(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の脳を撮影した医用画像に基づいて算出された前記被検者の脳組織における局所的な血流量である局所脳組織血流量が入力されるデータ入力部と、
前記局所脳組織血流量と、前記被検者が脳梗塞を発症してから現在までの時間である経過時間とに基づいて、前記被検者の脳組織の時間経過に伴う回復可能性を数値化した脳梗塞インデックスを算出する脳梗塞インデックス算出部と、
を備えたことを特徴とする医用画像処理装置。
【請求項２】
前記現在の時刻において算出された前記脳梗塞インデックスが所定の閾値を超えるか否かに基づいて、前記被検者の脳組織の転帰を予報する転帰予報部をさらに備えた、
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】
前記転帰予報部は、前記脳梗塞インデックスが所定の閾値を超える時刻を予測し、現時刻から予測した時刻までの猶予時間をリアルタイムで予測する、
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４】
前記脳梗塞インデックスの値を画素値とした転帰予報マップをリアルタイムで生成する転帰予報マップ生成部と、
前記転帰予報マップをリアルタイムで表示する表示部と、
をさらに備えた、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の医用画像処理装置。
【請求項５】
前記脳梗塞インデックスの値に基づいて、画素に明度、彩度、色相および透過度の少なくとも１つの色情報を割り当てるカラー割り当て部をさらに備え、
前記転帰予報マップ生成部は、前記カラー割り当て部で付与された色情報を前記医用画像の画素ごとに対応付けたカラーマップを生成する、
ことを特徴とする請求項４に記載の医用画像処理装置。
【請求項６】
前記カラー割り当て部は、前記猶予時間に基づいて前記医用画像の画素に明度、彩度、色相および透過度の少なくとも１つの色情報を割り当てる、
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７】
前記カラー割り当て部は、前記医用画像が３次元画像である場合は３次元的に色情報を割り当てる、
ことを特徴とする請求項５または６に記載の医用画像処理装置。
【請求項８】
被検者の脳組織における局所的な血流量である局所脳組織血流量と、前記被検者の脳血管における局所的な血流量である局所脳血管血流量とが入力されるデータ入力部と、
前記局所脳組織血流量と、前記被検者が脳梗塞を発症してから現在までの時間である経過時間とに基づいて、前記被検者の脳組織の時間経過に伴う回復可能性を数値化した脳梗塞インデックスを算出する脳梗塞インデックス算出部と、
前記脳梗塞インデックスの値を画素値とした転帰予報マップを生成する転帰予報マップ生成部と、
前記局所脳組織血流量と前記局所脳血管血流量との差異を算出する差異算出部と、
前記差異に基づいて矛盾マップを生成する矛盾マップ生成部と、
を備えたことを特徴とする医用画像処理装置。
【請求項９】
前記脳梗塞インデックス算出部は、前記局所脳血管血流量に基づく脳梗塞インデックスをリアルタイムで算出し、
前記差異算出部は、前記局所脳組織血流量に基づく脳梗塞インデックスと、前記局所脳血管血流量に基づく脳梗塞インデックスとの差異を算出する、
ことを特徴とする請求項８に記載の医用画像処理装置。
【請求項１０】
前記データ入力部には、前記被検者の脳血管における局所的な血液量である局所脳血管血液量がさらに入力され、
前記差異算出部は、前記差異に前記局所脳血管血液量による影響を反映した差異を算出する、
ことを特徴とする請求項８または９に記載の医用画像処理装置。
【請求項１１】
前記差異に基づいて明度、彩度、色相および透過度の少なくとも１つの色情報を割り当てるカラー割り当て部と、
表示部と、
をさらに備え、
前記矛盾マップ生成部は、前記カラー割り当て部で付与された色情報を前記医用画像の画素ごとに対応付けたカラーマップを生成し、
前記表示部は前記カラーマップを表示する
ことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
【請求項１２】
被検者の脳を撮影した医用画像に基づいて算出された前記被検者の脳組織における局所的な血流量である局所脳組織血流量が入力されるデータ入力部と、
前記局所脳組織血流量に基づいて、前記被検者の脳組織の時間経過に伴う回復可能性を数値化した脳梗塞インデックスを算出する脳梗塞インデックス算出部と、
前記現在の時刻において算出された前記脳梗塞インデックスが所定の閾値を超えるか否かに基づいて、前記被検者の脳組織の転帰を予報する転帰予報部と、を備え、
前記転帰予報部は、前記脳梗塞インデックスが所定の閾値を超える時刻を予測し、現時刻から予測した時刻までの猶予時間をリアルタイムで予測する、
ことを特徴とする医用画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様としての実施形態は、医用画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、脳梗塞は脳血管障害のなかで特に頻度が高い疾患であり、運動障害や高次脳機能障害などの後遺症を伴うことが多く、ＱＯＬ（Quality Of Life）の低下および、寝たきりや長期のリハビリテーションによる医療費の増大などが問題となっている。脳梗塞は脳の動脈が血栓等で詰まって閉塞することで、その動脈に潅流されていた下流の組織が血流不足（虚血）に陥ることで機能を失い、やがて虚血に陥った組織が壊死する疾患である。このように虚血により組織が壊死した部位を梗塞巣と呼ぶ。
【０００３】
脳梗塞はＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置やＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置などにより診断が行われる場合がある。
【０００４】
脳梗塞の治療には脳の動脈に発生した血栓を取り除き、虚血に陥っている脳組織の血流を回復させる施術（以下、再開通療法と呼ぶ）が必要である。再開通療法には、静脈から血栓溶解剤を全身投与して、動脈を閉塞している血栓を溶かし再開通させる方法や、脳血管内にカテーテルを送り込み、その先端から血栓溶解剤を放出して動脈を閉塞している血栓を溶かしたり物理的に血栓を抜き取ったりして再開通させる方法がある。
【０００５】
特にＸ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置で取得した画像から脳の局所血流量を解析する技術が提供されている（特許文献１）。Ｘ線ＣＴ装置による血流の検査方法として、Ｘｅガス（キセノンガス）を用いたＣＴ撮影を行うキセノンＣＴ／ＣＢＦ（Ｘｅ-enhanced ＣＴ）検査（特許文献２）や、ＣＶＰ（脳血管血流量）、ＭＴＴ（平均通過時間）、ＣＢＶ（血液量）などのパラメータを算出するＣＶＰ検査（perfusionＣＴ検査）（特許文献３）が知られている。
【０００６】
再開通療法により血流が回復すると、即座に治療が完了して後遺症をほとんど残さないことも多い。しかしながら、再開通療法は脳梗塞の発生からある程度時間が経過すると治療の効果が得られないだけでなく、壊死して崩壊しつつある毛細血管に血液が流入することにより、大規模な脳内出血を引き起こすことがあり、しばしば死亡に至る。このような場合に、処置を行わず安静にする姑息療法をとることで回復する例も多々ある。
【０００７】
このような再開通療法の問題を鑑み、発症から再開通療法による治療開始までの制限時間が設けられており、これをタイムウィンドウと呼ぶ。しかしながら、タイムウィンドウは統計的知見に基づく基準であり、脳梗塞の発症時刻が不明である場合は適用できないという問題もある。くわえて、再開通療法などの施術を行う前に、患者の発見、搬送から診断や施術の説明など、治療開始までに必要な最低限の手順が存在する。このような手順が制限時間内に終わらず、再開通療法を適用できない場合がある。さらにタイムウィンドウ内に施術できた場合でも脳梗塞が生じてしまい奏効しない例や脳内出血を生じる例がたいへん多い。またタイムウィンドウが定められる以前には、タイムウィンドウを超えた時間に再開通療法を施行して回復した例も数多くある。
【０００８】
このような多様性は、病態が発症からの時間よりもむしろ残存する血流量にこそ左右されているためであると考えられている。すなわち、タイムウィンドウの制限時間内であっても、脳組織が壊死を生じつつある例や、制限時間を超えていても脳組織が生き延びている例が混在している。これらの違いは、主として虚血部位にどの程度の血流量が残っているかによって生じると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−１００１２１号公報
【特許文献２】特開平１１−２０６７５４号公報
【特許文献３】特開２００５−０９５３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、血流量を測定したデータだけを観察しても、如何に処置を行うべきかの判断が容易には行えないことがある。
【００１１】
そこで、脳の各部位における脳梗塞の進行状況を可視化することで、脳梗塞に対してとるべき処置を判断するための情報を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本実施形態に係る医用画像処理装置は、被検者の脳を撮影した医用画像に基づいて算出された前記被検者の脳組織における局所的な血流量である局所脳組織血流量が入力されるデータ入力部と、入力した前記局所脳組織血流量に基づいて、前記被検者の脳組織の時間経過に伴う回復可能性を数値化した脳梗塞インデックスを算出する脳梗塞インデックス算出部と、を備えたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係る医用画像処理装置の一例を示す概念的な構成図。
【図２】第１の実施形態に係る医用画像処理装置の機能構成例を示す機能ブロック図。
【図３】第１の実施形態に係る医用画像処理装置の動作の一例を示すフローチャート。
【図４】過去の臨床データに基づいて算出された脳梗塞インデックスを説明する図。
【図５】第１の実施形態に係る医用画像処理装置の第１の転帰予報マップの表示例を説明する図。
【図６】第１の実施形態に係る医用画像処理装置の第２の転帰予報マップの表示例を説明する図。
【図７】第２の実施形態に係る医用画像処理装置の機能構成例を示す機能ブロック図。
【図８】第２の実施形態に係る医用画像処理装置の動作の一例を示すフローチャート。
【図９】第２の実施形態に係る医用画像処理装置の矛盾マップの表示例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、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。
【００１５】
（全体構成）
図１は、実施形態に係る医用画像処理装置１００の一例を示す概念的な構成図である。図１に示すように、医用画像処理装置１００は、通信制御装置１０、記憶部２０、主制御部３０、表示部４０、入力部５０を備えた構成である。医用画像処理装置１００は、通信制御装置１０を介して電子ネットワーク経由で医用画像一元管理サーバ２００およびモダリティ装置３００と接続している。通信制御装置１０は、ネットワーク形態に応じた種々の通信プロトコルを実装する。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体を意味し、病院基幹ＬＡＮ、無線／有線ＬＡＮやインターネット網のほか、電話通信回線網、光ファイバー通信ネットワーク、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。医用画像処理装置１００は医用画像一元管理サーバ２００または、モダリティ装置３００から医用画像などのデータを電子ネットワーク経由で取得する。
【００１６】
モダリティ装置３００には、ＸｅＣＴ解析装置、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）装置などの各種医用画像診断装置が含まれる。
【００１７】
記憶部２０に格納されたプログラムが、主制御部３０によって実行されることで、脳梗塞インデックスの算出や転帰予報マップの生成といった画像処理が行われる。
【００１８】
記憶部２０は、ＲＡＭとＲＯＭをはじめとする記憶媒体などにより構成され、磁気的もしくは光学的記憶媒体または半導体メモリなどの、主制御部３０により読み取り可能な記憶媒体を含んだ構成を有し、これらの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。
【００１９】
表示部４０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装置により構成されるほか、主制御部３０の制御に従って画像をディスプレイ表示する。
【００２０】
入力部５０は、たとえばキーボード、タッチパネル、テンキー、マウスなどの一般的な入力装置により構成される。
【００２１】
以下、脳の部位ごとの回復可能性を数値で推定した脳梗塞インデックスを算出し、脳の部位ごとの回復可能性をマッピングした「転帰予報マップ」を生成する方法を第１の実施形態、脳組織において観察される局所脳組織血流量と脳血管において観察される局所脳血管血流量との差異を算出し、部位ごとにその差異をマッピングした「矛盾マップ」を生成する方法を第２の実施形態として説明する。
【００２２】
（第１の実施形態）
以下、脳梗塞インデックスから転帰予報マップを生成する第１の実施形態について説明する。
【００２３】
（１）構成
図２は、第１の実施形態に係る医用画像処理装置１００の機能構成例を示す機能ブロック図である。図２が示すように、医用画像処理装置１００は、データ入力部２１、脳梗塞インデックス算出部３２、転帰予報部３３、転帰予報マップ生成部３４、カラー割り当て部３５、表示部４０を有する。
【００２４】
上記構成のうち、脳梗塞インデックス算出部３２、転帰予報部３３、転帰予報マップ生成部３４、カラー割り当て部３５の各機能は記憶部２０に格納されたプログラムを主制御部３０が実行することによって実現される機能である。
【００２５】
データ入力部２１は、被検者の脳を撮影した医用画像に基づいて算出された被検者の脳組織における局所的な血流量を示した局所脳組織血流量の分布画像が入力される。局所脳組織血流量（ｒＣＢＦ：regional Cerebral Blood Flow）は脳組織１００ｍｌ当たりを１分間に流れる血液の量を示している（単位は、ml/min/100ml）。
ＸｅＣＴ検査は局所脳組織血流量分布画像を得る方法の１つである。ＸｅＣＴ検査では、被検者に空気と混合したＸｅガスを吸入させ、Ｘｅが血流によって運ばれ脳組織に拡散・貯留し、洗い流される過程をＸ線ＣＴ装置で撮影した一連の画像と、それらの撮影が行われた各時点における血中のＸｅ濃度のデータとに基づいてＸｅＣＴ解析装置が局所脳組織血流量分布画像を生成する。Ｘｅガスは血液脳関門（ＢＢＢ：Blood Brain Barrier）を通過して脳組織内に拡散移行するため、ＸｅＣＴ検査により局所脳組織血流量を測定できる。
【００２６】
脳梗塞インデックス算出部３２は、入力した局所脳組織血流量（ｒＣＢＦ）に基づいて、被検者の脳組織の時間経過に伴う回復可能性を数値化した脳梗塞インデックスを算出する。脳梗塞インデックスは、被検者が脳梗塞を発症してから現在までの時間である経過時間と局所脳組織血流量（ｒＣＢＦ）とから算出する。脳梗塞インデックスの具体的な算出方法については後述する。
【００２７】
転帰予報部３３は、現在の時刻において算出された脳梗塞インデックスが所定の閾値を超えるか否かに基づいて、被検者の脳組織の転帰を予測する。また、脳梗塞インデックスが所定の閾値を超える時刻を予測し、現時刻から予測した時刻までの時間である猶予時間を予測する。被検者の脳組織の転帰予報の方法については後述する。
【００２８】
転帰予報マップ生成部３４は、脳梗塞インデックスの値を画素値とした転帰予報マップをリアルタイムで生成する。転帰予報マップの詳細については後述する。
【００２９】
カラー割り当て部３５は、脳梗塞インデックスの値に基づいて、画素に明度、彩度、色相および透過度の少なくとも１つの色情報を割り当てる。
【００３０】
（２）動作
以下、第１の実施形態である脳梗塞インデックスの算出と転帰予報マップを生成する動作について説明する。
【００３１】
図３は、第１の実施形態に係る医用画像処理装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。
【００３２】
ＳＴ１０１では、データ入力部２１に局所脳組織血流量（ｒＣＢＦ）が入力される。
【００３３】
ＳＴ１０３では、脳梗塞インデックス算出部３２が脳梗塞インデックスを算出する。脳梗塞インデックス（以下記号indexであらわす。単位はhour ml/min/100ml）はｒＣＢＦ、被検者が脳梗塞を発症してから現時点までの経過時間（以下記号Ｔであらわす。単位はhour）の情報から脳梗塞の部位ごとの回復可能性を数値化したものであって、ａを定数として下記の式により算出される。
【００３４】
index  ＝  （ａ−ｒＣＢＦ）Ｔ      ・・・（１）
【００３５】
定数ａは脳組織生存に必要な最低血流量を示しており、経験的に２０（ml/min/100ml）であるといわれている。脳梗塞インデックスは脳組織内のエネルギー備蓄がどれだけ失われたかを示す値である。すなわち、上記の式（１）は、最低血流量（定数ａ）に比べて血流がどれだけ不足したかに、経過時間（Ｔ）を乗じることにより、脳組織内のエネルギー備蓄がどれだけ失われたか（脳梗塞インデックス（index））を算出する。したがってindexは時の経過とともの刻々と変化する数値である。以下の説明では、ａ＝２０（ml/min/100ml）として説明する。
【００３６】
図４は、過去の臨床データに基づいて算出された脳梗塞インデックスを説明する図である。図４はTouho H, Karasawa J, Evaluation of time- dependent thresholds of cerebral blood flow and transit time during the acute stage of cerebral embolism: a retrospective study, Surg Neurol. 1996 Aug;46(2):135-45に記載された臨床データに基づいて作成したグラフである。図４の横軸は発症から再開通までに要した経過時間、すなわち、再開通時間（Ｔ）で示している。縦軸は脳梗塞インデックス（index）を示している。図４の白丸「開通‐梗塞無し」は再開通した結果梗塞巣が発生しなかった被検者を示しており、黒丸「開通‐梗塞発生」は再開通したが梗塞巣が発生した被検者を示している。また図４の白四角「不通‐梗塞無し」は再開できなかったが梗塞巣が発生していない被検者を示しており、黒四角「不通‐梗塞発生」は再開通できず梗塞巣が発生した被検者を示している。
【００３７】
図４の白丸「開通‐梗塞無し」と黒丸「開通‐梗塞発生」の分布が示すように、破線Ａを境界として再開通によって梗塞巣が発生するか否かが分かれている。たとえば、図４に矢印で示した白丸１と黒丸１とでは、両方とも再開通時間が約３時間でありながら（３時間はタイムウィンドウに入っている）、脳梗塞インデックスは白丸１では破線Ａの値より小さく、黒丸１では破線Ａより大きい。白丸１と黒丸１とでは、再開通時間が同じく約３時間であっても、白丸１は脳組織内のエネルギー備蓄が生存に必要な量残っており脳組織が回復したことを示し、黒丸１は生存に必要な量を下回ったことにより梗塞巣が発生したと考えられる。
【００３８】
図４に示した破線Ａは、図４に示した脳梗塞インデックスが約２２から２３（hour ml/min/100ml）である直線である。２２から２３（hour ml/min/100ml）は正常脳組織が嫌気性代謝可能なエネルギー備蓄を示す数値と考えられ、脳梗塞インデックスの分布から経験的に求められた境界値である。第１の実施形態ではこの境界値に基づいて、被検者のｒＣＢＦから算出した脳梗塞インデックスから脳の各部位ごとの回復可能性を予測し（ＳＴ１０５）、転帰予報マップを生成する（ＳＴ１０７）。
【００３９】
図５は、第１の実施形態に係る医用画像処理装置１００の第１の転帰予報マップの表示例を説明する図である。図５では左頚動脈に塞栓が生じたために起こった脳虚血の症例を例に説明する。図５の右半分が左脳半球の断面を表している。
【００４０】
図５のウィンドウＷ１には現在の時刻表示Ｔ１、現在の時刻における転帰予報マップＩＭＧ１、凡例Ｔ２が示されている。現在の時刻表示Ｔ１には「２００５年１２月１０日０７時３０分現在の予測」と表示されている。図５の転帰予報マップＩＭＧ１は現在の時刻における脳梗塞インデックスの値を画素値とした画像を示している。
【００４１】
凡例Ｔ２の上段の一番薄い網掛けは、「再開通できなくても脳梗塞巣にならない」領域を示している。図５の転帰予報マップＩＭＧ１において凡例Ｔ２の上段の示された網掛けが表示された領域は「再開通できなくても脳梗塞巣にならない」と予測される領域を示している。この領域は脳梗塞インデックス（index）が負の値となる（index＜０）領域である。
【００４２】
また凡例Ｔ２の中段に示された網掛けは、「現在の時刻において再開通までに猶予時間あり」の領域を示している。図５の転帰予報マップＩＭＧ１において凡例Ｔ２の中段に示された網掛けが表示された領域は、「現在の時刻において再開通までに猶予時間あり」と予測される領域である。この領域は脳梗塞インデックス（index）が０＜index＜２２を示す領域であり、上述の式（１）より経過時間（Ｔ）が大きくなれば、いずれ脳梗塞インデックスが境界値２２を超える領域を示している。すなわち、現時点で即座に再開通すれば梗塞巣にならないが、時間の経過により梗塞巣になると予測される部分である。この領域は学術的にはischemic penumbraと呼ばれる概念とおおむね一致すると考えられる。
【００４３】
さらに凡例Ｔ２の下段に示された網掛けは、「現在の時刻において再開通までに猶予時間なし」の領域を示している。図５の転帰予報マップＩＭＧ１において凡例Ｔ２の下段に示された網掛けが表示された領域は、「現在の時刻において再開通までに猶予時間なし」と予測される領域である。この領域は脳梗塞インデックス（index）が２２より大きい値となる（２２＜index）領域である。すなわち、現時点で即座に再開通しても梗塞巣になると予測される部分であり、既に回復不能になっていると推定される部分である。また、もし再開するとこの領域で再開通後に脳内出血が生じる可能性があることが予測される。
【００４４】
このように、転帰予報マップは現時点における治療方針の決定を支援する。たとえば、転帰予報マップにおいて、「現在の時刻において再開通までに猶予時間なし」と判断される領域がなければ、患者は再開通により回復する可能性が高いと判断できる。一方、「現在の時刻において再開通までに猶予時間なし」と判断される領域が存在する場合は、再開通療法を適用すると脳内出血が生じることが予測されるため、姑息療法を選択する方がよいと判断できる。また、「現在の時刻において再開通までに猶予時間なし」と判断される領域が空間的に特定できるので、そのような領域を避け、それ以外の領域を栄養している血管のみ血行を再開通させることで、脳の一部分だけでも温存することが可能である。たとえば、カテーテルを用いて、「現在の時刻において再開通までに猶予時間なし」と判断される領域を栄養している血管分枝を、スポンジ様の塞栓物質であえて人工的に閉塞させた後、それ以外の領域を支配する血管分枝の血行を再開通されることで、脳内出血を回避しつつ回復可能な領域の血流を再開することが可能となる。
【００４５】
上述のように、転帰予報マップは現在時刻において脳の各部位が梗塞巣になるか否かの予測を画像で表示したものである。このような転帰予報マップは、明度、彩度、色相および透過度といった色情報により示してもよい。たとえば、図４の凡例Ｔ２の上段を緑色、中断を黄色、下段を赤色のようにカラースケールで表示することで直感的にわかりやすい画像を生成することができる。色情報はカラー割り当て部３５が脳梗塞インデックスの値に基づいて各画素に割り当て、転帰予報マップ生成部３４がカラースケールの転帰予報マップを生成する。また、転帰予報マップは現在の時刻における回復可能性を示すものであるため、時間の経過に従って時々刻々と更新されなくてはならない。
【００４６】
図６は、第１の実施形態に係る医用画像処理装置１００の第２の転帰予報マップの表示例を説明する図である。図６は図５で例示した転帰予報マップをより細かく区分した例を示している。
【００４７】
図６のウィンドウＷ２には現在の時刻表示Ｔ１、現在の時刻における転帰予報マップＩＭＧ２、凡例Ｔ３が示されている。現在の時刻表示Ｔ１は図５の現在時刻表示Ｔ１と同じである。図６の転帰予報マップＩＭＧ２は現在の時刻における転帰予報マップであって、より詳細に区分した予測を示している。
【００４８】
図６の凡例Ｔ３の上から１番目の白抜きは、「血流量正常範囲内」の領域を示している。図６の転帰予報マップＩＭＧ２において凡例Ｔ３の上から１番目の白抜きで示された領域は「血流量正常範囲内」の領域を示している。図６の転帰予報マップＩＭＧ２では左頚動脈に発生した塞栓の影響を受けない右半球（図の左半分）が「血流量正常範囲内」の領域として示されている。「血流量正常範囲内」か否かは、たとえば、ｒＣＢＦの値を所定の閾値と比較して判断してもよい。たとえば、正常なヒトの灰白質のｒＣＢＦは一般的に５０（ml/min/100ml）程度であるため、ｒＣＢＦの値が５０（ml/min/100ml）以上の場合を、「血流量正常範囲内」と判断してもよい。
【００４９】
図６の凡例Ｔ３の上から２番目の一番薄い網掛けは、「再開通できなくても脳梗塞巣にならない」と予測される領域の凡例を示している。図６の転帰予報マップＩＭＧ２において凡例Ｔ３の上から２段目に示された網掛けが表示された領域は「再開通できなくても脳梗塞巣にならない」と予測される領域を示している。この領域は脳梗塞インデックス（index）が負の値となる（index＜０）。このような領域は再開通させずに姑息療法を採用しても梗塞巣にならないと予測される部分である。
【００５０】
図６の凡例Ｔ３の上から３番目の網掛けは、「現在の時刻において再開通までに猶予時間２時間以上」の領域を示している。すなわち、現時点でのindexは発症から現時点までの経過時間Ｔに基づいて式（１）により求められる。indexが２２になる時点は発症からの経過時間がＴ´となる時点であり、下記式（２）で計算される。
【００５１】
２２＝（ａ−ｒＣＢＦ）Ｔ´      ・・・（２）
したがって、猶予時間Ｔｍは
0006513365.tif 000002
により計算される。
【００５２】
図６の転帰予報マップＩＭＧ２において凡例Ｔ３の上から３段目に示された網掛けが表示された領域は「現在の時刻において再開通までに猶予時間２時間以上」と予測される領域を示している。この領域は再開通せずに２時間以上経過すれば梗塞巣になる可能性があるものの、再開通までに現在の時刻において再開通までに少なくとも２時間の猶予があると予測される領域である。
【００５３】
図６の凡例Ｔ３の上から４番目の斜線は、「現在の時刻において再開通までに猶予時間１〜２時間」の領域を示している。図６の転帰予報マップＩＭＧ２において凡例Ｔ３の上から４段目に示された斜線が表示された領域は「現在の時刻において再開通までに猶予時間１から２時間」と予測される領域を示している。この領域は現時点から１時間のうちに再開通すれば梗塞巣にはならず、現時点から２時間以上経つと再開通しても梗塞巣になる（もちろん再開通しなければ梗塞巣になる）と予測される領域である。
【００５４】
図６の凡例Ｔ３の上から５番目の格子斜線は、「現在の時刻において再開通までに猶予時間１時間未満」と予測される領域の凡例を示している。図６の転帰予報マップＩＭＧ２において凡例Ｔ３の上から５段目に示された格子斜線が表示された領域は「現在の時刻において再開通までに猶予時間１時間未満」と予測される領域を示している。この領域は現時点ですぐに再開通すれば梗塞巣にならないが、現時点から１時間以上経ってから再開通すると梗塞巣になる（もちろん再開通しなければ梗塞巣になる）と予測される領域である。
【００５５】
図６の凡例Ｔ３の上から６段目の網掛けは、「現在の時刻において再開通までに猶予時間０時間未満」と予測される領域の凡例を示している。図６の転帰予報マップＩＭＧ２において凡例Ｔ３の上から６段目の網掛けが表示された領域は「現在の時刻において再開通までに猶予時間０時間未満」と予測される領域を示している。この領域は現時点で即座に再開通しても梗塞巣になると予測される領域である。
【００５６】
図６の凡例Ｔ３の一番下の網掛けは、「現在の時刻において再開通までに猶予時間−（マイナス）５時間未満」と予測される領域の凡例を示している。図６の転帰予報マップＩＭＧ２において凡例Ｔ３の一番下の網掛けが表示された領域は「現在の時刻において再開通までに猶予時間−５時間未満」と予測される領域を示している。この領域は現時点から相当前の時点（現時点の５時間前）に再開通していれば回復した可能性があったが、既に梗塞巣となって時間が経過している領域を示している。すなわち、現時点以降に再開通すれば、脳内出血が生じやすいと予測される領域である。
【００５７】
図６の転帰予報マップＩＭＧ２から、図６の凡例Ｔ３の上から６段目の網掛けや一番下の網掛けが表示された領域を栄養していた血管を再開通させると脳内出血の可能性があり、危険であると判断することができる。従って、そのような領域がある場合は姑息療法を採用すべきであると判断することができる。さらに、血管を再開通させると脳内出血の可能性があると判断される領域が特定できていることから、そのような領域を避け、それ以外の領域を栄養している血管のみ血行を再開通させる治療法を採用することも可能な場合もある。
【００５８】
上述のような転帰予報マップによれば、病状の進行状況に応じて治療法を直感的に素早く、かつ柔軟に選択したり、変更したりすることができる。たとえば、転帰予報マップに「現在の時刻において再開通までに猶予時間１時間未満」の領域が存在しても、再開通処置の進行状況において、既にカテーテルを挿入している状態であれば即座に血栓溶解剤を放出して治療を行うことが可能であることから、梗塞巣が生じない可能性が高いと判断できる。
【００５９】
一方で、これからカテーテルを挿入する、あるいは静脈に血栓溶解剤を投与しようとしている状況であれば、「現在の時刻において再開通までに猶予時間１時間未満」の領域を回復させるにはすでに時期を失している可能性があると判断することができる。このような場合には、再開通治療を決行するか、あるいは再開通治療を断念して姑息療法を採用するかを即座に判断する必要がある。このため、直感的にわかりやすい転帰予報マップが有用である。
【００６０】
転帰予報マップ生成部３４が生成したマップを３次元的図像として表示してもよい。このためには各画素に色または透明度を割り当てる必要がある。たとえば、３次元的な脳の画像の一部を透明化して、所望の領域（たとえば、現在の時刻において猶予時間１時間未満の領域）以外を透明とすることで当該領域を３次元空間中の２次元曲面像として表示することもできる。このような表示により全脳を一覧性良く観察できるため、迅速な判断を要する脳梗塞の治療において有用である。
【００６１】
このように、本実施形態にかかる医用画像表示装置１００は転帰予報マップに表示された猶予時間と、治療の進行状況に応じて治療方針の決定を支援することが可能である。
【００６２】
（第２の実施形態）
以下、局所脳組織血流量（ｒＣＢＦ）と局所脳血管血流量（ｒＣＶＰ；regional Cerebral Vascular Perfusion）との差異から矛盾マップを生成する第２の実施形態について説明する。
【００６３】
（１）構成
図７は、第２の実施形態に係る医用画像処理装置１００の機能構成例を示す機能ブロック図である。図７に示すように、医用画像処理装置１００は、データ入力部２１、脳梗塞インデックス算出部３２、差異算出部３８、矛盾マップ生成部３９、カラー割り当て部３５、表示部４０を有する。
【００６４】
上記構成のうち脳梗塞インデックス算出部３２、差異算出部３８、矛盾マップ生成部３９、カラー割り当て部３５の各機能は記憶部２０に格納されたプログラムを主制御部３０が実行することによって実現される機能である。
【００６５】
なお、図２で説明した第１の実施形態と同一構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６６】
データ入力部２１は、第１の実施形態で説明した局所脳組織血流量（ｒＣＢＦ）にくわえて、被検者の脳血管における局所的な血流量である局所脳血管血流量（ｒＣＶＰ：regional Cerebral Vascular Perfusion）の分布画像と、被検者の脳血管における局所的な血液量である局所脳血管血液量（ｒＣＢＶ：regional Cerebral Vascular Blood Volume）の分布画像とが入力される。
【００６７】
差異算出部３８は、局所脳組織血流量（ｒＣＢＦ）と局所脳血管血流量（ｒＣＶＰ）との差異を算出する。差異算出部３８は差異を算出するに当たり、局所脳組織血流量分布画像と局所脳血管血流量分布画像との位置合わせを行い、対応する画素または領域のｒＣＢＦとｒＣＶＰとの差異を算出する。差異はｒＣＢＦからｒＣＶＰを減算した値を用いてもよいし、ｒＣＢＦとｒＣＶＰとの比で表してもよい。また、差異算出部３８は差異に局所脳血管血液量（ｒＣＢＶ）による影響を反映した差異を算出してもよい。
【００６８】
局所脳血管血液量（ｒＣＢＶ）は脳組織に含まれる毛細血管を通過する、ＢＢＢを通過できない造影剤の量に基づいて測定される。局所脳血管血液量（ｒＣＢＶ）は、脳組織１００ｍｌあたりの血液の量を示している（単位は、ml/100ml）。
【００６９】
局所脳血管血流量（ｒＣＶＰ）は、血液脳関門（ＢＢＢ：Blood Brain Barrier）を通過できない造影剤が、脳組織に含まれる毛細血管を通過する過程を測定することによって測定される。局所脳血管血流量（ｒＣＶＰ）の単位はｒＣＢＦと同じく、脳組織１００ｍｌあたりに含まれる毛細血管を１分間に流れる血液の量を示している（単位は、ml/min/100ml）が、測定している事象は異なる。ｒＣＶＰは正常な脳毛細血管においては造影剤がＢＢＢを通過できず、毛細血管内のみに分布するという原理を利用して、局所血流量を計算するものである。さらに、ｒＣＶＰは正常な脳組織が単一の動脈系だけから血液の供給を受けるという原理も仮定している。しかし、脳虚血の病態においては、これらの仮定が現実には満たされないことがある。たとえば、虚血になった脳組織において、毛細血管の内皮細胞が収縮もしくは膨満することによって、ＢＢＢが破たんし、正常ならば毛細血管中にしか分布しない造影剤が、毛細血管外へ漏れ出して貯留することがある。また、虚血になった脳組織へ、本来の栄養動脈以外の経路（側副血行路）からも血流が供給されることがある。これらの事象が生じるとｒＣＶＰはもはや正しい血流量を表していないことになる。一方、ＸｅＣＴ／ＣＢＦ検査で得られるｒＣＢＦは、上記の仮定に基づいていないので、正しい血流量を表している。したがって、上記の事象が生じるとｒＣＢＰとの間に矛盾が生じる。
【００７０】
このように、造影剤の性質の違いによって、脳組織内に移行した造影剤の挙動を観察した医用画像と、脳組織に移行しない（つまり毛細血管内の）造影剤の挙動を観察した医用画像とでは、異なる事象を観察している。したがって、ｒＣＢＦとｒＣＶＰは別の事象の測定結果である。たとえば、ｒＣＢＦは脳組織に拡散した造影剤を測定していることから、ＢＢＢや側副血行路の存在に影響されずに造影剤の局所的な脳組織における挙動を観察することができ、これは血流で運ばれる酸素の挙動とほとんど一致する。それに対して、ｒＣＶＰは血管内の造影剤を測定していることから、ＢＢＢや側副血行路の存在の影響を受ける。したがって、これらの値には測定している対象が異なることにより矛盾が生じることがある。
【００７１】
このような矛盾は、その矛盾が観察される部位について様々な情報を含んでいる。たとえば、ｒＣＢＦがｒＣＶＰより大きい場合、すなわち脳組織内の血流量は多いが、脳組織中の血管内の血流量が少ない場合、側副血行路が有効に機能して本来の血管以外からの血流が保たれている可能性がある。また、患者の症状として「寝起きは症状がひどいが、覚醒すると改善する」などの所見があれば、上述の情報と併せて血圧を高くすることにより側副血行路の血流を維持することによって梗塞巣の拡大を防ぐ治療を行うことができる。
【００７２】
また、ｒＣＢＦがｒＣＶＰより著しく大きく、かつｒＣＢＶが大きい場合、すなわち脳組織内の血流量は多いが、脳組織中の血管内の血流量は少なく血液量が多い場合は、正常ならＢＢＢを通過できない造影剤がＢＢＢの破たんにより脳組織内に漏出している可能性がある。これは、脳の毛細血管が本来の機能であるＢＢＢの能力を失っていることを示し、すなわち、回復が困難であることを暗示する。
【００７３】
なお、差異算出部３８、および第１の実施形態で説明した脳梗塞インデックスを用いて矛盾を特定してもよい。たとえば、第１の実施形態で説明したｒＣＢＦから算出した脳梗塞インデックスと、同様の方法でｒＣＶＰから算出した脳梗塞インデックス（すなわち、ｒＣＢＦの値の代わりにｒＣＶＰの値を用いて算出される脳梗塞インデックス）を比較してもよい。あるいは、この差異にさらにｒＣＢＶの値を加味したものとして算出してもよい。それぞれの値を算出すると、ｒＣＢＦから算出した脳梗塞インデックスが正の値となり、ｒＣＶＰから算出した脳梗塞インデックスが負の値となる場合がある。この矛盾は、それぞれの脳梗塞インデックスに基づいて生成された転帰予報マップなどの画像を並べることで表してもよいし、差異算出部３８により差異を算出することによって１つの画像で表してもよい。
【００７４】
矛盾マップ生成部３９は、算出された差異に基づいて矛盾マップを生成する。差異算出部３８で算出されたｒＣＢＦとｒＣＶＰの矛盾から生じた差異に基づいて、差異が観察される部位をマッピングした矛盾マップを生成する。矛盾マップの詳細については後述する。
【００７５】
（２）動作
以下、第２の実施形態である矛盾マップを生成する動作について説明する。
【００７６】
図８は、第２の実施形態に係る医用画像処理装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。
【００７７】
ＳＴ２０１では、データ入力部２１に被検者の局所脳組織血流量（ｒＣＢＦ）分布画像が入力される。
【００７８】
ＳＴ２０３では、データ入力部２１に被検者の局所脳血管血流量（ｒＣＶＰ）分布画像が入力される。
【００７９】
ＳＴ２０５では、データ入力部２１に局所脳血管血液量（ｒＣＢＶ）分布画像が入力される。
【００８０】
ＳＴ２０７では、差異算出部３８が局所脳組織血流量（ｒＣＢＦ）と局所脳血管血流量（ｒＣＶＰ）の差異を算出する。
【００８１】
差異算出部３８は、ｒＣＢＦからｒＣＶＰを差し引いた値を差異として算出してもよいし、ｒＣＢＦとｒＣＶＰの比を差異として算出してもよい。また、ｒＣＢＦとｒＣＶＰの差にｒＣＢＶを乗じた値を差異として算出してもよい。さらに、ｒＣＢＶの標準的な値をｒＣＢＶ０として下記の式（４）から差異ｄを算出してもよい。
たとえば差異ｄは、
0006513365.tif 000003
によって算出してもよい。
【００８２】
ＳＴ２０９では、矛盾マップ生成部３９が差異に基づいて矛盾マップを生成する。
【００８３】
ＳＴ２１１では、表示部４０が矛盾マップを表示する。
【００８４】
図９は、第２の実施形態に係る医用画像処理装置１００の矛盾マップの表示例を説明する図である。図９における矛盾マップは局所脳血管血流量分布画像と局所脳血管血流量分布画像との差異を示す画像である。
【００８５】
図９のウィンドウＷ３には矛盾マップＩＭＧ３の例が示されている。図９の凡例Ｔ４には差異算出部３８で算出された差異（ｄ）が正の場合、すなわち、ｒＣＢＦがｒＣＶＰより大きい場合を示している。凡例Ｔ４には差異（ｄ）について所定の値（α）を境界値とした２つの区分が示されている。凡例Ｔ４の上段の格子斜線は、所定の値（α）より差異が大きい領域を示しており、凡例Ｔ４の下段の網掛けは、差異が正の場合であって所定の値（α）より小さい領域を示している。このように区分に分けることでより詳細な情報を得ることができる。
【００８６】
図９の凡例Ｔ５は差異（ｄ）が負の場合、すなわち、ｒＣＢＦがｒＣＶＰより小さい場合を示している。凡例Ｔ５には差異（ｄ）について所定の値（β）を境界値とした２つの区分が示されている。凡例Ｔ５の上段の斜線は、差異が負の場合であって所定の値（β）より大きい領域を示しており、凡例Ｔ５の下段の網掛けは、所定の値（β）より小さい領域を示している。凡例Ｔ４と同様に、区分することでより詳細な情報を一覧性良く提示することができる。
【００８７】
矛盾マップＩＭＧ３の例には、右上の領域に凡例Ｔ４に例示された格子斜線と網掛けが示されている。この領域は差異が正となる領域を示しており、たとえば、側副血行路により実際は脳組織内の血流が保たれている可能性があるという情報を示している。また、矛盾マップＩＭＧ３の左下の領域に凡例Ｔ５に例示された斜線と網掛けが示されている。この領域は差異が負となる領域を示しており、たとえば、血管の奇形（ＡＶＭ：arteriovenous malformation）などにより脳組織に十分な酸素を供給できない可能性があるという情報を示している。
【００８８】
生成される矛盾マップは、第１の実施形態と同様にカラー割り当て部３５によりカラースケールで表示されてもよいし、３次元的に矛盾マップを生成してもよい。この場合、ｒＣＢＦに基づく脳梗塞インデックスおよびｒＣＶＰに基づく脳梗塞インデックスは時々刻々と変化するのであるから、矛盾マップもまたリアルタイムで更新され続けねばならない。
【００８９】
このように矛盾マップが示す情報から矛盾の観察された領域の病態に関して、より一層深い情報を得ることができる。また、矛盾マップから得られる脳組織内のより詳細な情報に基づいて治療の方針の決定や、患者のＱＯＬ（Quality Of Life）の向上につながる診断や病態の把握を支援することができる。
【００９０】
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同様に、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ものである。
【符号の説明】
【００９１】
１０  通信制御装置
２０  記憶部
３０  主制御部
４０  表示部
５０  入力部
２１  データ入力部
３２  脳梗塞インデックス算出部
３３  転帰予報部
３４  転帰予報マップ生成部
３５  カラー割り当て部
３８  差異算出部
３９  矛盾マップ生成部
１００  医用画像処理装置
２００  医用画像一元管理サーバ
３００  モダリティ装置
【図１】
0006513365.tif 000004
【図２】
0006513365.tif 000005
【図３】
0006513365.tif 000006
【図４】
0006513365.tif 000007
【図５】
0006513365.tif 000008
【図６】
0006513365.tif 000009
【図７】
0006513365.tif 000010
【図８】
0006513365.tif 000011
【図９】
0006513365.tif 000012