系统及导出方法
【专利摘要】本发明的实施方式所涉及的系统具有存储器、动脉瘤鉴定单元、歪斜度评价单元以及破裂风险解析单元。所述存储器存储医用图像数据。所述动脉瘤鉴定单元鉴定所述医用图像数据中的动脉瘤。所述歪斜度评价单元对所述动脉瘤的歪斜度定量地进行评价。所述破裂风险导出单元根据所述评价的结果导出该动脉瘤的破裂风险。
【专利说明】系统及导出方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明的实施方式涉及系统及导出方法。
【背景技术】
[0002]头部动脉瘤一般来说在破裂的危险性(以下，称作破裂风险)高的情况下进行手术，在破裂风险低的情况下通过药物治疗进行跟踪(经过观察)。在跟踪头部动脉瘤时，使用用于评价动脉瘤的形态的各种各样的方式。
[0003]第I 方式是通过 C T A (computed tomography angiography:C T 血管造影)或者M R I (magnetic resonance imaging:核磁共振成像)拍摄动脉瘤的图像、基于该图像对动脉瘤的形状以视觉方式进行评价的方法。[0004]第2方式是基于上述的图像、利用计算机对向动脉瘤流入的血流进行解析、并评价内壁的剪应力(WSS:wall shear stress)的方法。
[0005]现有技术文献
[0006]非专利文献
[0007]非专利文献IDhar S, Tremmel M, Mocco J, Yamamoto J, Siddiqui AH, HopkinsLN,Kim M,Meng H 用于颉内动脉瘤破裂风险评估的形态学参数(Morphology Parametersfor Intracranial Aneurysm Rupture Risk Assessment).，，，神经外科，63:185-197, 2008.
【发明内容】
[0008]通过近年来的研究得知:头部动脉瘤在由于血流引起对内壁的过大的压力(stress)下产生，并且随着压力的下降导致内壁变得脆弱而破裂。
[0009]因此，根据本发明的发明人的研究，在对动脉瘤的破裂风险进行解析(导出)时，对使向内壁施加的压力降低那样的动脉瘤的形状、大小或者歪斜进行解析是有用的。
[0010]然而，这样的对动脉瘤的形状、大小或者歪斜进行解析的方法尚未被提出。
[0011]本发明的目的是提供能够对使向内壁施加的压力降低那样的动脉瘤的形状、大小或者歪斜进行解析的系统以及导出方法。
[0012]本发明的实施方式涉及的系统具备存储器、动脉瘤鉴定单元、歪斜度评价单元以及破裂风险解析单元。
[0013]所述存储器存储医用图像数据。
[0014]所述动脉瘤鉴定单元鉴定所述医用图像数据中的动脉瘤。
[0015]所述歪斜度评价单元定量地评价所述动脉瘤的歪斜度。
[0016]所述破裂风险导出单元根据所述评价的结果，导出该动脉瘤的破裂风险。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是表示第I实施方式中的系统及其周边构成的示意图。
[0018]图2是表示该实施方式中的动脉瘤、椭圆体以及两者的差异的示意图。[0019]图3是用于说明该实施方式中的动作的流程图。
[0020]图4是用于说明该实施方式中的动脉瘤的提取动作的一个例子的示意图。
[0021]图5是用于说明该实施方式中的椭圆体近似的一个例子的示意图。
[0022]图6是用于说明第2实施方式中的动作的流程图。
[0023]图7是用于说明该实施方式的变形例的动作的流程图。
[0024]图8是用于说明第3实施方式中的动作的流程图。
[0025]图9是用于说明该实施方式中的两个图像的差分的示意图。
[0026]图10是用于说明第4实施方式中的动作的流程图。
[0027]图11是用于说明第5实施方式中的动作的流程图。
[0028]图12是用于说明第6实施方式中的动作的流程图。
[0029]图13A是用于说明该实施方式中的效果的示意图。
[0030]图13B是用于说明该实施方式中的效果的示意图。
[0031]图13C是用于说明该实施方式中的效果的示意图。 【具体实施方式】
[0032]以下，参照附图对各实施方式涉及的系统以及导出方法进行说明。以下的系统也可以分别通过硬件结构、或者硬件资源和软件的组合结构中的任意一个实施。作为组合结构的软件，可以使用预先从网络或者存储介质中安装到计算机、并且用于使该计算机实现系统的各功能的程序。此外，“系统”的用语也可以替代解读为“破裂风险导出系统”或者“导出系统”等。另外，“导出”的用语也可以替代解读为“解析”等。
[0033]<第I实施方式>
[0034]图1是表示第I实施方式涉及的系统及其周边构成的示意图。系统通过医用图像工作台10以及监视装置14构成。在医用图像工作台10的内部具有硬盘11、计算机12以及网络I / F (例如，Ethernet (注册商标)Card等)13。
[0035]硬盘11中保存有解析用软件(程序)lls以及医用三维图像(医用图像数据)llg。计算机12包括主存储器12m以及处理器12p。
[0036]处理器12p将硬盘11内的解析用软件Ils以及医用三维图像Ilg读出到主存储器12m中，执行解析用软件Ils的处理。
[0037]处理器12p通过网络I / F13经由网络从P A C S (picture archivingcommunication system:图像存档和传输系统)系统 20、C T (computed tomography:计算机断层扫描)装置30、以及M R I装置40等中获取医用三维图像llg，并保存在硬盘11中。
[0038]但是，处理器12p将医用三维图像I Ig发送到主存储器12m而不保存在硬盘11中，并执行从硬盘11中读出的解析用软件11S，从而对主存储器12m内的医用三维图像Ilg进行解析。
[0039]此外，解析用软件Ils由处理器12p执行，并且包括用于使计算机12实现动脉瘤鉴定功能、歪斜度评价功能以及破裂风险导出功能的程序。
[0040]在此，动脉瘤鉴定功能是鉴定医用图像中的动脉瘤的功能。
[0041]歪斜度评价功能是对动脉瘤的歪斜度定量地进行评价的功能。在本实施方式中，歪斜度评价功能如图2所示,包括:用椭圆体EI来近似动脉瘤A η的形状的椭圆体近似功能；以及将动脉瘤和椭圆体EI的差异d评价为歪斜度的差异评价功能。
[0042]破裂风险导出功能是根据评价的结果导出该动脉瘤A η的破裂风险的功能。另外，基于歪斜度评价功能的评价的结果、以及基于破裂风险导出功能的导出结果被显示在监视器装置14上。
[0043]接下来，使用图3的流程图以及图4至图5的示意图对如上所述构成的系统的动作进行说明。此外，系统的医用图像工作台10设为通过操作者的操作、处理器12ρ将硬盘11内的解析用软件Hs读出到主存储器12m中进行执行的装置。另外，医用图像工作台10设为通过操作者的操作、处理器12p将解析对象医用三维图像Ilg从硬盘11中读出到主存储器12m中的装置。另外，处理器12p将该医用三维图像Ilg发送至监视装置14，监视装置14显示该医用三维图像llg。
[0044]处理器12p从主存储器12m内的医用三维图像Ilg中提取动脉瘤A n(S Tll)。动脉瘤A η的提取也可以由操作者利用图未示的G U I (graphical userinterface:图像用户界面)手动地提取。另外，动脉瘤A η的提取也可以如图4所示，通过指定通过动脉瘤Aη的中心A η0和载瘤血管P V的中心P νΟ的线段L来自动地判断颈口 N K，也可以通过将从颈口N K开始动脉瘤A η的中心侧识别为动脉瘤A η的半自动处理进行。另外，动脉瘤A η的提取也可以通过自动识别方法进行，在自动识别方法中，进行血管的细化发现在中途位置终止的分支，对该分支的粗细的变化进行解析，从而自动识别动脉瘤An。这些动脉瘤Aη的提取方法在以下的各实施方式中也是同样的。
[0045]接下来，处理器12ρ用椭圆体EI来近似在步骤S Tll中所提取的动脉瘤A n(ST12)。如图5以及下式所示，通过在X轴、y轴、z轴的正交坐标系中，以将误差E最小化的方式，鉴定(X。，yQ，zQ)、(a, b, c)以及(θ χ，Θ y, θζ)，来执行近似。此外，(xQ, yQ, zQ)表示动脉瘤A η以及椭圆体 EI的中心坐标。(a,b,c)表示x轴、y轴、z轴方向的直径的一半的长度。(a, b,c)、(0x，Θ y, Θ z)表示X轴、y轴、z轴方向的转角。
[0046]【式I】
[0047]E=| An(x, y, z)_EI (x, y, z) | |2, (I)
[0048]在此，A n(x，y，z)表示所提取的动脉瘤，如果是动脉瘤，则为1，除此以外，则为O。EI(x，y，z)是椭圆体的公式，在满足下式时，为1，除此以外，则为O。
[0049]【式2】
【权利要求】
1.一种系统，其特征在于包括: 存储器，存储医用图像数据； 动脉瘤鉴定单元，鉴定所述医用图像数据中的动脉瘤； 歪斜度评价单元，对所述动脉瘤的歪斜度定量地进行评价；以及 破裂风险导出单元，从所述评价的结果导出该动脉瘤的破裂风险。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于: 所述歪斜度评价单元包含: 椭圆体近似单元，用椭圆体来近似所述动脉瘤的形状；以及 差异评价单元，将所述动脉瘤和所述椭圆体的差异评价成歪斜度。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于: 所述歪斜度评价单元包含: 表面鉴定单元，鉴定所述动脉瘤的表面； 切面计算单元，计算所述表面的切面；以及 切面变化度评价单元，将所述切面的变化度评价成歪斜度。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于: 所述切面计算单元包含: 用曲面来近似所述表面的单元； 鉴定所述曲面的第I切面的单元；以及 鉴定所述第I切面的附近的多个第2切面的单元， 所述切面变化度评价单元包含将所述多个第2切面进行平均并进行了鉴定的平面和所述第I切面之间的误差计算成所述变化度的单元。
5.如权利要求3所述的系统，其特征在于: 所述切面计算单元包含: 根据所述表面鉴定所述动脉瘤的中心的单元； 计算连结所述动脉瘤的中心和所述表面的第I向量的单元；以及 计算连结所述动脉瘤的中心和所述表面的附近的多个表面的多个第2向量的单元， 所述切面变化度评价单元包含将所述多个第2向量进行平均并进行了鉴定的向量和所述第I向量之间的误差计算成所述变化度的单元。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于: 所述歪斜度评价单元包含: 对所述动脉瘤的图像实施收缩处理以及扩张处理并创建图像的单元；以及将创建出的所述图像与实施所述收缩处理以及扩张处理之前的图像进行比较、将两个图像的差分评价成所述歪斜度的单元。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于: 所述歪斜度评价单元包含: 对所述动脉瘤的图像实施低通滤波而创建图像的单元；以及 将创建出的所述图像与实施所述低通滤波之前的图像进行比较、将两个图像的差异评价成所述歪斜度的单元。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于:所述歪斜度评价单元包含: 提取所述动脉瘤的表面形状的单元； 对所述表面形状进行平滑的平滑化单元；以及 将进行平滑化之后的所述表面形状与进行平滑化之前的所述表面形状进行比较、根据两者的误差来评价所述歪斜度的单元。
9.如权利要求1所述的系统，其特征在于: 所述动脉瘤鉴定单元包含对同一被检测体上的两个以上的医用图像数据中的同一位置的动脉瘤进行鉴定的单元， 所述歪斜度评价单元包含对鉴定出的所述动脉瘤的歪斜度的变化进行评价的单元， 所述系统包括: 对鉴定后的所述动脉瘤的大小的变化进行评价的大小评价单元；以及输出所述大小评价单元以及所述歪斜度评价单元中的某一方的评价结果或者双方的评价结果的输出单元。
10.如权利要求1所述的系统，其特征在于包括: 图像获取单元，经由网络获取所述医用图像数据， 所述存储器存储获取到的所述医用图像数据。
11.一种系统，其特征在于包括: 存储器，存储医用图像数据； 动脉瘤鉴定单元，鉴定所述医用图像数据中的动脉瘤； 血管鉴定单元，鉴定产生所述动脉瘤的载瘤血管；以及 倾斜度评价单元，对所述动脉瘤和载瘤血管的倾斜度定量地进行评价。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于: 所述倾斜度评价单元包含: 用椭圆体来近似所述动脉瘤的形状的单元； 鉴定所述载瘤血管的倾斜度的单元； 计算所述载瘤血管的倾斜度与所述椭圆体的直径所形成的角度的单元；以及将形成的所述角度当中最接近于垂直而成的角度确定成所述动脉瘤和载瘤血管之间的倾斜度的单元。
13.如权利要求11所述的系统，其特征在于: 所述动脉瘤鉴定单元包含对同一被检测体中的两个以上的医用图像数据中的同一位置的动脉瘤进行鉴定的单元， 所述倾斜度评价单元包含对鉴定出的所述动脉瘤和载瘤血管之间的倾斜度的变化进行评价的单元， 所述系统包括: 大小评价单元，对鉴定出的所述动脉瘤的大小的变化进行评价；以及输出单元，输出所述大小评价单元以及所述倾斜度评价单元的某一方的评价结果或者双方的评价结果。
14.如权利要求13所述的系统，其特征在于: 所述评价结果包含表示所述变化的图、以及表示所述变化的变化率或比率的某一方或者双方。
15.一种导出方法，所述导出方法是具有存储医用图像数据的存储器的系统执行的方法，其特征在于: 鉴定所述医用图像数据中的动脉瘤； 对所述动脉瘤的歪斜度定量地进行评价；以及 根据所述评 价的结果导出该动脉瘤的破裂风险。
【文档编号】A61B5/055GK103957807SQ201380003368
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2012年11月15日
【发明者】大石悟 申请人:株式会社东芝, 东芝医疗系统株式会社