(57)【要約】【課題】脂質コアに代表される付着物質と血管内腔との近接度合いを求め、それにより不安定プラークの危険度を判断可能とする。【解決手段】抽出部１０４は、血管を含む部位の画像データを基に血管の断面を求めてその断面から、血管の内腔の輪郭および血管内に付着する付着物質の輪郭を抽出する。膨張部１０５は、抽出された前記内腔の輪郭および付着物質の輪郭の一方または双方の、少なくとも一部分を所定量だけ膨張する。  重複領域演算部１０６は、血管のそれぞれの断面について、膨張部１０５によって膨張された内腔の輪郭および付着物質の輪郭が重なるときの重複領域の大きさを求める。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
血管を含む部位の画像データを基に前記血管の断面を求めてその断面から、前記血管の内腔の輪郭および前記血管内に付着する付着物質の輪郭を抽出する抽出手段と、
抽出された前記内腔の輪郭および前記付着物質の輪郭の一方または双方の、少なくとも一部分を所定量だけ膨張する膨張演算手段と、
前記血管のそれぞれの断面について、前記膨張演算手段によって膨張された前記内腔の輪郭および前記付着物質の輪郭が重なるときの重複領域の大きさを求める領域演算手段と、
を備えることを特徴とする医用画像処理装置。
【請求項２】
前記抽出手段は、前記血管の芯線を求め、該芯線に垂直な断面を求めて、その断面を前記血管の断面と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３】
前記膨張演算手段によって膨張される前記所定量は、１画素であ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】
前記付着物質は、脂質コアであ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】
前記血管芯線の方向の各位置において、前記領域演算手段によってそれぞれ求められた、前記重複領域の大きさに基づいた情報を表示する表示手段と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の医用画像処理装置。
【請求項６】
前記領域演算手段によって求められる重複領域の大きさは、該重複領域の面積であ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７】
前記領域演算手段によって求められる重複領域の大きさは、該重複領域内の長軸および短軸の長さであ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８】
前記表示手段は、前記血管のそれぞれの断面について、前記血管の長さ方向の位置と、前記重複領域の大きさを対応付けたグラフとして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装置。
【請求項９】
前記表示手段は、前記血管の長さ方向の各位置の血管断面画像を、それぞれの断面の重複領域の大きさに基づいた情報と対応付けて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装置。
【請求項１０】
前記膨張演算手段は、抽出された前記内腔の輪郭の全体および前記付着物質の輪郭の全体を、それぞれ所定量だけ膨張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１１】
前記膨張演算手段は、前記内腔の輪郭および前記付着物質の輪郭の一方または双方の外側に沿って所定の要素を移動させ、移動された要素によって得られる外側の軌跡へ、前記内腔の輪郭および前記付着物質の輪郭の一方または双方を膨張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１２】
前記重複領域の面積が、前記血管の芯線の方向に連続して０より大きい区間を抽出する区間抽出手段と、
前記区間抽出手段によって抽出された区間内の各面積を合算して、区間ごとに合計値を求める合算手段と、
を備え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１３】
前記合算手段は、前記区間ごとの合計値の大きさの順に、各区間を順位付けすることを特徴とする請求項１２に記載の医用画像処理装置。
【請求項１４】
血管を含む部位の画像データを基に前記血管の断面を求めてその断面から、前記血管の内腔の輪郭および前記血管内に付着する付着物質の輪郭を抽出する抽出ステップと、
抽出された前記内腔の輪郭および前記付着物質の輪郭の一方または双方の、少なくとも一部分を所定量だけ膨張する膨張演算ステップと、
前記血管のそれぞれの断面について、前記膨張演算ステップによって膨張された前記内腔の輪郭および前記付着物質の輪郭が重なるときの重複領域の大きさを求める領域演算ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする医用画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血管を含む部位の画像データを基に前記血管の断面を求めて、その断面について画像処理を実行する医用画像処理装置および医用画像処理プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
医用画像収集技術の発達により、ＩＶＵＳ（intravascular ultrasound）に代表される血管内エコー法を用いることで、血管内のプラークの性状解析が可能になった。一方で、マルチスライスＣＴにおいても、現状ではＩＶＵＳに比べて空間分解能が高くはないものの、空間分解能の向上により血管に付着する脂質コアの判別が可能になりつつある。ＩＶＵＳでは検査にあたって体内への挿入が必要となるので、ＣＴ（Computed Tomography）を用いて体外から血管内の画像を収集することが求められている。特許文献１のように、プローブを介して冠動脈に光を入射して検出することにより、不安定プラークを検出する技術は開示されている。
【０００３】
画像を収集する対象としては冠動脈が一例として挙げられる。冠動脈内には脂質コアが滞留し、不安定プラークを形成することがある。プラークは、一般に脂質コアが大きく繊維性被膜の薄い不安定プラークと、脂質コアが小さく繊維性被膜が厚い安定プラークの２つに分類される。不安定プラークの危険度は、繊維性被膜の厚さ、脂質コアの大きさ、マクロファージの浸潤度、平滑筋細胞の量により判別される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００９−５０９６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この不安定プラークが次第に肥厚することにより冠動脈の内腔が狭められ、急性冠症候群や急性心筋梗塞の要因となる。この不安定プラークを検査により判別する必要があるが、ＣＴを用いて画像を収集する場合、収集された画像が、必要とされる程度の高さの解像度に満たないという問題がある。ＣＴでは、たとえば骨は明確に撮影することができるが、血管中の組織を高い解像度で撮影することは難しい。
【０００６】
特に、血管内腔と脂質コアを隔てる繊維性被膜は一般にきわめて薄い。この繊維性被膜の厚さを求め、不安定プラークの危険度を判定する必要がある。しかし、繊維性被膜の厚さを測定する場合、繊維性被膜が薄すぎて、不安定プラークの危険度を判定するには、得られる画像の空間分解能が足りないという問題がある。したがって、得られた画像のままでは、血管内腔と脂質コアの近接度合いおよびそれによる不安定プラークの危険度を、十分に確認しきれないという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、血管を含む部位の画像データを基に前記血管の断面を求めてその断面を画像処理することにより、脂質コアに代表される付着物質と血管内腔との近接度合いを求め、それにより不安定プラークの危険度が判断可能な医用画像処理装置および医用画像処理プログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明にかかる医用画像処理装置は、血管を含む部位の画像データを基に前記血管の断面を求めてその断面から、前記血管の内腔の輪郭および前記血管内に付着する付着物質の輪郭を抽出する抽出手段と、抽出された前記内腔の輪郭および前記付着物質の輪郭の一方または双方の、少なくとも一部分を所定量だけ膨張する膨張演算手段と、前記血管のそれぞれの断面について、前記膨張演算手段によって膨張された前記内腔の輪郭および前記付着物質の輪郭が重なるときの重複領域の大きさを求める領域演算手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１４の発明にかかる医用画像処理装置は、血管を含む部位の画像データを基に前記血管の断面を求めてその断面から、前記血管の内腔の輪郭および前記血管内に付着する付着物質の輪郭を抽出する抽出ステップと、抽出された前記内腔の輪郭および前記付着物質の輪郭の一方または双方の、少なくとも一部分を所定量だけ膨張する膨張演算ステップと、前記血管のそれぞれの断面について、前記膨張演算ステップによって膨張された前記内腔の輪郭および前記付着物質の輪郭が重なるときの重複領域の大きさを求める領域演算ステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上により、血管内腔と脂質コアをそれぞれ膨張して重複した領域を求め、その大きさから付着物質と血管内腔との近接度合いを求めることができるので、繊維性被膜の厚さに代わる指標とすることができる。それにより、得られる画像が意図された分解能よりも低く得られた場合でも、この重複領域を指標として用いることができる。そしてこの重複領域の大きさから、不安定プラークの危険度を判定することができ、危険度の高い不安定プラークの状態を、ユーザが簡便に確認することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態にかかる医用画像診断装置の機能ブロック図を示す。
【図２】冠動脈を血管芯線に沿った方向に切断した断面図である。
【図３】冠動脈を血管芯線に垂直な方向に切断した断面図である。
【図４】脂質コアおよび血管内腔の領域を抽出する処理を説明する概念図である。
【図５】抽出された血管内腔と脂質コアの輪郭を示す概略図である。
【図６】血管内腔と脂質コアの輪郭を膨張させる場合を示す概略図である。
【図７】膨張後の血管内腔と脂質コアの輪郭を示す概略図である。
【図８】膨張後の輪郭の重複部分を説明する概略図である。
【図９】重複領域の面積の変化をグラフとして示した表示画面である。
【図１０】重複領域が最大となる血管の断面画像である。
【図１１】重複領域内部の長軸および短軸の配置を説明する概略図である。
【図１２】長軸と短軸の変化を並べてグラフとして示した表示画面である。
【図１３】重複領域の面積の変化を血管の長さ方向の集合としてグラフに示した表示画面である。
【図１４】複数の脂質コアがある場合の、冠動脈を血管芯線に沿った方向に切断した断面図である。
【図１５】各脂質コアの危険度に関する情報を表示するときの表示例である。
【図１６】一連の冠動脈について解析処理を実行する処理を示すフローチャートである。
【図１７】重複領域の算出処理を示すフローチャートである。
【図１８】重複領域の面積を血管方向の長さの区間で合算して体積とする処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本実施の形態にかかる医用画像診断装置の機能ブロック図を示す。図１に示す医用画像診断装置は、医用画像を取得するＸ線ＣＴ装置１０と、得られた医用画像を処理する医用画像処理装置１００と、表示制御部２０と、表示制御部２０からの出力を受けて画像を表示する表示部３０から構成される。
【００１３】
医用画像処理装置１００は、情報処理装置（ＣＰＵ）と、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤなどの記憶装置（図示しない）とを備えている。記憶装置には、医用画像処理装置１００の各部の機能を実行するための処理プログラムが記憶されている。その処理プログラムには、画像データ記憶部１０１と、制御部１０２と、血管取得部１０３と、抽出部１０４と、膨張部１０５と、重複領域算出部１０６と、画像生成部１０７の各処理を実行するためのプログラムが含まれる。そして、情報処理装置（ＣＰＵ）が各プログラムを実行することにより、各処理が実行される。
【００１４】
Ｘ線ＣＴ装置１０は、Ｘ線照射部及びＸ線検出部（いずれも不図示）を被検体の体軸に直角方向に回転させ、さらに体軸方向に進みながら患者に向けてＸ線を照射し、検査対象領域を通過したＸ線を検出する。検査対象領域には、不安定プラークが存在する疑いのある患者の血管領域および血管周辺の心臓領域が含まれる。そして、Ｘ線ＣＴ装置１０は、検出したＸ線を基に３次元画像であるＸ線ＣＴ画像を生成する。そして、Ｘ線ＣＴ装置１０は、制御部１０２に信号を出力し、生成したＸ線ＣＴ画像を医用画像処理装置１００へ出力する。
【００１５】
医用画像処理装置１００は、画像データ記憶部１０１と、制御部１０２と、血管取得部１０３と、抽出部１０４と、膨張部１０５と、重複領域算出部１０６と、画像生成部１０７によって構成される。医用画像処理装置１００は、Ｘ線ＣＴ装置１０から得られた画像を処理して、処理された画像や、結果として得られたデータにしたがって得られる画像を表示制御部２０に出力する。
【００１６】
画像データ記憶部１０１は、Ｘ線ＣＴ装置１０で撮影された血管を含む部位の画像データを取得して保存する。特に、患者の心臓領域の画像データをＸ線ＣＴ装置１０から、心臓領域データとして読み込む。
【００１７】
制御部１０２は、医用画像処理装置１００の各部を制御する。上述のようにＸ線ＣＴ画像が血管取得部１０３に入力されるときにＸ線ＣＴ装置１０から信号が入力されるので、これにより一連の処理を開始する。制御部１０２は、処理対象の血管断面を特定する処理を実行する。制御部１０２は、Ｘ線ＣＴ装置１０から画像データ記憶部１０１に画像データが送られたとき、最初の血管断面について処理が開始する。
【００１８】
制御部１０２は、図２の血管取得部１０３、抽出部１０４、膨張部１０５、および重複領域算出部１０６による、本実施例の処理のルーチンワークを制御する。すなわち、血管取得部１０３に最初の血管断面の処理を指示し、それにより１つの血管断面について一連の処理が終了したら重複領域算出部１０６から終了信号が入力されるので、これを受けて次の血管断面の処理を指示する。対象となる血管全体について処理が終了したら、一連の処理の終了を指示する。全体の一連の流れを、図１６を用いて後述する。
【００１９】
血管取得部１０３は、画像データ記憶部１０１に記憶された部位全体の画像データから、検査対象となる血管を抽出する。血管としては、冠動脈を例を挙げて説明するが、これに限定されるものではない。この他に大動脈や脳動脈などの比較的太い動脈も対象となりうる。そこで、血管取得部１０３は、画像データ記憶部１０１に記憶された冠動脈の画像データから血管断面の画像を抽出する。
【００２０】
以下具体的に説明すると、まず血管取得部１０３は、この冠動脈について血管芯線を求める。この血管芯線は、血管の中心を通る線のことであり、この血管芯線の方向が血管の進行方向となり、そして血管の長さ方向となる。血管取得部１０３は、血管芯線が得られたら、この血管芯線の方向に垂直な面、直交する面を冠動脈の断面として、冠動脈の断面画像を生成する。この血管断面は、血管芯線方向に所定間隔ごとに得られる。この所定間隔は、脂質コアが検出可能な程度の距離とされる。間隔を密にしすぎると血管断面画像の取得及び処理が必要以上に時間がかかり、間隔が広すぎると脂質コアの状態が把握しきれないので、脂質コアの大きさに応じた間隔で血管断面を取得する。
【００２１】
血管は進行方向にあわせてそれぞれ曲がりくねっているので、断面の向きもそれにあわせて曲がりくねることになる。一方で、血管芯線に垂直に断面を得ることで、この断面の向きが血管の太さを一定してあらわすことになり、比較に適した程度に各断面のばらつきを小さくすることができる。またこの血管断面から後述のように血管内腔と脂質コアの輪郭を得るので、血管芯線に垂直とすることにより、同様に比較に適した血管内腔と脂質コアの輪郭を得ることができる。
【００２２】
以上のように血管芯線の所定間隔ごとに冠動脈の断面を得ていくが、心臓寄りの冠動脈の基部から、最終的には末端部まで断面画像を得ていく。その領域は、基部から末端部まですべてとしても良いし、設定により必要な範囲のみとしてもよい。なお、上記の血管の抽出の仕方、血管芯線の求め方、血管断面の求め方は、既存の技術を利用することができる。
【００２３】
抽出部１０４は、脂質コア抽出部１２０と、血管内腔抽出部１３０と、閉曲線抽出部１４０によって構成される。これらの構成により、血管取得部１０３から入力された画像から、冠動脈、脂質コア、血管内腔の輪郭をそれぞれ示す閉曲線を生成する。
【００２４】
脂質コア抽出部１２０は、血管取得部１０３によって得られた血管断面の画像から、画素値の違いを基に、脂質コアを占める領域を抽出する。一般に、血管内腔、脂質コア、その他の領域とでは、画像と推定される画素値は異なるので、閾値を設けて区別してそれぞれ取り出す。この脂質コアとは、血管内にたまる石灰化された部分のことである。動脈の内膜にコレステロールなどの脂肪からなるドロドロの粥状物質がたまってアテロームプラーク（粥状硬化斑）ができ、アテローム（粥状）プラークでも脂質成分に富む部分を脂質コアという。この脂質コアは、粥状に形成されているので、血管内部に付着して内腔を狭める要因となる。本実施例では脂質コアを対象にして血管内部を解析するが、血管内部には脂質コアの他、カルシウムなどの様々な物質が付着することが考えられるので、こうした血管内に付着する付着物質全般を対象に解析しても良い。
【００２５】
血管内腔抽出部１３０は、血管取得部１０３によって得られた血管断面の画像から、画素値を基に血管の内腔を占める領域を抽出する。内腔とは内側の空洞のことであり、血管などの管状あるいは袋状をしている構造の内側のことである。
【００２６】
脂質コア抽出部１２０および血管内腔抽出部１３０は、それぞれ血管断面の画像から領域拡張法を用いたセグメンテーション処理により、それぞれ脂質コアの領域および血管内腔の領域を抽出する。この脂質コアと血管内腔は、血管の進行方向に沿った断面上では図２および図３のような配置になる。この領域拡張法を用いた領域の抽出については図４を用いて後述する。
【００２７】
閉曲線抽出部１４０は、与えられた画像について、その画像を占める領域の外側を描く閉曲線を描き、それにより領域の輪郭を抽出する。血管取得部１０３、脂質コア抽出部１２０、血管内腔抽出部１３０からそれぞれ画像を取得し、それぞれ血管断面の輪郭、脂質コアの輪郭、血管内腔の輪郭を形成する。このようにして形成され抽出された輪郭の一例を図５に示す。それぞれの輪郭のデータは膨張部１０５に出力する。
【００２８】
膨張部１０５は、与えられたデータで示される輪郭を膨張させる。すなわち、脂質コアの輪郭および血管内腔の輪郭によりそれぞれ示される領域の一方または双方を所定量だけそれぞれ膨張させる。本実施例では両方を膨張させて後の処理に用いるが、一方だけを膨張させても良い。この膨張処理には、モルフォロジカルフィルタのｄｉｌａｔｉｏｎ（ディレーション）処理を適用する。これにより各輪郭を外側に広げる。この膨張処理は、図６を用いて後述する。
【００２９】
Ｘ線ＣＴ装置１０の性能上、抽出部１０４から出力される各輪郭は、繊維性被膜の実際の厚さに対して解像度が低い画像として得られる場合が考えられる。したがって、そのまま用いて脂質コアと血管内腔の近接度を求めた場合、求められる近接度の精度が低いという問題がある。本実施例では、膨張部１０５によって各輪郭を膨張させることにより、低い解像度で得られた各輪郭の画像から実際に近接しうる範囲を推定画像として求めることができる。この推定画像として求められた近接しうる範囲について、後述のように重複領域の大きさを求めるので、血管の各断面についての危険可能性をスコアリングすることができる。
【００３０】
また、後の実施例では脂質コアや血管内腔の輪郭全体を膨張させる場合について説明するが、輪郭全体ではなく輪郭の一部のみを膨張させてもよい。たとえば、与えられた輪郭全体を血管の外壁部分に近い側と遠い側に半分ずつに分け、それぞれ遠い側だけを膨張させることもできる。図５において後述するように、血管内腔も脂質コアも血管の中心に存在するものではなく、ともに中心からずれており、それぞれの血管から遠い部分が互いにとって近い部分となる。すなわち、脂質コアの血管外壁から遠い部分が血管内腔に近く、血管内腔の欠陥外壁から遠い部分が脂質コアに近い。そこで、この互いに近い半分ずつのみを膨張させることにより、膨張処理を半分で終わらせて高速化させることができ、その一方で必要な膨張処理を実行して後の重複領域に関する演算を実行することができる。
【００３１】
また、ここでは各輪郭のうち左側／右側の半分ずつのみとしたが、輪郭の１／３や、２／３など、様々な長さを範囲として定めてもよい。膨張させるのを輪郭の１／３とする場合、上述のように双方の輪郭の半分をそれぞれ求め、求められた半分の輪郭の外側から１／６ずつを除去することにより求めてもよい。また、輪郭の２／３とする場合、上述のように双方の輪郭の半分をそれぞれ求め、求められた半分の輪郭の外側から１／６ずつを加えることにより求めてもよい。この他、一方の輪郭はすべての部分を膨張し、もう一方の輪郭は一部分を膨張するなど、短縮したい処理時間に応じて、様々な組み合わせが可能である。
【００３２】
なお、この膨張させる所定量は、図６の実施例では１ピクセル（１画素）とするが、十分な量を膨張させるためにより多くの画素数としても良く、たとえば２ピクセル、３ピクセルなどとすることができる。なお数ピクセルを一度に膨張させるのではなく、１ピクセル膨張させた後に、膨張させた領域に対してさらに残りのピクセルを膨張させることもできる。膨張させるピクセル数の設定およびピクセルの膨張過程については設定により定めることもできる。
【００３３】
ただし、後述のように、この膨張処理はもとの領域の輪郭が画素数の関係から粗くなってしまうことの不都合を回避するための処理なので、もとの領域の輪郭の大きさや形状を大きく変化させない程度の膨張とすることが望まれる。したがって、輪郭の膨張範囲は、少なくとももう一方の膨張前の輪郭の重心を越えない位置となる。または、膨張前の各領域の重心からの距離に対して３分の１、５分の１、１０分の１の範囲内というように、膨張前の大きさを基準とした膨張幅とすることもできる。
【００３４】
膨張の程度を示す所定量を大きくすることにより、後述の重複領域が大きくなるので、脂質コアと血管内腔が近接した部分を多く抽出することができる。これにより、取得された画像の粗さから境界領域が不明瞭な場合にも、近接しうる範囲を広く取ることができるので、危険となりうる可能な範囲を幅広く求めることができる。また、所定量を最小限の大きさとすることにより、たとえば取得された画像が比較的高精細に得られた場合に、危険と予測される範囲を実際に危険と考えられる範囲に限定し、実際は危険ではない範囲を除外することができる。それにより、実際の近接状況により即したデータを得ることができる。この選択は、得られる画像の画質により必要に応じて設定する事ができる。
【００３５】
重複領域算出部１０６は、膨張部１０５によって膨張された、脂質コアの輪郭と血管内腔の輪郭によって形成された領域の大きさを求める。すなわち、膨張された内腔の輪郭および付着物質の輪郭が重なるときの重複領域の大きさを求める。この重複領域の大きさは、血管芯線の方向にわたるそれぞれの断面について求められる。膨張部１０５によって膨張されたのが一方のみの場合は、膨張された輪郭と膨張されていないほうの輪郭の両方を用いて重複領域を求める。
【００３６】
脂質コアの輪郭と血管内腔の輪郭はともに膨張されるので、両輪郭は重なることになる。そこで、重複領域算出部１０６は、両輪郭が重なったか否かを判定し、重なったと判定された場合にその両輪郭が重ねられることによる重複領域を抽出する。抽出された重複領域のデータは、血管の長さ方向に沿った各断面の位置に対応させて、それぞれ重複領域算出部１０６のメモリに記憶される。
【００３７】
そして重複領域算出部１０６は、抽出した重複領域の面積を算出して画像生成部１０７に出力する。重複領域の面積は、重複領域内部のドット数をカウントすることにより求めることができる。なお、両輪郭が重ならない場合、重複領域の面積は０となる。また、脂質コア抽出部１２０により脂質コアが抽出されなかった場合も、重複領域の面積は０となる。この重複領域は後述のように図８に示される。求められた重複領域の面積は、血管の長さ方向に沿った各断面の位置ごとに求められ、その位置に対応させて、それぞれ重複領域算出部１０６のメモリに記憶される。
【００３８】
重複領域算出部１０６は、重複領域の面積とともに、あるいはその代わりに、重複領域内部の長軸の長さおよび短軸の長さを算出する。この実施例では長軸と短軸の両方を求める場合についてついて説明するが、求めるのは長軸のみでもよい。長軸および短軸の長さの算出については、図１１を用いて後述する。長軸は、重複領域の輪郭上でもっとも遠い２点を結ぶ直線であり、短軸は、重複領域の輪郭上を長軸に垂直に結ぶ直線のうち、もっとも長いものである。重複領域算出部１０６は、長軸および短軸の長さを求め、血管の長さ方向に沿った各断面の位置に対応させて重複領域算出部１０６のメモリに記憶する。さらに重複領域算出部１０６は、長軸の長さと短軸の長さの合算値、長軸と短軸の差分値を求めて重複領域算出部１０６のメモリに記憶する。
【００３９】
また、血管の各断面について重複領域断面の面積が求められ、これが重複領域算出部１０６のメモリに記憶されるので、重複領域算出部１０６はその合算値を体積として求める。ここで、重複領域算出部１０６は、重複領域の面積が、血管の芯線の方向に連続して０より大きい区間を抽出し、抽出された区間内の各面積を合算して、区間ごとに合計値を求める。具体的には、重複領域算出部１０６は、血管の長さ方向にわたる各位置で重複領域が０より大きいか否かを判定し、その０より大きいとされた位置から、再び０になる位置までの間をこの区間として抽出する。そしてこの抽出された区間内の各重複領域を合計する。合計された値が、各区間の重複領域の体積となり、画像生成部１０７に送られる。上述の体積を求める処理は、図１３を用いて後述する。
【００４０】
以上、抽出部１０４、膨張部１０５、重複領域算出部１０６の処理を１つの血管断面の画像について適用する。血管は心臓側の基部から末端側までつながっているので、制御部１０２の制御により、最初は基部側の断面から処理を開始して、次は末端側の断面に処理を移行していく。１つの断面について処理を実行したら、血管取得部１０３で特定したように次の血管断面を抽出して、一連の処理を処理を繰り返していく。
【００４１】
画像生成部１０７は、画像データ記憶部１０１、血管取得部１０３、抽出部１０４、重複領域算出部１０６の各部から送られるデータに基づいて、表示部３０で表示するべき画像を生成し、表示制御部２０に送る。画像生成部１０７は、画像データ記憶部１０１から血管の部位を含む画像データを取得して表示画像を生成する。この場合、検査対象の血管に限らず、Ｘ線ＣＴ装置１０で撮影された血管を含む部位の画像データを取得して表示制御部２０に送る。この画像データは、部位の３次元画像データの場合があり、またＳｔｒｅｃｈｅｄＭＰＲ（Multi Planar Reformation）画像である場合もある。
【００４２】
また、画像生成部１０７は、血管取得部１０３から血管のデータを取得して、血管の画像を生成する。血管の画像は、外形の画像であったり、芯線に垂直な方向の断面の画像であったり、また血管の芯線方向に沿った、芯線を含む断面の画像が挙げられる。また、画像生成部１０７は、閉曲線抽出部１４０から血管の輪郭、脂質コアの輪郭、血管内腔の輪郭を示すデータを取得し、このデータから各輪郭を示す画像を生成する。
【００４３】
また、画像生成部１０７は、重複領域算出部１０６から重複領域に関するデータを取得し、この重複領域を示す画像を生成する。この重複領域に関するデータとは、重複領域の画像、重複領域の面積、重複領域の長軸、短軸の長さ、合計、差分、区間ごとの重複領域の体積が挙げられる。また、画像生成部１０７は、この重複領域の大きさを示すデータを取得し、このデータからグラフ情報を生成する。
【００４４】
表示制御部２０は、画像生成部１０７から画像を取得して、表示部３０に出力する信号に変換し、この信号を表示部３０に出力する。表示部３０は、表示制御部２０から出力された信号に基づいて画像を表示するディスプレイである。
【００４５】
［脂質コアおよび血管内腔の抽出について］
図２は、冠動脈を血管芯線に沿った方向に切断した断面図である。血管芯線に沿った断面とするので、実際はつながっているが便宜上、上側を冠動脈２０１、下側を冠動脈２０２とする。この冠動脈２０１および２０２に付着される物質や、これらに取り囲まれる領域について説明する。冠動脈２０２に付着しているのが脂質コア２０３である。図２では冠動脈２０２に付着しているが、冠動脈２０１に付着している場合も想定される。また、冠動脈２０２にはマクロファージ２０４も付着している。
【００４６】
次に、脂質コア抽出部１２０および血管内腔抽出部１３０の処理について説明する。血管内腔抽出部１３０は、図２（Ａ）で示した血管断面の図から、血管内腔に相当する点を求めて、そこから領域拡張法により血管内腔領域２０５を求める。求められた血管内腔領域２０５は、図２（Ｂ）に示された領域として特定される。また脂質コア抽出部１２０は、図２（Ａ）で示した血管断面の図から、脂質コアに相当する点を求めて、そこから領域拡張法により脂質コア２０３を求める。求められた血管内腔領域２０５は、図２（Ｃ）に示された領域として特定される。
【００４７】
なお、図２は芯線に沿った方向の断面について説明したが、芯線に垂直な断面についても次に説明する。ここで、脂質コア２０３を含む断面と含まない断面をそれぞれ説明するので、図２（Ａ）において脂質コア２０３を含まないものを断面２１０とし、脂質コア２０３を含むものを断面２２０とする。
【００４８】
図３は、冠動脈を血管芯線に垂直な方向に切断した断面図である。図３（Ａ）は、脂質コア２０３を含まない断面２１０を示す。図２では冠動脈２０１および２０２として分けて説明したが、芯線に垂直となる断面２１０からみた場合、このように円周状につながった形状となる。この断面２１０には、脂質コア２０３およびマクロファージ２０４は含まれない。図３（Ｂ）は、脂質コア２０３を含む断面２２０を示す。この断面２２０では、脂質コア２０３とマクロファージ２０４が血管内部に付着される。さらに、脂質コア２０３は、血管内腔から繊維性被膜２３０によって分けられる。
【００４９】
図４は、脂質コアおよび血管内腔の領域を抽出する処理を説明する概念図である。図１の脂質コア抽出部１２０および血管内腔抽出部１３０に関して説明したように、領域拡張法を用いたセグメンテーション処理により脂質コアおよび血管内腔の領域をそれぞれ抽出する。なお、脂質コアと血管内腔の場合をあわせて説明するが、本処理はそれぞれ別々に実行され、脂質コアと血管内腔はそれぞれ別個に抽出される。
【００５０】
まず、脂質コア抽出部１２０および血管内腔抽出部１３０は、脂質コアまたは血管内腔に該当すると推定、仮定される画素値をそれぞれ予め記憶しており、対象となる血管断面画像４０１から該当する画素値となるピクセル４０２を判別して抽出する。この画素は特定の１つの画素値に限定しても，ある程度幅を持たせたものでも良い。血管断面画像４０１は、説明のため正方形で示しているが、実際は血管断面の円形形状である内部全体にわたって判別して抽出する。抽出されたピクセル４０２は、脂質コアまたは血管内腔に該当すると仮定される仮定領域として分類される。
【００５１】
なお、該当する画素値となるピクセルすなわちピクセル４０２が検出されない場合もある。すなわち、脂質コア抽出部１２０は、脂質コアが存在するか否かを判定し、この場合存在しないと判定することになる。この場合、脂質コアの抽出処理であれば脂質コアがその血管断面から検出されなかったということなので、その血管断面に対する脂質コアの抽出処理を終了する。脂質コアが抽出されないので、その後閉曲線を抽出することも膨張させることも必要がないので、その血管断面についての処理を終了させる。脂質コアがないので、この時点で不安定プラークが存在しないということが分かるので、その後の必要な処理を省略して処理時間を短縮することができる。
【００５２】
ピクセル４０２が検出された場合、その中で仮定領域に分類されたピクセル４０２を中心として隣接する周辺のピクセル、近隣のピクセルについて、条件を満足するか否かを判定する。この条件とは、中心となるピクセル４０２の画素値に対して、判定対象となる隣接するピクセルが同じまたは近い画素値をとるか否かである。一致する画素値を中心として上下に閾値を設け、その画素値を加算または減算された範囲内に、判定対象となる隣接するピクセルの画素値が含まれるか否かを判定する。含まれると判定されたピクセルについてはさらに仮定領域に分類され、含まれないピクセルは仮定領域に分類されない。その結果仮定領域は、領域４０３に示されるように拡大する。
【００５３】
仮定領域は領域４０３に示されるように拡大するが、拡大後も同じように周辺領域について同じ条件を満たすか否かを判定する。すなわち領域４０３の各ピクセルの周辺にある各ピクセルについて、一定の閾値範囲内にある画素値となるか否かを判定する。またはピクセル４０２の画素値を基準に判定しても良い。それにより仮定領域４０３はさらに領域４０４へと拡大し、血管断面画像４０５のようになる。
【００５４】
［血管内腔と脂質コアの各輪郭の膨張について］
次に、以上のようにして抽出された血管内腔および脂質コアの輪郭をそれぞれ膨張し、それにより形成された重複領域を求めるときの、各領域の形状変化について説明する。
【００５５】
図５は、抽出された血管内腔と脂質コアの輪郭を示す概略図である。血管５０１の内部に血管内腔５０２と脂質コア５０３が含まれる。血管内腔５０２および脂質コア５０３は、抽出された画像の解像度の関係から、隣接している場合やすでに重なっている場合もあるが、両者は実際は図３に示した繊維性被膜２３０により分離されている。
【００５６】
図６は、血管内腔と脂質コアの輪郭を膨張させる場合を示す概略図である。ここでは血管内腔５０２を膨張させる場合について説明するが、脂質コア５０３を膨張させる場合についても同様の処理が適用される。この膨張させる対象である血管内腔５０２の輪郭６００には、膨張部１０５により、モルフォロジカルフィルタリングのディレーション（ｄｉｌａｔｉｏｎ）処理が適用される。
【００５７】
このディレーション処理は、定められた構成要素６０１を処理対象の輪郭６００の外側に沿って移動させていくことにより、移動された構成要素６０１によって得られる外側の軌跡へ、処理対象の輪郭を膨張していく処理である。図６ではこの構成要素６０１が輪郭６００に沿って配置される。構成要素６０１は、輪郭６００の外側に、輪郭６００に接するようにそれぞれ配置されていく。この構成要素６０１は円形であることを想定するが、たとえば正方形であってもよく、様々な形状が考えられる。また、図１の膨張部１０５に関して説明したように、この構成要素６０１は１ピクセルの大きさであることを想定するが、膨張したい大きさによって、２ピクセル以上の様々な大きさにすることができる。
【００５８】
配置された構成要素６０１は、輪郭６００に沿って移動され、１周したら元に戻る。移動方向は右回りでも左回りでも良い。このように構成要素６０１を輪郭６００にそって移動させることにより、構成要素６０１は点ではなく幅をもつので、この構成要素６０１の外側に沿って軌跡が形成され、膨張後の輪郭６０２となる。この膨張後の輪郭６０２が、膨張部１０５によって膨張されて得られる図形である。
【００５９】
なお、図１の膨張部１０５に関連して説明したように、血管内腔５０２のすべてを膨張させる必要はなく、たとえば図５に示されるように血管内腔５０２は血管５０１の左側の方に位置しているので、膨張部１０５は、血管内腔５０２の右側だけを膨張処理してもよい。逆に、脂質コア５０３は右側に位置しているので、脂質コア５０３の左側のみを膨張してもよい。このようにそれぞれ半分ずつのみを膨張させた場合であっても、膨張にかかる時間を短縮可能な一方で、重複領域の演算には支障がない。また、ここでは各輪郭のうち左側／右側の半分ずつのみとしたが、輪郭の１／３や、２／３など、様々な長さを範囲として定めてもよい。
【００６０】
図７は、膨張後の血管内腔と脂質コアの輪郭を示す概略図である。図５に示した血管内腔５０２と脂質コア５０３は、図６に示した膨張処理により、それぞれ膨張輪郭７０１および膨張輪郭７０２に示したように膨張される。図７では図５に示した血管５０１の内部を、血管内腔５０２の場合と脂質コア５０２の場合を分けて、それぞれ図７（Ａ）と図７（Ｂ）に分けて示しているが、いずれも同一の血管５０１の中に配置されている。
【００６１】
［血管内腔領域と脂質コア領域の重複部分の算出及び表示］
図８は、膨張後の輪郭の重複部分を説明する概略図である。図７で膨張後の輪郭をそれぞれ示したが、いずれも血管５０１内にあるものなので、それを重ねたものが図８のように示される。膨張輪郭７０１および７０２は、もとの血管内腔５０２および脂質コア５０３よりも大きくされたものなので、両者は重複することが想定される。それにより重複領域８０１が形成される。実際は脂質コア５０３は大きくない場合もあるので、膨張輪郭７０２もさほど大きくはならず、膨張輪郭７０１と重複しない場合もある。その場合は重複領域８０１は形成されない。
【００６２】
重複領域算出部１０６は、以上のように膨張部１０５により形成された膨張輪郭７０１と７０２から、重複領域８０１の形状を求める。そして求められた重複領域８０１についてその内部の面積を算出する。重複領域の面積は、重複領域内部のドット数をカウントすることにより求めることができる。
【００６３】
図９は、重複領域の面積の変化をグラフとして示した表示画面である。表示画面は、グラフ９００と画像９１０を含む。グラフ９００は血管の長さ方向に沿った位置の面積の大きさの変化を示す。画像９１０は、この血管の長さ方向に沿った位置の断面画像を示す。血管の長さ方向は、上述のように上が基部すなわち心臓側、下が末端として並べられる。
【００６４】
グラフ９００は、上が基部方向、下が末端方向となっているが、表示されているものがすべてではなく、血管の基部から末端に至るうちの一部がグラフ９００として表示されている。ここで表示されるグラフ９００は、上方向または下方向を指示して操作することにより、指示された方向へと画面をスクロールさせることができる。このように上下方向は血管の進行方向となるが、一方で左右方向は、図８に示した重複領域８０１の面積を示す。波形が左端に位置するときは、この面積が０ということになり、面積が０よりも大きくなるときは、その大きさに応じた波形の大きさということになる。
【００６５】
グラフ９００は、点９０２から点９０３にわたって連続しており、点９０２は上述のように末端側であり、点９０３は上述のように基部側である。そして点９０２も点９０３も末端および基部そのものではなく、表示位置を変化させることにより、それぞれ末端側または基部側の先の方を表示していくことができる。その中で、図８に示した重複領域８０１が生じる血管上の位置に対しては、面積が０よりも大きいということになるので、波形変化が生じ波形９０４のようになる。一方で重複領域が生じない、すなわち面積が０である場合には、波形９０５に示されるように波形変化が生じない。
【００６６】
画像９１０は、ＳｔｒｅｃｈｅｄＭＰＲによって見たときの冠動脈の断面画像である。この画像９１０も、グラフ９００と同様に血管の長さ方向に沿って並べられたものであり、画像９１０の長さ方向の要素の１つ１つがそれぞれ血管の断面画像である。血管は直線に進行しているのではなく、体内を曲がりくねりながら進行している。これをＳｔｒｅｃｈｅｄＭＰＲによって見たとき、画像９１０のように示される。
【００６７】
この画像９１０の長さ方向の各要素は、断面ごとに、１つの方向から一定して見た形になるように、それぞれ横から見た形になるように矯正されたものとなっている。この矯正については、血管の方向には規定があって、その規定によると血管の外向きが基準となっている。血管の進行方向は曲がりくねっているので、したがって向きはばらばらとなっているが、この方向の規定に従って各断面を統一させている。その結果、それぞれ統一された断面の画像を、各長さの位置ごとに各要素としてつなぎあわせたものが、画像９１０として表示される。
【００６８】
この血管の外向きというのは、血管内部を貫かれる芯線に対して垂直方向に外側である。そして、血管の進行方向が曲がりくねるときに、そのカーブの外側がこの血管の外向き方向ということになるので、その方向が統一されるように各断面を変更して並べる。このようにして形成された画像９１０は、左側が血管断面の膜を示し、右側に行くごとに矯正の影響が強く現れる。この実施例ではＳｔｒｅｃｈｅｄＭＰＲを例として示しているが、ＣｕｒｖｅｄＭＰＲなど、断面画像を血管の長さ方向に表示する他の表示形態としてもよい。
【００６９】
また表示形態として、表示部３０は、表示制御部２０の制御により、血管の長さ方向の各位置の血管断面画像を、それぞれの断面の重複領域の大きさに基づいた情報と対応付けて表示する。すなわち、グラフ９００が示す血管の長さ方向の位置と、画像９１０の領域の１つが示す血管の断面画像の位置とを対応付けて表示する。
【００７０】
上述のように、本実施例では血管の進行方向に沿って重複領域８０１の面積をそれぞれ求めることにより、血管の各位置における血管内腔と脂質コアの近接度合いをスコアリングすることができる。このように重複領域８０１の面積から近接度合いを求めることにより、この得られた近接度合いによって、面積が大きいことから両者が近接していると判断される。それにより、血管内腔と脂質コアの画像が繊維性被膜の厚さに対して低い解像度でしか得られない場合でも近接度合いが判定されるので、不安定プラークの危険度を知ることができる。
【００７１】
なお、重複領域算出部１０６により、各断面の絶対的な危険度を求めてもよい。この場合、重複領域算出部１０６は、重複領域の面積の臨界点、閾値を予め記憶しておいて、求められた面積がその閾値を越えるか否かを判定し、面積がその閾値を越える位置の血管断面について、一定の危険度に達したことを表示してもよい。それにより、血管内に一定の危険度に達する血管断面が存在するか否かが判定されるので、検査対象の血管が危険であることを知ることができる。
【００７２】
図１０は、重複領域が最大となる血管の断面画像である。図５〜図８では、血管断面および内部の血管内腔と脂質コアの輪郭を抽出した画像を表示したが、図１０は血管の実際の断面そのものの画像を示す。ここで、検査対象となった不安定プラークについて、その重複領域の面積が最大となる血管上の位置について血管５０１の断面画像を表示する。この血管５０１の断面画像を表示したとき、その中の脂質コア５０３が表示される。なお、不安定プラークが表示された場合に限らず、グラフ９００上の一点が指定されたときに、その位置について血管５０１の断面画像を表示することもできる。このとき、同様に脂質コア５０３が表示され、存在しないときには脂質コア５０３は表示されない。
【００７３】
ここまでは、重複領域８０１の面積によって大きさ、それによる血管内腔と脂質コアの近接度合いを求めてきたが、大きさを求める場合には必ずしも面積に限る必要はなく、たとえば長軸および短軸によって求めることもできる。この、重複領域８０１の内部の長軸および短軸を求める処理について次に説明する。
【００７４】
図１１は、重複領域内部の長軸および短軸の配置を説明する概略図である。図１１では、図８に示した重複領域８０１のみを取り出して示している。そして、この重複領域８０１から長軸１１０１および短軸１１０２を求める。
【００７５】
まず、重複領域８０１を特定し、その重複領域の輪郭でもっとも遠い２点を求める。そして、その２点を結ぶことにより長軸を求める。次に、この長軸に垂直にこの重複領域内で引かれる線のうちもっとも長い線を求める。求められた線を短軸とする。こうして求められた長軸および短軸の長さを上述の面積と同様に並べてグラフ化する。この長軸および短軸はそれぞれ表示してもよく、合計値および差分をそれぞれ表示しても良い。また重複領域の面積とともに並べて表示しても良い。
【００７６】
長軸および短軸を求めることにより、その重複領域の大きさを求めることができるが、さらにこの長軸および短軸を、この重複領域の大きさを示す指標とすることができる。さらにこの長軸から短軸を引いた差分値を求めることにより、この差分値からこの重複領域の形状を求めることができる。
【００７７】
図１２は、長軸と短軸の変化を並べてグラフとして示した表示画面である。表示画面は、グラフ１２０１、グラフ１２０２、画像１２０３を含む。グラフ１２０１は血管の長さ方向に沿った位置の血管断面における重複領域内の長軸の長さの変化を示し、グラフ１２０２は血管の長さ方向に沿った位置の血管断面における重複領域内の短軸の長さの変化を示す。画像１２０３は、この血管の長さ方向に沿った位置の断面画像を示す。
【００７８】
血管の長さ方向は、図９に示した画像９１０と同様、上が基部すなわち心臓側、下が末端として並べられる。グラフ１２０２および画像１２０３は、上が基部方向、下が末端方向となっているが、表示されているものがすべてではなく、血管の基部から末端に至るうちの一部を表示している。スクロール可能な点は図９と同様である。左右方向は、長軸および短軸の長さを示す。波形が左端に位置するときは、この長さが０ということになり、長さが０よりも大きくなるときは、その大きさに応じた波形の大きさということになる。
【００７９】
ここで長軸は、重複領域の輪郭上でもっとも遠い２点を結ぶ直線である。重複領域算出部１０６は、次のようにして長軸を求める。まず、輪郭上の１点を定める。次にその点の座標に対して輪郭上でもっとも遠い点の座標を求め、両者の長さを求める。このようにして、輪郭上の各点に対して長さを求めて、その中からもっとも大きい値を求める。このもっとも大きい長さの値となる２点を結ぶ線が長軸となる。
【００８０】
また、重複領域算出部１０６は、次のようにして短軸を求める。短軸は、重複領域の輪郭上を長軸に垂直に結ぶ直線のうち、もっとも長いものである。まず基準点を長軸の端から動かす。この基準点を通るように長軸に垂直な直線を延ばして、その直線が輪郭と交わる点を求める。長軸の端ではそれが１点に集まるので、垂直な直線の長さは０となる。そしてこの基準点を長軸に沿って輪郭内部に進めながら、長軸に垂直に基準点を通る直線を求め、この直線が輪郭と交わる点を求め、この輪郭を結ぶ長さを求める。この長さを、基準点が開始点の反対側となる点にわたって求める。こうして求められた長さのうち、もっとも長いものが短軸となる。
【００８１】
画像１２０３は、ＳｔｒｅｃｈｅｄＭＰＲによって見たときの冠動脈の断面画像である。画像１２０３は、図９に示した画像９１０と同じである。画像１２０３は、グラフ１２０１および１２０２と同様に血管の長さ方向に沿って並べられたものであり、画像１２０３の長さ方向の要素の１つ１つがそれぞれ血管の断面画像である。血管は直線に進行しているのではなく、体内を曲がりくねりながら進行している。これをＳｔｒｅｃｈｅｄＭＰＲによって見たとき、画像１２０３のように示される。
【００８２】
上述のように、長軸の短軸の長さの変化を、血管の進行方向に沿って示すことにより、長軸と短軸の差が大きい場合には重複領域は長く、差が小さい場合には重複領域は丸いということが分かる。重複領域が長い場合には、脂質コアと血管内腔の近接部分が長い代わりに近接度合いは浅いということになる。逆に重複領域が丸い場合には、両者の近接部分が短い代わりに近接度合いは深いということになる。重複領域が大きいほどに一般的には不安定プラークの危険度が高まるが、同じ程度の大きさの場合、重複領域が長い方が近接部分が長く広がっていることになるので、不安定プラークが危険である。このように長軸短軸の長さを求めることにより、重複領域の形状を求めることができ、それにより形状から想定される危険度を判別する情報を与えることができる。
【００８３】
さらに重複領域の面積の話については、血管の位置ごとに面積が生じる場合、その一点だけが特異的に大きな面積を持つというものでなく、その前後のある長さにわたって一定の面積を持つ。その理由は、血管内に不安定プラークを生ずる脂質コアが生じた場合、血管内のある断面でのみ不安定となるのではなく、その前後のある程度の長さの領域にわたって不安定となるからである。そこで重複領域の空間的な大きさを求め、それにより脂質コア単位の不安定プラークの危険度を求める点を次に説明する。
【００８４】
図１３は、重複領域の面積の変化を血管の長さ方向の集合としてグラフに示した表示画面である。表示画面は、グラフ１３０４と画像１３０７を含む。グラフ１３０４は血管の長さ方向に沿った位置の面積の大きさの変化を示す。画像１３０７は、この血管の長さ方向に沿った位置の断面画像を示す。血管の長さ方向は、上述のように上が基部すなわち心臓側、下が末端として並べられる。このグラフ１３０４は、グラフ９００と同じものである。
【００８５】
このグラフ１３０４には、面積が０よりも大きい部分が波形１３０６として示される領域が含まれるので、波形１３０６を含む領域１３０５を抽出する。抽出された領域１３０５を拡大すると、領域１３０１のようになる。
【００８６】
画像１３０７は、ＳｔｒｅｃｈｅｄＭＰＲによって見たときの冠動脈の断面画像である。画像１３０７は、図９に示した画像９１０と同じである。画像１３０７は、グラフ１３０４と同様に血管の長さ方向に沿って並べられたものであり、画像１３０７の長さ方向の要素の１つ１つがそれぞれ血管の断面画像である。血管は直線的に進行しているのではなく、体内を曲がりくねりながら進行している。これをＳｔｒｅｃｈｅｄＭＰＲによって見たとき、画像１３０７のように示される。
【００８７】
領域１３０１には、波形１３０３が含まれる。この波形１３０３に含まれる位置のうち、重複領域の面積が最大となるのが頂点１３０２に該当する位置である。頂点１３０２の位置で不安定プラークの危険度が最も高まると判定されるが、重複領域の面積はその位置だけで突然大きくなるのではない。重複領域の面積は、波形１３０３に示されるように幅をもって、その幅の両端で０から徐々に大きくなってそして頂点１３０２でその面積が最大になるものである。
【００８８】
まず、脂質コアによって一定の領域を含む波形１３０３が生じる。そこで、各位置について得られた重複領域の大きさを、面積が生じている区間にわたって合算して体積として求める。まず、重複領域内部のドット数として各位置について面積が求められているので、この区間内の各位置における面積の合計値が体積として求められる。図１３において、波形１３０３として表示されている領域の内部の面積を求め、それによりこの重複領域の生じている区間にわたっての体積を求める。波形１３０３に示されるように、不安定プラークはかたまりとして生じ、かたまりを過ぎれば安定プラークとなって重複領域の面積は０となる。したがって、このかたまり単位で体積を求めることができる。このかたまりは脂質コア単位でそれぞれ生じ、脂質コアごとに体積が求まる。
【００８９】
すなわち、この波形の一方の端から重複領域内部のドット数により求められている面積を加算していく。一番端では面積は０だが、徐々に面積が大きくなっていくので、その値を加算していき、頂点１３０２で最大となる面積を加算し、さらに減少していく面積を加算していき、最終的にもう一方の端で面積が０となる位置まで加算を繰り返していく。
【００９０】
これにより、波形１３０３により特定される１つの脂質コアから形成される重複領域の体積を求めることができる。このように重複領域の体積を求めることにより、重複領域の空間的な大きさを求めることができる。重複領域の面積によっても不安定プラークの危険度を求めることはできるが、それは特定の位置での危険度であって、もちろんその特定の位置を含む脂質コアが危険であるということは分かるが、脂質コア全体に対する判断であるとはいえない。たとえば特定の点での重複領域の面積が同じ場合でも、それが血管の長さ方向から見たときに、それが長い幅にわたるものなのか、狭い幅の範囲なのかによって、不安定プラークの危険度の判定は異なってくる。
【００９１】
それを、上述のように重複領域の体積として求めることにより、１つの脂質コア全体の不安定プラークの危険度を求めることができる。また、体積としてスコアリングしていくことができるので、１つの血管内に脂質コアが複数ある場合に、その複数の脂質コアの間でそのスコアの違いを比較することにより、どの脂質コアがもっとも危険度が高いかを判別することができる。
【００９２】
図１４（Ａ），（Ｂ）は、複数の脂質コアがある場合の、冠動脈を血管芯線に沿った方向に切断した断面図である。断面の方向は図２と同じである。血管断面の左側から、脂質コア１４０１、脂質コア１４０２、脂質コア１４０３との順番でそれぞれ含まれている。このうちのいずれか１つを指定したときに、表示部３０は画像生成部１０７の出力および表示制御部２０の制御により、図１３に示したグラフ１３０４を表示し、その不安定プラークに対応する領域１３０５及びその内部の波形１３０６を表示する。また、表示部３０は、そのとき重複領域の面積が最大となる血管上の位置について、図１０に示したように血管の断面画像を表示する。
【００９３】
図１５は、各脂質コアの危険度に関する情報を表示するときの表示例である。図１４に示したように、脂質コア１４０１、脂質コア１４０２、脂質コア１４０３が含まれている場合、それぞれ脂質コアＡ，Ｂ，Ｃとして表に示す。そして次にそれぞれの血管内の位置を示す。図１４の左側から位置を特定する場合、脂質コア１４０１がもっとも始点に近いので位置５０、脂質コア１４０２が次に近いので、位置２００、脂質コア１４０３が最も遠いので、位置３５０となる。この血管内の位置は、基部から測られるが、端部から測ってもよい。
【００９４】
そして各脂質コアについて重複領域の体積が求まっているので、それぞれ３０，１２０，９０と表示される。この中で脂質コア１４０２（Ｂ）について重複体積がもっとも大きいので、順位は１位となる。脂質コア１４０３（Ｃ）が次に大きいので、順位は２位となる。そして脂質コア１４０１（Ａ）がもっとも小さいので、順位は３位となる。以上のようにこの実施例では、同一の血管内に含まれる複数の脂質コアを並べて表示することができ、どの脂質コアによる不安定プラークがもっとも危険度が高いかをユーザに示すことができる。
【００９５】
表示部３０は、画像生成部１０７の出力および表示制御部２０の制御により、以上に示した図１５の脂質コアの危険度リストを表示する。この場合、図１５のみを単独で表示してもよいが、図１４の血管画像とともに表示してもよい。図１４と図１５をともに表示する場合、脂質コアの配置を画面上で確認しながらその危険度を数値により確認することができる。
【００９６】
以上、各脂質コアについて危険度の順位を判定してその順位を表示する点について説明したが、重複領域算出部１０６により、各脂質コアの相対的ではなく、絶対的な危険度を求めてもよい。この場合、重複領域算出部１０６は、重複領域の体積の臨界点、閾値を予め記憶しておいて、求められた体積がその閾値を越えるか否かを判定し、体積がその閾値を越える脂質コアについて、一定の危険度に達したことを表示してもよい。それにより、血管内に一定の危険度に達した脂質コアが存在するか否かを判定することができるので、血管ごとに危険が発生したか否かを知ることができる。
【００９７】
［一連の動作について］
図１６は、一連の冠動脈について解析処理を実行する処理を示すフローチャートである。まず、Ｘ線ＣＴ装置１０により心臓領域のＣＴデータを取得する（ステップＳ１００１）。次に血管取得部１０３は、取得されたＣＴデータから冠動脈を抽出する（ステップＳ１００２）。すなわち、血管取得部１０３は検査対象となる冠動脈を１つ選択し、その３次元画像を取得する。次に、抽出された冠動脈について血管芯線を抽出する（ステップＳ１００３）。血管芯線は、血管の中心を結ぶ線であり、血管の方向に沿った線となる。そして、一連の冠動脈について各血管断面の処理を実行する。
【００９８】
まず、制御部１０２は、最初の血管断面を特定する。本処理は基部から処理を開始するので、制御部１０２は、血管芯線に直交する面のうち基部に最も近いものを選択することにより、最初の断面を特定する（ステップＳ１００４）。これに限るものではなく逆に血管の端部から開始しても良く、その場合端部から開始して基部まで処理を繰り返すことになる。
【００９９】
次に、特定された血管断面について重複領域の算出処理を実行する（ステップＳ１００５）。本処理については図１７において後述する。これにより、１つの血管断面に含まれる脂質コアと血管内腔をそれぞれ膨張させた結果の重複領域が算出される。ここで医用画像処理装置１００は、血管芯線に沿った各位置について血管断面を取得し、それぞれ重複領域を求める。重複領域算出部１０６は、血管芯線に沿った各位置について、この重複領域内部の面積を求める。
【０１００】
算出後、制御部１０２は、全断面について処理が終了したか否かを判定する（ステップＳ１００６）。処理が終了したと判定された場合（ステップＳ１００６：Ｙｅｓ）、制御部１０２は表示処理に移行し（ステップＳ１００８）、一連の処理を終了する。すなわち、血管の端部にあたる最後の断面の処理を終えて、血管の検査対象すべてについて処理を実行したと判定された場合は、表示処理に移行する。
【０１０１】
処理が終了していないと判定された場合（ステップＳ１００６：Ｎｏ）、すなわち血管の端部にあたる最後の断面以外を処理したあとの場合、次の断面を特定する（ステップ１００７）。すなわち、血管芯線に沿った隣の位置について、血管芯線に直交する血管断面を次の断面とする。この次の血管断面を特定した後ステップＳ１００５に戻り、この次の血管断面について処理を実行する。
【０１０２】
次にステップＳ１００８の表示処理について説明する。血管の各位置で面積が求まっているので、図９に示したように、血管の各位置において基部から順番にこの求めた面積の値を、血管芯線に沿った各位置に対応付けてグラフ化する。そしてこの血管芯線に沿った各位置に対応付けて、ＳｔｒｅｃｈｅｄＭＰＲ画像も並べて表示する。また、重複領域の面積を表示する代わりに、図１１を用いて説明したように、重複領域の長軸および短軸の長さを求めて表示することもできる。
【０１０３】
図１７は、重複領域の算出処理を示すフローチャートである。図１６に示したフローチャートで、最初の断面（ステップＳ１００４）または次の断面（ステップＳ１００７）が特定されて、その断面について重複領域算出処理（ステップＳ１００５）たとき、図１７のステップＳ１１０１に進む。
【０１０４】
まず、血管取得部１０３は、特定された断面について血管断面を抽出する（ステップＳ１１０１）。この血管断面は、図２および図３の断面２１０や２２０の通りである。次に、この抽出された血管断面について脂質コアが含まれているか否かを判定する（ステップＳ１１０２）。図４に関連して説明したように、脂質コア抽出部１２０は、脂質コアに相当すると推定される画素値が予め記憶している。そこで、この画素値に相当する画素が、対象となる血管断面に含まれているか否かを判定する。含まれていないと判定された場合（ステップＳ１１０２：Ｎｏ）、重複領域を０として（ステップＳ１１０９）、一連の処理を終了する。
【０１０５】
含まれていると判定された場合（ステップＳ１１０２：Ｙｅｓ）、脂質コア抽出部１２０は、脂質コア領域を抽出する（ステップＳ１１０３）。まず、上述のように脂質コアに相当する画素値の画素が特定されているので、その画素を中心として、図４に示した領域拡張法を適用する。領域拡張法により、脂質コア領域が抽出されるので、閉曲線抽出部１４０は、抽出された脂質コア領域の輪郭を抽出する。得られた輪郭は図５に示した通りとなる。次に、血管内腔抽出部１３０は、血管内腔領域を抽出する（ステップＳ１１０４）。脂質コアと同様に領域拡張法が適用される。脂質コアの場合と同様に、閉曲線抽出部１４０は、抽出された血管内腔領域の輪郭を抽出する。
【０１０６】
次に、膨張部１０５は、両領域を膨張させる（ステップＳ１１０５）。すなわち、脂質コアと血管内腔の両領域について閉曲面、輪郭が得られているので、膨張部１０５は、この得られている両輪郭を、図６〜図８に示したように膨張させていく。
【０１０７】
次に、膨張させた両輪郭が重複しているか否かを判定する（ステップＳ１１０６）。図８では、両輪郭が重複して重複領域８０１を形成している場合が示されているが、両輪郭が形成されていない場合もある。そのときは膨張輪郭７０１と７０２は離れており、重複領域８０１は形成されない。重複していないと判定された場合（ステップＳ１１０６：Ｎｏ）、重複領域を０として一連の処理を終了する（ステップＳ１１０９）。
【０１０８】
重複していると判定された場合（ステップＳ１１０６：Ｙｅｓ）、重複領域算出部１０６は、重複領域を抽出し（ステップＳ１１０７）、重複領域の面積を算出し（ステップＳ１１０８）、一連の処理を終了する。なお、ステップＳ１１０８では重複領域の面積を算出する代わりに、図１１に示したように長軸および短軸の長さを求めてもよい。また、重複領域の面積を求めるとともに、さらに長軸および短軸の長さを求めてもよい。
【０１０９】
以上のように、血管内腔と脂質コアをそれぞれ抽出して膨張させ、その重複領域の面積、長軸、短軸などの大きさを求めてこれに関する表示処理を実行する場合を説明したが、図１３に関連して血管方向にわたって重複領域を合算し、その体積を求めることにより、脂質コア単位の不安定プラークの危険度を求めることもできる。次に、その一連の流れをフローチャートで説明する。
【０１１０】
図１８は、重複領域の面積を血管方向の長さの区間で合算して体積とする処理を説明するフローチャートである。血管の基部から処理を開始するが、血管の基部から処理を開始する代わりに、特定の脂質コアを図１４から指定して、その脂質コアの始点、すなわち重複領域の面積が０から値を持つところに切り替わる位置から処理を開始してもよい。
【０１１１】
まず、重複領域の面積が面積＞０であるか否かを判定する（ステップＳ１２０１）。面積＞０でない場合、すなわち面積が０である場合は（ステップＳ１２０１：Ｎｏ）、ステップＳ１２０８に進む。つまり、重複領域が発生した位置に来ていないので、さらに先に位置を進めていく。面積＞０である場合（ステップＳ１２０１：Ｙｅｓ）、すなわち面積が０から値を持つ位置に切り替わった位置となるので、その面積およびその位置を保存する（ステップＳ１２０２）。この位置は、脂質コアと血管内腔を膨張させたことによる重複領域が生じ始めた位置となる。そして位置を移動する（ステップＳ１２０３）。
【０１１２】
次に、面積が０となったか否かを判定し（ステップＳ１２０４）、面積が０になっていない場合は（ステップＳ１２０４：Ｎｏ）、ステップＳ１２０２に戻って面積が０でなくなるまで位置を移動し、面積および位置の保存を繰り返す。面積が０になった場合は（ステップＳ１２０４：Ｙｅｓ）、その面積および位置を保存する（ステップＳ１２０５）。この位置は、脂質コアと血管内腔を膨張させたことによる重複領域が終了する位置となる。これにより、ステップＳ１２０２で最初に保存された位置を始点とし、ステップＳ１２０５で保存された位置を終点として重複領域が存在する区間を特定することができる。
【０１１３】
そして、重複領域が存在する区間が求まったので、この指定区間内の重複領域の体積を求める（ステップＳ１２０６）。この指定区間は、図１３の波形１３０３で囲まれた領域であり、この波形１３０３で囲まれた領域内の面積を求めることにより、この指定区間の重複領域の体積が求められる。指定区間内のグラフ上の面積、すなわち重複領域の体積が求まったので、脂質コア番号に合わせてこの体積を割り当てる（ステップＳ１２０７）。つまり、最初の指定区間については、脂質コア番号を１として、その番号に応じた重複領域の体積を割り当てる。先に指定区間が存在していた場合には、その次の番号を求め、その番号に応じた重複領域の体積を割り当てる。先に脂質コア番号２が割り当てられていた場合には、その次に求まった指定区間については、脂質コア番号３として、ここで求められた重複領域の体積を割り当てる。
【０１１４】
以上のように処理を繰り返して、血管の末端に到達したか否かを判定する（ステップＳ１２０８）。血管の末端に到達したと判定された場合（ステップＳ１２０８：Ｙｅｓ）、一連の処理を終了する。血管の末端に到達していないと判定された場合（ステップＳ１２０８：Ｎｏ）、位置を移動して（ステップＳ１２０９）、ステップＳ１２０１に戻って処理を繰り返す。
【０１１５】
上述のように、本実施例では血管の進行方向に沿って血管内腔と付着物質の輪郭を膨張した場合の重複領域の面積をそれぞれ求めることにより、血管の各位置における血管内腔と付着物質の近接度合いをスコアリングすることができる。このように近接度合いを求めることにより、血管内腔と脂質コアの画像が繊維性被膜の厚さに対して低い解像度でしか得られない場合でも近接度合いが判定されるので、不安定プラークの危険度を知ることができる。
【符号の説明】
【０１１６】
１０  Ｘ線ＣＴ装置
２０  表示制御部
３０  表示部
１０１  画像データ記憶部
１０２  制御部
１０３  血管取得部
１０４  抽出部
１０５  膨張部
１０６  重複領域算出部
１０７  画像生成部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１１】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１３】
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