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WO2005117712A1 - 画像診断支援方法及び画像診断支援装置 - Google Patents

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WO2005117712A1
WO2005117712A1 PCT/JP2005/009863 JP2005009863W WO2005117712A1 WO 2005117712 A1 WO2005117712 A1 WO 2005117712A1 JP 2005009863 W JP2005009863 W JP 2005009863W WO 2005117712 A1 WO2005117712 A1 WO 2005117712A1
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WO
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image
region
area
images
diagnosis support
Prior art date
Application number
PCT/JP2005/009863
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English (en)
French (fr)
Inventor
Mitsuhiro Oshiki
Ryuichi Shinomura
Original Assignee
Hitachi Medical Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Hitachi Medical Corporation filed Critical Hitachi Medical Corporation
Priority to JP2006514090A priority Critical patent/JP4942477B2/ja
Priority to US11/628,404 priority patent/US8355775B2/en
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0012—Biomedical image inspection
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
    • A61B5/02007—Evaluating blood vessel condition, e.g. elasticity, compliance
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/46—Ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic devices with special arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • A61B8/461—Displaying means of special interest
    • A61B8/463—Displaying means of special interest characterised by displaying multiple images or images and diagnostic data on one display
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    • A61B5/107—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof
    • A61B5/1075—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof for measuring dimensions by non-invasive methods, e.g. for determining thickness of tissue layer
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    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/06—Measuring blood flow
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Clinical applications
    • A61B8/0833—Clinical applications involving detecting or locating foreign bodies or organic structures
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2200/00—Indexing scheme for image data processing or generation, in general
    • G06T2200/24—Indexing scheme for image data processing or generation, in general involving graphical user interfaces [GUIs]

Definitions

  • the present invention relates to an image diagnosis support method and an image diagnosis support apparatus, and in particular, preferably extracts a plurality of regions, such as organs and organs, at the same site of a subject displayed based on a plurality of types of image data.
  • a plurality of regions such as organs and organs
  • This application is based on Japanese Patent Application No. 2044-165427 and Japanese Patent Application No. 2004-222713 based on the Japanese Patent Law and has an application for glue priority.
  • an image diagnosis support system in which a part of one subject can be photographed using a plurality of medical image photographing devices and can be displayed.
  • the purpose of such a system is to improve diagnostic techniques, and in particular, to compensate for a part that cannot be observed with one type of medical image capturing device in another medical image capturing device.
  • Patent Document 1 provides an image data input device capable of inputting a plurality of images including an external volume image, and displays a B mode image (B mode image) of a specific diagnosis site in a specific subject. At this time, a tomographic image of the same diagnostic part of the subject at a position corresponding to the tomographic position of the B-mode image is obtained from an image from the image data input device, and is arranged or superimposed on the B-mode image.
  • an ultrasonic imaging apparatus having an image position association display means for alternately displaying images at a fixed time interval is disclosed.
  • Patent Document 1 JP-A-10-151131
  • An object of the present invention is to provide an image diagnosis support system capable of suitably extracting a region such as an organ when displaying an image of the same part of a subject obtained using a medical image capturing apparatus.
  • a method and an image diagnosis support apparatus are provided. It is a further object of the present invention to determine a blood vessel region using a region extraction method and measure the stenosis rate.
  • an image diagnosis support method includes a plurality of images obtained by photographing the same part of the same subject with one or more medical image photographing apparatuses, An acquisition step of acquiring images each having positional information at the time of photographing, a selection step of selecting a first image and a second image from the plurality of images, the first image and the second image A step of displaying one or more first reference points on the first image, and a step of specifying a second reference point corresponding to each position of the first reference point on the second image. A first step of extracting a first area including the first reference point therein, and a second step of extracting a second area including the second reference point therein. Wherein the first step and the second step are performed first or both simultaneously.
  • the image diagnosis support method is an image obtained by photographing a blood vessel of a subject using a medical image photographing apparatus, and includes a lumen region through which blood flows and a blood vessel tissue region. Obtaining an image including a blood vessel cross-sectional area, extracting the lumen area and the blood vessel tissue area, and obtaining a stenosis rate of the blood vessel from the lumen area and the blood vessel tissue area. A step of extracting a plurality of necessary parameters; and a step of calculating a stenosis rate of the blood vessel using the plurality of parameters.
  • the image diagnosis support apparatus includes a plurality of images obtained by photographing the same part of the same subject by one or more medical image photographing apparatuses, and the position information when each is photographed.
  • Means for obtaining a second reference point corresponding to a position, a first area including the inside for each of the first reference points, and a second area including the inside for each of the second reference points Means to It is characterized by having.
  • an image diagnosis support apparatus includes: a unit for acquiring an image obtained by imaging a subject using a medical image capturing apparatus; an area extracting unit for extracting a desired area from the image;
  • the image diagnosis support apparatus provided with: the image includes a luminal region and a vascular tissue region of a desired blood vessel, and the region extracting unit extracts the luminal region and the vascular tissue region, Means for obtaining a plurality of parameters necessary for obtaining the stenosis rate of the blood vessel from the lumen area and the vascular tissue area, and means for calculating the stenosis rate of the blood vessel using the plurality of parameters; Having.
  • an image diagnosis support capable of suitably extracting a region such as an organ, in particular, is displayed.
  • a method and an image diagnosis support apparatus can be provided.
  • the stenosis rate of a blood vessel can be measured with high accuracy.
  • FIG. 1 shows the overall configuration of an image diagnosis support system according to a first embodiment.
  • FIG. 2 (a) shows a result of setting a reference point 12 in one of the two medical images 10 and 11 and extracting a region in the medical image 10 based on the reference point 12.
  • FIG. 2 (b) shows the result of setting a reference point 12a corresponding to the reference point 12 in the medical image 11, and
  • FIG. 2 (c) shows the area in the medical image 11 based on the reference point 12a.
  • Fig. 2 (d) shows the state in which the boundary of the extraction region ⁇ of the medical image 11 is superimposed on the medical image 10, and the extraction region
  • FIG. 3 shows the result of setting reference points 15 and 16 on the short-axis image of a blood vessel and extracting a region in the medical image 10 based on the reference points 15 and 16.
  • (b) shows the result of setting the reference points 15a and 16a corresponding to the reference points 15 and 16 in the medical image 11, and
  • FIG. 3 (c) shows the extraction of the area based on the reference points 15a and 16a in the medical image 11.
  • FIG. 3D shows a state in which the boundary of the extraction region of the medical image 11 is superimposed and displayed on the medical image 10.
  • FIG. 4 shows a state in which two images are displayed by one medical image capturing apparatus and a process of region extraction.
  • FIG. 5 shows an overall configuration of an ultrasonic imaging apparatus according to a fourth embodiment.
  • FIG. 6 (a) shows an example in which reference points are set in the vascular tissue region and the luminal region
  • FIG. 6 (b) shows an example in which the area between the vascular tissue region and the luminal region is measured to obtain a stenosis.
  • FIG. 6C shows an example of calculating the stenosis rate by measuring the diameter of the vascular tissue region and the lumen region.
  • FIG. 7 (a) shows an example in which reference points are set in the vascular tissue region and the luminal region
  • FIG. 7 (b) shows the measurement of the diameter of the vascular tissue region and the luminal region by stenosis. The example which calculates a rate is shown.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a flow of processing according to a fourth embodiment.
  • FIG. 9 (a) is a diagram showing an example of use of the region extraction result, showing a state in which the boundary of the extraction region / 3 and ⁇ are emphasized and superimposed
  • FIG. b) shows a state in which the texture of the extraction region ⁇ and the extraction region ⁇ are emphasized, and the extraction region
  • FIG. 9 (c) shows the extraction region and the extraction region ⁇ . This shows a state in which the texture of the extraction region ⁇ is emphasized, and the extraction region ⁇ is displayed superimposed on the extraction region
  • FIG. 12 shows a method of calculating a lumen region.
  • FIG. 13 shows a superimposition mode in a case where a lesion is included in the extraction region ⁇ .
  • the first embodiment is an embodiment in which corresponding regions are extracted from two or more medical images.
  • FIG. 1 shows an overall configuration of an embodiment of an image diagnosis support system to which the present invention is applied.
  • the two medical images displayed on the screen for convenience are Medical Image A, Medical Image B and Notation respectively.
  • the image diagnosis support system includes a medical image capturing apparatus 1, a medical image capturing apparatus 2, and a spatial image necessary for the relative alignment of medical images acquired by the medical image capturing apparatuses 1 and 2.
  • a reference position 3 for determining various references
  • a positioning unit 4 for positioning the respective medical images acquired by the medical image capturing devices 1 and 2
  • an image display unit 5 for simultaneously displaying the respective medical images.
  • An input device 6 for selecting and instructing an extraction area, an area extraction section 8 for extracting an area, and displaying and extracting the area obtained by the area extraction section 8 on the image display section 5 in various forms.
  • the medical image capturing apparatus 1 is configured by an ultrasonic image capturing apparatus that is a medical image capturing apparatus capable of displaying a medical image in real time.
  • the medical image capturing apparatus 2 is configured by an X-ray CT apparatus or an MRI apparatus, which is a medical image capturing apparatus capable of clearly reading a region outline of a captured medical image.
  • An X-ray CT or MRI apparatus generates image data by imaging the same part of the same subject at a different time from the time when the ultrasonic imaging apparatus takes a medical image. Therefore, in the present embodiment, the image data obtained by real-time imaging by the ultrasonic imaging apparatus and the image data obtained by the X-ray CT apparatus or the MRI apparatus in the past (that is, a time different from the time taken by the ultrasonic imaging apparatus) Based on the image data obtained by First, two types of images of the same part of the same subject are displayed on the image display unit 5.
  • the combination of the image data is not limited to the above combination.
  • the medical image capturing device 1 is configured by an ultrasonic imaging device, and the medical image capturing device 2 is configured by an X-ray CT device or an MRI device. You may. Further, the medical image capturing apparatus 1 is configured by an ultrasonic imaging apparatus, and the medical image capturing apparatus 2 is configured by an X-ray CT apparatus or an MRI apparatus, and these are captured at different times in the past to generate image data. Then, the image display unit 5 may display an image based on two image data obtained by shooting at different times in the past. Also, the medical image capturing apparatus 1 may be an X-ray CT apparatus and the medical image capturing apparatus 2 may be an MRI apparatus, which is not necessarily an ultrasonic imaging apparatus. Next, the flow of processing of the image diagnosis support system of FIG. 1 will be described.
  • a medical image A and a medical image B are obtained by the medical image capturing apparatuses 1 and 2, respectively.
  • the medical imaging apparatus 1 is an ultrasonic imaging apparatus
  • the medical imaging apparatus 2 is an MRI (magnetic resonance imaging) apparatus.
  • Each of them has a unique position specifying means, and the data obtained by each of the medical image capturing apparatuses 1 and 2 specifies a spatial position (as an origin) based on a common reference position 3 as a reference.
  • a spatial position of an image having a reference position as an origin is specified using a magnetic sensor or the like.
  • the medical image data obtained by each medical image photographing device is displayed on the image display unit 5 by matching the spatial coordinates by the positioning unit 4.
  • the positioning means detects a relative position and a direction between the subject and the probe in an arbitrarily set coordinate space, and in a three-dimensional coordinate space, Calibration is performed so that the image data of the image data input device and each part of the subject can be aligned, and the positional relationship between each tissue and the body surface (the position of the probe) in the diagnostic image is detected.
  • the ultrasonic tomographic plane being examined by the ultrasonic imaging apparatus and the corresponding tomographic image of the X-ray CT apparatus or MRI apparatus can be displayed on the same screen as the ultrasonic tomographic image. You may comprise.
  • the image diagnosis support system reads medical image data obtained by the medical image capturing device 1 and medical image data obtained by the medical image capturing device 2. Then, a medical image based on the medical image data is displayed on the image display unit 5.
  • the user selects an image for performing area extraction from these medical images.
  • the user selects the medical image 10.
  • the user sets the reference point 12 in the medical image 10 using the input device 6.
  • the reference point 12 is one point (reference point 12) included in the extraction area desired by the user in the medical image 10. Further, the user inputs the extraction condition ⁇ .
  • the area extracting unit 8 extracts a desired area including the reference point 12 (hereinafter, referred to as “extracted area 13”) based on the input extraction condition oc.
  • FIG. 2A shows a state in which the region desired by the user has been extracted by the region extracting unit 8.
  • region extraction methods There are two types of region extraction methods: a method of extracting a region based on luminance information of an image, and a method of extracting a region based on waveform data.
  • the luminance information of the image previously selected by the input device is sent from the image display unit 5 to the region extraction unit 8.
  • the region extracting unit 8 performs extraction based on the luminance information of the received image.
  • the region extraction unit 8 sequentially compares the pixel values near the reference point 12 set in the medical image 10 with a predetermined threshold to extract an extraction region j8 (Region growing).
  • the region extraction unit 8 may use a known method such as snake in addition to region growing!
  • a reception signal from the subject is sent directly from the medical imaging apparatus to the area extracting unit 8.
  • the region extraction unit 8 performs region extraction using the received reception signal from the subject.
  • the obtained area data ⁇ is sent to the extracted area display and measurement unit 9.
  • the user inputs and determines screen display conditions using the input device 6.
  • the screen display unit 5 displays the extraction region ⁇ on the image (the medical image 10 in the present embodiment) previously selected by the input device 6.
  • the screen display condition is a condition relating to display, such as, for example, coloring the extraction area to display the whole or displaying only the outline. It is also possible to measure the extraction area here, and to measure geometric information such as the area, major axis and minor axis, major axis and minor axis, and the feature amount of the extraction area.
  • an area of the same part as the reference point 12 selected in the medical image 10 is automatically extracted. Specifically, position information (position coordinates) of the extraction reference point 12 selected in the medical image 10 is sent to the medical image 11.
  • FIG. 2 (b) shows a point corresponding to the reference point 12 in the medical image 11 (hereinafter referred to as “reference point 12a”) based on the position information of the reference point 12 sent by the extraction area display / measurement unit 9. The result of setting is shown.
  • the region extracting unit 8 executes region extraction based on the reference point 12a.
  • the region extraction method to be executed is determined by the user making a selection using the input device 6. Area extraction As the output method, a method that is considered optimal for each medical image can be selected.
  • the region extraction method and the extraction conditions executed for the medical image 11 may be the same as or different from those used for the medical image 10.
  • FIG. 2 (c) shows the result of region extraction performed by the region extraction unit 8 based on the reference point 12a and extraction region ⁇ .
  • an extraction area ⁇ 8 extracted from the medical image 10 and an extraction area ⁇ extracted from the medical image 11 are displayed.
  • the extraction region ⁇ obtained as an extraction result is sent to the extraction region display and measurement unit 9 as described above. Then, after determining the image display conditions, the extraction area display and measurement unit 9 displays the display data in which the extraction area j8 of the medical image 10 is overlapped with the boundary of the extraction area ⁇ , and the extraction area 0 of the medical image 11 in the extraction area 0. and display data in which the boundary of j8 is superimposed, and transmitted to the image display unit 5.
  • the image display section 5 displays these display data.
  • FIG. 2D shows a state in which the boundary of one of the regions where the medical image power has been extracted is displayed so as to be superimposed on the other extracted region.
  • the display screen 14 displays an image in which the boundary of the extraction region ⁇ is superimposed on the extraction region j8, and an image in which the boundary of the extraction region j8 is superimposed on the extraction region ⁇ .
  • a plurality of medical images including the same cross-sectional image obtained by imaging the same part of the same subject on different medical image capturing apparatuses can be displayed on the same screen. Furthermore, when an area of an arbitrary part is extracted from one of the two medical images described above, an area of the same part can be automatically extracted from another medical image.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and can be variously modified and implemented without departing from the gist of the present invention.
  • the same processing as in the above embodiment may be performed based on the same part of the cross-sectional image of the same subject photographed at different times.
  • the reference point 12 is set, and the extraction area ⁇ 8 is extracted based on the reference point 12.
  • the reference point 12a is set, and the extraction area ⁇ is extracted based on the reference point 12a.
  • the reference points 12 and 12a may be set in the two medical images 10 and 11, and the region extraction in the medical image 10 and the region extraction in the medical image 11 may be performed simultaneously, or the extraction region ⁇ from the medical image 11 may be determined first.
  • the extraction area j8 may be extracted from the medical image 10.
  • the case where the number of medical image capturing apparatuses is two is considered, but the number of medical images may be three or more.
  • three medical image photographing apparatuses display the same region and simultaneously 'the same screen' to generate three types of medical image data.
  • the image diagnosis support system reads the medical image data and displays a medical image on the image display unit 5 based on the medical image data.
  • the user selects, from the displayed medical images, three medical images (one for each medical image capturing device) for performing the region extraction processing.
  • the image diagnosis support system superimposes and displays, on each of the above three medical images, the boundaries of the other two extracted medical image areas.
  • the first medical image displays a region extracted from the first medical image using solid lines and color-coded display.
  • the outline (boundary) of the extraction region extracted from the second medical image is superimposed and displayed by a dashed line on the region extracted by the first medical image.
  • the contour line of the extracted region from which the third medical image power has been extracted is superimposed and displayed by a dotted line.
  • a region extracted from the second medical image is displayed using a thin solid line and color-coded display.
  • the outline of the extracted region extracted from the first medical image is superimposed and displayed as a thick solid line on the region extracted by the second medical image. Further, the outline of the extraction area extracted from the third medical image is superimposed and displayed by a dotted line.
  • the third medical image displays a region extracted from the third medical image using a thin solid line and color-coded display.
  • the outline of the extraction region extracted from the first medical image is superimposed and displayed as a thick solid line on the region extracted from the third medical image.
  • Second medical image power The outline of the extracted area is superimposed and displayed by a dashed line.
  • First medical image power The number of data to be superimposed on the extracted extraction region may be three or two, and the user can freely select the number. In addition, it is also possible to freely select whether to superimpose a region extraction result having any image power on any image.
  • a medical image capturing apparatus that simultaneously displays the same part on the same screen and extracts the same part has been described. 1 and 2 do not have to be the case where the actual device is attached as it is.
  • a plurality of images including an external volume image may be input as input data and the same may be performed.
  • the case where the images obtained by using the respective medical image capturing devices are displayed on the respective portions (left and right) on the same screen has been described. May be superimposed.
  • the extraction area ⁇ may be superimposed on the extraction area
  • regions to be extracted from an image obtained by each medical image capturing apparatus need not be the same, and may be different.
  • the gist of the present invention is not limited to a case where the heart is region-depicted in an image obtained by an ultrasonic imaging device, and the lung is drawn in a region in an image obtained by an MRI device, and is displayed in a superimposed manner. Do not deviate.
  • one medical image photographing apparatus can more accurately grasp the region information of an unclear part, and can be applied to various treatments and diagnoses and assisted.
  • the second embodiment is an embodiment in which the stenosis rate of a blood vessel is obtained by using the region extraction method of the first embodiment.
  • the first embodiment differs from the first embodiment in that the user designates only one reference point, whereas the second embodiment differs in that the user designates two reference points. Same as the form.
  • FIG. 3 is a diagram showing a process of extracting a region from which a stenosis rate of a blood vessel is to be obtained from the medical image 10.
  • the user sets a blood vessel tissue area (hereinafter, referred to as a "tissue area” t ⁇ ⁇ ) and a lumen area (area through which blood flows) constituting the blood vessel area.
  • a tissue area hereinafter, referred to as a "tissue area” t ⁇ ⁇
  • a lumen area area through which blood flows
  • FIG. 3 (a) shows the result of this extraction.
  • FIG. 3B shows the result when the reference points 15a and 16a are set.
  • the area extracting unit 8 extracts an area based on the reference points 15a and 16a.
  • Figure 3 (c) shows this result.
  • the extraction area display ′ measurement unit 9 generates display data in which the extraction area of the medical image 10 is superimposed on the boundary of the extraction area of the medical image 11, and transmits it to the image display unit 5.
  • the image display section 5 displays these display data.
  • FIG. 3D shows a state in which the boundary of the extraction area of the medical image 11 is superimposed on the medical image 10.
  • a tissue region and a lumen region of a blood vessel are extracted.
  • the stenosis rate of the blood vessel is determined based on the tissue region and the lumen region.
  • the method of calculating the stenosis rate of the blood vessel will be described later with reference to FIG.
  • image data obtained by photographing the same part of the same subject from another angle by one medical image photographing apparatus is displayed side by side, and the extracted region extracted from one medical image is extracted from the other medical image.
  • FIG. 4 shows a screen display example of the present embodiment.
  • the medical image 18 in Fig. 4 is a medical image obtained by imaging a cross section of a blood vessel of the same subject. Further, the medical image 20 in FIG. 4 is a medical image obtained by photographing the blood vessel having the blood vessel cross section from the side.
  • the vascular tissue region is indicated by a hatched portion in the medical image 18.
  • the region extracting unit 8 extracts a point 19a corresponding to 19 in the medical image 20. Then, a region including the point 19a and corresponding to the vascular tissue region including 19 in the medical image 18 is region-extracted from the medical image 20.
  • the region corresponding to the blood vessel tissue region including the point 19a corresponds to a straight line (1 pixel) region in the medical image 20, but is assumed to be a band-shaped region including the point 19a and having a width of several right and left pixels. May be displayed. As a result, the visibility is improved as compared with the case of displaying by a straight line. You can do it.
  • the ultrasonic imaging apparatus transmits an ultrasonic wave to a subject (not shown), and receives a reflected echo signal of the force of the subject, a probe 100, and a probe 100.
  • a transmission / reception unit 102 for generating a signal for driving the probe 100 and performing signal processing such as amplification of the reflected echo signal;
  • a phasing unit 104 for phasing the reflected echo signal after the signal processing;
  • a B image forming unit 108 for displaying the phased signal as a B image, and a digital scan converter (DSC) for performing scan conversion to a monitor scanning line.
  • DSC digital scan converter
  • Region extraction calculation unit 118 that extracts A stenosis rate calculation unit 121 for calculating a stenosis rate from a region, a transmission / reception unit 102, a phasing unit 104, a blood flow velocity calculation circuit 106, a region extraction calculation unit 118, and a control unit 116 for controlling the image data extraction unit 120, respectively.
  • the control unit 116 includes an operation console 114 for inputting various control information by an operator.
  • the blood flow velocity calculation circuit 106 receives the reflected echo signal obtained by the transmission / reception unit 102 and extracts a frequency signal that has undergone a Doppler shift due to the blood flow in the subject.
  • a local oscillator that generates a reference frequency signal that oscillates near the frequency of the transmitted and received ultrasonic waves, a 90-degree phase shifter that shifts the phase of the reference frequency signal by 90 degrees, for example, a reflected echo signal and a local oscillator
  • it has a mixer circuit that multiplies a reference frequency signal having a 90-degree phase shifter, and a high-frequency cutoff filter that extracts a low-frequency component from the output of the mixer circuit.
  • the blood flow velocity calculation circuit 106 calculates the blood flow velocity in the subject using the frequency signal subjected to the Doppler shift output from the Doppler demodulation circuit (hereinafter referred to as "Doppler signal"). It has an average speed calculator for calculating the average speed of the blood flow of the blood vessel at the diagnostic site by inputting the Doppler signal and a speed dispersion calculator for calculating the speed dispersion of the blood flow.
  • Doppler signal the Doppler signal
  • the data obtained via the blood flow velocity calculation circuit 106 is input and converted into a color signal according to the blood flow state, and a digital signal is converted into a video signal.
  • the display unit 112 receives a color signal (video signal) to be output and displays the color signal in red or blue, for example, and displays the color of the television monitor.
  • a color signal video signal
  • Blood flow signal determination section 119 determines whether or not a color signal is present in an image obtained by imaging the Doppler signal obtained by blood flow velocity calculation circuit 106 on display section 112 (if the Doppler signal is present). To determine whether there is a blood flow signal.
  • the image data extraction unit 120 sets a region of interest (ROI) in the displayed image.
  • ROI region of interest
  • the size and direction (angle) of these regions of interest can be arbitrarily changed by the operator.
  • the display unit 112 may previously display only the region surrounded by the thick solid line, and the region inside the thick solid line may be used as the region of interest.
  • This region of interest is for detecting the blood flow velocity of the diagnostic region of the subject, and is set on the B image at a position considered to be, for example, a carotid artery blood vessel.
  • the region extraction calculation unit 118 sets, as the reference point 204, one point of the region determined as having a blood flow signal by the blood flow signal determination unit 119 in the region of interest set by the image data extraction unit 120. Then, a threshold value or a threshold value width is set for recognizing the width of the pixel value in the region. For example, the threshold value is given as “3 ⁇ 47” using the threshold value width “47” set as the pixel value “3” of the reference point displayed on the display unit 112. That is, the lower threshold is “ ⁇ 44” and the upper threshold is “50”.
  • the control unit 116 searches for pixels around the reference point 204, and connects areas having pixel values within a threshold range. Finally, an area 202 including the reference point 204 and having a pixel value within the range of the threshold is obtained. This region 202 is a luminal region in a blood vessel through which blood flows.
  • a reference point 203 is set in an area outside the area 202.
  • the setting of the reference point of the stenosis region is set in advance to, for example, 1 mm outside the region 202.
  • the control unit 116 searches for pixels around the reference point 203, and connects areas having pixel values within a threshold range.
  • an area 201 including the reference point 203 and having a pixel value within the range of the threshold is obtained.
  • This region 201 is a vascular tissue region that forms a vascular wall.
  • FIG. 6 (a) shows the region 202 and the region 201 located around the region 202, and the region 202 and the region 201.
  • the reference points 204 and 203 included in are shown.
  • the areas S (a) and S (b) of the region 201 and the region 202 are obtained.
  • the area extraction calculation unit 118 calculates the area of the pixel, that is, the number of pixels.
  • the stenosis rate is obtained by the stenosis rate calculation unit 121 according to Equation 1.
  • the obtained stenosis rate is displayed on the display unit 112. Since the stenosis rate is a relative value, the diameters of the approximate circles 205 and 206 may be obtained. For example, as shown in Fig. 6 (c), the areas S (a) and S (b) are obtained, and the obtained area is approximated to a circle as the pi X radius X radius, and the diameter of the circle (radius X 2) Then, the stenosis rate is calculated by equation (2).
  • L1 and L2 may be obtained by directly measuring each major axis of the region 201 and the region 202.
  • the obtained stenosis rate is displayed on the display unit 112.
  • the measurement of the stenosis rate by extracting the area of the carotid artery in the short axis direction has been described, but the measurement of the stenosis rate in the long axis direction is also possible.
  • FIG. 7 shows a specific example of the measurement of the stenosis rate by region extraction in the long axis direction.
  • the region extraction calculation unit 118 sets, as the reference point 304, one point of the region determined as having a blood flow signal by the blood flow signal determination unit 119 in the region of interest set by the image data extraction unit 120.
  • a threshold value or a threshold value width is set for recognizing the width of the pixel value in the area.
  • the control unit 116 searches for pixels around the reference point 304 and connects regions having pixel values within the range of the threshold value, and forms an area 302 including the reference point 304 and having a pixel value within the range of the threshold value. can get. If the area of the area 302 extends to the edge of the screen, the area 302 is connected to the edge of the screen. This area 302 is a lumen area.
  • the region extraction calculation unit 118 designates the reference point 303 and the reference point 305 as points outside the end of the region 302 by 0.5 mm.
  • an area 301 which is a vascular tissue area, is extracted as in FIG. Figure 7 (a) shows the areas 301 and 302 and the reference point 303, It is a figure which shows 304 and 305.
  • the stenosis rate of the blood vessel is measured. As shown in FIG. 7 (b), the diameter of the cross section is measured in the axial direction of the blood vessel. Then, the stenosis rate calculation unit 121 obtains the stenosis rate according to the equation (3).
  • the display unit 112 displays the obtained stenosis rate. As described above, the area in the short axis direction or the long axis direction of the blood vessel is obtained by using the area extraction method, and the stenosis rate can be measured.
  • the stenosis rate calculation unit 121 can determine the long axis direction and the short axis direction.
  • the average value of the stenosis rates measured in the directions may be calculated, and the average value may be displayed on the display unit 112. Therefore, the stenosis rate can be measured with higher accuracy.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the flow of the process according to the present embodiment.
  • the blood flow velocity calculation circuit 106 measures a Doppler signal. (Step 401)
  • the region extraction calculation unit 118 sets a reference point at a position where the Doppler signal exists, and further sets a threshold width of the pixel. (Step 402)
  • the region extraction calculation unit 118 searches for pixels around the reference point 204, connects regions having pixel values within the threshold value range, and connects the region 202 including the reference point 204 and has a pixel value within the threshold value range 202 And extract the first region. (Step 403)
  • the region extraction calculation unit 118 sets a reference point 203 in a region outside the first region, and further sets a threshold width of the pixel. (Step 404)
  • the region extraction calculation unit 118 searches for pixels around the reference point 203, connects regions having pixel values within the threshold value range, and connects the region 201 including the reference point 203 and has a pixel value within the threshold value range 201 And extract the second region. (Step 405)
  • the stenosis rate calculation unit 121 calculates the stenosis rate using the areas or diameters of the first region and the second region. (Step 406)
  • the reference point is set by the region extraction calculation unit 118.
  • the setting may be manually performed using.
  • the embodiment in which the present invention is applied to the ultrasonic imaging apparatus has been described.
  • another medical image imaging apparatus that generates image data by imaging an object for example, X
  • the present invention may be applied to an X-ray CT apparatus, an MR apparatus, an X-ray imaging apparatus, and the like.
  • the means for obtaining the luminal region and the vascular tissue region area from the independent reference points by an arbitrary region extraction method and calculating the stenosis rate has been described. Alternatively, it may be directly obtained from the Doppler signal indicating the blood flow existing area. Doppler signals indicating the presence of blood flow are generally displayed on a monitor in color.
  • a reference point 203 for extracting a vascular tissue region is determined and, for example, the vascular tissue region is obtained by the above-described region extraction method
  • the luminal region where the blood flow exists is located inside the vascular tissue region. Shown on the monitor with color information.
  • the lumen region can be extracted simply by counting the number of pixels having the color information.
  • the one indicating blood flow presence information is not limited to a Doppler signal.
  • the signals obtained by all the diagnostic methods that can identify and display the blood flow or the site where the blood flow exists and the surrounding tissue are targeted.
  • the luminal region can be extracted only by obtaining the vascular tissue region without directly obtaining the region by the region extraction.
  • a short axis of a blood vessel will be described as an example.
  • the vascular tissue region 201 can be obtained from the reference point 203 by the region extraction method using the above-described method.
  • the vascular region, including the vascular tissue region and the lumen region, is defined as the outermost interior 1000 of the vascular tissue region, and its area is given by S (l).
  • the lumen region can be obtained by taking the difference between the blood vessel tissue region 201 and the area S (a) from the inside 1000 of the blood vessel tissue region.
  • the stenosis rate can be similarly obtained by the method shown in FIG.
  • Luminal region area S (b) Vessel region area (S1) ⁇ Vessel tissue region area (S (a)) (4) This can be similarly performed for the long axis of the blood vessel. As described above, the force stenosis rate described above regarding the derivation of the blood vessel stenosis rate can be similarly obtained for other parts that need to be derived.
  • the fifth embodiment is an example of using a region extraction result after region extraction with two medical images.
  • the image diagnosis support system includes a means for executing a function of automatically adjusting display parameters of image display so that an extraction area is particularly easy to see (gain 'dynamic range automatic adjustment function).
  • the gain 'dynamic range automatic adjustment function may be executed by the extraction area display / measurement unit 9 of the first embodiment, or may be performed by the gain' dynamic range automatic adjustment function in addition to the components of the first and fourth embodiments. Adjustment means may be further provided.
  • the gain 'dynamic range automatic adjustment function is a function of adjusting the gain' dynamic range so that the distribution width of the image signal location in the extraction region matches the maximum gradation width of the image display, and displays the image. As a result, the visibility of the extraction region can be improved.
  • the area other than the extraction area (hereinafter referred to as “background area”) is displayed in extremely white or black, but there is no particular problem in image diagnosis.
  • the gain 'dynamic range automatic adjustment means performs various operations such that when the region extracted from one medical image is superimposed on the extraction region of the other medical image, the two superimposed regions are clearly visible. Adjust parameters automatically.
  • the parameter adjustment pattern several types of presets may be prepared for each purpose. The purpose of the preset is, for example, as follows.
  • a preset may be prepared in accordance with a comparison condition between the extraction region and the background region, or a comparison condition between the extraction regions in which two medical image powers are also extracted.
  • the comparison conditions include, for example, the following.
  • the image signal in the extraction area is hypo (low signal) compared to the image signal in the background area Presets depending on the case.
  • ⁇ A preset corresponding to a case where the image signal of the extraction area is hyper (high signal) compared to the image signal of the background area.
  • ⁇ A preset for performing pathological judgment by comparing the shape of the outline (boundary) of the extraction area extracted from two medical images.
  • Two medical image powers Presets according to the internal depiction state of the extracted area (texture such as rough and rough compared to the surrounding area).
  • the preset may be prepared according to various conditions other than the above.
  • FIG. 9 shows medical images 90 and 91 obtained by imaging the same part of the same subject at different times.
  • an extraction area is extracted from the medical image 90.
  • an extraction area ⁇ is extracted from the medical image 91.
  • FIG. 9A shows the boundary of the extraction region ⁇ superimposed on the extraction region ⁇ of the medical image 90.
  • the user selects the preset (6) in the gain / dynamic range automatic adjustment, and the boundaries between the extraction regions ⁇ and ⁇ are highlighted.
  • the user may select the preset of (3) above. As a result, the difference between the contour lines becomes clear, and the degree of the growth of this differential cancer tissue becomes clear.
  • Fig. 9 (b) shows that the user selects the preset of (7) above, emphasizes the texture of the extraction region ⁇ and the extraction region ⁇ , and separately sets the extraction region) 8 and the extraction region ⁇ . Display (without overlapping). As a result, the difference in texture between the two extraction regions becomes visually recognizable.
  • Fig. 9 (c) shows that the user selects the preset of (7) above, emphasizes the texture of the extraction region ⁇ and the extraction region ⁇ , and displays the extraction region ⁇ superimposed on the extraction region j8. . As a result, the difference in texture and the difference in the size of the extraction area become visually noticeable.
  • each medical diagnosis' image device that is displayed on the same screen, it is also possible to superimpose and display information unique to only the desired extraction site. For example, for example, the hardness in the output area, lesion site identification information, and the like.
  • FIG. 13 shows an example.
  • the medical images 90 and 91 have different diagnostic device powers, respectively, and are displayed on one screen.
  • the medical image 90 it is assumed that, in the medical image 91, the region ⁇ of the same site as the region ⁇ is extracted.
  • a lesion 200 for example, which cannot be confirmed in the medical image 90, is specified in the extraction region ⁇ .
  • a display screen 1300 is shown as a means for superimposing the images on each other.
  • a method in which only the area of the lesion 200 in the medical image 91 is superimposed on the medical image 90, or the extraction area ⁇ of the medical image 91 and the lesion 200 are superimposed on the medical image 90 as shown in the display screen 1301.
  • the display screen 1302 there is a method of overlapping, as in the other examples described above, a method of superimposing only the extraction region outline.
  • the sixth embodiment is an image diagnosis support system including a unit for realizing a shape measurement function of an extraction area.
  • the shape measurement function may be executed by the extraction area display / measurement unit 9 in the first embodiment, or may include a shape measurement unit in addition to the components of the first embodiment and the fourth embodiment.
  • the shape measuring means measures the feature amount of the extraction region, for example, the measured area value (S) and the outer peripheral length (L). Further, when there are two extraction regions, the ratio of the feature amount of each extraction region, for example, the area value (S1ZS2) and the major axis ratio (L1ZL2) are calculated. Other geometric information and feature values may be measured. When an instruction to execute shape measurement is issued in one medical image, measurement is automatically performed also on an extraction region in another medical image.
  • FIG. 10 shows a state in which this calculation result is displayed together with the medical images 90 and 91.
  • Figure 10 shows the extraction area of the medical image 90, the extraction area ⁇ of the medical image 91, and a table displaying the shape measurement results.
  • the display area 92 is shown.
  • the shape measurement result is displayed in the display area 92.
  • the present embodiment it is possible to automatically measure the same area included in a plurality of medical images simultaneously. Thereby, for example, at the time of observing a change over time such as before and after treatment of the same patient, diagnostic auxiliary information can be provided.
  • the medical image capturing apparatus reads a plurality of medical images of the same part of the same subject captured at different times by the medical image capturing apparatus. These medical images include information on the time at which they were taken.
  • the image diagnosis support system performs the same processing as in the above embodiment, and extracts the same part of the medical image taken at different times.
  • the same blood vessel cross section is extracted.
  • the image diagnosis support system according to the present embodiment provides a time-series image in which these extracted regions (the same blood vessel cross-section imaged at different times) are displayed in chronological order, and an arbitrary A time is specified, and a different angle image displaying the same part from different angles at an arbitrary time (a point desired by the user) is displayed on one screen.
  • the time-series image is an aggregate image of a plurality of time-phase images, and is an image showing a temporal change of a certain blood vessel cross section.
  • FIG. 11 shows a state where the different angle image 93 and the time series image 94 are displayed on one screen.
  • the time series image 94 is an image in which images obtained by photographing the same site (one cross section of a blood vessel) at different times are displayed along the time axis t.
  • the time-series image 94 shows that the stenosis rate of the cross section of the same blood vessel varies with time.
  • the user selects an arbitrary time phase from the time-series images 94 using the input device 6 such as a mouse or a trackball. Then, a different angle image 93 displaying the same portion in the phase at different angular forces is displayed.
  • the different angle image 93 may display only the cross section of the time phase specified by the user (the outermost circle in the different angle image 93), or the cross section of the time phase after that time phase (displayed with a dotted line). (Cross section) may also be displayed.
  • the different angle image 93 can be displayed by reading a medical image from the cine memory.
  • the image diagnosis support system may also display thumbnail images 95, 96, and 97 of different angle images corresponding to an arbitrary time phase of the time-series image 94 together.
  • a time-series image in which a plurality of medical images captured at different times are displayed in chronological order and a different-angle image corresponding to an arbitrary time phase in the time-series image are displayed on the same screen. It can be displayed on the top, and the diagnostic performance can be improved.
  • the present invention can also be applied to applications for measuring the stenosis rate of other luminal organs or luminal subjects.

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Abstract

　１以上の医用画像撮影装置により同一被検体の同一部位を撮影して得られた複数の画像であって、各々が撮影された時の位置情報を有する画像を取得する取得工程と、前記複数の画像の中から第１画像と第２画像を選択する選択工程と、前記第１画像と前記第２画像とを表示する表示工程と、前記第１画像上で１以上の第１基準点を指定する工程と、前記第２画像上で前記第１基準点の各々の位置に対応する第２基準点をそれぞれ求める工程と、前記第１基準点毎にそれを内部に含む第１領域を抽出する第１工程と、前記第２基準点毎にそれを内部に含む第２領域を抽出する第２工程と、を有し、前記第１工程と前記第２工程は、何れが先か又は両方同時に行われることを特徴とする画像診断支援方法である。

Description

明 細 書
画像診断支援方法及び画像診断支援装置
技術分野
[0001] 本発明は、画像診断支援方法及び画像診断支援装置に係り、特に複数種類の画 像データに基づいて表示された被検体の同一部位における複数の画像力 臓器等 の領域を好適に抽出する技術に関する。本出願は、日本国特許法に基づく特願 20 04— 165427号及び特願 2004— 222713号に力かる特許出願を基礎とするノ リ優 先権主張を伴う出願である。
背景技術
[0002] 一つの被検体の部位を、複数の医用画像撮影装置を用いて撮影し、表示可能とし た画像診断支援システムがある。このようなシステムの目的は、診断技術の向上、特 に一種類の医用画像撮影装置では観察不可能な部位を他の医用画像撮影装置に おいて補うことにある。
[0003] 例えば、特許文献 1は、外部からのボリューム画像を含む複数の画像を入力可能と する画像データ入力装置を設け、特定被検体における特定診断部位の Bモード像 (B mode image)表示の際に、該 Bモード像の断層位置に対応する位置における同被検 体の同診断部位断層像を前記画像データ入力装置からの画像により得て、前記 Bモ ード像に並べて若しくは重ねて、または一定時間間隔で交互に表示させる画像位置 関係付け表示手段を具備した超音波撮影装置を開示している。
特許文献 1 :特開平 10— 151131号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] しかし、特許文献 1に記載された超音波撮影装置では、所望部位の位置確認等を 簡単、迅速、かつ正確に行えるようにするために、現在得られている Bモード像とそれ と同様の部位についての X線 CT装置や MRI装置等による解剖学的画像との位置関 係付け (特に位置合わせ)を自動的に行うことに留まって 、て、その他の機能はなか つた o [0005] 本発明の目的は、医用画像撮影装置を用いて得られた被検体の同一部位の画像 を表示する際に、特に、臓器等の領域を好適に抽出することが可能な画像診断支援 方法及び画像診断支援装置を提供することである。更に、本発明の目的は、領域抽 出法を用いて血管の領域を求め、狭窄率を測定することである。
課題を解決するための手段
[0006] 前記目的を達成するために、本発明に係る画像診断支援方法は、 1以上の医用画 像撮影装置により同一被検体の同一部位を撮影して得られた複数の画像であって、 各々が撮影された時の位置情報を有する画像を取得する取得工程と、前記複数の 画像の中から第 1画像と第 2画像を選択する選択工程と、前記第 1画像と前記第 2画 像とを表示する表示工程と、前記第 1画像上で 1以上の第 1基準点を指定する工程と 、前記第 2画像上で前記第 1基準点の各々の位置に対応する第 2基準点をそれぞれ 求める工程と、前記第 1基準点毎にそれを内部に含む第 1領域を抽出する第 1工程 と、前記第 2基準点毎にそれを内部に含む第 2領域を抽出する第 2工程と、を有し、 前記第 1工程と前記第 2工程は、何れが先か又は両方同時に行われる。
[0007] また、本発明に係る画像診断支援方法は、医用画像撮影装置により被検体の血管 を撮影して得られた画像であって、血液が流れる管腔領域と血管組織領域とからな る血管断面領域を含む画像を取得する工程と、前記管腔領域及び前記血管組織領 域とを抽出する工程と、前記管腔領域及び前記血管組織領域とから前記血管の狭 窄率を求めるために必要な複数のパラメータを抽出する工程と、前記複数のパラメ一 タを用いて前記血管の狭窄率を算出する工程と、を含む。
また本発明に係る画像診断支援装置は、 1以上の医用画像撮影装置により同一被 検体の同一部位を撮影して得られた複数の画像であって、各々が撮影された時の位 置情報を有する画像を取得する手段と、前記複数の画像の中から 2以上の画像を選 択する手段と、前記選択された 2以上の画像を表示する手段と、前記選択された 2以 上の画像のうちの一の画像上で、 1以上の第 1基準点を指定する手段と、前記選択さ れた 2以上の画像のうちの他の一以上の画像上で、前記第 1基準点の各々の位置に 対応する第 2基準点をそれぞれ求める手段と、前記第 1基準点毎にそれを内部に含 む第 1領域と、前記第 2基準点毎にそれを内部に含む第 2領域とを抽出する手段と、 を有することを特徴とする。
[0008] また、本発明に係る画像診断支援装置は、医用画像撮影装置により被検体を撮影 して得られた画像を取得する手段と、前記画像から所望の領域を抽出する領域抽出 手段と、を備えた画像診断支援装置において、前記画像は、所望の血管の管腔領 域と血管組織領域とを含み、前記領域抽出手段は、前記管腔領域と前記血管組織 領域とを抽出し、前記管腔領域と前記血管組織領域とから、前記血管の狭窄率を求 めるために必要な複数のパラメータを求める手段と、前記複数のパラメータを用いて 前記血管の狭窄率を算出する手段と、を有する。
発明の効果
[0009] 本発明によれば、医用画像撮影装置を用いて得られた被検体の同一部位の画像 を表示する際に、特に、臓器等の領域を好適に抽出することが可能な画像診断支援 方法及び画像診断支援装置を提供することができる。更に、本発明によれば、血管 の狭窄率を精度良く測定することができる。
図面の簡単な説明
[0010] [図 1]図 1は、第一実施形態に係る画像診断支援システムの全体構成を示す。
[図 2]図 2 (a)は、 2つの医用画像 10、 11のうちの一の医用画像 10において基準点 1 2を設定し、その基準点 12に基づいて医用画像 10において領域抽出した結果を示 し、図 2 (b)は、基準点 12に対応する基準点 12aを医用画像 11において設定した結 果を示し、図 2 (c)は、医用画像 11において基準点 12aに基づいて領域を抽出した 結果を示し、図 2 (d)は、医用画像 10に医用画像 11の抽出領域 γの境界を重畳表 示し、医用画像 11に医用画像 10の抽出領域 |8を重畳表示した状態を示す。
[図 3]図 3 (a)は、血管の短軸像に基準点 15、 16を設定し、その基準点 15、 16に基 づいて医用画像 10において領域抽出した結果を示し、図 3 (b)は、基準点 15、 16に 対応する基準点 15a、 16aを医用画像 11において設定した結果を示し、図 3 (c)は、 医用画像 11において基準点 15a、 16aに基づいて領域を抽出した結果を示し、図 3 (d)は、医用画像 10に医用画像 11の抽出領域の境界を重畳表示した状態を示す。
[図 4]図 4は、一つの医用画像撮影装置により 2つの画像が表示された様子及び領域 抽出の過程を示す。 圆 5]図 5は、第四実施形態に係る超音波撮影装置の全体構成を示す。
圆 6]図 6 (a)は、血管組織領域と管腔領域とに基準点を設定する例を示し、図 6 (b) は、血管組織領域と管腔領域との面積を計測して狭窄率を算出する例を示し、図 6 ( c)は、血管組織領域と管腔領域との径を計測して狭窄率を算出する例を示す。 圆 7]図 7 (a)は、血管組織領域と管腔領域とに基準点を設定する例を示し、図 7 (b) は、血管組織領域と管腔領域との径を計測して狭窄率を算出する例を示す。
[図 8]第四実施形態の処理の流れを示すフローチャートである。
[図 9]図 9 (a)は、領域抽出結果の一利用例を示す図であって、抽出領域 /3、 γの境 界を強調して重ね合わせて表示した状態を示し、図 9 (b)は、抽出領域 βと、抽出領 域 γとの質感を強調し、抽出領域 |8と抽出領域 γとをそれぞれ個別に表示した状態 を示し、図 9 (c)は、抽出領域 と、抽出領域 γとの質感を強調し、抽出領域 |8に抽 出領域 γを重ね合わせて表示した状態を示す。
圆 10]形状計測機能の実行結果を表示した状態を示す。
圆 11]異角度画像 93と時系列画像 94とを一画面に表示した状態を示す。
[図 12]管腔領域の算出方法を示す。
[図 13]抽出領域 γに病巣部が含まれる場合の重ね合わせ態様を示す。
符号の説明
1 医用画像撮影装置
2 医用画像撮影装置
3 基準位置
4 位置合わせ部
5 画像表示部
6 入力装置
7 制御部
8 領域抽出部
9 抽出領域表示 ·計測部
10 医用画像
11 医用画像 基準点a 基準点 表示画面 表示画面 基準点a 基準点 基準点a 基準点 医用画像 基準点a 基準点 医用画像 医用画像 医用画像 表示領域 異角度画像 時系列画像 サムネイル画像 サムネイル画像 サムネイル画像0 探触子2 送受信部4 整相部6 血流速度演算8 B像構成部0 DSC2 表示部
操作卓 116 制御部
118 領域抽出計算部
119 血流信号判定部
120 画像データ抽出部
121 狭窄率計算部
200 病巣部
201 領域
202 領域
203 基準点
204 基準点
205 近似円
206 近似円
301 領域
302 領域
303 基準点
304 基準点
305 基準点
1300 表示画面
1301 表示画面
1302 表示画面
発明を実施するための最良の形態
[0012] 以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態について説明する。
<第一実施形態 >
第一実施形態は、二以上の医用画像から対応する領域をそれぞれ抽出する実施 形態である。
[0013] 図 1は、本発明を適用した画像診断支援システムの実施形態の全体構成を示す。
ここでは、 2種類の異なる医用画像撮影装置による医用画像同時形成の場合を考え る。以下、便宜上画面に表示される 2つの医用画像を医用画像 A、医用画像 Bとそれ ぞれ表記する。
図 1によれば画像診断支援システムは、医用画像撮影装置 1と、医用画像撮影装 置 2と、医用画像撮影装置 1、 2により取得された医用画像の相対的な位置合わせに 必要な空間的な基準を定める基準位置 3と、医用画像撮影装置 1、 2により取得され た、それぞれの医用画像の位置合わせを行う位置合わせ部 4と、それぞれの医用画 像を同時に表示する画像表示部 5と、抽出領域部位の選択、指示等をする入力装置 6と、領域抽出を行う領域抽出部 8と、領域抽出部 8において得られた領域を様々な 形態で画像表示部 5へ表示し、また抽出された領域の長 Z短軸長などを計測する抽 出領域表示，計測部 9と、 2種類ある医用画像 A、医用画像 Bの表示選択や、上記各 抽出領域部位の選択、領域抽出法の選択、抽出領域計測事項の選択等を制御する 制御部 7等力もなる。本実施の形態において、医用画像撮影装置 1は、医用画像がリ アルタイム表示可能な医用画像撮影装置である超音波撮影装置により構成する。ま た、医用画像撮影装置 2は、撮影した医用画像の領域輪郭線が鮮明に読み取れる 医用画像撮影装置である X線 CT装置又は MRI装置により構成する。 X線 CT装置又 は MRI装置は、超音波撮影装置が医用画像を撮影する時間とは異なる時間に同一 被検体の同一部位を撮影して画像データを生成する。したがって、本実施の形態で は、超音波撮影装置でリアルタイムに撮影して得た画像データと、 X線 CT装置又は MRI装置により過去 (即ち、超音波撮影装置で撮影した時間とは異なる時間）に撮 影して得た画像データとに基づ！/、て、同一被検体の同一部位を撮影した二種類の 画像を画像表示部 5に表示する。なお、画像データの組合せは上記の組合せに限ら ない。例えば、医用画像撮影装置 1を超音波撮影装置、医用画像撮影装置 2を X線 CT装置又は MRI装置により構成し、共にリアルタイムに画像データを生成し、画像 表示部 5が二つのリアルタイム画像を表示しても良い。また、医用画像撮影装置 1を 超音波撮影装置、医用画像撮影装置 2を X線 CT装置又は MRI装置により構成し、 それらが過去の異なる時間に撮影して画像データを生成する。そして、画像表示部 5 力 過去の異なる時間に撮影して得た二つの画像データに基づいて画像を表示して も良い。また、医用画像撮影装置 1は、超音波撮影装置でなくてもよぐ医用画像撮 影装置 1を X線 CT装置、医用画像撮影装置 2を MRI装置としてもょ ヽ。 [0015] 次に、図 1の画像診断支援システムの処理の流れについて説明する。
[0016] 先ず、医用画像撮影装置 1及び 2のそれぞれにより、医用画像 A、医用画像 Bが得 られる。例えば、医用画像撮影装置 1は超音波撮影装置であり、医用画像撮影装置 2は MRI (磁気共鳴イメージング)装置である。それぞれは固有の位置特定手段を持 つていて、医用画像撮影装置 1と 2のそれぞれで得られたデータは、それぞれに共通 の基準位置 3を基準として (原点として)空間位置が特定される。例えば、医用画像撮 影装置 1が超音波撮影装置の場合では、磁気センサ等を用いて基準位置を原点と する画像の空間位置を特定する。これにより、医用画像撮影装置 2の MRIで得られ た同一箇所との、空間的な位置関係の特定が可能となる。それぞれの医用画像撮影 装置にて得られた医用画像データは、位置合わせ部 4により、その空間座標を一致 させ、画像表示部 5に表示される。以上により、異なる 2つの医用画像撮影装置により 得られる医用画像内の同一部位の、同時 ·同一画面上への表示が可能となる。位置 合わせ手段は、例えば、特許文献 1に記載されたように、任意に設定された座標空 間内で被検体と探触子との相対位置及びその方向を検出し、 3次元座標空間で、画 像データ入力装置力 の画像データと被検体の各部位の位置合わせができるように キャリブレーションを行って診断画像内の各組織と体表 (探触子の位置）との位置関 係を検出することにより、超音波撮影装置で検査中の超音波断層面と、これに対応 する X線 CT装置の断層像や MRI装置の断層像とを超音波断層像と同一画面上に 表示する手段として構成しても良い。
[0017] この様子を図 2に基づいて説明する。
[0018] まず、画像診断支援システムは、医用画像撮影装置 1により得られた医用画像デー タと、医用画像撮影装置 2で得られた医用画像データとを読み込む。そして、これら の医用画像データに基づく医用画像を画像表示部 5に表示する。
[0019] ユーザは、これらの医用画像のうち、領域抽出を行うための画像を選択する。本実 施形態では、ユーザは、医用画像 10を選択する。
[0020] 次に、ユーザは、医用画像 10において基準点 12を入力装置 6を用いて設定する。
この基準点 12は、医用画像 10のうち、ユーザが希望する抽出領域に含まれる一点（ 基準点 12)である。更に、ユーザは、抽出条件 αを入力する。 [0021] 領域抽出部 8は、入力された抽出条件 ocに基づいて基準点 12を含む希望領域（ 以下「抽出領域 13」と記載する。 )の抽出を行う。図 2 (a)は、領域抽出部 8によりユー ザが希望する領域の抽出がされた状態を示す。
[0022] 領域抽出の方法は、画像の輝度情報に基づいて領域抽出する方法と、波形データ に基づいて領域抽出する方法とがある。前者の場合、先に入力装置によって選ばれ た画像の輝度情報が、画像表示部 5から領域抽出部 8に対して送られる。
[0023] 領域抽出部 8は、受信した画像の輝度情報に基づいて抽出を行う。領域抽出部 8 は、医用画像 10に設定された基準点 12の近傍の画素値を所定の閾値と順次比較し て抽出領域 j8を抽出する（リージヨングローイング)。領域抽出部 8は、リージョングロ 一イングの他、スネークなどの公知の手法を用いてもよ!、。
[0024] 一方、後者の場合、被検体からの受信信号が、医用画像撮影装置から直接領域抽 出部 8へ送られる。領域抽出部 8は、受信した被検体からの受信信号を用いて領域 抽出を行う。
[0025] 次に、得られた領域データ βが抽出領域表示，計測部 9に送られる。ユーザが、入 力装置 6を用いて画面表示条件を入力して決定する。画面表示部 5は、先に入力装 置 6により選択された画像 (本実施形態では医用画像 10)に抽出領域 βを表示する 。画面表示条件とは、例えば、抽出領域に色付けにして全体を表示する、もしくは、 輪郭のみを表示するなど、表示に関する条件のことである。また、ここで抽出領域の 計測を行い、面積、長軸及び短軸、長径及び短径、などの幾何学情報や抽出領域 の特徴量の計測を行なうことも可能である。
[0026] 同時に、自動的に医用画像 11において、医用画像 10で選択した基準点 12と同じ 部位の領域抽出が行われる。具体的には、医用画像 10で選択した、抽出基準点 12 の位置情報 (位置座標）が医用画像 11へ送られる。
[0027] 図 2 (b)は、抽出領域表示 ·計測部 9が、送られた基準点 12の位置情報に基づいて 、医用画像 11における基準点 12に相当する点（以下「基準点 12a」と記載する。）を 設定した結果を示す。
[0028] 次に、領域抽出部 8は、基準点 12aに基づいて領域抽出を実行する。実行される領 域抽出方法は、ユーザが入力装置 6を用いて選択することにより決定される。領域抽 出方法は、各医用画像にとって最適と思われる方法を選択できる。医用画像 11に対 して実行される領域抽出方法及び抽出条件は、医用画像 10に用いられたものと同 一でも良いし、異なっても良い。
[0029] 図 2 (c)は、領域抽出部 8により、基準点 12aに基づいて領域抽出を実行し、抽出 領域 γを抽出した結果を示す。表示画面 13には、医用画像 10から抽出された抽出 領域 ι8と、医用画像 11から抽出された抽出領域 γとが表示される。
[0030] 抽出結果として得られた抽出領域 γは、先と同様に抽出領域表示，計測部 9に送ら れる。そして、画像表示条件決定の後、抽出領域表示，計測部 9は医用画像 10の抽 出領域 j8に抽出領域 γの境界を重ね合わせた表示用データと、医用画像 11の抽出 領域 0に抽出領域 j8の境界を重ね合わせた表示用データと、を生成し、画像表示 部 5に送信する。画像表示部 5は、これらの表示用データを表示する。
[0031] 図 2 (d)は、一方の医用画像力 抽出した領域の境界を、他方の抽出領域に重ね 合わせて表示した状態を示す。表示画面 14には、抽出領域 j8に抽出領域 γの境界 を重ねた画像と、抽出領域 γに抽出領域 j8の境界を重ねた画像とが表示される。
[0032] 以上の操作により、異なる医用画像撮影装置に同一被検体の同一部位を撮影して 得られた同一断面像を含む複数の医用画像を、同一画面において表示することがで きる。更に、前述した 2つの医用画像のうち、任意の一の医用画像において任意部位 の領域抽出を行うと、他の医用画像においても自動的に同一部位の領域抽出が行 える。
[0033] 本発明は上記実施形態に限定されるものではなぐ本発明の要旨を逸脱しない範 囲で種々に変形して実施できる。
[0034] 例えば、上記実施の形態では、異なる医用画像撮影装置で撮影した複数の医用 画像を用いて説明したが、同一の医用画像撮影装置で撮影した複数の医用画像（ 例えば、同一の MRI装置を用いて、異なる時間において撮影した同一被検体の同 一部位の断面像）に基づいて、上記実施の形態と同様の処理を行なってもよい。
[0035] また。上記実施の形態では、異なる医用画像撮影装置で撮影した複数の医用画像 を用いて説明したが、同一種類であって異なる医用画像撮影装置を用いて撮影した 医用画像を用いてもよい。例えば、複数の超音波診断装置を用いて同一被検体の 同一部位を撮影した医用画像を用いてもょ ヽ。
[0036] また、上記実施の形態では、まず基準点 12が設定され、基準点 12に基づ 、て抽 出領域 ι8が抽出された。そして、基準点 12aが設定され、基準点 12aに基づいて抽 出領域 γが抽出された。しかし、両医用画像 10、 11で基準点 12、 12aを設定し、医 用画像 10における領域抽出及び医用画像 11における領域抽出を同時に行なって もよいし、先に医用画像 11から抽出領域 γを抽出し、その後医用画像 10から抽出領 域 j8を抽出してもよい。
[0037] また、上記実施形態では医用画像撮影装置が 2つの場合を考えたが、医用画像は 3つ以上でも良い。
[0038] 例えば、 3つの医用画像撮影装置が、同一部位、同時'同一画面表示を行い、三 種類の医用画像データを生成する。画像診断支援システムは、これらの医用画像デ ータを読み込み、これらの医用画像データに基づ!/、て医用画像を画像表示部 5に表 示する。ユーザは、表示された医用画像のうち、領域抽出の処理を行うための三つの 医用画像 (医用画像撮影装置毎に 1枚)を選択する。画像診断支援システムは、上 記三つの医用画像のそれぞれにおいて、他の二つの医用画像力 抽出した領域の 境界を重畳表示する。
[0039] 具体的には、第一の医用画像は、第一の医用画像から抽出された領域を実線及 び色分け表示を用いて表示する。その第一の医用画像により抽出された領域に、第 二の医用画像から抽出された抽出領域の輪郭線 (境界)を一点鎖線で重畳表示する 。更に、第三の医用画像力 抽出された抽出領域の輪郭線を点線により重畳表示す る。
[0040] また、第二の医用画像は、第二の医用画像から抽出された領域を細い実線及び色 分け表示を用いて表示する。その第二の医用画像により抽出された領域に、第一の 医用画像カゝら抽出された抽出領域の輪郭線を太い実線で重畳表示する。更に、第 三の医用画像から抽出された抽出領域の輪郭線を点線により重畳表示する。
[0041] 更に、第三の医用画像は、第三の医用画像から抽出された領域を細い実線及び 色分け表示を用いて表示する。その第三の医用画像により抽出された領域に、第一 の医用画像から抽出された抽出領域の輪郭線を太 ヽ実線で重畳表示する。更に、 第二の医用画像力 抽出された抽出領域の輪郭線を一点鎖線により重畳表示する。
[0042] 第一の医用画像力 抽出された抽出領域に重畳されるデータの数は 3種類でも 2 種類でもよぐユーザが自由に選択可能である。また、どの画像にどの画像力も得ら れた領域抽出結果を重畳するかも自由に選択可能である。
[0043] 以上、 2つ以上の医用画像撮影装置に関し、同一部位を同一画面内に同時に表 示し、かつ同一部位抽出を行う医用画像撮影装置の説明をしたが、図 1に示す医用 画像撮影装置 1、 2は実際の装置をそのまま取り付ける場合でなくてもよい。例えば、 特許文献 1に示されたように、外部からのボリューム画像を含む複数の画像を入力デ ータとして用いて入力し、同様のことを行っても良い。
[0044] また、本実施形態では同一画面上のそれぞれの部分 (左と右）に各医用画像撮影 装置を用いて得られた画像を表示する場合を示したが、画面上の同一部分に複数 の画像を重ねて示しても良い。例えば、医用画像 10の抽出領域 |8に、抽出領域 γ を重ね合わせて表示してもよ 、。
[0045] また、各医用画像撮影装置で得られた画像について領域抽出する部位は同一で ある必要はなぐ異なってもよい。例えば、超音波撮影装置により得られた画像につ いては心臓を領域描出し、 MRI装置により得られた画像については肺を領域描出し 、重畳して表示するような場合でも本発明の要旨は逸脱しない。以上の実施形態に より、一つの医用画像撮影装置では不明瞭な部位の領域情報を、より正確に把握す ることが可能となり、様々な治療'診断への応用、補助が可能となる。
[0046] <第二実施形態 >
第二実施形態は、第一実施形態の領域抽出方法を用いて血管の狭窄率を求める 実施形態である。第一実施形態では、最初にユーザが指定する基準点が一つであ つたのに対し、本実施形態では、ユーザが二つの基準点を指定する点が異なるが、 その他の部分は、第一実施形態と同様である。以下、図 3に基づいて第二実施形態 について説明する。図 3は、医用画像 10から、血管の狭窄率を求める対象となる領 域を抽出する処理を示す図である。
[0047] ユーザは、血管の短軸像を含む医用画像 10において、血管領域を構成する血管 組織領域 (以下「組織領域」 t ヽぅ。 )と管腔領域 (血液が流れる領域)とにそれぞれ基 準点 15、 16を設定する。領域抽出部 8は、その基準点 15、 16に基づいて医用画像
10から組織領域と管腔領域とを抽出する。図 3 (a)は、この抽出した結果を示す。
[0048] 次に、医用画像 11において、基準点 15、 16に対応する基準点 15a、 16aが設定さ れる。図 3 (b)は、基準点 15a、 16aが設定された結果を示す。
[0049] 領域抽出部 8は、基準点 15a、 16aに基づいて領域を抽出する。図 3 (c)は、この結 果を示す。
[0050] 抽出領域表示'計測部 9は医用画像 10の抽出領域に、医用画像 11の抽出領域の 境界を重ね合わせた表示用データを生成し、画像表示部 5に送信する。画像表示部 5は、これらの表示用データを表示する。図 3 (d)は、医用画像 10に医用画像 11の 抽出領域の境界を重畳表示した状態を示す。
[0051] 上記実施形態により、血管の組織領域と管腔領域とが抽出される。この組織領域と 管腔領域とに基づいて、血管の狭窄率が求められる。血管の狭窄率の算出方法は 図 6に基づいて後述する。
[0052] <第三実施形態 >
第三実施形態では、一の医用画像撮影装置により同一被検体の同一部位を別の 角度から撮影して得られた画像データを並べて表示し、一方の医用画像で抽出した 抽出領域を、他方の医用画像において自動的に抽出する形態である。図 4は、本実 施の形態の画面表示例を示す。
[0053] 図 4の医用画像 18は、同一被検体のある血管断面を撮影した医用画像である。ま た、図 4の医用画像 20は、前記血管断面を有する血管を側面から撮影した医用画像 である。ユーザが、医用画像 18の血管組織領域の一点 19を入力装置 6により指定 すると、 19を基準とした血管組織領域が抽出される。この抽出された血管組織領域 は、医用画像 18において斜線部分で示される。領域抽出部 8は、医用画像 20にお いて 19に対応する点 19aを抽出する。そして、点 19aを含み、医用画像 18における 19を含む血管組織領域に対応する領域を医用画像 20から領域抽出する。なお、本 来は、点 19aを含む血管組織領域に対応する領域は、医用画像 20において直線（1 ピクセル)領域に相当するが、点 19aを含む左右数ピクセルの幅を持つ帯状の領域と して表示してもよい。これにより、直線により表示する場合に比べて視認性を向上させ ることがでさる。
[0054] <第四実施形態 >
第四実施形態は、医用画像撮影装置の具体例として超音波撮影装置に特化して 説明する。
[0055] 超音波撮影装置は、図 5に示すように、被検体（図示しない。 )に超音波を送信する と共に、その被検体力 の反射エコー信号を受信する探触子 100と、探触子 100を 駆動する信号を生成すると共に、前記反射エコー信号を増幅等の信号処理を行う送 受信部 102と、前記信号処理された反射エコー信号を整相する整相部 104と、血流 速度を演算する血流速度演算回路 106と、前記整相された信号を B像として表示さ せるための B像構成部 108と、モニタの走査線へ走査変換を行うデジタルスキャンコ ンバータ部（DSC) 110と、前記走査変換された信号を表示する表示部 112と、表示 部 112に表示された画像に関心領域 (ROI)を設定する画像データ抽出部 120と、 前記設定された ROIの中の領域を抽出する領域抽出計算部 118と、領域抽出計算 部 118で求めた領域から狭窄率を計算する狭窄率計算部 121と、送受信部 102、整 相部 104、血流速度演算回路 106、領域抽出計算部 118、画像データ抽出部 120 をそれぞれ制御する制御部 116と、制御部 116に各種制御情報を操作者によって入 力される操作卓 114とを備えて 、る。
[0056] 血流速度演算回路 106は、送受信部 102で得た反射エコー信号を入力し被検体 内の血流によりドプラ偏移を受けた周波数信号を取り出すものであって、探触子 100 から送受信する超音波の周波数付近で発振する参照周波数信号を発生する局部発 振器と、この局部発振器力もの参照周波数信号の位相を例えば 90度ずらす 90度位 相器と、反射エコー信号と局部発振器又は 90度位相器力 の参照周波数信号とを 乗算するミキサ回路と、このミキサ回路の出力のうち低周波数成分を取り出す高域遮 断フィルタとを有している。
[0057] 血流速度演算回路 106は、ドプラ復調回路から出力されるドプラ偏移を受けた周波 数信号 (以下「ドプラ信号」と 、う）を用いて被検体内の血流速度を演算するもので、 その内部には、ドプラ信号を入力して診断部位血管の血流の平均速度を求める平均 速度演算部及び上記血流の速度分散を求める速度分散演算部などを有している。 血流速度演算回路 106を介して得られたデータを入力してその血流状態に応じた色 信号に変換すると共に、ディジタル信号をビデオ信号に変換する。
[0058] 表示部 112は、出力される色信号 (ビデオ信号)を入力して例えば赤色又は青色に 色分け表示するもので、カラー表示可能なテレビモニタ力 成る。
[0059] 血流信号判定部 119は、血流速度演算回路 106によって求められたドプラ信号が 表示部 112にお ヽて画像化された画像で、色信号が存在するかどうか (ドプラ信号が 存在するかどうか）を測定することにより、血流信号の有無を判定する。
[0060] 画像データ抽出部 120は、表示されている画像に関心領域 (ROI)を設定する。こ れら関心領域の大きさや向き (角度)は操作者が任意に変更することができる。矩形 や楕円形で関心領域を設定する代わりに、表示部 112にはあらかじめ太実線で囲ま れた領域のみが表示されるようにしておき、太実線領域内を関心領域としてもよい。こ の関心領域は、被検体の診断部位について血流速度を検出するためのものであり、 B像上で例えば頸動脈血管と考えられる箇所に設定される。
[0061] 次に領域抽出計算部 118について図 6を用いて説明する。領域抽出計算部 118は 、画像データ抽出部 120によって設定された関心領域内で血流信号判定部 119に よって血流信号が有りとして判定した領域の 1点を基準点 204として設定する。そして 、領域内の画素値の幅を認識させるため閾値、或いは閾値幅の設定を行う。例えば 、表示部 112に表示される基準点の画素値「3」と設定した閾値幅「47」を用いて、閾 値は「3±47」で与えられる。つまり下部閾値は「ー44」、上部閾値は「50」となる。制 御部 116は基準点 204の周囲の画素を検索し、閾値の範囲内の画素値をもつ領域 をつないでいく。最終的に基準点 204を含み閾値の範囲内の画素値をもつ領域 202 が得られる。この領域 202は、血管において血液が流れる管腔領域である。
[0062] そして、領域 202の外側の領域に基準点 203を設定する。狭窄領域の基準点の設 定は、例えば領域 202の lmm外側と予め設定しておく。制御部 116は基準点 203の 周囲の画素を検索し、閾値の範囲内の画素値をもつ領域をつないでいく。最終的に 基準点 203を含み閾値の範囲内の画素値をもつ領域 201が得られる。この領域 201 は、血管壁を形成する血管組織領域である。
[0063] 図 6 (a)は、領域 202とその周囲に位置する領域 201及び、領域 202と領域 201と に含まれる基準点 204、 203を示す。
[0064] 次に図 6 (b)に示すように領域 201と領域 202の面積 S (a)と S (b)を求める。この領 域の面積は、領域抽出計算部 118で画素の領域面積すなわち画素数を計算する。 そして、狭窄率は狭窄率計算部 121で数 1式により求められる。
[数 1]
狭窄率 =S (b) ZS (a) (1)
そして、この求めた狭窄率は、表示部 112に表示させる。なお、狭窄率は相対的な 値であるため、近似円 205、 206の直径を求めてもよい。例えば、図 6 (c)のように面 積 S (a)と S (b)を求め、その求めた面積を円周率 X半径 X半径として円形に近似し、 円の直径 (半径 X 2)を求めて狭窄率を数 2式 (2)により求める。または、領域 201及 び領域 202の各長軸を直接計測することにより、 L1及び L2を求めても良い。
[数 2]
狭窄率 =L2ZL1 (2)
そして、この求めた狭窄率は、表示部 112に表示させる。頸動脈部の短軸方向の 領域抽出による狭窄率の測定を説明したが、長軸方向でも狭窄率の測定は可能で ある。
[0065] 長軸方向の領域抽出による狭窄率の測定の具体例を図 7に示す。領域抽出計算 部 118は、画像データ抽出部 120によって設定された関心領域内で血流信号判定 部 119によって血流信号が有りとして判定した領域の 1点を基準点 304として設定す る。領域内の画素値の幅を認識させるため閾値、或いは閾値幅の設定を行う。
[0066] 制御部 116は基準点 304の周囲の画素を検索し、閾値の範囲内の画素値をもつ 領域をつないでいき、基準点 304を含み閾値の範囲内の画素値をもつ領域 302が 得られる。領域 302の領域が画面の端部までおよぶ領域であれば、領域 302を画面 の端部まで領域をつなげる。この領域 302は、管腔領域である。
[0067] そして、領域 302の両外側に基準点 303と基準点 305とを 2箇所設定する。例えば 、領域抽出計算部 118は、基準点 303と基準点 305を領域 302の端部から 0.5mm外 の点として指定する。この基準点 303及び基準点 305に基づいて図 6と同様に血管 組織領域である領域 301を抽出する。図 7 (a)は、領域 301、 302及び基準点 303、 304、 305を示す図である。
[0068] 次に領域 301と領域 302を用いて、血管の狭窄率を測定する。図 7 (b)に示すよう に、血管の軸方向に断面の直径を測定する。そして、狭窄率計算部 121は数 3式に 従って狭窄率を求める。
[数 3]
狭窄率 =L2ZL1、狭窄率 = {L1一（L3+L4MZL1 (3)
表示部 112は、この求められた狭窄率を表示する。このように、領域抽出法を用い て血管の短軸方向或いは長軸方向の領域を求め、狭窄率を測定することができる。
[0069] また、長軸方向で狭窄率を求めた断面に探触子 100をスライドさせてその断面を軸 方向で狭窄率を求めることにより、狭窄率計算部 121は、長軸方向と短軸方向で測 定した狭窄率の平均値を計算し、平均値を表示部 112に表示させることもできる。し たがって、さらに精度を高めて狭窄率を測定することができる。
[0070] 次に図 8に従って、本実施形態の動作手順を説明する。図 8は、本実施の形態の 処理の流れを示すフローチャートである。
[0071] S401では、血流速度演算回路 106がドプラ信号を計測する。（ステップ 401)
S402では、領域抽出計算部 118が、ドプラ信号がある箇所に基準点を設定し、更 に画素の閾値幅を設定する。（ステップ 402)
S403では、領域抽出計算部 118が、基準点 204の周囲の画素を検索し、閾値の 範囲内の画素値をもつ領域をつなぎ、基準点 204を含み閾値の範囲内の画素値を もつ領域 202を得て、第 1領域を抽出する。（ステップ 403)
S404では、領域抽出計算部 118が、第 1領域の外の領域に基準点 203を設定し、 更に画素の閾値幅を設定する。（ステップ 404)
S405では、領域抽出計算部 118が、基準点 203の周囲の画素を検索し、閾値の 範囲内の画素値をもつ領域をつなぎ、基準点 203を含み閾値の範囲内の画素値を もつ領域 201が得て、第 2領域を抽出する。（ステップ 405)
S406では、狭窄率計算部 121が、第 1領域と第 2領域の面積又は直径を用いて狭 窄率を演算する。（ステップ 406)
本発明では基準点の設定を領域抽出計算部 118が行うとしているが、操作卓 114 を用いて手動で設定を行ってもよい。また、上記において、超音波撮影装置に本発 明を適用した実施形態について説明したが、超音波撮影装置の代わりに被検体を 撮影して画像データを生成する他の医用画像撮影装置、例えば X線 CT装置、 MR 装置、 X線撮影装置等に本発明を適用してもよい。
[0072] 以上、管腔領域と血管組織領域面積とを、独立な基準点から、それぞれ任意の領 域抽出法により求め、狭窄率を求める手段を説明したが、管腔領域抽出には、前述 した血流存在領域を示すドプラ信号から直接求めても良い。血流の存在を示すドプ ラ信号は一般に色を付けてモニタに表示される。血管組織領域を抽出するための、 基準点 203が定められ、例えば前述した領域抽出法により、血管組織領域が求めら れた場合、血流の存在する管腔領域は、血管組織領域の内側に色情報を持ってモ ユタ上に示される。管腔領域の抽出には、その色情報を持っているピクセル数を数え るだけでも求めることが可能である。
[0073] 管腔領域の抽出に、血流有無情報をもつドプラ信号を用いた場合を示したが、血 流有無情報を示すものはドプラ信号に限らない。血流、もしくは血流存在部位と、周 辺組織とを識別して表示できる全ての診断手法により得られる信号が対象となる。
[0074] さらに、管腔領域は、領域抽出により直接求めなくても、血管組織領域を求めること のみからも抽出できる。例えば、血管短軸を例に説明する。図 12に示すように、血管 組織領域 201は上述した手法により、基準点 203より領域抽出法により求めることが 可能である。血管組織領域と管腔領域を含む、血管領域は血管組織領域の最外郭 内部 1000として定義され、その面積は S (l)にて与えられる。管腔領域は、血管組 織領域内部 1000から、血管組織領域 201、面積 S (a)の差分を取ることにより求める ことができる。狭窄率は、前述した図 6に示す方法にて同様に求めることが可能であ る。この方法では、血管組織領域と管腔領域それぞれから、独立に基準点を用意し 領域を求めなくても、血管組織領域にのみ、基準点を示し、領域抽出することで抽出 率を求めることが可能となる。
画
管腔領域面積 S(b)=血管領域面積 (S1) -血管組織領域面積 (S(a)) (4) これは、血管長軸に関しても、同様に行うことが可能である。 [0075] 以上、血管狭窄率の導出について述べた力 狭窄率の導出が必要な他の部位に 関しても、同様に求めることが可能となる。
[0076] <第五実施形態 >
第五実施形態は、二つの医用画像で領域抽出した後の、領域抽出結果の一利用 例である。
[0077] 本実施形態にカゝかる画像診断支援システムは、画像表示の表示パラメータを、特 に抽出領域が見やすくなるように自動調整する機能 (ゲイン'ダイナミックレンジ自動 調整機能)を実行する手段を有する。ゲイン'ダイナミックレンジ自動調整機能は、第 一実施形態の抽出領域表示，計測部 9が実行してもよいし、第一実施形態及び第四 実施形態の各構成要素に加えてゲイン'ダイナミックレンジ自動調整手段を更に備え てもよい。
[0078] ゲイン'ダイナミックレンジ自動調整機能は、抽出領域の画像信号地の分布幅が、 画像表示の最大階調幅に合うようにゲイン'ダイナミックレンジを調整して表示する機 能である。その結果抽出領域の視認性を向上させることができる。なお、抽出領域以 外の領域 (以下「背景領域」という。）は、極端に白色又は黒色表示となるが、画像診 ヽて特に問題はな ヽ。
[0079] ゲイン'ダイナミックレンジ自動調整手段は、一方の医用画像から抽出した領域を他 方の医用画像の抽出領域に重ねた場合に、重ねあわせた二つの領域が明瞭に視認 できるように、各種パラメータを自動的に調整する。パラメータの調整パターンは、 目 的別に数種類のプリセットを用意しておいてもよい。プリセットの目的としては、例えば 以下のものがある。
[0080] · ユーザ (検者)の癖に応じたプリセット。
[0081] · 体内部位 (胆嚢、肝臓、脾臓などの臓器種別）に応じたプリセット。
[0082] · 抽出部位 (腫瘍部位、治療部位などの部位種別）に応じたプリセット。
[0083] 更に、抽出領域と背景領域との比較条件、又は、二つの医用画像力も抽出した抽 出領域の比較条件に応じてプリセットを用意してもよい。比較条件としては、例えば 以下のものがある。
[0084] · 抽出領域の画像信号が、背景領域の画像信号に比べてハイポ (低信号)である 場合に応じたプリセット。
[0085] · 抽出領域の画像信号が、背景領域の画像信号に比べてハイパー (高信号)であ る場合に応じたプリセット。
[0086] · 二つの医用画像から抽出した抽出領域の輪郭線 (境界）の形状を比較して病理 判断を行なうためのプリセット。
[0087] · 二つの医用画像力 抽出した抽出領域の内部描出状況 (周辺領域に比べてご つごつ、ざらざらしているなどの質感）に応じたプリセット。
[0088] なお、プリセットは、上記以外の各種条件によって用意してもよい。
[0089] 図 9は、異なる時間に同一被検体の同一部位を撮影して得た医用画像 90、 91であ る。上記第一実施形態と同様の処理を行い、医用画像 90から抽出領域 が抽出さ れる。同様に、医用画像 91から抽出領域 γが抽出される。
[0090] 図 9 (a)は、抽出領域 γの境界を、医用画像 90の抽出領域 βに重ね合わせて表示 する。
[0091] 図 9 (a)では、ユーザは、ゲイン ·ダイナミックレンジ自動調整のうち上記（6)のプリセ ットを選択し、抽出領域 β及び βの境界が強調表示される。抽出領域 ι8、 γ力 腫 瘍部位である場合には、ユーザは、上記（3)のプリセットを選択してもよい。これにより 、輪郭線の差が明瞭になり、この差力 ガン組織の成長の程度が判明する。
[0092] 図 9 (b)は、ユーザが上記（7)のプリセットを選択し、抽出領域 βと、抽出領域 γと の質感を強調し、抽出領域 )8と抽出領域 γとをそれぞれ個別に (重ね合わせることな く）表示する。これにより、二つの抽出領域の質感の違いを視認しゃすくなる。
[0093] 図 9 (c)は、ユーザが上記（7)のプリセットを選択し、抽出領域 βと、抽出領域 γと の質感を強調し、抽出領域 j8に抽出領域 γを重ね合わせて表示する。これにより、 質感の違 、とともに抽出領域の大きさの違 、も視認しゃすくなる。
[0094] 従来は、複数の医用画像を見比べる際、着目部位を見やすくするために手動でゲ イン'ダイナミックレンジを調整していた力 本実施の形態により、最適な重畳表示画 像を自動で得ることができる。
[0095] さらに、同一画面表示している各医療診断'画像装置において、抽出希望部位の みでなぐ固有の情報をお互いに重ね合わせ表示することも可能である。例えば、抽 出領域内の固さ、病変部位特定情報などである。
[0096] 図 13に、その例を示す。医用画像 90と 91が、それぞれ異なる診断装置力も得られ 、一画面上に表示されている。医用画像 90では、領域 j8力 医用画像 91では、領域 βと同一部位の領域 γがそれぞれ抽出されたとする。医用画像 91では、抽出領域 内 γに、医用画像 90では確認出来ない、例えば病変部 200が特定されているとする 。その場合、お互いの画像を重ね合わせる手段として、表示画面 1300に示す。医用 画像 91中の病変部 200の領域のみを医用画像 90へ重ね合わせる方法や、表示画 面 1301に示すように医用画像 91の抽出領域 γ、および病変部 200を共に、医用画 像 90へ重ね合わせる方法、または、表示画面 1302に示すように、上述した他例同 様、抽出領域輪郭のみを重ね合わせる手法などを合わせもつ。
[0097] 上記は、病変部位の重ね合わせについて説明した力 これに限らず、抽出領域内 の組織固さを色分けした情報などでもよ 、。
[0098] <第六実施形態 >
第六実施形態は、抽出領域の形状計測機能を実現する手段を備える画像診断支 援システムである。形状計測機能は、第一実施形態における抽出領域表示，計測部 9が実行してもよいし、第一実施形態及び第四実施形態の各構成要素に加えて形状 計測手段を備えてもよい。
[0099] 形状計測手段は、抽出領域の特徴量、例えば実測面積値 (S)、外周長 (L)を計測 する。更に、抽出領域が二つある場合には、各抽出領域の特徴量の比率、例えば、 面積値 (S1ZS2)、長径比 (L1ZL2)を算出する。その他の幾何学情報や特徴量を 計測してもよい。形状計測の実行指示は、一つの医用画像において行なうと、他の 医用画像における抽出領域についても自動的に計測がされる。
[0100] 例えば、図 9 (b)を表示している状態で、ユーザが、抽出領域 |8又は抽出領域 γの いずれか一つを指定して、形状計測機能の実行を指示する。形状計測機能を実現 する手段 (例えば抽出領域表示 ·計測部 9)は、抽出領域 13及び 13の実測面積値 S1 、 S2、実測外周長 Ll、 L2、及び面積比 S1ZS2、外周長比 L1ZL2を算出する。図 10は、この算出結果を医用画像 90、 91とともに表示した状態を示す。図 10は、医用 画像 90の抽出領域 と、医用画像 91の抽出領域 γと、形状計測結果を表示する表 示領域 92とを示す。形状計測結果は、表示領域 92に表示される。
[0101] 本実施の形態により、複数の医用画像に含まれる同一領域について、同時に自動 計測することが可能となる。これにより、例えば、同一患者の治療前後などの経時的 変化観察時に、診断補助情報を提供することができる。
[0102] <第七実施形態 >
第七実施形態は、医用画像撮影装置が、同一被検体の同一部位を異なる時間に おいて撮影した複数の医用画像を、画像診断支援システムが読み込む。これらの医 用画像には、撮影された時間情報が含まれる。
[0103] そして、画像診断支援システムは、上記実施形態と同様の処理を行 、、異なる時間 に撮影された医用画像カゝら同一部位を抽出する。本実施の形態では、同一の血管 断面を抽出する。そして、本実施の形態にカゝかる画像診断支援システムは、これらの 抽出領域 (異なる時間に撮影された同一の血管断面)を時系列に沿って表示した時 系列画像と、その時系列画像から任意時間を指定し、その任意時間 (ユーザが所望 する時点）において異なる角度から同一部位を表示した異角度画像と、を一画面に 表示する。時系列画像は、複数時相画像の集合画像であって、ある血管断面の時間 的変化を表す画像である。
[0104] 図 11は、異角度画像 93と時系列画像 94とを一画面に表示した状態を示す。時系 列画像 94は、同一部位 (血管の一断面）を異なる時間で撮影した画像を、時間軸 t方 向に沿って並べて表示した画像である。時系列画像 94は、同一の血管の断面の狭 窄率が、時間によって異なることを示す。
[0105] ユーザが、マウスやトラックボールなどの入力装置 6を用いて時系列画像 94のうち の任意の時相を選択する。すると、その時相における同一部位を異なる角度力 表 示した異角度画像 93が表示される。異角度画像 93は、ユーザが指定した時相の断 面 (異角度画像 93における最外円）のみを表示してもよいし、その時相よりも後の時 相における断面（点線で表示された断面)も合わせて表示してもよい。異角度画像 93 は、シネメモリから医用画像を読み出すことにより表示することができる。
[0106] 画像診断支援システムは、時系列画像 94の任意時相に対応する異角度画像のサ ムネイル画像 95、 96、 97を合わせて表示してもよい。 [0107] 本実施の形態により、異なる時間に撮影した複数の医用画像を時系列に沿って表 示した時系列画像と、その時系列画像における任意の時相に対応する異角度画像 とを同一画面上に表示することができ、診断能の向上を図ることができる。
産業上の利用可能性
[0108] 医用画像に限らず、同一被検体 (又は被写体)を撮影した複数の画像を並列して 表示する際に、一方の画像から領域を抽出処理を行なうと、他の画像において対応 する領域を抽出する用途にも適用できる。また、血管の狭窄率を計測する他、他の管 腔臓器や管腔状の被写体の狭窄率を測定する用途にも適用できる。

Claims

請求の範囲
[1] 1以上の医用画像撮影装置により同一被検体の同一部位を撮影して得られた複数 の画像であって、各々が撮影された時の位置情報を有する画像を取得する取得ェ 程と、
前記複数の画像の中から第 1画像と第 2画像を選択する選択工程と、
前記第 1画像と前記第 2画像とを表示する表示工程と、
前記第 1画像上で 1以上の第 1基準点を指定する工程と、
前記第 2画像上で前記第 1基準点の各々の位置に対応する第 2基準点をそれぞれ 求める工程と、
前記第 1基準点毎にそれを内部に含む第 1領域を抽出する第 1工程と、 前記第 2基準点毎にそれを内部に含む第 2領域を抽出する第 2工程と、 を有し、
前記第 1工程と前記第 2工程は、何れが先か又は両方同時に行われる、 ことを特徴とする画像診断支援方法。
[2] 前記第 1領域と前記第 2領域のうちの少なくとも一方の領域情報を、前記第 1画像と 前記第 2画像のうちの少なくとも一方に重畳表示する工程を有することを特徴とする 請求項 1記載の画像診断支援方法。
[3] 前記第 1画像と前記第 2画像は、異なる種類の医用画像撮影装置によって撮影さ れた画像である、
ことを特徴とする請求項 1記載の画像診断支援方法。
[4] 前記第 1画像と前記第 2画像は、同一種類であって異なる医用画像撮影装置によ つて撮影された画像である、
ことを特徴とする請求項 1記載の画像診断支援方法。
[5] 前記第 1画像と前記第 2画像は、同一の医用画像撮影装置によって撮影された画 像である、
ことを特徴とする請求項 1記載の画像診断支援方法。
[6] 前記第 1画像と前記第 2画像とのうちの少なくとも一方は、リアルタイム撮影が可能 な医用画像撮影装置により撮影されて得られた画像である、 ことを特徴とする請求項 3乃至 5のいずれか一項に記載の画像診断支援方法。
[7] 前記第 1画像と前記第 2画像とは、同一断面の画像である、
ことを特徴とする請求項 1記載の画像診断支援方法。
[8] 前記第 1画像と前記第 2画像とは、前記被検体の同一部位の異なる断面の画像で ある、
ことを特徴とする請求項 1記載の画像診断支援方法。
[9] 前記第 1画像と前記第 2画像とは、それぞれ異なる時間に撮影されて得られた画像 である、
ことを特徴とする請求項 1記載の画像診断支援方法。
[10] 前記複数の画像は、さらに撮影された時の時間情報を有し、
前記第 1画像は、前記部位の時間的変化を表す画像であり、
前記第 2画像は、前記第 1画像の所望の時点における前記部位の画像である、こと を特徴とする請求項 1記載の画像診断支援方法。
[11] 前記第 1領域と前記第 2領域の抽出は、前記各基準点の近傍の画素値を所定の閾 値と順次比較することにより行われる、
ことを特徴とする請求項 2記載の画像診断支援方法。
[12] 前記領域情報は、抽出された領域の全体と境界のうちの少なくとも一方を示す情報 である、
ことを特徴とする請求項 2記載の画像診断支援方法。
[13] 前記第 1領域と前記第 2領域のうちの少なくとも一方の画像信号分布に基づいて、 画像表示のゲインとダイナミックレンジの少なくとも一方を変更する工程を有する、 ことを特徴とする請求項 2記載の画像診断支援方法。
[14] 前記第 1領域と前記第 2領域のうちの少なくとも一方において、その領域が有する 幾何学情報を取得する工程を有する、
ことを特徴とする請求項 2記載の画像診断支援方法。
[15] 前記第 1画像と前記第 2画像は、前記被検体の同一血管を撮影して得られた画像 であって、血液が流れる管腔領域と血管組織領域とからなる血管断面領域を含み、 前記第 1工程と前記第 2工程は、それぞれ前記管腔領域と前記血管組織領域とを 抽出し、
V、ずれか一方の前記管腔領域と前記血管組織領域とから、前記血管の狭窄率を 求めるために必要な複数のパラメータを抽出する工程と、
前記複数のパラメータを用いて前記血管の狭窄率を導出する工程と、
を有する、
ことを特徴とする請求項 14記載の画像診断支援方法。
[16] 医用画像撮影装置により被検体の血管を撮影して得られた画像であって、血液が 流れる管腔領域と血管組織領域とからなる血管断面領域を含む画像を取得するェ 程と、
前記管腔領域及び前記血管組織領域とを抽出する工程と、
前記管腔領域及び前記血管組織領域とから前記血管の狭窄率を求めるために必 要な複数のパラメータを抽出する工程と、
前記複数のパラメータを用いて前記血管の狭窄率を算出する工程と、
を含むことを特徴とする画像診断支援方法。
[17] 前記複数のパラメータは、前記管腔領域の内径及び前記血管組織領域の外径、 又は、前記管腔領域の面積及び前記血管組織領域の面積、の内の少なくとも一方を 含む、
ことを特徴とする請求項 15又は 16記載の画像診断支援方法。
[18] 1以上の医用画像撮影装置により同一被検体の同一部位を撮影して得られた複数 の画像であって、各々が撮影された時の位置情報を有する画像を取得する手段と、 前記複数の画像の中から 2以上の画像を選択する手段と、
前記選択された 2以上の画像を表示する手段と、
前記選択された 2以上の画像のうちの一の画像上で、 1以上の第 1基準点を指定す る手段と、
前記選択された 2以上の画像のうちの他の一以上の画像上で、前記第 1基準点の 各々の位置に対応する第 2基準点をそれぞれ求める手段と、
前記第 1基準点毎にそれを内部に含む第 1領域と、前記第 2基準点毎にそれを内 部に含む第 2領域とを抽出する手段と、 を有することを特徴とする画像診断支援装置。
[19] 前記第 1領域と前記第 2領域のうちの少なくとも一方の領域情報を、前記選択され た 2以上の画像のうちの少なくとも一方に重畳表示する手段を更に有する、 ことを特徴とする請求項 18記載の画像診断支援装置。
[20] 医用画像撮影装置により被検体を撮影して得られた画像を取得する手段と、 前記画像から所望の領域を抽出する領域抽出手段と、
を備えた画像診断支援装置において、
前記画像は、所望の血管の管腔領域と血管組織領域とを含み、
前記領域抽出手段は、前記管腔領域と前記血管組織領域とを抽出し、 前記管腔領域と前記血管組織領域とから、前記血管の狭窄率を求めるために必要 な複数のパラメータを求める手段と、
前記複数のパラメータを用いて前記血管の狭窄率を算出する手段と、 を有することを特徴とする画像診断支援装置。
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