(57)【要約】【課題】心筋の梗塞部位を効率的に指定する。【解決手段】指定装置１００は、臓器の３次元モデルを記憶する記憶部１２０と、臓器の３次元モデルの複数の平面の指定を取得する前処理部１１１と、複数の平面のいずれかまたはいずれもについて臓器の梗塞部位を示す特定個数の点情報の指定を取得する梗塞部位指定処理部１１２と、取得した点情報に基づき、複数の平面で挟まれた臓器の梗塞部位を判定する心臓シミュレーション部１１３と、臓器の梗塞部位の判定を３次元モデルで再現した画像を表示する表示部１１４と、を有する。【選択図】図１
2019028574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
臓器の３次元モデルを記憶する記憶部と、
前記臓器の３次元モデルの複数の平面の指定を取得する第１の取得部と、
前記複数の平面のいずれかまたはいずれもについて前記臓器の梗塞部位を示す特定個数の点情報の指定を取得する第２の取得部と、
前記点情報に基づき、前記複数の平面で挟まれた前記臓器の梗塞部位を判定する判定部と、
前記判定部によって判定された前記臓器の梗塞部位の判定を前記３次元モデルで再現した画像を出力する出力部と、
を有することを特徴とする指定装置。
【請求項２】
前記第１の取得部は、前記臓器の３次元モデルの複数の断面位置の指定を取得し、
前記第２の取得部は、前記複数の断面のうち１つの断面について、予めまたは指定により断面に規定された点情報の中の特定個数の点情報の指定を取得する
ことを特徴とする請求項１に記載の指定装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記１つの断面について指定された点情報と当該点情報に対応する他の断面の点情報に基づき、前記１つの断面と前記他の断面とで挟まれた前記臓器の梗塞部位を判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の指定装置。
【請求項４】
前記第１の取得部は、前記臓器の３次元モデルの内膜の写像平面および外膜の写像平面の指定を取得する、
前記第２の取得部は、２つの前記写像平面のそれぞれについて前記臓器の梗塞部位を示す特定個数の点情報の指定を取得する
ことを特徴とする請求項１に記載の指定装置。
【請求項５】
前記第２の取得部は、それぞれの写像平面について前記臓器の梗塞部位と推定される範囲を示す特定個数の点情報の指定を取得する
ことを特徴とする請求項４に記載の指定装置。
【請求項６】
前記判定部は、２つの前記写像平面についてそれぞれ指定された点情報に基づき、前記２つの写像平面で挟まれた前記臓器の梗塞部位を判定する
ことを特徴とする請求項４に記載の指定装置。
【請求項７】
前記臓器は、心臓であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の指定装置。
【請求項８】
指定装置に、
臓器の３次元モデルを記憶し、
前記臓器の３次元モデルの複数の平面の指定を取得し、
前記複数の平面のいずれかまたはいずれもについて前記臓器の梗塞部位を示す特定個数の点情報の指定を取得し、
前記点情報に基づき、前記複数の平面で挟まれた前記臓器の梗塞部位を判定し、
前記臓器の梗塞部位の判定を前記３次元モデルで再現した画像を出力する
処理を実行させることを特徴とする指定装置の制御プログラム。
【請求項９】
指定装置が、
臓器の３次元モデルを記憶し、
前記臓器の３次元モデルの複数の平面の指定を取得し、
前記複数の平面のいずれかまたはいずれもについて前記臓器の梗塞部位を示す特定個数の点情報の指定を取得し、
前記点情報に基づき、前記複数の平面で挟まれた前記臓器の梗塞部位を判定し、
前記臓器の梗塞部位の判定を前記３次元モデルで再現した画像を出力する
各処理を実行することを特徴とする指定装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指定装置、指定装置の制御プログラムおよび制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
心臓における興奮伝播のシミュレーションは、心臓の機能を再現する数値解析の１つである。興奮伝播のシミュレーションでは、心筋上の電気現象（興奮伝播）の時刻変化がコンピュータで再現される。かかる興奮伝播のシミュレーションによって、患者の心筋の挙動や虚血の状態が再現される。
【０００３】
心臓の興奮伝播を再現するために、医師による心筋の梗塞部位の指定が必要である。例えば、医師は、ドローイングツールを用いて心筋の梗塞部位の指定を行う。ドローイングツールの一例として、Ａｄｏｂｅ  Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ（登録商標）が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２２３４２９号公報
【特許文献２】国際公開第２０１０／０２１３０９号
【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、従来の心筋の梗塞部位の指定技術では、医師が心筋の梗塞部位を効率的に指定することができないという問題がある。すなわち、医師がドローイングツールを用いて心筋の梗塞部位を指定する場合には、マウス等のポインティングデバイスを用いて描くこととなるので、効率的に指定することが難しい。
【０００６】
本発明は、１つの側面では、心筋の梗塞部位を効率的に指定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの態様では、指定装置は、臓器の３次元モデルを記憶する記憶部と、前記臓器の３次元モデルの複数の平面の指定を取得する第１の取得部と、前記複数の平面のいずれかまたはいずれもについて前記臓器の梗塞部位を示す特定個数の点情報の指定を取得する第２の取得部と、前記点情報に基づき、前記複数の平面で挟まれた前記臓器の梗塞部位を判定する判定部と、前記判定部によって判定された前記臓器の梗塞部位の判定を前記３次元モデルで再現した画像を出力する出力部と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
１実施態様によれば、心筋の梗塞部位を効率的に指定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施例１に係る指定装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、断面位置の指定を説明する図である。
【図３】図３は、梗塞部位指定処理を説明する図である。
【図４】図４は、断面間の指定演算の一例を説明する図である。
【図５】図５は、非構造格子データ記憶部のデータ構造の一例を示す図である。
【図６】図６は、梗塞部位要素リストのデータ構造の一例を示す図である。
【図７】図７は、実施例１に係る指定装置のフローチャートを示す図である。
【図８】図８は、断面間の指定演算処理のフローチャートを示す図である。
【図９】図９は、実施例１に係る心臓の梗塞部位の表示例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施例２に係る指定装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、写像展開を説明する図である。
【図１２】図１２は、梗塞部位指定処理を説明する図である。
【図１３】図１３は、実施例２に係る指定装置の処理のフローチャートを示す図である。
【図１４】図１４は、実施例２に係る心臓の梗塞部位の表示例を示す図である。
【図１５】図１５は、実施例３に係る心臓シミュレーション処理を説明する図である。
【図１６】図１６は、実施例３に係る指定装置の処理のフローチャートを示す図である。
【図１７】図１７は、内外判定処理のフローチャートを示す図である。
【図１８】図１８は、梗塞部位指定処理の用途を示す図である。
【図１９】図１９は、指定装置の制御プログラムを実行するコンピュータの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本願の開示する指定装置、指定装置の制御プログラムおよび制御方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、実施例により限定されるものではない。
【実施例１】
【００１１】
図１は、実施例１に係る指定装置の構成を示す機能ブロック図である。図１に示す指定装置１００は、臓器の一種である心臓のシミュレーションを前提とした場合に、心筋の梗塞部位の指定を効率的に取得するものである。
【００１２】
指定装置１００は、制御部１１０と、記憶部１２０とを有する。
【００１３】
記憶部１２０は、例えば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ（Flash  Memory）などの半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスクなどの記憶装置である。記憶部１２０は、非構造格子データ記憶部１２１と、梗塞部位要素リスト１２２とを有する。
【００１４】
非構造格子データ記憶部１２１は、心臓の３次元モデルとして心臓の形状を３次元で表す非構造格子データを記憶する。非構造格子データでは、例えば複数の４面体の要素によって心臓の形状が表される。この場合、心臓が存在する空間に、多数の節点が設けられる。そして、４つの節点を頂点とする多数の４面体が定義される。１つの４面体が、例えば心臓の心筋細胞を表す要素である。なお、以降、１つの４面体を要素という場合がある。また、非構造格子データ記憶部１２１のデータ構造の一例は、後述する。
【００１５】
梗塞部位要素リスト１２２は、梗塞部位と判定される要素をリスト形式で表した情報である。梗塞部位は、後述する梗塞部位指定処理部１１２を用いて指定される。梗塞部位要素リスト１２２は、心臓シミュレーション部１１３によって、梗塞部位と判定される要素を集めた集合である。なお、梗塞部位要素リスト１２２のデータ構造の一例は、後述する。
【００１６】
制御部１１０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）などの演算処理装置に対応する。そして、制御部１１０は、各種の処理手順を規定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理を実行する。制御部１１０は、前処理部１１１と、梗塞部位指定処理部１１２と、心臓シミュレーション部１１３と、表示部１１４とを有する。
【００１７】
前処理部１１１は、心臓の３次元モデルに基づいて、梗塞部位指定の前処理を行う。
【００１８】
例えば、前処理部１１１は、心臓の３次元モデルを用いて、心臓の心室の断面位置の指定を取得する。前処理部１１１は、少なくとも２つの断面位置の指定を取得する。断面位置の指定は、例えば断面を包含する平面を定義する情報である。かかる指定は、例えば、心臓シミュレーションを実施するユーザによって行われる。
【００１９】
また、前処理部１１１は、心臓の３次元モデルを用いて、心房と心室心筋の境界を示す線分の指定を取得する。すなわち、前処理部１１１は、右心房側を除外するために、２つの、心房と心室心筋の境界を示す４点（測定点）の指定を取得する。また、前処理部１１１は、心臓の３次元モデルを用いて、心軸位置と当該心軸位置を中心とする半径情報を示す線分の指定を取得する。すなわち、前処理部１１１は、心軸位置と当該心軸位置を中心とする半径情報を示す２点（測定点）の指定を取得する。かかる指定は、例えば、心臓シミュレーションを実施するユーザによって行われる。
【００２０】
梗塞部位指定処理部１１２は、心臓の３次元モデルに基づいて、梗塞部位指定処理を行う。例えば、梗塞部位指定処理部１１２は、心臓の３次元モデルを用いて、前処理部１１１によって指定された複数の断面ごとに、予めまたは指定により断面に規定された点情報の中の特定個数の点情報の指定を取得する。複数の断面ごとに指定された点情報で構成される閉領域が、各断面上の心臓の梗塞部位の領域である。特定個数とは、例えば、４個が挙げられる。かかる指定は、例えば、心臓シミュレーションを実施するユーザによって行われる。なお、特定個数は、例えば、４個であると説明したが、３個以上であれば良い。
【００２１】
ここで、断面位置の指定および梗塞部位の指定を図２および図３を参照して説明する。図２は、断面位置の指定を説明する図である。なお、図２の例では、心臓の３次元モデル１０が表されている。この３次元モデル１０は、４面体の要素の集合体である。
【００２２】
図２に示すように、前処理部１１１は、心臓の心室の断面位置の指定を取得する。ここでは、符号Ｐ１で示される弁輪付近の位置の断面位置の指定が取得される。符号Ｐ２で示される心先部付近の位置の断面位置の指定が取得される。なお、符号Ｐ１で示される断面と符号Ｐ２で示される断面との間の断面である符号Ｐ３や符号Ｐ４で示される位置の断面位置の指定がさらに取得されても良い。
【００２３】
図３は、梗塞部位指定処理を説明する図である。なお、図３の例では、心臓の１つの断面の３次元モデルが表わされている。この３次元モデルは、４面体の要素の集合体である。
【００２４】
図３左図に示すように、前処理部１１１は、心房と心室心筋の境界を示す線分の指定を取得する。ここでは、１つの、心房と心室心筋の境界を示す２点の指定Ｐ１０、Ｐ１１が取得される。もう１つの、心房と心室心筋の境界を示す２点の指定Ｐ１２、Ｐ１３が取得される。これにより、前処理部１１１は、例えば、左心房側の梗塞部位を指定する場合に、右心房側を除外することができる。
【００２５】
また、前処理部１１１は、心軸位置と当該心軸位置を中心とする半径情報を示す線分の指定を取得する。ここでは、心軸位置と当該心軸位置を中心とする半径情報を示す２点の指定Ｐ１４、Ｐ１５が取得される。これにより、前処理部１１１は、断面上の内分点を配置（規定）する際に用いられる起点となる位置を取得することができる。
【００２６】
図３中図に示すように、前処理部１１１は、心筋の３６０度の周方向にｎ分割、心筋の厚み方向にｍ分割で内分点を配置する。かかる内分点は、予め規定されていても良い。また、かかる内分点は、前処理部１１１が、ｎの値とｍの値の指定を取得したうえで、３６０度の周方向にｎ分割、厚み方向にｍ分割で内分点を配置しても良い。ここでは、ｎは、３６であり、ｍは、４であるとする。
【００２７】
図３右図に示すように、梗塞部位指定処理部１１２は、心臓の梗塞部位を示す特定個数の点情報の指定を取得する。ここでは、特定個数は４であるとすると、４点の指定Ｐ２０、Ｐ２１、Ｐ２３、Ｐ２４が取得される。指定された４点で構成される閉領域がこの断面の心臓の梗塞部位である。
【００２８】
図３では、これにより、心臓シミュレーションを実施するユーザは、心臓の梗塞部位を指定するとき、１断面につき１０点を指定することで、心臓の梗塞部位を効率的に指定することができる。
【００２９】
図１に戻って、心臓シミュレーション部１１３は、心臓の３次元モデルに基づいて、断面間の梗塞部位の領域の判定をシミュレーションする。すなわち、心臓シミュレーション部１１３は、梗塞部位指定処理部１１２によって複数の断面ごとに取得された梗塞部位を示す特定個数の点情報に基づき、複数の断面で挟まれた心臓の梗塞部位の領域を判定する。そして、心臓シミュレーション部１１３は、シミュレーション結果を、梗塞部位要素リスト１２２に格納する。なお、梗塞部位の領域の判定は、断面間の指定演算によって行われる。
【００３０】
ここで、断面間の指定演算について、図４を参照して説明する。図４は、断面間の指定演算を説明する図である。なお、前処理部１１１は、符号Ｐ１および符号Ｐ２で示される２つの断面位置の指定を取得したものとする。また、梗塞部位指定処理部１１２は、断面Ｐ１について、心臓の梗塞部位を示す４個の指定Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３を取得したものとする。梗塞部位指定処理部１１２は、断面Ｐ２について、心臓の梗塞部位を示す４個の指定Ｐ２０、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３を取得したものとする。すなわち、梗塞部位指定処理部１１２は、ユーザによって指定された点で構成される３次元の閉領域を心臓の梗塞部位の領域とする。
【００３１】
このような状況の下、心臓シミュレーション部１１３は、４面体の要素の集合体である３次元モデルから１つずつ要素を選択し、選択した要素における梗塞部位の判定を行う。例えば、心臓シミュレーション部１１３は、選択した要素ｍ０が閉領域に完全に含まれる場合には、選択した要素ｍ０が全部梗塞部位であることを梗塞部位要素リスト１２２に格納する。
【００３２】
一方、心臓シミュレーション部１１３は、選択した要素ｍ０が閉領域に完全に含まれない場合には、ユーザにより指定された閉領域の各面（断面）の断面を示す複数の断面関数を用いて、選択した要素ｍ０がいずれかの断面関数と交差するか否かを判定する。ここでは、図４左図において、心臓シミュレーション部１１３は、ユーザにより指定された閉領域の各面（断面）の断面を示す断面関数ｆ１をａｂｂ´ａ´として特定する。そして、図４中図において、心臓シミュレーション部１１３は、選択した要素ｍ０が特定した断面関数ｆ１と交差した場合には、交差面を抽出する。ここでは、交差面ｃｄｅが抽出される。
【００３３】
そして、図４右図において、心臓シミュレーション部１１３は、抽出した交差面ｃｄｅに関し、断面関数ｆ１の法線方向が閉領域の内側を全て向いているか否かにより梗塞部位であるか否かを判定する。すなわち、心臓シミュレーション部１１３は、断面関数ｆ１の法線方向が閉領域の内側を全て向いている場合には、要素ｍ０の中で交差面より法線方向の部分が梗塞部位であると判定する。ここでは、抽出した交差面ｃｄｅに対して断面関数ｆ１の法線方向ｎｆ１が閉領域の内側を全て向いている場合には、要素ｍ０について、交差面ｃｄｅより法線方向ｎｆ１側を梗塞部位であると判定される。そして、心臓シミュレーション部１１３は、要素ｍ０の部分が梗塞部位であると判定すると、閉領域に部分的に含まれる要素ｍ０の情報を梗塞部位要素リスト１２２に格納する。一例として、要素ｍ０の情報として、交差面の交点の座標が含まれる。
【００３４】
なお、心臓シミュレーション部１１３は、交差面に対して断面関数の法線方向のいずれかが閉領域の内側を向いていない場合には、梗塞部位でないと判定する。
【００３５】
表示部１１４は、心臓の梗塞部位の判定の様子を３次元モデルで再現した画像をモニタに表示する。
【００３６】
［非構造格子データ記憶部のデータ構造の一例］
ここで、非構造格子データ記憶部１２１のデータ構造の一例を、図５を参照して説明する。図５は、非構造格子データ記憶部のデータ構造の一例を示す図である。図５に示すように、非構造格子データ記憶部１２１には、例えば、節点情報テーブル１２１ａと要素情報テーブル１２１ｂとが含まれる。節点情報テーブル１２１ａには、節点ごとに、節点番号と節点の位置を示す座標とが設定されている。要素情報テーブル１２１ｂには、要素ごとに、要素番号と４面体の要素の頂点となる節点の節点番号とが設定されている。図５に示した非構造格子データ記憶部１２１に格納されたデータに基づいて、心臓の３次元モデルが生成される。
【００３７】
［梗塞部位要素リストのデータ構造の一例］
ここで、梗塞部位要素リスト１２２のデータ構造の一例を、図６を参照して説明する。図６は、梗塞部位要素リストのデータ構造の一例を示す図である。図６に示すように、梗塞部位要素リスト１２２には、要素ごとに、要素番号と全部／部分と面の交点の座標とが設定されている。全部／部分には、要素の全部が梗塞部位であるか、要素の部分が梗塞部位であるかが示される。要素の全部が梗塞部位である場合には「全部」、要素の部分が梗塞部位である場合には「部分」が設定される。面の交点の座標は、要素の部分が梗塞部位である場合に、断面関数と要素との交差面の交点の座標のことをいう。
【００３８】
［指定装置の処理のフローチャート］
図７は、実施例１に係る指定装置のフローチャートを示す図である。
【００３９】
図７に示すように、前処理部１１１は、心臓の３次元モデルから心筋データを読み込む（ステップＳ１１）。前処理部１１１は、心筋データを用いて、断面位置の指定を取得する（ステップＳ１２）。例えば、前処理部１１１は、非構造格子データ記憶部１２１を参照し、節点情報テーブル１２１ａに示される節点と要素情報テーブル１２１ｂに示される要素とに基づいて心臓の３次元モデルを把握し、その３次元モデルの表面を示すデータを取得する。
【００４０】
前処理部１１１は、心筋データを用いて、弁輪付近の断面のみ、測定点の指定を取得する（ステップＳ１３）。例えば、前処理部１１１は、２つの、心房と心室心筋の境界を示す４点（測定点）の指定を取得する。これは、右心房側を除外するためである。前処理部１１１は、心軸位置と当該心軸位置を中心とする半径情報を示す２点（測定点）の指定を取得する。
【００４１】
そして、前処理部１１１は、心筋データを用いて、他の断面の測定点の指定を取得する（ステップＳ１４）。例えば、前処理部１１１は、弁輪付近の断面の場合と同様に、当該断面と異なる他の断面について、６点の測定点の指定を取得する。なお、前処理部１１１は、弁輪付近の断面と他の断面との間の断面についても、６点の測定点の指定を取得しても良い。
【００４２】
そして、梗塞部位指定処理部１１２は、心筋データを用いて、梗塞部位の指定を取得する（ステップＳ１５）。例えば、梗塞部位指定処理部１１２は、前処理部１１１によって取得された複数の断面ごとに、断面に規定された点情報の中の特定個数の点情報の指定を取得する。複数の断面ごとに指定された点情報で構成される閉領域が、断面上の心臓の梗塞部位の領域である。
【００４３】
そして、心臓シミュレーション部１１３は、断面間の指定演算を行う（ステップＳ１６）。なお、断面間の指定演算処理のフローチャートは、後述する。
【００４４】
そして、表示部１１４は、演算結果を表示する（ステップＳ１７）。例えば、表示部１１４は、心臓の梗塞部位の判定の様子を３次元モデルで再現した画像をモニタに表示する。
【００４５】
［断面間の指定演算処理のフローチャート］
図８は、実施例１に係る断面間の指定演算処理のフローチャートを示す図である。
【００４６】
図８に示すように、心臓シミュレーション部１１３は、指定された閉領域の各面（断面）の断面を示す関数ｆｎを特定する（ステップＳ２１）。例えば、関数ｆｎは、図４左図のａｂｂ´ａ´を示す関数である。
【００４７】
心臓シミュレーション部１１３は、ｆｎごとに、臓器の境界でない関数の集合のみを抽出する（ステップＳ２２）。そして、心臓シミュレーション部１１３は、変数ｉに初期値「１」を設定する（ステップＳ２３）。なお、変数ｉに設定される値は、要素番号である。
【００４８】
心臓シミュレーション部１１３は、変数ｉが要素番号の最大値を示すｍａｘ＿ｅ以下であるか否かを判定する（ステップＳ２４）。変数ｉがｍａｘ＿ｅ以下であると判定した場合には（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）、心臓シミュレーション部１１３は、変数ｉで示される要素が閉領域に完全に含まれるか否かを判定する（ステップＳ２５）。変数ｉで示される要素が閉領域に完全に含まれると判定した場合には（ステップＳ２５；Ｙｅｓ）、心臓シミュレーション部１１３は、要素番号ｉを梗塞部位要素リストに格納する（ステップＳ２６）。そして、心臓シミュレーション部１１３は、次の要素を処理すべく、ステップＳ３１に移行する。
【００４９】
一方、変数ｉで示される要素が閉領域に完全に含まれないと判定した場合には（ステップＳ２５；Ｎｏ）、心臓シミュレーション部１１３は、変数ｉで示される要素がいずれかの断面関数ｆｎと交差するか否かを判定する（ステップＳ２７）。変数ｉで示される要素がいずれの断面関数ｆｎとも交差しないと判定した場合には（ステップＳ２７；Ｎｏ）、心臓シミュレーション部１１３は、次の要素を処理すべく、ステップＳ３１に移行する。
【００５０】
一方、変数ｉで示される要素がいずれかの断面関数ｆｎと交差すると判定した場合には（ステップＳ２７；Ｙｅｓ）、心臓シミュレーション部１１３は、交差面を抽出する（ステップＳ２８）。例えば、交差面は、図４中図のｃ，ｄ，ｅの面を示す。
【００５１】
そして、心臓シミュレーション部１１３は、特定された関数ｆｎの法線方向により梗塞部位を判定する（ステップＳ２９）。すなわち、心臓シミュレーション部１１３は、法線方向が閉領域の内側を全て向いている場合には、変数ｉで示される要素の中で交差面より法線方向の部分を梗塞部位と判定する。
【００５２】
そして、心臓シミュレーション部１１３は、要素番号ｉと交差面により切り出された梗塞部位の面情報とを梗塞部位要素リスト１２２に格納する（ステップＳ３０）。そして、心臓シミュレーション部１１３は、次の要素を処理すべく、ステップＳ３１に移行する。
【００５３】
ステップＳ３１において、心臓シミュレーション部１１３は、変数ｉの値をインクリメント（１だけ増加）し、処理をステップＳ２４に移行する。
【００５４】
ステップＳ２４において、変数ｉがｍａｘ＿ｅより大きいと判定した場合には（ステップＳ２４；Ｎｏ）、心臓シミュレーション部１１３は、梗塞部位要素リスト１２２を用いて、交差面により切り出された要素の部分、および閉領域に完全に含まれる要素の体積を演算する（ステップＳ３２）。すなわち、心臓シミュレーション部１１３は、梗塞部位の領域の体積を演算する。そして、心臓シミュレーション部１１３は、指定演算処理を終了する。
【００５５】
［表示例］
図９は、実施例１に係る心臓の梗塞部位の表示例を示す図である。図９では、時間ごとの心臓の梗塞部位の判定の様子が３次元モデルで表わされる。
【００５６】
図９に示すように、ｔ１の時点で、表示部１１４は、非構造格子データ記憶部１２１を用いて、心臓の３次元モデルをメッシュデータの形式で表示する。ｔ２の時点で、表示部１１４は、メッシュデータ上の、前処理部１１１によって指定された心臓の心室の断面位置に、梗塞部位指定処理部１１２によって指定された梗塞部位の位置を表示する。ここでは、ＰＡおよびＰＢが、それぞれ梗塞部位の位置である。
【００５７】
ｔ３の時点で、表示部１１４は、メッシュデータ上の、前処理部１１１によって指定された心臓の心室のさらにもう１つの断面位置に、梗塞部位指定処理部１１２によって指定された梗塞部位の位置を表示する。ここでは、ＰＣが、梗塞部位の位置である。
【００５８】
そして、ｔ４の時点で、表示部１１４は、心臓シミュレーション部１１３による断面間の指定演算によって得られた梗塞部位要素リスト１２２を用いて、メッシュデータ上に梗塞部位を表示する。ここでは、ＩＳ０が梗塞部位である。
【００５９】
このようにして、上記実施例１では、指定装置１００は、心臓の３次元モデルの複数の平面の指定を取得する。指定装置１００は、複数の平面のいずれかまたはいずれもについて心臓の梗塞部位を示す特定個数の点情報の指定を取得する。指定装置１００は、取得された特定個数の点情報に基づき、複数の平面で挟まれた心臓の梗塞部位を判定する。そして、指定装置１００は、心臓の梗塞部位の判定を３次元モデルで再現した画像を表示する。かかる構成によれば、指定装置１００は、心筋の梗塞部位を効率的に指定させることができる。
【００６０】
また、指定装置１００は、心臓の３次元モデルの複数の断面位置の指定を取得する。指定装置１００は、複数の断面のうち１つの断面について、予めまたは指定により断面に規定された点情報の中の特定個数の点情報の指定を取得する。かかる構成によれば、指定装置１００は、複数の断面位置の指定と、１つの断面について特定個数の点の指定とをさせることで、心筋の梗塞部位を効率的に指定させることができる。例えば、指定装置１００は、１断面につき、測定点の指定として６点、梗塞部位の指定として４点を指定させればよいので、心筋の梗塞部位を効率的に指定させることが可能となる。
【００６１】
また、指定装置１００は、１つの断面について指定された点情報と当該点情報に対応する他の断面の点情報に基づき、１つの断面と他の断面とで挟まれた心臓の梗塞部位を判定する。かかる構成によれば、指定装置１００は、正確に心臓の梗塞部位を可視化することができる。
【実施例２】
【００６２】
ところで、実施例１では、指定装置１００が、複数の断面について心臓の梗塞部位を示す特定個数の点情報の指定を取得し、取得した特定個数の点情報に基づき、複数の断面で挟まれた心臓の梗塞部位を判定すると説明した。しかしながら、指定装置１００は、これに限定されず、２つの写像平面について心臓の梗塞部位を示す特定個数の点情報の指定を取得し、取得した特定個数の点情報に基づき、２つの写像平面で挟まれた心臓の梗塞部位を判定するようにしても良い。ここでいう２つの写像平面とは、３次元の心室の内膜および外膜をそれぞれ２次元に写像展開した平面（展開図）のことをいう。
【００６３】
そこで、実施例２では、指定装置１００が、２つの写像平面について心臓の梗塞部位を示す特定個数の点情報の指定を取得し、取得した特定個数の点情報に基づき、２つの写像平面で挟まれた心臓の梗塞部位を判定する場合について説明する。
【００６４】
［実施例２に係る指定装置の構成］
図１０は、実施例２に係る指定装置の構成を示す機能ブロック図である。なお、図１に示す指定装置１００と同一の構成については同一符号を示すことで、その重複する構成および動作の説明については省略する。実施例１と実施例２とが異なるところは、梗塞部位指定処理部１１２を梗塞部位指定処理部１１２Ａに変更した点にある。実施例１と実施例２とが異なるところは、心臓シミュレーション部１１３を心臓シミュレーション部１１３Ａに変更した点にある。
【００６５】
梗塞部位指定処理部１１２Ａは、心室の内膜および外膜の写像平面の指定を取得する。
【００６６】
また、梗塞部位指定処理部１１２Ａは、心室の内膜および外膜の写像平面に基づいて、梗塞部位指定を行う。例えば、梗塞部位指定処理部１１２Ａは、心室の内膜の写像平面を用いて、特定個数の点情報の指定を取得する。梗塞部位指定処理部１１２Ａは、心室の外膜の写像平面を用いて、特定個数の点情報の指定を取得する。２つの写像平面ごとに指定された点情報で構成される閉領域が、各写像平面上の心臓の梗塞部位の領域である。特定個数とは、例えば、１０であったり、２０であったりするが、これに限定されない。かかる指定は、例えば、心臓シミュレーションを実施するユーザによって行われる。なお、心室の内膜の梗塞部位を示す点および心室の外膜の梗塞部位を示す点は、同じ特定個数となるように指定される。
【００６７】
心臓シミュレーション部１１３Ａは、心室の内膜および外膜の写像平面に基づいて、写像平面間の梗塞部位の領域の判定をシミュレーションする。すなわち、心臓シミュレーション部１１３Ａは、梗塞部位指定処理部１１２Ａによって取得された梗塞部位を示す特定個数の点情報に基づき、心室の内膜の写像平面と心室の外膜の写像平面とで挟まれた心臓の梗塞部位の領域を判定する。そして、心臓シミュレーション部１１３Ａは、シミュレーション結果を、梗塞部位要素リスト１２２に格納する。なお、梗塞部位の領域の判定は、断面間の指定演算によって行われる。断面間の指定演算処理は、心臓シミュレーション部１１３で説明した処理と同様であるので、この処理の説明を省略する。
【００６８】
ここで、心室の内膜および外膜の写像展開および梗塞部位の指定について、図１１および図１２を参照して説明する。図１１は、写像展開を説明する図である。なお、図１１の例では、心臓の３次元モデル１０が表されている。この３次元モデル１０は、４面体の要素の集合体である。
【００６９】
図１１の右上図に示すように、心臓の外側を示す外膜が写像展開された図である。図１１の右下図に示すように、心臓の内側を示す内膜が写像展開された図である。なお、写像展開された平面のそれぞれの丸は、心臓の弁の位置を表す。なお、内膜および外膜の平面は、心臓の３次元モデルから予め写像展開され、内膜および外膜の平面の情報は記憶部１２０に記憶される。かかる平面のことを「写像平面」というものとする。
【００７０】
図１２は、梗塞部位指定処理を説明する図である。なお、図１２左図の例では、心室の外膜の写像平面と心室の内膜の写像平面が表わされている。図１２右図の例では、心臓の３次元モデルが表わされている。
【００７１】
図１２左上図に示すように、梗塞部位指定処理部１１２Ａは、心室の外膜の写像平面を用いて、特定個数の点情報の指定を取得する。心室の外膜の写像平面に指定された点情報で構成される閉領域が当該写像平面の心臓の梗塞部位の領域である。ここでは、Ｐ３０の領域が、心室の外膜の写像平面における心臓の梗塞部位の領域である。図１２左下図に示すように、梗塞部位指定処理部１１２Ａは、心室の内膜の写像平面を用いて、内膜を指定した特定個数と同じ個数の点情報の指定を取得する。ここでは、Ｐ３１の領域が、心室の内膜の写像平面における心臓の梗塞部位の領域である。
【００７２】
この後、心臓シミュレーション部１１３Ａは、梗塞部位指定処理部１１２Ａによって取得された外膜の梗塞部位の領域と内膜の梗塞部位の領域とを用いて、２つの領域で挟まれた心臓の梗塞部位の領域を判定する。すなわち、図１２右図に示すように、心臓シミュレーション部１１３Ａは、指定された心室の内膜における梗塞部位の領域と、指定された心室の外膜における梗塞部位の領域との間の対応する点同士を接続し、２つの領域で挟まれた心臓の梗塞部位の領域を判定する。
【００７３】
これにより、心臓シミュレーションを実施するユーザは、心臓の梗塞部位を指定するとき、心室の外膜および内膜のそれぞれの写像平面につきそれぞれ特定の個数の点を指定することで、心臓の梗塞部位を効率的に指定することができる。
【００７４】
［指定装置の処理のフローチャート］
図１３は、実施例２に係る指定装置の処理のフローチャートを示す図である。
【００７５】
図１３に示すように、前処理部１１１は、心臓の３次元モデルから心筋データを読み込む（ステップＳ４１）。
【００７６】
梗塞部位指定処理部１１２Ａは、心筋データを用いて、心室の内膜および外膜の梗塞部位の指定を取得する（ステップＳ４２）。例えば、梗塞部位指定処理部１１２Ａは、心室の内膜の写像平面を用いて、特定個数の点情報の指定を取得する。梗塞部位指定処理部１１２Ａは、心室の外膜の写像平面を用いて、特定個数の点情報の指定を取得する。
【００７７】
そして、心臓シミュレーション部１１３Ａは、写像平面間の指定演算を行う（ステップＳ４３）。なお、写像平面間の指定演算処理の説明は、図８の断面間の指定演算処理と同様であるので、この説明を省略する。
【００７８】
そして、表示部１１４は、演算結果を表示する（ステップＳ４４）。例えば、表示部１１４は、心臓の梗塞部位の判定の様子を３次元モデルで再現した画像をモニタに表示する。
【００７９】
［表示例］
図１４は、実施例２に係る心臓の梗塞部位の表示例を示す図である。なお、図１４左上図には、梗塞部位の領域Ｐ３０が指定された外膜の写像平面が表わされている。図１４左下図には、梗塞部位の領域Ｐ３１が指定された内膜の写像平面が表わされている。
【００８０】
図１４右図に示すように、表示部１１４は、心臓シミュレーション部１１３Ａによる写像平面間の指定演算によって得られた梗塞部位要素リスト１２２を用いて、３次元モデル上に梗塞部位を表示する。ここでは、ＩＳ１０が梗塞部位である。
【００８１】
このようにして、上記実施例２では、指定装置１００は、心臓の３次元モデルの内膜の写像平面および外膜の写像平面の指定を取得する。指定装置１００は、２つの写像平面のそれぞれについて、心臓の梗塞部位を示す特定個数の点情報の指定を取得する。指定装置１００は、取得された特定個数の点情報に基づき、複数の平面で挟まれた心臓の梗塞部位を判定する。そして、指定装置１００は、心臓の梗塞部位の判定を３次元モデルで再現した画像を出力する。かかる構成によれば、指定装置１００は、心筋の梗塞部位を効率的に指定させることができる。
【００８２】
また、上記実施例２では、指定装置１００は、それぞれの写像平面について心臓の梗塞部位と推定される範囲を示す特定個数の点情報の指定を取得する。かかる構成によれば、指定装置１００は、ドローイングツールより容易に梗塞部位を指定させることができる。
【００８３】
また、上記実施例２では、指定装置１００は、２つの写像平面についてそれぞれ指定された点情報に基づき、２つの写像平面で挟まれた心臓の梗塞部位を判定する。かかる構成によれば、指定装置１００は、正確に心臓の梗塞部位を表示することができる。
【実施例３】
【００８４】
ところで、実施例１では、指定装置１００が、複数の断面について心臓の梗塞部位を示す特定個数の点情報の指定を取得し、取得した特定個数の点情報に基づき、複数の断面で挟まれた心臓の梗塞部位を判定する（手法Ａ）と説明した。実施例２では、指定装置１００が、心室の内膜および外膜の２つの写像平面について心臓の梗塞部位を示す特定個数の点情報の指定を取得し、取得した特定個数の点情報に基づき、２つの写像平面で挟まれた心臓の梗塞部位を判定する（手法Ｂ）と説明した。しかしながら、指定装置１００は、２つの手法をどちらとも用いて心臓の梗塞部位を判定しても良い。
【００８５】
そこで、実施例３では、指定装置１００が、手法Ａと手法Ｂの２つの手法をどちらとも用いて心臓の梗塞部位を判定する場合について説明する。
【００８６】
ここで、実施例３に係る心臓シミュレーション処理について、図１５を参照して説明する。図１５は、実施例３に係る心臓シミュレーション処理を説明する図である。
【００８７】
図１５に示すように、まず、心臓シミュレーション部１１３Ａは、実線の線分が示す領域と破線の線分が示す領域のどちらか一方の領域を選択し、選択した領域を先行して心臓の梗塞部位を判定する。この後、心臓シミュレーション部１１３Ａは、他方の領域を用いて、心臓の梗塞部位を判定する。そして、心臓シミュレーション部１１３Ａは、後に選択した他方の領域に、先行して選択した一方の領域外があれば、その領域を梗塞部位に加える。すなわち、心臓シミュレーション部１１３Ａは、手法Ａの梗塞部位の領域と手法Ｂの梗塞部位の領域との集合領域を集積する。なお、手法Ａと手法Ｂの順番は、どちらが先行してもかまわない。
【００８８】
［指定装置の処理のフローチャート］
図１６は、実施例３に係る指定装置の処理のフローチャートを示す図である。なお、図１６は、手法Ａが手法Ｂより先行する場合であるが、手法Ｂが手法Ａより先行しても良い。
【００８９】
図１６に示すように、指定装置１００は、手法Ａを実行する（ステップＳ５１）。すなわち、指定装置１００は、複数の断面について心臓の梗塞部位を示す特定個数の点情報の指定を取得し、取得した特定個数の点情報に基づき、複数の断面で挟まれた心臓の梗塞部位を判定する。指定装置１００は、判定結果を梗塞部位要素リスト１２２に格納する。つまり、指定装置１００は、指定された断面間の閉領域に全部および部分的に含まれるそれぞれの要素の情報を梗塞部位要素リスト１２２に格納する。
【００９０】
そして、指定装置１００は、手法Ｂを実行する（ステップＳ５２）。すなわち、指定装置１００は、心室の内膜および外膜の２つの写像平面について心臓の梗塞部位を示す特定個数の点情報の指定を取得し、取得した特定個数の点情報に基づき、２つの写像平面で挟まれた心臓の梗塞部位を判定する。指定装置１００は、判定結果を梗塞部位要素リスト１２２に格納する。つまり、指定装置１００は、指定された断面間の閉領域に全部および部分的に含まれるそれぞれの要素の情報を梗塞部位要素リスト１２２に格納する。
【００９１】
そして、指定装置１００は、内外判定処理を実行する（ステップＳ５３）。なお、内外判定処理のフローチャートは、後述する。そして、判定装置１００は、処理をステップＳ５１に移行し、繰り返し処理を行っても良い。
【００９２】
そして、指定装置１００は、演算結果を表示する（ステップＳ５４）。すなわち、指定装置１００は、手法Ａの結果と手法Ｂの結果とを集積した集積結果（集積リスト）を用いて、心臓の梗塞部位の判定の様子を３次元モデルで再現した画像をモニタに表示する。
【００９３】
［内外判定処理のフローチャート］
図１７は、内外判定処理のフローチャートを示す図である。なお、図１７では、手法Ａの梗塞部位要素リスト１２２と手法Ｂの梗塞部位要素リスト１２２とを集積したリストを「集積リスト」というものとする。
【００９４】
図１７に示すように、指定装置１００は、変数ｉに初期値「１」を設定し、変数ｊに初期値「１」を設定する（ステップＳ６１）。指定装置１００は、変数ｉが要素番号の最大値を示すｍａｘ＿ｅ以下であるか否かを判定する（ステップＳ６２）。
【００９５】
変数ｉがｍａｘ＿ｅ以下であると判定した場合には（ステップＳ６２；Ｙｅｓ）、指定装置１００は、手法Ａの梗塞部位要素リスト１２２と手法Ｂの梗塞部位要素リスト１２２とを比較する（ステップＳ６３）。指定装置１００は、要素ｉの情報が手法Ａおよび手法Ｂのどちらにも存在または後に処理した手法Ｂのみに存在するか否かを判定する（ステップＳ６４）。
【００９６】
要素ｉの情報が手法Ａおよび手法Ｂのどちらにも存在または後に処理した手法Ｂのみに存在すると判定した場合には（ステップＳ６４；Ｙｅｓ）、指定装置１００は、要素番号ｉに、変数ｊを対応付ける（ステップＳ６５）。指定装置１００は、変数ｊの値をインクリメント（１だけ増加）し（ステップＳ６６）、処理をステップＳ６７に移行する。
【００９７】
一方、要素ｉの情報が手法Ａおよび手法Ｂのどちらにも存在しない、または先行して処理した手法Ａのみに存在すると判定した場合には（ステップＳ６４；Ｎｏ）、指定装置１００は、処理をステップＳ６７に移行する。
【００９８】
ステップＳ６７において、指定装置１００は、変数ｉの値をインクリメント（１だけ増加）し（ステップＳ６７）、処理をステップＳ６２に移行する。
【００９９】
ステップＳ６２において、変数ｉがｍａｘ＿ｅより大きいと判定した場合には（ステップＳ６２；Ｎｏ）、指定装置１００は、変数ｊの値から１だけ減少させた値をｆｉｎｄ＿ｅに設定し、処理をステップＳ６８に移行する。なお、ｆｉｎｄ＿ｅは、要素ｉの情報がどちらにも存在または後に処理した手法Ｂのみに存在した要素の存在数を示す。
【０１００】
ステップＳ６８において、指定装置１００は、変数ｊに初期値「１」を設定する（ステップＳ６８）。指定装置１００は、変数ｊが要素番号の存在数を示すｆｉｎｄ＿ｅ以下であるか否かを判定する（ステップＳ６９）。変数ｊがｆｉｎｄ＿ｅ以下であると判定した場合には（ステップＳ６９；Ｙｅｓ）、指定装置１００は、集積リスト外の要素の情報を集積リストに追加する（ステップＳ７０）。
【０１０１】
そして、指定装置１００は、変数ｊの値をインクリメント（１だけ増加）し（ステップＳ７１）、処理をステップＳ６９に移行する。
【０１０２】
ステップＳ６９において、変数ｊがｆｉｎｄ＿ｅより大きいと判定した場合には（ステップＳ６９；Ｎｏ）、指定装置１００は、集積リストを用いて、交差面により切り出された要素の部分、および閉領域に完全に含まれる要素の体積を演算する（ステップＳ７２）。すなわち、指定装置１００は、梗塞部位の領域の体積を演算する。そして、指定装置１００は、内外判定処理を終了する。
【０１０３】
このようにして、指定装置１００は、手法Ａおよび手法Ｂの異なる手法で実行されたそれぞれの結果を集積することで、１つの手法だけで実行された結果よりも正確に心臓の梗塞部位を可視化することができる。
【０１０４】
なお、実施例１および実施例２では、梗塞部位指定処理は、例えば、指定装置１００によって行われると説明した。しかしながら、梗塞部位指定処理は、これに限定されず、例えば、クラウドの計算サービス拠点で行われても良い。
【０１０５】
［梗塞部位指定処理の用途の一例］
ここで、梗塞部位指定処理が、クラウドの計算サービス拠点で行われる場合を説明する。図１８は、梗塞部位指定処理の用途の一例を示す図である。図１８に示すように、病院がクラウドと接続されている。クラウドの計算サービス拠点は、病院から、梗塞部位の指定情報を受信し、受信した梗塞部位の指定情報を、通信サーバを介して、心臓シミュレータに渡す。そして、心臓シミュレータは、梗塞部位の指定情報を用いて、前処理部１１１の処理を行い、梗塞部位指定処理部１１２の処理を行えば良い。すなわち、前処理部１１１は、少なくとも２つの断面位置の指定を取得する。前処理部１１１は、２つの、心房と心室心筋の境界を示す４点（測定点）の指定を取得する。前処理部１１１は、心軸位置と当該心軸位置を中心とする半径情報を示す２点（測定点）の指定を取得する。梗塞部位指定処理部１１２は、指定された複数の断面ごとに、特定個数の点情報の指定を取得する。
【０１０６】
そして、心臓シミュレータは、心臓シミュレーション部１１３の処理を行い、表示部１１４の処理を行えば良い。
【０１０７】
これにより、梗塞部位指定処理は、クラウド上にあっても、心筋の梗塞部位を効率的にユーザに指定させることができる。
【０１０８】
［その他］
なお、図示した指定装置１００の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、指定装置１００の分散・統合の具体的態様は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。例えば、前処理部１１１と梗塞部位指定処理部１１２とを１つの部として統合しても良い。また、前処理部１１１を、心臓の心室の断面位置の指定を取得する機能部と、測定点の指定を取得する機能部とに分離しても良い。また、記憶部１２０を指定装置１００の外部装置としてネットワーク経由で接続するようにしても良い。
【０１０９】
また、上記実施例で説明した各種の処理は、予め用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。そこで、以下では、図１に示した指定装置１００と同様の機能を実現する指定装置１００の制御プログラムを実行するコンピュータの一例を説明する。図１９は、指定装置の制御プログラムを実行するコンピュータの一例を示す図である。
【０１１０】
図１９に示すように、コンピュータ２００は、各種演算処理を実行するＣＰＵ２０３と、ユーザからのデータの入力を受け付ける入力装置２１５と、表示装置２０９を制御する表示制御部２０７とを有する。また、コンピュータ２００は、記憶媒体からプログラムなどを読取るドライブ装置２１３と、ネットワークを介して他のコンピュータとの間でデータの授受を行う通信制御部２１７とを有する。また、コンピュータ２００は、各種情報を一時記憶するメモリ２０１と、ＨＤＤ２０５を有する。そして、メモリ２０１、ＣＰＵ２０３、ＨＤＤ２０５、表示制御部２０７、ドライブ装置２１３、入力装置２１５、通信制御部２１７は、バス２１９で接続されている。
【０１１１】
ドライブ装置２１３は、例えばリムーバブルディスク２１０用の装置である。ＨＤＤ２０５は、制御プログラム２０５ａおよび制御関連情報２０５ｂを記憶する。
【０１１２】
ＣＰＵ２０３は、制御プログラム２０５ａを読み出して、メモリ２０１に展開し、プロセスとして実行する。かかるプロセスは、指定装置１００の各機能部に対応する。制御関連情報２０５ｂは、非構造格子データ記憶部１２１および梗塞部位要素リスト１２２に対応する。そして、例えばリムーバブルディスク２１０が、制御プログラム２０５ａなどの各情報を記憶する。
【０１１３】
なお、制御プログラム２０５ａについては、必ずしも最初からＨＤＤ２０５に記憶させておかなくても良い。例えば、コンピュータ２００に挿入されるフレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカードなどの「可搬用の物理媒体」に当該プログラムを記憶させておく。そして、コンピュータ２００がこれらから制御プログラム２０５ａを読み出して実行するようにしても良い。
【符号の説明】
【０１１４】
１００  指定装置
１１０  制御部
１１１  前処理部
１１２，１１２Ａ  梗塞部位指定処理部
１１３，１１３Ａ  心臓シミュレーション部
１１４  表示部
１２０  記憶部
１２１  非構造格子データ記憶部
１２２  梗塞部位要素リスト
【図１】
2019028574.tif 000003
【図２】
2019028574.tif 000004
【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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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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１９】
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