において第２実施形態の変形例に係わる血流解析部４９は、複数の時相に関するボリュームデータセットの差分に基づいて、ステップＳＢ３において抽出された血管領域における血流速度を算出する。より具体的には、血流解析部４９は、時間的に隣り合う２つのボリュームデータセットのそれぞれについて、造影領域の画素値に基づいて、心筋架橋の冠動脈内で造影領域の先頭位置を特定する。そして血流解析部４９は、特定された２つの先頭位置の移動量と２つのボリュームデータセットの時間間隔とから血流速度を算出する。
【００７５】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第1実施形態に係わる画像処理装置の構成を示す図。
【図２】図１の制御部の制御のもとに行なわれる心筋架橋の画像診断処理の典型的な流れを示す図。
【図３】図２のステップＳＡ５の補足図。
【図４】図２のステップＳＡ６の補足図。
【図５】図２のステップＳＡ６の補足図。
【図６】図２のステップＳＡ６の補足図。
【図７】図２のステップＳＡ６の補足図。
【図８】図２のステップＳＡ８において算出される第１の厚さを示す図。
【図９】図２のステップＳＡ８において算出される第２の厚さを示す図。
【図１０】図２のステップＳＡ８において算出される第３の厚さを示す図。
【図１１】図２のステップＳＡ１０において表示される表示画面の表示レイアウト例を示す図。
【図１２】本発明の第２実施形態に係わる画像処理装置の構成を示す図。
【図１３】図１２の制御部の制御のもとに行なわれる心筋架橋の画像診断処理の典型的な流れを示す図。
【図１４】図１３のステップＳＢ１２において表示される表示画面の表示レイアウト例を示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１…画像処理装置、２…記憶部、３…入力部、４…画像処理部、５…画像発生部、６…表示部、７…制御部、４１…心筋特定部、４２…血管特定部、４３…セグメンテーション部、４４…芯線特定部、４５…心筋架橋判定部、４６…心筋架橋位置算出部、４７…心筋架橋長さ算出部、４８…心筋架橋厚さ算出部
【図１】
2010115317.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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