医用图像诊断装置、医用图像处理装置以及医用图像处理方法
【专利摘要】不需要插入导线而根据图像数据求相当于FFR的指标。本实施方式所涉及的医用图像诊断装置具备：存储部（12），存储与被检体的规定的脏器相关的体数据或者一系列的图像的数据；血流信息产生部（15），根据体数据或者一系列的图像的数据，产生第1区域的第1血流信息和与第1区域不同的第2区域的第2血流信息；血流阻滞指标产生部（16），根据第1血流信息和第2血流信息，产生表示与第1区域或者第2区域相关的血管中的血流的阻滞的程度的血流阻滞指标。
【专利说明】医用图像诊断装置、医用图像处理装置以及医用图像处理方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施方式涉及医用图像处理装置以及医用图像处理方法。
【背景技术】
[0002]在缺血性心脏病的患者中，作为确定缺血的原因是否是狭窄的方法，开发了使用Fractional Flow Reserve (FFR)(血流预备量比)这样的指标的方法。FFR的临床上的有效性已通过随机临床试验来确认。
[0003]为了求出FFR，如图6所示，需要在血管内插入带有压力传感器的导线(Pressurewire)，测定狭窄血管上游压力Pa和狭窄血管下游压力Pd。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2008-136800号公报
【发明内容】
[0007]目的在于提供一种不需要插入导线，而根据图像数据求出相当于FFR的指标(血流阻滞指标)。 [0008]本实施方式所涉及的医用图像诊断装置的特征在于，具备:存储部，存储与被检体的规定的脏器相关的体数据或者一系列的图像的数据；血流信息产生部，根据上述体数据或者上述一系列的图像的数据，产生第I区域的第I血流信息和与上述第I区域不同的第2区域的第2血流信息；血流阻滞指标产生部，根据上述第I血流信息和上述第2血流信息，产生表示与上述第I区域或者上述第2区域相关的血管中的血流的阻滞的程度的血流阻滞指标。
[0009]根据本实施方式，能够提供一种不需要导线插入，而能够根据图像数据求出相当于FFR的指标(血流阻滞指标)的医用图像诊断装置、医用图像处理装置、医用图像处理方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1涉及本实施方式，是概略性地表示血管内压力与处于该血管的支配下的区域的标准的局部血流量的关系的图。
[0011]图2是根据基于本实施方式的图像数据求出相当于FFR的指标的原理的补充说明图。
[0012]图3是表示本实施方式所涉及的医用图像处理装置的结构的图。
[0013]图4是表示基于本实施方式的相当于FFR的指标的计算步骤的流程图。
[0014]图5是表示图4的区域设定例的图。
[0015]图6是以往的FFR的说明图。[0016]图7是表示本实施方式的医用图像诊断装置所涉及的X射线诊断装置的结构的结构图。
[0017]图8是表示在本实施方式的医用图像诊断装置所涉及的X射线诊断装置中，血流阻滞指标产生功能的步骤的流程图。
[0018]图9涉及本实施方式的变形例，是表示在多个像素的各个中，显示血流阻滞指标的显示例的图。
[0019]图10是表示本实施方式的医用图像诊断装置所涉及的X射线计算机断层摄影装置的结构的结构图。
[0020]图11是表示在本实施方式的医用图像诊断装置所涉及的X射线计算机断层摄影装置中，血流阻滞指标产生功能的步骤的流程图。
[0021]符号说明
[0022]I...SPECT装置、2…PET装置、4…CT装置(X射线计算机断层摄影装置)、5...X射线装置(X射线诊断装置)、10…医用图像处理装置、11...接口(I/F)、12…存储部、13...操作部、14...显示部、15...组织血流计算部(血流信息产生部)、16…指标计算部(血流阻滞指标产生部)、21…高电压产生部、23...Χ射线管、25...Χ射线可动光阑、27...Χ射线检测器、29...支承机构、31...支承机构驱动部、32...顶板、33...图像产生部、43...控制部、100…架台部、101…旋转架、103…旋转驱动部、105…X射线产生部、107…高电压产生器、109...X射线管、111…滑动环、113…X射线的放射范围、115…X射线检测部(区域检测器)、117...摄影区域、121…数据收集电路(DAS)、123...非接触数据传送部、200…前处理部、500…重构部、900...控制部。
【具体实施方式】
[0023]以下，参照附图，针对本实施方式所涉及的医用图像诊断装置以及医用图像处理装置进行说明。
[0024](第I实施方式)
[0025]图7是表示本实施方式的医用图像诊断装置所涉及的X射线诊断装置5的结构的一个例子的结构图。该X射线诊断装置5具有高电压产生部21、X射线管23、X射线可动光阑25、X射线检测器27、支承机构29、支承机构驱动部31、顶板32、图像产生部33、接口(Interface:以下，称为I/F)部11、存储部12、显示部14、操作部13、控制部43、血流信息产生部15 (组织血流计算部)、血流阻滞指标产生部(指标计算部)16。
[0026]高电压产生部21产生对后述的X射线管23供给的管电流、和对X射线管23施加的管电压。高电压产生部21向X射线管23供给适合X射线摄影的管电流，向X射线管23施加适合X射线摄影的管电压。具体而言，高电压产生部21在后述的控制部43的控制下，产生与X射线摄影条件对应的管电压和管电流。
[0027]X射线管23根据从高电压产生部21供给的管电流和由高电压产生部21施加的管电压，从X射线的焦点(以下，称为管球焦点)产生X射线。所产生的X射线从X射线管23中的X射线放射窗口放射。以下，将通过管球焦点、与后述的X射线检测器27中的X射线的检测面垂直的轴设为z轴。将与z轴垂直、且与后述的顶板32的长轴方向平行的方向(以下，称为第I方向)设为X轴。将与z轴和X轴垂直的轴(与顶板32的短轴方向平行的方向:以下，称为第2方向)设为Y轴。
[0028]X射线可动光阑25具有未图示的多个光阑叶片。X射线可动光阑25被设置于X射线管23的前面、X射线管23与X射线检测器27之间。具体而言，X射线可动光阑25被设置于X射线管23中的X射线放射窗口的前面。X射线可动光阑25还被称为照射野限定器。X射线可动光阑25为了使由X射线管23产生的X射线除了操作者所希望的摄影部位以外不进行不需要的辐射，将最大口径的照射范围(以下，称为最大照射范围)限定于规定的照射范围。
[0029]X射线可动光阑25具有能够向第I方向移动的多个第I光阑叶片和能够向第2方向移动的多个第2光阑叶片。第1、第2光阑叶片分别通过遮蔽由X射线管23产生的X射线的铅构成。另外，以减少向被检体P的被辐射量以及提高画质为目的，X射线可动光阑25也可以具有插入X射线的照射野(以下，称为X射线照射野)的多个滤波器(附加滤波器)。
[0030]X射线检测器27检测从X射线管23产生、透过被检体P的X射线。例如，X射线检测器27例如是平板检测器(Flat Panel Detector:以下，称为FPD)。FPD27具有多个半导体检测元件。在半导体检测元件中，存在直接转换形和间接转换形。所谓直接转换形是指将入射X射线直接转换成电信号的形式。所谓间接转换形是指将入射X射线通过荧光体转换成光，将该光转换成电信号的形式。
[0031]随着X射线的入射由多个半导体检测元件产生的电信号被输出到未图示的模拟数字转换器(Analog to Digital converter:以下,称为A/D转换器)。A/D转换器将电信号转换成数字数据。A/D转换器将数字数据输出至未图示的前处理部。另外，作为X射线检测器27,也可以使用图像增强器(Imageintensifier)等。
[0032]支承机构29可移动地支承X射线管23、X射线可动光阑25、以及X射线检测器27。具体而言，支承机构2 9例如具有未图示的C形臂和C形臂支承部。C形臂以使X射线管23以及X射线可动光阑25和X射线检测器27相互对向的方式搭载。另外，也可以代替C形臂而使用Ω形臂。C形臂支承部在沿着该C形状的方向，可滑动地支承C形臂。另外，C形臂支承部以C形臂与C形臂支承器的连接部为中心，在与沿着C形状的方向正交的方向可旋转地支承C形臂。
[0033]另外，C形臂支承部还能够在第I方向和第2方向可平行移动地支承C形臂。另外，C形臂可变更X射线管23的管球焦点与X射线检测器27中的X射线的检测面的距离(源像距(Source Image Distance:以下,称为SID))地支承X射线管23、X射线可动光阑25、以及X射线检测器27。具有C形臂支承部的X射线诊断装置5例如被用于被检体P的循环系统的摄影。
[0034]另外，支承机构29也可以沿着X轴、y轴、z轴，可移动地支承X射线管23、X射线可动光阑25、X射线检测器27。此时，该X射线诊断装置5例如用于被检体P的消化系统、呼吸系统的摄影等。另外，本X射线诊断装置5并不限定于诊断的用途，也可以是任何X射线诊断装置。
[0035]支承机构驱动部31在后述的控制部43的控制下，驱动支承机构29。具体而言，支承机构驱动部31向C形臂支承部供给与来自控制部43的控制信号对应的驱动信号，使C形臂在沿着C形状的方向滑动、在与沿着C形状的方向正交的方向(尾首方向(CRA)或者首尾方向(CAU))旋转。在X射线摄影时，在X射线管23与X射线检测器27之间，配置载置于顶板32的被检体P。
[0036]未图示的前处理部对从X射线检测器27输出的数字数据执行前处理。所谓前处理是指X射线检测器27中的通道间的灵敏度不均匀的校正、以及与由于金属等X射线强吸收体造成的极端的信号的降低或者数据的脱落相关的校正等。被前处理后的数字数据被输出至后述的图像产生部33。
[0037]图像产生部33根据在X射线摄影后被前处理的数字数据，产生X射线图像。图像产生部33将所产生的X射线图像输出至后述的存储部12、显示部14、血流信息产生部15。
[0038]I/F11例如是与网络、未图示的外部存储装置、其他的医用图像诊断装置、医用图像处理装置10等相关的接口。通过该X射线诊断装置5得到的X射线图像等数据以及分析结果等能够经由I/F11以及网络向其他的装置转送。
[0039]存储部12存储由图像产生部33产生的各种X射线图像、该X射线诊断装置5的控制程序、诊断协议、从后述的操作部13发送来的操作者的指示、摄影条件、透视条件等各种数据组等。例如，存储部12存储分别与对被检体P的规定的脏器时间上连续地摄影得到的多个X射线摄影对应的多个X射线图像的数据(以下，称为一系列的图像的数据)。一系列的图像的数据例如是从造影剂开始向被检体P流入到造影剂从被检体P流出结束的期间所收集到的多个图像的数据。所谓规定的脏器例如是心脏。另外，规定的脏器并不限定于心脏，另外，也可以是肝脏、脑等其他的脏器。以下，为了简化说明，假设规定的脏器是心脏。所谓一系列的图像的数据例如是指与为了冠状动脉造影而被投放了跟踪剂(例如，造影剂)的被检体的心脏相关的图像。
[0040]另外，存储部12存储在X射线图像上设定的关心区域的位置、狭窄部位的下游的血管(以下，称为狭窄血管)的支配区域(以下，称为第I区域)、具有非狭窄部位的血管(以下，称为非狭窄血管)的支配区域(以下，称为第2区域)、以及SID等。第I区域和第2区域是分别不同的区域。所存储的第I区域和第2区域通过后述的操作部13输入。另外，存储部12也可以存储与后述的血流阻滞指标产生功能相关的程序(血流阻滞指标产生程序)。
[0041]存储部12存储从动脉的毛细血管分别在第1、第2区域抽出的血流量的抽出率(Extraction).该抽出率相当于校正后述的血流阻滞指标的规定的校正系数。具体而言，作为规定的校正系数，存储部12存储从狭窄血管的下游部分的毛细血管向第I区域抽出的血流量的抽出率Estemsed (以下，称为第I校正系数)。作为规定的校正系数，存储部12存储从非狭窄血管的下游部分的毛细血管向第2区域抽出的血流量的抽出率民_6 (以下，称为第2校正系数)。存储部12将规定的校正系数根据每个脏器、每个所设定的第1、第2区域作为对应表(查找表)来存储。
[0042]另外，存储部12也可以存储在第1、第2区域的各个中的血流信息的产生中由血流信息产生部15使用的规定的固定值。作为规定的固定值，例如，是Permiability Surface(渗透表面)(以下，称为PS)。
[0043]显示部14显示由图像产生部33产生的X射线图像。显示部14显示用于输入X射线摄影中的摄影条件、第I区域、第2区域的输入画面。显示部14将由后述的血流阻滞指标产生部16产生的血流阻滞指标与X射线图像以及第1、第2区域一起显示。
[0044] 操作部13输入关心区域、SID、X射线摄影的摄影条件、第I区域、第2区域、血流阻滞指标产生程序的启动等。具体而言，操作部13将来自操作者的各种指示?命令?信息.选择.设定取入本X射线诊断装置5。操作部13虽然没有图示，但具有用于进行关心区域、第I区域、第2区域的设定等的轨迹球、成为开始X射线摄影的契机的开关按钮、鼠标、键盘等。操作部13检测在显示画面上显示的光标的坐标，将检测到的坐标输出至后述的控制部43。另外，操作部13也可以是被设置成覆盖显示画面的触摸屏。此时，操作部13以电磁感应式、电磁应变式、压敏式等坐标读取原理检测被触摸指示的坐标，并将检测到的坐标输出至控制部43。
[0045]操作部13将在X射线图像上输入的第I区域以及第2区域的位置(正交坐标系中的坐标)输出至后述的血流信息产生部15。另外，操作部13也可以输入用于计算血流阻滞指标的指示(指标计算指示)。
[0046]控制部43具备未图示的CPU (Central Processing Unit)和存储器。控制部43为了按照从操作部13发送来的操作者的指示、摄影条件等来执行X射线摄影，而控制本X射线诊断装置I中的各部。另外，控制部43以第I区域、第2区域的输入、指标计算指示的输入为契机，控制血流信息产生部15和血流阻滞指标产生部16。
[0047]血流信息产生部(组织血流计算部)15根据存储于存储部12的一系列的图像的数据，产生第I区域的第I血流信息和第2区域的第2血流信息。所谓第I血流信息例如是指流向与第I区域对应的心肌组织的血流量(Myocardial Blood Flow:以下,称为第I值MBFst_sed)。所谓第2血流信息例如是指流向与第2区域对应的心肌组织的血流量(以下，称为第2值MBFraiwte)。
[0048]具体而言，血流信息产生部15在一系列的图像的数据中的第I区域中，根据基于造影剂的像素值的浓度的时间变化，产生从狭窄血管流入第I区域的局部的血流量(以下，称为第I局部血流量Klst_sed)。此外，血流信息产生部15根据基于第2区域中的造影剂的像素值的浓度的时间变化， 产生从非狭窄血管流入第2区域的局部的血流量(以下，称为第2局部血流量KlraroteX更具体而言，血流信息产生部15例如对于一系列的图像的各个，对没有流入造影剂的所谓的蒙片图像进行差分。一系列的差分图像表示基于造影剂的染影分布(造影剂分布)。一系列的差分图像中的像素值表示造影剂浓度。第I局部血流量Klst_sed相当于从狭窄血管向第I区域的造影剂的转移常数(transfer constant)。另外,第2局部血流量值Klrairote相当于从非狭窄血管向第2区域的造影剂的转移常数(transfer constant)。
[0049]更具体而言，血流信息产生部15对于一系列的差分图像的各个中的第I区域以及第2区域，设定格子状的多个局部部分区域。血流信息产生部15根据一系列的差分图像，对多个局部部分区域的每一个，产生时间浓度曲线。血流信息产生部15例如根据基于模型分析的理论和时间浓度曲线,产生第I局部血流量Klst_sed和第2局部血流量KlraTOte。
[0050]血流信息产生部15通过将第I局部血流量Klstemsed以第I校正系数Estemsed进行校正，来计算第I值MBFst_sed。具体而言，血流信息产生部15通过将第I局部血流量Klstemsed除以第I校正系数Est_sed，来产生第I值MBFst_sed。血流信息产生部15通过将第2局部血流量Klraiurte以第2校正系数Eramrte进行校正，来计算第2值MBFrarotet5具体而言，血流信息产生部15通过将第2局部血流量Klraiurte除以第2校正系数Erairote，来产生第2值MBFM(rte。血流信息产生部15将所产生的与第I血流信息对应的第I值MBFstemsed、和与第2血流信息对应的第2值MBFramjte输出至后述的血流阻滞指标产生部16。
[0051]另外，血流信息产生部15也可以根据固定值PS和第I局部血流量Klstemsed，计算第I值MBFrairot^另外，血流信息产生部15也可以根据固定值PS和第2局部血流量K1-,来计算弟I值MBFr_te。
[0052]血流阻滞指标产生部16根据第I血流信息和第2血流信息，产生表示与第I区域或者第2区域相关的血管中的血流的阻滞的程度的血流阻滞指标。例如，血流阻滞指标产生部16根据第I血流信息和第2血流信息，产生与狭窄血管相关的血流阻滞指标。具体而言，血流阻滞指标产生部16将第I值MBFst_sed与第2值MBFraiurte的比作为血流阻滞指标来产生。更具体而言，血流阻滞指标产生部16通过将第I值MBFstemsed除以第2值MBFraiurte,来计算第I区域中的血流阻滞指标。所谓血流阻滞指标例如是指相当于血流预备量比(Fractional Flow Reserve:以下，称为 FFR)的指标。
[0053]FFR是将狭窄血管的血流量(以下，称为狭窄血管血流量Qst_sed)由假设不存在狭窄的血管的血流量(Qnmial)归一化、即相除得到的值，如以下那样定义。
[0054]
【权利要求】
1.一种医用图像诊断装置，其特征在于，具备: 存储部，存储与被检体的规定的脏器相关的体数据或者一系列的图像的数据； 血流信息产生部，根据上述体数据或者上述一系列的图像的数据，产生第I区域的第I血流信息和与上述第I区域不同的第2区域的第2血流信息；以及 血流阻滞指标产生部，根据上述第I血流信息和上述第2血流信息，产生表示与上述第I区域或者上述第2区域相关的血管中的血流的阻滞的程度的血流阻滞指标。
2.根据权利要求1所述的医用图像诊断装置，其特征在于， 上述血流信息产生部将相当于上述第I区域中的组织的血流量的第I值作为上述第I血流信息来产生， 将相当于上述第2区域中的组织的血流量的第2值作为上述第2血流信息来产生。
3.根据权利要求2所述的医用图像诊断装置，其特征在于， 上述血流阻滞指标产生部将上述第I值与上述第2值的比作为上述血流阻滞指标来产生。
4.根据权利要求1所述的医用图像诊断装置，其特征在于， 上述医用图像诊断装置还具备显示部，上述显示部显示上述第I区域以及上述第2区域，并且还显示上述血流阻滞指标。
5.根据权利要求4所述的医用图像诊断装置，其特征在于， 上述血流信息产生部根据上述体数据或者上述一系列的图像的数据，在通过上述显示部显示的显示区域中产生与和上述第I区域以及上述第2区域不同的区域中的多个像素的各个对应的血流信息， 上述血流阻滞指标产生部根据与上述多个像素的各个对应的血流信息，产生与上述像素的各个对应的上述血流阻滞指标， 上述显示部以与上述血流阻滞指标的值对应的规定的色调，在每个上述像素显示上述血流阻滞指标。
6.根据权利要求1所述的医用图像诊断装置，其特征在于， 上述规定的组织是上述被检体的心脏， 上述血流阻滞指标是相当于血流预备量比的指标。
7.根据权利要求1所述的医用图像诊断装置，其特征在于， 上述第I区域是上述脏器中的狭窄血管的支配区域， 上述第2区域是上述脏器中的非狭窄血管的支配区域。
8.根据权利要求1所述的医用图像诊断装置，其特征在于， 上述体数据是与核医学断层摄影或者X射线计算机断层摄影相关的数据， 上述一系列的图像的数据是与X射线诊断摄影相关的数据。
9.根据权利要求6所述的医用图像诊断装置，其特征在于， 上述第I值和上述第2值是与上述心脏相关的特定的心相位的血流量或者全心相位的平均血流量。
10.根据权利要求7所述的医用图像诊断装置，其特征在于， 上述第I区域是狭窄血管所支配的心肌区域中狭窄位置的下游的区域。
11.根据权利要求4所述的医用图像诊断装置，其特征在于，上述医用图像诊断装置还具备操作部，上述操作部在上述显示部所显示的图像上设定上述第I区域和第2区域。
12.根据权利要求1所述的医用图像诊断装置，其特征在于， 上述血流信息产生部通过使用规定的校正系数进行校正，来产生上述第I血流信息和上述第2血流信息。
13.一种医用图像处理方法，其特征在于，包含: 存储与被检体的规定的脏器相关的体数据或者一系列的图像的数据， 根据上述体数据或者上述一系列的图像的数据，产生第I区域的第I血流信息和与上述第I区域不同的第2区域的第2血流信息，以及 根据上述第I血流信息和上述第2血流信息，产生表示上述第2区域中的血流的阻滞的程度的血流阻滞指标。
14.一种医用图像处理装置，其特征在于，具备: 存储部，存储与被检体的规定的脏器相关的体数据或者一系列的图像的数据； 血流信息产生部，根据上述体数据或者上述一系列的图像的数据，产生第I区域的第I血流信息、和与上述第I区域不同的第2区域的第2血流信息；以及 血流阻滞指标产生部，根据上述第I血流信息和上述第2血流信息,产生表示上述第2区域中的血流的阻滞的程度的血流阻`滞指标。
【文档编号】A61B6/00GK103889331SQ201380003596
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年10月22日 优先权日:2012年10月22日
【发明者】市原隆, 坂口卓弥 申请人:学校法人藤田学园, 东芝医疗系统株式会社