專利名稱：圖像處理裝置、x射線ct裝置以及圖像處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
作為本發(fā)明的一個形態(tài)的本實施方式涉及根據(jù)基于心電同步掃描的體數(shù)據(jù)將心肌灌注數(shù)據(jù)3維顯示的圖像處理裝置、X射線CT(computerized tomography)裝置以及圖像處理方法。
背景技術(shù)：
X射線CT裝置是基于透過被檢體的X射線的強度，通過圖像提供關(guān)于被檢體的信息的裝置，在以疾病的診斷、治療、以及手術(shù)計劃等為代表的多個醫(yī)療行為中起到重要的作用。使用X射線CT裝置進(jìn)行心肌的血流動態(tài)(灌注=Perfusion)的檢查及關(guān)于腦組織內(nèi)等的器官的灌注檢查。在這些灌注檢查中，以往以來通過研究進(jìn)行通過將造影劑在短時間內(nèi)注入的靜脈推注進(jìn)行動態(tài)掃描、通過將得到的動態(tài)造影數(shù)據(jù)解析而生成灌注數(shù)據(jù)的嘗試。公開了不使向被檢體的造影劑注入量及X射線帶來的輻射增加、以更短時間高精度地取得心肌灌注像的X射線CT裝置(例如，專利文獻(xiàn)I)。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開2009-125127號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)問題但是，在心肌的血流量中有異常的情況下，在心肌的內(nèi)側(cè)壁心肌的灌注值變低而成為異常、心肌的外壁側(cè)是正常的情況較多。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，即使將原始的體數(shù)據(jù)與左心室的3維的灌注圖數(shù)據(jù)合成而3維顯示，心肌的內(nèi)壁側(cè)的異常的灌注值也被埋沒，而觀察到外側(cè)的正常的灌注值。在此情況下，雖然也有通過使灌注圖數(shù)據(jù)的透明度變化而進(jìn)行顯示控制、使異常的內(nèi)側(cè)壁容易辨認(rèn)的技術(shù)，但在此情況下，通過3維顯示的視線方法，左心室的里側(cè)的組織被顯示，而不能觀察到內(nèi)側(cè)壁的異常的灌注值。因而，如果將原始的體數(shù)據(jù)與左心室的灌注圖數(shù)據(jù)原樣合成并進(jìn)行3維顯示，則不能觀察到內(nèi)壁側(cè)缺血的灌注值。


圖I是表示本實施方式的X射線CT裝置的硬件結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示本實施方式的X射線CT裝置的功能的框圖。圖3的(A) (D)是表示左心室區(qū)域整體的短軸截面的截面數(shù)據(jù)的生成的概念的圖。圖4的(A) (C)是表示基于灌注截面數(shù)據(jù)的、修正灌注截面數(shù)據(jù)的生成的概念的圖。圖5是表示修正灌注體數(shù)據(jù)的一例的圖。圖6是表示顯示的3維圖像數(shù)據(jù)的一例的圖。圖7是表示本實施方式的X射線CT裝置的動作的流程圖。
具體實施例方式參照附圖對本實施方式的圖像處理裝置、X射線CT裝置以及圖像處理方法進(jìn)行說明。本實施方式的圖像處理裝置為了解決上述技術(shù)問題，具有圖數(shù)據(jù)生成機構(gòu)，生成由體素值構(gòu)成的3維圖數(shù)據(jù)，該體素值是基于包含在心臟的體數(shù)據(jù)中的上述心臟的心肌區(qū)域的血液信號值的值；修正處理機構(gòu)，基于上述3維圖數(shù)據(jù)，將以上述心臟的內(nèi)側(cè)為基點以放射狀延伸的多個直線的同一直線上的多個體素值修正為與上述心肌區(qū)域的內(nèi)壁側(cè)的、上述同一直線上的體素值同值，生成3維修正圖數(shù)據(jù)；以及顯示處理機構(gòu)，基于上述3維修正圖數(shù)據(jù)生成圖像數(shù)據(jù)，并顯示在顯示裝置上。本實施方式的X射線CT裝置為了解決上述技術(shù)問題，具有X射線照射機構(gòu)，朝向被檢體照射X射線；x射線檢測機構(gòu)，檢測上述X射線；存儲機構(gòu)，存儲基于掃描的心臟的體數(shù)據(jù)，該掃描使用了上述X射線照射機構(gòu)及上述X射線檢測機構(gòu)；圖數(shù)據(jù)生成機構(gòu)，生成由體素值構(gòu)成的3維圖數(shù)據(jù)，該體素值是基于包含在上述體數(shù)據(jù)中的心臟的心肌區(qū)域的血液信號值的值；修正處理機構(gòu)，基于上述3維圖數(shù)據(jù)，將以上述心臟的內(nèi)側(cè)為基點以放射狀延伸的多個直線的同一直線上的多個體素值修正為與上述心肌區(qū)域的內(nèi)壁側(cè)的、上述同一直線上的體素值同值，生成3維修正圖數(shù)據(jù)；以及顯示處理機構(gòu)，基于上述3維修正圖數(shù)據(jù)生成圖像數(shù)據(jù)，并顯示在顯示裝置上。本實施方式的圖像處理方法為了解決上述技術(shù)問題，生成由體素值構(gòu)成的3維圖數(shù)據(jù)，該體素值是基于包含在存儲裝置所存儲的心臟的體數(shù)據(jù)中的上述心臟的心肌區(qū)域的血液信號值的值；基于上述3維圖數(shù)據(jù)，將以上述心臟的內(nèi)側(cè)為基點以放射狀延伸的多個直線的同一直線上的多個體素值修正為與上述心肌區(qū)域的內(nèi)壁側(cè)的、上述同一直線上的體素值同值，生成3維修正圖數(shù)據(jù)；基于上述3維修正圖數(shù)據(jù)生成圖像數(shù)據(jù)，并顯示在顯示裝置上。另外，在本實施方式的X射線CT裝置中，有X射線管和X射線檢測器為I體而繞被檢體的周圍旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)(ROTATE/ROTATE)型、和將多個檢測元件排列陣列為環(huán)狀、 僅X射線管繞被檢體的周圍旋轉(zhuǎn)的固定/旋轉(zhuǎn)(STATIONARY/ROTATE)型等各種類型，在哪種類型中都能夠采用本發(fā)明。這里，設(shè)為當(dāng)前占主流的旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)型而進(jìn)行說明。此外，在將入射X射線變換為電荷的機理中，用閃爍器等的熒光體將X射線變換為光、再將該光用光電二極管等的光電變換元件變換為電荷的間接變換型、和利用通過X射線帶來的半導(dǎo)體內(nèi)的電子空穴對的生成及向其電極的移動即光導(dǎo)電現(xiàn)象的直接變換型是主流。除此以外，近年來，將X射線管和X射線檢測器的多對搭載在旋轉(zhuǎn)環(huán)上的所謂的多管球型的X射線CT裝置的產(chǎn)品化不斷發(fā)展，其周邊技術(shù)的開發(fā)正在推進(jìn)。在本實施方式的 X射線CT裝置中，不論是以往以來的單管球型的X射線CT裝置、還是多管球型的X射線CT 5裝置，在哪個中都能夠采用。這里，設(shè)為單管球型的X射線CT裝置進(jìn)行說明。圖I是表示本實施方式的X射線CT裝置的硬件結(jié)構(gòu)圖。圖I表示本實施方式的X射線CT裝置I。X射線CT裝置I大體上由掃描器裝置 11及圖像處理裝置12構(gòu)成。X射線CT裝置I的掃描器裝置11通常設(shè)置在檢查室中，為了生成關(guān)于患者(被檢體)0的X射線的透射數(shù)據(jù)而構(gòu)成。另一方面，圖像處理裝置12通常設(shè)置在相鄰于檢查室的控制室中，為了基于透射數(shù)據(jù)生成投影數(shù)據(jù)、進(jìn)行重構(gòu)圖像的生成、 顯示而構(gòu)成。X射線CT裝置I的掃描器裝置11設(shè)有X射線管(X射線源)21、光圈22、X射線檢測器23、DAS (data acquisition system) 24、旋轉(zhuǎn)部25、高電壓電源26、光圈驅(qū)動裝置27、 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置28、造影劑注入裝置(注射器)29、心電計單元30、頂板31、頂板驅(qū)動裝置32、 以及控制器33。X射線管21通過對應(yīng)于從高電壓電源26供給的管電壓使電子束撞擊在金屬制的目標(biāo)上而產(chǎn)生X射線，朝向X射線檢測器23照射。通過從X射線管21照射的X射線，形成扇形束X射線或錐形束X射線。X射線管21通過經(jīng)由高電壓電源26的控制器33的控制， 被供給X射線的照射所需要的電力。光圈22被光圈驅(qū)動裝置27調(diào)整從X射線管21照射的X射線的切片方向的照射范圍。即，通過由光圈驅(qū)動裝置27調(diào)整光圈22的開口，能夠變更切片方向的X射線照射范圍。X射線檢測器23是在通道方向上具有多個、以及在列(切片)方向上具有單一的檢測元件的I維陣列型的檢測器?；蛘撸琗射線檢測器23是矩陣狀、即在通道方向上具有多個、以及在列方向上具有多個檢測元件的2維陣列型的檢測器(也稱作多切片型檢測器)。 X射線檢測器23檢測從X射線管21照射、透過患者O的X射線。DAS24將X射線檢測器23的各X射線檢測元件檢測到的透射數(shù)據(jù)的信號放大，變換為數(shù)字信號。DAS24的輸出數(shù)據(jù)被經(jīng)由掃描器裝置11的控制器33供給到圖像處理裝置 12中。旋轉(zhuǎn)部25 —體地保持X射線管21、光圈22、X射線檢測器23及DAS24。旋轉(zhuǎn)部25 構(gòu)成為，在使X射線管21與X射線檢測器23對置的狀態(tài)下，能夠使X射線管21、光圈22、X 射線檢測器23及DAS24 —體地繞患者O旋轉(zhuǎn)。另外，將與旋轉(zhuǎn)部25的旋轉(zhuǎn)中心軸平行的方向用z軸方向定義、將與該z軸方向正交的平面用X軸方向、y軸方向定義。高電壓電源26通過控制器33的控制，將X射線的照射所需要的電力向X射線管 21供給。光圈驅(qū)動裝置27具有通過控制器33的控制來調(diào)整光圈22的X射線的切片方向的照射范圍的機構(gòu)。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置28具有通過控制器33的控制、以旋轉(zhuǎn)部25在維持著其位置關(guān)系的狀態(tài)下繞空洞部旋轉(zhuǎn)的方式使旋轉(zhuǎn)部25旋轉(zhuǎn)的機構(gòu)。造影劑注入裝置29通過控制器33的控制，對患者O持續(xù)注入造影劑。造影劑注入裝置29能夠基于造影劑在患者O內(nèi)的動作狀況，控制注入到患者O中的造影劑的量及濃度。在患者O的內(nèi)部中，從大動脈分支冠狀動脈，從分支的冠狀動脈再分支毛細(xì)血管。毛細(xì)血管導(dǎo)入到心肌內(nèi)，心肌由毛細(xì)血管和心肌細(xì)胞構(gòu)成。在心肌細(xì)胞中存在稱作間質(zhì)的區(qū)域，為血液能夠在間質(zhì)與毛細(xì)血管之間出入的構(gòu)造。因此，如果對患者O注入造影劑，則造影劑與血液一起被從大動脈向冠狀動脈、從冠狀動脈向毛細(xì)血管導(dǎo)引。進(jìn)而，如果造影劑在毛細(xì)血管內(nèi)與血液一起流動而達(dá)到心肌細(xì)胞，則造影劑的一部分從毛細(xì)血管流入到心肌細(xì)胞內(nèi)的間質(zhì)中。此外，流入到心肌細(xì)胞內(nèi)的間質(zhì)中的血液的一部分再次從心肌細(xì)胞流出而向毛細(xì)血管內(nèi)移動。心電計單元30由未圖示的心電計電極、放大器及A/D(analog to digital)變換電路構(gòu)成。心電計單元30將由心電計電極感知的作為電信號的心電波形數(shù)據(jù)通過放大器放大，從放大信號中除去噪聲而變換為數(shù)字信號。心電計單元30安裝在患者O上。頂板31能夠載置患者O。頂板驅(qū)動裝置32具有通過控制器33的控制、使頂板31沿著y軸方向進(jìn)行升降動作、并且沿著z軸方向進(jìn)行進(jìn)入/退避動作的機構(gòu)。旋轉(zhuǎn)部25的中央部分具有開口，插入載置在該開口部的頂板31上的患者O?？刂破?3由CPU (central processing unit)、以及存儲器構(gòu)成?？刂破?3進(jìn)行 X射線檢測器23、DAS24、高電壓電源26、光圈驅(qū)動裝置27、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置28、造影劑注入裝置29、心電計單元30及頂板驅(qū)動裝置32等的控制而執(zhí)行掃描。X射線CT裝置I的圖像處理裝置12以計算機為基礎(chǔ)而構(gòu)成，能夠與醫(yī)院干線的 LANdocal area network)等的網(wǎng)絡(luò)N進(jìn)行相互通信。圖像處理裝置12大體上由CPU41、 存儲器42、HDD (hard disc drive) 43、輸入裝置44、以及顯示裝置45等的基本的硬件構(gòu)成。 CPU41經(jīng)由作為共用信號傳送路徑的總線相互連接在構(gòu)成圖像處理裝置12的各硬件構(gòu)成要素上。另外，圖像處理裝置12也有具備存儲介質(zhì)驅(qū)動器46的情況。CPU41是具有由半導(dǎo)體構(gòu)成的電子電路封入在具有多個端子的封裝中的集成電路 (LSI)的結(jié)構(gòu)的控制裝置。如果通過由醫(yī)生等的操作者操作輸入裝置44等而輸入指令，則 CPU41執(zhí)行存儲在存儲器42中的程序?；蛘?，CPU41將存儲在HDD43中的程序、從網(wǎng)絡(luò)N傳送并安裝在HDD43中的程序、或者從安裝在存儲介質(zhì)驅(qū)動器46中的記錄介質(zhì)讀出而安裝在 HDD43中的程序裝載到存儲器42中并執(zhí)行。存儲器42 是具有兼具備 ROM (read only memory)及 RAM (random access memory) 等的要素的結(jié)構(gòu)的存儲裝置。內(nèi)部存儲裝置存儲IPL(initial program loading)、 BIOS (basic input/output system)及數(shù)據(jù)，或者被用于CPU41的工作存儲器或數(shù)據(jù)的暫時存儲。HDD43是具有不可拆卸地內(nèi)置有涂布或蒸鍍著磁性體的金屬的盤的結(jié)構(gòu)的存儲裝置。HDD43是存儲安裝在圖像處理裝置12中的程序(除了應(yīng)用程序以外，還包括 OS (operating system)等)、及投影數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)的存儲裝置。此外，在OS中，也可以提供在對操作者的信息顯示中較多使用圖形、能夠通過輸入裝置44進(jìn)行基礎(chǔ)操作的 GUI(graphical user interface)。輸入裝置44是能夠由操作者操作的指示器，將按照操作的輸入信號傳送給 CPU41。顯不裝置45包括未圖不的圖像合成電路、VRAM (video random access memory) > 以及顯示器等。圖像合成電路生成對圖像數(shù)據(jù)合成了各種參數(shù)的文字?jǐn)?shù)據(jù)等的合成數(shù)據(jù)。VRAM將合成數(shù)據(jù)作為顯示在顯示器上的顯示圖像數(shù)據(jù)展開。顯示器由液晶顯示器或 CRT (cathode ray tube)等構(gòu)成,將顯示圖像數(shù)據(jù)作為顯示圖像依次顯示。存儲介質(zhì)驅(qū)動器46能夠進(jìn)行記錄介質(zhì)的裝卸，將記錄在記錄介質(zhì)中的數(shù)據(jù)(包括程序)讀出而輸出到總線上，此外將經(jīng)由總線供給的數(shù)據(jù)寫入到記錄介質(zhì)中。這樣的記錄介質(zhì)能夠作為所謂的軟件包提供。圖像處理裝置12對從掃描器裝置11的DAS24輸入的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行對數(shù)變換處理、感度修正等的修正處理(前處理)而生成投影數(shù)據(jù)，與基于心電波形數(shù)據(jù)的相位建立關(guān)聯(lián)而存儲到HDD43等的存儲裝置中。此外，圖像處理裝置12對前處理后的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行散射線的除去處理。圖像處理裝置12基于X射線照射范圍內(nèi)的投影數(shù)據(jù)的值進(jìn)行散射線的除去，將根據(jù)進(jìn)行散射線修正的對象的投影數(shù)據(jù)或該相鄰?fù)队皵?shù)據(jù)的值的大小推測的散射線從作為對象的投影數(shù)據(jù)中減去而進(jìn)行散射線修正。圖2是表示本實施方式的X射線CT裝置I的功能的框圖。通過圖I所示的CPU41執(zhí)行程序，X射線CT裝置I (圖像處理裝置12)如圖2所示，作為掃描控制部51、投影數(shù)據(jù)生成部52、體生成部53、左心室區(qū)域提取部54、心肌區(qū)域提取部55、解析處理部(圖數(shù)據(jù)生成部)56、同值區(qū)域設(shè)定部57、修正處理部58、修正灌注體生成部59、合成處理部60、以及顯示處理部61發(fā)揮功能。另外，構(gòu)成X射線CT裝置I的各構(gòu)成要素51至61是通過CPU41執(zhí)行程序而發(fā)揮功能的，但并不限定于該情況。也可以是將構(gòu)成X射線CT裝置I的各構(gòu)成要素51至61的全部或一部分作為硬件設(shè)置在X射線 CT裝置I中的情況。掃描控制部51具有控制掃描器裝置11的控制器33、一邊對患者O持續(xù)地注入造影劑、一邊將患者O的心臟心電同步掃描而按照每個視角收集原始數(shù)據(jù)的功能。S卩，掃描控制部51控制控制器33，經(jīng)由安裝在患者O上的心電計單元30取得心電波形數(shù)據(jù)，對高電壓電源26付與基于心電波形數(shù)據(jù)的控制信號。因此，同步于心電波形數(shù)據(jù)而從高電壓電源 26對X射線管21供給管電流及管電壓，對患者O照射X射線。投影數(shù)據(jù)生成部52對從掃描器裝置11的DAS24輸入的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行對數(shù)變換處理、感度修正等的修正處理而生成投影數(shù)據(jù)，存儲到HDD43等的存儲裝置中。此外，投影數(shù)據(jù)生成部52也可以對投影數(shù)據(jù)進(jìn)行散射線的除去處理。所謂散射線的除去處理，是基于X 射線照射范圍內(nèi)的投影數(shù)據(jù)的值進(jìn)行散射線的除去的處理，將根據(jù)進(jìn)行散射線修正的對象的投影數(shù)據(jù)或其相鄰?fù)队皵?shù)據(jù)的值的大小推測的散射線從作為對象的投影數(shù)據(jù)中減去而進(jìn)行散射線修正。體生成部53具有基于從投影數(shù)據(jù)生成部52 (或存儲裝置)輸入的投影數(shù)據(jù)生成與z軸方向正交的多個截面的截面數(shù)據(jù)、基于多個截面的截面數(shù)據(jù)生成體數(shù)據(jù)的功能。另外，由于對患者O注入造影劑，所以體數(shù)據(jù)為造影數(shù)據(jù)。此外，由于是心電同步攝影，所以在心肌的收縮或擴張期中得到心肌各部的同一期的心肌造影的體數(shù)據(jù)。左心室區(qū)域提取部54具有從由體生成部53生成的體數(shù)據(jù)中提取作為體數(shù)據(jù)部分的心臟的左心室區(qū)域的功能。另外，在本實施方式中，對提取作為體數(shù)據(jù)部分的心臟的左心室區(qū)域的情況進(jìn)行說明，但并不限定于該情況。例如，也可以是提取作為體數(shù)據(jù)部分的心臟的右心室區(qū)域的情況。
心肌區(qū)域提取部55具有基于由左心室區(qū)域提取部54提取的心臟的左心室區(qū)域提取心肌區(qū)域的功能。例如，心肌區(qū)域提取部55基于由左心室區(qū)域提取部54提取的心臟的左心室區(qū)域，在多個截面上提取心肌區(qū)域。在此情況下，心肌區(qū)域提取部55基于由左心室區(qū)域提取部54提取的心臟的左心室區(qū)域，對從左心室區(qū)域整體中的至少從心基部(base)到心尖部(apex)的中點的部分分別生成多個短軸截面(長軸垂直截面)的截面數(shù)據(jù)，將所生成的多個短軸截面的截面數(shù)據(jù)上的心肌區(qū)域按照每個短軸截面分別提取。心肌區(qū)域提取部 55對從心尖部的中點到心尖的部分，與從心基部到心尖部的中點的部分同樣生成短軸截面的截面數(shù)據(jù)(在圖3(A)至(D)中圖示)、或與從心基部到心尖部的中點的部分不同而生成匹配于心肌部分的曲率變化的截面的截面數(shù)據(jù)。另外，以下說明心肌區(qū)域提取部55對左心室區(qū)域整體在短軸截面的截面數(shù)據(jù)上提取心肌區(qū)域的情況。此外，心肌區(qū)域提取部55也可以基于由左心室區(qū)域提取部54提取的心臟的左心室區(qū)域，除了心肌區(qū)域以外還提取心室區(qū)域。進(jìn)而，心肌區(qū)域提取部55也可以不經(jīng)由左心室區(qū)域提取部54、而從由體生成部53生成的體數(shù)據(jù)直接提取心肌區(qū)域(或心肌區(qū)域及心室區(qū)域)。以下，對心肌區(qū)域提取部55僅提取心肌區(qū)域的情況進(jìn)行說明。圖3(A) (D)是表示左心室區(qū)域整體的短軸截面的截面數(shù)據(jù)的生成的概念的圖。圖3(A)表示由左心室區(qū)域提取部54提取的心臟的左心室區(qū)域、和由心肌區(qū)域提取部55生成的多個短軸截面P1、P2、P3。圖3(B)表示該左側(cè)的短軸截面Pl的截面數(shù)據(jù)， 圖3 (C)表示短軸截面P2的截面數(shù)據(jù)，圖3 (D)表示短軸截面P3的截面數(shù)據(jù)。在圖3 (B)至 (D)所示的各短軸截面的截面數(shù)據(jù)間，心肌區(qū)域及心室區(qū)域的大小不同。心肌區(qū)域提取部 55基于圖3(B)至(D)的截面數(shù)據(jù)，分別提取心肌區(qū)域(或心肌區(qū)域及心室區(qū)域)。圖2所示的解析處理部56具有根據(jù)基于由心肌區(qū)域提取部55提取的心肌區(qū)域的血液信號值的體素值生成3維圖數(shù)據(jù)的功能。解析處理部56基于作為心肌區(qū)域的血液信號值的造影劑信號進(jìn)行心肌灌注(血流動態(tài))解析處理，生成由作為體素值的灌注值構(gòu)成的3維的灌注圖數(shù)據(jù)(以下，稱作“灌注體數(shù)據(jù)”)。作為心肌灌注解析處理的算法，舉出最大傾斜法(maximum slope model)、或 deconvolution 法等。另外，解析處理部56也可以基于心肌區(qū)域的血流信號值生成描繪了造影劑的碘成分的3維的碘強調(diào)圖數(shù)據(jù)，所述心肌區(qū)域的血流信號值基于通過DE(dual energy)成像法生成的不同的管電壓的體數(shù)據(jù)。此外，解析處理部56也可以基于由未圖示的MRI裝置以造影或非造影收集的體數(shù)據(jù)進(jìn)行心肌灌注解析處理，生成3維的灌注體數(shù)據(jù)。例如，解析處理部56具有如下功能基于由心肌區(qū)域提取部55提取的、作為各截面的截面數(shù)據(jù)的心肌區(qū)域的造影劑信號值的CT值(像素值)(或心肌區(qū)域的CT值及心室區(qū)域的CT值)進(jìn)行心肌灌注解析處理，按照每個短軸截面分別生成由作為體素值的灌注值構(gòu)成的2維的灌注圖數(shù)據(jù)(以下，稱作“灌注截面數(shù)據(jù)”)。另外，在本實施方式中，對于由心肌區(qū)域提取部55提取的心肌區(qū)域，解析處理部 56生成圖數(shù)據(jù)，但并不限定于該情況。例如，也可以是,解析處理部56對由體生成部53生成的體數(shù)據(jù)(或者由左心室區(qū)域提取部54提取的左心室區(qū)域)生成圖數(shù)據(jù)，心肌區(qū)域提取部55基于圖數(shù)據(jù)進(jìn)行心肌區(qū)域的提取。同值區(qū)域設(shè)定部57具有基于由解析處理部56生成的多個短軸截面的灌注截面數(shù)據(jù)、設(shè)定以心臟的內(nèi)側(cè)為基點以放射狀延伸的多個直線的同一直線上的同值區(qū)域的功能。同值區(qū)域設(shè)定部57通過將由解析處理部56生成的多個短軸截面的灌注截面數(shù)據(jù)從長軸中心以放射狀分別分割為多個同值區(qū)域，按照每個短軸截面設(shè)定多個同值區(qū)域。修正處理部58具有如下功能通過將由同值區(qū)域設(shè)定部57設(shè)定的同值區(qū)域內(nèi)的多個灌注值修正為與相當(dāng)于同值區(qū)域內(nèi)的低血流量的灌注值同值，生成具有按照每個同值區(qū)域修正的灌注值的修正灌注截面數(shù)據(jù)。修正處理部58將同值區(qū)域內(nèi)的多個灌注值修正為與同值區(qū)域的心肌區(qū)域的內(nèi)壁側(cè)(距長軸中心較近側(cè))的灌注值(最內(nèi)壁側(cè)的灌注值、 或者是同值區(qū)域的心肌區(qū)域內(nèi)、距心肌區(qū)域的內(nèi)壁處于規(guī)定距離內(nèi)的多個灌注值的平均值等)同值、或修正為與同值區(qū)域的心肌區(qū)域內(nèi)的最小灌注值同值。圖4(A) (C)是表示基于灌注截面數(shù)據(jù)的、修正灌注截面數(shù)據(jù)的生成的概念的圖。圖4(A) (C)所示的短軸截面P1、P2、P3的灌注截面數(shù)據(jù)被分別劃分為多個、例如32個同值區(qū)域。此外，通過將短軸截面P1、P2、P3的灌注截面數(shù)據(jù)的32個同值區(qū)域內(nèi)的灌注值分別修正為心肌區(qū)域的內(nèi)壁側(cè)的灌注值，如圖4(A) (C)的右側(cè)所示，生成修正灌注截面數(shù)據(jù)。圖2所示的修正灌注體生成部59具有基于由修正處理部58按照每個短軸截面生成的修正灌注截面數(shù)據(jù)、生成修正灌注體數(shù)據(jù)的功能。S卩，修正灌注體生成部59基于圖 4(A) (C)的右側(cè)所示的修正灌注截面數(shù)據(jù)，生成修正灌注體數(shù)據(jù)。另一方面，在現(xiàn)有技術(shù)中，基于圖4(A) (C)的左側(cè)所示的灌注截面數(shù)據(jù)生成灌注體數(shù)據(jù)。將修正灌注體數(shù)據(jù)的一例表不在圖5中。合成處理部60具有如下功能將由體生成部53生成的原始的體數(shù)據(jù)和由修正灌注體生成部59生成的修正灌注體數(shù)據(jù)對位而合成(fusion)，生成合成體數(shù)據(jù)。顯示處理部61具有將由合成處理部60合成的合成體數(shù)據(jù)進(jìn)行體繪制處理、生成 3維圖像數(shù)據(jù)的功能。將由顯示處理部61生成的3維圖像數(shù)據(jù)顯示在顯示裝置45上。將顯示在顯示裝置45上的3維圖像數(shù)據(jù)的一例表示在圖6中。由此，能夠觀察在以往的3維顯示中不能觀察到的、心肌區(qū)域的內(nèi)壁側(cè)缺血的灌注值。另外，顯示處理部61也可以將由修正灌注體生成部59生成的修正灌注體數(shù)據(jù)進(jìn)行體繪制處理，生成3維圖像數(shù)據(jù)。在此情況下，顯示處理部61優(yōu)選的是，對于由體生成部 53生成的原始的體數(shù)據(jù)進(jìn)行體繪制處理而生成3維圖像數(shù)據(jù)。并且,將基于修正灌注體數(shù)據(jù)的3維圖像數(shù)據(jù)、和基于原始的體數(shù)據(jù)的3維圖像數(shù)據(jù)并列顯示或切換顯示在顯示裝置 45上。接著，使用圖7所示的流程圖說明本實施方式的X射線CT裝置I的動作。X射線CT裝置I控制掃描器裝置11的控制器33，一邊對患者O持續(xù)注入造影劑， 一邊將患者O的心臟進(jìn)行心電同步掃描，按照每個視角收集原始數(shù)據(jù)(步驟STl)。X射線 CT裝置I對從掃描器裝置11的DAS24輸入的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行對數(shù)變換處理及感度修正等的修正處理，生成投影數(shù)據(jù)(步驟ST2)。X射線CT裝置I基于由步驟ST2生成的投影數(shù)據(jù)， 生成與z軸方向正交的多個截面的截面數(shù)據(jù)，基于多個截面的截面數(shù)據(jù)生成體數(shù)據(jù)(步驟 ST3)。X射線CT裝置I從由體生成部53生成的體數(shù)據(jù)中提取作為體數(shù)據(jù)部分的心臟的左心室區(qū)域(步驟ST4)。X射線CT裝置I基于由步驟ST4提取的心臟的左心室區(qū)域，對左心室區(qū)域整體中的、至少從心基部到心尖部的中點的部分分別生成多個短軸截面的截面數(shù)據(jù)，按照每個短軸截面分別提取生成的多個短軸截面的截面數(shù)據(jù)上的心肌區(qū)域(步驟 ST5)。X射線CT裝置I基于由步驟ST5提取的、作為各截面的截面數(shù)據(jù)的心肌區(qū)域的造影劑信號值的CT值，進(jìn)行心肌灌注解析處理，按照每個短軸截面分別生成由作為體素值的灌注值構(gòu)成的灌注截面數(shù)據(jù)(步驟ST6)。X射線CT裝置I基于由步驟ST6生成的多個短軸截面的灌注截面數(shù)據(jù)，設(shè)定以心臟的內(nèi)側(cè)為基點以放射狀延伸的多個直線的同一直線上的同值區(qū)域(步驟ST7)。X射線CT 裝置I通過將由步驟ST7設(shè)定的同值區(qū)域內(nèi)的多個灌注值修正為與相當(dāng)于同值區(qū)域內(nèi)的低血流量的灌注值同值，生成具有按照每個同值區(qū)域修正后的灌注值的修正灌注截面數(shù)據(jù) (步驟ST8)。X射線CT裝置I基于由步驟ST8按照每個短軸截面生成的修正灌注截面數(shù)據(jù)，生成修正灌注體數(shù)據(jù)(步驟ST9)。X射線CT裝置I將由步驟ST3生成的原始的體數(shù)據(jù)、與由步驟ST9生成的修正灌注體數(shù)據(jù)對位并合成，生成合成體數(shù)據(jù)(步驟ST10)。X射線CT裝置I將由步驟STlO合成后的合成體數(shù)據(jù)進(jìn)行體繪制處理，生成3維圖像數(shù)據(jù)，顯示在顯示裝置45上(步驟STl I)。根據(jù)本實施方式的X射線CT裝置I、圖像處理裝置12及圖像處理方法，如果將合成了原始的體數(shù)據(jù)和修正灌注體數(shù)據(jù)的合成體數(shù)據(jù)進(jìn)行3維顯示，則操作者能夠不進(jìn)行使修正灌注體數(shù)據(jù)的透明度變化的顯示控制而觀察心肌區(qū)域內(nèi)的內(nèi)壁側(cè)缺血的灌注數(shù)據(jù)。另外，本實施方式的X射線CT裝置I是為了容易理解本發(fā)明而記載的，并不是為了限定本發(fā)明而記載的。因而，在本實施方式的X射線CT裝置I中公開的各要素的宗旨為 也包括屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍的全部的設(shè)計變更及等同物。例如，本實施方式的X射線CT 裝置I的圖像處理裝置12也可以裝備在MRI (magnetic resonance imaging)裝置中，在此情況下，基于由MRI裝置生成的原始數(shù)據(jù)生成灌注圖數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種圖像處理裝置，其特征在于，具有圖數(shù)據(jù)生成機構(gòu)，生成由體素值構(gòu)成的3維圖數(shù)據(jù)，該體素值是基于包含在心臟的體數(shù)據(jù)中的上述心臟的心肌區(qū)域的血液信號值的值；修正處理機構(gòu)，基于上述3維圖數(shù)據(jù)，將以上述心臟的內(nèi)側(cè)為基點以放射狀延伸的多個直線的同一直線上的多個體素值修正為與上述心肌區(qū)域的內(nèi)壁側(cè)的、上述同一直線上的體素值同值，生成3維修正圖數(shù)據(jù)；以及顯示處理機構(gòu)，基于上述3維修正圖數(shù)據(jù)生成圖像數(shù)據(jù)，并顯示在顯示裝置上。
2.如權(quán)利要求I所述的圖像處理裝置，其特征在于，上述圖數(shù)據(jù)生成機構(gòu)基于作為上述血液信號值的造影劑信號值進(jìn)行心肌灌注解析處理,生成由作為上述體素值的灌注值構(gòu)成的3維灌注圖數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求2所述的圖像處理裝置，其特征在于，還具有從上述心臟的體數(shù)據(jù)中提取心肌區(qū)域的心肌區(qū)域提取機構(gòu)；上述圖數(shù)據(jù)生成機構(gòu)基于上述提取的心肌區(qū)域的造影劑信號值，進(jìn)行上述心肌灌注解析處理。
4.如權(quán)利要求3所述的圖像處理裝置，其特征在于，上述心肌區(qū)域提取機構(gòu)基于上述體數(shù)據(jù)，對包括上述心肌區(qū)域的區(qū)域整體生成多個短軸截面的截面數(shù)據(jù)；上述圖數(shù)據(jù)生成機構(gòu)按照每個上述短軸截面進(jìn)行上述心肌灌注解析處理，按照每個短軸截面分別生成由上述灌注值構(gòu)成的2維灌注圖數(shù)據(jù)；上述修正處理機構(gòu)基于上述2維灌注圖數(shù)據(jù)，將以上述心臟的內(nèi)側(cè)為基點在上述短軸截面上以放射狀延伸的多個直線的同一直線上的多個灌注值修正為與上述心肌區(qū)域的內(nèi)壁側(cè)的、上述同一直線上的灌注值同值，按照每個上述短軸截面分別生成2維修正灌注圖數(shù)據(jù)；上述顯示處理機構(gòu)將基于上述2維修正灌注圖數(shù)據(jù)的上述3維修正灌注圖數(shù)據(jù)進(jìn)行繪制處理而生成3維圖像數(shù)據(jù)，并顯示在上述顯示裝置上。
5.如權(quán)利要求3所述的圖像處理裝置，其特征在于，上述心肌區(qū)域提取機構(gòu)基于上述體數(shù)據(jù)，對包括上述心肌區(qū)域的區(qū)域整體中的、從心基部到心尖部的中點的部分，生成多個短軸截面的截面數(shù)據(jù)，對從上述心尖部的中點到心尖的部分，生成匹配于上述心肌部分的曲率而變化的截面的截面數(shù)據(jù)；上述圖數(shù)據(jù)生成機構(gòu)按照每個上述截面進(jìn)行上述心肌灌注解析處理，按照每個截面分別生成由上述灌注值構(gòu)成的2維灌注圖數(shù)據(jù)；上述修正處理機構(gòu)基于上述2維灌注圖數(shù)據(jù)，將以上述心臟的內(nèi)側(cè)為基點在上述截面上以放射狀延伸的多個直線的同一直線上的多個灌注值修正為與上述心肌區(qū)域的內(nèi)壁側(cè)的、上述同一直線上的灌注值同值，按照每個上述截面分別生成2維修正灌注圖數(shù)據(jù)；上述顯示處理機構(gòu)將基于上述2維修正灌注圖數(shù)據(jù)的上述3維修正灌注圖數(shù)據(jù)進(jìn)行繪制處理而生成3維圖像數(shù)據(jù)，并顯示在上述顯示裝置上。
6.如權(quán)利要求I所述的圖像處理裝置，其特征在于，上述修正處理機構(gòu)將上述同一直線上的多個體素值修正為與上述同一直線上的最內(nèi)壁側(cè)的體素值同值。
7.如權(quán)利要求I所述的圖像處理裝置，其特征在于，上述修正處理機構(gòu)將上述同一直線上的多個體素值修正為與上述同一直線上的、距上述心肌區(qū)域的內(nèi)壁處于規(guī)定距離內(nèi)的多個體素值的平均值同值。
8.如權(quán)利要求I所述的圖像處理裝置，其特征在于，上述修正處理機構(gòu)將上述同一直線上的多個體素值修正為與上述同一直線上的最小體素值同值。
9.如權(quán)利要求I所述的圖像處理裝置，其特征在于，還具有合成處理機構(gòu)，該合成處理機構(gòu)將上述心臟的體數(shù)據(jù)與上述3維修正圖數(shù)據(jù)對位而合成,生成合成體數(shù)據(jù)；上述顯示處理機構(gòu)將上述合成體數(shù)據(jù)進(jìn)行繪制處理而生成3維圖像數(shù)據(jù)，并顯示在上述顯示裝置上。
10.一種X射線CT裝置，其特征在于，具有X射線照射機構(gòu)，朝向被檢體照射X射線；X射線檢測機構(gòu)，檢測上述X射線；存儲機構(gòu)，存儲基于掃描的心臟的體數(shù)據(jù)，該掃描使用了上述X射線照射機構(gòu)及上述X 射線檢測機構(gòu)；圖數(shù)據(jù)生成機構(gòu)，生成由體素值構(gòu)成的3維圖數(shù)據(jù)，該體素值是基于包含在上述體數(shù)據(jù)中的心臟的心肌區(qū)域的血液信號值的值；修正處理機構(gòu)，基于上述3維圖數(shù)據(jù)，將以上述心臟的內(nèi)側(cè)為基點以放射狀延伸的多個直線的同一直線上的多個體素值修正為與上述心肌區(qū)域的內(nèi)壁側(cè)的、上述同一直線上的體素值同值，生成3維修正圖數(shù)據(jù)；以及顯示處理機構(gòu)，基于上述3維修正圖數(shù)據(jù)生成圖像數(shù)據(jù)，并顯示在顯示裝置上。
11.一種圖像處理方法，其特征在于，生成由體素值構(gòu)成的3維圖數(shù)據(jù)，該體素值是基于包含在存儲裝置所存儲的心臟的體數(shù)據(jù)中的上述心臟的心肌區(qū)域的血液信號值的值；基于上述3維圖數(shù)據(jù)，將以上述心臟的內(nèi)側(cè)為基點以放射狀延伸的多個直線的同一直線上的多個體素值修正為與上述心肌區(qū)域的內(nèi)壁側(cè)的、上述同一直線上的體素值同值，生成3維修正圖數(shù)據(jù)；基于上述3維修正圖數(shù)據(jù)生成圖像數(shù)據(jù)，并顯示在顯示裝置上。
全文摘要
X射線CT裝置具有圖數(shù)據(jù)生成機構(gòu)，生成由體素值構(gòu)成的3維圖數(shù)據(jù)，該體素值是基于包含在心臟的體數(shù)據(jù)中的心肌區(qū)域的血液信號值的值；修正處理機構(gòu)，基于3維圖數(shù)據(jù)，將以心臟的內(nèi)側(cè)為基點以放射狀延伸的多個直線的同一直線上的多個體素值修正為與心肌區(qū)域的內(nèi)壁側(cè)的、同一直線上的體素值同值，生成3維修正圖數(shù)據(jù)；以及顯示處理機構(gòu)，基于3維修正圖數(shù)據(jù)生成圖像數(shù)據(jù)，并顯示在顯示裝置上。
文檔編號A61B6/03GK102596042SQ201180003603
公開日2012年7月18日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
發(fā)明者池田佳弘 申請人:東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會社, 株式會社東芝