醫用圖像診斷裝置、醫用圖像處理裝置以及醫用圖像處理方法
2023-06-02 07:03:11
醫用圖像診斷裝置、醫用圖像處理裝置以及醫用圖像處理方法
【專利摘要】不需要插入導線而根據圖像數據求相當於FFR的指標。本實施方式所涉及的醫用圖像診斷裝置具備：存儲部（12），存儲與被檢體的規定的臟器相關的體數據或者一系列的圖像的數據；血流信息產生部（15），根據體數據或者一系列的圖像的數據，產生第1區域的第1血流信息和與第1區域不同的第2區域的第2血流信息；血流阻滯指標產生部（16），根據第1血流信息和第2血流信息，產生表示與第1區域或者第2區域相關的血管中的血流的阻滯的程度的血流阻滯指標。
【專利說明】醫用圖像診斷裝置、醫用圖像處理裝置以及醫用圖像處理方法
【技術領域】
[0001]本發明的實施方式涉及醫用圖像處理裝置以及醫用圖像處理方法。
【背景技術】
[0002]在缺血性心臟病的患者中，作為確定缺血的原因是否是狹窄的方法，開發了使用Fractional Flow Reserve (FFR)(血流預備量比)這樣的指標的方法。FFR的臨床上的有效性已通過隨機臨床試驗來確認。
[0003]為了求出FFR，如圖6所示，需要在血管內插入帶有壓力傳感器的導線(Pressurewire)，測定狹窄血管上遊壓力Pa和狹窄血管下遊壓力Pd。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2008-136800號公報
【發明內容】
[0007]目的在於提供一種不需要插入導線，而根據圖像數據求出相當於FFR的指標(血流阻滯指標)。 [0008]本實施方式所涉及的醫用圖像診斷裝置的特徵在於，具備:存儲部，存儲與被檢體的規定的臟器相關的體數據或者一系列的圖像的數據；血流信息產生部，根據上述體數據或者上述一系列的圖像的數據，產生第I區域的第I血流信息和與上述第I區域不同的第2區域的第2血流信息；血流阻滯指標產生部，根據上述第I血流信息和上述第2血流信息，產生表示與上述第I區域或者上述第2區域相關的血管中的血流的阻滯的程度的血流阻滯指標。
[0009]根據本實施方式，能夠提供一種不需要導線插入，而能夠根據圖像數據求出相當於FFR的指標(血流阻滯指標)的醫用圖像診斷裝置、醫用圖像處理裝置、醫用圖像處理方法。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1涉及本實施方式，是概略性地表示血管內壓力與處於該血管的支配下的區域的標準的局部血流量的關係的圖。
[0011]圖2是根據基於本實施方式的圖像數據求出相當於FFR的指標的原理的補充說明圖。
[0012]圖3是表示本實施方式所涉及的醫用圖像處理裝置的結構的圖。
[0013]圖4是表示基於本實施方式的相當於FFR的指標的計算步驟的流程圖。
[0014]圖5是表示圖4的區域設定例的圖。
[0015]圖6是以往的FFR的說明圖。[0016]圖7是表示本實施方式的醫用圖像診斷裝置所涉及的X射線診斷裝置的結構的結構圖。
[0017]圖8是表示在本實施方式的醫用圖像診斷裝置所涉及的X射線診斷裝置中，血流阻滯指標產生功能的步驟的流程圖。
[0018]圖9涉及本實施方式的變形例，是表示在多個像素的各個中，顯示血流阻滯指標的顯示例的圖。
[0019]圖10是表示本實施方式的醫用圖像診斷裝置所涉及的X射線計算機斷層攝影裝置的結構的結構圖。
[0020]圖11是表示在本實施方式的醫用圖像診斷裝置所涉及的X射線計算機斷層攝影裝置中，血流阻滯指標產生功能的步驟的流程圖。
[0021]符號說明
[0022]I...SPECT裝置、2…PET裝置、4…CT裝置(X射線計算機斷層攝影裝置)、5...X射線裝置(X射線診斷裝置)、10…醫用圖像處理裝置、11...接口(I/F)、12…存儲部、13...操作部、14...顯示部、15...組織血流計算部(血流信息產生部)、16…指標計算部(血流阻滯指標產生部)、21…高電壓產生部、23...Χ射線管、25...Χ射線可動光闌、27...Χ射線檢測器、29...支承機構、31...支承機構驅動部、32...頂板、33...圖像產生部、43...控制部、100…架臺部、101…旋轉架、103…旋轉驅動部、105…X射線產生部、107…高電壓產生器、109...X射線管、111…滑動環、113…X射線的放射範圍、115…X射線檢測部(區域檢測器)、117...攝影區域、121…數據收集電路(DAS)、123...非接觸數據傳送部、200…前處理部、500…重構部、900...控制部。
【具體實施方式】
[0023]以下，參照附圖，針對本實施方式所涉及的醫用圖像診斷裝置以及醫用圖像處理裝置進行說明。
[0024](第I實施方式)
[0025]圖7是表示本實施方式的醫用圖像診斷裝置所涉及的X射線診斷裝置5的結構的一個例子的結構圖。該X射線診斷裝置5具有高電壓產生部21、X射線管23、X射線可動光闌25、X射線檢測器27、支承機構29、支承機構驅動部31、頂板32、圖像產生部33、接口(Interface:以下，稱為I/F)部11、存儲部12、顯示部14、操作部13、控制部43、血流信息產生部15 (組織血流計算部)、血流阻滯指標產生部(指標計算部)16。
[0026]高電壓產生部21產生對後述的X射線管23供給的管電流、和對X射線管23施加的管電壓。高電壓產生部21向X射線管23供給適合X射線攝影的管電流，向X射線管23施加適合X射線攝影的管電壓。具體而言，高電壓產生部21在後述的控制部43的控制下，產生與X射線攝影條件對應的管電壓和管電流。
[0027]X射線管23根據從高電壓產生部21供給的管電流和由高電壓產生部21施加的管電壓，從X射線的焦點(以下，稱為管球焦點)產生X射線。所產生的X射線從X射線管23中的X射線放射窗口放射。以下，將通過管球焦點、與後述的X射線檢測器27中的X射線的檢測面垂直的軸設為z軸。將與z軸垂直、且與後述的頂板32的長軸方向平行的方向(以下，稱為第I方向)設為X軸。將與z軸和X軸垂直的軸(與頂板32的短軸方向平行的方向:以下，稱為第2方向)設為Y軸。
[0028]X射線可動光闌25具有未圖示的多個光闌葉片。X射線可動光闌25被設置於X射線管23的前面、X射線管23與X射線檢測器27之間。具體而言，X射線可動光闌25被設置於X射線管23中的X射線放射窗口的前面。X射線可動光闌25還被稱為照射野限定器。X射線可動光闌25為了使由X射線管23產生的X射線除了操作者所希望的攝影部位以外不進行不需要的輻射，將最大口徑的照射範圍(以下，稱為最大照射範圍)限定於規定的照射範圍。
[0029]X射線可動光闌25具有能夠向第I方向移動的多個第I光闌葉片和能夠向第2方向移動的多個第2光闌葉片。第1、第2光闌葉片分別通過遮蔽由X射線管23產生的X射線的鉛構成。另外，以減少向被檢體P的被輻射量以及提高畫質為目的，X射線可動光闌25也可以具有插入X射線的照射野(以下，稱為X射線照射野)的多個濾波器(附加濾波器)。
[0030]X射線檢測器27檢測從X射線管23產生、透過被檢體P的X射線。例如，X射線檢測器27例如是平板檢測器(Flat Panel Detector:以下，稱為FPD)。FPD27具有多個半導體檢測元件。在半導體檢測元件中，存在直接轉換形和間接轉換形。所謂直接轉換形是指將入射X射線直接轉換成電信號的形式。所謂間接轉換形是指將入射X射線通過螢光體轉換成光，將該光轉換成電信號的形式。
[0031]隨著X射線的入射由多個半導體檢測元件產生的電信號被輸出到未圖示的模擬數字轉換器(Analog to Digital converter:以下,稱為A/D轉換器)。A/D轉換器將電信號轉換成數字數據。A/D轉換器將數字數據輸出至未圖示的前處理部。另外，作為X射線檢測器27,也可以使用圖像增強器(Imageintensifier)等。
[0032]支承機構29可移動地支承X射線管23、X射線可動光闌25、以及X射線檢測器27。具體而言，支承機構2 9例如具有未圖示的C形臂和C形臂支承部。C形臂以使X射線管23以及X射線可動光闌25和X射線檢測器27相互對向的方式搭載。另外，也可以代替C形臂而使用Ω形臂。C形臂支承部在沿著該C形狀的方向，可滑動地支承C形臂。另外，C形臂支承部以C形臂與C形臂支承器的連接部為中心，在與沿著C形狀的方向正交的方向可旋轉地支承C形臂。
[0033]另外，C形臂支承部還能夠在第I方向和第2方向可平行移動地支承C形臂。另外，C形臂可變更X射線管23的管球焦點與X射線檢測器27中的X射線的檢測面的距離(源像距(Source Image Distance:以下,稱為SID))地支承X射線管23、X射線可動光闌25、以及X射線檢測器27。具有C形臂支承部的X射線診斷裝置5例如被用於被檢體P的循環系統的攝影。
[0034]另外，支承機構29也可以沿著X軸、y軸、z軸，可移動地支承X射線管23、X射線可動光闌25、X射線檢測器27。此時，該X射線診斷裝置5例如用於被檢體P的消化系統、呼吸系統的攝影等。另外，本X射線診斷裝置5並不限定於診斷的用途，也可以是任何X射線診斷裝置。
[0035]支承機構驅動部31在後述的控制部43的控制下，驅動支承機構29。具體而言，支承機構驅動部31向C形臂支承部供給與來自控制部43的控制信號對應的驅動信號，使C形臂在沿著C形狀的方向滑動、在與沿著C形狀的方向正交的方向(尾首方向(CRA)或者首尾方向(CAU))旋轉。在X射線攝影時，在X射線管23與X射線檢測器27之間，配置載置於頂板32的被檢體P。
[0036]未圖示的前處理部對從X射線檢測器27輸出的數字數據執行前處理。所謂前處理是指X射線檢測器27中的通道間的靈敏度不均勻的校正、以及與由於金屬等X射線強吸收體造成的極端的信號的降低或者數據的脫落相關的校正等。被前處理後的數字數據被輸出至後述的圖像產生部33。
[0037]圖像產生部33根據在X射線攝影后被前處理的數字數據，產生X射線圖像。圖像產生部33將所產生的X射線圖像輸出至後述的存儲部12、顯示部14、血流信息產生部15。
[0038]I/F11例如是與網絡、未圖示的外部存儲裝置、其他的醫用圖像診斷裝置、醫用圖像處理裝置10等相關的接口。通過該X射線診斷裝置5得到的X射線圖像等數據以及分析結果等能夠經由I/F11以及網絡向其他的裝置轉送。
[0039]存儲部12存儲由圖像產生部33產生的各種X射線圖像、該X射線診斷裝置5的控制程序、診斷協議、從後述的操作部13發送來的操作者的指示、攝影條件、透視條件等各種數據組等。例如，存儲部12存儲分別與對被檢體P的規定的臟器時間上連續地攝影得到的多個X射線攝影對應的多個X射線圖像的數據(以下，稱為一系列的圖像的數據)。一系列的圖像的數據例如是從造影劑開始向被檢體P流入到造影劑從被檢體P流出結束的期間所收集到的多個圖像的數據。所謂規定的臟器例如是心臟。另外，規定的臟器並不限定於心臟，另外，也可以是肝臟、腦等其他的臟器。以下，為了簡化說明，假設規定的臟器是心臟。所謂一系列的圖像的數據例如是指與為了冠狀動脈造影而被投放了跟蹤劑(例如，造影劑)的被檢體的心臟相關的圖像。
[0040]另外，存儲部12存儲在X射線圖像上設定的關心區域的位置、狹窄部位的下遊的血管(以下，稱為狹窄血管)的支配區域(以下，稱為第I區域)、具有非狹窄部位的血管(以下，稱為非狹窄血管)的支配區域(以下，稱為第2區域)、以及SID等。第I區域和第2區域是分別不同的區域。所存儲的第I區域和第2區域通過後述的操作部13輸入。另外，存儲部12也可以存儲與後述的血流阻滯指標產生功能相關的程序(血流阻滯指標產生程序)。
[0041]存儲部12存儲從動脈的毛細血管分別在第1、第2區域抽出的血流量的抽出率(Extraction).該抽出率相當於校正後述的血流阻滯指標的規定的校正係數。具體而言，作為規定的校正係數，存儲部12存儲從狹窄血管的下遊部分的毛細血管向第I區域抽出的血流量的抽出率Estemsed (以下，稱為第I校正係數)。作為規定的校正係數，存儲部12存儲從非狹窄血管的下遊部分的毛細血管向第2區域抽出的血流量的抽出率民_6 (以下，稱為第2校正係數)。存儲部12將規定的校正係數根據每個臟器、每個所設定的第1、第2區域作為對應表(查找表)來存儲。
[0042]另外，存儲部12也可以存儲在第1、第2區域的各個中的血流信息的產生中由血流信息產生部15使用的規定的固定值。作為規定的固定值，例如，是Permiability Surface(滲透表面)(以下，稱為PS)。
[0043]顯示部14顯示由圖像產生部33產生的X射線圖像。顯示部14顯示用於輸入X射線攝影中的攝影條件、第I區域、第2區域的輸入畫面。顯示部14將由後述的血流阻滯指標產生部16產生的血流阻滯指標與X射線圖像以及第1、第2區域一起顯示。
[0044] 操作部13輸入關心區域、SID、X射線攝影的攝影條件、第I區域、第2區域、血流阻滯指標產生程序的啟動等。具體而言，操作部13將來自操作者的各種指示?命令?信息.選擇.設定取入本X射線診斷裝置5。操作部13雖然沒有圖示，但具有用於進行關心區域、第I區域、第2區域的設定等的軌跡球、成為開始X射線攝影的契機的開關按鈕、滑鼠、鍵盤等。操作部13檢測在顯示畫面上顯示的光標的坐標，將檢測到的坐標輸出至後述的控制部43。另外，操作部13也可以是被設置成覆蓋顯示畫面的觸控螢幕。此時，操作部13以電磁感應式、電磁應變式、壓敏式等坐標讀取原理檢測被觸摸指示的坐標，並將檢測到的坐標輸出至控制部43。
[0045]操作部13將在X射線圖像上輸入的第I區域以及第2區域的位置(正交坐標系中的坐標)輸出至後述的血流信息產生部15。另外，操作部13也可以輸入用於計算血流阻滯指標的指示(指標計算指示)。
[0046]控制部43具備未圖示的CPU (Central Processing Unit)和存儲器。控制部43為了按照從操作部13發送來的操作者的指示、攝影條件等來執行X射線攝影，而控制本X射線診斷裝置I中的各部。另外，控制部43以第I區域、第2區域的輸入、指標計算指示的輸入為契機，控制血流信息產生部15和血流阻滯指標產生部16。
[0047]血流信息產生部(組織血流計算部)15根據存儲於存儲部12的一系列的圖像的數據，產生第I區域的第I血流信息和第2區域的第2血流信息。所謂第I血流信息例如是指流向與第I區域對應的心肌組織的血流量(Myocardial Blood Flow:以下,稱為第I值MBFst_sed)。所謂第2血流信息例如是指流向與第2區域對應的心肌組織的血流量(以下，稱為第2值MBFraiwte)。
[0048]具體而言，血流信息產生部15在一系列的圖像的數據中的第I區域中，根據基於造影劑的像素值的濃度的時間變化，產生從狹窄血管流入第I區域的局部的血流量(以下，稱為第I局部血流量Klst_sed)。此外，血流信息產生部15根據基於第2區域中的造影劑的像素值的濃度的時間變化， 產生從非狹窄血管流入第2區域的局部的血流量(以下，稱為第2局部血流量KlraroteX更具體而言，血流信息產生部15例如對於一系列的圖像的各個，對沒有流入造影劑的所謂的蒙片圖像進行差分。一系列的差分圖像表示基於造影劑的染影分布(造影劑分布)。一系列的差分圖像中的像素值表示造影劑濃度。第I局部血流量Klst_sed相當於從狹窄血管向第I區域的造影劑的轉移常數(transfer constant)。另外,第2局部血流量值Klrairote相當於從非狹窄血管向第2區域的造影劑的轉移常數(transfer constant)。
[0049]更具體而言，血流信息產生部15對於一系列的差分圖像的各個中的第I區域以及第2區域，設定格子狀的多個局部部分區域。血流信息產生部15根據一系列的差分圖像，對多個局部部分區域的每一個，產生時間濃度曲線。血流信息產生部15例如根據基於模型分析的理論和時間濃度曲線,產生第I局部血流量Klst_sed和第2局部血流量KlraTOte。
[0050]血流信息產生部15通過將第I局部血流量Klstemsed以第I校正係數Estemsed進行校正，來計算第I值MBFst_sed。具體而言，血流信息產生部15通過將第I局部血流量Klstemsed除以第I校正係數Est_sed，來產生第I值MBFst_sed。血流信息產生部15通過將第2局部血流量Klraiurte以第2校正係數Eramrte進行校正，來計算第2值MBFrarotet5具體而言，血流信息產生部15通過將第2局部血流量Klraiurte除以第2校正係數Erairote，來產生第2值MBFM(rte。血流信息產生部15將所產生的與第I血流信息對應的第I值MBFstemsed、和與第2血流信息對應的第2值MBFramjte輸出至後述的血流阻滯指標產生部16。
[0051]另外，血流信息產生部15也可以根據固定值PS和第I局部血流量Klstemsed，計算第I值MBFrairot^另外，血流信息產生部15也可以根據固定值PS和第2局部血流量K1-,來計算弟I值MBFr_te。
[0052]血流阻滯指標產生部16根據第I血流信息和第2血流信息，產生表示與第I區域或者第2區域相關的血管中的血流的阻滯的程度的血流阻滯指標。例如，血流阻滯指標產生部16根據第I血流信息和第2血流信息，產生與狹窄血管相關的血流阻滯指標。具體而言，血流阻滯指標產生部16將第I值MBFst_sed與第2值MBFraiurte的比作為血流阻滯指標來產生。更具體而言，血流阻滯指標產生部16通過將第I值MBFstemsed除以第2值MBFraiurte,來計算第I區域中的血流阻滯指標。所謂血流阻滯指標例如是指相當於血流預備量比(Fractional Flow Reserve:以下，稱為 FFR)的指標。
[0053]FFR是將狹窄血管的血流量(以下，稱為狹窄血管血流量Qst_sed)由假設不存在狹窄的血管的血流量(Qnmial)歸一化、即相除得到的值，如以下那樣定義。
[0054]
【權利要求】
1.一種醫用圖像診斷裝置，其特徵在於，具備: 存儲部，存儲與被檢體的規定的臟器相關的體數據或者一系列的圖像的數據； 血流信息產生部，根據上述體數據或者上述一系列的圖像的數據，產生第I區域的第I血流信息和與上述第I區域不同的第2區域的第2血流信息；以及 血流阻滯指標產生部，根據上述第I血流信息和上述第2血流信息，產生表示與上述第I區域或者上述第2區域相關的血管中的血流的阻滯的程度的血流阻滯指標。
2.根據權利要求1所述的醫用圖像診斷裝置，其特徵在於， 上述血流信息產生部將相當於上述第I區域中的組織的血流量的第I值作為上述第I血流信息來產生， 將相當於上述第2區域中的組織的血流量的第2值作為上述第2血流信息來產生。
3.根據權利要求2所述的醫用圖像診斷裝置，其特徵在於， 上述血流阻滯指標產生部將上述第I值與上述第2值的比作為上述血流阻滯指標來產生。
4.根據權利要求1所述的醫用圖像診斷裝置，其特徵在於， 上述醫用圖像診斷裝置還具備顯示部，上述顯示部顯示上述第I區域以及上述第2區域，並且還顯示上述血流阻滯指標。
5.根據權利要求4所述的醫用圖像診斷裝置，其特徵在於， 上述血流信息產生部根據上述體數據或者上述一系列的圖像的數據，在通過上述顯示部顯示的顯示區域中產生與和上述第I區域以及上述第2區域不同的區域中的多個像素的各個對應的血流信息， 上述血流阻滯指標產生部根據與上述多個像素的各個對應的血流信息，產生與上述像素的各個對應的上述血流阻滯指標， 上述顯示部以與上述血流阻滯指標的值對應的規定的色調，在每個上述像素顯示上述血流阻滯指標。
6.根據權利要求1所述的醫用圖像診斷裝置，其特徵在於， 上述規定的組織是上述被檢體的心臟， 上述血流阻滯指標是相當於血流預備量比的指標。
7.根據權利要求1所述的醫用圖像診斷裝置，其特徵在於， 上述第I區域是上述臟器中的狹窄血管的支配區域， 上述第2區域是上述臟器中的非狹窄血管的支配區域。
8.根據權利要求1所述的醫用圖像診斷裝置，其特徵在於， 上述體數據是與核醫學斷層攝影或者X射線計算機斷層攝影相關的數據， 上述一系列的圖像的數據是與X射線診斷攝影相關的數據。
9.根據權利要求6所述的醫用圖像診斷裝置，其特徵在於， 上述第I值和上述第2值是與上述心臟相關的特定的心相位的血流量或者全心相位的平均血流量。
10.根據權利要求7所述的醫用圖像診斷裝置，其特徵在於， 上述第I區域是狹窄血管所支配的心肌區域中狹窄位置的下遊的區域。
11.根據權利要求4所述的醫用圖像診斷裝置，其特徵在於，上述醫用圖像診斷裝置還具備操作部，上述操作部在上述顯示部所顯示的圖像上設定上述第I區域和第2區域。
12.根據權利要求1所述的醫用圖像診斷裝置，其特徵在於， 上述血流信息產生部通過使用規定的校正係數進行校正，來產生上述第I血流信息和上述第2血流信息。
13.一種醫用圖像處理方法，其特徵在於，包含: 存儲與被檢體的規定的臟器相關的體數據或者一系列的圖像的數據， 根據上述體數據或者上述一系列的圖像的數據，產生第I區域的第I血流信息和與上述第I區域不同的第2區域的第2血流信息，以及 根據上述第I血流信息和上述第2血流信息，產生表示上述第2區域中的血流的阻滯的程度的血流阻滯指標。
14.一種醫用圖像處理裝置，其特徵在於，具備: 存儲部，存儲與被檢體的規定的臟器相關的體數據或者一系列的圖像的數據； 血流信息產生部，根據上述體數據或者上述一系列的圖像的數據，產生第I區域的第I血流信息、和與上述第I區域不同的第2區域的第2血流信息；以及 血流阻滯指標產生部，根據上述第I血流信息和上述第2血流信息,產生表示上述第2區域中的血流的阻滯的程度的血流阻`滯指標。
【文檔編號】A61B6/00GK103889331SQ201380003596
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年10月22日 優先權日:2012年10月22日
【發明者】市原隆, 坂口卓彌 申請人:學校法人藤田學園, 東芝醫療系統株式會社