专利名称：医用图像诊断支援装置、方法和程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及根据三维医用图像输出对心脏区域的图像诊断有用的图像的医用图像诊断支援技术。
背景技术：
伴随医疗场所中多片(Hiulti-Slice)CT的普及，医用图像分析技术迅速发展。例如，在心脏区域中，已达到可在心脏的一次心搏期间取得多个三维图像。随之，提出使用了心脏区域的三维医用图像的各种图像诊断支援方法。在多数心脏疾病中，不能向心肌供给血流，因心肌不工作而能够引发心脏停搏的状态。因此，要求通过图像诊断发现心肌的异常，并迅速决定治疗方案。因对心肌供血减少的缺血而引起的疾病的代表例是心绞痛和心肌梗塞。心绞痛和心肌梗塞的不同在于，其心肌在日后是否可恢复，心绞痛的情况下心肌可恢复，与此相对，心肌梗塞由于心肌坏死而不能恢复。在心绞痛的情形下，作为其治疗方法，可以实施扩张作为心肌供血不足的原因的冠状动脉狭窄部位的手术(经皮冠状动脉介入(PCI))或冠状动脉旁路手术这种血运重建疗法。因此，鉴别相应患者是心绞痛还是心肌梗塞非常重要。为了进行这种心脏病的图像诊断，进行使用了 CT或MR图像的左心室的心脏功能分析，由此，可以检测出心肌的工作有异常的部位。本申请人还提出了通过预定的格式来联合(fusion)显示例如表示心脏功能的功能图像和表示冠状动脉的形态图像的方法(专利文献1)。另一方面，用于心肌的缺血区域(坏死区域)检测的MR延迟造影分析日益引人关注，由此，可以看出心肌的哪个部分梗塞了(例如非专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1日本特开2008-253753号公报非专利文献非专利文献1石本剛外等3人、《3.OT MRI ( h^ If 6 3D心臓遅延造影MRI ” 検討》、日本放射線技術学会雑誌、日本放射線技術学会、2008年12月、Vol. 64，No. 12， p.p.1554-1561这里，分别进行用于上述各分析的检查，并由医师来分别单独确认各个结果后，进行综合判断。即，医师在综合判断来自心脏功能分析的心脏功能评价结果和来自MR延迟造影分析的梗塞部位的判定结果时，在医师的头脑中想象对应关系，来判断各自的位置关系。
发明内容
本发明鉴于上述情形而作出，其所要解决的技术问题是提供一种在心脏区域的图像诊断时可明确提示在心功能低下的部分是否发生心肌梗塞的医用图像诊断支援装置、方法和程序。本发明的医用图像诊断支援装置，其特征在于，设置有心脏功能分析单元，将表示心脏的三维医用图像作为输入，并按照预定的多个部分的每一个计算表示心脏的功能的心脏功能评价值；心肌梗塞分析单元，将所述三维医用图像作为输入，按照预定的多个部分的每一个计算表示心肌梗塞的程度的心肌梗塞度；以及叠加图像输出单元，输出叠加图像， 所述叠加图像是将所述心脏功能评价值和所述心肌梗塞度以可识别两者的形式叠加表示在可表现所述三维医用图像中的心脏各位置的坐标系(叠加图像的坐标系)上形成的。本发明的医用图像诊断支援方法，其特征在于，使计算机执行将表示心脏的三维医用图像作为输入，并按照预定的多个部分的每一个计算表示心脏的功能的心脏功能评价值的步骤；将所述三维医用图像作为输入，并按照预定的多个部分的每一个计算表示心肌梗塞的程度的心肌梗塞度的步骤；以及输出叠加图像，所述叠加图像是将所述心脏功能评价值和所述心肌梗塞度以可识别两者的形式叠加表示在可表现所述三维医用图像中的心脏各位置的坐标系(叠加图像的坐标系)上形成的。本发明的医用图像诊断支援程序使计算机作为上述医用图像诊断支援装置的各单元发挥功能。这里，心脏功能评价值和心肌梗塞度的计算时作为输入的三维医用图像可以相同，也可以不同。作为具体例，心脏功能评价值的计算中考虑将1个以上表示预定心脏相位的心脏的三维医用图像作为输入。这里，所谓心脏相位是指包含心脏的收缩和扩张的1次心搏周期中的阶段。另一方面，心肌梗塞度的计算中可考虑在对被检体投入预定的造影剂后经过预定的时间后，将由MRI装置进行的摄像而得到的表示心脏的延迟造影相的三维医用图像作为输入。在心脏功能评价值和心肌梗塞度的计算时使用不同的三维医用图像的情况下，优选根据需要，来确定两个三维医用图像中的心脏解剖学位置的对应关系。该情况下，优选叠加图像成为根据确定出的解剖学位置的对应关系将相对应的解剖学位置上的心脏功能评价值和心肌梗塞度表示在叠加图像的坐标系的相同位置上。这里，基于解剖学位置的对应关系的位置匹配可以在心脏功能评价值和心肌梗塞度的计算之前进行，也可在与这些计算相同的定时进行，也可在计算后(叠加图像的制作时)进行。作为心脏功能评价值的具体例，举出有与心肌的壁运动有关的评价值。作为心肌梗塞度，可以使用例如心脏的各部分中发生梗塞的心肌厚度相对心肌整体的厚度的比例。叠加图像表示心脏的各部分中至少一部分的心脏功能评价值和心肌梗塞度即可。 例如心脏功能评价值可以仅表示低到满足预定基准的程度(心脏功能低)的部分，对于心肌梗塞度，也可以仅表示高到满足预定的基准的程度(心肌梗塞的程度深)的部分。叠加图像也可以是心脏功能评价值和心肌梗塞度被表示在至少由第1坐标成分和第2坐标成分规定的坐标系上而成的。所述第1坐标成分表示连结三维医用图像中的心脏的心尖部和心脏基部的长轴方向上位置，所述第2坐标成分表示在长轴各位置上与长轴正交的截面上的、以表示长轴的点为视点的放射状视线方向。或者，叠加图像也可以是心脏功能评价值和心肌梗塞度叠加表示在从所赋予的方向观察到的心脏的各部分上而成的。叠加图像的输出方式包含能够使心脏功能评价值和心肌梗塞度叠加可视的全部输出方式。例如举出有生成1个叠加图像并将其图像数据写入到存储装置的方式、生成1 个叠加图像而硬拷贝输出的方式、和进行显示控制，使显示单元以叠加状态显示分别表示心脏功能评价值和心肌梗塞度的两个图像的方式。本发明中，也可以从三维医用图像提取冠状动脉区域，并将所提取的冠状动脉区域进一步叠加表示在上述坐标系上。发明的效果根据本发明，可以输出叠加图像，该叠加图像是将心脏功能评价值和心肌梗塞度以可识别两者的形式叠加表示在可表现三维医用图像中的心脏各位置的坐标系上而成的。 由此，心脏功能评价值和心肌梗塞度这两个计算结果被综合可视化，能够明确提示在心脏功能低下的部分是否发生了心肌梗塞。因此，在图像诊断时，可以更容易且更准确地进行心绞痛和心肌梗塞的判断。
图1是导入了作为本发明的实施方式的医用图像诊断支援装置的医用图像诊断系统的示意结构图；图2是模式上表示实现本发明的实施方式的医用图像诊断支援处理功能(心脏分析功能)的结构和处理流程的框图；图3是表示使用了本发明的实施方式的医用图像诊断系统的心脏分析处理的流程的流程图；图4是模式上表示在心脏区域上设定的长轴、短轴、短轴截面的图；图5是用于说明短轴截面上的心脏功能评价值的运算处理的图；图6是表示了表示心脏功能的牛眼图的一例的图；图7是用于说明短轴截面中的梗塞占有率的运算处理的图；图8是表示了表示梗塞占有率的牛眼图的一例的图；图9是表示了叠加有心脏功能评价值和梗塞占有率后的牛眼图的一例的图；图10是模式上表示左心室的4个部分的图；图11是表示了叠加有心脏功能评价值和梗塞占有率后的地形图(topographic map)的一例的图；图12是表示了叠加心脏功能评价值和梗塞占有率后的图像的一例的图；图13是模式上表示实现本发明的实施方式的一变形例的医用图像诊断支援处理功能(心脏分析功能)的结构和处理流程的框图；图14是表示使用了本发明的实施方式的一变形例的医用图像诊断系统的心脏分析处理的流程的流程图；图15是表示叠加有冠状动脉的形态、心脏功能评价值和梗塞占有率后的体绘图 (volume rendering)的一例的图。
具体实施例方式下面，以下述心脏分析处理为例，来说明导入了作为本发明的实施方式的医用图像诊断支援装置后的医用图像诊断系统，该心脏分析处理中叠加显示基于由多片CT得到的多个心脏相位的三维医用图像的心脏功能分析结果和基于由MR延迟造影得到的三维医用图像的心肌的梗塞区域的分析结果。
图1是表示该医用图像诊断系统的示意的硬件结构图。如图所示，在该系统中，经由网络9在可通信的状态下连接有物理治疗设备(modality) 1、图像保管服务器2和图像处理工作站3。物理治疗设备1通过拍摄被检体的胸部(心脏区域)，从而生成表示该部位的三维医用图像的图像数据，并对该图像数据添加由DIC0M(医学数字成像和通信Digital Imaging and Communications in Medicine)标准规定的附属信息，而作为图像信息加以输出。本实施方式中，包含多片CT和MRI。图像保管服务器2是将由物理治疗设备1取得的医用图像数据或在图像处理工作站3中通过图像处理生成的医用图像的图像数据在图像数据库中加以保存·管理的计算机，包括大容量外部存储装置及数据库管理用软件(例如ORDB (对象关联数据库Object Relational Database)管理软件)。图像处理工作站3作为本发明的医用图像诊断支援装置发挥功能。是根据来自阅片者的请求，对从物理治疗设备1或图像保管服务器2取得的医用图像数据进行图像处理 (包含图像分析)，并显示所生成的图像的计算机，包括CPU，主存储装置、辅助存储装置、输入输出接口、通信接口、输入装置(鼠标、键盘等)、显示装置(显示监视器)、数据总线等公知的硬件结构，并安装有公知的操作系统等。本发明的医用图像诊断支援处理(心脏分析处理)通过执行从CD-ROM等的记录介质安装的程序(心脏分析应用)来加以实现。该程序也可以从经由互联网等网络加以连接的服务器的存储装置下载后进行安装。图像数据的存储形式和经由网络9的各装置间的通信基于DICOM等协议。图2是表示图像处理工作站3的功能中的、与作为本发明的第1实施方式的心脏分析处理有关的部分的框图。如图所示，本实施方式的心脏分析处理由心脏功能分析部31、 心肌梗塞分析部32、对应关系确定部33、叠加图像生成部34、显示控制部35加以实现。多个心脏相位t(t = 1，2，…，T)中的CT图像的图像数据V-CTt、MR延迟造影图像的图像数据V-MR、表示心脏功能的牛眼(bull' s-eye)图的图像数据I_CF、表示梗塞占有率的牛眼图的图像数据I-MI、叠加图像的图像数据I-OL是分别由上述各处理部对图像处理工作站3 的预定存储区域进行读写的数据。接着，根据图3的流程图，来说明作为本发明的实施方式的心脏分析处理的流程。首先，若用户(例如图像诊断医师)从图像处理工作站3的显示器上显示的检查列表或系列列表中选择心脏分析的对象图像，则图像处理工作站3取得所选出的CT图像数据V-CTt和MR图像数据V-MR(#la，#lb)。接着，若用户进行启动心脏分析应用的操作，则开始对所选出的CT图像数据V-CTt和MR图像数据V-MR进行图像分析。心脏功能分析部31分别对多个心脏相位中的、后述的心脏功能评价值CF的计算所需的1个以上的相位t的CT图像数据V-CTt提取图像中的心脏区域、左心室内腔区域、 心肌区域(#加)。如图4模式上所示，对于各心脏相位t，设置连结所提取的心脏区域的心尖部和心脏基部的长轴LA-CTt和与长轴LA-CTt正交的M条短轴SA-CTt,m(m = 1,2,…，Μ) (#3a) 0另一方面，心肌梗塞分析部32也与上述相同，将MR图像数据V-MR作为输入， 提取图像中的心脏区域、左心室内腔区域、心肌区域(#2b)，并设置长轴LA-MR与短轴 SA-MRm(#3b)。
之后，对应关系确定部33确定CT图像V-CTt和MR图像V-MR各自表示的心脏的解剖学位置的对应关系，并进行两图像的位置匹配(#4)。接着，心脏功能分析部31针对通过在步骤#3a设定的各短轴SA-CTt,m(m = 1， 2，…，M)且与长轴LA-CTt正交的多个短轴截面P-CTtil P-CTt, m(参考图4)上的短轴图像(参考图5)的每一个，按照短轴截面P-CTt,m上以表示长轴LA-CTt的点O-CTt,m为视点的放射状视线方向I1到In的每一个，计算心脏功能评价值CF(#5a)，并生成表示心脏功能的牛眼图I-CF (参考图6) (#6a)。心肌梗塞分析部32针对通过在步骤#3b设置的各短轴SA-MRm (m = 1，2，…，M)且与长轴LA-MR正交的多个短轴截面P_MRm(参考图4)上的短轴图像(参考图7)的每一个， 按照短轴截面P-MIim上以表示长轴LA-MR的点为视点的放射状视线方向I1到In的每一个， 计算梗塞占有率MI (恥b)，并生成表示梗塞占有率的牛眼图I-MI (参考图8) (#6b)。并且，叠加图像生成部34生成使表示心脏功能的牛眼图I-CF与表示梗塞占有率的牛眼图I-MI相重合而成的叠加图像I-0L(参考图9) (#7)，显示控制部35将所生成的叠加图像I-OL显示在图像处理工作站3的显示器上(#8)。下面，说明本实施方式中的各处理部等的详细情况。作为心脏功能分析的对象的CT图像数据V-CTt表示在基于多片CT的拍摄中得到的多个心脏相位t中的心脏区域。这里，心脏相位t可设为通过百分率来标准化从心电图的R波到下一 R波的时间间隔而成的。本实施方式中，一般用t = l，2，…，T这样的T个相位表示。另一方面，作为心肌梗塞分析的对象的MR图像数据V-MR是在静脉投入钆(Gd)造影剂并经过预定的时间(15到20分左右)后MRI装置进行的反转·恢复法等摄影法而得到的表示延迟造影相的Tl强调图像的图像数据。钆(Gd)造影剂不进入到正常的心肌细胞中，而分布在血液中及细胞外液中。因此，由于在心肌坏死的梗塞区域中，正常的心肌细胞减少，伴随心肌细胞的异常，细胞外液成分增加，所以在延迟造影相中成为高信号区域。作为心脏功能分析部31和心肌梗塞分析部32进行的心脏、左心室内腔、心肌各区域的提取方式，安装公知的方式就可以了。例如，可以对于构成各心脏相位的CT图像V-CTt 的各体素数据的值，分别计算表示心脏的类似轮廓的特征量、表示左心室的类似轮廓的特征量，并基于通过机械学习而预先取得的评价函数评价所计算的特征量，从而判断该体素数据是否表示心脏的轮廓(位于心脏表层的心外膜)或是否表示左心室的轮廓(位于左心室的内腔和心肌的边界的心内膜)。通过重复该判断，来分别判断表示心脏整体的轮廓和左心室的轮廓的体素数据，并将心脏的轮廓内的区域作为心脏区域、将左心室的轮廓内的区域作为左心室内腔区域、将由两轮廓夹着的区域作为心肌区域加以提取。评价函数的取得可以使用例如Adaboost算法(细节参考JP特开2007-307358号公报)。各区域的提取还可使用其他机械学习方法或使用了统计模型的方法、例如线性判别法及神经网络、支援向量机等。也可设置手动修正心脏、心室内腔、心肌各区域的提取结果的用户接口。可通过在例如在短轴图像、或通过长轴的截面的长轴图像上显示各区域的提取结果，并受理改变想要修正的区域边界的操作，来进行该手动修正。可以如下这样来进行心脏功能分析部32进行的长轴LA-CTt和短轴SA-CTt,m(m = 1,2,…，Μ)的设定。即，如图4模式上所示，对所提取的左心室区域设定连结心尖部、左心室的大致中心和心脏基部的长轴LA-CTt,并且在长轴LA-CTt上的各点设定与长轴LA-CTt正交的M条短轴SA-CTt,m(m= 1，2，…，M)。这里，可以通过根据心脏区域的提取结果计算心尖部和左心室的中心位置坐标，来自动地设置长轴LA-CTt。此外，根据默认或由用户设置的短轴图像的个数(上述M值)或短轴截面之间的距离等参数，来设置长轴LA-CTt上的短轴 SA-CTt,m的各位置。心肌梗塞分析部32进行的长轴LA-MR和短轴SA-MRmOn= 1,2,…，M) 的设置细节也相同。也可设置用于手动修正自动设置的长轴LA-CTt、LA-MR的位置或方向的用户接口。例如可以将自动设置的长轴LA-CTt、LA-MR与心脏区域的图像一起显示在画面上，通过拖拉操作使长轴LA-CTt、LA-MR移动或加以旋转。可以通过求出图像变换函数，利用该图像变换函数来刚体或非刚体变换MR图像 V-MR,来进行对应关系确定部33进行的CT图像V-CTt与MR图像V-MR的位置匹配，所述图像变换函数使MR图像V-MR和与MR图像V-MR的心脏相位相同或相近的心脏相位TO上的 CT图像V-CTto之间的互信息量最大化。具体来说，首先，根据CT图像数据V-CTto生成通过各短轴SA-CTm m且与长轴LA-CTto正交的多个短轴截面P-CTtq, 1 P_CTTO，M上的CT短轴图像。另一方面，根据MR像数据V-MR生成通过各短轴SA-MRm且与长轴LA-MR正交的多个短轴截面P-MR1 P-MI^m上的MR短轴图像。接着，按照短轴位置相对应的CT短轴图像和MR 短轴图像的每个组合，来进行使用了互信息量的位置匹配。或者，也可按每个上述组合，通过用户的鼠标操作等手动进行位置匹配(位置匹配处理的细节参考例如渡部浩司、《“^ ^千 夕'-J r 4 Q画像位置合i重&合h#》、日本放射線技術学会雑誌、日本放射線技術学会、2OO3 年 1 月、Vol. 59, No. 1，ρ· ρ· 60-65 等)。如图5所示，在各CT短轴截面P-CTt, m中，按照从长轴LA-CTt与短轴截面P_CTt, m 的交点O-CTt,m沿短轴截面P-CTt,m放射状延伸的多条线段ln(n= 1,2,…，N)的每一个， 或者按照由各线段In分割的每个划分区，计算心脏功能评价值CF。以下例举心脏功能评价值CF的具体例和计算方法。作为从单一心脏相位的CT图像数据V-CTt计算的心脏功能评价值CF的具体例， 例举有心室内径和壁厚。所谓心室内径是指各CT短轴图像中从交点O-CTt,m到心室内腔与心肌的边界LVin为止的沿上述各线段In的距离(参考图5的线段I1上的距离ID)。另一方面，所谓壁厚是指各CT短轴图像中从交点O-CTt,m到心脏的边界LV。ut为止的沿上述各线段In的距离与从交点O-CTt,m到心室内腔与心肌的边界LVin为止的沿上述各线段In的距离之差(参考图5的线段I1上的距离WT)。这些心脏功能评价值CF若在各心脏相位t中算出并按每个心脏相位t生成牛眼图I-CF，则可以动态显示心脏功能评价值CF。相反，例如也可仅计算如扩张末期和收缩末期那样的图像诊断上重要的确定心脏相位。该情况下，在上述确定心脏相位的CT图像V-CTt和MR图像V-MR之间进行上述CT图像V-CTt和MR图像 V-MR的位置匹配即可，而与两图像间的心脏相位的同一性无关。作为从多个心脏相位的CT图像数据V-CTt算出的心脏功能评价值CF的具体例， 举出有局部射血分数、壁厚变化量、壁运动量。所谓局部射血分数是指左心室内所划分的每个区域的射血分数。这里，所谓射血分数是指扩张末期和收缩末期的容量差(射血量)相对扩张末期的容量的比值。本实施方式中，按照由各短轴图像的各线段In分割的每个划分区，由下式得到局部射血分数。(扩张末期的面积(容积)-收缩末期的面积(容积))X100/扩张末期的面积
所谓壁厚变化量是指收缩末期和扩张末期的心肌厚度(壁厚)差。所谓壁厚增加率是指收缩末期和扩张末期的心肌厚度(壁厚)之差相对扩张末期的心肌厚度(壁厚)的比值。所谓壁运动量是指扩张末期和收缩末期的心室直径之差。在根据多个心脏相位的CT图像数据V-CTt计算心脏功能评价值CF的情况下，最好在心脏功能评价值CF的计算之前进行该计算中使用的各心脏相位间的位置匹配。例如，可以通过求出两图像的相关系数最高的图像变换函数，并利用该图像变换函数来刚体或非刚体变换一个CT图像，来进行心脏相位Tl的CT图像V-CTn和心脏相位T2的CT图像V-CTt2 的位置匹配。具体来说，与上述CT图像V-CTt和MR图像V-MR的位置匹配同样，按照短轴的位置相对应的CT短轴图像的每个组合，来进行使用了相关系数的位置匹配。或者，也可按每个上述组合，通过用户的鼠标操作等手动进行位置匹配。另一方面，梗塞占有率MI是如例如图7所示那样，在MR短轴截面P-MRm中从长轴 LA-MR与短轴截面P-MIim之间的交点O-MIim沿短轴截面P-MIim放射状延伸的多条线段In(n = 1,2,…，N)的每一个的、梗塞区域相对心肌区域整体的比值，对于各个线段In，通过下式来得到。心肌的梗塞区域Ι ΜΙ的厚度X 100/心肌区域整体的厚度(壁厚LVin和LV。ut间的距离)或，可按由各线段In分割的每个划分区，通过心肌的梗塞区域Rmi的面积X 100/心肌区域整体的面积来计算。如前所述，由于心肌的梗塞区域1^表示比正常的心肌区域高的信号值，所以可以使用可识别梗塞区域和正常区域的阈值，将信号值比该阈值高的体素作为梗塞区域加以提取。通过按照距各截面的中心线部的距离，在半径不同的同心圆的圆周上配置在CT 短轴截面P-CTu到P-CTt,m分别得到的心脏功能评价值CF，来生成表示心脏功能评价值CF 的牛眼图I-CF。具体来说，越是接近心脏中心部的截面，越配置在半径较小的圆周上。或者，也可以是越是接近心脏基部的截面，越配置在半径较小的圆周上。图6表示了表示心脏功能评价值CF的牛眼图I-CF的一例。如图所示，在牛眼图I-CF中，在与距中心线部的距离rm对应的半径rm'的圆周上表示出距中心线部的距离为rm的CT短轴截面P-CTt,m(参考图4)中的心脏功能评价值CF的分布。各CT短轴截面P-CTt, m上的心脏功能评价值CF的分布被表示为，CT短轴截面P-CTt,m上的各线段In的朝向(参考图5)与牛眼图I-CF中的线段In'的朝向一致。例如按照心脏功能评价值CF的值来分色表示心脏功能评价值CF。 也可以仅对心脏功能评价值CF的预定值范围分配颜色。与表示心脏功能评价值CF的牛眼图I-CF同样地生成表示梗塞占有率MI的牛眼图I-MI。图8表示了表示梗塞占有率MI的牛眼图I-MI的一例。如图所示，在牛眼图I-MI 中，在与距中心线部的距离rm对应的半径rm'的圆周上表示出距中心线部的距离为^的 MR短轴截面P-MRm (参考图4)中的梗塞占有率MI的分布。各MR短轴截面P-MRm上的梗塞占有率MI的分布被表示为，MR短轴截面P-MIim上的各线段In的朝向(参考图7)与牛眼图 I-MI中的线段In'的朝向一致。本实施方式中，仅对梗塞占有率MI为预定值(例如90%) 以上的区域分配特定的浓度值，但是也可以例如按照梗塞占有率MI的值，用不同的浓淡来加以表示。可以由用户变更牛眼图I-MI中表示的梗塞占有率的值的范围。通过在表示心脏功能评价值CF的牛眼图I-CF上半透明叠加表示梗塞占有率MI的牛眼图I-MI，来生成叠加图像I-0L。这时，由对应关系确定部33来确定牛眼图I-CF和 I-MI的位置的对应关系，由于已经进行了位置匹配，所以叠加图像生成部34只要利用两个图像中坐标值一致的点彼此之间进行重合即可。图9是利用图6的表示心脏功能评价值CF 的牛眼图I-CF和图8的表示梗塞占有率MI的牛眼图I-MI而生成的叠加图像I-OL的例子。 如图所示，用不同的显示方式(颜色、浓淡、加影线等)来表示心脏功能评价值CF和梗塞占有率MI，以便能够视觉识别心脏功能评价值CF和梗塞占有率MI两者。如以上这样，根据本发明的实施方式，叠加图像生成部34输出将由心脏功能分析部31计算的心脏功能评价值CF和由心肌梗塞分析部32计算的梗塞占有率MI以可识别两者的方式在可表现心脏的各位置的坐标系上叠加表示而成的叠加图像I-0L。由此，可以使心脏功能评价值和梗塞占有率两个计算结果综合可视，向用户明确提示是否在心脏功能低下的部分产生了心肌梗塞。因此，在图像诊断时，可以更容易且更准确地进行心绞痛和心肌梗塞的判断。由于对应关系确定部33确定心脏功能评价值CF的计算中使用的CT图像V-CTt与梗塞占有率MI的计算中使用的MR图像V-MR中的、心脏解剖学位置的对应关系，并进行两个图像的位置匹配，所以由叠加图像生成部34生成的叠加图像I-OL中，同一解剖学位置上的心脏功能评价值CF和梗塞占有率MI被表示出的图像上的位置误差减少，对诊断精度的
提高有利。由于由叠加图像生成部34生成的叠加图像I-OL以用第1坐标成分与第2坐标成分规定的坐标系表示，其中，所述第1坐标成分表示连结心脏的心尖部和心脏基部的长轴 LA-CT0LA-MR的方向上的位置，所述第2坐标成分表示在长轴LA-CTt、LA-MR上的各位置与长轴LA-CTt、LA-MR正交的短轴截面P_CTt,m、P_MI m上以表示长轴LA_CTt、LA_MR的点为视点的放射状的视线方向，所以将遍布心脏(左心室)壁的四周的心脏功能评价值CF与梗塞占有率MI作为1个图像表现，因而一览性提高，对诊断的高效化有利。进一步，对于梗塞占有率MI，由于在叠加图像I-OL上仅表示程度高到满足预定基准的部分，所以可以防止因心脏功能评价值CF和梗塞占有率MI的重叠而使叠加图像I-OL 复杂化以及难以看清各自值的分布，从而可容易地把握诊断上重要的发生心肌梗塞的部分。上述实施方式中，牛眼显示了心脏功能评价值CF和梗塞占有率MI，但是显示方式即叠加图像I-OL的坐标系并不限于此。例如也可以进行图11所示的地形显示。其如图10模式上所示，将左心室分割为侧壁、下壁、隔膜、前壁4个部分，并在各部分的边界如同切开左心室的壁那样加以展开的
显不方式。如图12所示，也可以在表示心脏的虚拟三维图像上映射显示心脏功能评价值CF 和梗塞占有率Ml。图12的显示例中，使用由心脏功能分析部31提取的左心室的心肌部分的内壁LVin和外壁LV。ut，对左心室的外壁LV。ut进行筛网显示，并通过表面绘制(surface rendering)显示内壁LVin,在左心室的内壁LVin的表面上映射心脏功能评价值CF和梗塞占有率Ml。心脏功能评价值CF和梗塞占有率MI的映射位置成为图5和图7所示的多个线段ln(n=l，2，…，N)和左心室内壁LVinW交点。根据该显示方式，由于可以以某种程度将心脏或左心室的形态视觉化的同时，观察心脏功能评价值CF和梗塞占有率MI的分布，所以可以容易地把握心脏功能的异常部分或梗塞部分的解剖学位置。另一方面，在该显示方式的情况下，由于不能一览遍布左心室壁四周的心脏功能评价值CF和梗塞占有率MI，所以优选按照用户进行的使用了鼠标等的操作，来改变视点的位置及视线方向，从而使其可旋转虚拟三维图像。 上述实施方式中仅叠加显示了心脏功能评价值CF和梗塞占有率MI，也可进一步还叠加显示冠状动脉的形态。图13是与该变形例对应的框图。如图所示，本变形例是对上述实施方式添加冠状动脉提取部36后的方式。冠状动脉提取部36通过公知的方法，从CT图像的图像V-CTt中提取冠状动脉区域I-CA。例如，在从CT图像的图像数据V-CTt提取心脏区域后，对表示心脏区域的图像进行多重分辨率变换，并对各分辨率的图像进行黑塞(hesse)矩阵的固有值分析，并通过综合各分辨率的图像中的分析结果，来提取冠状动脉流域I-CA作为心脏区域中的各种尺寸的线结构(血管)的集合体，并存储到预定的存储区域中(参考Y Sato, et al.、 ((Three-dimensional multi-scale line filter for segmentation and visualization of curvilinear structures in medical images. )), Medical Image Analysis^ 1998 ^ 6 月、Vol.2、No.2、p.p. 143-168等)。本变形例中，将心脏区域的提取处理作为与心脏功能分析部31公共的处理进行。冠状动脉提取部36也可以还通过使用最小生成树算法等，连结所提取的各线结构的中心点，从而生成表示冠状动脉的树结构的数据，并在连结所提取的冠状动脉的中心点的中心线上的各点(树结构数据的各节点)，求出与中心线正交的截面， 并在各截面上，使用Graph-Cuts法等公知的分割方法来识别冠状动脉的轮廓，并使表示该轮廓的信息与树结构数据的各节点相关联。图14是表示本变形例的处理流程的流程图。如图所示，与上述实施方式同样，图像处理工作站3取得CT图像数据V-CTt和MR图像数据V-MR之后(#lla，#llb)，对应关系确定部33确定CT图像V-CTt和MR图像V-MR各自中表示的心脏解剖学位置的对应关系，并进行两图像的位置匹配(#12)。这里，将变换MR图像V-MR而位置匹配后的MR图像V-MR'存储到预定的存储区域中。接着，若由用户启动心脏分析应用，则心脏功能分析部31与上述实施方式同样，从CT图像数据V-CTt中提取心脏区域、左心室内腔区域、心肌区域(#13a)， 并设置长轴LA-CTt和短轴SA-CTt,m (#14a)，来计算心脏功能评价值CF (#15a)。另一方面，冠状动脉提取部36从在步骤#13a提取的心脏区域中提取冠状动脉区域I-CA (#16)。心肌梗塞分析部32也与上述实施方式同样，将MR图像数据V-MR作为输入，而提取图像中的心脏区域、左心室内腔区域、心肌区域(# 13b)，并设置长轴LA-MR和短轴SA-MRm (# 14b)，来计算梗塞占有率MI (#15b)。并且，叠加图像生成部34生成叠加有冠状动脉区域I-CA、心脏功能评价值CF、梗塞占有率MI后的、如图15所示例的虚拟三维图像I-0L(#17)。这里，可以使用Alpha混合处理或体绘图处理等合成例如表示冠状动脉区域I-CA的体素数据、和表示心脏功能评价值CF和梗塞占有率MI的体素数据，来生成虚拟三维图像I-OL (细节参考JP特开2008-259696号公报等)。显示控制部35将所生成的叠加图像I_0L显示在图像处理工作站3的显示器上(#18)。这里，优选根据用户进行的使用了鼠标等的操作，来改变体绘图的视点位置及视线方向，从而能够使虚拟三维图像旋转。上述说明中，生成虚拟三维图像作为叠加图像，但是也可以生成表示冠状动脉的牛眼图，从而生成叠加有分别表示冠状动脉区域I-CA、心脏功能评价值CF、梗塞占有率MI的牛眼图的叠加图像I-OL (细节参考前述的专利文献4等)。如上这样，根据本变形例，由于生成在叠加有心脏功能评价值CF和梗塞占有率MI 的图像上进一步叠加冠状动脉I-CA的形态而成的叠加图像I-0L，所以可以容易地把握对发生心脏功能的异常或发生梗塞这样的心肌区域供给氧等的冠状动脉，还可容易进行与用于分析该冠状动脉的公知的应用的联合。由此，预计会使诊断效率及精度进一步提高。上述的实施方式和变形例始终是示例，上述的所有说明不应用于限定解释本发明的技术范围。在不脱离本发明的精神的范围内，对上述的实施方式的系统结构、硬件结构、 处理流程、模块结构、用户接口及具体的处理内容等进行各种改变而得到的情形也包含在本发明的技术范围中。例如图3及图14中并列表示的处理步骤中的处理顺序并不限于上述中说明的顺序，顺序可以是前后顺序，也可并行进行。例如图3的步骤#la，#2a, #3a也可以在步骤#lb， #2b，#3b之前进行，可以在后进行，也可同时进行。另外，也可以代替设置叠加图像生成部34，显示控制部35以预定的时间间隔连续切换表示心脏功能的牛眼图I-CF和表示梗塞占有率MI的牛眼图I-MI，同时使其显示在图像处理工作站3的显示器上，由此可实现心脏功能评价值CF和梗塞占有率MI的叠加显示。符号说明
31心脏功能分析部
32心肌梗塞分析部
33对应关系确定部
34叠加图像生成部
35显示控制部
36冠状动脉提取部
权利要求
1.一种医用图像诊断支援装置，其特征在于，包括心脏功能分析单元，将表示心脏的三维医用图像作为输入，按照预定的多个部分的每一个来计算表示心脏的功能的心脏功能评价值；心肌梗塞分析单元，将所述三维医用图像作为输入，按照预定的多个部分的每一个来计算表示心肌梗塞的程度的心肌梗塞度；以及叠加图像输出单元，输出将所述心脏功能评价值和所述心肌梗塞度以可识别两者的形式叠加表示在可表现所述三维医用图像中的心脏各位置的坐标系上而成的叠加图像。
2.根据权利要求1所述的医用图像诊断支援装置，其特征在于，所述心脏功能分析单元将1个以上表示预定心脏相位的心脏的第1三维医用图像作为输入，来计算与心肌的壁运动有关的心脏功能评价值；所述心肌梗塞分析单元在对被检体投入预定的造影剂后经过预定时间后，根据由MRI 装置进行的摄像而得到的表示心脏的延迟造影相的第2三维医用图像，计算所述心肌梗塞度。
3.根据权利要求2所述的医用图像诊断支援装置，其特征在于，还具有对应关系确定单元，确定所述第1三维医用图像和第2三维医用图像中的心脏解剖学位置的对应关系；所述叠加图像是，基于所述解剖学位置的对应关系将相对应的解剖学位置上的所述心脏功能评价值和所述心肌梗塞度表示在所述坐标系的相同位置上而成的图像。
4.根据权利要求1或2所述的医用图像诊断支援装置，其特征在于，还具有冠状动脉提取单元，所述冠状动脉提取单元从所述三维医用图像中提取冠状动脉区域；所述叠加图像输出单元输出将所提取的冠状动脉区域进一步叠加表示在所述坐标系上而成的叠加图像。
5.根据权利要求1或2所述的医用图像诊断支援装置，其特征在于，所述坐标系至少由第1坐标成分与第2坐标成分加以规定，所述第1坐标成分表示连结所述三维医用图像中的心脏心尖部和心脏基部的长轴方向上的位置，所述第2坐标成分表示在所述长轴上的各位置上与该长轴正交的截面上的、以表示长轴的点为视点的放射状视线方向。
6.根据权利要求1或2所述的医用图像诊断支援装置，其特征在于，所述叠加图像输出单元输出将所述心脏功能评价值和所述心肌梗塞度叠加表示在从所赋予的方向观察到的心脏的各部分上而成的所述叠加图像。
7.根据权利要求1或2所述的医用图像诊断支援装置，其特征在于，所述心肌梗塞分析单元计算所述各部分中发生梗塞的心肌厚度相对于心肌整体的厚度的比例，作为所述心肌梗塞度。
8.根据权利要求1或2所述的医用图像诊断支援装置，其特征在于，所述叠加图像输出单元针对所述心肌梗塞度，输出仅将该心肌梗塞度的程度高到满足预定的基准的部分叠加显示在所述坐标系上而成的所述叠加图像。
9.一种医用图像诊断支援方法，其特征在于，计算机执行以下步骤将表示心脏的三维医用图像作为输入，按照预定的多个部分的每一个来计算表示心脏的功能的心脏功能评价值的步骤；将所述三维医用图像作为输入，按照预定的多个部分的每一个来计算表示心肌的梗塞程度的心肌梗塞度的步骤；以及输出将所述心脏功能评价值和所述心肌梗塞度以可识别两者的形式叠加表示在可表现所述三维医用图像中的心脏各位置的坐标系上而成的叠加图像。
全文摘要
本发明一种医用图像诊断支援装置、方法和程序。本发明所要解决的技术问题是在心脏区域的图像诊断时，可明确提示在心脏功能低下的部分是否发生了心肌梗塞。其解决方案为心脏功能分析部(31)将表示心脏的三维医用图像作为输入，按照预定的多个部分的每一个计算表示心脏的功能的心脏功能评价值，并且心肌梗塞分析部(32)将三维医用图像作为输入，按照预定的多个部分的每一个计算表示心肌的梗塞程度的心肌梗塞度。叠加图像生成部(34)输出将所计算的心脏功能评价值和心肌梗塞度以可识别两者的形式叠加表示在可表现三维医用图像中的心脏各位置的坐标系上而成的叠加图像。
文档编号A61B5/055GK102525528SQ20111032783
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月25日 优先权日2010年10月25日
发明者桝本润 申请人:富士胶片株式会社