(57)【要約】【課題】超音波診断装置で生成された心臓の超音波断層像と、Ｘ線ＣＴ装置又はＭＲＩなどで生成された心臓及び冠動脈の３次元画像とを基に、壁運動の異常部位と血管の狭窄部との関連性を表す画像を表示する医療画像処理装置を提供する。【解決手段】心臓の壁運動の異常部位の座標情報を求める異常部位抽出部１０１と、冠動脈の座標情報を求める冠動脈抽出部１０２と、異常部位の座標情報と冠動脈の座標情報とを同一の３次元座標に表わすマッピング部１０３と、冠動脈の各点から異常部位までの距離を求める距離算出部１０５と、冠動脈の各点における断面積を算出する血管断面積算出部１０６と、冠動脈と、冠動脈の各点における異常部位までの距離と、冠動脈の各点における断面積とを対応させたグラフを生成する画像生成部１０７とを備える。【選択図】図１
2009160235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波診断装置で生成された超音波断層像を基に、被検体の心臓の内膜側の壁運動の異常部位の前記超音波断層像上における３次元座標上の座標情報を求める異常部位抽出手段と、
超音波診断装置以外の他の医用画像診断装置で生成された前記心臓の３次元画像を基に冠動脈の前記３次元画像上における３次元座標上の座標情報を求める冠動脈抽出手段と、
前記異常部位の３次元座標上の座標情報と前記冠動脈の３次元座標上の座標情報とを同一の３次元座標に表わすマッピング手段と、
前記冠動脈の各点における前記異常部位までの距離を求める距離算出手段と、
前記冠動脈の各点における前記冠動脈の断面積を算出する断面積算出手段と、
前記抽出された前記冠動脈と、前記冠動脈の各点における前記異常部位までの距離と、前記冠動脈の各点における前記断面積とを対応させたグラフを生成する画像生成手段と、
前記生成されたグラフを表示手段に表示させる表示制御手段と、
を備えることを特徴とする医用画像処理装置。
【請求項２】
前記冠動脈の中心線を抽出する中心線抽出手段をさらに備え、
前記距離算出手段は、前記冠動脈の中心線上の各点における前記異常部位までの距離を求め、
前記断面積算出手段は、前記冠動脈の中心線上の各点における前記冠動脈の断面積を算出する、
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】
前記距離算出手段は、前記冠動脈の各点における前記異常部位までの最短距離を前記異常部位までの距離とすることを特徴とする、請求項１又は２に記載の医用画像処理装置。
【請求項４】
前記距離算出手段は、前記異常部位の重心を算出し、前記冠動脈上の中心線上の点から前記異常部位の重心までの距離を前記異常部位までの距離とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の医用画像処理装置。
【請求項５】
前記距離算出手段は、前記異常部位が複数ある場合、それらの各異常部位のうちの最も近い重心までの距離を前記異常部位までの距離と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】
前記冠動脈抽出手段は、複数の冠動脈を抽出し、
前記表示制御手段は、前記複数の冠動脈の断面積と異常部位までの距離を対応させたグラフを並べて表示することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の医用画像処理装置。
【請求項７】
前記３次元画像における前記冠動脈の断面積の変化量が大きい場所を狭窄部位として抽出する狭窄部位抽出手段をさらに備え、
前記画像生成手段は、前記冠動脈のうち前記狭窄部位を含む所定範囲を拡大して表示する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載に医用画像処理装置。
【請求項８】
前記画像生成手段は、前記冠動脈の長さ方向の位置と前記異常部位までの距離とを座標系とする前記異常部位までの距離の距離グラフ、及び前記冠動脈の長さ方向の位置と前記冠動脈の断面積とを座標系とする冠動脈の断面積の断面積グラフを生成し、前記距離グラフと前記断面積グラフとを前記冠動脈の長さ方向の位置を基に対応させて１つの画面に表示したグラフを生成することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一つに記載の医用画像処理装置。
【請求項９】
前記画像生成手段は、前記心臓の前記冠動脈を含む所定距離の断層像を生成し、前記長さ方向の位置を基に対応させて、前記グラフを前記断層像に重ね合わせた画像を生成することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一つに記載の医用画像処理装置。
【請求項１０】
超音波診断装置で生成された超音波断層像を基に、被検体の心臓の内膜側の壁運動の異常部位の前記超音波断層像上における３次元座標上の座標情報を求める異常部位抽出手段と、
超音波診断装置以外の他の医用画像診断装置で生成された前記心臓の３次元画像を基に冠動脈の前記３次元画像上における３次元座標上の座標情報を求める冠動脈抽出手段と、
前記異常部位の３次元座標上の座標情報と前記冠動脈の３次元座標上の座標情報とを同一の３次元座標に表わすマッピング手段と、
前記冠動脈の各点における前記異常部位までの距離を求める距離算出手段と、
前記心臓の前記冠動脈を含む所定距離の断層像を生成し、前記異常部位までの距離を基に前記冠動脈の長さ方向の位置に対応させて前記断層像の前記冠動脈を配色した画像を生成する前記画像生成手段と、
前記生成された画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、
を備えることを特徴とする医用画像処理装置。
【請求項１１】
超音波診断装置で生成された超音波断層像を受けて、被検体の心臓の内膜側の壁運動の異常部位の前記超音波断層像上における３次元座標上の座標情報を求める異常部位抽出手段と、
前記心臓を撮像して得たデータを基に前記心臓の外観図の３次元画像を生成する３次元画像生成手段と、
前記３次元画像を基に冠動脈の前記３次元画像上における３次元座標上の座標情報を求める冠動脈抽出手段と、
前記異常部位の３次元座標上の座標情報と前記冠動脈の３次元座標上の座標情報とを同一の３次元座標に表わすマッピング手段と、
前記冠動脈の各点における前記異常部位までの距離を求める距離算出手段と、
前記冠動脈の各点における前記冠動脈の断面積を算出する断面積算出手段と、
前記抽出された前記冠動脈と、前記冠動脈の各点における前記異常部位までの距離と、前記冠動脈の各点における前記断面積とを対応させたグラフを生成する画像生成手段と、
前記生成されたグラフを表示手段に表示させる表示制御手段と、
を備えることを特徴とする医用画像診断装置。
【請求項１２】
被検体にＸ線を照射し、該被検体の心臓の外観図の３次元画像を生成する３次元画像生成手段と、
前記３次元画像を基に冠動脈の前記３次元画像上における３次元座標上の座標情報を求める冠動脈抽出手段と、
超音波診断装置で生成された超音波断層像を基に、被検体の心臓の内膜側の壁運動の異常部位の前記超音波断層像上における３次元座標上の座標情報を求める異常部位抽出手段と、
前記異常部位の３次元座標上の座標情報と前記冠動脈の３次元座標上の座標情報とを同一の３次元座標に表わすマッピング手段と、
前記冠動脈の各点における前記異常部位までの距離を求める距離算出手段と、
前記冠動脈の各点における前記冠動脈の断面積を算出する断面積算出手段と、
前記抽出された前記冠動脈と、前記冠動脈の各点における前記異常部位までの距離と、前記冠動脈の各点における前記断面積とを対応させたグラフを生成する画像生成手段と、
前記生成されたグラフを表示手段に表示させる表示制御手段と、
を備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心臓の心筋内膜側の壁運動と冠動脈の関連を表示する医用画像処理装置及び医用画像診断装置に関する。さらに詳しくは、壁運動を基に狭窄率の高い血管部位を抽出する医用画像処理装置、およびそれを用いた医用画像診断装置、特にＸ線ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
心臓の心筋内膜側の壁運動（以下では、単に「壁運動」という。）の異常部位の診断に関しては、超音波診断装置を使用して患者に負荷をかけていない状態の超音波画像、及び患者に負荷をかけた状態の超音波画像を収集している。そして、この超音波画像を基に壁運動の動作を観察し、心臓の異常部位を抽出することが行われている。
【０００３】
また、冠動脈の狭窄部位の診断に関しては、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置により血管の断面図などの画像を収集し、狭窄率解析アルゴリズムを用いて診断を行っている。例えば特許文献１には、ＣＴ画像やＭＲＩ画像に基づいて冠動脈を抽出する発明が開示されている。この発明では、心臓画像の輝度や色を解析することにより、冠動脈の画像領域を抽出する。そして、抽出した冠動脈の分岐点や先端部などの特徴点を抽出し、その特徴点の時相毎の動きを追うことで、心臓の異常な動きを検出している。
【０００４】
従来、前述の特許文献１のように、冠動脈の時相毎の位置を抽出するとともに、Ｘ線ＣＴ装置で生成された冠動脈の画像を、同じＸ線ＣＴ装置で生成された心臓の画像にマッピングすることにより、心臓の動作の異常を把握することが行われていた。また、超音波診断装置などの医用診断装置で生成された心臓の超音波断層像を用いて、時相毎の心臓の内膜側の特定組織の変位や歪みを求め、その求めた変位や歪みの値を基準となる値と比較することで壁運動の異常を求める技術が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２３７５５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術では、冠動脈の状態から心臓の異常を検出することができるが、冠動脈の狭窄部位と心臓の壁運動の異常との関係、特に心臓の内膜側の壁運動の異常との関係は表わすことが困難である。また、心臓の内膜側の特定組織の変位や歪みを基に、心臓の壁運動の異常を求める方法では、心臓の断層像に基づいて心臓の壁運動の異常部位を把握するだけであり、その異常部位と冠動脈の狭窄部位との関係を表わすことは困難である。
【０００７】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、超音波診断装置で生成された心臓の超音波断層像と、Ｘ線ＣＴ装置又はＭＲＩなどで生成された心臓及び冠動脈の３次元画像とを基に、心臓の内膜側の壁運動の異常部位と冠動脈の狭窄部位との関連性を表す画像を表示する医用画像処理装置、医用画像診断装置、及びＸ線ＣＴ装置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に記載の医用画像処理装置は、超音波診断装置で生成された超音波断層像を基に、被検体の心臓の内膜側の壁運動の異常部位の前記超音波断層像上における３次元座標上の座標情報を求める異常部位抽出手段と、超音波診断装置以外の他の医用画像診断装置で生成された前記心臓の３次元画像を基に冠動脈の前記３次元画像上における３次元座標上の座標情報を求める冠動脈抽出手段と、前記異常部位の３次元座標上の座標情報と前記冠動脈の３次元座標上の座標情報とを同一の３次元座標に表わすマッピング手段と、前記冠動脈の各点における前記異常部位までの距離を求める距離算出手段と、前記冠動脈の各点における前記冠動脈の断面積を算出する断面積算出手段と、前記抽出された前記冠動脈と、前記冠動脈の各点における前記異常部位までの距離と、前記冠動脈の各点における前記断面積とを対応させたグラフを生成する画像生成手段と、前記生成されたグラフを表示手段に表示させる表示制御手段と、を備えることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項１０に記載の医用画像処理装置は、超音波診断装置で生成された超音波断層像を基に、被検体の心臓の内膜側の壁運動の異常部位の前記超音波断層像上における３次元座標上の座標情報を求める異常部位抽出手段と、超音波診断装置以外の他の医用画像診断装置で生成された前記心臓の３次元画像を基に冠動脈の前記３次元画像上における３次元座標上の座標情報を求める冠動脈抽出手段と、前記異常部位の３次元座標上の座標情報と前記冠動脈の３次元座標上の座標情報とを同一の３次元座標に表わすマッピング手段と、前記冠動脈の各点における前記異常部位までの距離を求める距離算出手段と、前記心臓の前記冠動脈を含む所定距離の断層像を生成し、前記異常部位までの距離を基に前記冠動脈の長さ方向の位置に対応させて前記断層像の前記冠動脈を配色した画像を生成する前記画像生成手段と、前記生成された画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項１１に記載の医用画像診断装置は、超音波診断装置で生成された超音波断層像を受けて、被検体の心臓の内膜側の壁運動の異常部位の前記超音波断層像上における３次元座標上の座標情報を求める異常部位抽出手段と、前記心臓を撮像して得たデータを基に前記心臓の外観図の３次元画像を生成する３次元画像生成手段と、前記３次元画像を基に冠動脈の前記３次元画像上における３次元座標上の座標情報を求める冠動脈抽出手段と、前記異常部位の３次元座標上の座標情報と前記冠動脈の３次元座標上の座標情報とを同一の３次元座標に表わすマッピング手段と、前記冠動脈の各点における前記異常部位までの距離を求める距離算出手段と、前記冠動脈の各点における前記冠動脈の断面積を算出する断面積算出手段と、前記抽出された前記冠動脈と、前記冠動脈の各点における前記異常部位までの距離と、前記冠動脈の各点における前記断面積とを対応させたグラフを生成する画像生成手段と、前記生成されたグラフを表示手段に表示させる表示制御手段と、を備えることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項１２に記載のＸ線ＣＴ装置は、被検体にＸ線を照射し、該被検体の心臓の外観図の３次元画像を生成する３次元画像生成手段と、前記３次元画像を基に冠動脈の前記３次元画像上における３次元座標上の座標情報を求める冠動脈抽出手段と、超音波診断装置で生成された超音波断層像を基に、被検体の心臓の内膜側の壁運動の異常部位の前記超音波断層像上における３次元座標上の座標情報を求める異常部位抽出手段と、前記異常部位の３次元座標上の座標情報と前記冠動脈の３次元座標上の座標情報とを同一の３次元座標に表わすマッピング手段と、前記冠動脈の各点における前記異常部位までの距離を求める距離算出手段と、前記冠動脈の各点における前記冠動脈の断面積を算出する断面積算出手段と、前記抽出された前記冠動脈と、前記冠動脈の各点における前記異常部位までの距離と、前記冠動脈の各点における前記断面積とを対応させたグラフを生成する画像生成手段と、前記生成されたグラフを表示手段に表示させる表示制御手段と、を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の医用画像処理装置、請求項１１に記載の医用画像診断装置、及び請求項１２に記載のＸ線ＣＴ装置によると、冠動脈の断面積と、その冠動脈から異常部位までの距離とを対応させて（例えば、並べて）表示することができる。これにより、操作者は異常部位までの距離の変化が大きい冠動脈の狭窄部位を把握することができる。冠動脈の狭窄部位付近で異常部位との距離が大きく変化する場合には、該冠動脈の狭窄部位が心臓の壁運動の異常を発生させている可能性が高いと推定できる。そのため、操作者は、心臓の壁運動の異常を発生させている可能性が高いと推定される冠動脈を抽出することが可能となり、どの冠動脈にカテーテルを挿入して冠動脈の異常を調べるべきかの優先順位をつけることが可能となる。
【００１３】
また、請求項１０に記載の医用画像処理装置によると、冠動脈の画像に異常部位までの距離に基づいて配色した画像を表示することができる。これにより、操作者は実際の冠動脈上のどの部分に壁運動の異常へ大きな影響を与えている狭窄部位があるかを直感的に把握することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
〔第１の実施形態〕
以下、この発明の第１の実施形態に係る医用画像処理装置について説明する。図１は本実施形態に係る医用画像処理装置１００の機能を表すブロック図である。本実施形態における医用画像処理装置１００は、外部の超音波診断装置００１及びＸ線ＣＴ装置００２と接続されている。この接続はネットワーク経由でもよいし、情報通信を行うケーブルで直接接続されていてもよい。
【００１５】
超音波診断装置００１は、被検体の心臓に向けて超音波を送信し、該心臓で反射した超音波エコーを受信し、その超音波エコーを基に心臓の超音波断層像を生成する。そして、超音波診断装置００１は、生成した超音波断層像を医用画像処理装置１００の異常部位抽出部１０１へ出力する。さらに、本実施形態に係る超音波診断装置００１は、一定間隔で被検体の心臓を超音波で走査することで、心臓を表す断層像データを心時相毎に取得する。すなわち超音波診断装置００１は、心臓の動画像データを取得する。例えば１周期以上に亘って被検体の心臓を超音波で走査することで、１周期以上に亘る複数の断層像データ（心臓の動画像データ）を取得する。また、ＥＣＧ信号が取得されている場合、各断層像データにその断層像データが生成されたタイミングで受け付けた心時相を対応付けて異常部位抽出部１０１へ出力する。これにより、複数の断層像データのそれぞれに、断層像データが生成された心時相が対応付けられて送られる。
【００１６】
Ｘ線ＣＴ装置００２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心臓に向けてＸ線を照射し、該心臓を通過したＸ線を感出する。そして、Ｘ線ＣＴ装置００２は、検出したＸ線を元に該心臓の３次元画像であるＸ線ＣＴ画像を生成する。そして、Ｘ線ＣＴ装置は、生成したＸ線ＣＴ画像を医用画像処理装置１００の冠動脈抽出部１０２へ出力する。Ｘ線ＣＴ装置００２は、心臓のＸ線ＣＴ画像を所定の撮影間隔（フレームレート）で複数撮影することにより、心臓の３次元画像を心時相毎に取得する。すなわちＸ線ＣＴ装置００２は、心臓の動画像データを取得する。また、ＥＣＧ信号が取得されている場合、Ｘ線ＣＴ画像にその断層像データが生成されたタイミングで受け付けた心時相を対応付けて冠動脈抽出部１０２に出力する。
【００１７】
図２は超音波断層像からの異常部位の抽出を模式的に表した図である。異常部位抽出部１０１は、超音波診断装置００１から入力された動画像を形成する複数の図２に示す超音波断層像２０１について心臓壁の各位置の動きを追跡するなどして、心臓の壁運動の状態（変位量、変位方向、変位速度等）を取得する。そして、グラフ２０２に示すように、異常部位抽出部１０１は、心臓の壁運動の状態を基に心臓の壁運動の異常を起こしている異常部位２０３を求め、異常部位２０３の３次元空間における座標情報を求める。ここで、グラフ２０２における点線で表されている球体は心臓２０４を模式的に表したものである。そして、グラフ２０２では、異常部位２０３の座標情報のみが求められており、心臓２０４の座標は特に求めていない状態で、単に全体的な位置の把握のために記載したものであるので心臓２０４を点線で表している。このような異常部位２０３の抽出は、従来の任意の手法を適用して行うことができる。この従来の心臓の異常部位２０３を抽出する方法の一例の概要を説明する。この異常部位抽出部１０１が本発明における「異常部位抽出手段」にあたる。
【００１８】
異常部位抽出部１０１は、超音波断層像２０１を基に、心臓を表す断層像上にて指定された輪郭を初期輪郭として設定し、取得された心時相が異なる２つの断層像間のパターンマッチングによって、各心時相における輪郭を構成する各点の位置を求める。この輪郭指定は、モニタに表示された拡張末期や縮小末期などの心臓の断層像の内膜の輪郭を指定する。同様に、操作者は心臓の断層像における外膜の輪郭を指定する。この内膜と外膜が指定された断層像における内膜と外膜の輪郭が初期輪郭と設定される。そして、操作者によって、所定の心時相の内膜及び外膜の２次元的な輪郭が指定されると、異常部位抽出部１０１は、スペックルパターンを用いた２画像間のパターンマッチングによって各心時相で取得された超音波断層像２０１毎に、初期輪郭によって指定された内膜及び外膜の２次元的な輪郭を構成する各点の位置を求める。そして、異常部位抽出部１０１は、内膜及び外膜の２次元的な輪郭を構成する各点を時間的に追跡する。そして、異常部位抽出部１０１は、このスペックルパターンを用いたパターンマッチングによって、初期輪郭に設定された内膜及び外膜の輪郭を構成する各点における移動ベクトルを描く断層像データが生成された時相毎に求め、内膜及び外膜の輪郭を構成する各点における移動ベクトルを時間的に追跡する。このようにして、異常部位抽出部１０１は、各心時相における内幕及び外膜の２次元的な輪郭を構成する各点の座標を得る。そして、異常部位抽出部１０１は、各心時相における内膜及び外膜の２次元的な輪郭を構成する各点の座標情報に基づいて、各心時相における内膜及び外膜の変位を求める。そして、異常部位抽出部１０１は、各心時相における内膜及び外膜の変位に基づいて、各心時相における心筋の歪みを求める。異常部位抽出部１０１は、各心時相における各箇所の心筋の歪みを時間微分することで、歪みの時間変化率を表す歪み率を心時相毎に求める。そして、異常部位抽出部１０１は、各箇所における歪みの最大値（最大歪み）で規格化された歪み率を基に、所定の閾値以上の部分を異常な壁運動を起こしている異常部位として抽出する。異常部位抽出部１０１は、このようにして求めた２次元の超音波断層像２０１上の異常部位の点を、スキャン方向や深度などのスキャン情報を基に超音波断層像２０１に対応するグラフ２０２で表される３次元の座標空間上で表される異常部位２０３の座標情報として表現する。以上のように、異常部位抽出部１０１により超音波断層像２０１に対応する３次元の座標空間における異常部位２０３の座標情報が求められる。ここで、異常部位２０３は１つとは限らず、複数の異常部位２０３が検出されてもよい。その場合には、複数の異常部位２０３の３次元の座標情報が求められることになる。
【００１９】
本実施形態では予め歪み率の閾値を設定しておき、その閾値を超えた歪み率を有する部分を壁運動の異常部位２０３としているが、これは他の方法でも良く、例えば心臓に負荷をかけた場合の超音波画像と心臓に負荷を掛けない場合の超音波断層像とを比較することにより異常部位２０３を抽出する構成でも良く、また正常時の超音波断層像と異常時の超音波断層像とを比較することにより異常部位２０３を抽出する構成でもよい。
【００２０】
異常部位抽出部１０１は、求めた超音波３次元画像に対応する３次元空間における異常部位２０３の座標情報をマッピング部１０３及び画像生成部１０７へ出力する。
【００２１】
図３はＸ線ＣＴ画像からの冠動脈の抽出を模式的に表した図である。冠動脈抽出部１０２は、図３のＸ線ＣＴ装置から入力される心臓のＸ線ＣＴ画像３０１を解析して、グラフ３０３のように冠動脈３０４の画像領域を抽出し、Ｘ線ＣＴ画像３０１に対応する３次元空間における冠動脈３０４の座標情報を取得する。ここで、Ｘ線ＣＴ画像３０１における球体は心臓３０２を模式的に表したものである。このような冠動脈３０４の座標情報の算出は、従来の任意の手法を適用して行うことができる。そこで、この冠動脈抽出部１０２による冠動脈３０４の座標情報の抽出の方法の一例の概要を以下に説明する。この冠動脈抽出部１０２が本発明における「冠動脈抽出手段」にあたる。
【００２２】
心臓のＸ線ＣＴ画像３０１において、冠動脈３０４の画像領域は心臓３０２の他の画像領域（特に冠動脈の周辺領域）と異なる輝度や色で表現されている。冠動脈抽出部１０２は、心臓のＸ線ＣＴ画像３０１の輝度や色を解析することにより、冠動脈３０４の画像領域を抽出する。例えば、冠動脈抽出部１０２は、まず、冠動脈３０４の画像領域における冠動脈の根元位置を決定する。冠動脈３０４は根元から分岐して表層に張り巡らされた血管であり、心筋に血液を供給している。冠動脈抽出部１０２は、大動脈の根元位置を特定し（操作者が手動操作で特定してもよい。）その特定位置の近傍の画素値（ピクセル値）を抽出する。そして、冠動脈抽出部１０２は、冠動脈３０４の根元位置にほぼ等しい画素値を有する画素を、心臓３０２の３次元画像を形成する画素から選択することにより冠動脈３０４の画像領域を抽出する。そして、冠動脈抽出部１０２は、抽出した冠動脈３０４の画像領域を基に、Ｘ線ＣＴ装置で生成されたＸ線ＣＴ画像３０１に対応した３次元空間における冠動脈３０４の座標情報を取得する。
【００２３】
また、冠動脈抽出部１０２は、抽出された冠動脈３０４の画像領域の画素を追跡（トレース）していくことにより、冠動脈３０４の血流方向を求めることができる。
【００２４】
冠動脈抽出部１０２は、取得したＸ線ＣＴ装置で生成されたＸ線ＣＴ画像３０１に対応した３次元空間における冠動脈３０４の座標情報をマッピング部１０３、及び中心線抽出部１０４へ出力する。
【００２５】
また、冠動脈抽出部１０２は、冠動脈３０４の座標情報及び冠動脈３０４の血流方向を血管断面積算出部１０６へ出力する。
【００２６】
図４はマッピング部１０３による異常部位２０３と冠動脈３０４のマッピングを模式的に表した図である。マッピング部１０３は、異常部位抽出部１０１から入力された超音波断層像２０１に対応した３次元空間における異常部位２０３の座標情報及び心臓２０４の座標情報、とＸ線ＣＴ画像３０１に対応した３次元空間を基に、グラフ４０１で示すようにＸ線ＣＴ画像３０１で表される心臓３０２の上に異常部位２０３を合成する。さらに、マッピング部１０３は、異常部位２０３が合成されたＸ線ＣＴ画像３０１と、冠動脈抽出部１０２から入力されたＸ線ＣＴ画像３０１に対応した３次元空間における冠動脈３０４の座標情報を基に、グラフ４０２に示すように異常部位２０３及び冠動脈３０４を同一の３次元の座標空間上に表す。この異なる２つの３次元の座標空間を同一の３次元の座標空間として表すことを以下では「マッピング」と呼ぶ。超音波断層像２０１に対応する３次元空間と、Ｘ線ＣＴ画像３０１に対応する３次元空間とのマッピングは、従来の任意の手法を適用して行うことができる。そこで、このマッピング部１０３による超音波断層像２０１に対応する３次元空間と、Ｘ線ＣＴ画像３０１に対応する３次元空間とのマッピングの方法の一例の概要を以下に説明する。以下では超音波断層像２０１で定義される３次元空間の座標系を第１の座標系、Ｘ線ＣＴ画像３０１で定義される３次元空間の座標系を第２の座標系という。このマッピング部１０３が本発明における「マッピング手段」にあたる。
【００２７】
マッピング部１０３に第１の座標系と第２の座標系との間に座標変換パラメータが予め与えられている場合、マッピング部１０３は、自己が有する座標変換パラメータを用いて第１の座標系における値を第２の座標系における値に変換することで、心臓の壁運動の異常部位２０３の座標情報を第２の座標値で表現する。これにより、マッピング部１０３は、心臓の壁運動の異常部位２０３と心臓の冠動脈３０４とを同じ座標系（ここでは第２の座標系）で表現する。
【００２８】
なお、これとは逆に冠動脈３０４の座標情報を第１の座標系で表現するように処理することもできる。また、第１、第２の座標系の双方と変換可能な第３の座標系にて異常部位２０３の座標情報と冠動脈３０４の座標情報とを表現するようにしてもよい。
【００２９】
次に、マッピング部１０３に第１の座標系と第２の座標系との間に座標変換パラメータが予め与えられていない場合について説明する。いくつかの基準点が第１の座標系と第２の座標系とに共通に求められる場合には、マッピング部１０３は、これらの基準点の座標が一方から他方に変換される座標変換パラメータを求める。これにより、一方の座標系で表されている画像を他方の座標系の画像として表すことができる。基準点が明確でない場合には、第１の座標系における画像の小領域が第２の座標系における画像内のどの領域に最も似ているかを検出することによって異なる座標系で表されている２枚の画像間での変換が行える座標変換パラメータを求める。基本的には、２枚の画像が平行移動で重なる関係にある場合に有効である。若干の歪みがあっても適用可能であるが、たとえば大きさが異なるなどの場合には上述したように、画像の特徴を抽出して特徴記述間のマッチングを行う。例えば、超音波３次元画像及びＸ線ＣＴ装置による３次元画像のいずれの画像においても、心臓の中隔はそれぞれの座標系において表現されている。そこで、その心臓の中隔を特徴として抽出し、一方から他方への変換を行える座標変換パラメータを求める。以上の座標変換パラメータは、３次元座標上での平行移動、回転拡大・縮小などの行列の組み合わせで生成される。
【００３０】
マッピング部１０３は、座標系を一致させた心臓の壁運動の異常部位２０３の座標情報及び冠動脈３０４の座標情報を距離算出部１０５へ出力する。
【００３１】
中心線抽出部１０４は、冠動脈抽出部１０２から入力されたＸ線ＣＴ画像に対応する３次元空間における冠動脈の座標情報を基に、冠動脈の中心を通る曲線である中心線を抽出する。この冠動脈の座標情報からの冠動脈の中心線の抽出方法は従来の任意の手法を適用して行うことができる。例えば、中心線の抽出方法の一例としては、冠動脈を一定間隔（例えば０．１ｍｍ毎など）で切断したときのそれぞれの断面における内壁の重心を計算し、スプライン補間（具体的には、算出した各重心を３次関数などで繋いで曲線を作成する。）などを用いてそれぞれの重心を曲線で結ぶ方法などを用いる。本実施形態ではこのように冠動脈断面の重心を結ぶ直線を中心線とする。この中心線抽出部１０４が本発明における「中心線抽出手段」にあたる。
【００３２】
さらに、中心線抽出部１０４は、特定の間隔で冠動脈の中心線上の点を抽出する。これは間隔を狭めればより詳細な情報が得られ、間隔を広げれば以下で説明する異常部位までの距離を求める処理が早くなる。本実施形態では、抽出する点の間隔のバラツキを抑えるため冠動脈の中心線に沿って０．１ｍｍ間隔で点を抽出する。これは、例えば、中心線上の２点間の距離を求めて一定の間隔毎の点を抽出することで、中心線上のおおよそ等間隔な点を抽出することができる。また、この点の抽出するためには他の基準を用いても良く、例えばＸ座標、Ｙ座標もしくはＺ座標の０．１ｍｍ間隔に点を抽出してもよい。また、本実施形態では、中心線抽出部１０４は、中心線を求めた後に改めて中心線上の点を抽出しているが、間隔の変更が必要ない場合には、中心線を求めるときに抽出した重心を中心線上の点として使用してもよい。
【００３３】
中心線抽出部１０４は、求めた中心線上の点の座標情報を距離算出部１０５及び血管断面積算出部１０６へ出力する。本実施形態では、マッピングにおいてＸ線ＣＴ画像で定義される座標系に異常部位をマッピングさせているため、中心線抽出部１０４が求めた中心線上の点の座標情報をそのまま距離算出部１０５に送信しているが、マッピングにおいて他の座標系を利用した場合には、中心線抽出部１０４が求めた中心線上の点の座標情報もマッピング部１０３によってマッピングした座標系に対応した座標に変換した後、その変換して求めた座標情報を距離算出部１０５へ出力する必要がある。
【００３４】
図５は距離算出部１０５による最短距離を用いた中心線上の各点から異常部位までの距離の算出を説明するための図である。距離算出部１０５は、マッピング部１０３から入力された異常部位５０１の座標情報から異常部位５０１上の点を抽出する。異常部位抽出部１０１が壁運動の異常部位５０１を抽出するときに使用した超音波断層像２０１に対応する３次元空間の座標情報で表される内膜上の点は、マッピング部１０３で座標変換を行うことによりＸ線ＣＴ画像３０１に対応する３次元空間で表現された点に変換されている。そこで、例えば距離算出部１０５は、このマッピング部１０３で変換された心臓の内膜上の点を抽出することで、異常部位５０１上の点を抽出することができる。この距離算出部１０５が本発明における「距離算出手段」にあたる。
【００３５】
距離算出部１０５は、中心線抽出部１０４から入力された冠動脈５０２の中心線５０３上の点５０４から異常部位５０１上の抽出した各点までの距離を求める。そして、距離算出部１０５は、求めた距離のうち最短の距離を中心線５０３上の点５０４から異常部位５０１までの距離とする。距離算出部１０５は、抽出した冠動脈上の中心線５０３上の全ての点５０４について異常部位５０１までの距離の算出を行なう。ここで、異常部位５０１は前述したように複数存在している場合もある。その場合でも、距離算出部１０５は、全ての異常部位５０１上の点に対して距離を算出しそのうちの最短距離を中心線５０３上の点５０４から異常部位５０１までの距離とすればよい。これはたとえ異常部位５０１が複数の箇所に存在し、冠動脈５０２の中心線５０３上の各点５０４からの距離が複数の異常部位５０１にまたがる場合でも、その距離は滑らかに変化するはずである。したがって、後述する表示部１０９への距離の変化の表示を行った場合、各点５０４からの距離の算出の対象となる異常部位５０１が異なったとしても、操作者が狭窄部位と距離との関係を把握することへの影響は非常に少ないと考えられるためである。
【００３６】
距離算出部１０５は、中心線５０３上の各点５０４の座標情報、及び算出した該各点５０４からの異常部位５０１までの距離を画像生成部１０７へ出力する。
【００３７】
血管断面積算出部１０６は、中心線抽出部１０４から入力された中心線上の点において、冠動脈抽出部１０２から入力された血管の画像を血管と垂直方向に輪切りにした切断面を求める。より具体的には、まず、血管断面積算出部１０２は、ある中心線上の点における冠動脈抽出部１０２が求めた冠動脈の血流方向を取得する。そして、血管断面積算出部１０２は、該中心線上の点における血流方向に直交する平面の式を求める。そして、血管断面積算出部１０６は、この平面の式と冠動脈の血管壁の交差領域を求める。これは、前述の平面で切断した断層画面上の輝度が極端に変わる部分を検索することにより血管の内腔の座標情報が求められる。これにより、血管断面積算出部１０６は、当該点の位置における血管断面の座標情報を取得する。そして、血管断面積算出部１０６は、求めた血管断面の座標情報を基に、血管の断面積（内腔の面積）を算出する。この血管断面積算出部１０６が本発明における「断面積算出手段」にあたる。
【００３８】
血管断面積算出部１０６は、中心線抽出部１０４から入力された中心線上の各点で血管断面の検出を行い、面積を算出していく。本実施形態では、距離計算部００６で異常部位までの距離を求めた点と位置を合わせるため、中心線抽出部１０４から入力された中心線上の点を使用しているが、実際には冠動脈の狭窄部位と冠動脈の中心線上の各点からの異常部位までの距離とのおおよその関係が把握できれば十分であるため、血管断面積算出部１０６と距離算出部１０５で使用する中心線上の点が異なってもよい。すなわち、血管断面積算出部１０６が独自に冠動脈の中心線上の点の座標を抽出する構成にしてもよい。例えば血管断面積算出部１０６では抽出する点の間隔を０．１ｍｍとし、距離算出部１０５では抽出する点の間隔を０．２ｍｍにするなどしても良い。
【００３９】
血管断面積算出部１０６は、冠動脈の中心線上の各点における算出した血管の断面積を画像生成部１０７へ入力する。
【００４０】
画像生成部１０７は、冠動脈抽出部１０２からＸ線ＣＴ画像に対応する３次元空間で表された冠動脈の座標情報及び心臓の座標情報の入力を、マッピング部１０３からＸ線ＣＴ画像に対応する３次元空間で表された心臓の壁運動の異常部位の座標情報の入力を、距離算出部１０５から冠動脈の中心線上の各点からの異常部位までの距離の情報の入力を、血管断面積算出部１０６から冠動脈の中心線上の各点における血管の断面積の入力をそれぞれ受ける。この画像生成部１０７が本発明における「画像生成手段」にあたる。
【００４１】
画像生成部１０７は、ＭＰＲ（Ｍｕｌｔｉ  Ｐｌａｎａｒ  Ｒｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ）の機能を有している。ＭＰＲとはＸ線ＣＴ装置で生成されたボリュームデータを基に参照したい断面の画像を生成することができる機能である。
【００４２】
画像生成部１０７は、中心線抽出部１０４から取得した中心線に沿って血管をまっすぐに伸ばし、中心線を含む平面で心臓を切断したときの、図６に示すような冠動脈６０１及びその近辺の所定距離の心臓の断層部６０２を表す断層像（以下では、「ＭＰＲ画像６００」という。）を生成する。ここで図６は画像生成部１０７により生成されるＭＰＲ画像の一例の図である。このＭＰＲ画像６００の作成は従来の任意の手法を適用して行うことができる。例えば、まず、画像生成部１０７は、中心線抽出部１０４から取得した中心線上の各点において、冠動脈６０１の中心線に垂直な断面でＸ線ＣＴ画像を切断し、その切断面での中心線上の点を含む一方向の画素を冠動脈６０１を含む所定距離内で抽出する。以下では、この抽出した画素の集まりを切断直線という。さらに、画像生成部１０７は、特定の点における切断直線を基準直線とし、他の点における切断直線の基準直線とのなす角度を取得する。そして、画像生成部１０７は、抽出した画素中心線上の点がまっすぐ並ぶように並べていき、さらに基準直線とのなす角度分だけ傾けて表示する。これにより、画像生成部１０７は、図６に示すように冠動脈６０１の中心線に沿って冠動脈６０１をまっすぐに伸ばした血管を含む所定距離の心臓の断層部６０２のＭＰＲ画像６００を生成する。また、冠動脈６０１には分岐が存在するものもあるが、画像生成部１０７は分岐を無視して冠動脈６０１の断層像を表示する。すなわち、画像生成部１０７は、冠動脈６０１が分岐している場合、それら２本の中心線が通る冠動脈６０１を別個の冠動脈６０１として表示する。
【００４３】
画像生成部１０７は、図７に示すように血管断面積算出部１０６から入力された冠動脈６０１の断面積を断面積の最大値が画面に入るように規格化し、それぞれの点をスプライン補間などを用いて滑らかな曲線で結んで作成したグラフ７０１を、中心線上の各点に対応させて生成したＭＰＲ画像６００の冠動脈６０１と並べて表示する。図７は画像生成部１０７が生成する冠動脈の狭窄部位と心臓の壁運動の異常部位との関連を表す関連性表示画像７００の一例の図である。さらに具体的に画像生成部１０７による関連性表示画像上の冠動脈の断面積を表すグラフの生成を説明する。画像生成部１０７は図７の関連性表示画像７００で表される縦の方向を冠動脈６０１の長さ方向とする。そして、画像生成部１０７は図７の関連性表示画像７００縦方向を中心線上の点の位置を表す座標軸とする。さらに、画像生成部１０７は冠動脈６０１の中心線を断面積の座標の基準となる点０とし冠動脈６０１と直交する方向を断面積（ｍｍ２）を表す座標軸とする。本実施形態では、画像生成部１０７は、図７における左方向に進むにつれて断面積が大きくなるように設定する。ただし、この断面積の座標の基準とする線は中心線と平行な他の線でもよい。そして、画像生成部１０７は、冠動脈６０１の長さ方向の位置と断面積を求めた中心線上の点の位置とを対応させて規格化された断面積の値を配置していく。そして、図７に示すように中心線上の各点に対応するよう配置された断面積の値をスプライン補間などを用いて滑らかな曲線で結んでいきグラフ７０１を作成する。このグラフ７０１が本発明における「断面積グラフ」にあたる。
【００４４】
画像生成部１０７は、距離算出部１０５から入力された中心線上の各点における異常部位までの距離を距離の最大値が画面に入るように規格化し、さらに、異常部位までの距離を示すそれぞれの点を、スプライン補間などを用いて滑らかな曲線で結び異常部位までの距離のグラフ７０２を作成し、中心線上の各点に対応させて生成した断層像５００の血管と並べて表示する。さらに具体的に画像生成部１０７による関連性表示画像上の中心線上各点における異常部位までの距離を表すグラフの生成を説明する。画像生成部１０７は、断面積グラフの場合と同様に、図７の関連性表示画像７００で表される縦の方向を冠動脈６０１の長さ方向とする。そして、画像生成部１０７は図７の関連性表示画像７００縦方向を中心線上の点の位置を表す座標軸とする。さらに、画像生成部１０７は冠動脈６０１の中心線を断面積の座標の基準となる０とし冠動脈６０１と直交する方向を異常部位までの距離（ｍｍ）を表す座標軸とする。本実施形態では、画像生成部１０７は、図７における右方向に進むにつれて異常部位までの距離が長くなるように設定する。ただし、この異常部位までの距離の座標の基準とする線は中心線と平行な他の線でもよい。そして、画像生成部１０７は、冠動脈６０１の長さ方向の位置と異常部位までの距離を求めた中心線上の各点の位置とを対応させて規格化された異常部位までの距離の値を配置していく。そして、図７に示すように中心線上の各点に対応するよう配置された異常部位までの距離の値をスプライン補間などを用いて滑らかな曲線で結んでいきグラフ７０２を作成する。このグラフ７０１が本発明における「距離グラフ」にあたる。
【００４５】
また、画像生成部１０７は、切断直線の座標の中に異常部位の座標情報と一致するものがある場合には、その画素を他の色を配色する。これにより、断層像５００上に、異常部位がある場合には図６のように異常部位６０３として表示される。
【００４６】
以上のように、画像生成部１０７は断層像５００上に、血管の断面積のグラフ７０１、及び異常部位までの距離のグラフ７０２を配置し、異常部位６０３に色を配色することで、壁運動の異常部位と冠動脈の狭窄部位との関連を表す画像（以下では「関連性表示画像７００」という。）を作成する。そして、画像生成部１０７は作成した関連性表示画像７００を表示制御部１０８へ出力する。
【００４７】
表示制御部１０８は、画像生成部１０７から入力された関連性表示画像７００を表示部１０９に表示させる。ここで、画像生成部１０７は、冠動脈６０１の全体を表示させる場合、冠動脈６０１が長い場合には拡大率を下げることで冠動脈６０１の全体を表示させる。この表示制御部１０８が本発明における「表示制御手段」にあたる。
【００４８】
ここで、本実施形態に係る医用画像処理装置１００で生成された関連性表示画像７００を参照すると、冠動脈上の各点とその点における異常部位までの距離を一目で把握することが可能となる。そして、冠動脈の狭窄部位において異常部位までの距離が急激に変化した場合、経験的にその狭窄部位が心臓の壁運動の異常運動を引き起こす原因となっている可能性が高いと推定される。そこで、操作者は冠動脈にカテーテルを挿入して血管の狭窄を調べる場合に、心臓の壁運動の異常運動を引き起こす原因となっている血管にカテーテルを挿入すればいいと判断することが可能となる。
【００４９】
次に、図８を参照して本実施形態に係る医用画像処理装置１００における関連性表示画像７００の生成及び表示の流れを説明する。ここで、図８は本実施形態に係る医用画像処理装置１００における関連性表示画像７００の生成及び表示のフローチャートの図である。
【００５０】
ステップＳ００１：超音波診断装置００１は、超音波断層像を生成し、生成した該超音波断層像を医用画像処理装置１００の異常部位抽出部１０１へ出力する。
【００５１】
ステップＳ００２：Ｘ線ＣＴ装置００２は、Ｘ線ＣＴ画像を生成し、生成した該Ｘ線ＣＴ画像を医用画像処理装置１００の冠動脈抽出部１０２へ出力する。
【００５２】
ステップＳ００３：異常部位抽出部１０１は、超音波診断装置００１から入力された超音波断層像を基に、各心時相における内膜及び外膜の変位量を求め、該変位量から歪み率を算出し、該歪み率が所定の閾値以上の部分を異常な壁運動を起こしている異常部位とすることで、異常部位の超音波断層像に対応する３次元空間における座標情報を求める。
【００５３】
ステップＳ００４：冠動脈抽出部１０２は、Ｘ線ＣＴ装置００２から入力されたＸ線ＣＴ画像を基に、指定された冠動脈の根元位置から同様の輝度を有する点を抽出することで、冠動脈のＸ線ＣＴ画像に対応する３次元空間における座標情報を求める。
【００５４】
ステップＳ００５：マッピング部１０３は、異常部位抽出部１０１より入力された異常部位の超音波断層像に対応する３次元空間における座標情報、及び冠動脈抽出部１０２より入力された冠動脈のＸ線ＣＴ画像に対応する３次元空間における座標情報を基に、座標変換パラメータを使用して２つの座標系の座標空間を一致させ、マッピングを行う。ここで、座標変換パラメータは、予め与えられている、もしくは、心臓の中隔などを基準点としてマッピング部１０３において算出される、平行移動、回転、及び拡大の行列の組み合わせた変換式である。
【００５５】
ステップＳ００６：中心線抽出部１０４は、冠動脈抽出部１０２から入力された冠動脈のＸ線ＣＴ画像に対応する３次元空間における座標情報を基に、一定の間隔で直行する平面で冠動脈を切断し、その切断面の重心をスプライン補間などを用いて結ぶことで中心線を抽出する。さらに、中心線抽出部１０４は、根元位置から特定の間隔で冠動脈の中心線上の点を抽出する。
【００５６】
ステップＳ００７：距離算出部１０５は、中心線抽出部１０４が抽出した中心線上の各点から異常部位までの最短距離を求める。
【００５７】
ステップＳ００８：血管断面積算出部１０６は、冠動脈抽出部１０２から入力された冠動脈のＸ線ＣＴ画像に対応する３次元空間における座標情報を基に、中心線抽出部１０４から入力された中心線上の各点で血管に直交する方向に切断して、輝度が所定の値以上に変化する位置を検索し冠動脈の内腔の座標情報を求めることで、血管の断面積を求めていく。
【００５８】
ステップＳ００９：画像生成部１０７は、中心線上の各点において血管に直交する平面で切断した断面を基に切断直線を求め、その切断直線を中心線上の各点がまっすぐに並ぶように角度を調整して並べることで、ＭＰＲ画像を生成する。
【００５９】
ステップＳ０１０：画像生成部１０７は、血管断面積算出部１０６から入力された冠動脈の中心線上の各点における血管の断面積を基に、血管の断面積のグラフを作成しＭＰＲ画像に合成する。また、画像生成部１０７は、距離算出部１０５から入力された冠動脈の中心線上の各点から異常部位までの最短距離を基に、異常部位までの最短距離のグラフを作成しＭＰＲ画像に合成する。さらに、画像生成部１０７は、マッピング部１０３から入力された異常部位の座標情報をもとにＭＰＲ画像上に現れている異常部位を求め、その異常部位へ色づけを行う。以上により、画像生成部１０７は、関連性表示画像７００を生成する。
【００６０】
ステップＳ０１１：表示制御部１０８は、画像生成部１０７が生成した関連性表示画像７００を表示部１０９に表示させる。ここで、冠動脈の全体が画面に収まらない場合には、表示制御部１０８は、画像の拡大率をさげることで冠動脈全体を表示させる。
【００６１】
以上で説明したように、本実施形態に係る医用画像処理装置においては、冠動脈の断面積と冠動脈の中心線上の点から心臓の壁運動の異常部位までの距離を並べて対応させて表示することができる。これにより、操作者は心臓の壁運動の異常に強く影響を及ぼしていると推定される冠動脈の狭窄部位を容易に検出することが可能となる。したがって、操作者は、検査を行うためのカテーテルをどの冠動脈に挿入するかの決定することが容易となる。
【００６２】
本実施形態では、図３に示すように複数の冠動脈を抽出しているが、これは１つの冠動脈のみを抽出してもよい。１つの冠動脈を抽出した場合、後関係表示画像を参照することで、操作者はその冠動脈の狭窄部位が壁運動の異常の原因になっているか否かを判断することのみが行えることになる。これに対し、複数の冠動脈を抽出した場合には、いずれの冠動脈における狭窄部位が心臓の壁運動の異常に大きな影響を与えているかを判断することが容易となる。
【００６３】
また、以上で説明した医用画像処理装置をＸ線ＣＴ装置やＭＲＩなどの医用画像診断装置に組み込むことも可能である。このように、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩなどの医用画像診断装置に組み込むことにより、特別な医用画像処理装置を用意することなく、医用画像診断装置を利用して超音波断層像から検出した狭窄部位と、Ｘ線ＣＴ画像やＭＲＩ画像などから求めた冠動脈から異常部位までの距離との関係を表す関係性表示画像を生成することが可能となる。
【００６４】
〔第２の実施形態〕
以下、この発明の第２の実施形態に係る医用画像処理装置について説明する。図９は本実施形態に係る医用画像処理装置１００の機能を表すブロック図である。本実施形態に係る医用画像処理装置は、第１の実施形態に係る医用画像処理装置において、狭窄部位を抽出しその狭窄部位を含む一定の範囲の画像を表示する構成にしたものである。図９において、図１と同じ番号が付されているブロックは同様の機能を有するものとする。本実施形態における医用画像処理装置は図９に示すように、第１の実施形態に狭窄部位抽出部１１２を加えたものである。そこで、以下では、狭窄部位の抽出及び関連性表示画像の生成及び表示について主に説明する。
【００６５】
血管断面積算出部１０６は、冠動脈の中心線上の各点の座標情報とその各点に対応する血管の断面積を狭窄部位抽出部１１２に出力する。
【００６６】
狭窄部位抽出部１１２は、血管断面積算出部１０６から入力された冠動脈の中心線上の各点の座標情報及び対応する血管の断面積を基に、冠動脈の根元位置から中心線に沿って、血管の断面積を追跡していく。そして、狭窄部位抽出部１１２は、隣り合う断面の変化量が所定の値より大きい場所を狭窄部位として、その狭窄部位とされた断面の中心線上の点の座標情報を抽出する。この狭窄部位抽出部１１２が本発明における「狭窄部位抽出手段」にあたる。
【００６７】
狭窄部位抽出部１１２は、求めた狭窄部位における中心線上の点の座標情報を画像生成部１０７へ出力する。
【００６８】
また、画像生成部１０７は、操作者から狭窄部位を含む一定の距離の領域を表示するよう指示を受けた場合、血管断面積算出部１０６（狭窄部位抽出部）から入力された狭窄部位における冠動脈の中心線上の点の座標情報を基に、その点の上下の一定距離分だけの領域のＭＰＲ画像を生成する。さらに、画像生成部１０７は、生成したＭＰＲ画像に、冠動脈の中心線上の各点における血管の断面積のグラフ、及び冠動脈の中心線上の点から異常部位までの最短距離のグラフ、を合成して関連性表示画像を生成する。
【００６９】
表示制御部１０８は、画像生成部１０７から入力された冠動脈の狭窄部位を含む一定の距離の領域のみを表示した関連性表示画像を表示部１０９に表示させる。
【００７０】
以上で説明したように、本実施形態に係る医用画像処理装置においては、冠動脈の狭窄部位を服務一定距離を拡大した関連性表示画像を表示することができる。これにより、操作者は狭窄部位における該狭窄部位と心臓の壁運動の異常部位までの距離との対応関係のみを参照することができる。これにより、操作者は冠動脈全体から狭窄部位を探さなくとも、必要とする狭窄部位の周りを拡大したより狭窄部位と異常部位までの距離との関連を把握し易い関連性表示画像を参照することが可能となる。
【００７１】
〔第３の実施形態〕
以下、この発明の第３の実施形態に係る医用画像処理装置について説明する。本実施形態に係る医用画像処理装置は、冠動脈の中心線上の各点から心臓の壁運動の異常部位までの距離の算出方法が第１の実施形態又は第２の実施形態に係る医用画像処理装置と異なるものである。本実施形態に係る医用画像処理装置の機能を表すブロック図は図１又図９と同様である。以下では、距離算出部１０５による冠動脈の中心線上の各点から心臓の壁運動の異常部位までの距離の算出について主に説明する。
【００７２】
距離算出部１０５は、マッピング部１０３から入力された心臓の壁運動の異常部位の座標情報を基に、図１０に示すように異常部位９０１の重心Ｇ１を求める。ここで、異常部位９０１が複数（ｎ箇所）ある場合には、距離算出部１０５全ての異常部位９０１における重心Ｇ２、Ｇ３、・・・、Ｇｎを求める。ここで、図１０は本実施形態に係る医用画像処理装置における異常部位までの距離の算出を説明するための図である。
【００７３】
距離算出部１０５は、冠動脈９０２の中心線９０３上の各点９０４から重心Ｇ１までの距離を算出する。そして、距離算出部１０５はこの距離を点９０４から異常部位９０１までの距離とする。ここで、異常部位９０１が複数（ｎ箇所）ある場合には、距離算出部１０５は、点９０４から全ての異常部位９０１における重心Ｇ２，Ｇ３，・・・，Ｇｎまでの距離を求める。そして、距離算出部１０５は、各重心Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，・・・，Ｇｎまでの距離のうち、最も短い距離を点９０４から異常部位９０１までの距離とする。
【００７４】
距離算出部１０５は、求めた点９０４から異常部位９０１までの距離を画像生成部１０７へ出力する。
【００７５】
画像生成部１０７は、距離算出部１０５から入力された、異常部位９０１の重心を利用して求められた各点９０４から異常部位９０１までの距離を利用して各点９０４から異常部位までの距離のグラフを作成する。そして、画像生成部１０７は自己が生成したＭＰＲ画像に各点９０４から異常部位までの距離のグラフを合成する。また、画像生成部１０７は、血管の断面積のグラフを作成し、前述のＭＰＲ画像に血管の断面積のグラフを合成する。さらに、画像生成部１０７は、前述のＭＰＲ画像の異常部位の部分に色づけを行い、関連性表示画像を生成する。
【００７６】
表示制御部１０８は、画像生成部１０７により生成された関連性表示画像を表示部１０９に表示させる。
【００７７】
以上で説明したように、本実施形態に係る医用画像処理装置においては、冠動脈の中心線上の点から異常部位の重心までの距離を、異常部位までの距離として使用している。これにより、異常部位上の全ての点に対して距離を求めるひつようが無くなり、異常部位までの距離を求める処理を早くすることが可能となる。
【００７８】
〔第４の実施形態〕
以下、この発明の第４の実施形態に係る医用画像処理装置について説明する。本実施形態に係る医用画像処理装置は、画像生成部で生成される関連性表示画像が第１の実施形態乃至第３の実施形態に係る医用画像処理装置と異なるものである。そこで以下では、画像生成部での関連性表示画像の生成に付いて主に説明する。本実施形態に係る医用画像処理装置におけるブロック図は図１又は図９に示されるブロック図と同様である。
【００７９】
画像生成部１０７は、冠動脈抽出部１０２からＸ線ＣＴ画像に対応する３次元空間で表された冠動脈の座標情報及び心臓の座標情報の入力を、マッピング部１０３からＸ線ＣＴ画像に対応する３次元空間で表された心臓の壁運動の異常部位の座標情報の入力を、距離算出部１０５から冠動脈の中心線上の各点からの異常部位までの距離の情報の入力を、血管断面積算出部１０６から冠動脈の中心線上の各点における血管の断面積の入力をそれぞれ受ける。
【００８０】
図１１は本実施形態に係る医用画像処理装置により作成される関連性表示画像の一例の図である。画像生成部１０７は、入力された冠動脈の座標情報、異常部位の座標情報、心臓の座標情報を基に、それらの各部位をＸＹ平面に投影させる。このとき、投影方法としては、例えば単にＺ座標を０とし、ＸＹ座標のみで各部位を表すことで投影が行える。ここで、本実施形態ではＸＹ平面に投影しているが投影する平面は３次元空間内のどのような平面でもよい。さらに、画像生成部１０７は、図１１のように、投影した画像のうち冠動脈１１１の一定距離内の心臓の投影画像を一番下に置き、その上に、冠動脈１１１の投影画像を重ね、さらにその上に異常部位１１５の投影画像を重ねる。さらに、画像生成部１０７は、図１１に示すように、冠動脈１１１の中心線上の各点から異常部位１１５までの距離が近い場所を濃く、該距離が遠い居場所を薄く、その距離にあわせて冠動脈１１１を色付けする。ただし、この配色は色の変化を用いたり、他の色を用いたりしてもよい。本実施形態では、冠動脈１１１の領域１１３は薄くなっており距離が遠く、冠動脈１１１の領域１１４は濃くなっているため距離が近いことが分かる。画像生成部１０７は生成した関連性表示画像７００を表示制御部１０８へ出力する。
【００８１】
表示制御部１０８は、入力された関連性表示画像７００を表示部１０９に表示させる。
【００８２】
以上で説明したように、本実施形態に係る医用画像処理装置では、関連性表示画像として平面に投影した画像をしようしている。これにより、実際の心臓の状態に近い画像で狭窄部位と異常部位との関係を把握することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】第１、第３、及び第４の実施形態に係る医用画像処理装置のブロック図
【図２】超音波断層像からの異常部位の抽出を模式的に表した図
【図３】Ｘ線ＣＴ画像からの冠動脈の抽出を模式的に表した図
【図４】異常部位と冠動脈とのマッピングを模式的に表した図
【図５】最短距離を用いた異常部位までの距離の算出を説明するための図
【図６】第１の実施形態におけるＭＰＲ画像の一例の図
【図７】第１の実施形態における関連性表示画像の一例の図
【図８】第１の実施形態に係る医用画像処理装置における関連性表示画像の生成及び表示のフローチャートの図
【図９】第２、第３、第４の実施形態に係る医用画像処理装置のブロック図
【図１０】重心を用いた異常部位までの距離の算出を説明するための図
【図１１】第４の実施形態における関連性表示画像の一例の図
【符号の説明】
【００８４】
００１  超音波診断装置
００２  Ｘ線ＣＴ装置
１００  医用画像処理装置
１０１  異常部位抽出部
１０２  冠動脈抽出部
１０３  マッピング部
１０４  中心線抽出部
１０５  距離算出部
１０６  血管断面積算出部
１０７  画像生成部
１０８  表示制御部
１０９  表示部
【図１】
2009160235.tif 000003
【図２】
2009160235.tif 000004
【図３】
2009160235.tif 000005
【図４】
2009160235.tif 000006
【図５】
2009160235.tif 000007
【図８】
2009160235.tif 000008
【図９】
2009160235.tif 000009
【図１０】
2009160235.tif 000010
【図６】
2009160235.tif 000011
【図７】
2009160235.tif 000012
【図１１】
2009160235.tif 000013