(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体にＸ線を曝射し、前記被検体を透過するＸ線により画像データを取得するＸ線ＣＴ装置において、
前記画像データより心臓の少なくとも１心拍分について取込まれる複数ボリュームの画像データより、左心室内腔の心筋壁上の複数の領域の各々について所定位置からの距離変化量を算出し、前記領域各々について前記距離変化量の周期的変化の位相のずれ量を求めるずれ量算出手段と、
前記位相のずれ量を表すパラメータマップ又は変化グラフを生成する表示画像生成手段と、
を具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記表示画像生成手段は、前記位相のずれ量を表すパラメータマップを前記画像データより得られる心臓の３次元画像上に重ね合わせ表示させる重合せ表示手段を有することを特徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記ずれ量算出手段は、前記画像データより、前記被検体として心臓の少なくとも１心拍分について複数ボリュームの画像データを取り込む第１の手段と、前記画像データより前記心臓の左心室内腔の動きの中心となる心軸を検出する第２の手段と、前記心軸から前記複数の領域の各々までの距離変化量に基づく周期関数を算出する第３の手段と、前記領域各々について算出された前記周期関数の位相のずれている前記心筋壁の領域を検出するとともに前記位相のずれ量を求める第４の手段とを有することを特徴とする請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記左心室内腔の心筋壁は、前記複数の領域に分割され、
前記複数の領域の各々は、前記複数のボリュームについて対応づけされることを特徴とする請求項３記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記周期関数から正及び負の少なくとも一方のピークを検出し、前記検出されたピークの時間を前記複数の領域のそれぞれの値として設定し、前記設定された値について有意差があるものを位相のずれとして検出することを特徴とする請求項３又は４記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記有意差の判断には、（心拍数×（１／２０）ｍｓｅｃ）の相対的な値又は前記心筋壁の各領域全体から統計的に求められる統計的標準偏差値がしきい値として用いることを特徴とする請求項５記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
Ｘ線ＣＴ装置により収集された医用画像に基づいて画像を表示する医用画像処理装置において、
心臓の少なくとも１心拍分について取込まれる複数ボリュームの画像データより、左心室内腔の心筋壁上の複数の領域の各々について所定位置からの距離変化量を算出し、前記領域各々について前記距離変化量の周期的変化の位相のずれ量を求めるずれ量算出手段と、
前記位相のずれ量を表すパラメータマップ又は変化グラフを生成する表示画像生成手段と、を具備した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】
本発明は、心臓の動きの同期状態の評価を行う心臓再同期療法実行機能を有するＸ線ＣＴ装置及び医用画像処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
心臓の電気伝導系に異常があり電気信号の伝わりが悪いと左心室の動きに遅れや全く動かない部分が発生することがある。このような場合、左心室の異常部分に電気的刺激を与えて動きを活性化する方法として心臓再同期療法（特許文献１）が知られている。
【０００３】
ところで、これまでの心臓再同期療法では、左心室内壁（心臓内膜）の動きの同期状態を評価する手段として超音波診断装置が用いられている。この方法は、患者の心臓部分に対し超音波を送受波し、目的とする部分の画像を生成してモニター上に表示するようにしている。
【特許文献１】特表２００７−５００５５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、これまで用いられた超音波診断装置では、患者の外から超音波を送受波するため、観察視野が狭く同期状態を評価できる範囲が限られてしまい、また、超音波を送受波する超音波探触子の取付け位置から得られる心臓部分の解剖学的情報が不足するため、安定して精度の高い同期状態の評価を下すのが難しい。さらに、超音波診断装置の操作者の熟練度などによって目的とする部分が見えないことがあり、観察結果に再現性がなく利用しづらいという問題もある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、心臓の動きの同期状態の評価を安定して行うことができる心臓再同期療法実行機能を有するＸ線ＣＴ装置及び医用画像処理装置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】
【０００６】
本発明にかかるＸ線ＣＴ装置は、被検体にＸ線を曝射し、前記被検体を透過するＸ線により画像データを取得するＸ線ＣＴ装置において、前記画像データより心臓の少なくとも１心拍分について取込まれる複数ボリュームの画像データより、左心室内腔の心筋壁上の複数の領域の各々について所定位置からの距離変化量を算出し、前記領域各々について前記距離変化量の周期的変化の位相のずれ量を求めるずれ量算出手段と、前記位相のずれ量を表すパラメータマップ又は変化グラフを生成する表示画像生成手段と、を具備したことを特徴としている。
【０００７】
また、本発明にかかる医療用画像処理装置は、Ｘ線ＣＴ装置により収集された医用画像に基づいて画像を表示する医用画像処理装置において、心臓の少なくとも１心拍分について取込まれる複数ボリュームの画像データより、左心室内腔の心筋壁上の複数の領域の各々について所定位置からの距離変化量を算出し、前記領域各々について前記距離変化量の周期的変化の位相のずれ量を求めるずれ量算出手段と、前記位相のずれ量を表すパラメータマップ又は変化グラフを生成する表示画像生成手段と、を具備したことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、心臓の動きの同期状態の評価を安定して行うことができる心臓再同期療法実行機能を有するＸ線ＣＴ装置及び医用画像処理装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
【００１０】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかるＸ線ＣＴ装置の概略構成を示している。
【００１１】
この場合、Ｘ線ＣＴ装置は、架台装置１０、寝台装置２０、及びコンソール部３０を備えている。架台装置１０は、回転架台(ガントリ)１１を有し、この回転架台１１を挟んでＸ線源１２とＸ線検出器１３が対向して配置されている。また、架台装置１０には、高電圧発生部１４、架台駆動部１５、絞り駆動部１６及びデータ収集部(ＤＡＳ)１７が設けられている。
【００１２】
回転架台１１は、Ｘ線源１２とＸ線検出器１３とを保持するもので、架台駆動部１５によりＸ線源１２とＸ線検出器１３を結ぶ直線の中間点に位置する回転軸を中心にして回転される。架台駆動部１５は、後述する制御部３１により出力された架台制御信号に基づいて回転架台１１を回転させる。
【００１３】
高電圧発生部１４は、制御部３１からの制御信号に基づいて、撮影条件に従った高電圧をＸ線源１２に供給する。この場合、Ｘ線源１２は、高電圧発生部１４から供給された高電圧によって、ファン状やコーン状などのＸ線ビームを曝射する。絞り駆動部１６は、撮影条件に従ってＸ線遮蔽板を移動させ、Ｘ線のスライス方向の曝射範囲を調整する。
【００１４】
Ｘ線検出器１３は、Ｘ線源１２から曝射され、被検体Ｐを透過したＸ線ビームを検出し、検出信号を出力する。ここで、Ｘ線ＣＴ装置が、例えばシングルスライスＣＴ装置の場合、Ｘ線検出器１３は、ファン状又は直線状に、例えば１０００チャンネルのＸ線検出素子を１列に並べて構成されている。また、これらＸ線検出素子は、複数のチャンネル、例えば２４チャンネル毎に一纏めしたユニットに構成され、これらユニットが複数配列されている。
【００１５】
一方、寝台装置２０は、被検体Ｐが載置される寝台天板２１を有している。寝台天板２１は、寝台駆動部２３を有する寝台基台２２により支持されている。
【００１６】
寝台駆動部２３は、制御部３１から出力された寝台移動制御信号に基づいて、回転架台１１の1回転当たりの寝台天板２１の移動量を演算し、スキャン時に、演算された移動量で寝台天板２１を移動させる。この場合、寝台天板２１は、被検体Ｐを載せた状態で、寝台駆動部２３により上下方向に移動されるとともに、被検体Ｐの体軸方向に移動可能となっている。
【００１７】
コンソール部３０は、制御部３１を有している。制御部３１には、上述した高電圧発生部１４、架台駆動部１５、絞り駆動部１６、データ収集部１７及び寝台駆動部２３が接続されている。また、コンソール部３０は、制御部３１の他に、コンソールＩ／Ｆ(インターフェース)ユニット３２、再構成処理部３３、画像記憶部３４、画像処理部３５、表示装置３６及び入力部３７を有している。
【００１８】
制御部３１は、装置全体を制御する。この場合、制御部３１は、高電圧発生部１４に対して、Ｘ線ビーム発生を制御するＸ線ビーム発生制御信号を出力し、また、架台駆動部１５に対して、診断開始の指示、及び回転架台１１の駆動を制御する架台制御信号を出力する。さらに、制御部３１は、データ収集部１７に対して、データの収集駆動を制御するデータ収集制御信号を出力し、絞り駆動部１６に対して、Ｘ線ビームの絞りを制御する絞り制御信号を出力する。そして、寝台駆動部２３に対して、診断開始の指示、及び寝台移動を制御する寝台移動制御信号を出力する。
【００１９】
コンソールＩ／Ｆユニット３２は、架台装置１０でＸ線検出器１３の検出信号を収集したデータ収集部１７からの送信データを受信する。再構成処理部３３は、コンソールＩ／Ｆユニット３２を介して入力されるデータ収集部１７の収集データに基づいて被検体Ｐに対する画像を再構成し画像データを出力する。画像記憶部３４は、再構成処理部３３で再構成された断層画像データを一時的に記憶する。画像処理部３５は、画像記憶部３４に記憶されたデータからＣＴ画像データを生成し、表示装置３６に表示させる。また、画像処理部３５は、心臓の動きの同期状態の評価を行うための心臓再同期療法実行機能を有している。画像処理部３５での心臓再同期療法実行機能についての詳細は後述する。入力部３７は、各種撮影条件の設定や心臓再同期療法の開始指示などを入力する。
【００２０】
画像処理部３５は、心臓再同期療法実行機能として図２に示すようにずれ量算出手段３５１と、表示画像生成手段を構成するパラメータマップ生成手段３５２及び重合わせ表示手段３５３を有している。ずれ量算出手段３５１は、画像記憶部３４の画像データに基づいて心臓の左心室内腔の所定位置、例えば心筋の動きの中心軸（心軸）から心筋壁の各領域（位置）までの距離の時間方向（心拍位相方向）における変化量を求め、この距離変化量の周期的変化、つまり距離変化量を周期関数化して周期的変化を求め、周期がずれている非同期領域を検出するとともに、そのずれ量を算出する。パラメータマップ生成手段３５２は、非周期領域検出手段３５１で検出される非周期領域での周期のずれ量を表す例えば２次元（又は３次元）のパラメータマップを生成する。重合わせ表示手段３５３は、パラメータマップ生成手段３５２で生成されるパラメータマップを、ＣＴ画像データより得られる心臓の３次元画像上に重ね合わせ表示装置３６に表示させる。
【００２１】
次に、このように構成された実施の形態の作用を説明する。
【００２２】
まず、入力部３７により心臓検査のための各種の撮影条件を設定する。この状態から制御部３１より高電圧発生部１４にＸ線ビーム発生制御信号が出力されると、Ｘ線源１２よりＸ線が曝射される。Ｘ線ビームは、被検体Ｐを透過し、Ｘ線検出器１３で検出される。Ｘ線検出器１３は、Ｘ線ビームを検出すると、検出信号を出力する。この検出信号は、データ収集部１７で収集され、コンソール部３０のコンソールＩ／Ｆユニット３２を介して再構成処理部３３に入力される。再構成処理部３３は、データ収集部１７からの収集データに基づいて被検体Ｐに対する画像（ここでは心臓のＣＴ画像）を再構成し、画像記憶部３４に記憶させる。
【００２３】
この状態で、入力部３７より心臓再同期療法の開始指示を入力すると、図３に示すフローチャートが実行される。
【００２４】
まず、ステップ３０１で、画像記憶部３４に記憶された心臓のＣＴ画像データを画像処理部３５のずれ量算出手段３５１に取込む（第１の手段）。この場合、ＣＴ画像データは、少なくとも１心拍分について複数ボリューム（例えば２０ボリューム以上）を取込む。次に、ステップ３０２で、ＣＴ画像データを表示装置３６に表示させ、図４（ａ）に示す左心室内腔４１を検出する。そして、ステップ３０３に進み、左心室内腔４１における心筋の動きの中心である心軸４２を検出する（第２の手段）。また、ステップ３０４で、心軸４２からの距離の測定基準となる心筋壁として心筋内壁４３を検出する。この場合、心筋壁は、心筋内壁４３でなく左心室内腔４１の外壁、或いは内壁と外壁の中間位置であってもよい。
【００２５】
次に、ステップ３０５に進み、１心拍分の各ボリュームについて左心室心筋の正規化を行う。この場合、ステップ３０４で検出した心筋内壁４３を複数の領域に分割し、それぞれの領域を全てのボリュームについて対応づけする。そして、ステップ３０６で、全てのボリュームについて対応づけられた（正規化された）心筋内壁４３の各領域（左心室心筋各位置）における心軸４２からの距離を計算する。
【００２６】
次に、ステップ３０７に進む。ステップ３０７では、正規化された心筋内壁４３の各領域について、１心拍分の心軸４２からの距離変化量をカーブとしてプロットし、例えば、図４（ｂ）に示す距離の変化グラフを作成する。この場合、図４（ｂ）では、変化グラフａ１が心筋内壁４３の領域ｂ１に対応し、変化グラフａ２が心筋内壁４３の領域ｂ２に対応しており、同様にして変化グラフａｎが心筋内壁４３の領域ｂｎに対応している。なお、上述では、１心拍分であるが、複数心拍分ある場合は、各心拍ごとのプロット結果を平均化又は近似化して変化グラフを作成する。
【００２７】
次に、ステップ３０８で、心軸４２からの距離変化量のカーブ（変化グラフ）をフーリエ変換などにより周期関数化する（第３の手段）。そして、ステップ３０９で、変化量周期関数から正（又は負）のピークを検出する。この場合、正及び負のピークを検出するようにしても良い。
【００２８】
次に、ステップ３１０に進む。ステップ３１０では、ステップ３０９で検出された正（又は負）のピークの時間を、心筋内壁４３の各領域のそれぞれの値として設定し、これらの各領域に設定された値について有意差があるものをずれとして検出する。この場合、有意差の判断には、例えば、超音波診断などで心筋の異常の判断基準として用いられている（心拍数×（１／２０）ｍｓｅｃ）などの相対的な値や、心筋内壁４３の各領域全体から統計的に求められる統計的標準偏差値がしきい値として用いられる。
【００２９】
ここで、後者の統計的標準偏差値を採用した場合、心筋内壁４３の各領域で最も多数となる周期を、例えば統計的標準偏差値「１００」とし、その値（周期）に対してずれがある領域を「同期していない（非同期）」領域と判断して、このときの位相（周期）のずれ量を数値化する（第４の手段）。
【００３０】
次に、ステップ３１１に進む。ステップ３１１では、パラメータマップ生成手段３５２において、ステップ３１０で数値化された位相（周期）のずれ量から２次元（又は３次元）のパラメータマップを生成する。この場合、位相（周期）のずれ量に相当する数値を、例えばカラーの階調と対応させ、このカラー表示により心筋内壁４３の非周期領域での位相（周期）のずれの程度を表すようにしている。なお、位相（周期）のずれ量は、色分けにより表示することもできる。
【００３１】
そして、ステップ３１２に進む。ステップ３１２では、重合わせ表示手段３５３により、図５に示すようにパラメータマップ生成手段３５２で生成された２次元（又は３次元）のパラメータマップ５１をＣＴ画像データより得られる心臓の３次元画像５２上に重ね合わせ、表示装置３６に表示させる。この場合、心臓の３次元画像５２は、画像記憶部３４に記憶されたデータから生成される１ボリューム分の心臓ＣＴ画像データが用いられる。この場合、心臓の３次元画像５２は、冠状動脈５３、冠状静脈５４が表示されているものが望ましい。
【００３２】
したがって、このようにすれば、被検体にＸ線を曝射し、前記被検体を透過するＸ線により画像データを取得するＸ線診断装置であって、取得された画像データより心臓の少なくとも１心拍分について複数ボリュームの画像データを取り込み、この画像データより心臓の左心室内腔の動きの中心となる心軸を検出するとともに、心軸から左心室内腔の心筋壁の異なる各領域位置までの距離変化量を周期関数化し、この周期関数に基づいて周期のずれている心筋壁の領域を検出するとともに、そのずれ量を求めるようにした。これにより、左心室内腔の心筋壁のうちで周期のずれている領域を正確に知ることができるので、この結果から精度の高い同期状態の評価を安定して行うことができる。
【００３３】
また、周期のずれ量を表す２次元又は３次元のパラメータマップ５１を生成し、このパラメータマップをＣＴ画像データより得られる心臓の３次元画像５２上に重ね合わせて表示するようにした。これにより、心臓の動きの同期性を可視化して表示できるので、パラメータマップ５１を冠状動脈５３や冠状静脈５４などが表示される心臓の３次元画像５２に重ね合わせることで、解剖情報と同期評価情報を同時に観察することができるようになり、治療施行の際に異常部分に電気的刺激を与えるための電極の設置位置のガイドとして利用できるなど、治療計画に役立てることができる。
【００３４】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。例えば、上述した実施の形態では、周期のずれ量をパラメータマップで表示するようにしたが、変化グラフにより表すようにしても良い。
【００３５】
さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかるＸ線診断装置の概略構成を示す図。
【図２】第１の実施の形態に適用される画像処理部の概略構成を示す図。
【図３】第１の実施の形態の作用を説明するためのフローチャート。
【図４】第１の実施の形態の心軸からの距離変化量を示す変化グラフを説明する図。
【図５】第１の実施の形態の心臓の３次元画像にパラメータマップを重ね合わせした状態を示す図。
【符号の説明】
【００３７】
Ｐ…被検体、１０…架台装置
１１…回転架台、１２…Ｘ線源
１３…Ｘ線検出器、１４…高電圧発生部
１５…架台駆動部、１６…絞り駆動部
１７…データ収集部、２０…寝台装置
２１…寝台天板、２２…寝台基台
２３…寝台駆動部、３０…コンソール部
３１…制御部、３２…コンソールＩ／Ｆユニット
３３…再構成処理部、３４…画像記憶部
３５…画像処理部、３５１…ずれ量算出手段
３５２…パラメータマップ生成手段
３５３…重合わせ表示手段、３６…表示装置
３７…入力部、４１…左心室内腔
４２…心軸、４３…心筋内壁
５１…パラメータマップ、５２…３次元画像
【図１】
0005159299.tif 000002
【図２】
0005159299.tif 000003
【図３】
0005159299.tif 000004
【図４】
0005159299.tif 000005
【図５】
0005159299.tif 000006