(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
造影剤を注入された被検体の撮像により得られた投影データを取得し、この投影データにもとづいて所定の撮像対象部位について互いに時相が異なる複数の原ボリュームデータを生成する再構成部と、
前記撮像対象部位に対して３次元的な分割領域を複数設定する領域分割部と、
複数設定された前記分割領域は、主に動脈が存在する分割領域と主に静脈が存在する分割領域とを含み、前記分割領域ごとに時相範囲を設定する時相範囲設定部と、
前記時相範囲設定部により設定された前記時相範囲に対応する前記原ボリュームデータにもとづいて前記分割領域ごとに分割領域ボリュームデータを作成
し、前記分割領域ごとに作成される分割領域ボリュームデータにもとづいて血管の抽出画像を生成することにより、前記動脈および前記静脈が表された前記撮像対象部位の画像を生成して表示部に表示させる画像生成部と、
を備えた医用画像処理装置。
【請求項２】
前記領域分割部は、
前記原ボリュームデータのうち、ユーザにより指示された１つの前記原ボリュームデータまたはユーザにより指示された複数の前記原ボリュームデータを合成したボリュームデータを領域分割用参照ボリュームデータとし、この領域分割用参照ボリュームデータにもとづいて前記撮像対象部位の領域分割用参照画像を生成して前記表示部に表示させる領域分割用参照画像生成部と、
前記領域分割用参照画像を参照したユーザから、入力部を介して前記分割領域の情報を取得する分割領域情報取得部と、
前記入力部を介して取得した前記分割領域の情報にもとづいて前記分割領域を設定する分割領域設定部と、
を有する、
請求項１記載の医用画像処理装置。
【請求項３】
前記領域分割部は、
前記原ボリュームデータのうち、ユーザにより指示された１つの前記原ボリュームデータまたはユーザにより指示された複数の前記原ボリュームデータを合成して作成したボリュームデータを領域分割用参照ボリュームデータとし、この領域分割用参照ボリュームデータにもとづいて前記撮像対象部位の領域分割用参照画像を生成して前記表示部に表示させる領域分割用参照画像生成部と、
前記領域分割用参照画像を参照したユーザにより入力部を介して指定された、前記領域分割用参照画像に含まれた所定の血管の画像上の所定の座標の情報を取得する血管上座標取得部と、
前記領域分割用参照ボリュームデータに対応する時相に対して前後する複数の時相に対応する前記原ボリュームデータから、前記所定の座標の画素値にもとづいて前記所定の血管および前記所定の血管と連結された血管の座標を抽出する連結血管抽出部と、
前記連結血管抽出部により抽出された前記所定の血管および前記所定の血管と連結された血管の前記座標にもとづいて前記所定の血管および前記所定の血管と連結された前記血管を示す血管画像を生成し、この血管画像を前記領域分割用参照画像に重畳させて前記表示部に表示させる血管画像生成部と、
前記血管画像が重畳された前記領域分割用参照画像を参照したユーザから、前記入力部を介して前記分割領域の情報を取得する分割領域情報取得部と、
前記入力部を介して取得した前記分割領域の情報にもとづいて前記分割領域を設定する分割領域設定部と、
を有する、
請求項１記載の医用画像処理装置。
【請求項４】
前記時相範囲設定部は、
前記領域分割部により設定された前記分割領域ごとに、ユーザから入力部を介して前記時相の仮設定範囲の情報を取得する仮設定情報取得部と、
前記分割領域ごとに前記原ボリュームデータのうち前記仮設定範囲に対応する前記原ボリュームデータを合成して時相範囲用参照ボリュームデータを作成し、前記分割領域ごとに前記時相範囲用参照ボリュームデータにもとづいて時相範囲用参照画像を生成して前記表示部に表示させる時相範囲用参照画像生成部と、
前記分割領域ごとに、前記時相範囲用参照画像を参照したユーザから前記入力部を介して前記仮設定範囲の変更を受け付け、変更後の前記仮設定範囲の情報を前記時相範囲用参照画像生成部に与える仮設定情報変更部と、
前記分割領域ごとに、前記時相範囲用参照画像を参照したユーザから前記入力部を介して前記仮設定範囲の確定指示を受け付け、この確定指示のあった前記仮設定範囲を前記分割領域ごとの前記時相範囲として設定して前記画像生成部に与える時相範囲決定部と、
を有する、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
【請求項５】
前記時相範囲設定部は、
画素の輝度値の閾値の情報を取得する血管閾値取得部と、
前記分割領域ごとに、前記時相の所定の範囲に対応する前記原ボリュームデータから前記閾値以上の輝度値を有する画素を抽出することにより血管を抽出する血管抽出部と、
前記血管抽出部により抽出された前記血管の長さを算出する血管長算出部と、
前記血管抽出部および前記血管長算出部を制御し、前記所定の範囲を変更しつつ前記血管抽出部に前記血管を抽出させることにより、前記分割領域ごとに前記血管の長さが最長となる前記所定の範囲を求め、この所定の範囲を前記分割領域ごとの前記時相範囲として設定して前記画像生成部に与える時相範囲決定部と、
を有する、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
【請求項６】
前記造影剤を注入された前記被検体を撮像することにより前記投影データを生成するスキャナ装置と、
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の医用画像処理装置と、
を備えた医用画像診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、医用画像診断装置および医用画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置やＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置、超音波診断装置、Ｘ線診断装置などの医用画像診断装置（モダリティ）には、同一撮像対象部位のボリュームデータを複数時間にわたって収集可能なものがある。
【０００３】
この種のモダリティには、被検体（患者）に対して造影剤を注入し、血管の３次元画像を生成可能に構成されたものがある。血管に注入された造影剤は、たとえば動脈から静脈へ流れ込むなど、時間に応じて血管内を移動する。このため、撮像対象部位に含まれる血管全体の３次元画像を生成する場合は、複数の時相のボリュームデータを合成して１つのボリュームデータを作成することにより、造影剤の軌跡を１つのボリュームデータに収めるようにする。
【０００４】
また、動脈と静脈とを分類し、それぞれの３次元画像を生成する技術として、動脈での造影剤の流れが顕著な時相のボリュームデータを合成して動脈用のボリュームデータを作成するとともに、静脈での造影剤の流れが顕著な時相のボリュームデータを合成して静脈用のボリュームデータを作成する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１６１６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、造影剤の流速は、撮像対象部位内の位置ごとに異なる。このため、撮像対象部位の全体に対して造影剤の流れにもとづき時相を抽出してボリュームデータを合成しても、動脈と静脈とを正確に分離することが難しい。たとえば動脈のみのボリュームデータの作成を所望する場合、撮像対象部位の全体に対して動脈での造影剤の流れが顕著な時相のボリュームデータを合成しても、流れの速い位置では静脈が含まれてしまうとともに、流れの遅い位置では動脈の端部が消えてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る医用画像診断装置は、上述した課題を解決するために、再構成部と、領域分割部と、時相範囲設定部と、画像生成部と、を備える。再構成部は、造影剤を注入された被検体の撮像により得られた投影データを取得し、この投影データにもとづいて所定の撮像対象部位について互いに時相が異なる複数の原ボリュームデータを生成する。領域分割部は、撮像対象部位に対して３次元的な分割領域を複数設定する。複数設定された分割領域は、主に動脈が存在する分割領域と主に静脈が存在する分割領域とを含み、時相範囲設定部は、分割領域ごとに時相範囲を設定する。画像生成部は、時相範囲設定部により設定された時相範囲に対応する原ボリュームデータにもとづいて分割領域ごとに分割領域ボリュームデータを作成し、分割領域ごとに作成される分割領域ボリュームデータにもとづいて血管の抽出画像を生成することにより、動脈および静脈が表された撮像対象部位の画像を生成して表示部に表示させる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る医用画像処理装置を含む医用画像診断装置の一例を示す概略的な全体構成図。
【図２】主制御部のＣＰＵによる機能実現部の構成例を示す概略的なブロック図。
【図３】（ａ）は、撮影対象部位が頭部である場合において、造影剤が動脈全体に行き渡る前の時相における１つの原ボリュームデータにもとづく画像の一例を示す説明図、（ｂ）は造影剤が動脈および静脈の両者に存在する時相における１つの原ボリュームデータにもとづく画像の一例を示す説明図。
【図４】撮影対象部位が頭部である場合において、頭部全体について、所定の時相範囲の複数の原ボリュームデータを合成したボリュームデータにもとづいて生成される画像の一例を示す説明図。
【図５】領域分割部の一例を示す構成図。
【図６】領域分割用参照画像にもとづいてユーザにより指示された領域分割線の一例を示す説明図。
【図７】時相範囲設定部の一例を示す構成図。
【図８】頭部における造影剤の濃度変化曲線の一例を示す説明図。
【図９】図１に示す画像処理装置の主制御部により撮影対象部位を複数の領域に分割し、分割した領域ごとにボリュームデータの合成を行う時相の範囲を決定する際の手順を示すフローチャート。
【図１０】図９のステップＳ２で、図５に示す領域分割部により実行される分割領域の設定処理の手順の一例を示すサブルーチンフローチャート。
【図１１】図９のステップＳ３で、図７に示す時相範囲設定部により実行される分割領域ごとの時相範囲設定処理の手順の一例を示すサブルーチンフローチャート。
【図１２】領域分割部の他の例を示す構成図。
【図１３】ユーザにより血管上の点（血管上指示点）が指定された様子の一例を示す説明図。
【図１４】図９のステップＳ２で、図１２に示す領域分割部により実行される分割領域の設定処理の手順の一例を示すサブルーチンフローチャート。
【図１５】時相範囲設定部の他の例を示す構成図。
【図１６】図９のステップＳ３で、図１５に示す時相範囲設定部により実行される分割領域ごとの時相範囲設定処理の手順の一例を示すサブルーチンフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に係る医用画像診断装置および医用画像処理装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態に係る医用画像処理装置を含む医用画像診断装置の一例を示す概略的な全体構成図である。
【００１１】
なお、本発明は、同一撮像対象部位のボリュームデータを複数時間にわたって収集可能な様々な医用画像診断装置に適用可能である。以下の説明では、本発明に係る医用画像診断装置として、マルチスライス型や２次元アレイ型検出器を用いたＸ線ＣＴ装置（マルチスライスＣＴ装置）を用いる場合の一例について示す。また、本発明を適用可能なＸ線ＣＴ装置としては、Ｘ線源とＸ線検出器とが一体として被検体の周囲を回転する回転／回転（ＲＯＴＡＴＥ／ＲＯＴＡＴＥ）タイプと、リング状に多数の検知素子がアレイされ、Ｘ線源のみが被検体の周囲を回転する固定／回転（ＳＴＡＴＩＯＮＡＲＹ／ＲＯＴＡＴＥ）タイプ等様々なタイプがある。以下の説明では、回転／回転タイプを用いる場合の一例について示す。
【００１２】
Ｘ線ＣＴ装置１０は、スキャナ装置１１および医用画像処理装置としての画像処理装置１２を有する。Ｘ線ＣＴ装置１０のスキャナ装置１１は、通常は検査室に設置され、患者Ｏの部位（被検体）に関するＸ線の透過データを生成するために構成される。画像処理装置１２は、通常は検査室に隣接する制御室に設置され、透過データから投影データを生成して再構成画像の生成・表示を行なうために構成される。
【００１３】
Ｘ線ＣＴ装置１０のスキャナ装置１１は、Ｘ線管２１、絞り２２、Ｘ線検出器２３、ＤＡＳ（Data Acquisition System）２４、回転部２５、高圧電源２６、絞り駆動装置２７、回転駆動装置２８、インジェクタ２９、天板３０、天板駆動装置３１、およびコントローラ３２を有する。
【００１４】
Ｘ線管２１は、高圧電源２６により電圧（以下、管電圧という）を印加されてＸ線を発生する。Ｘ線管２１が発生するＸ線は、ファンビームＸ線やコーンビームＸ線として患者Ｏに向かって照射される。
【００１５】
絞り２２は、絞り駆動装置２７を介してコントローラ３２により制御されて、Ｘ線管２１から照射されるＸ線のスライス方向の照射範囲を調整する。
【００１６】
Ｘ線検出器２３は、１または複数のＸ線検出素子（電荷蓄積素子）により構成される。このＸ線検出素子は、Ｘ線管２１から照射されたＸ線を検知する。Ｘ線管２１およびＸ線検出器２３は、天板３０に載置された患者Ｏを挟んで対向する位置となるよう回転部２５に支持される。
【００１７】
このＸ線検出器２３としては、マルチスライス型の場合、チャンネル方向（Ｘ軸）に複数チャンネルを有するＸ線検出素子の列をスライス方向（Ｚ軸）に複数配列したものを用いることができる。また、２次元アレイ型の場合、Ｘ線検出器２３は、チャンネル方向（Ｘ軸）とスライス方向（Ｚ軸）の両方向に関して稠密に分布して配置される複数のＸ線検出素子により構成することができる。
【００１８】
ＤＡＳ２４は、Ｘ線検出器２３を構成するＸ線検出素子が検知した透過データの信号を増幅してデジタル信号に変換して出力する。ＤＡＳ２４の出力データは、スキャナ装置１１のコントローラ３２を介して画像処理装置１２に与えられる。
【００１９】
回転部２５は、Ｘ線管２１、絞り２２、Ｘ線検出器２３、およびＤＡＳ２４を一体として保持する。回転部２５が回転駆動装置２８を介してコントローラ３２に制御されて回転することにより、Ｘ線管２１、絞り２２、Ｘ線検出器２３、およびＤＡＳ２４は一体として患者Ｏの周りを回転する。
【００２０】
高圧電源２６は、コントローラ３２に制御されて、Ｘ線の照射に必要な電力をＸ線管２１に供給する。
【００２１】
絞り駆動装置２７は、コントローラ３２に制御されて、絞り２２の開口を調整することによりＸ線のスライス方向の照射範囲を調整する。
【００２２】
回転駆動装置２８は、コントローラ３２に制御されて、回転部２５を空洞部の周りに回転させる。
【００２３】
インジェクタ２９は、コントローラ３２による制御によって、患者Ｏの患部に挿入されたカテーテル（カテーテルチューブ、図示しない）に対して造影剤を注入する装置である。
【００２４】
天板３０は、患者Ｏを載置可能に構成される。天板駆動装置３０は、コントローラ３２に制御されて、天板３０をＹ軸方向に昇降動させる。また、天板駆動装置３０は、コントローラ３２に制御されて、回転部２５の中央部分の開口部のＸ線照射場へ天板３０をＺ軸方向に沿って移送する。
【００２５】
コントローラ３２は、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭをはじめとする記憶媒体などにより構成され、この記憶媒体に記憶されたプログラムに従って、Ｘ線検出器２３、ＤＡＳ２４、高圧電源２６、絞り駆動装置２７、回転駆動装置２８、インジェクタ２９および天板駆動装置３１を制御することによりスキャンを実行させる。コントローラ３２のＲＡＭは、ＣＰＵが実行するプログラムおよびデータを一時的に格納するワークエリアを提供する。コントローラ３２のＲＯＭをはじめとする記憶媒体は、スキャン装置１１の起動プログラム、スキャナ装置１１の制御プログラムや、これらのプログラムを実行するために必要な各種データを記憶する。
【００２６】
なお、コントローラ３２のＲＯＭをはじめとする記憶媒体は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、ＣＰＵにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有し、これら記憶媒体内のプログラムおよびデータの一部または全部は電子ネットワークを介してダウンロードされるように構成してもよい。
【００２７】
一方、Ｘ線ＣＴ装置１０の画像処理装置１２は、たとえばパーソナルコンピュータにより構成され、病院基幹のＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークとデータ送受信することができる。
【００２８】
医用画像処理装置としての画像処理装置１２は、図１に示すように、データ収集部４１、入力部４２、表示部４３、ネットワーク接続部４４、記憶部４５および主制御部４６を有する。
【００２９】
データ収集部４１は、スキャナ装置１１が実行したスキャンにより得られた投影データをＤＡＳ２４およびコントローラ３２を介して収集する。データ収集部４１によって収集されたデータは、記憶部４５に記憶される。
【００３０】
入力部４２は、たとえばキーボード、タッチパネル、テンキーなどの一般的な入力装置により構成され、ユーザの操作に対応した操作入力信号を主制御部４６に出力する。
【００３１】
表示部４３は、たとえば液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイなどの一般的な表示出力装置により構成され、主制御部４６の制御に従ってスキャノ像などの各種画像を表示する。
【００３２】
ネットワーク接続部４４は、ネットワークの形態に応じた種々の情報通信用プロトコルを実装する。ネットワーク接続部４４は、この各種プロトコルに従って画像処理装置１２と画像サーバなどの他の電気機器とを接続する。この接続には、電子ネットワークを介した電気的な接続などを適用することができる。ここで電子ネットワークとは、電気通信技術を利用した情報通信網全般を意味し、病院基幹ＬＡＮなどの無線／有線ＬＡＮやインターネット網のほか、電話通信回線網、光ファイバ通信ネットワーク、ケーブル通信ネットワークおよび衛星通信ネットワークなどを含む。
【００３３】
記憶部４５は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、主制御部４６のＣＰＵにより読み書き可能な記録媒体を含んだ構成を有する。記憶部４５は、データ収集部４１によって収集されたデータなどを記憶する。
【００３４】
主制御部４６は、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭをはじめとする記憶媒体などにより構成され、この記憶媒体に記憶されたスキャナ装置制御プログラムに従ってスキャナ装置１１のコントローラ３２を制御するとともに、領域別時相範囲決定プログラムに従って、撮影対象部位を複数の領域に分割し、分割した領域ごとにボリュームデータの合成を行う時相の範囲を決定する処理を実行する。
【００３５】
主制御部４６のＲＡＭは、ＣＰＵが実行するプログラムおよびデータを一時的に格納するワークエリアを提供する。主制御部４６のＲＯＭをはじめとする記憶媒体は、画像処理装置１２の起動プログラム、スキャナ装置制御プログラム、領域別時相範囲決定プログラムや、これらのプログラムを実行するために必要な各種データを記憶する。
【００３６】
なお、主制御部４６のＲＯＭをはじめとする記憶媒体は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、ＣＰＵにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有し、これら記憶媒体内のプログラムおよびデータの一部または全部は電子ネットワークを介してダウンロードされるように構成してもよい。
【００３７】
図２は、主制御部４６のＣＰＵによる機能実現部の構成例を示す概略的なブロック図である。なお、この機能実現部は、ＣＰＵを用いることなく回路などのハードウエアロジックによって構成してもよい。
【００３８】
図２に示すように、主制御部４６のＣＰＵは、ＲＯＭをはじめとする記憶媒体に記憶された領域別時相範囲決定プログラムによって、少なくとも再構成部５１、領域分割部５２、時相範囲設定部５３および画像生成部５４として機能する。この各部５１〜５４は、ＲＡＭの所要のワークエリアをデータの一時的な格納場所として利用する。
【００３９】
再構成部５１は、造影剤を注入された被検体Ｏの撮像により得られた投影データを記憶部４５から読み出し、この投影データにもとづいて所定の撮像対象部位について互いに時相が異なる複数の原ボリュームデータを生成して記憶部４５に記憶させる。
【００４０】
なお、以下の説明では、スキャナ装置１１が、回転部２５が１回転する間に１つの原ボリュームデータに対応する投影データを収集可能である場合について説明する。この場合、再構成部５１は、たとえば回転部２５の回転ごとに、各回転で得られる投影データに対応する原ボリュームデータと各回転の時相とを関連付けて記憶部４５に記憶させておくとよい。
【００４１】
また、再構成部５１は、生成した複数の原ボリュームデータについて、たとえば造影剤注入前の原ボリュームデータファイルを基準とて個々に位置合わせをしておくとよい。この位置合わせは、いわゆる体動補正であり、呼吸や体動等による各原ボリュームデータの骨、臓器、血管の位置のずれを補正するために行う。
【００４２】
図３（ａ）は、撮影対象部位が頭部である場合において、造影剤が動脈全体に行き渡る前の時相における１つの原ボリュームデータにもとづく画像の一例を示す説明図であり、（ｂ）は造影剤が動脈および静脈の両者に存在する時相における１つの原ボリュームデータにもとづく画像の一例を示す説明図である。
【００４３】
また、図４は、撮影対象部位が頭部である場合において、頭部全体について、所定の時相範囲の複数の原ボリュームデータを合成したボリュームデータにもとづいて生成される画像の一例を示す説明図である。
【００４４】
１つの原ボリュームデータにもとづいて生成される画像は、原ボリュームデータが取得された時相における造影剤の軌跡のみを反映したものとなる。このため、１つの原ボリュームデータにもとづく画像では、動脈と静脈とを分離した画像を得ることが非常に難しく、たとえば造影剤が動脈全体に行き渡る前の時相の画像（図３（ａ）参照）や、造影剤が動脈および静脈の両者に存在する時相の画像（図３（ｂ）参照）などしか得ることができない。
【００４５】
１つの原ボリュームデータでは捕えきれない画像を生成する方法としては、所定の時相範囲に対応する複数の原ボリュームデータを合成したボリュームデータにもとづいて画像を生成する方法が考えられる。この方法では、たとえば動脈での造影剤の流れが顕著な時相範囲を抽出し、この時相範囲の複数の原ボリュームデータを合成したボリュームデータにもとづいて画像を生成することにより、動脈が強調された画像を得ることができると期待される。
【００４６】
しかし、造影剤の流速は、撮像対象部位内の位置ごとに異なる。このため、たとえば図４に示すように、撮像対象部位の全体に対して動脈での造影剤の流れが顕著な時相範囲の複数の原ボリュームデータを合成すると、流れの速い位置では静脈が含まれてしまうとともに、流れの遅い位置では動脈の端部が消えてしまう。
【００４７】
したがって、撮像対象部位の全体に対してボリュームデータを合成する場合、時相範囲をどのように設定しても、動脈と静脈とを的確に区別することは難しい。
【００４８】
そこで、本実施形態に係る画像処理装置１２は、撮影対象部位に対して空間的位置が異なる分割領域を設定し、分割領域ごとに時相範囲を設定し、分割領域ごとに設定された時相範囲で原ボリュームデータを合成する。
【００４９】
領域分割部５２は、撮像対象部位に対して３次元的な分割領域を複数設定する。時相範囲設定部５３は、分割領域ごとに時相範囲を設定する。そして、画像生成部５４は、分割領域ごとに、時相範囲設定部５３により設定された時相範囲に対応する原ボリュームデータを合成して分割領域ボリュームデータを作成し、この分割領域ボリュームデータにもとづいて撮像対象部位の画像（３次元画像やＭＰＲ（Multi Planar Reformation）画像など）を生成して表示部４３に表示させる。
【００５０】
図５は、領域分割部５２の一例を示す構成図である。
【００５１】
領域分割部５２は、たとえば領域分割用参照画像生成部６１、分割領域情報取得部６２および分割領域設定部６３を有する。
【００５２】
領域分割用参照画像生成部６１は、再構成部５１によって生成された原ボリュームデータのうち、ユーザにより指示された１つの原ボリュームデータ（以下、領域分割用参照ボリュームデータという）にもとづいて撮像対象部位の領域分割用参照画像を生成して表示部４３に表示させる。なお、領域分割用参照ボリュームデータは、ユーザにより指示された複数の原ボリュームデータを合成することにより得られるボリュームデータであってもよい。
【００５３】
図６は、領域分割用参照画像にもとづいてユーザにより指示された領域分割線の一例を示す説明図である。なお、図６には、撮影対象部位が頭部である場合の例について示した。図６の左上は頭部のコロナル断面を、右上はサジタル断面を、左下はアキシャル断面をそれぞれ示す。
【００５４】
分割領域情報取得部６２は、領域分割用参照画像を参照したユーザから、入力部４２を介して分割領域の情報を取得する。分割領域は、図６に示すように、３次元的な領域として設定され、複数の分割領域のそれぞれは、空間的位置が異なる。ユーザは、表示部４３に表示された領域分割用参照画像に対して、たとえばマウス操作により領域分割線を描くことにより、分割領域の情報を入力する。
【００５５】
分割領域情報取得部６２は、たとえば、動脈が存在する分割領域（動脈領域（ＲＯＩ１））と、静脈が存在する分割領域（静脈領域（ＲＯＩ２））と、その他領域（ＲＯＩ３）の情報を取得する。撮影対象部位が頭部である場合、脳の中心付近を動脈領域（ＲＯＩ１）、脳表付近を静脈領域（ＲＯＩ２）、これらの中間領域をその他領域（ＲＯＩ３）とするとよい。
【００５６】
分割領域設定部６３は、入力部４２を介して取得した分割領域の情報にもとづいて１または複数の分割領域を設定し、各分割領域の設定情報を記憶部４５に記憶させる。
【００５７】
図７は、時相範囲設定部５３の一例を示す構成図である。
【００５８】
時相範囲設定部５３は、たとえば仮設定情報取得部７１、時相範囲用参照画像生成部７２、仮設定情報変更部７３および時相範囲決定部７４を有する。
【００５９】
仮設定情報取得部７１は、領域分割部５２により設定された分割領域ごとに、ユーザから入力部４２を介して時相の仮設定範囲の情報を取得する。
【００６０】
図８は、頭部における造影剤の濃度変化曲線の一例を示す説明図である。
【００６１】
図８に示すように、造影剤の時間（time）と濃度（density）の関係を示す濃度変化曲線（以下、ＴＤＣ：Time-Density Curve という）は、動脈に由来するＴＤＣと静脈に由来するＴＤＣとが加算されたものとなる。
【００６２】
たとえば、領域分割部５２により、撮影対象部位に対して動脈領域ＲＯＩ１、静脈領域ＲＯＩ２およびその他領域ＲＯＩ３が設定された場合を考える。この場合、図８から明らかなように、動脈領域ＲＯＩ１において合成すべき時相範囲Δｔａは、静脈領域ＲＯＩ２において合成すべき時相範囲Δｔｖとは異なる範囲である。時相範囲Δｔａは、動脈由来のＴＤＣのピーク時間ｔａを含む範囲とするとよく、時相範囲Δｔｖは、静脈由来のＴＤＣのピーク時間ｔｖを含む範囲とするとよい。また、動脈の画像と静脈の画像とを分離することが目的の場合には、その他領域ＲＯＩ３については時相範囲を設定する必要は無い。また、その他領域ＲＯＩ３そのものを設けず、頭部を動脈領域ＲＯＩ１と静脈領域ＲＯＩ２のみに分割してもよい。
【００６３】
動脈領域（ＲＯＩ１）は、領域分割部５２により、主に動脈が存在する領域として設定された分割領域である。このため、動脈領域（ＲＯＩ１）の内部についてどの時相範囲で原ボリュームデータを合成しても、予期せぬ静脈が紛れ込むことはなく、動脈全体を表示することができる。静脈領域（ＲＯＩ２）についても同様である。このため、時相範囲ΔｔａとΔｔｖとがたとえ一部重複する時相を有している場合であっても、各分割領域ＲＯＩ１およびＲＯＩ２に対してそれぞれ予期せぬ静脈および動脈が紛れ込むおそれがない。
【００６４】
時相範囲用参照画像生成部７２は、分割領域ごとに、原ボリュームデータのうち仮設定範囲に対応する原ボリュームデータを合成して時相範囲用参照ボリュームデータを作成し、分割領域ごとに時相範囲用参照ボリュームデータにもとづいて時相範囲用参照画像を生成して、表示部４３に表示させる。ユーザは、表示部４３に表示された時相範囲用参照画像を確認することにより、各分割領域ＲＯＩ１およびＲＯＩ２に対して仮設定した時相範囲が適切であるか否かを容易に判断することができる。ユーザは、仮設定した時相範囲でよい場合は入力部４２を介して時相範囲の確定指示を入力し、仮設定した時相範囲を変更したい場合は変更指示を入力する。
【００６５】
仮設定情報変更部７３は、分割領域ごとに、時相範囲用参照画像を参照したユーザから入力部４２を介して仮設定範囲の変更を受け付け、変更後の仮設定範囲の情報を時相範囲用参照画像生成部７２に与える。
【００６６】
時相範囲決定部７４は、分割領域ごとに、時相範囲用参照画像を参照したユーザから入力部４２を介して仮設定範囲の確定指示を受け付け、この確定指示のあった仮設定範囲を分割領域ごとの時相範囲として設定して画像生成部５４に与える。なお、この設定した時相範囲は一旦記憶部４５に記憶させてもよい。
【００６７】
次に、本実施形態に係る医用画像処理装置を含む医用画像診断装置の動作の一例について説明する。
【００６８】
図９は、図１に示す画像処理装置１２の主制御部４６により撮影対象部位を複数の領域に分割し、分割した領域ごとにボリュームデータの合成を行う時相の範囲を決定する際の手順を示すフローチャートである。図９において、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。なお、以下の説明では、撮影対象部位が頭部である場合の例について示す。
【００６９】
この手順は、スキャナ装置１１により複数時間にわたる頭部の投影データが記憶部４５に記憶された時点でスタートとなる。
【００７０】
まず、ステップＳ１において、再構成部５１は、造影剤を注入された被検体Ｏの撮像により得られた頭部の投影データを記憶部４５から読み出し、この投影データにもとづいて互いに時相が異なる複数の頭部の原ボリュームデータを生成して記憶部４５に記憶させる。また、再構成部５１は、必要に応じて各原ボリュームデータの体動補正を行っておく。
【００７１】
次に、ステップＳ２において、領域分割部５２は、頭部に対して３次元的な分割領域を複数設定する。この分割領域は、少なくとも脳の中心付近に設定される動脈領域ＲＯＩ１および脳表付近に設定される静脈領域ＲＯＩ２を含む。また、これらの中間領域にその他領域ＲＯＩ３を設定してもよい。
【００７２】
次に、ステップＳ３において、時相範囲設定部５３は、動脈領域ＲＯＩ１に対して時相範囲Δｔａを、静脈領域ＲＯＩ２に対して時相範囲Δｔｖを、それぞれ設定する。なお、その他領域ＲＯＩ３については時相範囲を設定しなくてもよい。以下の説明では、その他領域ＲＯＩ３に対して時相範囲を設定しない場合の例について示す。
【００７３】
次に、ステップＳ４において、画像生成部５４は、分割領域ごとに、時相範囲設定部５３により設定された時相範囲に対応する原ボリュームデータを合成して分割領域ボリュームデータを作成し、記憶部４５に記憶させる。なお、画像生成部５４は、その他領域ＲＯＩ３については分割領域ボリュームデータを作成しない。
【００７４】
次に、ステップＳ５において、画像生成部５４は、分割領域ボリュームデータを用いて頭部の画像（３次元画像やＭＰＲ画像など）を生成し、表示部４３に表示させる。このとき、画像生成部５４は、その他領域ＲＯＩ３については画像を表示しない。その他領域ＲＯＩ３を表示しないことにより、ごみ等の表示を避け、より綺麗な画像表示を行うことができる。
【００７５】
次に、領域分割部５２は、ユーザにより入力部４２を介して分割領域の変更指示があったか否かを判定する。分割領域の変更指示があった場合はステップＳ２に戻る。一方、分割領域の変更指示がない場合は、一連の手順は終了となる。
【００７６】
以上の手順により、撮影対象部位を複数の領域に分割し、分割した領域ごとにボリュームデータの合成を行う時相の範囲を決定することができる。
【００７７】
本実施形態に係る画像処理装置１２を含むＸ線ＣＴ装置１０は、撮影対象部位のボリュームデータを空間的位置が異なる複数の分割領域に分割し、分割領域ごとに合成する時相範囲を決定することができる。このため、造影剤の流速が速い位置と遅い位置とで異なる時相範囲を指定することができる。したがって、本実施形態に係る画像処理装置１２を含むＸ線ＣＴ装置１０によれば、動脈と静脈を容易かつ的確に分離し、動脈領域ＲＯＩ１では動脈全体が、静脈領域ＲＯＩ２では静脈全体が表示された画像をユーザに提示することができる。よって、ユーザはより容易に血管の走行の観察を行うことができる。
【００７８】
続いて、図９のステップＳ２で行われる分割領域の設定処理および図９のステップＳ３で行われる分割領域ごとの時相範囲決定処理について、より詳細に説明する。
【００７９】
図１０は、図９のステップＳ２で、図５に示す領域分割部５２により実行される分割領域の設定処理の手順の一例を示すサブルーチンフローチャートである。図１０において、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。
【００８０】
ステップＳ２０１において、領域分割用参照画像生成部６１は、再構成部５１によって生成された原ボリュームデータのうち、ユーザにより指示された１つの原ボリュームデータまたは複数の原ボリュームデータを合成したボリュームデータとしての領域分割用参照ボリュームデータにもとづいて、頭部の領域分割用参照画像を生成して表示部４３に表示させる。
【００８１】
次に、ステップＳ２０２において、分割領域情報取得部６２は、領域分割用参照画像を参照したユーザから、入力部４２を介して、少なくとも脳の中心付近に設定される動脈領域ＲＯＩ１および脳表付近に設定される静脈領域ＲＯＩ２の情報を取得する（図６参照）。
【００８２】
次に、ステップＳ２０３において、分割領域情報取得部６２は、ユーザから入力部４２を介して分割領域の指定の終了指示があったか否かを判定する。分割領域の指定の終了指示がない場合は、ステップＳ２０４に進む。一方、分割領域の指定の終了指示がない場合は、ステップＳ２０２に戻る。
【００８３】
次に、ステップＳ２０４において、分割領域設定部６３は、入力部４２を介して取得した分割領域の情報にもとづいて動脈領域ＲＯＩ１および静脈領域ＲＯＩ２を設定し、各分割領域の設定情報を記憶部４５に記憶させる。なお、分割領域設定部６３は、頭部（撮影対象部位）のうち分割領域が設定されなかった残りの領域をその他領域ＲＯＩ３として設定してもよい。
【００８４】
以上の手順により、頭部に対して３次元的な分割領域を複数設定することができる。
【００８５】
図１１は、図９のステップＳ３で、図７に示す時相範囲設定部５３により実行される分割領域ごとの時相範囲設定処理の手順の一例を示すサブルーチンフローチャートである。図１０において、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。
【００８６】
ステップＳ３０１において、仮設定情報取得部７１は、領域分割部５２により設定された分割領域ごとに、ユーザから入力部４２を介して時相の仮設定範囲の情報を取得する。
【００８７】
次に、ステップＳ３０２において、時相範囲用参照画像生成部７２は、分割領域ごとに、原ボリュームデータのうち仮設定範囲に対応する原ボリュームデータを合成して時相範囲用参照ボリュームデータを作成する。そして、時相範囲用参照画像生成部７２は、分割領域ごとに時相範囲用参照ボリュームデータにもとづいて時相範囲用参照画像を生成して、表示部４３に表示させる。
【００８８】
次に、ステップＳ３０３において、仮設定情報変更部７３は、分割領域ごとに、時相範囲用参照画像を参照したユーザから入力部４２を介して仮設定範囲の変更指示があったか否かを判定する。仮設定範囲の変更指示があった場合は、仮設定情報変更部７３は、変更後の仮設定範囲の情報を時相範囲用参照画像生成部７２に与え、ステップＳ３０１に戻る。一方、仮設定範囲の変更指示がない場合は、ステップＳ３０４に進む。
【００８９】
次に、ステップＳ３０４において、時相範囲決定部７４は、その他領域ＲＯＩ３を除く全ての分割領域について、時相範囲用参照画像を参照したユーザから入力部４２を介して仮設定範囲の確定指示があったか否かを判定する。仮設定範囲の確定指示がない分割領域がある場合は、引き続き時相範囲参照画像の表示を維持すべくステップＳ３０２に戻る。一方、その他領域ＲＯＩ３を除く全ての分割領域について仮設定範囲の確定指示があった場合は、ステップＳ３０５に進む。
【００９０】
次に、ステップＳ３０５において、時相範囲決定部７４は、分割領域ごとに、確定指示のあった仮設定範囲を分割領域ごとの時相範囲として設定して記憶部４５に記憶させる。
【００９１】
以上の手順により、分割領域ごとに時相範囲を設定することができる。
【００９２】
図１２は、領域分割部５２の他の例を示す構成図である。
【００９３】
図１２に示す領域分割部５２Ａは、ユーザにより指定された血管上の座標にもとづいて血管をトレースする点で図５に示す領域分割部５２と異なる。
【００９４】
領域分割部５２Ａは、ユーザにより指定された血管上の座標にもとづいて血管をトレース可能なように、領域分割用参照画像生成部６１、分割領域情報取得部６２Ａおよび分割領域設定部６３に加え、血管上座標取得部６４、連結血管抽出部６５および血管画像生成部６６を有する。
【００９５】
領域分割用参照画像生成部６１および分割領域設定部６３は、図５に示す領域分割部５２と同様の構成および作用を有するため説明を省略する。
【００９６】
図１３は、ユーザにより血管上の点（血管上指示点）が指定された様子の一例を示す説明図である。
【００９７】
血管上座標取得部６４は、領域分割用参照画像を参照したユーザにより入力部４２を介して指定された、領域分割用参照画像に含まれる所定の血管の画像上の所定の座標（血管上指示点の座標）の情報を取得する（図１３参照）。
【００９８】
連結血管抽出部６５は、領域分割用参照ボリュームデータに対応する時相に対して前後する複数の時相に対応する原ボリュームデータから、血管上指示点の座標の画素値にもとづいて、この血管上指示点を含む血管およびこの血管と連結された血管の座標を抽出する。たとえば、ユーザが入力部４２を介して領域分割用参照画像に表示された血管の画像のうち動脈の画像上の点を指定した場合、連結血管抽出部６５は、この画像の元となる領域分割用参照ボリュームデータの前後の時相の原ボリュームデータを検索して、指定された点に連結される血管（図１３のハッチング部分参照）を抽出する。
【００９９】
血管画像生成部６６は、連結血管抽出部６５により抽出された血管の座標にもとづいて血管上指示点を含む血管およびこの血管と連結された血管を示す血管画像を生成する。そして、血管画像生成部６６は、この血管画像を領域分割用参照画像に重畳させて表示部４３に表示させる（図１３参照）。この血管画像は、動脈と静脈とが必ずしも分離された画像ではない。
【０１００】
なお、血管画像生成部６６は、必要に応じて血管画像を膨張、収縮するとよい。これは、画素値にもとづいて連結血管抽出部６５により自動抽出される血管の輪郭は、実際の輪郭とは異なる場合があるためである。
【０１０１】
分割領域情報取得部６２Ａは、血管画像が重畳された領域分割用参照画像を参照したユーザから、入力部４２を介して分割領域の情報を取得する。
【０１０２】
たとえば、ユーザが血管上指示点を動脈上に設定した場合、ユーザは、血管画像に含まれる各血管について動脈の始点および終点を見極めることにより動脈領域ＲＯＩ１を設定することができる。血管ごとに領域分割線を設定することができるため、図１２に示す領域分割部５２Ａによれば、ユーザはより正確に動脈領域ＲＯＩ１および静脈領域ＲＯＩ２を設定することができる。
【０１０３】
図１４は、図９のステップＳ２で、図１２に示す領域分割部５２Ａにより実行される分割領域の設定処理の手順の一例を示すサブルーチンフローチャートである。図１４において、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。
【０１０４】
図１４に示す手順は、ユーザにより指定された血管上の座標にもとづいて血管をトレースする点で図１０に示す手順と異なる。図１０と同等のステップには同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【０１０５】
ステップＳ２１１において、血管上座標取得部６４は、領域分割用参照画像を参照したユーザから入力部４２を介して指示されて、領域分割用参照画像に含まれる所定の血管の画像上の所定の座標（血管上指示点の座標）の情報を取得する（図１３参照）。
【０１０６】
次に、ステップＳ２１２において、連結血管抽出部６５は、領域分割用参照ボリュームデータに対応する時相に対して前後する複数の時相に対応する原ボリュームデータから、血管上指示点の座標の画素値にもとづいて、この血管上指示点を含む血管およびこの血管と連結された血管の座標を抽出する。
【０１０７】
次に、ステップＳ２１３において、血管画像生成部６６は、連結血管抽出部６５により抽出された血管の座標にもとづいて血管上指示点を含む血管およびこの血管と連結された血管を示す血管画像を生成する。そして、血管画像生成部６６は、この血管画像を領域分割用参照画像に重畳させて表示部４３に表示させる（図１３参照）。
【０１０８】
次に、ステップＳ２１４において、分割領域情報取得部６２Ａは、血管画像が重畳された領域分割用参照画像を参照したユーザから、入力部４２を介して分割領域の情報を取得する。このとき、ユーザは、血管画像に含まれる血管ごとに領域分割線を設定することができる。
【０１０９】
次に、ステップＳ２１５において、分割領域情報取得部６２Ａは、ユーザから入力部４２を介して分割領域の指定の終了指示があったか否かを判定する。分割領域の指定の終了指示がない場合は、ステップＳ２０４に進む。一方、分割領域の指定の終了指示がない場合は、ステップＳ２１１に戻る。
【０１１０】
以上の手順によっても、頭部に対して３次元的な分割領域を複数設定することができる。
【０１１１】
図１５は、時相範囲設定部５３の他の例を示す構成図である。
【０１１２】
図１５に示す時相範囲設定部５３Ａは、各分割領域内の血管を輝度値にもとづき自動抽出することにより、各分割領域の血管長が最長となるように各分割領域の時相範囲を自動設定する点で図７に示す時相範囲設定部５３と異なる。
【０１１３】
時相範囲設定部５３Ａは、各分割領域内の血管を輝度値にもとづき自動抽出することにより各分割領域の時相範囲を自動設定可能なように、血管閾値取得部７５、血管抽出部７６、血管長算出部７７および時相範囲決定部７４Ａを有する。
【０１１４】
血管閾値取得部７５は、画素の輝度値の閾値の情報を取得する。この閾値は、血管を示す画素を抽出するために用いられ、あらかじめ記憶部４５に記憶されてもよいし、ユーザにより入力部４２を介して設定されてもよい。
【０１１５】
血管抽出部７６は、分割領域ごとに、時相の所定の範囲に対応する原ボリュームデータから閾値以上の輝度値を有する画素を抽出することにより血管を抽出する。なお、時相の所定の範囲は、あらかじめ記憶部４５に記憶された時相範囲またはユーザにより設定された時相範囲を初期範囲とし、時相範囲決定部７４Ａにより初期範囲からその範囲を変更されるものとする。
【０１１６】
より具体的には、血管抽出部７６は、まず初期範囲に対応する原ボリュームデータから閾値にもとづいて血管として抽出する画素領域をセグメンテーションして血管を抽出した後、時相範囲決定部７４Ａから新たに設定された時相範囲を与えられると、この新たな時相範囲に対応する原ボリュームデータから血管を抽出することを繰り返す。
【０１１７】
血管長算出部７７は、血管抽出部７６により抽出された血管の長さを算出する。このとき、血管長算出部７７は、血管抽出部７６によりセグメンテーションされた領域を細線化し、細線化した線分の長さを算出するとよい。
【０１１８】
時相範囲決定部７４Ａは、血管抽出部７６および血管長算出部７７を制御し、時相範囲を変更しつつ血管を血管抽出部７６に血管を抽出させる。そして、時相範囲決定部７４Ａは、分割領域ごとに、血管の長さが最長となる時相範囲を求め、この時相範囲を分割領域ごとの時相範囲として設定して画像生成部５４に与える。なお、この設定した時相範囲は一旦記憶部４５に記憶させてもよい。
【０１１９】
この時相範囲設定部５３Ａによれば、各分割領域内の血管を輝度値にもとづき自動抽出することにより、各分割領域の血管長が最長となるように各分割領域の時相範囲を自動設定することができる。
【０１２０】
図１６は、図９のステップＳ３で、図１５に示す時相範囲設定部５３Ａにより実行される分割領域ごとの時相範囲設定処理の手順の一例を示すサブルーチンフローチャートである。図１６において、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。
【０１２１】
図１６に示す手順は、各分割領域内の血管を輝度値にもとづき自動抽出することにより、各分割領域の血管長が最長となるように各分割領域の時相範囲を自動設定する点で図１１に示す手順と異なる。なお、記憶部４５には、あらかじめ血管として抽出すべき輝度値の閾値の情報と、時相の初期範囲の情報が少なくとも記憶されているものとする。
【０１２２】
ステップＳ３１１において、血管閾値取得部７５は、血管として抽出すべき輝度値の閾値の情報を記憶部４５から取得する。
【０１２３】
次に、ステップＳ３１２において、血管抽出部７６は、分割領域ごとに、記憶部４５にあらかじめ記憶された時相の初期範囲に対応する原ボリュームデータから閾値以上の輝度値を有する画素を抽出することにより血管を抽出する。
【０１２４】
次に、ステップＳ３１３において、時相範囲決定部７４Ａは、血管抽出部７６および血管長算出部７７を制御し、時相範囲を変更しつつ血管抽出部７６に血管を抽出させるとともに血管長算出部７７に血管の長さを算出させることにより、各時相範囲の血管の長さを求める。
【０１２５】
次に、ステップＳ３１４において、時相範囲決定部７４Ａは、分割領域ごとに、血管の長さが最長となる時相範囲を求める。
【０１２６】
次に、ステップＳ３１５において、時相範囲決定部７４Ａは、血管の長さが最長となる時相範囲を分割領域ごとの時相範囲として設定して記憶部４５に記憶させる。
【０１２７】
以上の手順によっても、分割領域ごとに時相範囲を設定することができる。
【０１２８】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【０１２９】
たとえば、画像処理装置１２の主制御部４６の機能は、Ｘ線ＣＴ装置１０とネットワークを介して接続された外部の機器（画像サーバや読影装置等）に備えられてもよい。
【０１３０】
また、本発明の実施形態では、フローチャートの各ステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理の例を示したが、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別実行される処理をも含むものである。
【符号の説明】
【０１３１】
１０  Ｘ線ＣＴ装置
１２  画像処理装置
４２  入力部
４３  表示部
４５  記憶部
４６  主制御部
５１  再構成部
５２、５２Ａ  領域分割部
５３、５３Ａ  時相範囲設定部
５４  画像生成部
６１  領域分割用参照画像生成部
６２、６２Ａ  分割領域情報取得部
６３  分割領域設定部
６４  血管上座標取得部
６５  連結血管抽出部
６６  血管画像生成部
７１  仮設定情報取得部
７２  時相範囲用参照画像生成部
７３  仮設定情報変更部
７４、７４Ａ  時相範囲決定部
【図１】
0005835912.tif 000002
【図２】
0005835912.tif 000003
【図５】
0005835912.tif 000004
【図６】
0005835912.tif 000005
【図７】
0005835912.tif 000006
【図８】
0005835912.tif 000007
【図９】
0005835912.tif 000008
【図１０】
0005835912.tif 000009
【図１１】
0005835912.tif 000010
【図１２】
0005835912.tif 000011
【図１４】
0005835912.tif 000012
【図１５】
0005835912.tif 000013
【図１６】
0005835912.tif 000014
【図３】
0005835912.tif 000015
【図４】
0005835912.tif 000016
【図１３】
0005835912.tif 000017