(57)【要約】      （修正有）【課題】単純ＣＴ画像やＭＲ画像等の医用画像を用いて、被検体の頭部における初期の虚血の有無や虚血部位を容易に把握する。【解決手段】画像データから頭蓋内領域データを抽出する際の基準となる閾値を設定する手段と、前記頭蓋内領域抽出データを、複数の分割画像データにする領域分割手段と、前記分割画像データのそれぞれの画素値の分布を分析することにより、正常部位における画素値を検出する手段と、前記分割画像データのそれぞれの画素値の分布を分析し、前記正常部位における画素値を用いて虚血部位における画素値を検出する手段と、前記虚血部位における画素値と前記正常部位における画素値との差分値を求めることにより、前記虚血部位における画素値のシフト量を算出する手段とを有する。【選択図】図２
2006051170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の頭部を含む医用画像データから頭蓋内の領域に含まれる医用画像データを頭蓋内領域データとして抽出する頭蓋内領域抽出処理を行なう際の基準となる閾値を設定する閾値設定手段と、前記閾値に基づいて前記頭蓋内領域抽出処理を行なうことにより、前記被検体の頭部を含む前記医用画像データから前記頭蓋内領域データを抽出する頭蓋内領域抽出手段と、前記頭蓋内領域抽出データを予め設定された分割形状に従って分割することにより、複数の分割画像データを生成する領域分割手段と、前記分割画像データのそれぞれの画素値の分布を分析することにより、正常部位における画素値を検出する正常部位画素値検出手段と、前記分割画像データのそれぞれの画素値の分布を分析し、前記正常部位における画素値を用いて虚血部位における画素値を検出する虚血部位画素値検出手段と、前記虚血部位における画素値と前記正常部位における画素値との差分値を求めることにより、前記虚血部位における画素値のシフト量を算出する虚血部位画素値シフト量検出手段とを有することを特徴とする頭部虚血部位解析システム。
【請求項２】
前記虚血部位画素値検出手段は、前記正常部位における画素値よりも大きい値または小さい値を示す部位の画素値を前記虚血部位における画素値として検出するように構成したことを特徴とする請求項１記載の頭部虚血部位解析システム。
【請求項３】
前記虚血部位における画素値のシフト量および分散の少なくとも一方から、前記正常部位における画素値を基準とする相対的な虚血の進行度を算出する虚血部位画素値シフト量検出手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の頭部虚血部位解析システム。
【請求項４】
前記虚血部位における画素値のシフト量、分散および前記虚血の進行度の少なくとも１つの値に応じて色を割り付けることにより、虚血部分をカラー表示するための画像データを作成する虚血部位表示手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の頭部虚血部位解析システム。
【請求項５】
コンピュータを、被検体の頭部を含む医用画像データから頭蓋内の領域に含まれる医用画像データを頭蓋内領域データとして抽出する頭蓋内領域抽出処理を行なう際の基準となる閾値を設定する閾値設定手段、前記閾値に基づいて前記頭蓋内領域抽出処理を行なうことにより、前記被検体の頭部を含む前記医用画像データから前記頭蓋内領域データを抽出する頭蓋内領域抽出手段、前記頭蓋内領域抽出データを予め設定された分割形状に従って分割することにより、複数の分割画像データを生成する領域分割手段、前記分割画像データのそれぞれの画素値の分布を分析することにより、正常部位における画素値を検出する正常部位画素値検出手段、前記分割画像データのそれぞれの画素値の分布を分析し、前記正常部位における画素値を用いて虚血部位における画素値を検出する虚血部位画素値検出手段および前記虚血部位における画素値と前記正常部位における画素値との差分値を求めることにより、前記虚血部位における画素値のシフト量を算出する虚血部位画素値シフト量検出手段として機能させることを特徴とする頭部虚血部位解析プログラム。
【請求項６】
被検体の頭部を含む医用画像データから頭蓋内の領域に含まれる医用画像データを頭蓋内領域データとして抽出する頭蓋内領域抽出処理を行なう際の基準となる閾値を設定するステップと、前記閾値に基づいて前記頭蓋内領域抽出処理を行なうことにより、前記被検体の頭部を含む前記医用画像データから前記頭蓋内領域データを抽出するステップと、前記頭蓋内領域抽出データを予め設定された分割形状に従って分割することにより、複数の分割画像データを生成するステップと、前記分割画像データのそれぞれの画素値の分布を分析することにより、正常部位における画素値を検出するステップと、前記分割画像データのそれぞれの画素値の分布を分析し、前記正常部位における画素値を用いて虚血部位における画素値を検出するステップと、前記虚血部位における画素値と前記正常部位における画素値との差分値を求めることにより、前記虚血部位における画素値のシフト量を算出するステップとを有することを特徴とする頭部虚血部位解析方法。
【請求項７】
被検体の頭部を含む生データを収集する生データ収集手段と、前記生データから医用画像データを再構成する画像再構成手段と、前記医用画像データから頭蓋内の領域に含まれる前記医用画像データを頭蓋内領域データとして抽出する頭蓋内領域抽出処理を行なう際の基準となる閾値を設定する閾値設定手段と、前記閾値に基づいて前記頭蓋内領域抽出処理を行なうことにより、前記被検体の頭部を含む前記医用画像データから前記頭蓋内領域データを抽出する頭蓋内領域抽出手段と、前記頭蓋内領域抽出データを予め設定された分割形状に従って分割することにより、複数の分割画像データを生成する領域分割手段と、前記分割画像データのそれぞれの画素値の分布を分析することにより、正常部位における画素値を検出する正常部位画素値検出手段と、前記分割画像データのそれぞれの画素値の分布を分析し、前記正常部位における画素値を用いて虚血部位における画素値を検出する虚血部位画素値検出手段と、前記虚血部位における画素値と前記正常部位における画素値との差分値を求めることにより、前記虚血部位における画素値のシフト量を算出する虚血部位画素値シフト量検出手段とを有することを特徴とする画像診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ＣＴ画像データ等の医用画像データから被検体の頭部における虚血部位を解析することが可能な画像診断装置、頭部虚血部位解析システム、頭部虚血部位解析プログラムおよび頭部虚血部位解析方法に係り、特に造影剤を用いない単純ＣＴ画像データから初期における虚血部位を解析することが可能な画像診断装置、頭部虚血部位解析システム、頭部虚血部位解析プログラムおよび頭部虚血部位解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に脳虚血に対する治療法は、虚血の部位、虚血の進行度、発症からの時間等の状況に応じて決定される。脳虚血に対する治療法の１つとしては、血栓溶解療法がある。この血栓溶解療法は、薬物を被検体に注入して血流の回復を図る方法であり、虚血の発症から６時間が経過すると適応外とされる。そのため、虚血の部位や虚血の進行度等の状況を早期に検出することが望まれる。
【０００３】
一方、従来から、被検体の頭部における出血や虚血の有無を調べる診断には、造影剤を用いない単純ＣＴ画像が使用される。つまり、脳疾患の発症時には、出血の有無を確認するために必ず単純ＣＴ画像が撮像される。しかし、脳虚血の場合には、初期とされる虚血の発症から２４時間以内に単純ＣＴ画像を撮像したとしても、虚血の変化が単純ＣＴ画像上に現れにくいという問題がある。
【０００４】
すなわち、ＣＴ値は広い範囲をとり、そのままグレイレベル（濃度）に変換して表示してもコントラストの小さい画像を識別することができないことから、ウィンドウレベル（ＷＬ）を中心値とするウィンドウ幅（ＷＷ）に含まれる範囲のＣＴ値が選択されてグレイレベルに変換されて表示される。しかし、脳虚血の場合には、正常部位におけるＣＴ値と虚血部位におけるＣＴ値とにほとんど違いが見られず、このＷＬやＷＷを調整したとしてもコントラストが小さく可視化が難しい。このため、単純ＣＴ画像から虚血の有無や虚血の場所を知るためには熟練度が必要とされる。
【０００５】
このような問題点が存在する結果、出血や虚血の有無を調べる診断には単純ＣＴ画像が使用されるにも関わらず、虚血の部位や虚血の程度を診断する場合には、単純ＣＴ画像に関する技術が軽視されており、単純ＣＴ画像を用いた頭部における初期虚血部位の検出方法並びに表示方法に対する従来技術は存在しない。従って、単純ＣＴ画像データから初期における虚血部位を解析する技術についての文献も存在しない。
【０００６】
そして、上述したような背景から、被検体の頭部における虚血の部位や虚血の程度を知るためには、造影ＣＴ画像やｄｉｆｆｕｓｉｏｎ／ｐｅｒｆｕｓｉｏｎ  ＭＲＩ、ＭＲＡ等の技術により得られた画像が使用される。例えばＭＲＩ装置で撮像した画像においては、虚血が初期状態であっても単純ＣＴ画像に比べて画像上に虚血の変化が明確に現れるため虚血の有無及び部位を確認することが可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来、被検体の頭部における初期の虚血部位の診断に際し、ＭＲＩ装置を用いた画像の撮像を行なえば、虚血の変化を把握することが可能であるものの、ＭＲＩ装置を備えた病院、特に緊急時にＭＲＩ装置の使用が可能な病院が少ないという問題がある。つまり、ＭＲＩ装置による画像の取得自体が困難である場合がある。
【０００８】
従って、初期虚血時に診断に有効な画像が取得できずに、診断の遅れが生じたり、さらには、適応可能な治療法の選択肢を狭めてしまう恐れがある。
【０００９】
また、仮に、ＭＲＩ装置やその他の画像診断装置の使用が可能な場合であっても、熟練度を要することなく、より簡易にＭＲ画像等の医用画像から被検体の頭部における初期の虚血の有無や虚血部位を把握することができるようなシステムや画像診断装置を構築することが望まれる。
【００１０】
本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、単純ＣＴ画像やＭＲ画像等の医用画像を用いて、被検体の頭部における初期の虚血の有無や虚血部位を容易に把握することが可能な画像診断装置、頭部虚血部位解析システム、頭部虚血部位解析プログラムおよび頭部虚血部位解析方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る頭部虚血部位解析システムは、上述の目的を達成するために、請求項１に記載したように、被検体の頭部を含む医用画像データから頭蓋内の領域に含まれる医用画像データを頭蓋内領域データとして抽出する頭蓋内領域抽出処理を行なう際の基準となる閾値を設定する閾値設定手段と、前記閾値に基づいて前記頭蓋内領域抽出処理を行なうことにより、前記被検体の頭部を含む前記医用画像データから前記頭蓋内領域データを抽出する頭蓋内領域抽出手段と、前記頭蓋内領域抽出データを予め設定された分割形状に従って分割することにより、複数の分割画像データを生成する領域分割手段と、前記分割画像データのそれぞれの画素値の分布を分析することにより、正常部位における画素値を検出する正常部位画素値検出手段と、前記分割画像データのそれぞれの画素値の分布を分析し、前記正常部位における画素値を用いて虚血部位における画素値を検出する虚血部位画素値検出手段と、前記虚血部位における画素値と前記正常部位における画素値との差分値を求めることにより、前記虚血部位における画素値のシフト量を算出する虚血部位画素値シフト量検出手段とを有することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明に係る頭部虚血部位解析プログラムは、上述の目的を達成するために、請求項５に記載したように、コンピュータを、被検体の頭部を含む医用画像データから頭蓋内の領域に含まれる医用画像データを頭蓋内領域データとして抽出する頭蓋内領域抽出処理を行なう際の基準となる閾値を設定する閾値設定手段、前記閾値に基づいて前記頭蓋内領域抽出処理を行なうことにより、前記被検体の頭部を含む前記医用画像データから前記頭蓋内領域データを抽出する頭蓋内領域抽出手段、前記頭蓋内領域抽出データを予め設定された分割形状に従って分割することにより、複数の分割画像データを生成する領域分割手段、前記分割画像データのそれぞれの画素値の分布を分析することにより、正常部位における画素値を検出する正常部位画素値検出手段、前記分割画像データのそれぞれの画素値の分布を分析し、前記正常部位における画素値を用いて虚血部位における画素値を検出する虚血部位画素値検出手段および前記虚血部位における画素値と前記正常部位における画素値との差分値を求めることにより、前記虚血部位における画素値のシフト量を算出する虚血部位画素値シフト量検出手段として機能させることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明に係る頭部虚血部位解析方法は、上述の目的を達成するために、請求項６に記載したように、被検体の頭部を含む医用画像データから頭蓋内の領域に含まれる医用画像データを頭蓋内領域データとして抽出する頭蓋内領域抽出処理を行なう際の基準となる閾値を設定するステップと、前記閾値に基づいて前記頭蓋内領域抽出処理を行なうことにより、前記被検体の頭部を含む前記医用画像データから前記頭蓋内領域データを抽出するステップと、前記頭蓋内領域抽出データを予め設定された分割形状に従って分割することにより、複数の分割画像データを生成するステップと、前記分割画像データのそれぞれの画素値の分布を分析することにより、正常部位における画素値を検出するステップと、前記分割画像データのそれぞれの画素値の分布を分析し、前記正常部位における画素値を用いて虚血部位における画素値を検出するステップと、前記虚血部位における画素値と前記正常部位における画素値との差分値を求めることにより、前記虚血部位における画素値のシフト量を算出するステップとを有することを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明に係る画像診断装置は、上述の目的を達成するために、請求項７に記載したように、被検体の頭部を含む生データを収集する生データ収集手段と、前記生データから医用画像データを再構成する画像再構成手段と、前記医用画像データから頭蓋内の領域に含まれる前記医用画像データを頭蓋内領域データとして抽出する頭蓋内領域抽出処理を行なう際の基準となる閾値を設定する閾値設定手段と、前記閾値に基づいて前記頭蓋内領域抽出処理を行なうことにより、前記被検体の頭部を含む前記医用画像データから前記頭蓋内領域データを抽出する頭蓋内領域抽出手段と、前記頭蓋内領域抽出データを予め設定された分割形状に従って分割することにより、複数の分割画像データを生成する領域分割手段と、前記分割画像データのそれぞれの画素値の分布を分析することにより、正常部位における画素値を検出する正常部位画素値検出手段と、前記分割画像データのそれぞれの画素値の分布を分析し、前記正常部位における画素値を用いて虚血部位における画素値を検出する虚血部位画素値検出手段と、前記虚血部位における画素値と前記正常部位における画素値との差分値を求めることにより、前記虚血部位における画素値のシフト量を算出する虚血部位画素値シフト量検出手段とを有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る画像診断装置、頭部虚血部位解析システム、頭部虚血部位解析プログラムおよび頭部虚血部位解析方法においては、単純ＣＴ画像やＭＲ画像等の医用画像を用いて、被検体の頭部における初期の虚血の有無や虚血部位を容易に把握することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係る画像診断装置、頭部虚血部位解析システム、頭部虚血部位解析プログラムおよび頭部虚血部位解析方法の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は本発明に係る画像診断装置の一例であるＸ線ＣＴ装置の実施の形態を示す機能ブロック図である。
【００１８】
画像診断装置の一例であるＸ線ＣＴ装置２０は、ガントリ部２１およびコンピュータ装置２２とから構成される。ガントリ部２１は、Ｘ線管２３、高電圧発生装置２４、Ｘ線検出器２５およびデータ収集部２６（ＤＡＳ；Ｄａｔａ Ａｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）を有する。Ｘ線管２３とＸ線検出器２５とは、高速で且つ連続的に回転する図示しない回転リングに被検体Ｐを挟んで互いに対向する位置に搭載される。
【００１９】
そして、高電圧発生装置２４はコンピュータ装置２２からの制御信号によりＸ線管２３に管電流や管電圧を供給し、Ｘ線検出器２５で被検体Ｐを透過したＸ線を検出できるように構成される。さらに、Ｘ線検出器２５で検出されたＸ線検出信号はデータ収集部２６に与えられてデジタル化され、生データとしてコンピュータ装置２２に与えられる構成とされる。つまり、高電圧発生装置２４、Ｘ線管２３、Ｘ線検出器２５、データ収集部２６により被検体Ｐの生体情報である生データを収集する生データ収集手段としての機能がＸ線ＣＴ装置２０に備えられる。
【００２０】
コンピュータ装置２２は、画像処理装置２７、画像表示部２８および入力部２９とから構成される。画像処理装置２７は、制御部３０を中枢として、データ収集部２６から出力される生データを補正処理等を経て投影データに変換する前処理部３１、投影データを記憶するメモリ部３２、投影データから医用画像データの一例であるＣＴ画像データを再構成する画像再構成部３３、ＣＴ画像データやデータ収集部２６から出力された生データを一時的に保管する記憶装置３４、記憶装置３４からＣＴ画像データを読み込んで被検体Ｐの頭部における初期の虚血の有無および虚血の部位を解析する頭部虚血部位解析システム３５とから構成される。
【００２１】
すなわち、画像処理装置２７の前処理部３１や画像再構成部３３により、生データからＣＴ画像データを再構成する画像再構成手段としての機能がＸ線ＣＴ装置２０に備えられる。
【００２２】
また、頭部虚血部位解析システム３５がＸ線ＣＴ装置２０に内蔵される。ただし、頭部虚血部位解析システム３５をＸ線ＣＴ装置２０に内蔵せずに、個別に設けてもよい。頭部虚血部位解析システム３５をＸ線ＣＴ装置２０とは個別に構成した場合には、Ｘ線ＣＴ装置２０で撮像されたＣＴ画像データを頭部虚血部位解析システム３５に入力することができるように構成される。
【００２３】
図２は、図１に示すＸ線ＣＴ装置２０に内蔵される頭部虚血部位解析システム３５の機能ブロック図である。
【００２４】
頭部虚血部位解析システム３５は、頭部虚血部位解析プログラムをコンピュータ装置２２に読み込ませて構築され、閾値設定手段３５ａ、頭蓋内領域抽出手段３５ｂ、領域分割手段３５ｃ、正常部位画素値検出手段の一例としての正常部位ＣＴ値検出手段３５ｄ、虚血部位画素値検出手段の一例としての虚血部位ＣＴ値検出手段３５ｅ、虚血部位画素値シフト量検出手段の一例としての虚血部位ＣＴ値シフト量検出手段３５ｆ、虚血進行度算出手段３５ｇおよび虚血部位表示手段３５ｈを備える。ただし、頭部虚血部位解析システム３５の全部または一部を回路で構成してもよい。
【００２５】
閾値設定手段３５ａは、被検体Ｐの頭部を含むＣＴ画像データから頭蓋内の領域に含まれるＣＴ画像データを抽出する頭蓋内領域抽出処理を行なう際の基準となる閾値を設定する機能と、設定した閾値を頭蓋内領域抽出手段３５ｂに与える機能とを有する。ここで、頭蓋内領域抽出処理に使用する閾値としては、ＣＴ画像データの画素値とされるＣＴ値、特に骨領域におけるＣＴ値を用いることが可能である。
【００２６】
骨領域のＣＴ値は、上限値と下限値との間で幅を持つ値である。このため、閾値は、骨領域の上限値と下限値との間のＣＴ値となる。また、閾値の設定は、ユーザが入力部２９を操作して情報を入力することにより行なうことができる。
【００２７】
頭蓋内領域抽出手段３５ｂは、記憶装置３４から被検体Ｐの頭部を含むＣＴ画像データを読み込んで、閾値設定手段３５ａから受けた閾値の範囲内のＣＴ値やＣＴ画像データの端部で囲まれた、閉じた領域を頭蓋内領域とし、この頭蓋内領域に含まれるＣＴ画像データを頭蓋内領域データとして抽出する機能と、抽出した頭蓋内領域データを領域分割手段を３５ｃに与える機能とを有する。
【００２８】
尚、閾値の範囲内のＣＴ値のみで閉じた領域が形成される場合には、その領域が頭蓋内領域とされる。
【００２９】
領域分割手段３５ｃは、頭蓋内領域抽出手段３５ｂにより抽出された頭蓋内領域抽出データを予め設定された分割形状に従って分割することにより、複数の分割画像データを生成する機能を有する。この際、分割形状は、虚血部位や虚血の進行度の検出精度に応じて設定され、より検出精度を向上させる場合には、より多くの分割画像データに分割される。
【００３０】
また、領域分割手段を３５ｃは、分割画像データを生成するための分割形状を分割形状データとして虚血部位表示手段３５ｈに与える一方、生成した各分割画像データを正常部位ＣＴ値検出手段３５ｄおよび虚血部位ＣＴ値検出手段３５ｅに与える機能を有する。
【００３１】
さらに、領域分割手段３５ｃは、既に設定された分割形状と、後述する虚血部位ＣＴ値検出手段３５ｅによる虚血部位の検出結果とに基づいて、再度、虚血部位が存在する側の分割領域が細分化されるように分割形状を設定する機能を備えることもできる。この場合には、分割領域の細分化の方法が予め設定される。
【００３２】
正常部位ＣＴ値検出手段３５ｄは、領域分割手段を３５ｃから受けた各分割画像データの画素値であるＣＴ値の分布を分析することにより、正常部位におけるＣＴ値を検出する機能を有する。そのために、正常部位ＣＴ値検出手段３５ｄは、各分割画像データのＣＴ値のヒストグラム（分布図）をそれぞれ作成する機能と、作成した各ヒストグラムに基づいて正常部位におけるＣＴ値の平均および分散並びに正常部位とみなすことが可能なＣＴ値の範囲を検出する機能を有する。
【００３３】
すなわち、ＣＴ値の各ヒストグラムには、それぞれ複数のピークが表れるが、骨領域を示すＣＴ値の次に大きなピークをとるＣＴ値の平均を頭蓋内領域の正常部位におけるＣＴ値とみなすことができる。このため、正常部位ＣＴ値検出手段３５ｄには、各ヒストグラムにおけるＣＴ値のピークを検出する機能、検出した各ピークに対応するＣＴ値の平均、分散を求める機能、各ピークに対応するＣＴ値の平均と骨領域を示すＣＴ値とを比較する機能が備えられる。
【００３４】
そして、正常部位ＣＴ値検出手段３５ｄは、検出した正常部位におけるＣＴ値の平均および分散並びに正常部位とみなすことが可能なＣＴ値の範囲を虚血部位ＣＴ値検出手段３５ｅおよび虚血部位ＣＴ値シフト量検出手段３５ｆに与えるように構成される。
【００３５】
虚血部位ＣＴ値検出手段３５ｅは、領域分割手段を３５ｃから受けた各分割画像データのＣＴ値の分布を分析し、正常部位ＣＴ値検出手段３５ｄから受けた正常部位におけるＣＴ値に基づいて、虚血部位におけるＣＴ値を検出する機能を有する。そのために、虚血部位ＣＴ値検出手段３５ｅは、各分割画像データのＣＴ値のヒストグラム（分布図）をそれぞれ作成する機能と、作成した各ヒストグラムに基づいて虚血部位におけるＣＴ値の平均および分散、虚血部位とみなすことが可能なＣＴ値の範囲並びに虚血部位とみなされるＣＴ値を示す画素の位置を検出する機能を有する。
【００３６】
すなわち、ＣＴ値の各ヒストグラムには、それぞれ複数のピークが表れるが、正常部位を示すＣＴ値よりも小さい値を示すＣＴ値の平均を頭蓋内領域の虚血部位におけるＣＴ値とみなすことができる。このため、虚血部位ＣＴ値検出手段３５ｅには、各ヒストグラムにおけるＣＴ値のピークを検出する機能、検出した各ピークに対応するＣＴ値の平均、分散を求める機能、各ピークに対応するＣＴ値の平均と正常部位におけるＣＴ値とを比較する機能が備えられる。また、ＣＴ値の比較の際、虚血部位ＣＴ値検出手段３５ｅは、正常部位ＣＴ値検出手段３５ｄから受けた正常部位におけるＣＴ値を参照するように構成される。
【００３７】
そして、虚血部位ＣＴ値検出手段３５ｅは、例えば、正常部位におけるＣＴ値よりも小さい値を示す部位のＣＴ値を虚血部位におけるＣＴ値として検出することができるように構成される。
【００３８】
また、虚血部位ＣＴ値検出手段３５ｅは、検出した虚血部位におけるＣＴ値の平均および分散、虚血部位とみなすことが可能なＣＴ値の範囲並びに虚血部位とみなされるＣＴ値を示す画素の位置を虚血部位ＣＴ値シフト量検出手段３５ｆおよび虚血進行度算出手段３５ｇに与えるように構成される。
【００３９】
虚血部位ＣＴ値シフト量検出手段３５ｆは、正常部位ＣＴ値検出手段３５ｄから受けた正常部位におけるＣＴ値の平均を基準として、虚血部位ＣＴ値検出手段３５ｅから受けた虚血部位とみなされるＣＴ値の範囲内に存在する各画素のＣＴ値の正常部位におけるＣＴ値の平均からの差分値を算出する機能と、算出した差分値をＣＴ値シフト量として虚血進行度算出手段３５ｇに与える機能とを有する。
【００４０】
虚血進行度算出手段３５ｇは、虚血部位ＣＴ値シフト量検出手段３５ｆから虚血部位におけるＣＴ値シフト量を受けて、正常部位のＣＴ値に対する虚血部位のＣＴ値シフト量の割合を虚血進行度として算出する機能と、算出した虚血進行度を虚血部位表示手段３５ｈに与える機能を有する。この際、正常部位のＣＴ値は、正常部位ＣＴ値検出手段３５ｄから虚血進行度算出手段３５ｇに与えられる。
【００４１】
また、必要に応じて、正常部位のＣＴ値の分布は正規化される。さらに、虚血進行度は、正常部位におけるＣＴ値を基準とする相対的な虚血の進行度の指標となる数値であれば、単に正常部位のＣＴ値に対する虚血部位のＣＴ値シフト量の割合とするのみならず、虚血部位におけるＣＴ値の分散を反映させた値としても良い。つまり、虚血進行度は、ＣＴ値シフト量、ＣＴ値の分散またはＣＴ値シフト量及びＣＴ値の分散から算出することができる。
【００４２】
虚血部位表示手段３５ｈは、ユーザが虚血部位の位置や虚血の程度を把握することができるような画像を画像表示部２８に表示するための画像データを作成する機能と、作成した画像データを画像表示部２８に与えて表示させる機能とを有する。虚血部位表示手段３５ｈによる、画像データの作成の際には、必要に応じて虚血進行度算出手段３５ｇから受けた虚血進行度の値が参照される。
【００４３】
虚血部位表示手段３５ｈには、例えば、虚血進行度の値に応じて虚血部位に色を割り付けることにより、正常部位は単純ＣＴ画像の値を用いる一方、虚血部位は割り付けた色の値を用いてカラー表示するための画像データ、つまり単純ＣＴ画像に対し虚血部分のみカラー表示するための画像データを作成する機能が備えられる。虚血部位を虚血進行度の値に応じてカラー表示させる場合には、割り付けられる色や色を変更する虚血進行度の間隔を入力部２９を介してユーザが任意に設定することができるように構成される。
【００４４】
ただし、虚血部位表示手段３５ｈは、虚血進行度を参照せずに、単に虚血部位であるか否かが把握できるような画像データを作成するようにしてもよい。このため、虚血部位表示手段３５ｈが作成する画像データは、必ずしもカラー表示するための画像データでなくてもよい。また、虚血進行度の値に代えて、例えば、虚血部位におけるＣＴ値のシフト量や分散値に応じて色を割り付けるようにしてもよい。
【００４５】
さらに、必要に応じて、虚血部位表示手段３５ｈには、領域分割手段３５ｃから受けた分割形状データに基づいて分割形状を重畳表示する機能や、各分割画像データに対するＣＴのヒストグラム、算出されたＣＴ値の平均、分散、虚血進行度の値を表示させる機能を備えることもできる。
【００４６】
次に、Ｘ線ＣＴ装置２０の作用について説明する。
【００４７】
図３は、図１に示すＸ線ＣＴ装置２０により被検体Ｐの頭部における初期虚血の有無および虚血部位を解析する際における手順を示すフローチャートであり、図中Ｓに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。
【００４８】
まずステップＳ１において、ユーザの入力部２９の操作により、骨領域における所望のＣＴ値が頭部虚血部位解析システム３５に入力され、閾値設定手段３５ａにより、頭蓋内領域の抽出処理に使用する閾値が設定される。そして、閾値設定手段３５ａは、設定した閾値を頭蓋内領域抽出手段３５ｂに与える。
【００４９】
次に、ステップＳ２において、頭蓋内領域抽出手段３５ｂは、記憶装置３４から被検体Ｐの頭部を含むＣＴ画像データを読み込んで、閾値設定手段３５ａから受けた閾値の範囲内のＣＴ値を示す画素で囲まれる、閉じた領域を頭蓋内領域とし、この頭蓋内領域に含まれるＣＴ画像データを頭蓋内領域データとして抽出する。そして、頭蓋内領域抽出手段３５ｂは、抽出した頭蓋内領域データを領域分割手段を３５ｃに与える。すなわち、頭蓋外領域における不要なＣＴ画像データが除去される。
【００５０】
次に、ステップＳ３において、領域分割手段３５ｃは、頭蓋内領域抽出手段３５ｂにより抽出された頭蓋内領域抽出データを予め設定された分割形状に従って分割することにより、分割画像データを生成する。
【００５１】
図４は、図１に示すＸ線ＣＴ装置２０において、頭蓋内領域抽出データの分割により分割画像データを生成する際における分割形状の一例を示す図である。
【００５２】
例えば図４に示すように、頭蓋内領域抽出データは、頭部断面の中心を通る線により左右対称に分割するような２つの分割画像データＤ１，Ｄ２に分割される。
【００５３】
そして、領域分割手段を３５ｃは、分割画像データＤ１，Ｄ２の分割形状を分割形状データとして虚血部位表示手段３５ｈに与える一方、生成した各分割画像データＤ１，Ｄ２を正常部位ＣＴ値検出手段３５ｄおよび虚血部位ＣＴ値検出手段３５ｅに与える。
【００５４】
次に、ステップＳ４において、正常部位ＣＴ値検出手段３５ｄおよび虚血部位ＣＴ値検出手段３５ｅは、領域分割手段を３５ｃから受けた各分割画像データＤ１，Ｄ２のＣＴ値のヒストグラム（分布図）をそれぞれ作成する。
【００５５】
図５は、図４に示す分割形状の各分割画像データからそれぞれ作成されるＣＴ値のヒストグラムの一例を示す図である。
【００５６】
図５において横軸はＣＴ値を示し、縦軸は各分割画像データＤ１，Ｄ２における画素の度数を示す。図５に示すように、分割画像データＤ１のＣＴ値のヒストグラムＨ１と、分割画像データＤ２のＣＴ値のヒストグラムＨ２とがそれぞれ正常部位ＣＴ値検出手段３５ｄおよび虚血部位ＣＴ値検出手段３５ｅにより作成される。
【００５７】
図５によれば、各ヒストグラム（Ｈ１、Ｈ２）のいずれにおいても、３つのピーク（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が存在することが分かる。３つのピーク（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）のうち、ＣＴ値が最も大きい側のピーク（Ｐ１）に対応するＣＴ値は骨領域を示すＣＴ値であるため、骨領域を示すＣＴ値の次に大きなピーク（Ｐ２）をとる中央部のＣＴ値（ＣＴ１、ＣＴ２）が虚血部位であるか正常部位であるのかを判定すべき対象のＣＴ値であることが分かる。
【００５８】
さらに、２つのヒストグラム（Ｈ１、Ｈ２）の２番目に大きいピーク（Ｐ２）に対応するＣＴ値（ＣＴ１、ＣＴ２）は互いに異なることが分かる。従って、少なくとも２番目のピーク（Ｐ２）に対応する大きい側のＣＴ値（ＣＴ１）は、正常部位におけるＣＴ値に近いと考えることができる。逆に、２番目のピーク（Ｐ２）に対応する小さい側のＣＴ値（ＣＴ２）は、虚血部位におけるＣＴ値に近いと考えることができる。つまり、ヒストグラムＨ２のピーク（Ｐ２）に対応するＣＴ値（ＣＴ２）は、分割画像データＤ２に虚血部位が存在することから、ヒストグラムＨ１のピーク（Ｐ２）に対応するＣＴ値（ＣＴ１）からシフト量ΔＣＴだけ、ＣＴ値が低い側にシフトしていると考えられる。
【００５９】
尚、仮に２番目のピーク（Ｐ２）に対応するＣＴ値（ＣＴ１、ＣＴ２）が互いに等しいとみなせるような場合には、虚血部位がないか、あるいはいずれも同等な進行度の虚血部位であると推定することができる。
【００６０】
このため、正常部位ＣＴ値検出手段３５ｄは、正常部位におけるＣＴ値（ＣＴ１）の平均および分散並びに正常部位とみなすことが可能なＣＴ値の範囲を検出する。そして、正常部位ＣＴ値検出手段３５ｄは、検出した正常部位におけるＣＴ値の平均および分散並びに正常部位とみなすことが可能なＣＴ値の範囲を虚血部位ＣＴ値検出手段３５ｅおよび虚血部位ＣＴ値シフト量検出手段３５ｆに与える。
【００６１】
同様に、虚血部位ＣＴ値検出手段３５ｅは、虚血部位におけるＣＴ値の平均および分散、虚血部位とみなすことが可能なＣＴ値の範囲並びに虚血部位とみなされるＣＴ値を示す画素の位置を検出する。そして、虚血部位ＣＴ値検出手段３５ｅは、検出した虚血部位におけるＣＴ値の平均および分散、虚血部位とみなすことが可能なＣＴ値の範囲並びに虚血部位とみなされるＣＴ値を示す画素の位置を虚血部位ＣＴ値シフト量検出手段３５ｆおよび虚血進行度算出手段３５ｇに与える。
【００６２】
次に、ステップＳ５において、虚血部位ＣＴ値シフト量検出手段３５ｆは、正常部位ＣＴ値検出手段３５ｄから受けた正常部位におけるＣＴ値の平均を基準として、虚血部位ＣＴ値検出手段３５ｅから受けた虚血部位とみなされるＣＴ値の範囲内に存在する各画素のＣＴ値の正常部位におけるＣＴ値の平均からの差分値を算出する。そして、虚血部位ＣＴ値シフト量検出手段３５ｆは、算出した差分値をＣＴ値シフト量として虚血進行度算出手段３５ｇに与える。
【００６３】
次に、ステップＳ６において、虚血進行度算出手段３５ｇは、虚血部位ＣＴ値シフト量検出手段３５ｆから虚血部位におけるＣＴ値シフト量を受けて、例えば正常部位ＣＴ値検出手段３５ｄから受けた正常部位のＣＴ値（平均値を１とした場合）に対する虚血部位のＣＴ値シフト量の割合を虚血進行度として算出する。そして、虚血進行度算出手段３５ｇは、算出した虚血進行度を虚血部位表示手段３５ｈに与える。
【００６４】
次に、ステップＳ７において、虚血部位表示手段３５ｈは、例えば、虚血進行度の値に応じて虚血部位に色を割り付けることにより、正常部位は単純ＣＴ画像の値を用いる一方、虚血部位は割り付けた色の値を用いてカラー表示するための画像データを作成する。さらに、虚血部位表示手段３５ｈは、領域分割手段３５ｃから受けた分割形状データに基づいて分割形状を重畳表示することができるように、画像データに分割形状情報を付加する。
【００６５】
さらに、虚血部位表示手段３５ｈは、被検体Ｐの頭部における虚血部位をカラー表示可能に作成した画像データを画像表示部２８に与えて表示させる。この結果、画像表示部２８には、例えば、虚血の進行度が高い虚血部位は青色で、虚血の進行度が低い虚血部位は赤色でグラデーション表示された被検体Ｐの頭部における断層画像が表示される。また、画像表示部２８には、２分割された各分割画像データの分割形状が重畳表示される。さらに必要に応じて各ヒストグラムも表示させることができる。
【００６６】
そして、ユーザは、造影剤を用いることなく出血や虚血の有無を確認するために撮像された単純ＣＴ画像データから、熟練度を要するまでもなく虚血部位の位置や虚血の進行度を容易に把握することができる。また、ユーザは、分割画像データを更に細かく分割することにより、より正確な虚血部位の位置や虚血の進行度を把握することができる。
【００６７】
すなわち、図４に示す２つの分割画像データ（Ｄ１，Ｄ２）のうち、虚血部位ＣＴ値検出手段３５ｅにより分割画像データ（Ｄ２）から虚血部位が検出されたため、領域分割手段３５ｃは、再びステップＳ３において、分割画像データ（Ｄ２）が細分化されるように分割形状を再設定し、分割画像データ（Ｄ２）を複数の、例えば４つの分割画像データ（Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ２３、Ｄ２４）に分割する。
【００６８】
図６は、図４に示す分割画像データを更に複数の分割画像データに分割した例を示す図である。
【００６９】
図６に示すように、領域分割手段３５ｃは、例えば、頭蓋内領域抽出データを領域の中心を基準に、同心円状となるように４つの分割画像データ（Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ２３、Ｄ２４）に分割する。
【００７０】
さらにステップＳ４において同様な手順により４つの分割画像データ（Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ２３、Ｄ２４）について、ヒストグラムが作成される。
【００７１】
図７は、図６に示す４つの各分割画像データからそれぞれ作成されるＣＴ値のヒストグラムの一例を示す図である。
【００７２】
図７において横軸はＣＴ値を示し、縦軸は各分割画像データ（Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ２３、Ｄ２４）における画素の度数を示す。例えば、４つの分割画像データ（Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ２３、Ｄ２４）からそれぞれ図７に示すようなヒストグラム（Ｈ２１、Ｈ２２、Ｈ２３、Ｈ２４）が作成される。さらに、各ヒストグラム（Ｈ２１、Ｈ２２、Ｈ２３、Ｈ２４）において、２番目のピーク（Ｐ２）に対応するＣＴ値（ＣＴ２１、ＣＴ２２、ＣＴ２３、ＣＴ２４）（平均値）が互いに比較される。
【００７３】
図７によれば、３つの分割画像データ（Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ２３）の各ヒストグラム（Ｈ２１、Ｈ２２、Ｈ２３）において、２番目のピーク（Ｐ２）に対応するそれぞれのＣＴ値（ＣＴ２１、ＣＴ２２、ＣＴ２３）が、残りの分割画像データＤ２４のヒストグラム（Ｈ２４）におけるＣＴ値（ＣＴ２４）よりも小さい値にシフトしていることが分かる。このため、３つの分割画像データ（Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ２３）の領域に虚血部位が存在していることが分かる。
【００７４】
すなわち、より細分化された各分割画像データ（Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ２３、Ｄ２４）について、より正確なＣＴ値（ＣＴ２１、ＣＴ２２、ＣＴ２３、ＣＴ２４）が正常部位ＣＴ値検出手段３５ｄおよび虚血部位ＣＴ値検出手段３５ｅにより求められる。
【００７５】
このため、ステップＳ５から同様な手順により、より正確なＣＴ値を用いて虚血部位の位置および進行度が正確に求められて表示される。そして、このような分割画像データの細分化がユーザの設定により任意数回繰り返されて、所望の精度で虚血部位の位置および進行度が検出される。
【００７６】
ただし、分割画像データの細分化を繰返し行なわずに、所望の精度で虚血部位の位置および進行度が検出されるように、始めに設定する分割画像データの分割形状を細かく設定してもよい。
【００７７】
図８は、分割画像データをより多く作成した例を示す図である。
【００７８】
図８に示すように、例えば、頭蓋内領域抽出データを領域の中心を基準に、同心円状となるように２４つの分割画像データＤに分割し、上記と同様な手順で、より正確に１回の処理で虚血部位の位置および進行度を検出することもできる。
【００７９】
このように、分割画像データの分割数や、細分化の繰返し回数を適切に設定することにより、よりリアルタイム性を向上させた虚血部位の位置および進行度の検出が可能となる。
【００８０】
以上のようなＸ線ＣＴ装置２０によれば、被検体Ｐの頭部における初期虚血時に、ＭＲＩ装置等の設備を用いることなく単純ＣＴ画像データから虚血部位及び虚血の進行度（正常部位との相対的な値）を識別可能に表示するための画像データを作成することができる。そして、この画像を表示させることにより、ユーザは容易に虚血部位及び虚血の進行度を確認することができる。このため、虚血に対する治療法の早期決定が可能となり、適応可能な治療法の選択肢の低下を抑制することが期待される。
【００８１】
尚、Ｘ線ＣＴ装置２０や頭部虚血部位解析システム３５の一部の構成要素、例えば虚血進行度算出手段３５ｇを省略してもよい。このため、各分割画像データのヒストグラムのみを表示したり、あるいは虚血部位が存在する分割領域に虚血部位が存在する旨のマーキングを表示するのみとしてもよい。
【００８２】
また、頭部虚血部位解析システム３５をＸ線ＣＴ装置２０に内蔵した例を示したが、他の磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置等の画像診断装置に内蔵したり、あるいはＭＲＩ装置やＸ線ＣＴ装置等の画像診断装置と独立して頭部虚血部位解析システム３５を設け、画像診断装置から医用画像データを取り込んで虚血部位に関する各種解析を実行するように構成してもよい。
【００８３】
尚、ＭＲＩ装置により得られたＭＲ画像を解析対象となる医用画像とする場合には、分析対象となる分割画像データの画素値がＣＴ値ではなくＭＲＩ装置の各撮影法に依存した値となる。従って、この場合、ＭＲ画像の画素値がヒストグラムの作成による分布の分析対象となる。
【００８４】
特に、ＭＲＩ装置により得られた拡散強調画像（ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ画像）を解析対象の医用画像とする場合には、ＣＴ値の場合には虚血部位における画素値が正常部位における画素値よりも小さくなるのに対し、虚血部位における画素値が正常部位における画素値よりも大きくなる。このため、画像データをグレースケールにより表示させる場合には、虚血部位が白く表示されることが知られている。
【００８５】
従って、例えばＭＲＩ装置により得られた拡散強調画像を分割して得られた分割画像データのそれぞれの画素値の分布を分析し、画素値のピークが大きくなる方向にシフトしている場合には、画素値がＣＴ値である場合と同様に、その分布が得られた分割画像データの部位を虚血部位として検出することができる。つまり、正常部位の画素値よりも大きい値を示す部位の画素値を虚血部位における画素値として検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】図１は本発明に係る画像診断装置の一例であるＸ線ＣＴ装置の実施の形態を示す機能ブロック図。
【図２】図１に示すＸ線ＣＴ装置に内蔵される頭部虚血部位解析システムの機能ブロック図。
【図３】図１に示すＸ線ＣＴ装置により被検体の頭部における初期虚血の有無および虚血部位を解析する際における手順を示すフローチャート。
【図４】図１に示すＸ線ＣＴ装置において、頭蓋内領域抽出データの分割により分割画像データを生成する際における分割形状の一例を示す図。
【図５】図４に示す分割形状の各分割画像データからそれぞれ作成されるＣＴ値のヒストグラムの一例を示す図。
【図６】図４に示す分割画像データを更に複数の分割画像データに分割した例を示す図。
【図７】図６に示す４つの各分割画像データからそれぞれ作成されるＣＴ値のヒストグラムの一例を示す図。
【図８】分割画像データをより多く作成した例を示す図。
【符号の説明】
【００８７】
２０  Ｘ線ＣＴ装置
２１  ガントリ部
２２  コンピュータ装置
２３  Ｘ線管
２４  高電圧発生装置
２５  Ｘ線検出器
２６  データ収集部
２７  画像処理装置
２８  画像表示部
２９  入力部
３０  制御部
３１  前処理部
３２  メモリ部
３３  画像再構成部
３４  記憶装置
３５  頭部虚血部位解析システム
３５ａ  閾値設定手段
３５ｂ  頭蓋内領域抽出手段
３５ｃ  領域分割手段
３５ｄ  正常部位ＣＴ値検出手段
３５ｅ  虚血部位ＣＴ値検出手段
３５ｆ  虚血部位ＣＴ値シフト量検出手段
３５ｇ  虚血進行度算出手段
３５ｈ  虚血部位表示手段
Ｐ  被検体
【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】
2006051170.tif 000007
【図６】
2006051170.tif 000008
【図７】
2006051170.tif 000009
【図８】
2006051170.tif 000010