(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
医用画像から血管領域及び臓器領域を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された臓器領域の各部位について、血管が及ぼす影響の度合いを示す血管依存度を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された血管依存度を示す画像を生成し、表示する血管依存度表示手段と、
管領域の任意の部位を狭窄部位と仮定し、仮定した狭窄部位より末梢の血管領域について、狭窄に起因する血流量の変化を表すパラメータを段階的に変化させることにより、各段階の前記血管依存度を算出するシミュレーション算出手段と、
前記シミュレーション算出手段により算出された各段階の血管依存度を用いて、心筋梗塞または狭心症の予測シミュレーション画像を生成し、表示するシミュレーション画像表示手段と、を備えることを特徴とする医用画像処理装置。
【請求項２】
前記算出手段により算出される血管依存度は、前記臓器領域の各部位と前記血管領域の走行位置との距離データ、及び前記血管領域の血流量に関するデータに基づいて算出されることを特徴とする請求項1に記載の医用画像処理装置。
【請求項３】
前記算出手段は、前記血管領域に狭窄部位がある場合において、狭窄部位より末梢の血管領域については、狭窄に起因する血流量の変化を表すパラメータを用いて、前記血管依存度を算出することを特徴とする請求項1に記載の医用画像処理装置。
【請求項４】
血管領域または血管領域の任意の部位を指定する指定手段を更に備え、
前記血管依存度表示手段は、前記指定手段により指定された血管領域、または血管領域の部位が指定された場合はその部位より末梢の血管領域について、前記算出手段により算出された血管依存度を示す画像を生成し、表示することを特徴とする請求項1に記載の医用画像処理装置。
【請求項５】
医用画像から血管領域及び臓器領域を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップにより抽出された臓器領域の各部位について、血管が及ぼす影響の度合いを示す血管依存度を算出する算出ステップと、
前記算出ステップにより算出された血管依存度を示す画像を生成し、表示する血管依存度表示ステップと、
血管領域の任意の部位を狭窄部位と仮定し、仮定した狭窄部位より末梢の血管領域について、狭窄に起因する血流量の変化を表すパラメータを段階的に変化させることにより、各段階の前記血管依存度を算出するシミュレーション算出ステップと、
前記シミュレーション算出ステップにより算出された各段階の血管依存度を用いて、心筋梗塞または狭心症の予測シミュレーション画像を生成し、表示するシミュレーション画像表示ステップと、を備えることを特徴とする医用画像処理方法。
【請求項６】
前記算出ステップにより算出される血管依存度は、前記臓器領域の各部位と前記血管領域の走行位置との距離データ、及び前記血管領域の血流量に関するデータに基づいて算出されることを特徴とする請求項5に記載の医用画像処理方法。
【請求項７】
前記算出ステップは、前記血管領域に狭窄部位がある場合において、狭窄部位より末梢の血管領域については、狭窄に起因する血流量の変化を表すパラメータを用いて、前記血管依存度を算出することを特徴とする請求項5に記載の医用画像処理方法。
【請求項８】
血管領域または血管領域の任意の部位を指定する指定ステップを更に備え、
前記血管依存度表示ステップは、前記指定ステップにより指定された血管領域、または血管領域の部位が指定された場合はその部位より末梢の血管領域について、前記算出ステップにより算出された血管依存度を示す画像を生成し、表示することを特徴とする請求項5に記載の医用画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医用画像を解析する処理を行う医用画像処理装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から医用診断に利用される画像としては、例えばX線CT(Computed Tomography)装置やMRI(Magnetic Resonance Imaging)装置等によって撮影される被検体の断層像等が知られている。また、このような医用画像をコンピュータを用いて解析し、その陰影の中から病変候補を検出して医師に提示するコンピュータ検出支援装置(Computer-Aided Detection；以下、CADという)が開発されている。【０００３】
近年では、非特許文献1に記載されるように、心臓部をPET(Positron Emission Tomography)装置等により撮影し、その核医学画像を用いて冠動脈の責任領域を可視化したり、核医学画像とX線CT画像とを組み合わせた画像をコンピュータを用いて生成することにより、診断に有用な画像を生成する画像処理手法が開発されている。【０００４】
また、心筋部の還流や心筋のバイアビリティを可視化するために、例えばMRI装置を用いて、心筋Perfusionや遅延造影検査等を行っている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】RadFan Vol.6 No.13(2008) P.33、P.81
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、X線CT装置においては、上述のような遅延造影撮影等を行うことは被曝の問題等により現実的ではない。また、X線CT装置を用いた冠動脈造影撮影によって、冠動脈の異常部位についての画像を得ることは可能であるが、心筋への影響についての画像を得ることは容易ではなかった。【０００７】
また、上述のように、PET装置等により撮影した冠動脈の責任領域を示す核医学画像は、一般にX線CT装置等により撮影した心臓部の画像に重畳される。そのため、それぞれの画像を別に撮影する必要があり、患者の検査負担が大きかった。【０００８】
さらに、X線CT装置やMRI装置では、冠動脈が完全に塞栓されている場合、塞栓部より末梢の冠動脈には造影剤が及ばず、うまく描写されない可能性がある。そのため、心筋Perfusionや遅延造影検査を行わないで、狭窄や塞栓により影響を受ける心筋領域を特定することはできなかった。【０００９】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすることは、冠動脈等の血管造影画像を用いて、血管による臓器への影響を示す画像を生成する医用画像処理装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述した目的を達成するために本発明によれば、医用画像から血管領域及び臓器領域を抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された臓器領域の各部位について、血管が及ぼす影響の度合いを示す血管依存度を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された血管依存度を示す画像を生成し、表示する血管依存度表示手段と、を備えることを特徴とする医用画像処理装置が提供される。【００１１】
また、前記算出手段により算出される血管依存度は、前記臓器領域の各部位と前記血管領域の走行位置との距離データ、及び前記血管領域の血流量に関するデータに基づいて算出されることを特徴とする医用画像処理装置が提供される。【００１２】
また、前記算出手段は、前記血管領域に狭窄部位がある場合において、狭窄部位より末梢の血管領域については、狭窄に起因する血流量の変化を表すパラメータを用いて、前記血管依存度を算出することを特徴とする医用画像処理装置が提供される。【００１３】
また、血管領域または血管領域の任意の部位を指定する指定手段を更に備え、
前記血管依存度表示手段は、前記指定手段により指定された血管領域、または血管領域の部位が指定された場合はその部位より末梢の血管領域について、前記算出手段により算出された血管依存度を示す画像を生成し、表示することを特徴とする医用画像処理装置が提供される。【００１４】
また、血管領域の任意の部位を狭窄部位と仮定し、仮定した狭窄部位より末梢の血管領域について、狭窄に起因する血流量の変化を表すパラメータを段階的に変化させることにより、各段階の前記血管依存度を算出するシミュレーション算出手段と、
前記シミュレーション算出手段により算出された各段階の血管依存度を用いて、心筋梗塞または狭心症の予測シミュレーション画像を生成し、表示するシミュレーション画像表示手段と、を更に備えることを特徴とする医用画像処理装置が提供される。
【００１５】
また、医用画像から血管領域及び臓器領域を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップにより抽出された臓器領域の各部位について、血管が及ぼす影響の度合いを示す血管依存度を算出する算出ステップと、
前記算出ステップにより算出された血管依存度を示す画像を生成し、表示する血管依存度表示ステップと、を備えることを特徴とする医用画像処理方法が提供される。
【００１６】
また、前記算出ステップにより算出される血管依存度は、前記臓器領域の各部位と前記血管領域の走行位置との距離データ、及び前記血管領域の血流量に関するデータに基づいて算出されることを特徴とする医用画像処理方法が提供される。【００１７】
また、前記算出ステップは、前記血管領域に狭窄部位がある場合において、狭窄部位より末梢の血管領域については、狭窄に起因する血流量の変化を表すパラメータを用いて、前記血管依存度を算出することを特徴とする医用画像処理方法が提供される。【００１８】
また、血管領域または血管領域の任意の部位を指定する指定ステップを更に備え、
前記血管依存度表示ステップは、前記指定ステップにより指定された血管領域、または血管領域の部位が指定された場合はその部位より末梢の血管領域について、前記算出ステップにより算出された血管依存度を示す画像を生成し、表示することを特徴とする医用画像処理方法が提供される。
【００１９】
また、血管領域の任意の部位を狭窄部位と仮定し、仮定した狭窄部位より末梢の血管領域について、狭窄に起因する血流量の変化を表すパラメータを段階的に変化させることにより、各段階の前記血管依存度を算出するシミュレーション算出ステップと、
前記シミュレーション算出ステップにより算出された各段階の血管依存度を用いて、心筋梗塞または狭心症の予測シミュレーション画像を生成し、表示するシミュレーション画像表示ステップと、を更に備えることを特徴とする医用画像処理方法が提供される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の医用画像処理装置及び方法により、冠動脈等の血管造影画像を用いて、血管による臓器への影響を示す画像を生成する医用画像処理装置及び方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】画像処理システム1の全体構成を示すハードウエア構成図
【図２】医用画像処理装置100が実行する解析処理全体の流れを示すフローチャート
【図３】(A)冠動脈に梗塞がある場合の孤立度MinR(Mn)を説明する図、(B)正常時の孤立度MinR(Mn)を説明する図
【図４】(A)冠動脈に狭窄がある場合の孤立度MinR(Mn)を説明する図、(B)正常時の孤立度MinR(Mn)を説明する図
【図５】ブルズアイ・マップを用いた表示例
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。  
まず、図1を参照して、本発明の医用画像処理装置を適用した画像処理システム1の構成について説明する。
【００２３】
図1に示すように、画像処理システム1は、表示装置107、入力装置109を有する医用画像処理装置100と、医用画像処理装置100にネットワーク110を介して接続される画像データベース111と、医用画像撮影装置112とを備える。
【００２４】
医用画像処理装置100は、病院等に設置される画像診断用のコンピュータであり、医用画像を解析し、診断に適した画像を生成するものである。
【００２５】
医用画像処理装置100は、CPU(Central Processing Unit)101、主メモリ102、記憶装置103、通信インタフェース(通信I/F)104、表示メモリ105、マウス108等の外部機器とのインタフェース(I/F)106を備え、各部はバス113を介して接続されている。
【００２６】
CPU101は、主メモリ102または記憶装置103等に格納されるプログラムを主メモリ102のRAM上のワークメモリ領域に呼び出して実行し、バス113を介して接続された各部を駆動制御し、医用画像処理装置100が行う各種処理を実現する。
【００２７】
また、CPU101は、後述する解析処理(図2参照)において、医用画像から血管領域及び臓器領域を抽出し、抽出した臓器領域の各部位に対して、血管領域が及ぼす影響の度合いを示す血管依存度を算出し、算出した血管依存度を示す画像を生成して表示する。
【００２８】
主メモリ102は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等により構成される。ROMは、コンピュータのブートプログラムやBIOS等のプログラム、データ等を恒久的に保持している。また、RAMは、ROM、記憶装置103等からロードしたプログラム、データ等を一時的に保持するとともに、CPU101が各種処理を行う為に使用するワークエリアを備える。
【００２９】
記憶装置103は、HDD(ハードディスクドライブ)や他の記録媒体へのデータの読み書きを行う記憶装置であり、CPU101が実行するプログラム、プログラム実行に必要なデータ、OS(オペレーティングシステム)等が格納される。プログラムに関しては、OSに相当する制御プログラムや、アプリケーションプログラムが格納されている。これらの各プログラムコードは、CPU101により必要に応じて読み出されて主メモリ102のRAMに移され、各種の手段として実行される。
【００３０】
通信I/F104は、通信制御装置、通信ポート等を有し、医用画像処理装置100とネットワーク110との通信を媒介する。また通信I/F104は、ネットワーク110を介して、画像データベース111や、他のコンピュータ、或いは、X線CT装置、MRI装置等の医用画像撮影装置112との通信制御を行う。
【００３１】
I/F106は、周辺機器を接続させるためのポートであり、周辺機器とのデータの送受信を行う。例えば、マウス108やスタイラスペン等のポインティングデバイスをI/F106を介して接続させるようにしてもよい。
【００３２】
表示メモリ105は、CPU101から入力される表示データを一時的に蓄積するバッファである。蓄積された表示データは所定のタイミングで表示装置107に出力される。
【００３３】
表示装置107は、液晶パネル、CRTモニタ等のディスプレイ装置と、ディスプレイ装置と連携して表示処理を実行するための論理回路で構成され、表示メモリ105を介してCPU101に接続される。表示装置107はCPU101の制御により表示メモリ105に蓄積された表示データを表示する。
【００３４】
入力装置109は、例えば、キーボード等の入力装置であり、操作者によって入力される各種の指示や情報をCPU101に出力する。操作者は、表示装置107、入力装置109、及びマウス108等の外部機器を使用して対話的に医用画像処理装置100を操作する。
【００３５】
ネットワーク110は、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)、イントラネット、インターネット等の各種通信網を含み、画像データベース111やサーバ、他の情報機器等と医用画像処理装置100との通信接続を媒介する。
【００３６】
画像データベース111は、医用画像撮影装置112によって撮影された医用画像データを蓄積して記憶するものであり、例えば病院や医療センター等のサーバ等に設けられる。図1に示す画像処理システム1では、画像データベース111はネットワーク110を介して医用画像処理装置100に接続される構成であるが、医用画像処理装置100内の例えば記憶装置103に画像データベース111を設けるようにしてもよい。
【００３７】
次に、図2〜図5を参照して、医用画像処理装置100の動作について説明する。  
医用画像処理装置100のCPU101は、主メモリ102から解析処理に関するプログラム及びデータを読み出し、このプログラム及びデータに基づいて解析処理を実行する。
【００３８】
なお、以下の解析処理の実行開始に際して、画像データは画像データベース111等からネットワーク110及び通信I/F104を介して取り込まれ、医用画像処理装置100の記憶装置103に記憶されているものとする。
【００３９】
図2の解析処理において、まず医用画像処理装置100のCPU101は、医用画像データを入力画像データとして読み込む(ステップS11)。ここで読み込む医用画像は、解析対象とする部位の臓器及び血管が撮影された画像である。本実施の形態では、好適な例として心臓部の冠動脈造影画像を用いることとする。解析対象とする部位は心臓部に限定されるものではなく、脳等いずれの部位としてもよい。また、医用画像は、画像の精度や検査負担の面において、X線CT装置によって撮影されたものが好適である。
【００４０】
CPU101は、入力された画像データから、冠動脈領域を抽出する(ステップS12)。抽出には、CT値の閾値処理や領域拡張処理といった、汎用的な公知の方法を利用すればよいため説明を省略する。
【００４１】
次に、CPU101は、心臓の心筋領域を抽出する(ステップS13)。心筋領域として、この例では特に左心室壁を抽出する。
【００４２】
心筋領域壁の抽出では、心筋領域のアキシャル像や左心室の短軸横断像等からマウス108やスタイラスペン等の入力装置を利用し、操作者がマニュアルで輪郭をトレースするといった手法を用いて、擬似的に領域を決定してもよい。
【００４３】
次に、CPU101は、血管依存度を算出する(ステップS14)。  
血管依存度とは、臓器が血管から受ける影響の度合いを示す数値であり、臓器と血管との相対的な距離等と呼ばれることもある。ここでは、抽出した心筋領域(臓器)が、抽出した冠動脈(血管)から受ける影響を、血管依存度として計算する。血管依存度は、冠動脈の走行位置と心筋の各部位との距離データ、及び冠動脈の血流量に関するデータを用いて算出される。
【００４４】
具体的には、冠動脈の走行位置と心筋の各部位との距離は、抽出した冠動脈のある部位(Ci)の実空間座標データと、抽出した心筋のある部位(Mn)の実空間座標データとから求められる。また、冠動脈の血流量に関する量としては、例えば冠動脈のある部位(Ci)における断面積または血管径等を利用するものとする。
【００４５】
冠動脈が心筋のある部位(Mn)の近くを走行している場合、その部位(Mn)における血管依存度は大きくなる。また、冠動脈の血流量に関するデータAiが大きい場合にも、その部位(Mn)における血管依存度は大きくなる。
【００４６】
本実施の形態では、冠動脈に狭窄や梗塞が生じ、血流量が正常時より少ない部位や、正常時には本来造影されるが梗塞等により造影剤がまわらず、造影されなかった血管による心筋への影響部位の画像を生成するために、血管依存度の逆を意味する孤立度Ｒ(Mn)を求め、その最小値MinR(Mn)を画素値とする。
【００４７】
孤立度Ｒ(Mn)は、以下の式(1)により定義される。
【００４８】
【数１】
0005566370.tif 000002
ここで、
Aiは、冠動脈のある部位Ciにおける血流量に関する量(例えば、部位Ciの断面積や血管径の2乗値)、
Dist(CiMn)は、冠動脈のある部位Ciと心筋のある部位Mnとの距離である。
【００４９】
添え字の「i」または「ｎ」は位置番号であり、例えば512ピクセルの画像であれば、0〜511等の値とすればよい。
【００５０】
CPU101は、心筋の各部位Mnと冠動脈の各部位Ciとの全ての組み合わせについて、孤立度Ｒ(Mn)を算出し、最小となる組み合わせを決定する。最小の孤立度は、以下の式(2)により定義される。
【００５１】
【数２】
0005566370.tif 000003
CPU101は、最小の孤立度MinR(Mn)を、その部位Mnにおける画素値として定義する。
【００５２】
CPU101は、ステップS13によって抽出された心筋領域の各部位Mnについて、上述の式(2)により孤立度MinR(Mn)を算出し、画素値とする。
【００５３】
最小の孤立度MinR(Mn)の演算の結果、冠動脈が近くを走行しない心筋領域は、他の心筋領域と比べて大きい画素値を有することとなる。
【００５４】
例として、冠動脈のある枝のある部位に血栓による梗塞が生じており、梗塞部から末梢に造影剤が到達していない場合について説明する。
【００５５】
この例の場合、図3(A)に示すように、入力画像データ(冠動脈造影データ)からは、梗塞部より末梢の冠動脈の抽出は困難であり、抽出データとしては、梗塞部から先に冠動脈が存在しないものとなってしまう。
【００５６】
一方、上述のように、式(2)で求められる孤立度MinR(Mn)を画素値として画像化すると、梗塞部より末梢の冠動脈によって影響を受ける心筋領域についても描画が可能となる。すなわち、孤立度が大きいほど、大きい画素値を得るので、画素値の閾値処理やボリュームレンダリング等の手法により、様々な表示形式で画像を生成できるようになる。
【００５７】
図3(A)は、冠動脈の枝21に梗塞部がある冠動脈画像20aと、孤立度MinR(Mn)との関係を示す図であり、図3(B)は、正常な冠動脈画像20bと、孤立度MinR(Mn)の関係を示す図である。
【００５８】
図3(A)に示すように梗塞がある場合と、図3(B)に示すように梗塞がない正常な血管の場合とで、画像20a，20bの同じY位置(Y1)上の各点Mnにおける孤立度MinR(Mn)を比較すると、梗塞がある場合(図3(A))には、2本の冠動脈の間に孤立度MinR(Mn)のピーク23が存在することになる。これは、血流量が少ない、すなわち虚血領域の可能性を可視化することを意味する。
【００５９】
一方、正常な場合(図3(B))には、同一の位置(Y1)に血管24が走行しており、図3(A)と同一のY位置(Y1)での孤立度MinR(Mn)は、グラフ中の26で示すような低い値をとる。
【００６０】
従来は、この種の情報は、例えばMRI装置の遅延造影撮影等によって心筋に造影剤が貯留する領域と貯留しない領域との差が出た状態で撮影することにより画像化することが可能であったが、本手法を用いることで、遅延造影撮影検査等を行わなくても類似の結果を画像化し、梗塞による心筋への影響の有無を推定することが可能となる。
【００６１】
また別の例として、図4を参照して、冠動脈のある部位に、狭窄がある場合について説明する。
【００６２】
まず、CPU101は、狭窄の度合いを定義する。狭窄の度合いとしては、狭窄に起因する血流量の変化を表すパラメータを用いる。本実施形態では、例えば、血管のある部位Ciについて、正常な場合の断面積と、実際の断面積との比S(0＜S＜1)を定義する。ここで、正常な場合の断面積は、冠動脈抽出データから、着目している部位Ciの前後の部位における断面積(または径)を線形補間等により算出する。また、比Sは、断面積そのものを用いず、狭窄部位の径の比を用いたり、操作者が数値入力した値を用いたりしてもよい。
【００６３】
狭窄部位より末梢の冠動脈では、血流量に狭窄の影響が及ぶため、血流量に関する量Aiに狭窄の度合い(比S)を乗じ、上述の式(1)に適用する。
【００６４】
すると、狭窄部位より末梢の冠動脈についての孤立度を表す式(3)は、
【００６５】
【数３】
0005566370.tif 000004
で表され、画素値(最小の孤立度)は、以下の式(4)となる。
【００６６】
【数４】
0005566370.tif 000005
冠動脈に狭窄がある場合、CPU101は、狭窄部位よりも起枝部側の孤立度は式(2)により求めるものとし、狭窄部位及び狭窄部位より末梢側の孤立度は式(4)により求めるものとする。
【００６７】
式(4)の分母には、比S(0＜S＜1)が含まれるので、孤立度としての画素値は狭窄部位よりも末梢側で大きくなる傾向がある。このような部位は、狭心症として影響を受ける部位と推定される。
【００６８】
画像診断では、心臓に負荷が掛かった状態で冠動脈の血流量が増える場合、狭窄部位より末梢は血流量の増加が妨げられ、結果として他の正常な冠動脈に依存する心筋領域と比べて酸素を多く含む血液の供給量が減り、結果として酸素不足となる可能性が高いと予測できる。
【００６９】
図4(A)に示すように狭窄部位31がある場合と、図4(B)に示すように狭窄がない正常な場合とで、画像30a，30bの同じY位置(Y2)上の各点Mnにおける孤立度MinR(Mn)を比較すると、例えば断面積に50パーセントの狭窄(S＝0．5)がある場合(図4(A))には、各冠動脈の走行位置に孤立度が低くなる部分33が現れる。
【００７０】
一方、正常な場合(図4(B))にも、同様に冠動脈の走行位置に、孤立度が低くなる部分36が現れるが、その変化は、図4(A)の場合と比較して緩やかである。これはすなわち、狭窄がある場合には、狭窄の影響を受ける心筋領域に、急激な画素値(孤立度)の変化が見られ、このような画素値の分布を見れば、酸素不足の影響を受ける範囲が推定できる。
【００７１】
ステップS14において、全ての心筋領域における孤立度MinR(Mn)の算出が終了すると、次にCPU101は、算出した孤立度MinR(Mn)を画素値として、例えばボリュームレンダリング等の手法により表示画像を生成し、表示装置107に表示し(ステップS15)、演算結果や生成した表示画像データを記憶装置103に保存する(ステップS16)。
【００７２】
心筋バイアビリティを視覚化する手法として、ブルズアイ・マップや3次元画像として表示する手法が多く用いられている。ステップS15の結果表示処理において、CPU101は、例えば、ブルズアイ・マップに孤立度を示す画像を重畳したり、心筋の3次元画像に孤立度を示す画像を重畳したり、或いは、心筋の短軸方向断面の2次元画像に孤立度を示す画像を重畳したりする。
【００７３】
ブルズアイ・マップとは、心臓を同心円状のマップで表したものであり、深度と角度とからなる極座標上に、心臓の機能情報等を展開するという表示手法である。ブルズアイ・マップの中心からの距離が深度に対応する。深度とは、心臓の断面位置を意味するものである。ここでは、ステップS14で算出した心筋の各部位の孤立度を画素値とし、ブルズアイ・マップに展開する。
【００７４】
表示形式は、例えば、カラーマップ表示、濃淡表示、二値化表示、透明度表示等、いかなる手法で表示することも可能である。カラーマップ表示では、画素値の大きさに応じた色値を設定したカラーテーブルを予め用意しておき、孤立度(画素値)に応じた色値を与える。濃淡表示とは、画素値の大きさを濃淡で表したものである。二値化表示とは、所定の閾値を用いて画素値の大きさを二値化し、所定の閾値より大きい方、または小さい方のいずれかのみを表示させた画像である。また、透明度表示とは、例えばボリュームレンダリングの手法を用い、3次元画像のボリュームデータ(画素値)を視線方向に合計し、所定の透明度を与えて表示するものである。
【００７５】
また、孤立度を所定の表示形式で可視化したブルズアイ・マップや3次元画像等に、冠動脈を重畳表示してもよい。この場合、ステップS12で抽出した冠動脈抽出データから、上述のブルズアイ・マップまたは3次元画像等における冠動脈走行位置を特定し、重畳する。
【００７６】
また、全ての心筋領域について、孤立度を可視化するものではなく、操作者が指定した冠動脈についてのみ、その冠動脈が影響を及ぼす範囲(孤立度)を表示するようにしてもよい。また、冠動脈の任意の部位を指定し、指定された部位より末梢の血管領域についてのみ、孤立度を表示するようにしてもよい。
【００７７】
図5は、本医用画像処理装置100における表示例の一つである。  
図2のステップS15における結果表示処理において、例えば、まずCPU101は、図5(A)に示すような、画像51を表示する。この例の画像51は、ブルズアイ・マップに冠動脈を重畳したものである。この段階で、操作者によるマウス108等のポインティングデバイス操作によって、冠動脈のある枝52が指定されると、CPU101は、指定された枝52についての、孤立度を可視化する。
【００７８】
図5(B)は、指定された枝52についての孤立度を可視化した画像55である。図5(B)に示すように、枝52の周囲の領域56，57，58が、それぞれ所定の表示形式で表される。この例では、孤立度の値に応じて、「模様なし」、「斜線」、または「網掛け」のように3段階に表し、この順に孤立度MinR(Mn)が大きくなるものとしている。
【００７９】
図5(B)において、斜線で表された領域57は、領域56、58よりも孤立度が小さいことが視認できる。網掛けで表された領域56、58は、孤立度が大きいことが視認できる。特に、領域56内の枠線で囲まれた領域58については、冠動脈の走行位置から比較的近いが、孤立度が大きいことから、狭窄や梗塞による虚血領域であることが推測できる。
【００８０】
また、図2のステップS15の結果表示処理において、CPU101は、心筋梗塞または狭心症の予測シミュレーション画像を生成し、表示するようにしてもよい。
【００８１】
この予測シミュレーション処理において、CPU101は、血管の狭窄部位を仮定し、仮定した狭窄部位より末梢の血管領域について、狭心症や心筋梗塞の進行における各段階の孤立度を算出し、それぞれの段階での孤立度を上述のように可視化し、連続的に、または並べて表示する。
【００８２】
血管の狭窄部位または梗塞部位の仮定は、例えば、操作者による指示操作により行われる。また、狭心症や心筋梗塞の進行における各段階の孤立度を算出する際、CPU101は、上述の式(4)に用いる狭窄の度合い(比S)を、例えば0．1，0．3，0．5，0．7，0．999のように段階的に変化させて、各段階の孤立度を求める。
【００８３】
以上説明したように、医用画像処理装置100のCPU101は、入力された医用画像(例えば、心臓部の冠動脈造影画像データ)から、血管領域(冠動脈領域)及び臓器領域(例えば、心筋領域)を抽出し、臓器領域の各部位について、血管が及ぼす影響の度合いを示す血管依存度を算出し、画像として出力する。血管依存度は、臓器領域の各部位と血管領域の走行位置との距離データ、及び血管領域の血流量に関するデータに基づいて算出される。また、画像化する血管依存度の形態としては、血管と臓器との相対距離(血流量を考慮した距離)を示す孤立度が好適であるため、CPU101は、臓器領域の各部位と血管領域の走行位置との距離データを、血管領域の血流量に関するデータ(血管の断面積や径)で割り、孤立度を算出する。
【００８４】
その結果、遅延造影検査等を行わなくても、血管造影画像から、血管から受ける臓器への影響の度合いを簡便に可視化できるようになり、患者の検査負担を大幅に軽減できる。
【００８５】
また、冠動脈のある部位が完全に塞栓されている場合に、血管造影画像では描画されない塞栓部より末梢の血管領域についても、臓器への影響を可視化できるので、診断に貢献できる。
【００８６】
なお、上述の実施の形態では、心臓部の画像について解析処理を適用する例を示したが、これに限定されるものではなく、例えば脳など、他の臓器の画像を用いて、血管依存度を可視化するものとしてもよい。
【００８７】
また、血管依存度を生成する画像の表示形式等は、例示したブルズアイ・マップや2次元表示、3次元表示等に限定されず、公知の表示手法または今後開発される表示手法に対しても、本発明に示す血管依存度に基づいた画像生成を適用することが可能である。
【００８８】
以上、本発明に係る医用画像処理装置の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。また、当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００８９】
1  画像処理システム、100  医用画像処理装置、101  CPU、102  主メモリ、103  記憶装置、104  通信I/F、105  表示メモリ、106  I/F、107  表示装置、108  マウス(外部機器)、109  入力装置、110  ネットワーク、111  画像データベース、112  医用画像撮影装置、20a，20b，30a，30b  冠動脈造影画像、51  冠動脈画像を重畳したブルズアイ・マップ、55  ・血管依存度(孤立度)を表示したブルズアイ・マップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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