(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の心臓領域から収集されたボリュームデータに基づいて冠状動脈の芯線データを生成する芯線データ生成手段と、
前記芯線データに対して所定間隔で設定された芯線直交断面の各々における前記ボリュームデータに基づいて前記冠状動脈の周囲に形成された脂肪組織の領域を脂肪領域として設定する脂肪領域設定手段と、
前記脂肪領域の脂肪厚を計測する脂肪厚計測手段と、
前記芯線直交断面の各々において計測された前記脂肪厚の計測結果に基づいて脂肪厚分布データを生成する脂肪厚分布データ生成手段と、
前記脂肪厚分布データを表示する表示手段とを
備えたことを特徴とする医用画像処理装置。
【請求項２】
前記芯線データ生成手段は、前記ボリュームデータの冠状動脈領域に対しトラッキング処理あるいは細線化処理を行なって前記芯線データを生成することを特徴とする請求項１記載の医用画像処理装置。
【請求項３】
前記脂肪領域設定手段は、前記ボリュームデータの前記芯線直交断面に存在するボクセルの中から所定範囲のボクセル値を有するボクセルを抽出することによって前記脂肪領域を設定することを特徴とする請求項１記載の医用画像処理装置。
【請求項４】
前記脂肪領域における中心線を脂肪領域中心線として設定する脂肪領域中心線設定手段を備え、前記脂肪厚計測手段は、前記脂肪領域中心線に垂直な法線方向における前記脂肪領域の脂肪厚を計測することを特徴とする請求項１記載の医用画像処理装置。
【請求項５】
前記脂肪厚計測手段は、前記脂肪領域中心線に対して複数の法線を所定間隔で設定し、前記法線の各々と前記脂肪領域の外側境界線及び内側境界線との交点位置情報に基づいて前記法線方向における前記脂肪厚を計測することを特徴とする請求項４記載の医用画像処理装置。
【請求項６】
前記脂肪厚分布データ生成手段は、前記芯線直交断面の各々における複数の法線方向に対して計測された脂肪厚の計測結果を前記芯線データからの距離に対応させて配列することにより前記脂肪厚分布データを生成することを特徴とする請求項１記載の医用画像処理装置。
【請求項７】
前記脂肪領域中心線設定手段が、前記芯線直交断面の各々における脂肪領域に対して設定した複数からなる前記脂肪領域中心線に基づいて曲面状のＣ−ＭＰＲ（Curved-Multi Planar Reconstruction)断面を形成するＣ−ＭＰＲ断面形成手段と、前記ボリュームデータに前記Ｃ−ＭＰＲ断面を設定してＭＰＲ画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成手段を備え、前記表示手段は、前記脂肪厚分布データ生成手段によって生成された前記脂肪厚分布データを前記ＭＰＲ画像データに重畳して表示することを特徴とする請求項１記載の医用画像処理装置。
【請求項８】
前記Ｃ−ＭＰＲ断面形成手段は、前記脂肪領域中心線設定手段が、前記芯線直交断面の各々において設定した前記複数からなる脂肪領域中心線を芯線方向に対して補間処理することにより前記Ｃ−ＭＰＲ断面を形成することを特徴とする請求項６記載の医用画像処理装置。
【請求項９】
前記ＭＰＲ画像データ生成手段は、前記Ｃ−ＭＰＲ断面において抽出した前記ボリュームデータのボクセルを前記芯線データからの距離に対応させて配列することにより、その中央部に直線状の冠状動脈が位置する前記ＭＰＲ画像データを生成することを特徴とする請求項６記載の医用画像処理装置。
【請求項１０】
前記脂肪厚分布データに対して所定形状の関心領域を設定する関心領域設定手段と、前記脂肪領域における脂肪体積を計測する脂肪体積計測手段を備え、前記脂肪体積計測手段は、前記脂肪厚分布データに設定された前記関心領域における脂肪厚の計測結果を加算処理することにより前記脂肪体積を計測することを特徴とする請求項１記載の医用画像処理装置。
【請求項１１】
前記表示手段は、前記脂肪厚分布データに対し脂肪厚の計測値に対応した色調を設定することによりカラースケール表示することを特徴とする請求項１記載の医用画像処理装置。
【請求項１２】
前記表示手段は、前記脂肪厚分布データに対し脂肪厚の計測値に対応した輝度を設定することによりグレイスケール表示することを特徴とする請求項１記載の医用画像処理装置。
【請求項１３】
被検体の心臓領域から収集されたボリュームデータに基づいて冠状動脈の周囲に存在する脂肪領域を計測する医用画像処理装置に対し、
前記ボリュームデータに基づいて前記冠状動脈の芯線データを生成する芯線データ生成機能と、
前記芯線データに対して所定間隔で設定された芯線直交断面の各々における前記ボリュームデータに基づいて前記冠状動脈の周囲に形成された脂肪組織の領域を脂肪領域として設定する脂肪領域設定機能と、
前記脂肪領域の脂肪厚を計測する脂肪厚計測機能と、
前記芯線直交断面の各々において計測された前記脂肪厚の計測結果に基づいて脂肪厚分布データを生成する脂肪厚分布データ生成機能と、
前記脂肪厚分布データを表示する表示機能を
実行させることを特徴とする脂肪領域計測用制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医用画像処理装置及び脂肪領域計測用制御プログラムに係り、特に、冠状動脈の周囲に存在する脂肪組織の厚み計測を可能とする医用画像処理装置及び脂肪領域計測用制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
医用画像診断は、近年のコンピュータ技術の発展に伴って実用化されたＸ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置等によって急速な進歩を遂げ、今日の医療において必要不可欠なものとなっている。特に、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置では、生体情報の検出装置や演算処理装置の高速化、高性能化に伴って画像データのリアルタイム表示が可能となり、更に、３次元的な画像データの生成及び表示が容易に行なわれるようになった。
【０００３】
例えば、Ｘ線ＣＴ装置においては、被検体に対してＸ線を照射するＸ線管と前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器を被検体の周囲で回転させ、更に、この被検体を体軸方向（スライス方向）へ移動させることにより複数スライス断面における投影データを収集する。そして、これらの投影データを再構成処理することにより３次元的なデータ（以下では、ボリュームデータと呼ぶ。）の生成を行なっている。又、被検体を体軸方向に連続移動しながら投影データの収集を行なうヘリカル方式や体軸方向に複数の検出素子が配列されたＸ線検出器を用いたマルチスライス方式によりボリュームデータの収集に要する時間は更に短縮されている。
【０００４】
ところで、近年の心臓領域における病理研究では、心臓の栄養血管である冠状動脈の周囲に形成された脂肪組織が心筋梗塞のリスクを増大させるという新しい理論が注目されている。この理論によれば、上述の脂肪組織から産生される炎症性サイトカイン（炎症性蛋白質）に冠状動脈が持続的に曝露されることにより、アテローム性動脈硬化の進展（冠状動脈内壁における石灰化プラークの生成）が加速されると考えられている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００５】
そして、心筋組織の外側境界面に沿って形成される脂肪組織の程度を非侵襲的に観察するために、上述のＸ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置等の医用画像診断装置によって収集されたボリュームデータあるいはこのボリュームデータをレンダリング処理して得られる３次元画像データに対して所定の閾値（例えば、Ｘ線ＣＴ装置によって収集されたボリュームデータや３次元画像データに対しては最小閾値−１４０ＨＵ及び最大閾値−４０ＨＵ）を設定することにより脂肪組織の領域を抽出し、得られた領域を所定の色調によって単色表示する方法が行なわれてきた（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−０６１９４９号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ding Jingzhong et.al.,"The Association of Pericardial Fat With Calcified Coronary Plaque", Obesity, Vol.16, No.8, 1914-1919 (2008)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の方法によれば、冠状動脈の周囲に存在する脂肪組織の領域（脂肪領域）が心筋組織等の他の生体組織と異なる色調によって表示されるためその分布状態を容易に観察することができる。しかしながら、脂肪組織から産生される炎症性蛋白質が冠状動脈に作用してアテローム性動脈硬化を進展させているという理論に基づけば、脂肪組織が冠状動脈の周囲においてどの程度の厚みで蓄積されているかを定量的に把握することが重要となる。
【０００９】
即ち、脂肪組織を他の組織と異なる色調で単色表示する従来の方法によれば、脂肪領域が冠状動脈の周囲に存在するか否かを定性的に評価することは可能であるが、脂肪領域の厚みを定量的に評価することは困難であるという問題点を有していた。
【００１０】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、冠状動脈の周囲に存在する脂肪領域の厚みを定量的に把握することが可能な医用画像処理装置及び脂肪領域計測用制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明の医用画像処理装置は、被検体の心臓領域から収集されたボリュームデータに基づいて冠状動脈の芯線データを生成する芯線データ生成手段と、前記芯線データに対して所定間隔で設定された芯線直交断面の各々における前記ボリュームデータに基づいて前記冠状動脈の周囲に形成された脂肪組織の領域を脂肪領域として設定する脂肪領域設定手段と、前記脂肪領域の脂肪厚を計測する脂肪厚計測手段と、前記芯線直交断面の各々において計測された前記脂肪厚の計測結果に基づいて脂肪厚分布データを生成する脂肪厚分布データ生成手段と、前記脂肪厚分布データを表示する表示手段とを備えたことを特徴としている。
【００１２】
又、請求項１３に係る本発明の脂肪領域計測用制御プログラムは、被検体の心臓領域から収集されたボリュームデータに基づいて冠状動脈の周囲に存在する脂肪領域を計測する医用画像処理装置に対し、前記ボリュームデータに基づいて前記冠状動脈の芯線データを生成する芯線データ生成機能と、前記芯線データに対して所定間隔で設定された芯線直交断面の各々における前記ボリュームデータに基づいて前記冠状動脈の周囲に形成された脂肪組織の領域を脂肪領域として設定する脂肪領域設定機能と、前記脂肪領域の脂肪厚を計測する脂肪厚計測機能と、前記芯線直交断面の各々において計測された前記脂肪厚の計測結果に基づいて脂肪厚分布データを生成する脂肪厚分布データ生成機能と、前記脂肪厚分布データを表示する表示機能を実行させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、冠状動脈の周囲に存在する脂肪領域の厚みを定量的に把握することができる。このため、冠状動脈内において発生する石灰化領域や粥状プラーク領域の把握が容易となり、更に、プラーク生成の将来予測が可能となるため治療方針の決定や治療要否の判定に有用な医療情報を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例における医用画像処理装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】同実施例の芯線データ生成部が生成する芯線データの座標系を示す図。
【図３】同実施例の芯線データに対して芯線直交断面設定部が設定する芯線直交断面を示す図。
【図４】同実施例の脂肪厚計測部が脂肪領域中心線を用いて行なう脂肪厚計測を説明するための図。
【図５】同実施例の表示部において生成される表示データの具体例を示す図。
【図６】同実施例における脂肪領域の計測手順を示すフローチャート。
【図７】同実施例の脂肪厚分布データに対して設定される脂肪体積計測用の関心領域を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１６】
以下に述べる本実施例の医用画像処理装置では、先ず、被検体の心臓領域から収集したボリュームデータに基づいて冠状動脈の芯線データを生成し、この芯線データに垂直な複数の芯線直交断面を所定間隔で設定する。次いで、芯線直交断面に存在するボリュームデータの中から所定範囲のＣＴ値（ボクセル値）を有するボクセルを抽出することにより脂肪領域を設定し、更に、この脂肪領域に対して脂肪領域中心線を設定する。そして、脂肪領域中心線に沿って所定間隔で設定した前記脂肪領域中心線に垂直な複数の法線と脂肪領域の外側境界線及び内側境界線との交点位置情報に基づいて法線方向における脂肪領域の厚み（脂肪厚）を計測し、更に、芯線直交断面の各々における複数の法線方向にて計測された脂肪厚の計測結果に基づいて２次元の脂肪厚分布データを生成する。
【００１７】
尚、本実施例では、造影剤が投与された被検体に対するＸ線ＣＴ撮影によって収集されたボリュームデータに基づいて冠状動脈の周囲に存在する脂肪領域の厚みを計測する場合について述べるが、これに限定されるものではなく、例えば、ＭＲＩ撮影や超音波撮影等によって収集されたボリュームデータに基づく脂肪領域の計測であっても構わない。
【００１８】
（装置の構成）
以下、本実施例における医用画像処理装置の構成と機能につき図１乃至図５を用いて説明する。
【００１９】
図１は、医用画像処理装置の全体構成を示すブロック図であり、本実施例における医用画像処理装置１００は、別途設置されたＸ線ＣＴ装置から図示しないネットワーク等を介して供給された各種のボリュームデータを保管するボリュームデータ保管部１と、前記ボリュームデータに基づいて冠状動脈の周囲に存在する脂肪領域の分布及びその厚みを計測し、２次元の脂肪厚分布データを生成する脂肪領域計測部２と、前記ボリュームデータに基づいて冠状動脈を含む心臓領域の３次元画像データ及び前記冠状動脈の周囲に存在する脂肪領域のＭＰＲ画像データを生成する画像データ生成部３と、画像データ生成部３が生成した３次元画像データ及びＭＰＲ画像データや脂肪領域計測部２が生成した脂肪厚分布データ等を表示する表示部４と、被検体情報の入力、脂肪厚分布データに対する関心領域の設定、３次元画像データの冠状動脈領域に対する始点及び終点の設定、更には、各種コマンド信号の入力等を行なう入力部５と、上述の各ユニットを統括的に制御し脂肪領域の計測や画像データの生成を実行させるシステム制御部６を備えている。
【００２０】
ボリュームデータ保管部１には、冠状動脈内に造影剤が投与された当該被検体の心臓領域に対するＸ線ＣＴ撮影によって収集されネットワークあるいは大容量の記憶媒体等を介して供給されたボリュームデータが他の被検体から収集された各種ボリュームデータと共に予め保管されている。
【００２１】
一方、脂肪領域計測部２は、図１に示すように、芯線データ生成部２１、芯線直交断面設定部２２、脂肪領域設定部２３、脂肪領域中心線設定部２４、脂肪厚計測部２５、脂肪厚分布データ生成部２６、脂肪体積計測部２７及びＣ−ＭＰＲ断面形成部２８を有している。
【００２２】
芯線データ生成部２１は、ボリュームデータ保管部１から読み出したボリュームデータの冠状動脈領域に対して入力部５が３次元画像データの観察下で設定した始点を出発点とし、同様にして入力部５が設定した終点までの芯線データを生成する。この芯線データの生成については既に種々の方法が提案されている。
【００２３】
例えば、画像データ生成部３によって生成され表示部４に表示された３次元画像データの冠状動脈領域に対し入力部５が設定した始点を基準として３次元の全角度方向に複数の単位ベクトルを発生させ、これらの単位ベクトルの中から探索ベクトルとして選定した血管の内壁までの距離が最大となる方向の単位ベクトルに直交する血管断面の重心位置を算出する。
【００２４】
次いで、上述の探索ベクトルと血管断面との交差位置が前記重心位置と一致するようにその方向が補正された探索ベクトルを前記重心位置において新たに設定し、補正後の探索ベクトルを用いて上述の手順を繰り返すことにより得られた血管走行方向における複数の重心位置に基づいて冠状動脈に対する芯線データを生成する。尚、上述の冠状動脈領域は、ボリュームデータ保管部１から読み出したボリュームデータの中から造影剤のＣＴ値に相当する［１００ＨＵ〜４００ＨＵ］のＣＴ値を有するボクセルを抽出することによって設定される。
【００２５】
図２は、３次元に配列された複数のボクセルによって構成されるボリュームデータＶａに対して芯線データ生成部２１が生成した芯線データＣａの座標系を示したものであり、芯線データＣａは、ボリュームデータＶａにおける座標Ｆ１（Ｘ１、Ｙ１，Ｚ１）を始点、ＦＱ（ＸＱ，ＹＱ，ＺＱ）を終点とし血管内腔の横断面における重心Ｆｑ（Ｘｑ，Ｙｑ、Ｚｑ）を連結することによって生成される。
【００２６】
図１へ戻って、脂肪領域計測部２の芯線直交断面設定部２２は、芯線データ生成部２１によりボリュームデータの冠状動脈内に生成された芯線データＣａに対し複数の基準点を所定間隔で設定し、各々の基準点において芯線データＣａに対する接線方向を算出する。そして、この接線方向に対して垂直な断面（以下では、芯線直交断面と呼ぶ。）を前記基準点の各々に対して設定する。
【００２７】
図３は、上述の方法により芯線データ生成部２１がボリュームデータＶａの冠状動脈Ｖｃに対して生成した芯線データＣａと、芯線直交断面設定部２２が、芯線データＣａに対して所定間隔で設定した基準点Ｐｎ（ｎ＝１乃至Ｎ）及び基準点Ｐｎにおいて設定した芯線データＣａに対する接線方向Ｔｎ（ｎ＝１乃至Ｎ）と、接線方向Ｔｎに垂直な芯線直交断面Ｄｎ（ｎ＝１乃至Ｎ）を示している。
【００２８】
再び図１へ戻って、脂肪領域計測部２の脂肪領域設定部２３は、ボリュームデータ保管部１に保管された当該被検体の心臓領域におけるボリュームデータを読み出し、芯線直交断面設定部２２において設定された芯線データＣａに直交する芯線直交断面Ｄ１乃至ＤＮを前記ボリュームデータに対して設定する。そして、芯線直交断面Ｄ１乃至ＤＮに存在するボリュームデータの中から所定範囲のＣＴ値を有するボクセルを抽出することにより各々の芯線直交断面における脂肪領域を設定する。
【００２９】
例えば、Ｘ線ＣＴ撮影によって収集されたボリュームデータに対しては、予め設定された[−１４０ＨＵ〜−４０ＨＵ]のＣＴ値を有するボクセルを抽出することにより芯線直交断面Ｄ１乃至ＤＮにおける脂肪領域が設定される。
【００３０】
一方、脂肪領域中心線設定部２４は、脂肪領域設定部２３が芯線直交断面Ｄ１乃至ＤＮにおいて設定した脂肪領域の厚み方向（即ち、心筋組織の外側境界線に対して略垂直な方向）における中心線（以下では、脂肪領域中心線と呼ぶ。）を設定する機能を有し、例えば、図示しない２値化処理部と細線化処理部を備えている。
【００３１】
前記２値化処理部は、脂肪領域設定部２３によって設定された芯線直交断面Ｄ１乃至ＤＮの脂肪領域を構成する[−１４０ＨＵ〜−４０ＨＵ]のＣＴ値を有したボクセルを２値化処理し、前記細線化処理部は、２値化処理された脂肪領域のボクセルに対し細線化処理を行なって脂肪領域中心線の設定を行なう。尚、医用画像データに対して細線化処理を適用し臓器の中心線を設定する方法については特開２００９−１９５５８６号公報等に記載されているため詳細な説明は省略する。
【００３２】
次に、脂肪厚計測部２５は、脂肪領域設定部２３から供給される芯線直交断面Ｄ１乃至ＤＮの脂肪領域に脂肪領域中心線設定部２４から供給される脂肪領域中心線を設定し、更に、脂肪領域中心線に垂直な複数の法線を前記脂肪領域中心線に沿って所定間隔で設定する。そして、脂肪領域の外側境界線及び内側境界線と前記法線の各々とが交差する交点の位置座標に基づいて法線方向における脂肪領域の厚み（脂肪厚）を計測する。
【００３３】
図４は、脂肪厚計測部２５が脂肪領域中心線を用いて行なう脂肪厚計測を説明するための図であり、芯線直交断面設定部２２が設定した基準点Ｐｎを含み芯線データＣａに垂直な芯線直交断面Ｄｎには心筋組織Ｖｂの断面と冠状動脈Ｖｃの横断面が隣接して存在し、脂肪領域設定部２３が芯線直交断面Ｄｎに存在するボクセルの中から[−１４０ＨＵ〜−４０ＨＵ]のＣＴ値を有するボクセルを抽出して設定した脂肪領域Ａｆの断面が心筋組織Ｖｂの外側境界線に沿って存在する。そして、脂肪領域中心線設定部２４は、上述の細線化処理等により脂肪領域Ａｆの厚み方向における中心部を心筋組織Ｖｂの外側境界線に沿って検出することにより脂肪領域中心線Ｃｘの設定を行なう。
【００３４】
このとき、脂肪厚計測部２５は、上述の脂肪領域中心線Ｃｘに垂直な法線Ｌ１乃至ＬＭを脂肪領域中心線Ｃｘに沿って所定間隔で設定する。そして、これらの法線Ｌ１乃至ＬＭと脂肪領域Ａｆの外側境界線との交点Ｒａｍ及び内側境界線との交点Ｒｂｍの位置座標を検出し、これらの位置座標に基づいて法線方向における脂肪領域Ａｆの厚み（脂肪厚）を計測する。
【００３５】
次に、図１に示した脂肪領域計測部２の脂肪厚分布データ生成部２６は、芯線直交断面Ｄ１乃至ＤＮの各々において計測された法線Ｌ１乃至ＬＭに対する脂肪領域Ａｆの厚み計測結果を芯線データ上の基準点Ｐｎからの距離に対応させて配列することにより、後述の図５（ｂ）に示すような直線状の冠状動脈Ｖｃを中心とする２次元の脂肪厚分布データを生成する。
【００３６】
一方、脂肪体積計測部２７は、画像データ生成部３が生成したＭＰＲ画像データと共に表示部４に表示された上述の脂肪厚分布データに対して入力部５が所定形状の関心領域を設定した場合、この関心領域における脂肪領域Ａｆの体積を計測する。具体的には、上述の関心領域に囲まれた脂肪厚分布データの脂肪厚を加算処理することにより前記関心領域における脂肪体積を計測することができる。
【００３７】
Ｃ-ＭＰＲ断面形成部２８は、図示しない補間処理機能を有し、脂肪領域中心線設定部２４が芯線直交断面Ｄ１乃至ＤＮにおける脂肪領域Ａｆに対して設定したＮ本の脂肪領域中心線Ｃｘを芯線方向に対して補間処理することにより心筋組織Ｖｂの外側境界面に沿った曲面状のＣ−ＭＰＲ（Curved-Multi Planar Reconstruction)断面を形成する。
【００３８】
次に、画像データ生成部３は、ＭＰＲ画像データ生成部３１と３次元画像データ生成部３２を備え、ＭＰＲ画像データ生成部３１は、脂肪領域計測部２のＣ−ＭＰＲ断面形成部２８が心筋組織Ｖｂの外側境界面に沿って形成した曲面状のＣ−ＭＰＲ断面をボリュームデータ保管部１から読み出した当該被検体のボリュームデータに対して設定し、Ｃ−ＭＰＲ断面に存在する前記ボリュームデータのボクセルを抽出することにより脂肪領域Ａｆの中心部を示すＭＰＲ画像データを生成する。このとき、抽出された上述のボクセルを芯線データＣａからの距離に対応させて配列することにより、略直線状の冠状動脈Ｖｃが中央部に示されたＭＰＲ画像データが生成される（後述の図５（ａ）参照。）。
【００３９】
一方、３次元画像データ生成部３２は、図示しない冠状動脈領域設定部、ボリュームデータ補正部、不透明度・色調設定部及びレンダリング処理部を備えている。前記冠状動脈領域設定部は、システム制御部６から供給される冠状動脈領域設定用のＣＴ値範囲に基づき、ボリュームデータ保管部１から供給される当該被検体のボリュームデータの中から造影剤のＣＴ値に相当する［１００ＨＵ〜４００ＨＵ］のＣＴ値を有するボクセルを抽出することによって冠状動脈領域を設定する。
【００４０】
前記ボリュームデータ補正部は、前記冠状動脈領域設定部によって設定された冠状動脈領域のＣＴ値を予め設定された３次元表示用の視線ベクトルと臓器境界面に対する法線ベクトルとの内積値に基づいて補正する。一方、前記不透明度・色調設定部は、補正されたＣＴ値に基づいて不透明度及び色調を設定し、前記レンダリング処理部は、前記不透明度・色調設定部によって設定された不透明度及び色調に基づいて上述のボクセルをレンダリング処理し３次元画像データを生成する。
【００４１】
表示部４は、画像データ生成部３が生成した３次元画像データ及びＭＰＲ画像データ、脂肪領域計測部２の脂肪厚分布データ生成部２６が生成した脂肪厚分布データ、更には、脂肪体積計測部２７が計測した脂肪体積の計測結果等を表示する機能を有し、図示しない表示データ生成部、変換処理部及びモニタを備えている。
【００４２】
前記表示データ生成部は、脂肪領域計測部２のＣ−ＭＰＲ断面設定部２８が形成したＣ−ＭＰＲ断面に基づいて画像データ生成部３のＭＰＲ画像データ生成部３１が生成した脂肪領域中心部のＭＰＲ画像データに脂肪厚分布データ生成部２６が生成した前記Ｃ−ＭＰＲ断面に対応する脂肪厚分布データを重畳し、更に、脂肪体積計測部２７が計測した所定関心領域における脂肪体積の計測結果を付加して表示データを生成する。
【００４３】
一方、前記変換処理部は、前記表示データ生成部が生成した表示データに対しＤ／Ａ変換やテレビフォーマット変換等の変換処理を行なって前記モニタに表示する。又、前記変換処理部は、芯線データＣａの生成において画像データ生成部３の３次元画像データ生成部３２が始点及び終点の設定を目的として生成する３次元画像データに対しても同様の変換処理を行なって前記モニタに表示する。
【００４４】
図５は、表示部４の表示データ生成部によって生成された表示データの具体例を示したものであり、縦軸は芯線方向、横軸は脂肪領域中心線方向に夫々対応している。
【００４５】
図５（ａ）は、画像データ生成部３のＭＰＲ画像データ生成部３１が、心筋組織Ｖｂの外側境界面に沿って形成されたＣ−ＭＰＲ断面をボリュームデータ保管部１から読み出した当該被検体のボリュームデータに設定することにより生成した脂肪領域Ａｆを含む心臓周辺部のＭＰＲ画像データＩＭを示しており、ボリュームデータに対するＣ−ＭＰＲ断面の設定によって抽出されたボクセルを芯線データＣａからの距離に対応させて配列することにより、冠状動脈Ｖｃがその中央部において略直線状に示されたＭＰＲ画像データＩＭが生成される。
【００４６】
一方、図５（ｂ）は、表示部４の表示データ生成部が、脂肪領域計測部２の脂肪厚分布データ生成部２６によって生成された脂肪厚分布データＩＦを図５（ａ）のＭＰＲ画像データＩＭに重畳して生成した表示データであり、この脂肪厚分布データＩＦも上述のＭＰＲ画像データと同様にして、脂肪領域Ａｆの厚み計測結果を芯線データＣａからの距離に対応させて配列することにより生成されている。従って、図５（ｂ）に示すようなＭＰＲ画像データＩＭと脂肪厚分布データＩＦとの重畳が可能となり、その中央部には略直線状の冠状動脈Ｖｃが示されている。
【００４７】
そして、ＭＰＲ画像データＩＭに重畳して表示される脂肪厚分布データＩＦに対して脂肪厚の計測値に対応した色調が設定され、色調と脂肪厚との関係を示すカラースケールＳｃがＭＰＲ画像データＩＭの端部に付加される。尚、カラースケール表示の具体的として、例えば、脂肪厚が０ｍｍの領域は透明、０ｍｍ＜脂肪厚＜２０ｍｍの領域は青〜赤のグラデーション、脂肪厚が２０ｍｍ以上の領域は赤色によって表示する方法が好適であるが特に限定されない。
【００４８】
次に、図１に示した入力部５は、キーボード、各種スイッチ、選択ボタン、マウス等の入力デバイスや表示パネルを備えたインターラクティブなインターフェースであり、被検体情報の入力、冠状動脈領域に対する始点及び終点の設定、冠状動脈領域及び脂肪領域を設定するためのＣＴ値範囲の設定、脂肪厚分布データに対する関心領域の設定、画像データ生成条件及び画像データ表示条件の設定、各種コマンド信号の入力等を行なう。
【００４９】
一方、システム制御部６は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、前記記憶回路には、入力部５において入力あるいは設定された上述の各種情報が保存される。そして、前記ＣＰＵは、上述の入力情報及び設定情報に基づいて医用画像処理装置１００の各ユニットを統括的に制御し、冠状動脈の周囲に存在する脂肪領域の厚み計測及びその計測結果に基づく脂肪厚分布データの生成や脂肪体積の計測等を実行させる。
【００５０】
（脂肪領域の計測手順）
次に、本実施例における脂肪領域の計測手順につき図６のフローチャートに沿って説明する。
【００５１】
当該被検体のボリュームデータを用いた脂肪領域の計測に先立ち医用画像処理装置１００の操作者は、入力部５において被検体情報を入力した後３次元画像データ及びＭＰＲ画像データの生成条件や表示条件を設定し、更に、ボリュームデータに対して造影剤が投与された冠状動脈領域を設定するためのＣＴ値範囲［１００ＨＵ〜４００ＨＵ］及び前記ボリュームデータに対して脂肪領域Ａｆを設定するためのＣＴ値範囲［−１４０ＨＵ〜−４０ＨＵ］を設定する。そして、これらの入力情報や設定情報はシステム制御部６の記憶回路に保存される。
【００５２】
医用画像処理装置１００に対する上述の初期設定が終了したならば、操作者は、脂肪領域計測の開始コマンドを入力部５において入力する。一方、画像データ生成部３の３次元画像データ生成部３２は、上述のコマンド信号と共にシステム制御部６から供給される当該被検体の被検体情報に対応したボリュームデータをボリュームデータ保管部１に予め保管されている各種ボリュームデータの中から読み出し、同様にしてシステム制御部６から供給される冠状動脈領域設定用のＣＴ値範囲に基づいて前記ボリュームデータの中から［１００ＨＵ〜４００ＨＵ］のＣＴ値を有するボクセルを抽出する。そして、得られたボクセルに対しレンダリング処理を行なって冠状動脈Ｖｃの３次元画像データを生成し表示部４のモニタに表示する（図６のステップＳ１）。
【００５３】
次に、表示部４に表示された上述の３次元画像データを観察した操作者は、この３次元画像データに示された冠状動脈Ｖｃに対して芯線データＣａを生成するための始点及び終点を設定する。そして、冠状動脈Ｖｃの３次元画像データに設定された始点及び終点の位置情報は、システム制御部６を介して脂肪領域計測部２の芯線データ生成部２１へ供給される。
【００５４】
芯線データ生成部２１は、３次元画像データ生成部３２と同様の手順によりボリュームデータ保管部１から読み出したボリュームデータの中から［１００ＨＵ〜４００ＨＵ］のＣＴ値を有するボクセルを抽出することによりボリュームデータにおける冠状動脈領域を設定し、更に、システム制御部６から供給される上述の始点及び終点の位置情報に基づいて前記冠状動脈領域に対して始点及び終点を設定する。そして、前記始点を基準とした上述のトラッキング処理を終点に至るまで行なうことにより冠状動脈Ｖｃに対する芯線データＣａを生成する（図６のステップＳ２）。
【００５５】
芯線データ生成部２１による芯線データＣａの生成が終了したならば、芯線直交断面設定部２２は、芯線データＣａに対し複数の基準点Ｐｎ（ｎ＝１乃至Ｎ）を所定間隔で設定し、基準点Ｐｎの各々において芯線データＣａに対する接線方向Ｔｎ（ｎ＝１乃至Ｎ）を検出する。そして、接線方向Ｔｎに垂直な芯線直交断面Ｄｎ（ｎ＝１乃至Ｎ）を基準点Ｐｎに対して設定する（図６のステップＳ３）。
【００５６】
次に、脂肪領域設定部２３は、ボリュームデータ保管部１に保管された当該被検体のボリュームデータを読み出し、芯線直交断面設定部２２において設定された芯線データＣａに直交する芯線直交断面Ｄｎを前記ボリュームデータに対して設定する。そして、システム制御部６から供給される脂肪領域抽出用のＣＴ値範囲に基づき、芯線直交断面Ｄｎにおいて存在するボクセルの中から[−１４０ＨＵ〜−４０ＨＵ]のＣＴ値を有するボクセルを抽出することにより芯線直交断面Ｄｎにおける脂肪領域Ａｆを設定する（図６のステップＳ４）。
【００５７】
次いで、脂肪領域中心線設定部２４は、脂肪領域設定部２３が芯線直交断面Ｄｎにおいて設定した脂肪領域Ａｆの厚み方向（心筋組織Ｖｂの外側境界面に対して略垂直な方向）における中心を示す脂肪領域中心線Ｃｘを細線化処理法等の適用によって設定する（図６のステップＳ５）。
【００５８】
一方、脂肪厚計測部２５は、脂肪領域設定部２３から供給された芯線直交断面Ｄｎの脂肪領域Ａｆに脂肪領域中心線設定部２４から供給された脂肪領域中心線Ｃｘを設定し、更に、脂肪領域中心線Ｃｘに垂直な複数の法線Ｌｍ（ｍ＝１乃至Ｍ）を脂肪領域中心線Ｃｘに沿って所定間隔で設定する。そして、脂肪領域Ａｆの外側境界線及び内側境界線と法線Ｌｍの各々とが交差する交点の位置座標に基づいて法線方向における脂肪領域Ａｆの厚みを計測する（図６のステップＳ６）。
【００５９】
次いで、脂肪厚分布データ生成部２６は、芯線直交断面Ｄｎの各々において計測された脂肪領域Ａｆの厚み（脂肪厚）の計測結果を芯線データＣａの基準点Ｐｎからの距離に対応させて配列することにより、冠状動脈Ｖｃを基準とした２次元の脂肪厚分布データを生成する（図６のステップＳ７）。
【００６０】
一方、Ｃ−ＭＰＲ断面設定部２８は、脂肪領域中心線設定部２４が芯線直交断面Ｄｎにおける脂肪領域Ａｆに対して設定した脂肪領域中心線Ｃｘを芯線方向に対して補間処理することにより曲面状のＣ−ＭＰＲ断面を形成する（図６のステップＳ８）。
【００６１】
そして、画像データ生成部３のＭＰＲ画像データ生成部３１は、脂肪領域計測部２のＣ−ＭＰＲ断面形成部２８が心筋組織Ｖｂの外側境界面に沿って設定した曲面状のＣ−ＭＰＲ断面をボリュームデータ保管部１から読み出した当該被検体のボリュームデータに対して設定し、Ｃ−ＭＰＲ断面に存在する前記ボリュームデータのボクセルを抽出することにより脂肪領域Ａｆの中心部及び冠状動脈Ｖｃを示すＭＰＲ画像データを生成する。この場合も、上述の脂肪厚分布データの場合と同様にして、各々のボクセルを芯線データＣａからの距離に対応させて配列することにより、冠状動脈Ｖｃを基準とした（即ち、直線状の冠状動脈Ｖｃが中央部に示された）ＭＰＲ画像データが生成される（図６のステップＳ９）。
【００６２】
次に、表示部４は、Ｃ−ＭＰＲ断面設定部２８が形成したＣ−ＭＰＲ断面に基づいて画像データ生成部３のＭＰＲ画像データ生成部３１が生成した冠状動脈Ｖｃを基準とするＭＰＲ画像データに脂肪厚分布データ生成部２６が生成した前記Ｃ−ＭＰＲ断面に対応する脂肪厚分布データを重畳して表示データを生成し自己のモニタに表示する（図６のステップＳ１０）。
【００６３】
一方、脂肪厚分布データが重畳されたＭＰＲ画像データを表示部４において観察した操作者は、入力部５を用いて前記脂肪厚分布データの所望部位に所定形状の関心領域を設定し（図６のステップＳ１１）、入力部５からシステム制御部６を介して供給される前記関心領域の位置情報を受信した脂肪領域計測部２の脂肪体積計測部２７は、脂肪厚分布データ生成部２６から供給された脂肪厚分布データに上述の関心領域を設定し、この関心領域に含まれた脂肪厚分布データの脂肪厚を加算処理することにより脂肪体積を計測する。そして、表示部４は、上述のステップＳ１０においてＭＰＲ画像データに脂肪厚分布データを重畳して生成した表示データに前記脂肪体積の計測値を付加して自己のモニタに表示する（図６のステップＳ１２）。
【００６４】
図７は、ＭＰＲ画像データに脂肪厚分布データを重畳して生成した表示データに対して入力部５が設定した矩形の関心領域Ｒｏを示しており、脂肪体積計測部２７が関心領域Ｒｏにおいて計測した脂肪体積の計測結果が関心領域Ｒｏと共に前記表示データに付加されて表示部４に表示される。
【００６５】
以上述べた本発明の実施例によれば、冠状動脈の周囲に存在する脂肪領域の厚みを定量的に把握することができる。このため、冠状動脈内において発生する石灰化領域や粥状プラーク領域の把握が容易となり、更に、プラーク生成の将来予測が可能となるため治療方針の決定や治療要否の判定に有用な医療情報を得ることができる。
【００６６】
特に、上述の実施例によれば、複数の部位において計測された脂肪厚の計測結果に基づいて心筋組織の外側境界面に沿った２次元の脂肪厚分布データを得ることができ、更に、この脂肪厚分布データは脂肪厚の値に対応した色調によってカラースケール表示されるため、冠状動脈の周囲に分布する脂肪領域の正確な厚みを短時間で把握することが可能となる。
【００６７】
又、脂肪厚分布データの所望領域に対して関心領域を設定することにより前記関心領域における脂肪体積を容易に計測することができ、更に、脂肪組織の中心部に沿って形成された曲面状のＭＰＲ断面におけるＭＰＲ画像データに前記脂肪厚分布データを重畳して表示することにより脂肪領域の周囲に存在する冠状動脈や他の生体組織の状態を同時に観察することができる。
【００６８】
更に、上述の脂肪厚分布データ及びＭＰＲ画像データは、冠状動脈に対して設定された芯線データを基準として生成されるため、直線状に伸張された冠状動脈とこの冠状動脈に対応した脂肪厚分布を観察することができる。
【００６９】
以上の理由により、上述の実施例によれば当該被検体に対する検査／診断の精度及び効率を大幅に向上させることができる。
【００７０】
以上、本発明の実施例について述べてきたが、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施例では造影剤が投与された被検体に対するＸ線ＣＴ撮影によって収集されたボリュームデータに基づいて冠状動脈の周囲に存在する脂肪領域の厚みを計測する場合について述べたが、これに限定されるものではなく、例えば、ＭＲＩ撮影や超音波撮影等によって収集されたボリュームデータに基づく脂肪領域の計測であっても構わない。但し、ＭＲＩ撮影や超音波撮影における造影剤の投与は必ずしも必要としない。
【００７１】
又、上述の実施例では、別途設置されたＸ線ＣＴ装置からネットワークあるいは記憶媒体を介して供給されたボリュームデータに基づいて脂肪領域の計測を行なう場合について述べたが、ボリュームデータはＸ線ＣＴ装置等の医用画像診断装置から直接供給されてもよく、又、医用画像処理装置１００は、医用画像診断装置の一部であっても構わない。
【００７２】
更に、脂肪厚分布データをＭＰＲ画像データに重畳して表示する際、脂肪厚分布データをカラースケール表示する場合について述べたが、脂肪厚の計測値に対応した輝度を有するグレイスケール表示を行なってもよい。又、脂肪厚分布データや脂肪体積計測結果をＭＰＲ画像データに重畳して表示する場合について述べたが、脂肪厚分布データや脂肪体積計測結果は独立させて表示してもよい。
【００７３】
一方、上述の実施例では、検索ベクトルを用いたトラッキング法によって冠状動脈の芯線データを生成する場合について述べたが、これに限定されるものではなく、例えば、脂肪領域中心線の設定に用いた細線化処理によって芯線データの生成を行なってもよい。又、脂肪領域中心線の生成は細線化処理以外の方法を適用しても構わない。
【００７４】
更に、上述の実施例では、芯線直交断面の各々において計測された脂肪厚の計測結果を芯線データの基準点からの距離に対応させて配列することにより、直線状の冠状動脈を中心とする脂肪厚分布データを生成する場合について述べたが、前記芯線データが直線状になるように被検体から得られたボリュームデータをストレートボリュームデータに再構築し、このストレートボリュームデータに基づいて脂肪厚分布データの生成を行なってもよい。この場合も、図５（ｂ）と同様な直線状に伸張した冠状動脈を中心とする脂肪厚分布データを生成することができる。
【００７５】
尚、上述の脂肪組織計測部２が有する各ユニットの機能は、例えば、汎用のコンピュータ装置を基本ハードウエアとして用い、この基本ハードウエアに専用の画像処理用プログラムや計測用プログラムをインストールすることによって実行させることが可能であり、このような場合、図１の脂肪組織計測部２は機能ブロック図を示している。
【符号の説明】
【００７６】
１…ボリュームデータ保管部
２…脂肪領域計測部
２１…芯線データ生成部
２２…芯線直交断面設定部
２３…脂肪領域設定部
２４…脂肪領域中心線設定部
２５…脂肪厚計測部
２６…脂肪厚分布データ生成部
２７…脂肪体積計測部
２８…Ｃ−ＭＰＲ断面形成部
３…画像データ生成部
３１…ＭＰＲ画像データ生成部
３２…３次元画像データ生成部
４…表示部
５…入力部
６…システム制御部
１００…医用画像処理装置
【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６】
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【図５】
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【図７】
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