(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の周囲からX線を照射するX線照射部と、前記被検者を透過したX線情報を検出するX線検出部と、前記被検者の心電情報を取得する心電情報取得部と、前記X線情報及び前記心電情報から、前記被検者の画像を作成する画像作成部と、前記画像を表示する表示部と、を備えるX線CT装置において、
前記X線情報及び前記心電情報から、心時相が異なる複数の断層データを作成する断層データ作成手段と、
前記断層データごとに所定の領域を抽出し、領域データを生成する領域データ生成手段と、
前記領域データに関する心時相間の変動量を算出し、前記断層データ内の変動量分布を算出する変動量分布算出手段と、
前記変動量分布に基づいて、前記被検者の対象部位の各場所における律動が互いに調和しているか否かの指標である調和度を算出する調和度算出手段と、
を備えるX線CT装置。
【請求項２】
前記調和度算出手段は、
前記変動量分布に基づいて、前記領域データを複数の区画に分類し、
前記区画の面積及び前記区画の前記変動量に基づいて、前記調和度を算出する
請求項1に記載のX線CT装置。
【請求項３】
前記変動量分布算出手段は、
隣接する心時相同士の前記領域データについて差分量を算出し、
前記差分量が所定値以上の領域の中から対象領域を特定し、
前記差分量が所定値以上の領域の中で前記対象領域の周辺に位置する領域を周辺領域とし、
前記対象領域の前記差分量と前記周辺領域の前記差分量との差異、及び、前記対象領域と前記周辺領域との領域間距離に基づいて、前記対象領域の前記差分量に重みを付けて、前記変動量とする
請求項1に記載のX線CT装置。
【請求項４】
少なくとも前記調和度を用いて、複数の心時相の中から最適心時相を決定する最適心時相決定手段、
を更に備える請求項1に記載のX線CT装置。
【請求項５】
前記調和度算出手段は、最初に分類された前記区画同士の関連度合に応じて、最初に分類された前記区画を整理する
請求項2に記載のX線CT装置。
【請求項６】
前記調和度算出手段は、最初に分類された前記区画同士の関連度合に応じて、前記区画を前記表示部に表示させる
請求項2に記載のX線CT装置。
【請求項７】
前記調和度算出手段は、他の区画との関連度合に比べて関連度合が高い区画同士を同じ模様で前記表示部に表示させる
請求項6に記載のX線CT装置。
【請求項８】
前記調和度算出手段は、他の区画との関連度合に比べて関連度合が高い区画同士を結線して前記表示部に表示させる
請求項6に記載のX線CT装置。
【請求項９】
前記調和度算出手段は、前記関連度合に応じたツリー構造で前記区画を前記表示部に表示させる
請求項6に記載のX線CT装置。
【請求項１０】
被検者の周囲からX線を照射するX線照射部と、前記被検者を透過したX線情報を検出するX線検出部と、前記被検者の心電情報を取得する心電情報取得部と、前記X線情報及び前記心電情報から、前記被検者の画像を作成する画像作成部と、前記画像を表示する表示部と、を備えるX線CT装置による最適心時相決定方法であって、
前記X線情報及び前記心電情報から、心時相が異なる複数の断層データを作成するステップと、
前記断層データごとに所定の領域を抽出し、領域データを生成するステップと、
前記領域データに関する心時相間の変動量を算出し、前記断層データ内の変動量分布を算出するステップと、
前記変動量分布に基づいて、前記被検者の対象部位の各場所における律動が互いに調和しているか否かの指標である調和度を算出するステップと、
を含む最適心時相決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検者にX線を照射して診断画像を得るX線CT装置等、特に、心臓撮影における画像再構成での最適心時相を決定するX線CT装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
X線CT装置における心臓撮影では、診断画像を得るために、心臓の運動が最も緩慢な心時相をタイミング良く撮影する必要がある。近年、X線CT装置の回転速度の高速化や検出器の多列化などにより、撮影速度は向上しているが、心臓の冠状動脈の断面位置は0.1秒で5mmから10mm程度移動するため、現状においても残像のない鮮明な画像を取得することは難しい。そのため、心臓の律動の全ての心時相のデータを収集し、データ解析によって運動が最も緩慢な最適心時相を決定して、診断画像を作成する必要がある。【０００３】
このような最適心時相を決定する技術として、特許文献1には、隣接する心時相間のデータを用いて、心臓全体または特定の場所における変動量を算出し、最も動きの少ない心時相を最適心時相とする手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2003-204961号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、心臓の律動は、場所ごとに異なることが知られている(例えば、右冠状動脈と左冠状動脈など)。そのため、特許文献1に記載の手法において、心臓全体が最も緩やかに運動していると推定される心時相においても、局所的には運動の大きい個所があった。また、局所的な関心領域が最も緩やかに運動していると推定される心時相において、心臓全体の運動や関心領域以外の局所領域の運動が大きい場合があった。そして、特許文献1に記載の手法においては、心臓の各領域の律動が顕著に異なる場合における配慮がなされておらず、最適心時相を特定するのが困難な症例があった。特に、健常でない心臓の律動については困難であった。【０００６】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的とすることは、広範な症例において最適心時相を特定することができるX線CT装置等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的を達成するために第1の発明は、被検者の周囲からX線を照射するX線照射部と、前記被検者を透過したX線情報を検出するX線検出部と、前記被検者の心電情報を取得する心電情報取得部と、前記X線情報及び前記心電情報から、前記被検者の画像を作成する画像作成部と、前記画像を表示する表示部と、を備えるX線CT装置において、前記X線情報及び前記心電情報から、心時相が異なる複数の断層データを作成する断層データ作成手段と、前記断層データごとに所定の領域を抽出し、領域データを生成する領域データ生成手段と、前記領域データに関する心時相間の変動量を算出し、前記断層データ内の変動量分布を算出する変動量分布算出手段と、前記変動量分布に基づいて、前記被検者の対象部位の各場所における律動が互いに調和しているか否かの指標である調和度を算出する調和度算出手段と、を備えるX線CT装置である。【０００８】
第2の発明は、被検者の周囲からX線を照射するX線照射部と、前記被検者を透過したX線情報を検出するX線検出部と、前記被検者の心電情報を取得する心電情報取得部と、前記X線情報及び前記心電情報から、前記被検者の画像を作成する画像作成部と、前記画像を表示する表示部と、を備えるX線CT装置による最適心時相決定方法であって、前記X線情報及び前記心電情報から、心時相が異なる複数の断層データを作成するステップと、前記断層データごとに所定の領域を抽出し、領域データを生成するステップと、前記領域データに関する心時相間の変動量を算出し、前記断層データ内の変動量分布を算出するステップと、前記変動量分布に基づいて、前記被検者の対象部位の各場所における律動が互いに調和しているか否かの指標である調和度を算出するステップと、を含む最適心時相決定方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、広範な症例において最適心時相を特定することができるX線CT装置等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】X線CT装置の全体構成を示す図
【図２】X線CT装置の構成要素を示す図
【図３】第1実施形態における最適心時相決定処理を示すフローチャート
【図４】心電波形データの1例
【図５】関心領域の抽出処理を示すフローチャート
【図６】変動量の算出処理を示すフローチャート
【図７】調和度の算出処理を示すフローチャート
【図８】変動量及び調和度のグラフの模式図
【図９】最適心時相画像を表示する画面の模式図
【図１０】第2実施形態における調和度の算出処理を示すフローチャート
【図１１】第3実施形態における調和度の算出処理を示すフローチャート
【図１２】区画間の関連性を表示する為の画面の模式図
【図１３】閾値の変更によって区画の統合又は分離を指示する為の画面の模式図
【図１４】閾値の上下限値の変更によって表示範囲の変更を指示する為の画面の模式図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
最初に、図1、図2を参照し、全ての実施形態に係るX線CT装置の構成について説明する。
【００１２】
図1に示すように、X線CT装置は、撮影部1、操作部2、心電計3等から構成される。撮影部1は、スキャナ本体を収めるガントリ100、寝台装置101を含む。操作部2では、撮影部1を操作、制御する。また、操作部2では、撮影条件の入力、画像処理などを行う。心電計3は、被検者4の心電波形を取得する。
【００１３】
図2に示すように、ガントリ100は、被検者4の周囲からX線を照射するX線発生装置102、X線発生装置102から発生するX線の線束を絞るコリメータ装置104、被検者4を透過するX線を検出するX線検出装置103、X線発生装置102に高電圧を印加する高電圧発生装置105、X線検出装置103が検出するデータを収集するデータ収集装置106、スキャナを被検者4の周囲に回転させる駆動装置107等から構成される。また、データ収集装置106は、心電計3から心電情報も同時に収集する。
【００１４】
操作部2は、入出力装置201、演算装置202、中央制御装置200等から構成される。
【００１５】
入出力装置201は、画像等のデータを表示する表示装置211、操作者が撮影条件等を入力するための入力装置212、プログラムや装置パラメータ等の撮影に必要なデータを記憶する記憶装置213等から構成される。
【００１６】
演算装置202は、撮影部1から得られるデータを基に被検者4の再構成画像等を作成する画像再構成装置221、画像データの解析等を行う画像処理装置222等から構成される。
【００１７】
中央制御装置200は、操作者からの操作指示により、撮影部1、操作部2の各装置を制御する。
【００１８】
X線CT装置による撮影は、X線発生装置102とデータ収集装置106がガントリ100内で回転しながら撮影を行う回転撮影、X線発生装置102とデータ収集装置106がガントリ内100で静止して撮影を行う静止撮影がある。被検者4の断層画像を得るための断層撮影は、回転撮影による。また、断層撮影の撮影位置を決定するためのスキャノグラム撮影は、静止撮影による。尚、断層撮影の撮影軌道は、円軌道、螺旋軌道、円軌道と螺旋軌道の組み合わせ等のいずれでも良く、特に限定されるものではない。
【００１９】
X線CT装置は、撮影部1において検出される被検者4のX線情報と、心電計3において取得される被検者4の心電情報とに基づいて、被検者4の画像を作成し、表示する。特に、X線CT装置は、全ての心時相のデータを収集し、データ解析によって心臓の律動が緩慢な最適心時相を決定して、被検者4の画像を作成する。
【００２０】
[第1実施形態]
以下、図3〜図9を参照しながら、第1実施形態について説明する。特に、図3を参照しながら、第1実施形態における最適心時相決定処理の流れを説明し、適宜他の図面を参照しながら、各処理の詳細を説明する。以下では、断層データとして画像を用いる場合について説明する。尚、断層データとしてサイノグラムを用いても、同様の処理によって本発明の目的を達成することができる。サイノグラムは、投影データを投影角度ごとに順に並べたものであり、横軸がX線検出装置103の位置、縦軸が投影角度となる。
【００２１】
以下、「画像」とは、表示装置211に表示され、可視化されたものだけでなく、画素値の集合として演算装置202の内部メモリに保持されるものも含むものとする。
【００２２】
＜ステップS11：心臓撮影＞
まず、被検者4に心電計3の波形収集部を取り付け、心電情報を収集できる状態にする。次に、造影剤を投与して、撮影部1によって心臓撮影を行い、透過X線データ(X線情報)及び心電波形データ5(心電情報：図4参照)を収集する。尚、撮影目的によっては、造影剤を投与しない場合もある。
【００２３】
図4には、心電計3によって得られる一般的な心電波形データ5が図示されている。心電波形は、心臓の律動に伴い、周期的な波形になる。複数心時相の画像を作成する際に、心臓の時相(心時相)を表す手法として、相対法を用いても良いし、絶対法を用いても良い。相対法とは、R-R間隔を基準にして、時相の相対位置を百分率で表す手法である。絶対法とは、R波の位置を基準にして、R波の前後の時相を時間で表す手法である。
【００２４】
＜ステップS12：複数の心時相の断層像の作成＞
画像再構成装置221は、透過X線データを用いて、各心時相における画像を再構成して、複数の心時相の再構成画像を作成する。ここで、複数の心時相は、単一のR-R間隔内に含まれるものとする。
【００２５】
＜ステップS13：関心領域の抽出＞
画像処理装置222は、複数の心時相の再構成画像ごとに、画像情報に基づいて、関心領域(造影部位など)を抽出する。関心領域の抽出処理の詳細は、図5に図示されている。
【００２６】
図5に示すように、画像処理装置222は、まず、閾値処理にて、閾値以下のCT値を持つ画素の画素値を閾値に置換して、関心候補領域を抽出する(ステップS21)。
【００２７】
次に、画像処理装置222は、雑音除去処理にて、関心候補領域から、孤立画素(周辺画素が画素値を持っていない画素)や微小領域(関心領域の面積と比して微小な領域)といった雑音領域を除去し、関心領域画像として、関心領域を抽出する(ステップS22)。
【００２８】
＜ステップS14：変動量の算出＞
画像処理装置222は、複数の心時相の関心領域画像ごとに、変動量を算出する。変動量の算出処理の詳細は、図6に図示されている。
【００２９】
図6に示すように、画像処理装置222は、まず、隣接する心時相同士の領域抽出画像について、各画素の差分量を取り、心時相間差分画像を生成する(ステップS31)。差分量は、心時相の前後が区別され、負の値を含む差分値でも良いし、差分値の絶対値や二乗値などの正の値としても良い。例えば、前の心時相の画素値をpi、後の心時相の画素値をpjとすると、差分量は、(pj-pi)、｜pj-pi｜、(pj-pi)2のいずれでも良い。以下では、説明を分かり易くする為に、差分量は正の値とする。
【００３０】
次に、画像処理装置222は、差分量の重み付け処理を行う(ステップS32)。差分量の重み付け処理では、心時相間差分画像における対象画素自体が移動した場合と、対象画素の周辺画素が移動した場合を区別して、重み付けを行う。
【００３１】
例えば、対象画素の画素位置を(x、y)、対象画素の周辺画素の画素位置を(x’、y’)(但し、x’≠x、y’≠y)とする。
【００３２】
対象画素自体が移動した場合とは、前の心時相の関心領域画像における(x、y)が、後の心時相の関心領域画像における(x’、y’)に移動した場合である。
【００３３】
また、周辺画素が移動した場合とは、前の心時相の関心領域画像における(x’、y’)が、後の心時相の関心領域画像における(x、y)に移動した場合である。
【００３４】
以下、ステップS32における変動要因別変動量算出処理について詳細を説明する。
【００３５】
画像処理装置222は、まず、心時相間差分画像において、差分量が閾値以上の画素をラベリングする。ここで、閾値は、関心領域の抽出精度や、着目している臓器、組織を考慮して予め定められている値(静的な値)でも良いし、ステップS31において生成される心時相間差分画像における差分量の分布に基づく値(動的な値)でも良い。
【００３６】
次に、画像処理装置222は、ラベリングされている画素を、1つずつ対象画素として決定し、後述する繰返し処理を実行する。尚、単一の画素を対象画素とするだけでなく、複数の画素を纏めて対象領域として、以下の処理を行っても良い。
【００３７】
画像処理装置222は、繰り返し処理において、ラベリングされている周辺画素(例えば、対象画素から最も近い画素)の差分量や、対象画素と周辺画素との画素間距離を考慮して対象画素の差分量に重みを付けて、変動量として算出する。尚、単一の画素を周辺画素とするだけでなく、複数の画素を纏めて周辺領域として、以下の処理を行っても良い。
【００３８】
具体的には、画像処理装置222は、対象画素の差分量と周辺画素の差分量との差異が小さく、かつ、対象画素と周辺画素との画素間距離が大きい程、重みを大きくする(例えば、重みを基準値より大きくする)。この場合は、前述した「対象画素自体が移動した場合」に相当する。
【００３９】
一方、画像処理装置222は、対象画素の差分量と周辺画素の差分量との差異が大きい程、又は、対象画素と周辺画素との画素間距離が小さい程、重みを小さくする(例えば、重みを基準値より小さくする)。この場合は、前述した「周辺画素が移動した場合」に対応する。
【００４０】
ここで、重みの基準値を決めておく必要があるが、前述のラベリングの閾値と同じように、静的な値としても良いし、動的な値としても良い。
【００４１】
また、画像処理装置222は、ラベリングされていない画素については、周辺画素の差分量や対象画素と周辺画素との画素間距離を考慮せずに、ラベリングされている画素よりも低い変動量を算出するか、或いは、変動がなかったものとして変動量の算出対象から除外しても良い。
【００４２】
尚、変動要因別変動量算出処理では、対象画素が移動したのか、それとも、周辺画素が移動したのかについて、正確な判定を行う必要はない。そもそも、被検者4の各細胞がどの方向にどれだけ移動したかを厳密に判定することは不可能であり、本発明の目的に照らせば、変動要因別変動量算出処理の精度が多少低くても問題はない。
【００４３】
次に、画像処理装置222は、S32において算出された変動量の分布を示す変動量分布画像を生成する(ステップS33)。図9には、変動量分布画像11の1例が図示されている。図9の詳細は後述する。
【００４４】
次に、画像処理装置222は、S33において生成された変動量分布画像に基づいて、関心領域全体の変動量の総和を、関心領域変動量として算出する(ステップS34)。
尚、関心領域変動量は、関心領域内の加重平均値などであっても良い。
【００４５】
＜ステップS15：調和度の算出＞
画像処理装置222は、変動量分布画像を用いて、各心時相の調和度を算出する。調和度の算出処理の詳細は、図7に図示されている。
【００４６】
ここで、調和度とは、被検者4の対象部位(例えば、心臓)の各場所における律動が互いに調和しているか否かの指標である。この意味に合致するように、画像処理装置222は、個々の画素が同じように動いている場合には、その心時相に係る調和度の値を高く算出し、個々の画素がばらばらに動いている場合には、その心時相に係る調和度の値を低く算出する。
【００４７】
本発明は、(1)心臓全体が最も緩やかに運動していると推定される心時相においても、局所的には運動の大きい個所があること、(2)局所的な関心領域が最も緩やかに運動していると推定される心時相において、心臓全体の運動や関心領域以外の局所領域の運動が大きい場合があること、(3)特に、健常でない心臓の律動については、これらの現象が診断に与える影響を無視できないこと、といった知見に基づき、全体の動きだけでなく、局部の動きも考慮して最適心時相を決定する。つまり、本発明では、少なくとも、前述の調和度を用いて、最適心時相を決定する。
【００４８】
図7に示すように、画像処理装置222は、第1の区画化処理として、変動量分布画像における変動量の大小に応じて、関心領域を区画化する(ステップS41)。ここで、画像処理装置222は、静的又は動的な値の閾値に基づいて、いくつかの区画に分類する。
最も単純な例としては、画像処理装置222は、変動量の多い領域と変動量の少ない領域の2つの区画に分類する。
【００４９】
次に、画像処理装置222は、各区画の区画変動量を算出する(ステップS42)。区画変動量は、区画内の全画素の変動量の総和、加重平均値、最大値のいずれでも良い。
【００５０】
次に、画像処理装置222は、心時相ごとに、調和度を算出する(ステップS43)。
例えば、画像処理装置222は、関心領域Cの調和度Hを、次式によって算出する。
0005960135.tif 000002
【００５１】
ここで、aiは各区画の面積に関連した量、uiは各区画の変動量と関連した量である。aiは区画の面積と比例の関係があれば良く、uiは区画の変動量と反比例の関係があれば良い。最も単純な例としては、sを関心領域の面積、tを関心領域変動量の逆数としたときに、H＝s×tである。
【００５２】
また、画像処理装置222は、調和度を算出する際、基準面積及び基準区画変動量を定めて、a及びuを予め規格化または点数化(スコアリング)しても良い。また、画像処理装置222は、調和度を算出する際、区画の面積について、区画形状を考慮した重み付けを行っても良い。
【００５３】
また、画像処理装置222は、式(1)の具体例として、以下に示す式(2)〜(5)を用いて、調和度Hを算出しても良い。
0005960135.tif 000003
【００５４】
式(2)〜(5)において、siは区画面積、tiは区画変動量である。
式(2)は、(区画面積/区画変動量)の総和である。
式(3)は、区画面積の最大値/(区画面積の総和)である。
式(4)は、区画変動量の最小値を持つ区画面積/(区画面積の総和)である。
式(5)は、(区画面積/区画変動量)の最大値である。
【００５５】
尚、画像処理装置222は、後述する処理において、調和度の逆数、または調和度の所定の値からの差を非調和度として使用しても良い。以下では、画像処理装置222は、調和度を用いるものとして説明する。
【００５６】
図8には、関心領域変動量グラフ6が実線、調和度グラフ7が破線として図示されている。図8は、横軸を心時相、縦軸を変動量又は調和度としたグラフである。
【００５７】
図8を参照すると分かるように、関心領域変動量グラフ6が、心時相8と心時相9の2箇所において谷(極小値)を持つ。心時相8と心時相9の関心領域変動量はほとんど差異がないことから、心時相8と心時相9のどちらを最適心時相とすべきか判断が難しい。特に、心臓に疾患がある人(心臓の動きが速い人など)は、関心領域変動量の明確な谷が存在しなかったり、関心領域変動量の谷が健常者とは違う場所に存在したりする。
【００５８】
これに対して、調和度グラフ7を見ると、調和度グラフ7は2箇所において山(極大値)を持つ。心時相9の調和度は、心時相8の調和度との差異が明確であることから、心時相9を最適心時相として選択すれば良いと判断することができる。
【００５９】
＜ステップS16：最適心時相決定処理＞
画像処理装置222は、変動量や調和度に基づいて、最適心時相を決定する。最も単純な例としては、画像処理装置222は、関心領域変動量が小さく、かつ調和度の大きい心時相を最適心時相とする。
【００６０】
尚、ステップS16の処理は必須ではない。例えば、画像処理装置222は、図8に示すグラフを表示装置211に表示し、ユーザが表示装置211に表示されるグラフを参照しながら最適心時相を決定しても良い。
【００６１】
＜ステップS17：最適心時相画像の表示＞
画像再構成装置221は、最適心時相における再構成画像である最適心時相画像を生成し、表示装置211に表示する。最適心時相画像などの表示例は、図9に図示されている。
【００６２】
図9には、最適心時相画像10、変動量分布画像11、関心領域変動量及び調和度グラフ12、最適心時相13が、模式的に図示されている。尚、変動量分布画像11は、模様の違いやグレースケールの濃淡の違いによって、変動量が異なる箇所を図示している。
【００６３】
最適心時相画像10は、ステップS17において生成される。変動量分布画像は、ステップS33において生成される。関心領域変動量及び調和度グラフ12は、図8と同様である。最適心時相13は、ステップS16において決定される。
【００６４】
前述したように、最適心時相は、画像再構成装置221が自動的に決定しても良いし、ユーザが入力装置212を介して決定しても良い。
【００６５】
ユーザが決定する場合、例えば、関心領域変動量及び調和度グラフ12に表示されるスライド直線14を所望する心時相の位置に移動させることによって、最適心時相を決定する。このとき、画像再構成装置221は、スライド直線14の移動に追従させて、最適心時相画像10、変動量分布画像11、及び最適心時相13の表示を更新するようにしても良い。
【００６６】
以上、第1実施形態におけるX線CT装置は、心時相ごとに調和度(心臓の各場所における律動が互いに調和しているか否かの指標)を算出し、調和度を用いて最適心時相を決定する、又は調和度を表示してユーザに最適心時相を決定させる。
【００６７】
これによって、第1実施形態におけるX線CT装置は、心臓の各場所における律動の一様性を考慮し、緩慢かつ調和した心時相を特定することができ、最適な診断画像を提供することができる。このことをより具体的に説明する。従来であれば、全体の変動量が最小となる画像を最適心時相画像(＝診断画像)としていたので、心臓の各場所における律動の一様性が考慮されず、診断箇所が診断に適さない画質になる場合があった。一方、第1実施形態におけるX線CT装置であれば、調和度に基づいて最適心時相を決定するので、心臓の各場所における律動の一様性が考慮される。従って、第1実施形態では、画像全体の変動量は最小ではないかもしれないが、診断箇所が診断に適さない画質になることはない。
【００６８】
また、同程度の変動量である複数の時相が存在した場合でも、最適な心時相を決定することができる。また、変動量分布画像が表示されるので、ユーザは、変動量に適した再構成条件(例えば、ビュー方向の重み付けなど)を設定することができる。
【００６９】
尚、以上の説明では、断層データ(2次元領域)内の調和度を算出する場合について説明したが、本発明の適用範囲は2次元領域に限られるものではなく、3次元領域にも拡張可能である。3次元領域の場合、X線CT装置は、複数断面の軸方向の変動を考慮して変動量及び調和度を算出する。
【００７０】
[第2実施形態]
第1実施形態では、関心領域の全域における変動量の相関を考慮するため、造影撮影のように、造影部位とそれ以外の部位のコントラスト比が高い場合について好適である。第2実施形態では、造影剤を投与しない心臓撮影での好適な形態について説明する。
【００７１】
第2実施形態におけるX線CT装置の処理は、ステップS15の処理の詳細(図10参照)を除き、第1実施形態と同様であり、重複する説明を省略する。ただし、第2実施形態では、ステップS13において、造影部位に相当するCT値に代えて、実質部位に相当するCT値に基づいて関心領域を抽出し、関心領域画像とする。
【００７２】
図10を参照しながら、第2実施形態におけるステップS15の処理の詳細について説明する。
画像処理装置222は、第2の区画化処理として、機械的に関心領域画像を区画化する(ステップS51)。ここで、第2の区画化処理は、変動量の大小を考慮しない区画化処理である。第2の区画化処理では、重複領域を許して、関心領域画像を3個以上の複数の区画に分ける。区画の形状は円形でも良いし、矩形でも良い。最も単純な例としては、画像処理装置222は、関心領域画像を格子状の区画に分ける。
【００７３】
また、画像処理装置222は、各区画について、第1実施形態と同様の処理にて、暫定的な区画変動量である暫定区画変動量を算出する。
【００７４】
次に、画像処理装置222は、暫定区画変動量を用いて、区画間の変動量の相関係数を算出する(ステップS52)。尚、相関係数に限定されるものではなく、区画間の変動量に基づく区画間の関連度合を示す量であれば、どのような値でも良い。
【００７５】
次に、画像処理装置222は、区画整理処理として、相関係数が閾値以上の区画同士を同一区画に再区分する(ステップS53)。画像処理装置222は、例えば、区画が2個以下になるまで、再区分の処理を続ける。
【００７６】
次に、画像処理装置222は、第1実施形態と同様の処理にて、整理された各区画の区画変動量を算出する(ステップS54)。
【００７７】
次に、画像処理装置222は、第1実施形態と同様の処理にて、整理された各区画の区画変動量と区画面積を考慮して、調和度を算出する(ステップS55)。
【００７８】
第2実施形態においても、第1実施形態と同様の効果が得られる。更に、第2実施形態では、機械的に関心領域画像を区画化するので、造影剤を使用しない心臓撮影のように、関心領域と周辺領域とのコントラストが低い場合でも、心臓の断面内運動の相関を考慮し、緩慢かつ調和した心時相を特定することができる。
［第3実施形態］
第1実施形態及び第2実施形態では、撮影結果が良好であった場合について好適である。第3実施形態では、造影撮影が良好ではなく、造影斑などが無視できないような場合について説明する。また、第3実施形態は、造影領域の抽出が良好でなかった場合についても適用できる。
【００７９】
第3実施形態におけるX線CT装置の処理は、ステップS15の処理の詳細(図11参照)を除き、第1実施形態と同様であり、重複する説明を省略する。ただし、第3実施形態では、ステップS13において、造影良好領域と、造影斑の領域や抽出不良の領域を含む造影不良領域をそれぞれ抽出し、造影良好領域と造影不良領域が区別された関心領域画像を生成する。
【００８０】
図11を参照しながら、第3実施形態におけるステップS15の処理の詳細について説明する。
画像処理装置222は、造影良好領域に対して、第1実施形態におけるステップS41と同様に、第1の区画化処理を行う(ステップS61)。
【００８１】
次に、画像処理装置222は、造影不良領域に対して、第2実施形態におけるステップS51と同様に、第2の区画化処理を行う(ステップS62)。
【００８２】
次に、画像処理装置222は、造影良好領域の区画と造影不良領域の区画の変動量の相関係数を算出する(ステップS63)。
【００８３】
次に、画像処理装置222は、相関係数が閾値以上の造影不良区画を造影良好区画に統合して、区画の整理を行う(ステップS64)。
【００８４】
次に、画像処理装置222は、区画整理後の区画面積と区画変動量を算出する(ステップS65)。
【００８５】
次に、画像処理装置222は、第1実施形態と同様の処理にて、区画整理後の区画面積と区画変動量を考慮して、調和度を算出する(ステップS66)。
【００８６】
第3実施形態においても、第1実施形態と同様の効果が得られる。更に、第3実施形態では、造影良好領域及び造影不良領域のそれぞれに適した処理を行うので、造影不良な領域が含まれていても、心臓の位置に依存した運動の影響を考慮することができ、緩慢かつ調和した心時相を決定することができる。
［第4実施形態］
第4実施形態では、図12〜図14を参照しながら、入出力画面のインタフェースの詳細について説明する。第4実施形態では、第1実施形態のステップS41における区画化処理の閾値を変更し、区画化処理の補正を行う。
【００８７】
図12では、区画間の関連性を表示する為の画面を模式的に示している。図12では、内部に「A1」、「A2」、・・・などの記号が付された楕円が、各区画の領域を示している。また、楕円同士を結ぶ直線(結線)は、閾値を1段高くすると統合される区画同士に付されている。また、閾値を1段高くすると統合される区画同士には、楕円形状の内部が同じ模様によって示されている。
【００８８】
画像処理装置222は、図12に示す画面を表示装置211に表示する。ユーザは、図12に示す画面を参照しながら、閾値を変更させるか否か判断する。閾値の変更が指示されると、画像処理装置222は、変更された閾値に基づいて、区画化処理を実行する。
【００８９】
図13では、閾値の変更によって区画の統合又は分離を指示する為の画面を模式的に示している。図13では、図12に示す関連性がツリー状に表現されている。内部に「A1」、「A2」、・・・などの記号が付された矩形が、各区画の領域を示している。
【００９０】
ユーザは、入力装置212を介して黒丸を指定することによって、対象区画の下位のツリーを折り畳んだり(非表示にしたり)、展開(表示)したりすることができる。
【００９１】
また、ユーザは、入力装置212を介して白丸を指定することによって、階層ごとに下位のツリーを折り畳んだり(非表示にしたり)、展開(表示)したりすることができる。
【００９２】
図14は、閾値の上下限値の変更によって表示範囲の変更を指示する為の画面を模式的に示している。図14では、内部に「13％」、「10％」、・・・などの数値が付された楕円が、各区画の領域を示している。楕円内部の数値は、変動量のみから算出された区画ごとの最適心時相を示している。また関連性が高い区画同士には、楕円形状の内部が同じ模様によって示されている。
【００９３】
ユーザは、右側のスライドバーの上限値や下限値を移動させることによって、表示させる心時相の幅を変更することができる。
【００９４】
例えば、下限値を30％にすると、「10％」、「13％」、「15％」が付された楕円が表示されなくなる。また、例えば、上限値を79％とすると、「80％」が付された楕円が表示されなくなる。
【００９５】
第4実施形態によって、ユーザの操作性が向上する。ひいては、最適心時相を迅速に特定することができる。
【００９６】
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係るX線CT装置等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。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、各種の変更例又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】
【００９７】
1  撮影部、2  操作部、3  心電計、4  被検者、5  心電波形データ、6  関心領域変動量グラフ、7  調和度グラフ、8、9  心時相、10  最適心時相画像、11  変動量分布画像、12  関心領域変動量及び調和度グラフ、13  最適心時相、14  スライド直線
【図１】
0005960135.tif 000004
【図２】
0005960135.tif 000005
【図３】
0005960135.tif 000006
【図４】
0005960135.tif 000007
【図５】
0005960135.tif 000008
【図６】
0005960135.tif 000009
【図７】
0005960135.tif 000010
【図８】
0005960135.tif 000011
【図９】
0005960135.tif 000012
【図１０】
0005960135.tif 000013
【図１１】
0005960135.tif 000014
【図１２】
0005960135.tif 000015
【図１３】
0005960135.tif 000016
【図１４】
0005960135.tif 000017