特許 6054245 医用画像解析装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6054245

(24)【登録日】2016年12月9日

(45)【発行日】2016年12月27日

(54)【発明の名称】医用画像解析装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/03 20060101AFI20161219BHJP

   A61B 5/055 20060101ALI20161219BHJP

【ＦＩ】

   A61B6/03 375

   A61B5/05 383

【請求項の数】4

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2013-101690(P2013-101690)

(22)【出願日】2013年5月13日

(65)【公開番号】特開2014-221121(P2014-221121A)

(43)【公開日】2014年11月27日

【審査請求日】2016年2月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】東芝メディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000866

【氏名又は名称】特許業務法人三澤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大湯 重治

(72)【発明者】

【氏名】藤澤 恭子

【審査官】 福田 裕司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０６８９５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２１０４５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１７２６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０８７７６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０９５６５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２０８７１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ６／０３

Ａ６１Ｂ ５／０５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検体の時系列画像を解析して前記被検体の血流動態を求める医用画像解析装置であって、
前記被検体の複数の領域について重畳領域を有するようにそれぞれ異なる時間に前記被検体に造影剤を投与して撮影された複数の時系列画像を読み出す読出部と、
複数の前記時系列画像のうち一部の時系列画像中に指定された動脈領域に基づいて前記動脈領域の画素値の推移を表す第１の動脈推移情報を求める第１の動脈推移情報部と、
複数の前記時系列画像の画素のうち血管を表す画素である血管画素を選択する血管画素選択部と、
前記血管画素選択部により選択された前記血管画素のうち、互いに同じ前記重畳領域に係る一方の時系列画像の前記血管画素と他方の時系列画像の前記血管画素とを対応付ける血管画素対応部と、
前記血管画素対応部により対応付けられた前記血管画素の画素値の推移を表す血管推移情報を求める血管推移情報部と、
複数の前記時系列画像のそれぞれが撮影された時間を表す時間情報と、前記第１の動脈推移情報部による前記第１の動脈推移情報と、前記血管推移情報部による前記血管推移情報とに基づいて、複数の前記時系列画像のうち前記動脈領域が指定されていない時系列画像に係る前記動脈領域の画素値の推移に相当する第２の動脈推移情報を求める第２の動脈推移情報部と、
前記第１の動脈推移情報及び／又は前記第２の動脈推移情報を基に、複数の前記時系列画像のそれぞれが撮影された時間よりも過去に時系列画像を撮影したときに投与された造影剤に起因した画素値の推移を表す動脈残存情報を求める動脈残存情報部と、
前記時系列画像における各画素の画素値の推移を表す組織推移情報を求める組織推移情報部と、
前記複数の時系列画像の各画素について、前記動脈残存情報に基づく画素値の推移を表す組織残存情報を求める組織残存情報部と、
前記複数の組織推移情報が表す画素値から前記組織残存情報が表す画素値を減ずる演算部と
を有することを特徴とする医用画像解析装置。

【請求項2】

被検体の時系列画像を解析して前記被検体の血流動態を求める医用画像解析装置であって、
前記被検体の複数の領域について重畳領域を有するようにそれぞれ異なる時間に前記被検体に造影剤を投与して撮影された複数の時系列画像を読み出す読出部と、
前記複数の時系列画像のうち一部の時系列画像中に指定された動脈領域に基づいて前記動脈領域の画素値の推移を表す第１の動脈推移情報を求める第１の動脈推移情報部と、
前記複数の時系列画像のそれぞれについて、フレーム同士の画素の位置合わせを行い、該位置合わせの結果を時相対応情報として求める時相対応部と、
前記読出部が読み出した複数の時系列画像のそれぞれについて、前記被検体における解析対象の組織を表す画像領域を抽出する組織領域抽出部と、
前記複数の時系列画像と、前記時相対応情報と、前記画像領域とを受け、前記画像領域の動脈画素を抽出し、前記動脈画素それぞれの画素値の推移を表す動脈画素推移情報を求める動脈画素情報部と、
複数の前記時系列画像のそれぞれが撮影された時間を表す時間情報と、前記動脈画素推移情報と、前記第１の動脈推移情報とに基づいて、複数の時系列画像のすべての撮影時間に亘る前記動脈領域の推移情報を第２の動脈推移情報として求める第２の動脈推移情報部と
前記第１の動脈推移情報及び／又は前記第２の動脈推移情報を基に、複数の前記時系列画像のそれぞれが撮影された時間よりも過去に時系列画像を撮影したときに投与された造影剤に起因した画素値の推移を表す動脈残存情報を求める動脈残存情報部と、
前記複数の時系列画像における各画素の画素値の推移を表す組織推移情報を求める組織推移情報部と、
前記複数の時系列画像の各画素について、前記動脈残存情報に基づく画素値の推移を表す組織残存情報を求める組織残存情報部と、
前記組織推移情報が表す画素値から前記組織残存情報が表す画素値を減ずる演算部と
を有することを特徴とする医用画像解析装置。

【請求項3】

前記組織残存情報部は、前記第１の動脈推移情報及び／又は前記第２の動脈推移情報と、前記動脈残存情報と、前記組織推移情報とに指定された造影モデルを用いたモデルフィッティングを行って前記造影モデルに係るパラメータを求め、前記動脈残存情報と前記造影モデルと求めた前記パラメータとに基づいて前記組織残存情報を求めることを特徴とする請求項１又は２に記載の医用画像解析装置。

【請求項4】

前記組織残存情報部は、前記時系列画像における各画素の画素値の減衰を表す減衰時定数を前記パラメータとして求めることを特徴とする請求項３に記載の医用画像解析装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明の実施形態は医用画像解析装置に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置やＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置等の医用画像撮影装置にて、造影剤が投与された被検体の時系列画像を撮影し、その画像を解析して組織の血流動態に関する情報を得ることが行われている。これはパフュージョン解析と呼ばれ、画像中の画素の値から、その画素に対応する組織における造影剤の濃度を得ることができることを利用したものである。

【0003】

一般的なパフュージョン解析方法としては、例えばデコンボリューション法が採用されている。デコンボリューション法とは、組織の直近の動脈における時間濃度曲線を入力関数として、組織の時間濃度曲線とのデコンボリューション（逆畳み込み積分）を行い、組織のインパルス応答関数を求め、このインパルス応答関数から組織の血流動態を表す血流量、平均通過時間、血液量等を算出する方法である。また、他のパフュージョン解析方法としては、Ｍａｘｉｍｕｍ Ｓｌｏｐｅ法が採用される場合がある、Ｍａｘｉｍｕｍ Ｓｌｏｐｅ法とは、組織の時間濃度曲線における推移情報の上昇部分の最大勾配と動脈の時間濃度曲線の最大値との除算によって血流量を算出する方法である。なお、時間濃度曲線とは、測定された造影剤の濃度の推移情報がグラフ表記された曲線である。本明細書において、推移情報とは造影剤の濃度の推移を示すものである。

【0004】

また、造影剤が投与された被検体の時系列画像は、典型的には装置の寝台位置を固定し、所定の領域の画像を一定の時間間隔で繰り返し撮影（ボリュームスキャン）することによって得られる。例えば、医用画像撮影装置が１秒の時間間隔で６０回ボリュームスキャンを行うと、当該領域について６０枚のフレームから成る１分間の時系列画像が得られる。医用画像解析装置はこのように得られた時系列画像をパフュージョン解析する。

【0005】

肺・脳・肝臓など大きな組織を撮影するとき、その組織全体を含む領域を撮影できない場合がある。このように、撮影可能な領域の大きさより組織の方が大きい場合、造影剤を投与し、組織の一部の領域について時系列画像を撮影し、そして寝台を移動して再度寝台を固定し、再度造影剤を投与して時系列画像を撮影することを繰り返す。すなわち、造影剤を複数回投与し、それぞれ撮影領域を移動させてボリュームスキャンを行うことによって、組織の全体領域を複数の領域に分けて撮影する。なお、複数の領域が重畳領域を有するように画像が撮影される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１２−９０８８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

前述したように、パフュージョン解析では、時系列画像の撮影について投与された造影剤の濃度を表す画素値の推移を解析する。しかしながら、造影剤を複数回投与し、それぞれ撮影領域を移動させて時系列画像を撮影するとき、或る時系列画像より過去に投与された造影剤が当該時系列画像に表わされる領域に残存する場合がある。この場合、当該時系列画像の撮影について投与された造影剤の濃度と、その撮影より過去に投与された造影剤の濃度とがそれぞれ推移し、これら濃度の合計を表す画素値の推移を解析することになる。従って、パフュージョン解析の精度が下がるという問題があった。

【0008】

本発明が解決しようとする課題は、造影剤を複数回投与し、それぞれ撮影領域を移動させて撮影された画像について、残存造影剤による影響を低減してパフュージョン解析を行う医用画像解析装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

実施形態に係る医用画像解析装置は、第１の動脈推移情報部と血管画素選択部と血管画素対応部と血管推移情報部と第２の動脈推移情報部と動脈残存情報部と組織推移情報部と組織残存情報部と演算部とを有する。第１の動脈推移情報部は第１の動脈推移情報を求める。血管画素選択部は血管画素を選択する。血管画素対応部は一方と他方との時系列画像の血管画素を対応付ける。血管推移情報部は血管推移情報を求める。第２の動脈推移情報部は第２の動脈推移情報を求める。動脈残存情報部は動脈残存情報を求める。組織推移情報部は組織推移情報を求める。組織残存情報部は組織残存情報を求める。演算部は組織推移情報から組織残存情報を減ずる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態に係る医用画像解析装置の構成例を表す機能ブロック図である。

【図2】実施形態に係る医用画像解析装置の概略を表す概略図である。

【図3】実施形態に係る医用画像解析装置の概略を表す概略図である。

【図4】実施形態に係る医用画像解析装置の概略を表す概略図である。

【図5】実施形態に係る医用画像解析装置の動作例を表すフローチャートである。

【図6】実施形態に係る医用画像解析装置の構成例を表す機能ブロック図である。

【図7】実施形態に係る医用画像解析装置の概略を表す概略図である。

【図8】実施形態に係る医用画像解析装置の概略を表す概略図である。

【図9】実施形態に係る医用画像解析装置の動作例を表すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

〈第１の実施形態〉
［構成］
図１を参照して、第１の実施形態に係る医用画像解析装置１の構成を説明する。

【0012】

医用画像解析装置１は、被検体の時系列画像を解析して被検体の血流動態を求める。医用画像解析装置１は、読出部１０と、第１の動脈推移情報部１１と、血管画素選択部１２と、血管画素対応部１３と、組織推移情報部１４と、第２の動脈推移情報部１５と、残存情報部１６と、解析部１７と、画像生成部１８と、制御部１９と、操作部３と、表示部４とを有する。

【0013】

（読出部１０）
読出部１０は、被検体の複数の領域について重畳領域を有するようにそれぞれ異なる時間に被検体に造影剤を投与して撮影された複数の時系列画像を記憶部２から読み出す。また、読出部１０は、さらに造影剤が投与されていない被検体の複数の領域全体を表す全体領域画像を記憶部２から読み出す。ここで、時系列画像は、被検体の一つの領域について一定の時間間隔で撮影された複数の静止画像（フレーム）を時系列的に対応付けた動画像である。被検体の複数の領域についてこの時系列画像を撮影したとき、自ずと時系列画像は複数となる。全体領域画像は、例えばＸ線ＣＴ装置によるヘリカルスキャンによって撮影された静止画像である。複数の時系列画像と全体領域画像とは医用画像解析装置１の内部又は外部に存在する記憶部２に記憶されている。記憶部２が医用画像解析装置１の外部に存在するとき、読出部１０は一般的な通信手段を介して複数の時系列画像と全体画像とを記憶部２から読み出す。

【0014】

（第１の動脈推移情報部１１）
第１の動脈推移情報部１１は、読出部１０が読み出した複数の時系列画像のうち一部の時系列画像中に指定された動脈領域に基づいて動脈領域の画素値の推移を表す第１の動脈推移情報を求める。換言すると、第１の動脈推移情報部１１は、動脈領域が表す被検体での位置における造影剤の濃度の推移情報を求める。この処理の例として、第１の動脈推移情報部１１は、各フレームにおける動脈領域に含まれる画素の画素値の平均値を算出し、その平均値が時系列的に変化した情報を推移情報として求める。動脈領域とは、解析対象の組織に対する血液流入経路が時系列画像において表された領域である。例えば、組織が脳であるとき、脳動脈が表された領域が動脈領域であり、組織が肝臓であるとき、肝動脈が表された領域と門脈が表された領域とが動脈領域である。門脈は動脈ではないがここでは便宜上動脈領域とする。また、組織が肺であるとき、肺には血液流入経路が肺動脈と気管支動脈との二つの動脈がある。通常、気管支動脈が表された領域を動脈領域として指定することは困難であるので、気管支動脈の代替として大動脈が表された領域が動脈領域として指定される。さらに、肺動脈が表された領域が動脈領域として指定される。複数の時系列画像は、組織の全体領域を複数の領域に分けて撮影された画像であるので、通常、複数の時系列画像の全てに動脈領域を指定できるわけではない。それにより、動脈領域は複数の時系列画像の一部の時系列画像すなわち組織の一部の領域を撮影した時系列画像に指定される。従って、複数の時系列画像には、動脈領域が指定された時系列画像（動脈領域を含む領域について撮影された時系列画像）と動脈領域が指定されない時系列画像（動脈領域を含まない領域について撮影された時系列画像）とが存在する。動脈領域は、例えばユーザが或るフレームを目視しながら操作部３を操作することによって指定される。また、例えば第１の動脈推移情報部１１が臨床的な統計データを参照して自動的に動脈領域を指定してもよい。図２は、被検体の肺を解析対象の組織として複数の時系列画像を撮影した例を表す模式図である。この例では、肺ＬＵについて第１の領域Ａ１、第２の領域Ａ２及び第３の領域Ａ３の三つの領域に分けて撮影された複数の時系列画像のうち、第１の領域Ａ１について撮影された時系列画像には大動脈が表された領域が大動脈の動脈領域ＡＯとして指定され、第２の領域Ａ２について撮影された時系列画像には肺動脈が表された領域が肺動脈の動脈領域ＰＡとして指定されている。なお、第１の領域Ａ１について撮影された時系列画像を第１の時系列画像、第２の領域Ａ２について撮影された時系列画像を第２の時系列画像、第３の領域Ａ３について撮影された画像を第３の時系列画像とする。

【0015】

（血管画素選択部１２）
血管画素選択部１２は、読出部１０が読み出した複数の時系列画像の動脈領域を除く画素のうち血管を表す画素である血管画素を選択する。例えば血管画素選択部１２は、複数の時系列画像の画素のうち血管の分岐点を表す画素を血管画素として選択する。血管画素選択部１２が血管画素を選択する方法として、例えば、血管画素選択部１２は、組織の血管をグラフ化し、そのグラフの分岐点を得る。血管画素選択部１２は、得られた分岐点近傍の一定の領域における距離変換を行い、一定の領域内の枝それぞれが円柱であるとみなして積集合領域を求める。血管画素選択部１２は、求めた積集合領域の重心に該当する画素を血管画素として選択する。

【0016】

また、血管画素選択部１２は、読出部１０が読み出した全体領域画像の画素のうち血管を表す画素である全体領域血管画素を選択する。例えば血管画素選択部１２は、前述した方法によって、複数の時系列画像の画素のうち血管の分岐点を表す画素を血管画素として選択するとともに、全体領域画像の画素のうち血管の分岐点を表す画素を全体領域血管画素として選択し、血管画素対応部１３へ送る。

【0017】

また、血管画素選択部１２は、後述する血管画素対応部１３が特定した全体画像における重畳領域に該当する該当領域の画素のうち血管を表す画素である第１の重畳領域血管画素を血管画素対応部１３により対応付けられた全体領域血管画素よりも高い密度で新たに選択するとともに、複数の時系列画像の重畳領域に含まれる画素のうち血管を表す画素である第２の重畳領域血管画素を血管画素よりも高い密度で新たに選択する。血管画素選択部１２が選択した血管画素と全体領域血管画素とには、血管画素対応部１３によって対応付けが行われるが、その対応付けが困難だった場合、あるいは、より高い精度の対応付けを望む場合、いずれも対応付けの精度を上げる必要がある。このとき、血管画素選択部１２は、血管画素対応部１３が全体画像における重畳領域に該当する該当領域を特定した（全体画像と複数の時系列画像とが位置合わせされた）後、さらに、この該当領域の画素について血管を表す画素を第１の重畳領域血管画素として選択するとともに、複数の時系列画像の重畳領域の画素について血管を表す画素を第２の重畳領域血管画素として選択する。このとき、血管画素選択部１２は、該当領域と重畳領域とにおいて、血管対応部が該当領域を特定した後の全体領域血管画素及び血管画素よりも高い密度で画素を選択して、血管画素対応部１３へ送ることによって、第１の重畳領域血管画素と第２の重畳領域血管画素とが全体画像と複数の時系列画像との位置合わせのために対応付けられる画素として追加される。

【0018】

（血管画素対応部１３）
血管画素対応部１３は、血管画素選択部１２により選択された血管画素のうち、互いに同じ重畳領域に係る一方の時系列画像の血管画素と他方の時系列画像の血管画素とを対応付ける。血管対応部が血管画素を対応付ける方法として、例えば、血管画素対応部１３は、ランドマークとしての血管画素のうち何れか二つの距離や、何れか三つ以上が形成する多角形の角度に基づいて幾つかの血管画素を除外し、残った血管画素について対応付ける。すなわち、互いに同じ重畳領域に係る一方の時系列画像の血管画素と他方の時系列画像の血管画素とについて、前述の距離や角度を比較して対応付ける。

【0019】

また、血管画素対応部１３は、血管画素選択部１２により選択された血管画素と全体領域血管画素とを対応付けることによって、重畳領域に係る一方の時系列画像の血管画素と他方の時系列画像の血管画素とを対応付け、全体領域画像における重畳領域に該当する該当領域にある血管画素を特定する。別の例では、血管画素対応部１３は、まず複数の時系列画像のそれぞれと全体領域画像とを位置合わせする。全体領域画像は複数の時系列画像の領域すべてを含んでいるので、この位置合わせによって複数の時系列画像どうしが位置合わせされる。全体領域画像と位置合わせされた複数の時系列画像どうしが位置合わせされたことにより、血管画素対応部１３は、全体領域画像における血管画素と時系列画像における血管画素とを対応付け、全体領域画像における重畳領域に該当する該当領域にある血管画素を特定することができる。

【0020】

また、血管画素対応部１３は、より精度の高い対応付けを行う場合、血管画素選択部１２が第１の重畳領域画素と第２の重畳領域画素とを新たに選択した後、血管画素対応部１３は、第１の重畳領域血管画素の一部と第２の重畳領域血管画素の一部とを所定数より多い数に亘って対応付けることによって、重畳領域に係る一方の時系列画像の血管画素と他方の時系列画像の血管画素とを対応付ける。血管画素対応部１３は、血管画素選択部１２が全体画像と複数の時系列画像との位置合わせのために対応付けられる画素を追加した後、さらに位置合わせを行う。それにより、血管画素対応部１３は、追加される前よりも精度のよい位置合わせを行うことができる。

【0021】

血管画素対応部１３は、血管画素選択部１２により新たに選択された第１の重畳領域血管画素の一部と第２の重畳領域血管画素の一部とを対応付けたとき、第１の重畳領域血管画素のうち第２の重畳領域血管画素に対応付けられていない第１の未対応画素を含む領域の画像である第１の周辺画像と、複数の時系列画像のうち周辺画像に相当する画素である第２の未対応画素を含む領域の画像である第２の周辺画像とを比較し、第１の周辺画像と第２の周辺画像との一致度が指定された一致度を超えたとき、第１の未対応画素と第２の未対応画素とをさらに対応付けることによって、重畳領域に係る一方の時系列画像の血管画素と他方の時系列画像の血管画素とを対応付ける。換言すると、血管画素対応部１３は、対応付けのランドマークとして採用されなかった画素（第１の未対応画素及び第２の未対応画素）それぞれの周辺画像を例えば一般的な画像相関法を用いて第１の周辺画像と第２の周辺画像との一致度が指定された一致度を超えたとき、そのときの第１の周辺画像と第２の周辺画像との第１の未対応画素及び第２の未対応画素とを対応付ける。なお、第１の未対応画素と第２の未対応画素との第１の周辺画像と第２の周辺画像とについての画像の範囲は、ユーザが操作部３を操作して指定されてもよく、血管画素対応部１３にプリセットされてもよい。

【0022】

（組織推移情報部１４）
組織推移情報部１４は、読出部１０が読み出した複数の時系列画像を受け、被検体の組織における画素値の時系列変化を示す組織推移情報を取得する。組織推移情報部１４は、時系列画像の複数フレーム間の画素を対応付けし、各画素の画素値が時系列的に変化した推移情報を取得する。つまり、被検体の組織における造影剤の濃度の推移情報を取得する。組織推移情報部１４は血管推移情報部１４０を有する。

【0023】

（血管推移情報部１４０）
血管推移情報部１４０は、血管画素対応部１３により対応付けられた血管画素の画素値の推移を表す血管推移情報を求める。換言すると、血管推移情報部１４０は、複数フレーム間の血管画素を対応付けし、各血管画素の画素値が時系列的に変化した情報を血管推移情報として求める。それにより、血管推移情報部１４０は、血管画素が表す血管における造影剤の濃度の推移情報を求める。

【0024】

（第２の動脈推移情報部１５）
第２の動脈推移情報部１５は、複数の時系画像のそれぞれが撮影された時間を表す時間情報と、第１の動脈推移情報部１１による動脈推移情報と、血管推移情報部１４０による血管推移情報とに基づいて、複数の時系列画像のうち動脈領域が設定された一部の時系列画像以外の時系列画像が撮影された時間における動脈領域に相当する第２の動脈推移情報を求める。第２の動脈推移情報とは、動脈領域が指定されていない領域について時系列画像が撮影された時間に、他の領域において指定された動脈領域が表す被検体での位置における造影剤の濃度の推移を表す情報である。例えば、図２に示した例の第１の領域Ａ１について撮影した時系列画像では、第２の領域Ａ２に指定された肺動脈の動脈領域ＰＡが表す被検体での位置における造影剤の濃度の該時系列画像を撮影している時間における推移を表す情報が第２の動脈推移情報である。また、第２の領域Ａ２について撮影した時系列画像では、第１の領域Ａ１に指定された大動脈の動脈領域ＡＯが表す被検体での位置における造影剤の濃度の該時系列画像を撮影している時間における推移を表す情報が第２の動脈推移情報である。また、第３の領域Ａ３について撮影した時系列画像では、第１の領域Ａ１に指定された大動脈の動脈領域ＡＯと第２の領域Ａ２に指定された肺動脈の動脈領域ＰＡとのそれぞれが表す被検体での位置における造影剤の濃度の該時系列画像を撮影している時間における推移を表す情報が第２の動脈推移情報である。

【0025】

また、第２の動脈推移情報部１５は、血管の種別である血管種別の特性を表す血管種別情報を予め記憶し、血管推移情報部１４０による血管推移情報と血管種別情報とに基づいて、血管画素対応部１３が対応付けた血管画素が表す血管の血管種別を判断し、判断した血管種別を血管推移情報に含めて第２の動脈推移情報を求める。血管種別情報とは、例えば肺動脈や気管支動脈などの血管種別ごとの時間濃度曲線の特徴を表す情報である。図３は、時間濃度曲線ＴＤＣの特徴の例を表す模式図である。時間濃度曲線ＴＤＣの特徴としては、例えば、ピーク高さ（Ｐｅａｋ Ｈｅｉｇｈｔ）ＰＨ、カーブ幅（Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ ａｔ Ｈａｌｆ Ｍａｘｉｍｕｍ）ＦＷ、ピーク時間（Ｔｉｍｅ ｔｏ Ｐｅａｋ）ＴＰなどがある。これら特徴は血管種別ごとに異なることが知られている。第２の動脈推移情報部１５は、予め記憶した血管種別情報と血管推移情報の時間濃度曲線とを比較し、該血管推移情報の血管画素が表す血管の血管種別を判断する。例えば肺を解析対象としたとき、第２の動脈推移情報部１５は、血管画素対応部１３が対応付けた血管画素が表す血管それぞれの血管種別を、肺動脈、気管支動脈、又はその他（肺動脈でも気管支動脈でもない）と判断する。

【0026】

第２の動脈推移情報部１５が、血管画素対応部１３が対応付けた血管画素が表す血管の血管種別を判断したことにより、重畳領域における血管画素の対応関係が求められる。例えば図２の撮影領域の場合、第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２との重畳領域において、第１の時系列画像のうち肺動脈と判断された血管を表す血管画素の画素値の推移情報Ｃ１ｌ＿ｐａ＿ｉ（ｔ）（ｉ＝１〜Ｎ１２＿ｐａ）と第２の時系列画像のうち肺動脈と判断された血管を表す血管画素の画素値の推移情報Ｃ２ｕ＿ｐａ＿ｉ（ｔ）（ｉ＝１〜Ｎ１２＿ｐａ）とが対応付けられる。ここで、Ｎ１２＿ｐａは、第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２との重畳領域において対応付けられ且つ肺動脈と判断された血管画素の数を表す。また、第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２との重畳領域において、第１の時系列画像のうち気管支動脈と判断された血管を表す血管画素の画素値の推移情報Ｃ１ｌ＿ｂａ＿ｉ（ｔ）（ｉ＝１〜Ｎ１２＿ｂａ）と第２の時系列画像のうち肺動脈と判断された血管を表す血管画素の画素値の推移情報Ｃ２ｕ＿ｂａ＿ｉ（ｔ）（ｉ＝１〜Ｎ１２＿ｂａ）とが対応付けられる。ここで、Ｎ１２＿ｂａは、第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２との重畳領域において対応付けられ且つ気管支動脈と判断された血管画素の数を表す。さらに、第２の領域Ａ２と第３の領域Ａ３との重畳領域において、第２の時系列画像のうち肺動脈と判断された血管を表す血管画素の画素値の推移情報Ｃ２ｌ＿ｐａ＿ｉ（ｔ）（ｉ＝１〜Ｎ２３＿ｐａ）と第３の時系列画像のうち肺動脈と判断された血管を表す血管画素の画素値の推移情報Ｃ３ｕ＿ｐａ＿ｉ（ｔ）（ｉ＝１〜Ｎ２３＿ｐａ）とが対応付けられる。ここで、Ｎ２３＿ｐａは、第２の領域Ａ２と第３の領域Ａ３との重畳領域において対応付けられ且つ肺動脈と判断された血管画素の数を表す。また、第２の領域Ａ２と第３の領域Ａ３との重畳領域において、第２の時系列画像のうち気管支動脈と判断された血管を表す血管画素の画素値の推移情報Ｃ２ｌ＿ｂａ＿ｉ（ｔ）（ｉ＝１〜Ｎ２３＿ｂａ）と第３の時系列画像のうち肺動脈と判断された血管を表す血管画素の画素値の推移情報Ｃ３ｕ＿ｂａ＿ｉ（ｔ）（ｉ＝１〜Ｎ２３＿ｂａ）とが対応付けられる。ここで、Ｎ２３＿ｂａは、第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２との重畳領域において対応付けられ且つ気管支動脈と判断された血管画素の数を表す。

【0027】

図４は、図２に示した撮影によって得られた時間濃度曲線を表す模式図である。横軸が時間、縦軸が画素値を表す。この図において、第１の時系列画像の撮影開始時刻ｔ１ｓから撮影終了時刻ｔ１ｅまでの時間に大動脈の動脈領域ＡＯの時間濃度曲線Ｃ１ａｏ（ｔ）が得られ、第２の時系列画像の撮影開始時刻ｔ２ｓから撮影終了時刻ｔ２ｅまでの時間に肺動脈の動脈領域ＰＡの時間濃度曲線Ｃ２ｐａ（ｔ）が得られ、第３の時系列画像の撮影開始時刻ｔ３ｓから撮影終了時刻ｔ３ｅまでの時間ではどちらの動脈の時間濃度曲線も得られていない。以下図４の例において、第２の動脈推移情報部１５が各々の時系列画像における第２の動脈推移情報を求める例を説明する。

【0028】

第２の動脈推移情報部１５は、例えば次式によって、各々の時系列画像について造影剤投与時刻と撮影開始時刻とのずれ時間を考慮する。

【0029】

【数1】

【0030】

［数１］において、「ｓ１」、「ｓ２」及び「ｓ３」は未知である。また、第２の動脈推移情報部１５は、肺動脈の減衰曲線と気管支動脈の減衰曲線とを例えば次式によって表す。

【0031】

【数2】

【0032】

［数２］において、「ｒｐａ１（ｘ）」、「ｒｂａ１（ｘ）」、「ｒｐａ２（ｘ）」、及び「ｒｂａ２（ｘ）」の関数値は、上記ｘの範囲の外においてゼロであるとする。「Ｔ」は、各領域についての撮影時間である。すなわち、「Ｔ＝ｔ１ｅ−ｔ１ｓ＝ｔ２ｅ−ｔ２ｓ＝ｔ３ｅ−ｔ３ｓ」である。「Ｔ１」及び「Ｔ２」は未知である。また、「Ｄｐａ（ｔ）」及び「Ｄｂａ（ｔ）」は、２次循環以降の循環の影響を含まない肺動脈及び気管支動脈についての時間濃度曲線であり、未知である。即ち、一つの時系列画像の撮影について投与された造影剤のみの濃度に係る時間濃度曲線を表す。また、第２の動脈推移情報部１５は、第１の時系列画像、第２の時系列画像、及び第３の時系列画像すべての撮影時間についての、肺動脈の時間濃度曲線「Ｃｐａ（ｔ）」と気管支動脈の時間濃度曲線「Ｃｂａ（ｔ）」とを第２の動脈推移情報として例えば次式によって表す。

【0033】

【数3】

【0034】

［数３］は、「Ｄｐａ（ｔ）」及び「Ｄｂａ（ｔ）」に［数２］の減衰曲線を加えたことを表す。また、［数３］において、「ａ１」、「ａ２」及び「ａ３」は未知である。これらは、減衰曲線に乗じられる係数である。パーシャルボリューム効果に対する補正を行うための係数であり、パーシャルボリューム効果を考慮する必要がない場合は「ａ１＝ａ２＝ａ３＝１」としてよい。また、第２の動脈推移情報部１５は、重畳領域における肺動脈と気管支動脈の時間濃度曲線を例えば次式によって表す。

【0035】

【数4】

【0036】

［数４］において、「Ｃ１ｌ_ｐａ（ｔ）」は、第１の時系列画像のうち第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２との重畳領域における肺動脈の時間濃度曲線を表す。「Ｃ１ｌ_ｂａ（ｔ）」は、第１の時系列画像のうち第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２との重畳領域における気管支動脈の時間濃度曲線を表す。「Ｃ２ｕ_ｐａ（ｔ）」は、第２の時系列画像のうち第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２との重畳領域における肺動脈の時間濃度曲線を表す。「Ｃ２ｕ_ｂａ（ｔ）」は、第２の時系列画像のうち第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２との重畳領域における気管支動脈の時間濃度曲線を表す。「Ｃ２ｌ_ｐａ（ｔ）」は、第２の時系列画像のうち第２の領域Ａ２と第３の領域Ａ３との重畳領域における肺動脈の時間濃度曲線を表す。「Ｃ２ｌ_ｂａ（ｔ）」は、第２の時系列画像のうち第２の領域Ａ２と第３の領域Ａ３との重畳領域における気管支動脈の時間濃度曲線を表す。「Ｃ３ｕ_ｐａ（ｔ）」は、第３の時系列画像のうち第２の領域Ａ２と第３の領域Ａ３との重畳領域における肺動脈の時間濃度曲線を表す。「Ｃ３ｕ_ｂａ（ｔ）」は、第３の時系列画像のうち第２の領域Ａ２と第３の領域Ａ３との重畳領域における気管支動脈の時間濃度曲線を表す。また、第２の動脈推移情報部１５は、動脈領域の時間濃度曲線を例えば次式によって表す。

【0037】

【数5】

【0038】

［数５］において、「Ｃ１ｐａ（ｔ）」は、第１の領域Ａ１に肺動脈の動脈領域ＰＡが指定されたとき、該動脈領域ＰＡの画素の画素値の推移情報を表す時間濃度曲線である。「Ｃ１ａｏ（ｔ）」は、第１の領域Ａ１に大動脈の動脈領域ＡＯが指定されたとき、該動脈領域ＡＯの画素の画素値の推移情報を表す時間濃度曲線である。「Ｃ２ｐａ（ｔ）」は、第２の領域Ａ２に肺動脈の動脈領域ＰＡが指定されたとき、該動脈領域ＰＡの画素の画素値の推移情報を表す時間濃度曲線である。「Ｃ２ａｏ（ｔ）」は、第２の領域Ａ２に大動脈の動脈領域ＡＯが指定されたとき、該動脈領域ＡＯの画素の画素値の推移情報を表す時間濃度曲線である。「Ｃ３ｐａ（ｔ）」は、第３の領域Ａ３に肺動脈の動脈領域ＰＡが指定されたとき、該動脈領域ＰＡの画素の画素値の推移情報を表す時間濃度曲線である。「Ｃ３ａｏ（ｔ）」は、第３の領域Ａ３に大動脈の動脈領域ＡＯが指定されたとき、該動脈領域ＡＯの画素の画素値の推移情報を表す時間濃度曲線である。第２の動脈推移情報部１５は、動脈領域が指定された領域に基づいて［数５］のうち用いる式を選択する。第１の領域Ａ１に大動脈の動脈領域ＡＯが指定され、第２の領域Ａ２に肺動脈の動脈領域ＰＡが指定された図２の例では、「Ｃ１ａｏ（ｔ）」を表す式と「Ｃ２ｐａ（ｔ）」を表す式とが測定された既知の時間濃度曲線を表す式として選択される。

【0039】

第２の動脈推移情報部１５は、［数４］と［数５］のうち選択された式とから成る連立方程式に基づいて、「ａ１」、「ａ２」、「ａ３」、「ｓ１」、「ｓ２」、「ｓ３」、「Ｔ１」、及び「Ｔ２」の変数と、「Ｄｐａ（ｔ）」、及び「Ｄｂａ（ｔ）」とを求める。この連立方程式は、「ａ１」、「ａ２」、及び「ａ３」については線形方程式となり、他の変数については非線形方程式となる。例えば第２の動脈推移情報部１５は、まず「ａ１」、「ａ２」、及び「ａ３」を線型方程式として求め、それにより、「ａ１」、「ａ２」、及び「ａ３」を既知とした残差から成る目的関数について一般的な非線形最適化法を用いて他の変数を求める。このとき、第２の動脈推移情報部１５は、一般的な正則化手法を適宜用いてもよい。また、第２の動脈推移情報部１５は、一般的なヒューリスティックス手法を用いてもよい。なお、［数４］と［数５］のうち選択された式とのすべてを連立方程式に含める必要がないとき、第２の動脈推移情報部１５は、これらのうち必要な式を選択して連立方程式としてもよい。また、第２の動脈推移情報部１５は、「ｓ１」、「ｓ２」、及び「ｓ３」のうち一つを既知としてもよい。例えば第２の動脈推移情報部１５は、「ｓ１＝０」としてよい。

【0040】

第２の動脈推移情報部１５は、求めた「ｓ１」、「ｓ２」、「ｓ３」、「Ｔ１」、及び「Ｔ２」の変数と、「Ｄｐａ（ｔ）」、及び「Ｄｂａ（ｔ）」とを［数３］に代入し、また、「ａ１」、「ａ２」、及び「ａ３」を「１」として第１の時系列画像、第２の時系列画像、及び第３の時系列画像すべての撮影時間についての、肺動脈の時間濃度曲線「Ｃｐａ（ｔ）」と気管支動脈の時間濃度曲線「Ｃｂａ（ｔ）」とを次式のように求める。

【0041】

【数6】

【0042】

［数６］は、第１の時系列画像、第２の時系列画像、及び第３の時系列画像すべての撮影時間亘る動脈領域の推移情報を表したものである。

【0043】

また、「Ｄｐａ（ｔ）」及び「Ｄｂａ（ｔ）」が求められたので、［数５］のうち選択されなかった未知の時間濃度曲線が求められる。図２の例では、「Ｃ１ｐａ（ｔ）」、「Ｃ２ａｏ（ｔ）」、「Ｃ３ｐａ（ｔ）」、及び「Ｃ３ａｏ（ｔ）」が求められる。これらは、この実施形態における第２の動脈推移情報に相当する。

【0044】

（残存情報部１６）
残存情報部１６は、複数の時系列画像における各画素の画素値の推移情報について、残存造影剤の影響を低減する。残存情報部１６は、動脈残存情報部１６０と、組織残存情報部１６１と、演算部１６２とを有する。

【0045】

（動脈残存情報部１６０）
動脈残存情報部１６０は、第１の動脈推移情報部１１による第１の動脈推移情報及び／又は第２の動脈推移情報部１５による第２の動脈推移情報を基に、複数の時系列画像のそれぞれが撮影された時間よりも過去に時系列画像を撮影したときに投与された造影剤に起因した画素値の推移を表す動脈残存情報を求める。ここで、動脈残存情報部１６０は、［数１］〜［数６］により既知となった情報に基づいて、造影剤の投与を或る回数までで止めた場合の動脈推移情報を例えば次式として求める。

【0046】

【数7】

【0047】

［数７］において、「Ｅ１ｐａ（ｔ）」は、造影剤を１回投与（第１の時系列画像のための造影剤の投与）し、２回目以降の投与を行わなかったときの肺動脈の動脈推移情報である。「Ｅ１ａｏ（ｔ）」は、造影剤を１回投与し、２回目以降の投与を行わなかったときの大動脈の動脈推移情報である。「Ｅ２ｐａ（ｔ）」は、造影剤を２回投与（第１の時系列画像及び第２の時系列画像のための造影剤の投与）し、３回目の投与を行わなかったときの肺動脈の動脈推移情報である。「Ｅ２ａｏ（ｔ）」は、造影剤を２回投与（第１の時系列画像及び第２の時系列画像のための造影剤の投与）し、３回目の投与を行わなかったときの大動脈の動脈推移情報である。動脈残存情報部１６０は、例えば次式によって、第２及び第３の時系列画像のそれぞれより過去に投与された造影剤についての動脈推移情報を第２及び第３の時系列画像それぞれの時間について［数７］から求める。

【0048】

【数8】

【0049】

［数８］において、「Ｅ１ｐａ（ｘ）」は、［数７］の「Ｅ１ｐａ（ｔ）」のうち第２の時系列画像の撮影時間における推移情報である。換言すると、「Ｅ１ｐａ（ｘ）」は、第２の時系列画像の撮影時間について肺動脈における１回目に投与された造影剤の濃度の推移を推定したものである。「Ｅ１ａｏ（ｘ）」は、［数７］の「Ｅ１ａｏ（ｔ）」のうち第２の時系列画像の撮影時間における推移情報である。換言すると、「Ｅ１ａｏ（ｘ）」は、第２の時系列画像の撮影時間について大動脈における１回目に投与された造影剤の濃度の推移を推定したものである。「Ｅ２ｐａ（ｘ）」は、［数７］の「Ｅ２ｐａ（ｔ）」のうち第３の時系列画像の撮影時間における推移情報である。換言すると、「Ｅ２ｐａ（ｘ）」は、第３の時系列画像の撮影時間について肺動脈における２回目までに投与された造影剤の濃度の推移を推定したものである。「Ｅ２ａｏ（ｘ）」は、［数７］の「Ｅ２ａｏ（ｔ）」のうち第３の時系列画像の撮影時間における推移情報である。換言すると、「Ｅ２ａｏ（ｘ）」は、第３の時系列画像の撮影時間について大動脈における２回目までに投与された造影剤の濃度の推移を推定したものである。「Ｅ１ｐａ（ｘ）」、「Ｅ１ａｏ（ｘ）」、「Ｅ２ｐａ（ｘ）」、及び「Ｅ２ａｏ（ｘ）」は、この実施形態における動脈残存情報に相当する。

【0050】

（組織残存情報部１６１）
組織残存情報部１６１は、複数の時系列画像の各画素について、動脈残存情報部１６０による動脈残存情報に基づく画素値の推移を表す組織残存情報を求める。組織残存情報部１６１は、第１の動脈推移情報部１１による第１の動脈推移情報及び／又は第２の動脈推移情報部１５による第２の動脈推移情報と、動脈残存情報と、組織推移情報部１４による組織推移情報とに指定された造影モデルを用いたモデルフィッティングを行って造影モデルに係るパラメータを求め、動脈残存情報と造影モデルと求めたパラメータとに基づいて組織残存情報を求める。このとき、組織残存情報部１６１は、時系列画像における各画素の画素値の減衰を表す減衰時定数をパラメータとして求める。例えば、組織残存情報部１６１は、次式の造影モデルを用いてモデルフィッティングを行う。

【0051】

【数9】

【0052】

［数９］において、「Ｃａ（ｔ）」には、［数６］で求められた「Ｃｐａ（ｔ）」、「Ｃｂａ（ｔ）」、又はこれらが重み付け加算された推移情報が用いられる。ここで、「Ｃｐａ（ｔ）」及び「Ｃｂａ（ｔ）」には、第１の動脈推移情報部１１による第１の動脈推移情報及び／又は第２の動脈推移情報部１５による第２の動脈推移情報が含まれる。「Ｃ（ｔ）」には、組織推移情報部１４による組織推移情報が用いられる。また、「＊」は、畳み込み積分を表す。「α」及び「β」はこの造影モデルに係るパラメータである。また、「β」は時系列画像における各画素の画素値の減衰を表す減衰時定数である。なお、組織残存情報部１６１は、次式の造影モデルを用いてもよい。

【0053】

【数10】

【0054】

［数１０］において、「Ｒ（ｔ，β）」及び「Ｒ（ｔ，ａ，ｂ，ｃ）」は残余関数を表す。「α」、「β」、「ａ」、「ｂ」、及び「ｃ」は、それぞれの造影モデルに係るパラメータである。また、「β」は時系列画像における各画素の画素値の減衰を表す減衰時定数である。造影モデルは、ユーザが操作部３を操作することによって指定されてもよく、組織残存情報部１６１にプリセットされていてもよい。この実施形態では、組織残存情報部１６１が［数９］の造影モデルを用いる場合について説明する。

【0055】

組織残存情報部１６１は、［数９］の造影モデルを時系列画像の各画素の組織推移情報にモデルフィッティングする。このとき、例えば組織残存情報部１６１は、最適化手法を用いて造影モデルに係るパラメータ「α」及び「β」を求める。そして、組織残存情報部１６１は、［数８］の動脈残存情報と、［数９］の造影モデルと、求められた「α」及び「β」とに基づいて組織残存情報を例えば次式によって求める。

【0056】

【数11】

【0057】

［数１１］において、「Ｅ１（ｔ）」には、［数８］で動脈残存情報として求められた「Ｅ１ｐａ（ｘ）」、「Ｅ１ａｏ（ｘ）」、又はこれらが重み付け加算された推移情報が用いられる。「Ｅ２（ｔ）」には、［数８］で動脈残存情報として求められた「Ｅ２ｐａ（ｘ）」、「Ｅ２ａｏ（ｘ）」、又はこれらが重み付け加算された推移情報が用いられる。「Ｇ２（ｔ）」は、第２の時系列画像の撮影時間において、１回目に投与された造影剤の動脈推移情報に応答した組織推移情報を表す。「Ｇ３（ｔ）」は、第３の時系列画像の撮影時間において、２回目まで投与された造影剤の動脈推移情報に応答した組織推移情報を表す。組織残存情報部１６１は、「Ｇ２（ｔ）」を第２の時系列画像における組織残存情報として求め、「Ｇ３（ｔ）」を第３の時系列画像における組織残存情報として求める。

【0058】

（演算部１６２）
演算部１６２は、組織推移情報部１４による組織推移情報が表す画素値Ｃ（ｔ）から組織残存情報部１６１による組織残存情報が表す画素値Ｇ２（ｔ），Ｇ３（ｔ）を例えば次式のように減ずる。

【0059】

【数12】

【0060】

［数１２］において、「Ｃ´２（ｔ）」は、第２の時系列画像の組織推移情報について１回目に投与された造影剤の影響を補正した組織推移情報を表す。また、「Ｃ´３（ｔ）」は、第３の時系列画像の組織推移情報について２回目までに投与された造影剤の影響を補正した組織推移情報を表す。演算部１６２は、「Ｃ´２（ｔ）」及び「Ｃ´３（ｔ）」を補正した組織推移情報として解析部１７に送る。

【0061】

（解析部１７）
解析部１７は、第１の動脈推移情報部１１による第１の動脈推移情報と、第２の動脈推移情報部１５による第２の動脈推移情報と、組織推移情報部１４による組織推移情報と、演算部１６２による補正された組織推移情報と、指定された解析手法とに基づいて複数の時系列画像それぞれについてパフュージョン解析を行う。解析手法には、デコンボリューション法やＭａｘｉｍｕｍ Ｓｌｏｐｅ法などがあるが、解析手法はユーザが操作部３を操作することによって指定されてもよく、解析部１７にプリセットされていてもよい。例えば解析部１７は、指定された解析手法に基づいて、第１の時系列画像において、「Ｃ１ｐａ（ｔ）」と「Ｃ１ａｏ（ｔ）」とを入力関数とし、組織推移情報部１４による組織推移情報についてパフュージョン解析を行う。また、解析部１７は、第２の時系列画像において、「Ｃ２ｐａ（ｔ）」と「Ｃ２ａｏ（ｔ）」とを入力関数とし、演算部１６２により補正された組織推移情報「Ｃ´２（ｔ）」についてパフュージョン解析を行う。また、解析部１７は、第３の時系列画像については、「Ｃ３ｐａ（ｔ）」と「Ｃ３ａｏ（ｔ）」とを入力関数とし、演算部１６２により補正された組織推移情報「Ｃ´３（ｔ）」についてパフュージョン解析を行う。換言すると、解析部１７は、複数の時系列画像のうち２回目以降の撮影である第２の時系列画像と第３の時系列画像において、演算部１６２により補正された組織推移情報についてパフュージョン解析を行う。それにより、解析部１７は、第２の時系列画像と第３の時系列画像において、組織残存情報をベースラインとしてパフュージョン解析を行うことになる。解析部１７は、各画素が表す被検体の組織の血流量や血液量などの血流動態を解析結果として画像生成部１８に出力する。

【0062】

（画像生成部１８）
画像生成部１８は、血管画素対応部１３によって位置合わせされた複数の時系列画像と解析部１７による解析結果を受け、被検体の組織の血流動態を表すマップを生成する。マップとしては、例えば肺の組織の血液量を表す血流量マップや血液量を表す血液量マップなどが生成される。画像生成部１８は生成したマップを表示部４に表示させる。

【0063】

（制御部１９）
制御部１９は、医用画像解析装置１の各部を制御する。制御部１９は、例えば、処理装置と記憶装置とを含んで構成される。処理装置としては、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、又はＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）が用いられる。記憶装置は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）を含んで構成される。記憶装置には、医用画像解析装置１の各部の機能を実行するためのコンピュータプログラムが記憶されている。処理装置は、これらコンピュータプログラムを実行することで、上記機能を実現する。

【0064】

（操作部３）
操作部３は、ユーザによる操作を受けて、この操作の内容に応じた信号や情報を装置各部に入力する。操作部３は、例えば、キーボード、マウス、タッチパネルなどによって構成される。また、操作部３は、必ずしも医用画像解析装置１の一体として備えられる必要はなく、一般的なインターフェイスを介して信号や情報を装置各部に入力する構成でもよい。

【0065】

（表示部４）
表示部４は、例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）やＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）などの表示デバイスで構成される表示デバイスである。表示部４は、必ずしも医用画像解析装置１の一体として備えられる必要はなく、一般的なインターフェイスを介して画像を表示する構成でもよい。

【0066】

［動作］
この実施形態の医用画像解析装置１の動作について説明する。図５は、この実施形態の動作を表すフローチャートである。

【0067】

（Ｓ０１）
読出部１０は、被検体の複数の領域について重畳領域を有するようにそれぞれ異なる時間に被検体に造影剤を投与して撮影された複数の時系列画像を記憶部２から読み出す。また、読出部１０は、さらに造影剤が投与されていない被検体の複数の領域全体を表す全体領域画像を記憶部２から読み出す。

【0068】

（Ｓ０２）
第１の動脈推移情報部１１は、読出部１０が読み出した複数の時系列画像のうち一部の時系列画像中に指定された動脈領域に基づいて動脈領域の画素値の推移を表す第１の動脈推移情報を求める。

【0069】

（Ｓ０３）
血管画素選択部１２は、読出部１０が読み出した複数の時系列画像の画素のうち血管を表す画素である血管画素を選択する。また、血管画素選択部１２は、読出部１０が読み出した全体領域画像の画素のうち血管を表す画素である全体領域血管画素を選択する。

【0070】

（Ｓ０４）
血管画素対応部１３は、血管画素選択部１２により選択された血管画素と全体領域血管画素とを対応付けることによって、重畳領域に係る一方の時系列画像の血管画素と他方の時系列画像の血管画素とを対応付け、全体領域画像における重畳領域に該当する該当領域を特定する。

【0071】

（Ｓ０５）
血管画素選択部１２は、血管画素対応部１３が特定した全体画像における重畳領域に該当する該当領域の画素のうち血管を表す画素である第１の重畳領域血管画素を血管画素対応部１３に対応付けられた全体領域血管画素よりも高い密度で新たに選択するとともに、複数の時系列画像の重畳領域に含まれる画素のうち血管を表す画素である第２の重畳領域血管画素を血管画素よりも高い密度で新たに選択する。

【0072】

（Ｓ０６）
血管画素対応部１３は、第１の重畳領域血管画素の一部と第２の重畳領域血管画素の一部とを対応付けることによって、重畳領域に係る一方の時系列画像の血管画素と他方の時系列画像の血管画素とを対応付ける。

【0073】

（Ｓ０７）
血管画素対応部１３は、第１の重畳領域血管画素のうち第２の重畳領域血管画素に対応付けられていない第１の未対応画素を含む領域の画像である第１の周辺画像と、複数の時系列画像のうち周辺画像に相当する画素である第２の未対応画素を含む領域の画像である第２の周辺画像とを比較し、第１の周辺画像と第２の周辺画像との一致度が指定された一致度を超えたとき、第１の未対応画素と第２の未対応画素とをさらに対応付ける。

【0074】

（Ｓ０８）
血管推移情報部１４０は、血管画素対応部１３により対応付けられた血管画素の画素値の推移を表す血管推移情報を求める。また、組織推移情報部１４は、読出部１０が読み出した複数の時系列画像を受け、被検体の組織における画素値の時系列変化を示す組織推移情報を求める。

【0075】

（Ｓ０９）
第２の動脈推移情報部１５は、血管の種別である血管種別の特性を表す血管種別情報を予め記憶し、血管推移情報部１４０による血管推移情報と血管種別情報とに基づいて、血管画素対応部１３が対応付けた血管画素が表す血管の血管種別を判断する。

【0076】

（Ｓ１０）
第２の動脈推移情報部１５は、複数の時系画像のそれぞれが撮影された時間を表す時間情報と、第１の動脈推移情報部１１による動脈推移情報と、血管推移情報部１４０による血管推移情報とに基づいて、複数の時系列画像のうち動脈領域が設定された一部の時系列画像以外の時系列画像が撮影された時間における動脈領域に相当する第２の動脈推移情報を求める。

【0077】

（Ｓ１１）
動脈残存情報部１６０は、第１の動脈推移情報部１１による第１の動脈推移情報及び／又は第２の動脈推移情報部１５による第２の動脈推移情報を基に、複数の時系列画像のそれぞれが撮影された時間よりも過去に時系列画像を撮影したときに投与された造影剤に起因した画素値の推移を表す動脈残存情報を求める。

【0078】

（Ｓ１２）
組織残存情報部１６１は、第１の動脈推移情報部１１による第１の動脈推移情報及び／又は第２の動脈推移情報部１５による第２の動脈推移情報と、動脈残存情報と、組織推移情報部１４による組織推移情報とに指定された造影モデルを用いたモデルフィッティングを行って造影モデルに係るパラメータを求める。

【0079】

（Ｓ１３）
組織残存情報部１６１は、動脈残存情報と造影モデルと求めたパラメータとに基づいて組織残存情報を求める。

【0080】

（Ｓ１４）
演算部１６２は、組織推移情報部１４による組織推移情報が表す画素値から組織残存情報部１６１による組織残存情報が表す画素値を減ずる。

【0081】

（Ｓ１５）
解析部１７は、第１の動脈推移情報部１１による第１の動脈推移情報と、第２の動脈推移情報部１５による第２の動脈推移情報と、組織推移情報部１４による組織推移情報と、演算部１６２による補正された組織推移情報と、指定された解析手法とに基づいて複数の時系列画像それぞれについてパフュージョン解析を行う。

【0082】

（Ｓ１６）
画像生成部１８は、血管画素対応部１３によって位置合わせされた複数の時系列画像と解析部１７による解析結果を受け、被検体の組織の血流動態を表すマップを生成し、表示部４に表示させる。

【0083】

［効果］
この実施形態の医用画像解析装置１の効果を説明する。

【0084】

実施形態に係る医用画像解析装置１は、被検体の時系列画像を解析して被検体の血流動態を求める。医用画像解析装置１は、読出部１０と、第１の動脈推移情報部１１と、血管画素選択部１２と、血管画素対応部１３と、血管推移情報部１４０と、第２の動脈推移情報部１５と、動脈残存情報部１６０と、組織推移情報部１４と、組織残存情報部１６１と、演算部１６２とを有する。読出部１０は、被検体の複数の領域について重畳領域を有するようにそれぞれ異なる時間に被検体に造影剤を投与して撮影された複数の時系列画像を読み出す。第１の動脈推移情報部１１は、複数の時系列画像のうち一部の時系列画像中に指定された動脈領域に基づいて動脈領域の画素値の推移を表す第１の動脈推移情報を求める。血管画素選択部１２は、複数の時系列画像の動脈領域を除く画素のうち血管を表す画素である血管画素を選択する。血管画素対応部１３は、血管画素選択部１２により選択された血管画素のうち、互いに同じ重畳領域に係る一方の時系列画像の血管画素と他方の時系列画像の血管画素とを対応付ける。血管推移情報部１４０は、血管画素対応部１３により対応付けられた血管画素の画素値の推移を表す血管推移情報を求める。第２の動脈推移情報部１５は、複数の時系列画像のそれぞれが撮影された時間を表す時間情報と、第１の動脈推移情報部１１による第１の動脈推移情報と、血管推移情報部１４０による血管推移情報とに基づいて、複数の時系列画像のうち動脈領域が指定されていない時系列画像に係る動脈領域の画素値の推移に相当する第２の動脈推移情報を求める。動脈残存情報部１６０は、第１の動脈推移情報及び／又は第２の動脈推移情報を基に、複数の時系列画像のそれぞれが撮影された時間よりも過去に時系列画像を撮影したときに投与された造影剤に起因した画素値の推移を表す動脈残存情報を求める。組織推移情報部１４は、時系列画像における各画素の画素値の推移を表す組織推移情報を求める。組織残存情報部１６１は、時系列画像の各画素について、動脈残存情報に基づく画素値の推移を表す組織残存情報を求める。演算部１６２は、組織推移情報が表す画素値から組織残存情報が表す画素値を減ずる。それにより、医用画像解析装置１は、過去に投与された造影剤による影響を組織残存情報として求め、組織推移情報から組織残存情報を減じた推移情報、つまり、補正された組織推移情報についてパフュージョン解析を行う。従って、造影剤を複数回投与し、それぞれ撮影領域を移動させて撮影された画像について、残存造影剤による影響を低減してパフュージョン解析を行う医用画像解析装置１を提供することができる。

【0085】

〈第２の実施形態〉
［構成］
図６を参照して、第２の実施形態に係る医用画像解析装置１の構成を説明する。この実施形態の医用画像解析装置１は、時相対応部２０、第１の動脈推移情報部１１、組織領域抽出部２１、動脈画素情報部２２、及び第２の動脈推移情報部１５の構成が第１の実施形態の医用画像解析装置１と異なる。その他の構成要素は第１の実施形態の医用画像解析装置１と同様である。以下、第１の実施形態の医用画像解析装置１と異なる構成について特に説明する。また、図７の模式図のように、肺動脈の起始部を表す肺動脈の動脈領域ＰＡが第１の領域Ａ１内、かつ、第２の領域Ａ２外に指定される場合の例を説明する。

【0086】

（時相対応部２０）
時相対応部２０は、読出部１０が読み出した複数の時系列画像のそれぞれについて、フレーム同士の画素の位置合わせを行う。例えば時相対応部２０は、画像相関処理によって一方のフレームと他方のフレームとの位置合わせを行う。時相対応部２０は、時系列画像の最初のフレームから最後のフレームまでこの位置合わせを行う。それにより、時系列画像の撮影中に呼吸などによって組織が動いた場合において、その組織をフレーム間で対応付けることができる。時相対応部２０は、時系列画像のそれぞれについてこの対応付けを行い、時相対応情報として動脈画素情報部２２へ出力する。

【0087】

（第１の動脈推移情報部１１）
第１の動脈推移情報部１１は、読出部１０が読み出した複数の時系列画像のうち一部の時系列画像中に指定された動脈領域に基づいて動脈領域の画素値の推移を表す第１の動脈推移情報を求める。例えば第１の動脈推移情報部１１は、第１の領域Ａ１に指定された肺動脈の動脈領域ＰＡに含まれる画素の平均値を算出し、その平均値の時間変化を示す情報を第１の動脈推移情報として求める。この第１の動脈推移情報を「Ｃ１ｐａ（ｔ）：ｔ１ｓ≦ｔ≦ｔ１ｅ」とする。ここで時刻ｔ１ｓは、第１の時系列画像の撮影開始時刻を示し、時刻ｔ１ｅは、第１の時系列画像の撮影終了時刻を示す。

【0088】

図８は、図７に示した撮影によって得られた時間濃度曲線を表す模式図である。横軸が時間、縦軸が画素値をそれぞれ表す。この図において、第１の時系列画像の撮影開始時刻ｔ１ｓから撮影終了時刻ｔ１ｅまでの時間に肺動脈の動脈領域ＰＡの時間濃度曲線Ｃ１ｐａ（ｔ）が得られ、第２の時系列画像の撮影開始時刻ｔ２ｓから撮影終了時刻ｔ２ｅまでの時間においては肺動脈の動脈領域ＰＡの時間濃度曲線Ｃ２ｐａ（ｔ）が得られていない。以下、図８の例において、この実施形態の医用画像解析装置１が第２の時系列画像における第２の動脈推移情報を求める例を説明する。

【0089】

（組織推移情報部１４）
組織推移情報部１４は、読出部１０が読み出した複数の時系列画像と時相対応部２０からの時相対応情報とを受け、被検体の組織における画素値の時系列変化を示す組織推移情報を取得する。

【0090】

（組織領域抽出部２１）
組織領域抽出部２１は、読出部１０が読み出した複数の時系列画像のそれぞれについて、解析対象の組織を表す画像領域を抽出する。例えば組織領域抽出部２１は、解析対象の組織形状を表す形状データを予め記憶し、時系列画像に描出された画像形状と形状データとを比較し、解析対象を表す画像領域を抽出する。解析対象が肺ＬＵであるとき、組織領域抽出部２１は、時系列画像のうち、肺ＬＵを表す画像領域を抽出する。組織領域抽出部２１は、抽出した画像領域を動脈画素情報部２２へ出力する。

【0091】

（動脈画素情報部２２）
動脈画素情報部２２は、読出部１０が読み出した複数の時系列画像と、時相対応部２０による時相対応情報と、組織領域抽出部２１による画像領域とを受け、画像領域の各画素の画素値の推移を表す動脈画素推移情報を求める。このとき、動脈画素情報部２２は、複数の時系列画像のそれぞれに、グレースケールモーフォロジー処理、または一般的なその他のフィルタ処理を施して画像領域に表された組織形状をさらに明確に抽出し、各画素の動脈画素推移情報を求めてもよい。なお、動脈画素情報部２２は、グレースケールモーフォロジー処理を複数の時系列画像に施す場合、グレースケールダイレーション処理を施してもよい。

【0092】

動脈画素情報部２２は、求めた動脈画素推移情報から、動脈画素に相当する画素に対応する情報を抽出する。動脈画素は、解析対象の組織に含まれる動脈を表す画素であり、指定された肺動脈の動脈領域ＰＯとは異なる画素である。例えば、動脈画素情報部２２は、血管の種別である血管種別の特性を表す血管種別情報を予め記憶する。血管種別情報とは、例えば肺動脈や気管支動脈などの血管種別ごとの時間濃度曲線の特徴を表す情報であり、一般的に、図３に示した例と同様である。また、肺動脈は、ピーク高さＰＨが大きく、カーブ幅ＦＷが小さいことが知られている。動脈画素情報部２２は、ピーク高さＰＨ及びカーブ幅ＦＷのそれぞれの閾値を血管種別情報として記憶し、ピーク高さＰＨが閾値より大きく、カーブ幅ＦＷが閾値より小さな画素を、肺動脈を表す画素として抽出する。それにより、肺ＬＵが描出された画像領域に含まれる画素のうち、肺動脈を表す画素が抽出される。

【0093】

動脈画素情報部２２は、抽出した動脈画素のうち、重畳領域に含まれる動脈画素の動脈画素推移情報に表される画素値の推移情報を求める。例えば動脈画素情報部２２は、第１の領域Ａ１のうち第２の領域Ａ２との重畳領域に含まれる肺動脈の動脈画素の動脈画素推移情報Ｃ１ｌ＿ｐａ＿ｉ（ｔ）（ｉ＝１〜Ｎ：Ｎは、第１の領域Ａ１のうち第２の領域Ａ２との重畳領域に含まれる肺動脈の動脈画素の画素数）を求める。時相対応部２０によって時系列画像のフレーム同士の位置合わせが既に行われているので、該動脈画素推移情報は、同一の組織における造影剤の濃度の推移を表す情報であるとみなすことができる。動脈画素情報部２２は、求めた肺動脈の動脈画素の動脈画素推移情報の平均値を算出し、この平均値の推移を表す推移情報Ｃ１ｌ＿ｐａ（ｔ）を求める。また、これと同様に、動脈画素情報部２２は、第２の領域Ａ２のうち第１の領域Ａ１との重畳領域に含まれる肺動脈の動脈画素を抽出し、該動脈画素の平均値の推移を表す推移情報Ｃ２ｕ＿ｐａ（ｔ）を求める。動脈画素情報部２２は、求めた推移情報を第２の動脈推移情報部１５へ出力する。なお、ここでは、動脈画素情報部２２が、重畳領域に含まれる動脈画素の推移情報を求める例について説明したが、該推移情報に替えて、組織領域抽出部２１が抽出した画像領域全体に含まれる動脈画素について、推移情報を求めてもよい。この代替により、推移情報の算出過程を簡略化することができる。

【0094】

（第２の動脈推移情報部１５）
第２の動脈推移情報部１５は、複数の時系列画像のすべての撮影時間に亘る動脈の推移情報を第２の動脈推移情報として求める。第２の動脈推移情報部１５は、例えば次式によって、各々の時系列画像について造影剤投与時刻と撮影開始時刻とのずれ時間を補正する。

【0095】

【数13】

【0096】

また、例えば第２の推移情報部は、重畳領域における肺動脈の時間濃度曲線を次式によって表す。

【0097】

【数14】

【0098】

［数１４］において、「Ｃ１ｌ_ｐａ（ｔ）」は、第１の時系列画像のうち第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２との重畳領域における肺動脈の時間濃度曲線を表す。「Ｃ２ｕ_ｐａ（ｔ）」は、第２の時系列画像のうち第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２との重畳領域における肺動脈の時間濃度曲線を表す。「ｒｐａ１（ｘ）」の関数値は、上記ｘの範囲の外においてゼロであるとする。「Ｔ１」は未知である。また、「Ｄｐａ（ｔ）」は、２次循環以降の循環の影響を含まない肺動脈についての時間濃度曲線であり、未知である。このとき、第２の推移情報部は、「ｓ１＝０」としてもよい。また、「ａ１」、「ａ２」及び「ａ３」は未知である。これらは、減衰曲線に乗じられる係数である。パーシャルボリューム効果に対する補正を行うための係数であり、パーシャルボリューム効果を補正する必要がない場合は「ａ１＝ａ２＝ａ３＝１」としてよい。

【0099】

第２の動脈推移情報部１５は、［数１３］及び［数１４］に基づいて、第２の時系列画像のうち第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２との重畳領域における肺動脈の時間濃度曲線を次式によって表す。

【0100】

【数15】

【0101】

また、第２の動脈推移情報部１５は、第１の動脈推移情報「Ｃ１ｐａ（ｔ）」を受け、次式によって表す。

【0102】

【数16】

【0103】

第２の動脈推移情報部１５は、［数１４］及び［数１６］に基づいて、第１の時系列画像のうち第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２との重畳領域における肺動脈の時間濃度曲線「Ｃ１ｌ_ｐａ（ｔ）」を次式によって表す。

【0104】

【数17】

【0105】

第２の動脈推移情報部１５は、［数１４］、［数１５］［数１６］及び［数１７］のうち選択された式とから成る連立方程式に基づいて、「ａ１」、「ａ２」、「ｓ２」、及び「Ｔ１」を求める。このとき、第２の動脈推移情報部１５は、一般的な正則化手法を適宜用いてもよい。また、第２の動脈推移情報部１５は、一般的なヒューリスティックス手法を用いてもよい。なお、［数１４］、［数１５］［数１６］及び［数１７］のうち選択された式のすべてを連立方程式に含める必要がないとき、第２の動脈推移情報部１５は、これらのうち必要な式を選択して連立方程式としてもよい。

【0106】

第２の動脈推移情報部１５は、第１の動脈推移情報部１１から受けた肺動脈の起始部の推移情報「Ｃ１ｐａ（ｔ）」と［数１６］とを用いて次式によって２次循環以降の循環の影響を含まない肺動脈についての時間濃度曲線「Ｄｐａ（ｔ）」を求める。

【0107】

【数18】

【0108】

第２の動脈推移情報部１５は、第１の時系列画像及び第２の時系列画像双方の撮影時間に亘る肺動脈の起始部の動脈領域ＰＡに係る推移情報を次式によって表す。

【0109】

【数19】

【0110】

さらに、第２の動脈推移情報部１５は、［数１９］に基づいて、第１の時系列画像の撮影終了時刻である時刻ｔ１ｅの前後それぞれの時間について、肺動脈の起始部の動脈領域ＰＡに係る推移情報を次の二つの式によって表す。

【0111】

【数20】

【0112】

【数21】

【0113】

第２の動脈推移情報部１５は、［数２０］に求めた「ｓ２」及び「Ｔ１」を代入する。それにより、第１の時系列画像及び第２の時系列画像双方の撮影時間に亘る肺動脈の動脈領域ＰＡに係る推移情報Ｃｐａ（ｔ）を求めることができる。なお、［数２１］の時間範囲のうち、時刻ｔ２ｓから時刻ｔ２ｅまでの時間範囲に表される推移情報は、第２の時系列画像についての肺動脈の動脈推移情報に相当し、その推移は時間濃度曲線Ｃ２ｐａ（ｔ）に表されるとみなすことができる。第２の動脈推移情報部１５は、求めた推移情報Ｃｐａ（ｔ）を解析部１７へ出力する。

【0114】

（解析部１７）
解析部１７は、第１の動脈推移情報部１１による第１の動脈推移情報と、第２の動脈推移情報部１５による第２の動脈推移情報と、組織推移情報部１４による組織推移情報と、指定された解析手法とに基づいて複数の時系列画像それぞれについてパフュージョン解析を行う。このとき解析部１７は、第２の動脈推移情報部１５から受けた推移情報Ｃｐａ（ｔ）のうち、時刻ｔ１ｓから時刻ｔ１ｅまでの時間範囲に表される推移情報を、第１の時系列画像の入力関数としてパフュージョン解析を行う。また、解析部１７は、第２の動脈推移情報部１５から受けた推移情報Ｃｐａ（ｔ）のうち、時刻ｔ２ｓから時刻ｔ２ｅまでの時間範囲に表される推移情報を、第２の時系列画像の入力関数としてパフュージョン解析を行う。解析部１７はパフュージョン解析を時系列画像の画素毎に行い、各画素が表す被検体の組織の血流量や血液量などの血流動態を解析結果として画像生成部１８へ出力する。

【0115】

なお、この実施形態では、肺動脈の起始部を表す肺動脈の動脈領域ＰＡが第１の領域Ａ１内、かつ、第２の領域Ａ２外に指定される場合に、第２の時系列画像における肺動脈の第２の動脈推移情報を求める例について説明したが、大動脈の動脈領域が第１の領域Ａ１内、かつ、第２の領域Ａ２外に指定される場合においても同様に第２の時系列画像における大動脈の第２の動脈推移情報を求めてもよい。

【0116】

また、肺動脈の動脈領域ＰＡ又は大動脈の動脈領域は、複数の領域のうち何れか一つの領域に指定されればよい。上述の構成を援用することによって、医用画像解析装置１は、肺動脈の動脈領域ＰＡ又は大動脈の動脈領域が指定された領域に重畳する他の領域について第２の動脈推移情報を求めてもよい。また、医用画像が肺ＬＵ２つの領域に分けて撮影された例について説明したが、医用画像が３つ以上の領域に分けて撮影された場合、医用画像解析装置１は、動脈領域が指定された領域に重畳する他の領域について順次第２の動脈推移情報を求めればよい。

【0117】

［動作］
この実施形態の医用画像解析装置１の動作について説明する。図９は、この実施形態の動作を表すフローチャートである。

【0118】

（Ｓ２１）
読出部１０は、被検体の複数の領域について重畳領域を有するようにそれぞれ異なる時間に被検体に造影剤を投与して撮影された複数の時系列画像を記憶部２から読み出す。

【0119】

（Ｓ２２）
時相対応部２０は、読出部１０が読み出した複数の時系列画像のそれぞれについて、フレーム同士の画素の位置合わせを行う。

【0120】

（Ｓ２３）
第１の動脈推移情報部１１は、読出部１０が読み出した複数の時系列画像のうち一部の時系列画像中に指定された動脈領域に基づいて動脈領域の画素値の推移を表す第１の動脈推移情報を求める。また、組織推移情報部１４は、読出部１０が読み出した複数の時系列画像を受け、被検体の組織における画素値の時系列変化を示す組織推移情報を求める。

【0121】

（Ｓ２４）
組織領域抽出部２１は、読出部１０が読み出した複数の時系列画像のそれぞれについて、解析対象の組織を表す画像領域を抽出する。組織領域抽出部２１は、抽出した画像領域を動脈画素情報部２２へ出力する。

【0122】

（Ｓ２５）
動脈画素情報部２２は、読出部１０が読み出した複数の時系列画像と、時相対応部２０による時相対応情報と、組織領域抽出部２１による画像領域とを受け、画像領域の各画素の画素値の推移を表す動脈画素推移情報を求める。動脈画素情報部２２は、求めた推移情報を第２の動脈推移情報部１５へ出力する。

【0123】

（Ｓ２６）
第２の動脈推移情報部１５は、複数の時系列画像のすべての撮影時間に亘る動脈領域の推移情報を第２の動脈推移情報として求める。第２の動脈推移情報部１５は、求めた推移情報を解析部１７へ出力する。

【0124】

（Ｓ２７）
動脈残存情報部１６０は、第１の動脈推移情報部１１による第１の動脈推移情報及び／又は第２の動脈推移情報部１５による第２の動脈推移情報を基に、複数の時系列画像のそれぞれが撮影された時間よりも過去に時系列画像を撮影したときに投与された造影剤に起因した画素値の推移を表す動脈残存情報を求める。

【0125】

（Ｓ２８）
組織残存情報部１６１は、第１の動脈推移情報部１１による第１の動脈推移情報及び／又は第２の動脈推移情報部１５による第２の動脈推移情報と、動脈残存情報と、組織推移情報部１４による組織推移情報とに指定された造影モデルを用いたモデルフィッティングを行って造影モデルに係るパラメータを求める。

【0126】

（Ｓ２９）
組織残存情報部１６１は、動脈残存情報と造影モデルと求めたパラメータとに基づいて組織残存情報を求める。

【0127】

（Ｓ３０）
演算部１６２は、組織推移情報部１４による組織推移情報が表す画素値から組織残存情報部１６１による組織残存情報が表す画素値を減ずる。

【0128】

（Ｓ３１）
解析部１７は、第１の動脈推移情報部１１による第１の動脈推移情報と、第２の動脈推移情報部１５による第２の動脈推移情報と、組織推移情報部１４による組織推移情報と、演算部１６２による補正された組織推移情報と、指定された解析手法とに基づいて複数の時系列画像それぞれについてパフュージョン解析を行う。

【0129】

（Ｓ３２）
画像生成部１８は、血管画素対応部１３によって位置合わせされた複数の時系列画像と解析部１７による解析結果を受け、被検体の組織の血流動態を表すマップを生成し、表示部４に表示させる。

【0130】

［効果］
第２の実施形態の医用画像解析装置１の効果について説明する。医用画像解析装置１は、時相対応部２０と、第１の動脈推移情報部１１と、組織領域抽出部２１と、動脈画素情報部２２と、第２の動脈推移情報部１５とを有する。時相対応部２０は、複数の時系列画像のそれぞれについて、フレーム同士の画素の位置合わせを行う。第１の動脈推移情報部１１は、読出部１０が読み出した複数の時系列画像のうち一部の時系列画像中に指定された動脈領域に基づいて動脈領域の画素値の推移を表す第１の動脈推移情報を求める。組織領域抽出部２１は、複数の時系列画像のそれぞれから、解析対象の組織を表す画像領域を抽出する。動脈画素情報部２２は、複数の時系列画像と、時相対応情報と、画像領域とを受け、画像領域の各画素の画素値の推移を表す動脈画素推移情報を求める。第２の動脈推移情報部１５は複数の時系列画像のすべての撮影時間に亘る動脈領域の推移情報を第２の動脈推移情報として求める。動脈残存情報部１６０は、第１の動脈推移情報及び／又は第２の動脈推移情報を基に、複数の時系列画像のそれぞれが撮影された時間よりも過去に時系列画像を撮影したときに投与された造影剤に起因した画素値の推移を表す動脈残存情報を求める。組織推移情報部１４は、時系列画像における各画素の画素値の推移を表す組織推移情報を求める。組織残存情報部１６１は、時系列画像の各画素について、動脈残存情報に基づく画素値の推移を表す組織残存情報を求める。演算部１６２は、組織推移情報が表す画素値から組織残存情報が表す画素値を減ずる。それにより、医用画像解析装置１は、過去に投与された造影剤による影響を組織残存情報として求め、組織推移情報から組織残存情報を減じた推移情報、つまり、補正された組織推移情報についてパフュージョン解析を行う。従って、造影剤を複数回投与し、それぞれ撮影領域を移動させて撮影された画像について、残存造影剤による影響を低減してパフュージョン解析を行う医用画像解析装置１を提供することができる。

【0131】

本明細書では、パフュージョン解析を肺に適用した例について説明したが、実施形態はこれに限ることなく、脳、心臓、腎臓、肝臓、その他の組織に適用してもよい。

【0132】

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0133】

１ 医用画像解析装置
２ 記憶部
３ 操作部
４ 表示部
１０ 読出部
１１ 第１の動脈推移情報部
１２ 血管画素選択部
１３ 血管画素対応部
１４ 組織推移情報部
１５ 第２の動脈推移情報部
１６ 残存情報部
１７ 解析部
１８ 画像生成部
１９ 制御部
２０ 時相対応部
２１ 組織領域抽出部
２２ 動脈画素情報部
１４０ 血管推移情報部
１６０ 動脈残存情報部
１６１ 組織残存情報部
１６２ 演算部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】