JP2010088795A

JP2010088795A - 医用画像処理装置及び医用画像診断装置

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Publication number: JP2010088795A
Application number: JP2008264206A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Manabe; 崇寛眞鍋; Kyoko Fujisawa; 恭子藤澤
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2008-10-10
Filing date: 2008-10-10
Publication date: 2010-04-22
Anticipated expiration: 2028-10-10
Also published as: US8437520B2; US20100092053A1; CN101727661A; CN101727661B; JP5305821B2

Abstract

【課題】スライス方向での分類領域の連続性を確保することができ、さらに、内腔の誤検出を防止することができる医用画像処理装置を提供する。
【解決手段】医用画像処理装置は、医用画像の三次元ボリュームデータから血管の石灰化を抽出する手段（Ｓ２）と、三次元ボリュームデータから血管の内腔を抽出する手段（Ｓ３）と、三次元ボリュームデータから血管の外壁を抽出する手段（Ｓ４）と、三次元ボリュームデータから血管のプラークを抽出する手段（Ｓ５）とを備え、内腔を抽出する手段は、三次元ボリュームデータから複数のスライス画像を有する曲面任意多断面再構成画像を求め、求めた曲面任意多断面再構成画像の複数のスライス画像を用いて内腔の複数の輪郭点を求め、求めた複数の輪郭点に対してスライス方向の連続性を得る補正を行い、求めた複数の輪郭点及び補正した輪郭点に対して曲線近似及び補間を行い、内腔の輪郭を抽出する。
【選択図】図３

Description

本発明は、医用画像を処理する医用画像処理装置及びその医用画像処理装置を備える医用画像診断装置に関する。

医用画像診断装置は、医用画像を撮影する医用画像撮影装置やその医用画像を処理する医用画像処理装置などを備えている。医用画像撮影装置としては、例えば、Ｘ線断層撮影装置（Ｘ線ＣＴ装置）などが挙げられる。このＸ線断層撮影装置は、被検体にＸ線を照射し、その被検体を通過したＸ線を検出し、被検体の内部（注目部位）をＣＴ画像として表示する装置である。

前述の医用画像診断装置を用いた心臓の冠動脈診断では、医師が手動で冠動脈を石灰化、内腔（造影剤）、外壁及びプラークの四種類に分類している。この分類を自動化するため、クラスタリングアルゴリズムの開発が行われている（例えば、特許文献１参照）。現状のアルゴリズムでは、二次元の血管スライス画像を用いて自動的に閾値を算出して分類を行う二次元処理が行われている。
特開２００３−７９６０６号公報

しかしながら、前述の二次元処理では、プラーク領域や石灰化領域などの分類領域が隣り合うスライス画像で突然現れたり、あるいは、消えたりするため、スライス方向（血管の延伸方向）での分類領域の連続性はなくなってしまう。さらに、石灰石のボケ全体が内腔として検出されるため、石灰化のボケに起因して内腔の誤検出も発生してしまう。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、スライス方向での分類領域の連続性を確保することができ、さらに、内腔の誤検出を防止することができる医用画像処理装置及び医用画像診断装置を提供することである。

本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、医用画像処理装置において、医用画像の三次元ボリュームデータから血管の石灰化を抽出する手段と、三次元ボリュームデータから血管の内腔を抽出する手段と、三次元ボリュームデータから血管の外壁を抽出する手段と、三次元ボリュームデータから血管のプラークを抽出する手段とを備え、内腔を抽出する手段は、三次元ボリュームデータから複数のスライス画像を有する曲面任意多断面再構成画像を求め、求めた曲面任意多断面再構成画像の複数のスライス画像を用いて内腔の複数の輪郭点を求め、求めた複数の輪郭点に対してスライス方向の連続性を得る補正を行い、求めた複数の輪郭点及び補正した輪郭点に対して曲線近似及び補間を行い、内腔の輪郭を抽出することである。

本発明の実施の形態に係る第２の特徴は、医用画像診断装置において、医用画像を撮影する医用画像撮影装置と、前述の第１の特徴に係る医用画像処理装置とを備えることである。

本発明の実施の形態に係る第３の特徴は、医用画像処理装置において、医用画像の三次元ボリュームデータ内の三次元関心領域を求める手段と、三次元ボリュームデータの石灰化領域を求める手段と、三次元関心領域のヒストグラムに基づいて血管の内腔領域と血管壁領域を決めるための閾値を求める手段と、閾値に基づいて、血管の内腔領域または血管壁領域の少なくとも一方の領域を識別可能に表示する表示手段とを備えることである。

本発明によれば、スライス方向での分類領域の連続性を確保することができ、さらに、内腔の誤検出を防止することができる。

本発明の実施の一形態について図面を参照して説明する。

図１に示すように、本発明の実施の形態に係る医用画像診断装置１は、被検体の注目部位（例えば、心臓）に関する医用画像を撮影する医用画像撮影装置２と、その撮影した医用画像を保管する医用画像保管装置３と、医用画像を画像処理する医用画像処理装置４とを備えている。これらの各部はＬＡＮ（Local Area Network）などのネットワーク５により接続されている。

医用画像撮影装置２は、被検体の注目部位（関心部位）を示す医用画像を撮影する撮影装置である。この医用画像撮影装置２としては、例えば、Ｘ線断層撮影装置（Ｘ線ＣＴ装置）などを用いる。Ｘ線断層撮影装置を用いた場合には、医用画像はＣＴ画像となる。

医用画像保管装置３は、医用画像撮影装置２により得られた医用画像（例えば、被検体の各部位に関するＣＴ画像であるボリュームデータなど）を記憶するデータベースである。ここで、被検体の各部位としては、例えば、心臓、肺及び胃などが挙げられる。なお、医用画像（ボリュームデータ）は、医用画像撮影装置２からネットワーク５を介して医用画像保管装置３に送信される。

医用画像処理装置４は、図２に示すように、各部を集中的に制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）などの制御部１１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリ１２と、医用画像などの各種画像を表示する表示部１３と、操作者からの入力操作を受け付ける操作部１４と、各種プログラムや各種データなどを記憶する記憶部１５と、外部装置との通信を行う通信部１６と、医用画像などの各種画像を処理する画像処理部１７とを備えている。これらの各部は、バスライン１８により電気的に接続されている。

制御部１１は、記憶部１５に記憶された各種プログラムや各種データなどに基づいて、各部を制御する。特に、制御部１１は、各種のプログラムやデータに基づいて、データの計算又は加工などを行う一連のデータ処理、医用画像を処理する画像処理及び医用画像を表示する表示処理などを実行する。

メモリ１２は、制御部１１が実行する起動プログラムなどを記憶するメモリであって、制御部１１のワークエリアとしても機能するメモリである。なお、起動プログラムは、医用画像処理装置４の起動時に制御部１１により読み出されて実行される。

表示部１３は、二次元画像や三次元画像などの各種画像をカラー表示する表示装置である。この表示部１３としては、例えば、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイなどを用いる。

操作部１４は、操作者により入力操作される入力部であって、画像表示の開始や画像の切り替え、設定の変更などの各種の入力操作を受け付ける入力部である。この操作部１４としては、例えば、マウスやキーボードなどの入力デバイスを用いる。

記憶部１５は、各種のプログラムやデータなどを記憶する記憶装置であって、特に、画像処理のために医用画像保管装置３からネットワーク５を介して送信された各部位の三次元ボリュームデータＤ１を記憶する記憶装置である。この記憶部１５としては、例えば、磁気ディスク装置や半導体ディスク装置（フラッシュメモリ）などを用いる。

通信部１６は、ＬＡＮやインターネットなどのネットワーク５を介して外部装置との通信を行う装置である。この通信部１６としては、ＬＡＮカードやモデムなどを用いる。外部装置としては、医用画像撮影装置２及び医用画像保管装置３などが挙げられる。

画像処理部１７は、三次元ボリュームデータＤ１に対して画像処理を行う装置である。この画像処理部１７は、例えば、三次元ボリュームデータＤ１としての心臓ボリュームデータに対して冠動脈クラスタリングを行う。すなわち、心臓の冠動脈を石灰化、内腔（造影剤）、外壁及びプラークの四領域に自動分類する。なお、画像処理部１７は、ソフトウェア又はハードウェア（回路）あるいはそれらの両方により構成されている。

次に、前述の画像処理部１７が行う画像処理について説明する。なお、ここでは、注目部位が心臓であり、記憶部１５には、三次元ボリュームデータＤ１として心臓ボリュームデータが格納されている場合について説明する。なお、処理に用いる各種のデータは必要に応じて記憶部１５に一時的あるいは長期的に保存される。

画像処理部１７は、基本処理として、図３に示すように、心臓ボリュームデータに対し、画像切り出し処理（ステップＳ１）、石灰化抽出処理（ステップＳ２）、内腔（造影剤）抽出処理（ステップＳ３）、外壁抽出処理（ステップＳ４）及びプラーク抽出処理（ステップＳ５）を実行し、抽出結果を取得する。

図３のステップＳ１では、図４に示すように、心臓ボリュームデータＤ１から注目領域である処理領域Ｒ１が切り出され、切り出された処理領域Ｒ１は三次元処理される。これにより、図５に示すように、切り出しデータ（３Ｄボリュームデータ）Ｄ２が得られる。なお、処理領域Ｒ１としては、例えば、血管である冠動脈の一部分が切り出される。

図３のステップＳ２では、図６に示すように、心臓ボリュームデータＤ１から大動脈起始部Ｒ２のＣＴ値が取得され、その大動脈起始部Ｒ２のＣＴ値の１．２倍を上回るＣＴ値の領域が石灰化（石灰化プラーク）として抽出され、図７に示すように、石灰化抽出結果Ｋ１が得られる。なお、ここでは、造影剤のＣＴ値より石灰化のＣＴ値が高いことが利用されており、特に、パーシャルボリュームエフェクトの小さい大動脈起始部Ｒ２のＣＴ値が用いられている。

図３のステップＳ３では、図８に示すように、まず、芯点Ｐ１が内腔にない場合に補正が行われ（ステップＳ１１）、次いで、切り出しボリュームＤ２から複数断面のＣＰＲ（Curved Planer Reconstruction）像が作成され（ステップＳ１２）、芯点Ｐ１から内壁に向かう方向にスキャンが行われ、内壁の輪郭点Ｐ２が抽出される（ステップＳ１３）。さらに、石灰化前後の輪郭点Ｐ２が補正され（ステップＳ１４）、分岐あるいは異常点がある場合には、補正が行われ（ステップＳ１５）、内腔の輪郭点Ｐ２の円近次及び三次元補間（３Ｄ補間）が行われる（ステップＳ１６）。なお、ＣＰＲ像は、複数のスライス画像を有する曲面任意多断面再構成画像である。

図８のステップＳ１１では、図９に示すように、まず、切り出しボリュームＤ２から芯線周りにチューブＲＯＩ（３次元的な関心領域）が取られ（ステップＳ２１）、そのチューブＲＯＩ内の石灰化が抽出及び除去され（ステップＳ２２）、石灰化領域を除去したチューブＲＯＩ内のヒストグラムに基づいて、閾値が算出されて二値化により内腔が粗抽出され（ステップＳ２３）、ＳＡ平面（スライス平面）上で二値化により内腔の重心が取られ、その重心と旧芯点とでＣＴ値が高い方が芯点Ｐ１に取られる（ステップＳ２４）。このようにして芯点Ｐ１が補正される。

ここで、図１０に示すように、芯点Ｐ１が内腔の領域内から外れた場合には（図１０中の白輪内参照）、前述の処理により、芯点Ｐ１が内腔の領域内に入るように補正され、図１１に示すように、芯点Ｐ１が内腔の領域内に存在するようになる（図１１中の白輪内参照）。なお、各芯点Ｐ１を通る線が芯線である。

図８のステップＳ１２及びステップＳ１３では、例えば、図１２に示すように、芯線方向（血流方向：図１２中の矢印参照）に垂直なプロファイル断面が芯線方向に順次取られ、各プロファイル断面において内壁に向かう方向にスキャンが行われる。これにより、芯点Ｐ１を中心として、例えば、図１３及び図１４に示すようなプロファイルが得られる。なお、図１３のプロファイルは、図１２に示すプロファイル断面ＡＢから得られ、図１４のプロファイルは、図１２に示すプロファイル断面ＣＤから得られる。得られた各プロファイルから、図１５に示すような内腔の輪郭点Ｐ２が複数抽出される。

ここで、輪郭点Ｐ２抽出用の閾値はプロファイルの正方向と負方向で別々に設定されている。図１３のプロファイルでは、正方向及び負方向において、最大ＣＴ値と最小ＣＴ値の５０％の位置が内腔の輪郭点Ｐ２として別々に抽出される。また、図１４のプロファイルでは、負方向において、最大ＣＴ値と最小ＣＴ値の５０％の位置が内腔の輪郭点Ｐ２として抽出され、正方向においては、石灰化にぶつかるため、石灰化の位置が内腔の輪郭点Ｐ２として抽出される。

図８のステップＳ１４では、例えば、図１６に示すように、石灰化前後の二つの輪郭点Ａ１、Ａ２（図１６中の黒輪内の輪郭点Ｐ２）が選択され、その後、輪郭点Ａ１の前後の二つの輪郭点Ｂ１、Ｃ１が選択され、同様に、輪郭点Ａ２の前後の二つの輪郭点Ｂ２、Ｃ２が選択される。次いで、図１７に示すように、輪郭点Ｂ１と輪郭点Ｃ１とを結ぶ直線（図１７中の黒点線参照）と、輪郭点Ａ１と芯点Ｐ１（輪郭点Ａ１と同じプロファイル断面での芯点）とを結ぶ直線との交点が求められ、その交点に輪郭点Ａ１の位置が置き換えられる。同様に、輪郭点Ｂ２と輪郭点Ｃ２とを結ぶ直線（図１７中の黒点線参照）と、輪郭点Ａ２と芯点Ｐ１（輪郭点Ａ２と同じプロファイル断面での芯点）とを結ぶ直線との交点が求められ、その交点に輪郭点Ａ２の位置が置き換えられる。このようにして、図１８に示すように、石灰化前後の輪郭点Ａ１、Ａ２が補正される。なお、他の石灰化前後の輪郭点Ｐ２も同様に補正される。

図８のステップＳ１５では、分岐判定として、例えば、図１９に示すように、注目する輪郭点Ｐ２（図１９中の黒輪内の輪郭点Ｐ２）と、その前後の二つの輪郭点Ｐ２を結ぶ直線（図１９中の黒点線参照）との距離が測定され、その距離が一定距離以上離れていた場合、注目する輪郭点Ｐ２が分岐先端点として判定される。同様にして、不連続性の原因となる異常な場所にとられた輪郭点Ｐ２が異常点として判定される。

さらに、図８のステップＳ１５では、分岐補正として、例えば、図２０に示すように、分岐先端点である輪郭点Ｐ２の次の輪郭点Ｐ２（血流方向において次の位置：図２０中のバツ印参照）と、分岐先端点である輪郭点Ｐ２の二つ先の輪郭点Ｐ２（血流方向において二つ先の位置：図２０中のバツ印参照）とを通る直線（図２０中の白点線参照）に対し、一定距離以内にある輪郭点Ｐ２（図２０中の黒輪内の輪郭点Ｐ２）が分岐開始点として判定される。その分岐開始点と、前述の分岐先端点の次の輪郭点Ｐ２とを結ぶ直線で分岐が切り離され、図２１に示すように、その直線上に各輪郭点Ｐ２の位置が置き換えられる（図２１中の黒輪内参照）。

最後に、図８のステップＳ１６では、例えば、図２２に示すように、複数のプロファイル断面から得られた各輪郭点Ｐ２がスライス平面毎に円近似などの曲線近似され、さらに、三次元ボリュームデータＤ１上で近似円がスライス方向に順次補間される。これにより、図２３に示すように、内腔抽出結果Ｋ２が得られる。

図３に戻り、ステップＳ４では、図２４に示すように、まず、切り出しボリュームＤ２に対して、ＳＡ平面（スライス平面）上で放射状にスキャンが行われて外壁の輪郭点Ｐ３が抽出され（ステップＳ３１）、次いで、外れ点補正が行われ（ステップＳ３２）、心筋補正が行われ（ステップＳ３３）、円近似及び補間が行われる（ステップＳ３４）。

図２４のステップＳ３１では、図２５に示すように、例えば３２方向に放射状にスキャンが行われ、閾値処理により外壁の輪郭点Ｐ３が抽出される。外壁の輪郭点抽出の閾値はスキャン経路の最大ＣＴ値で調整され、周辺のＣＴ値の影響も考慮される。閾値Ｔｈは、例えばＴｈ＝ｔｈ＋０．１×ＣＴｍａｘに設定される。

図２４のステップＳ３２では、図２６に示すように、抽出された外壁の輪郭点Ｐ３の中での外れ点が補正される。例えば、静脈や心筋が近くにあるため、間違った位置に抽出された輪郭点Ｐ３が外れ点として認識されて除去される。この除去方法としては、例えば、芯点Ｐ１からの距離の標準偏差が計算され、そこから外れる輪郭点（外側のみ）Ｐ３が外れ点として除去される。

図２４のステップＳ３３では、図２７及び図２８に示すように、外壁と心筋の輪郭判別が不可能である場合、すなわち、隣り合うスライス平面間で外壁径の急激な変化がある場所、あるいは、内壁（芯点Ｐ１）が外壁内にない場所が失敗として判定される。失敗として判定された場所では、血管中心が内腔中心としておかれ、外壁径は空気層との最小径と前スライスの径との平均値が取られて求められ、外壁の輪郭点Ｐ３が補充される。すなわち、血管中心及び外壁の最小径が求められ、前スライス径との平均値が取られる。なお、図２７の左図の状態で心筋補正を行わなかった場合には、前スライスと比較して外壁径が急激に大きくなり、連続性が失われてしまう。同様に、図２８の左図の状態で心筋補正を行わなかった場合には、内腔が外壁の外に出て、連続性が失われてしまう。

最後に、図２４のステップＳ３４では、例えば、複数のスライス平面から得られた外壁の各輪郭点Ｐ３がスライス平面毎に円近似され、さらに、三次元ボリュームデータＤ１上で近似円がスライス方向に順次補間される。これにより、図２９に示すように、外壁抽出結果Ｋ３が得られる。

図３に戻り、ステップＳ５では、ＣＴ値が周りよりも落ち込む領域がプラークとして抽出される。すなわち、血管壁内がクラスタリングされ、周りよりも暗い領域が探索される。詳しくは、ステップＳ５において、三次元平滑化フィルタにより血管壁内領域が平滑化され、平滑化された平滑化画像から元の血管壁内領域が差し引かれ、図３０に示すような画像が得られる。その後、差分の結果から一定値以上の領域がプラークとして抽出され、図３１に示すように、プラーク抽出結果Ｋ４が得られる。

このようにして、石灰化抽出結果Ｋ１、内腔抽出結果Ｋ２、外壁抽出結果Ｋ３及びプラーク抽出結果Ｋ４が得られ、これらの結果は記憶部１５に順次保存される。また、この抽出結果に対応する画像は表示部１３に表示され、医師などの診断者は画像を視認して診断を行う。

この画像処理では、ＣＰＲ像の複数のスライス画像（断面画像）が用いられて内腔の輪郭点Ｐ２が複数取られ、その後、円近似及び三次元補間（３Ｄ補間）が行われて内腔輪郭が取られる。その際、スライス方向である長手方向（血管の延伸方向）の連続性が考慮され、内腔輪郭が連続となっていない、すなわち滑らかでない場合には、補正が加えられる。これにより、スライス方向での内腔の連続性を確保することができ、さらに、石灰化のボケによる内腔の誤検出を防止することができる。

ここで、例えば、図３２に示すように、図４に示す処理領域Ｒ１として冠動脈における図３２中の３８〜４６の領域が切り出され、前述の処理が行われると、石灰化抽出結果Ｋ１、内腔抽出結果Ｋ２、外壁抽出結果Ｋ３及びプラーク抽出結果Ｋ４が抽出結果として得られる（図７、図２３、図２９及び図３１参照）。

Ｚ軸方向のスライス画像３８〜４６は、図３３に示すように、三次元処理結果（３Ｄ処理結果）として得られ、表示部１３に表示される。なお、図３３には、比較例として、入力データ、手動分類及び二次元処理結果（２Ｄ処理結果）における各スライス画像３８〜４６も記載されている。入力データは生データであり、手動分類結果は医師などの診断者が入力データを視認しながら操作部１４を入力操作して分類を行った結果であり、二次元処理結果は二次元ボリュームデータを用いる二次元処理を行った結果である。

二次元処理結果では、図３３中の黒矢印及び白矢印を参照すると、隣り合うスライス画像でプラーク（図３３中の黒領域参照）や石灰化（図３３中の白領域参照）が突然現れたり、消えたりしている。特に、その現象はプラークで顕著である。したがって、プラーク領域や石灰化領域に連続性がないことがわかる。この不連続は二次元処理においてスライス画像１枚毎に処理を行うために生じている。また、二次元処理結果では、図３３中の白矢印を参照すると、石灰化のボケによる内腔の誤検出により石灰化（図３３中の白領域参照）が内腔（図３３中の斜線ハッチング参照）内に存在してしまっている。つまり、二次元処理では、石灰化のボケ部分が内腔として検出されてしまう。

一方、三次元処理結果では、図３３中の黒矢印及び白矢印を参照すると、プラークや石灰化が隣り合うスライス画像間で連続となっている。さらに、図３３中の白矢印を参照すると、石灰化のボケによる内腔の誤検出がなくなり、石灰化が内腔の外に存在している。したがって、前述の二次元処理結果のように、プラーク領域や石灰化領域などの分類領域が隣り合うスライス画像で突然現れたり、消えたりすることがなくなり、スライス方向での分類領域（プラーク領域や石灰化領域など）の連続性を確保することができ、さらに、石灰化のボケによる内腔の誤検出を防止することができる。

また、手動分類処理においては、医師などの診断者が手動により分類を行うため、分類する作業時間が長くなり、また、細かい部分までの分類が困難である。特に、分類作業は経験や技量に左右されるため、経験や技量が不足している場合には、作業時間が非常に長くなり、さらに、細かい部分までの分類が非常に困難となる。

一方、三次元処理結果では、連続性が確保され正確な分類が行われた画像が自動的に表示されるので、作業効率を向上させることができ、さらに、正確な診断を行うことができる。特に、診断者の経験や熟練度などに依存することなく、患者の心臓の血管状況を的確に把握することが可能になるので、正確な診断を行うことができる。

以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、三次元ボリュームデータＤ１から複数のスライス画像を有するＣＰＲ画像を求め、求めたＣＰＲ画像の各スライス画像を用いて内腔の複数の輪郭点Ｐ２を求め、求めた各輪郭点Ｐ２に対してスライス方向の連続性を得る補正を行い、求めた各輪郭点Ｐ２及び補正した輪郭点Ｐ２に対して円近似及び補間を行い、内腔の輪郭を抽出することによって、プラーク領域や石灰化領域などの分類領域が隣り合うスライス画像で突然現れたり、消えたりすることがなくなり、スライス方向での分類領域の連続性を確保することができ、さらに、石灰化のボケによる内腔の誤検出を防止することができる。また、連続性の確保や誤検出の防止を実現し、血管を各領域に分類する分類精度を向上させることができる。

また、求めた各輪郭点Ｐ２に対し、抽出した石灰化の周辺の輪郭点Ｐ２を内腔の輪郭が滑らかになるように血管の内側に移動させる補正を行うことによって、簡略な処理により、スライス方向での分類領域の連続性を確実に確保することができ、さらに、内腔の輪郭を精度良く得ることができる。

加えて、求めた各輪郭点Ｐ２に対し、血管の分岐周辺の輪郭点Ｐ２を内腔の輪郭が滑らかになるように血管の内側に移動させる補正を行うことによって、簡略な処理により、スライス方向での分類領域の連続性を確実に確保することができ、さらに、内腔の輪郭を精度良く得ることができる。

また、三次元ボリュームデータＤ１における複数のスライス画像を用いて外壁の複数の輪郭点Ｐ３を求め、求めた各輪郭点Ｐ３に対してスライス方向の連続性を得る補正を行い、求めた各輪郭点Ｐ３及び補正した輪郭点Ｐ３に対して円近似及び補間を行い、外壁の輪郭を抽出することによって、自動で正確に外壁の輪郭を抽出することができ、さらに、連続性を保持しながら外壁の輪郭を抽出することができる。

また、求めた外壁の各輪郭点Ｐ３に対し、血管の芯点Ｐ１から所定距離外れた輪郭点Ｐ３を除去する補正を行うことによって、簡略な処理により、スライス方向での外壁領域の連続性を確実に確保することができ、さらに、外壁の輪郭を精度良く得ることができる。

加えて、血管の径を監視し、隣り合うスライス画像を用いて外壁の輪郭点Ｐ３を追加する補正を行うことによって、簡略な処理により、スライス方向での外壁領域の連続性を確実に確保することができ、さらに、外壁の輪郭を精度良く得ることができる。

なお、本発明は、前述の実施の形態に限るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、前述の実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。また、前述の実施の形態においては、各種の数値を挙げているが、それらの数値は例示であり、限定されるものではない。

前述の実施の形態においては、Ｘ線断層撮影装置（Ｘ線ＣＴ装置）などを用いて医用画像撮影装置２を構成しているが、これに限るものではなく、例えば、他の撮影装置を用いるようにしてもよく、さらに、Ｘ線断層撮影装置などの医用画像撮影装置２に医用画像処理装置４を組み込み、医用画像診断装置１を構成するようにしてもよい。

本発明の実施の一形態に係る医用画像診断装置の概略構成を示すブロック図である。図１に示す医用画像診断装置が備える医用画像処理装置の概略構成を示すブロック図である。図２に示す医用画像処理装置が行う画像処理の流れを示すフローチャートである。図３に示す画像処理の画像切り出し処理における心臓ボリュームデータを説明するための説明図である。図３に示す画像処理の画像切り出し処理による切り出しデータを説明するための説明図である。図３に示す画像処理の石灰化処理における心臓ボリュームデータを説明するための説明図である。図３に示す画像処理の石灰化抽出処理による石灰化抽出結果を説明するための説明図である。図３に示す画像処理の内腔抽出処理の流れを示すフローチャートである。図８に示す内腔抽出処理の芯点補正処理の流れを示すフローチャートである。図９に示す芯点補正処理における芯点の補正を説明するための説明図である。図９に示す芯点補正処理における芯点の補正を説明するための説明図である。図８に示す内腔抽出処理における輪郭点の抽出を説明するための説明図である。図１２に示す第１のプロファイル断面図から得られた第１のプロファイルを説明するための説明図である。図１２に示す第２のプロファイル断面図から得られた第２のプロファイルを説明するための説明図である。図８に示す内腔抽出処理における輪郭点の抽出を説明するための説明図である。図８に示す内腔抽出処理における石灰化前後の輪郭点の補正を説明するための説明図である。図８に示す内腔抽出処理における石灰化前後の輪郭点の補正を説明するための説明図である。図８に示す内腔抽出処理における石灰化前後の輪郭点の補正を説明するための説明図である。図８に示す内腔抽出処理における分岐あるいは異常の輪郭点の補正を説明するための説明図である。図８に示す内腔抽出処理における分岐あるいは異常の輪郭点の補正を説明するための説明図である。図８に示す内腔抽出処理における分岐あるいは異常の輪郭点の補正を説明するための説明図である図８に示す内腔抽出処理における輪郭点の円近次及び三次元補間を説明するための説明図である。図８に示す内腔抽出処理による内腔抽出結果を説明するための説明図である。図３に示す画像処理の外壁抽出処理の流れを示すフローチャートである。図２４に示す外壁抽出処理における輪郭点の抽出を説明するための説明図である。図２４に示す外壁抽出処理における外れ点の補正を説明するための説明図である。図２４に示す外壁抽出処理における心筋補正を説明するための説明図である。図２４に示す外壁抽出処理における心筋補正を説明するための説明図である。図２４に示す外壁抽出処理による外壁抽出結果を説明するための説明図である。図３に示す画像処理のプラーク抽出処理における差分画像を説明するための説明図である。図３に示す画像処理のプラーク抽出処理によるプラーク抽出結果を説明するための説明図である。心臓の冠動脈を示す模式図である。図３２に示す冠動脈の一部を分類抽出した抽出結果を説明するための説明図である。

符号の説明

１医用画像診断装置
２医用画像撮影装置
４医用画像処理装置
Ｄ１三次元ボリュームデータ
Ｐ２輪郭点（内腔の輪郭点）
Ｐ３輪郭点（外壁の輪郭点）

Claims

医用画像の三次元ボリュームデータから血管の石灰化を抽出する手段と、
前記三次元ボリュームデータから前記血管の内腔を抽出する手段と、
前記三次元ボリュームデータから前記血管の外壁を抽出する手段と、
前記三次元ボリュームデータから前記血管のプラークを抽出する手段と、
を備え、
前記内腔を抽出する手段は、前記三次元ボリュームデータから複数のスライス画像を有する曲面任意多断面再構成画像を求め、求めた前記曲面任意多断面再構成画像の前記複数のスライス画像を用いて前記内腔の複数の輪郭点を求め、求めた前記複数の輪郭点に対してスライス方向の連続性を得る補正を行い、求めた前記複数の輪郭点及び補正した前記輪郭点に対して曲線近似及び補間を行い、前記内腔の輪郭を抽出することを特徴とする医用画像処理装置。
前記内腔を抽出する手段は、求めた前記複数の輪郭点に対し、抽出した前記石灰化の周辺の前記輪郭点を前記内腔の輪郭が滑らかになるように前記血管の内側に移動させる補正を行うことを特徴とする請求項１記載の医用画像処理装置。
前記内腔を抽出する手段は、求めた前記複数の輪郭点に対し、前記血管の分岐周辺の前記輪郭点を前記内腔の輪郭が滑らかになるように前記血管の内側に移動させる補正を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の医用画像処理装置。
前記外壁を抽出する手段は、前記三次元ボリュームデータにおける複数のスライス画像を用いて前記外壁の複数の輪郭点を求め、求めた前記複数の輪郭点に対してスライス方向の連続性を得る補正を行い、求めた前記複数の輪郭点及び補正した前記輪郭点に対して円近似及び補間を行い、前記外壁の輪郭を抽出することを特徴とする請求項１、２又は３記載の医用画像処理装置。
前記外壁を抽出する手段は、求めた前記複数の輪郭点に対し、前記血管の芯点から所定距離外れた前記輪郭点を除去する補正を行うことを特徴とする請求項４記載の医用画像処理装置。
前記外壁を抽出する手段は、前記血管の径を監視し、隣り合う前記スライス画像を用いて前記輪郭点を追加する補正を行うことを特徴とする請求項４又は５記載の医用画像処理装置。
医用画像を撮影する医用画像撮影装置と、
請求項１ないし６のいずれか一に記載の医用画像処理装置と、
を備えることを特徴とする医用画像診断装置。
医用画像の三次元ボリュームデータ内の三次元関心領域を求める手段と、
前記三次元ボリュームデータの石灰化領域を求める手段と、
前記三次元関心領域のヒストグラムに基づいて血管の内腔領域と血管壁領域を決めるための閾値を求める手段と、
前記閾値に基づいて、前記血管の内腔領域または血管壁領域の少なくとも一方の領域を識別可能に表示する表示手段と、
を備えることを特徴とする医用画像処理装置。
前記閾値を求める手段は、前記三次元関心領域内における石灰化領域を除去したヒストグラムに基づいて、前記閾値を決めるものであることを特徴とする請求項８記載の医用画像処理装置。