(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】
(24)【登録日】2024-09-02
(45)【発行日】2024-09-10
(54)【発明の名称】医用画像処理装置、システム及び方法
(51)【国際特許分類】
A61B 6/46 20240101AFI20240903BHJP
A61B 5/055 20060101ALI20240903BHJP
A61B 6/03 20060101ALI20240903BHJP
A61B 6/50 20240101ALI20240903BHJP
【ＦＩ】
A61B6/46 536Q
A61B5/055 380
A61B6/03 570A
A61B6/03 577
A61B6/50 500B
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2020143280
(22)【出願日】2020-08-27
(65)【公開番号】P2022038666
(43)【公開日】2022-03-10
【審査請求日】2023-06-26
(73)【特許権者】
【識別番号】594164542
【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001771
【氏名又は名称】弁理士法人虎ノ門知的財産事務所
(72)【発明者】
【氏名】坂口 卓弥
(72)【発明者】
【氏名】荒木田 和正
(72)【発明者】
【氏名】石井 秀明
(72)【発明者】
【氏名】西岡 昂彦
【審査官】佐藤 賢斗
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－０５７８５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０２７３０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１２８６３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０５８５９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１７－５１２１０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２４２８５７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】T. Muroya et al.，Relationship between resting full-cycle ratio and fractional flow reserve in assessments of coronary stenosis severity，Catheterization and Cardiovascular Interventions，Society for Cardiovascular Angioggraphy & Interventions，2020年03月05日，Vol. 96, Issue 4，pp. E432-E438，DOI: 10.1002/ccd.28835
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ ６／００ － ６／５８
Ａ６１Ｂ ５／０５５
Ｇ０６Ｔ ７／００ － ７／９０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
被検体の冠動脈における安静状態時の冠血流予備量比と、前記冠動脈における負荷状態時の冠血流予備量比とを取得する取得部と、前記安静状態時の冠血流予備量比の数値と前記負荷状態時の冠血流予備量比の数値との比較に基づく数値を算出する算出部と、
前記比較に基づく数値を、前記被検体の心筋機能に関する指標として表示させる表示制御部と、
を備える、医用画像処理装置。
【請求項2】
前記取得部は、前記被検体の冠動脈を含む医用画像を用いた流体解析によって、前記安静状態時の冠血流予備量比と前記負荷状態時の冠血流予備量比とを取得する、請求項１に記載の医用画像処理装置。
【請求項3】
前記算出部は、前記安静状態時の冠血流予備量比の数値と前記負荷状態時の冠血流予備量比の数値との比率を算出する、請求項１又は２に記載の医用画像処理装置。
【請求項4】
前記表示制御部は、前記被検体の冠動脈の位置ごとに算出された前記比較に基づく数値と閾値とを比較して、前記比較に基づく数値が前記閾値を上回る前記冠動脈上の位置を特定し、特定した位置に対応する心筋上の支配領域を表示させる、請求項１～３のいずれか１つに記載の医用画像処理装置。
【請求項5】
前記表示制御部は、前記被検体の冠動脈の位置において、前記比較に基づく数値が前記閾値を上回る最も起始部側の位置を特定し、特定した位置に対応する心筋上の支配領域を表示させる、請求項４に記載の医用画像処理装置。
【請求項6】
前記表示制御部は、前記支配領域の面積が閾値を超えた場合に警告を表示させる、請求項５に記載の医用画像処理装置。
【請求項7】
前記表示制御部は、前記被検体の冠動脈の位置ごとに算出された前記比較に基づく数値と数値範囲とを比較して、前記比較に基づく数値が前記数値範囲を上回る前記冠動脈上の位置、又は、前記比較に基づく数値が前記数値範囲を下回る前記冠動脈上の位置を特定し、比較結果に基づく表示情報を表示させる、請求項１～３のいずれか１つに記載の医用画像処理装置。
【請求項8】
前記表示制御部は、前記比較に基づく数値が前記数値範囲を上回る場合と、前記比較に基づく数値が前記数値範囲を下回る場合とで、それぞれに対応する疾患候補を表示させる、請求項７に記載の医用画像処理装置。
【請求項9】
前記表示制御部は、前記比較に基づく数値が前記数値範囲を上回る場合に心筋における疾患候補を表示させ、前記比較に基づく数値が前記数値範囲を下回る場合に冠動脈における疾患候補を表示させる、請求項８に記載の医用画像処理装置。
【請求項10】
前記表示制御部は、前記安静状態時の冠血流予備量比または前記負荷状態時の冠血流予備量比と第１の閾値との比較結果、及び、前記比較に基づく数値と第２の閾値との比較結果に基づいて、前記被検体の冠動脈に関する治療と心筋に関する治療との組み合わせを表示させる、請求項１～９のいずれか１つに記載の医用画像処理装置。
【請求項11】
前記取得部は、前記被検体における冠血流予備能を取得し、前記表示制御部は、前記比較に基づく数値と前記冠血流予備能とに基づいて、疾患に関する情報を表示させる、請求項１～１０のいずれか１つに記載の医用画像処理装置。
【請求項12】
前記算出部は、前記比較に基づく数値である第１の指標値と前記冠血流予備能とに基づいて、第２の指標値を算出する、請求項１１に記載の医用画像処理装置。
【請求項13】
前記表示制御部は、前記第２の指標値に基づく疾患に関する情報を表示させる、請求項１２に記載の医用画像処理装置。
【請求項14】
医用画像処理装置と、医用情報表示装置とを含む医用画像処理システムであって、前記医用画像処理装置が、
被検体の冠動脈における安静状態時の冠血流予備量比と、前記冠動脈における負荷状態時の冠血流予備量比とを取得する取得部と、
前記安静状態時の冠血流予備量比の数値と前記負荷状態時の冠血流予備量比の数値との比較に基づく数値を算出する算出部と、
前記比較に基づく数値を、前記被検体の心筋機能に関する指標として表示させる表示制御部と、
を備える、医用画像処理システム。
【請求項15】
医用画像処理装置の作動方法であって、
前記医用画像処理装置は、取得部と、算出部と、表示制御部とからなり、
前記取得部が、被検体の冠動脈における安静状態時の冠血流予備量比と、前記冠動脈における負荷状態時の冠血流予備量比とを取得するステップと、
前記算出部が、前記安静状態時の冠血流予備量比の数値と前記負荷状態時の冠血流予備量比の数値との比較に基づく数値を算出するステップと、
前記表示制御部が、前記比較に基づく数値を、前記被検体の心筋機能に関する指標として表示させるステップと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書及び図面に開示の実施形態は、医用画像処理装置、システム及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
労作性狭心症をはじめとする心筋虚血は、高齢化に伴う慢性疾患として膨大な患者数を有する疾患である。この心筋虚血の検査法・指標としては、Coronary Flow Reserve（ＣＦＲ：冠血流予備能、冠状動脈血流予備能）が知られており、運動負荷や薬剤負荷を与えることにより測定されている。
【0003】
例えば、運動負荷では、トレッドミルとエコーを用いた測定が日常的におこなわれている。また、例えば、薬剤負荷では、ＣＴ（Computed Tomography）を用い、被検体にアデノシンを投与した負荷状態で心筋灌流(CT Myocardial Perfusion：ＣＴＰ)を測定して血流量(Myocardial Blood Flow：ＭＢＦ)を算出し、アデノシンを投与しない状態の値との比をとることで、ＣＦＲを測定する方法が知られている。
【0004】
また、薬剤負荷では、例えば、治療時に、流量計であるFlow Wireを冠動脈に挿入し、アデノシン負荷時の血流速度と、非負荷時の血流速度とを計測し、その比をとることにより、ＣＦＲを測定する方法も知られている。
【0005】
例えば、ＣＴを用いたＣＦＲの測定では、心筋細胞の酸素接書量が多くなるように、アデノシンを投与した負荷状態（アデノシン負荷状態、Hyperemia状態とも呼ばれる）でＣＴＰのプロトコルで撮影を行い、得られた画像データから画像解析によって負荷状態の血流量（ＭＢＦ）を算出する。同様に、安静状態（薬剤を投与しない通常の状態）で同様の画像データの収集と解析を行い、安静状態の血流量（ＭＢＦ）を算出する。そして、ＣＴを用いたＣＦＲの測定では、負荷状態の血流量（ＭＢＦ）と安静状態の血流量（ＭＢＦ）との比を算出することで、ＣＦＲが取得される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２０１５－１６４５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、心筋機能に関する指標を提供することである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置付けることもできる。
【課題を解決するための手段】
【0008】
実施形態に係る医用画像処理装置は、取得部と、算出部と、表示制御部とを備える。取得部は、被検体の冠動脈における安静状態時の冠血流予備量比と、前記冠動脈における負荷状態時の冠血流予備量比とを取得する。算出部とは、前記安静状態時の冠血流予備量比と前記負荷状態時の冠血流予備量比との比較に基づく指標値を算出する。表示制御部は、前記指標値を、前記被検体の心筋機能に関する指標として表示させる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照しながら、医用画像処理装置、システム及び方法の実施形態について詳細に説明する。なお、本願に係る医用情報処理装置及び医用情報処理方法は、以下に示す実施形態によって限定されるものではない。また、実施形態は、処理内容に矛盾が生じない範囲で他の実施形態や従来技術との組み合わせが可能である。
【0011】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る医用画像処理システム及び医用画像処理装置の構成例を示す図である。
図１は、第１の実施形態に係る医用画像処理システム及び医用画像処理装置の構成例を示す図である。
【0012】
例えば、図１に示すように、本実施形態に係る医用画像処理システム１００は、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置１１０と、医用画像保管装置１２０と、医用情報表示装置１３０と、医用画像処理装置１４０とを含む。ここで、各装置及びシステムは、ネットワーク１５０を介して通信可能に接続されている。
【0013】
なお、医用画像処理システム１００は、Ｘ線ＣＴ装置１１０の他に、磁気共鳴イメージング（Magnetic Resonance Imaging：ＭＲＩ）装置や超音波診断装置、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）装置、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）装置等の他の医用画像診断装置をさらに含んでもよい。また、医用画像処理システム１００は、電子カルテシステムや、ＨＩＳ（Hospital Information System）やＲＩＳ（Radiology Information System）等の他のシステムをさらに含んでもよい。
【0014】
Ｘ線ＣＴ装置１１０は、被検体に関するＣＴ画像を生成する。具体的には、Ｘ線ＣＴ装置１１０は、被検体を囲む円軌道上でＸ線管及びＸ線検出器を旋回移動させることで、被検体を透過したＸ線の分布を表す投影データを収集する。そして、Ｘ線ＣＴ装置１１０は、収集された投影データに基づいて、ＣＴ画像を生成する。
【0015】
医用画像保管装置１２０は、被検体に関する各種の医用画像を保管する。具体的には、医用画像保管装置１２０は、ネットワーク１６０を介してＸ線ＣＴ装置１１０からＣＴ画像を取得し、当該ＣＴ画像を自装置内の記憶回路に記憶させて保管する。例えば、医用画像保管装置１２０は、サーバやワークステーション等のコンピュータ機器によって実現される。また、例えば、医用画像保管装置１２０は、ＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）等によって実現され、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）に準拠した形式でＣＴ画像を保管する。
【0016】
医用情報表示装置１３０は、被検体に関する各種の医用情報を表示する。具体的には、医用情報表示装置１３０は、ネットワーク１５０を介して医用画像保管装置１２０からＣＴ画像や画像処理の処理結果等の医用情報を取得し、当該医用情報を自装置内のディスプレイに表示する。例えば、医用情報表示装置１３０は、ワークステーションやパーソナルコンピュータ、タブレット端末等のコンピュータ機器によって実現される。
【0017】
医用画像処理装置１４０は、被検体に関する各種の画像処理を行う。具体的には、医用画像処理装置１４０は、ネットワーク１５０を介してＸ線ＣＴ装置１１０又は医用画像保管装置１２０からＣＴ画像を取得し、当該ＣＴ画像を用いて各種の画像処理を行う。例えば、医用画像処理装置１４０は、サーバやワークステーション等のコンピュータ機器によって実現される。
【0018】
例えば、医用画像処理装置１４０は、ネットワーク（NetWork：ＮＷ）インタフェース１４１と、記憶回路１４２と、入力インタフェース１４３と、ディスプレイ１４４と、処理回路１４５とを備える。
【0019】
ＮＷインタフェース１４１は、医用画像処理装置１４０と、ネットワーク１５０を介して接続された他の装置との間で送受信される各種データの伝送及び通信を制御する。具体的には、ＮＷインタフェース１４１は、処理回路１４５に接続されており、他の装置から受信したデータを処理回路１４５に出力、又は、処理回路１４５から出力されたデータを他の装置に送信する。例えば、ＮＷインタフェース１４１は、ネットワークカードやネットワークアダプタ、ＮＩＣ（Network Interface Controller）等によって実現される。
【0020】
記憶回路１４２は、各種データ及び各種プログラムを記憶する。具体的には、記憶回路１４２は、処理回路１４５に接続されており、処理回路１４５から入力されたデータを記憶、又は、記憶しているデータを読み出して処理回路１４５に出力する。例えば、記憶回路１４２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子や、ハードディスク、光ディスク等によって実現される。
【0021】
入力インタフェース１４３は、利用者から各種指示及び各種情報の入力操作を受け付ける。具体的には、入力インタフェース１４３は、処理回路１４５に接続されており、利用者から受け取った入力操作を電気信号へ変換して処理回路１４５に出力する。例えば、入力インタフェース１４３は、トラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力インタフェース、及び音声入力インタフェース等によって実現される。なお、本明細書において、入力インタフェース１４３は、マウス、キーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を制御回路へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース１４３の例に含まれる。
【0022】
ディスプレイ１４４は、各種情報及び各種データを表示する。具体的には、ディスプレイ１４４は、処理回路１４５に接続されており、処理回路１４５から出力された各種情報及び各種データを表示する。例えば、ディスプレイ１４４は、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ、タッチパネル等によって実現される。
【0023】
処理回路１４５は、医用画像処理装置１４０の全体を制御する。例えば、処理回路１４５は、入力インタフェース１４３を介して利用者から受け付けた入力操作に応じて、各種処理を行う。例えば、処理回路１４５は、他の装置から送信されたデータをＮＷインタフェース１４１から入力し、入力したデータを記憶回路１４２に記憶する。また、例えば、処理回路１４５は、記憶回路１４２から入力したデータをＮＷインタフェース１４１に出力することで、当該データを他の装置に送信する。また、例えば、処理回路１４５は、記憶回路１４２から入力したデータをディスプレイ１４４に表示する。
【0024】
以上、本実施形態に係る医用画像処理システム１００及び医用画像処理装置１４０の構成例について説明した。例えば、本実施形態に係る医用画像処理システム１００及び医用画像処理装置１４０は、病院や診療所等の医療施設に設置され、医師等の利用者によって行われる心臓疾患に関する診断や治療計画の策定等を支援する。
【0025】
ここで、本実施形態に係る医用画像処理システム１００及び医用画像処理装置１４０は、被検体のFractional Flow Reserve(ＦＦＲ：冠血流予備量比)の値に基づいて、心筋機能に関する指標を提供する。具体的には、医用画像処理装置１４０は、安静状態のＦＦＲと負荷状態のＦＦＲとの比較に基づいて、心筋機能に関する指標を提供する。
【0026】
ＦＦＲは、「冠動脈に病変（例えば、狭窄）がある場合」と「冠動脈に病変（例えば、狭窄）が無い場合」の血流量比を示す指標であり、心筋に虚血があった場合に、その虚血の原因が、その病変であるかどうかを調べる指標として使われている。具体的には、冠動脈の治療前に、アデノシンの投与した負荷状態で、冠動脈に圧力センサー（Pressure wire）を挿入し、血管内の圧力（血圧）を測定することにより、圧力を得て、そこから理論式に基づいて血流量に変換し、ＦＦＲの値が算出される。また、ＦＦＲは、上述したアデノシンを投与しない安静状態において圧力センサーで計測された圧力に基づいて算出する手法も知られている。
【0027】
また、その他のＦＦＲの測定としては、ＣＴにより収集された画像データを解析することでＦＦＲの値を算出する手法も知られている。具体的には、安静状態の被検体から収集されたＣＴ画像を用いた解析により、ＦＦＲの値を算出する。
【0028】
本実施形態に係る医用画像処理システム１００及び医用画像処理装置１４０におけるＦＦＲの取得は、上記したいずれの手法も適用可能である。すなわち、本実施形態に係る心筋機能に関する指標に用いられるＦＦＲの値は、どのような方法で取得されてもよい。
【0029】
以下、本実施形態に係る医用画像処理装置１４０の詳細について説明する。なお、以下では、ＣＴ画像を用いてＦＦＲの値を算出し、算出したＦＦＲの値に基づいて、心筋機能に関する指標を算出する場合の例を説明する。
【0030】
例えば、図１に示すように、本実施形態では、医用画像処理装置１４０の処理回路１４５が、取得機能１４５ａと、算出機能１４５ｂと、表示情報生成機能１４５ｃと、表示制御機能１４５ｄとを実行する。ここで、取得機能１４５ａは、取得部の一例である。また、算出機能１４５ｂは、算出部の一例である。また、表示制御機能１４５ｄは、表示制御部の一例である。
【0031】
ここで、処理回路１４５は、例えば、プロセッサによって実現される。その場合に、上述した各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路１４２に記憶される。そして、処理回路１４５は、記憶回路１４２に記憶された各プログラムを読み出して実行することで、各プログラムに対応する機能を実現する。換言すると、処理回路１４５は、各プログラムを読み出した状態で、図１に示した各処理機能を有することとなる。
【0032】
なお、処理回路１４５は、複数の独立したプロセッサを組み合わせて構成され、各プロセッサがプログラムを実行することによって各処理機能を実現するものとしてもよい。また、処理回路１４５が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。また、処理回路１４５が有する各処理機能は、回路等のハードウェアとソフトウェアとの混合によって実現されても構わない。また、ここでは、各処理機能に対応するプログラムが単一の記憶回路１４２に記憶される場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、各処理機能に対応するプログラムが複数の記憶回路が分散して記憶され、処理回路１４５が、各記憶回路から各プログラムを読み出して実行する構成としても構わない。
【0033】
取得機能１４５ａは、被検体の冠動脈における安静状態時の冠血流予備量比と、前記冠動脈における負荷状態時の冠血流予備量比とを取得する。具体的には、取得機能１４５ａは、ＮＷインタフェース１４１を介して、Ｘ線ＣＴ装置１１０又は医用画像保管装置１２０から被検体の冠動脈ＣＴ画像を取得する。ここで、取得機能１４５ａは、ＦＦＲの算出に用いることができる３次元の冠動脈ＣＴ画像を取得する。
【0034】
そして、取得機能１４５ａは、取得した被検体の冠動脈ＣＴ画像から、流体解析（Computational Fluid Dynamics：ＣＦＤ）や人工知能（Artificial Intelligence：ＡＩ）等を用いた既知の手法によって、冠動脈の各位置における安静状態時のＦＦＲと負荷状態時のＦＦＲとを算出する。
【0035】
例えば、取得機能１４５ａは、被検体の冠動脈を含むＣＴ画像を用いた流体解析によって、安静状態時のＦＦＲと負荷状態時のＦＦＲとを取得する。一例を挙げると、取得機能１４５ａは、安静状態の被検体から取得した冠動脈ＣＴ画像を取得する。そして、取得機能１４５ａは、冠動脈ＣＴ画像に基づく血管形状データと解析条件とを用いた流体解析を実行し、血管の対象領域における安静状態時のＦＦＲの値を算出する。さらに、取得機能１４５ａは、取得した冠動脈ＣＴ画像から負荷状態を推定し、推定結果を用いて血管の対象領域における負荷状態時のＦＦＲの値を算出する。以下、安静状態時のＦＦＲを「Ｒｅｓｔ ＦＦＲ」と記載し、負荷状態時のＦＦＲを「Ｓｔｒｅｓｓ ＦＦＲ」と記載する場合がある。
【0036】
算出機能１４５ｂは、安静状態時のＦＦＲと負荷状態時のＦＦＲとの比較に基づく指標値を算出する。具体的には、算出機能１４５ｂは、安静状態時のＦＦＲと負荷状態時のＦＦＲとの比率を算出する。
【0037】
ここで、まず、ＦＦＲの定義について説明する。上述したように、ＦＦＲは、病変が無い場合の流量と病変がある場合の流量との比で定義され、以下の式（１）により算出される。なお、式（１）における「Ｑｎ」は、病変（例えば、狭窄）が無い場合の流量を示し、「Ｑｓ」は、病変（例えば、狭窄）がある場合の流量を示す。
【0038】
【数1】
【0039】
ＦＦＲは、例えば、式（１）に示すように、「Ｑｓ」を「Ｑｎ」で除算する式により定義される。ここで、被検体に対してアデノシンを投与して負荷状態としたり、或いは、安静状態における心位相の所定期間を対象とすることで、血管内の流量と圧力との関係を比例関係にし、ＦＦＲを圧力の定義に置き換えることができる。すなわち、血管内の流量と圧力との関係を比例関係とすることで、式（１）を以下の式（２）のように表現することができる。なお、式（２）における「Ｐａ」は、病変（例えば、狭窄）の上流側の圧力を示し、「Ｐｄ」は、病変（例えば、狭窄）の下流側の圧力を示す。また、「Ｐｖ」は、全身からの静脈血が流れ込む右心房の圧力を示す。
【0040】
【数2】
【0041】
例えば、式（２）に示すように、「Ｑｓ」が「Ｐｄ－Ｐｖ」と表現され、「Ｑｎ」が「Ｐａ－Ｐｖ」と表現される。すなわち、ＦＦＲは、病変の上流側の圧力及び下流側の圧力から血管のベースラインの圧力をそれぞれ差分した値の比によって表される。
【0042】
ここで、「Ｐａ＞＞Ｐｖ」及び「Ｐｄ＞＞Ｐｖ」とみなすことができるため、式（２）を以下の式（３）のようにみなすことができる。
【0043】
【数3】
【0044】
すなわち、式（３）に示すように、ＦＦＲは、「Ｐｄ」を「Ｐａ」で除算する式によって算出される。例えば、取得機能１４５ａは、式（３）を用いて、「Ｐａ」と「Ｐｄ」から、血管の対象領域における位置ごとの「Ｒｅｓｔ ＦＦＲ」及び「Ｓｔｒｅｓｓ ＦＦＲ」を算出する。
【0045】
算出機能１４５ｂは、取得機能１４５ａによって算出された「Ｒｅｓｔ ＦＦＲ」及び「Ｓｔｒｅｓｓ ＦＦＲ」の比率を算出する。例えば、算出機能１４５ｂは、以下の式（４）で示すように、「Ｓｔｒｅｓｓ ＦＦＲ」を「Ｒｅｓｔ ＦＦＲ」で除算することで、血管の対象領域における位置ごとに、心筋機能に関する指標「ＩＮＤＥＸ」を算出する。
【0046】
【数4】
【0047】
上述したように、ＦＦＲは、「心筋に虚血があった場合に、その原因が狭窄であるかどうか」を示唆する指標であるが、現在の臨床においては、「狭窄の程度を示す指標」として使用されており、心筋機能に関する障害は直接的には反映されていない。そこで、算出機能１４５ｂは、上記した「ＩＮＤＥＸ」を算出することで、「Ｒｅｓｔ ＦＦＲ」或いは「Ｓｔｒｅｓｓ ＦＦＲ」だけでは出せない心筋機能に関する指標を算出する。
【0048】
以下、図２を用いて、心筋機能とＩＮＤＥＸとの関係について説明する。図２は、第１の実施形態に係る心筋機能とＩＮＤＥＸとの関係について説明するための図である。ここで、図２においては、冠動脈と心筋の状態に応じたケースＡ～ＤのＣＦＲ、ＩＮＤＥＸについて示す。なお、図２における各指標の値は、説明の便宜上記載した値であり、実際に測定した値ではない。
【0049】
例えば、「ケースＡ」は、図２に示すように、冠動脈の状態が「正常」であり、心筋の状態が「正常」である場合について示す。かかる場合には、例えば、「ＦＦＲ」の値は「０．９」となり、ＣＦＲ（Ｑst／Ｑre）の値は「２」となる。ここで、冠動脈の状態が「正常」であり、心筋の状態が「正常」である場合、「Ｓｔｒｅｓｓ ＦＦＲ」の値と「Ｒｅｓｔ ＦＦＲ」の値で変化がないため、「Ｓｔｒｅｓｓ ＦＦＲ」／「Ｒｅｓｔ ＦＦＲ」で算出される「ＩＮＤＥＸ」の値は、「０．９／０．９＝１」として算出される。
【0050】
また、例えば、「ケースＢ」は、図２に示すように、冠動脈の状態が「正常」であり、心筋の状態が「疾患」である場合について示す。すなわち、「ケースＢ」は、心筋の機能が低下している場合を示す。かかる場合には、例えば、ＣＦＲ（Ｑst／Ｑre）の値は「１」となる。これは、心筋の機能が低下しているため、血流量を増加させるようにＳｔｒｅｓｓ状態（負荷状態）とした場合でも、健常者と同様の血流量の増加がおこらず、ＣＦＲ（Ｑst／Ｑre）の値が低下したものである。
【0051】
ここで、冠動脈の状態が「正常」であり、心筋の状態が「疾患」である場合、「Ｓｔｒｅｓｓ ＦＦＲ」／「Ｒｅｓｔ ＦＦＲ」で算出される「ＩＮＤＥＸ」の値は、「０．９５／０．９＝１．０６」として算出される。これは、ＦＦＲの値が、安静状態時に比べて負荷状態時に血流の影響を受ける特性があるためである。したがって、「Ｓｔｒｅｓｓ ＦＦＲ」は、わずかな心筋血流低下でも敏感に反応して値が変化する。その結果、「ケースＢ」における「ＩＮＤＥＸ：１．０６」は、「ケースＡ」の「ＩＮＤＥＸ：１」よりも高い値を示すこととなる。
【0052】
このように、本実施形態に係る「ＩＮＤＥＸ」は、心筋機能の状態が反映された指標である。したがって、本実施形態に係る医用画像処理装置１４０は、この指標を用いることで、ＣＦＲの値を計測することなく、心筋機能に関する指標を提供することができる。例えば、これまでは、ＦＦＲの値とＣＦＲの値をそれぞれ測定しなければ、「ケースＢ」の状態（冠動脈：正常、心筋：疾患）を診断することができない。また、「Ｓｔｒｅｓｓ ＦＦＲ」の値（例えば、０．９５）、或いは、「Ｒｅｓｔ ＦＦＲ」の値（例えば、０．９）のどちらかの値のみを算出した場合では、そもそも心筋の状態を診断することができない。
【0053】
これに対して、本実施形態に係る医用画像処理装置１４０は、「Ｓｔｒｅｓｓ ＦＦＲ」と「Ｒｅｓｔ ＦＦＲ」を算出して、「ＩＮＤＥＸ」を算出するだけで、「ケースＢ」の状態（冠動脈：正常、心筋：疾患）を診断することを可能にする。すなわち、ユーザは、「ＦＦＲ」の値が正常の範囲内にあり、「ＩＮＤＥＸ」の値が正常の範囲を上回った場合に、「ケースＢ」の状態（冠動脈：正常、心筋：疾患）を診断することができる。
【0054】
上述したように、本実施形態に係る取得機能１４５ａは、安静状態の被検体から取得した冠動脈ＣＴ画像から「Ｓｔｒｅｓｓ ＦＦＲ」と「Ｒｅｓｔ ＦＦＲ」を取得することができる。したがって、本実施形態に係る医用画像処理装置１４０は、心筋機能に関する指標である「ＩＮＤＥＸ」を容易に算出して、提供することができる。
【0055】
また、本実施形態に係る医用画像処理装置１４０は、冠動脈の疾患の有無も同時に診断を行うことを可能にする。
【0056】
例えば、「ケースＣ」は、図２に示すように、冠動脈の状態が「狭窄」であり、心筋の状態が「正常」である場合について示す。かかる場合には、例えば、ＣＦＲ（Ｑst／Ｑre）の値は「１．５」となる。また、冠動脈の状態が「狭窄」であり、心筋の状態が「正常」である場合、「Ｓｔｒｅｓｓ ＦＦＲ」の値が「０．５」となり、「Ｒｅｓｔ ＦＦＲ」の値が「０．６」となるため、「Ｓｔｒｅｓｓ ＦＦＲ」／「Ｒｅｓｔ ＦＦＲ」で算出される「ＩＮＤＥＸ」の値は、「０．５／０．６＝０．８３」として算出される。
【0057】
したがって、ユーザは、「ＦＦＲ」の算出結果（「０．５」及び「０．６」）と、「ＩＮＤＥＸ」の算出結果「０．８３」とを参照することで、「ケースＣ」の状態（冠動脈：狭窄、心筋：正常）を診断することができる。すなわち、ユーザは、「ＦＦＲ」の値が正常の範囲外（例えば、閾値を「０．８」とした場合にそれを下回る）にあり、「ＩＮＤＥＸ」の値の正常の範囲からの下回り度合いに応じて、「ケースＣ」の状態（冠動脈：狭窄、心筋：正常）を診断することができる。
【0058】
また、例えば、「ケースＤ」は、図２に示すように、冠動脈の状態が「狭窄」であり、心筋の状態が「疾患」である場合について示す。すなわち、「ケースＤ」は、冠動脈に狭窄があり、心筋の機能が低下している場合を示す。かかる場合には、例えば、「Ｓｔｒｅｓｓ ＦＦＲ」の値が「０．５５」となり、「Ｒｅｓｔ ＦＦＲ」の値が「０．６」となり、ＣＦＲ（Ｑst／Ｑre）の値は「１」となる。なお、冠動脈に狭窄があり、心筋に疾患がある場合でも、血流を一定に保持するように働く機構「Auto Regulation」が働くため、ＣＦＲの値は「１」程度に保たれる。
【0059】
ここで、冠動脈の状態が「狭窄」であり、心筋の状態が「疾患」である場合、「Ｓｔｒｅｓｓ ＦＦＲ」／「Ｒｅｓｔ ＦＦＲ」で算出される「ＩＮＤＥＸ」の値は、「０．５５／０．６＝０．９２」として算出される。したがって、ユーザは、「ＦＦＲ」の算出結果（「０．５５」及び「０．６」）と、「ＩＮＤＥＸ」の算出結果「０．９２」とを参照することで、「ケースＤ」の状態（冠動脈：狭窄、心筋：正常）を診断することができる。すなわち、ユーザは、「ＦＦＲ」の値が正常の範囲外（例えば、閾値を「０．８」とした場合にそれを下回る）にあり、「ＩＮＤＥＸ」の値の正常の範囲からの離れる度合いに応じて（例えば、ケースＣよりも下回り度合いが小さいなど）、「ケースＤ」の状態（冠動脈：狭窄、心筋：正常）を診断することができる。
【0060】
表示情報生成機能１４５ｃは、表示用の各種情報を生成する。具体的には、表示情報生成機能１４５ｃは、表示用の画像や、診断用の参照情報を生成する。例えば、表示情報生成機能１４５ｃは、冠動脈ＣＴ画像における冠動脈の血管領域を三次元的に再構成することで、冠動脈の三次元画像を生成する。例えば、表示情報生成機能１４５ｃは、ＶＲ画像、ＳＲ画像、ＣＰＲ（Curved Planer Reconstruction）画像、ＭＰＲ（Multi Planer Reconstruction）画像、ＳＰＲ（Stretched Multi Planer Reconstruction）画像などを生成する。
【0061】
また、例えば、表示情報生成機能１４５ｃは、診断用の参照情報として、冠動脈に対する治療に関する情報と、心筋に対する治療に関する情報とを生成する。具体的には、表示情報生成機能１４５ｃは、ＦＦＲの値と、ＩＮＤＥＸの値とに基づいて、冠動脈に対する治療と心筋に対する治療の内容を判別し、判別結果を示す情報を生成する。
【0062】
表示制御機能１４５ｄは、表示情報生成機能１４５ｃによって生成された表示用の各種情報を、ディスプレイ１４４に表示させる。具体的には、表示制御機能１４５ｄは、表示用の画像や、診断用の参照情報をディスプレイ１４４に表示させる。ここで、表示制御機能１４５ｄは、算出機能１４５ｂによって算出されたＩＮＤＥＸを、被検体の心筋機能に関する指標として表示させる。
【0063】
例えば、表示制御機能１４５ｄは、被検体の冠動脈の位置ごとに算出されたＩＮＤＥＸと閾値とを比較して、ＩＮＤＥＸが閾値を下回る、或いは、上回る冠動脈上の位置を特定し、特定した位置に対応する心筋上の支配領域を表示させる。一例を挙げると、表示制御機能１４５ｄは、被検体の冠動脈の位置において、ＩＮＤＥＸが閾値を下回る、或いは、上回る最も起始部側の位置を特定し、特定した位置に対応する心筋上の支配領域を表示させる。
【0064】
図３Ａは、第１の実施形態に係る表示制御機能１４５ｄによる表示の一例を示す図である。例えば、表示制御機能１４５ｄは、図３Ａに示すように、被検体の冠動脈の位置ごとに算出されたＩＮＤＥＸと閾値とを比較して、ＩＮＤＥＸが閾値を下回る、或いは、上回る冠動脈上の位置Ｐ１を特定し、特定した位置Ｐ１より末梢側の血管領域によって血液が供給される支配領域Ｒ１を抽出する。なお、支配領域の抽出は、例えば、ボロノイ法などの既知の手法を用いて実行される。
【0065】
そして、表示制御機能１４５ｄは、冠動脈ＣＴ画像における支配領域Ｒ１をカラーで示した表示用画像をディスプレイ１４４に表示させる。ここで、ＩＮＤＥＸは、例えば、「１．００」の周辺を正常範囲とする値範囲が設定される。一例を挙げると、ＩＮＤＥＸは、「０．９５－１．０５」を正常範囲として設定される。
【0066】
表示制御機能１４５ｄは、被検体の冠動脈の位置ごとに算出されたＩＮＤＥＸと数値範囲とを比較して、ＩＮＤＥＸが数値範囲を上回る冠動脈上の位置、又は、ＩＮＤＥＸが数値範囲を下回る冠動脈上の位置を特定し、比較結果に基づく表示情報を表示させる。具体的には、表示制御機能１４５ｄは、ＩＮＤＥＸが数値範囲を上回る場合と、ＩＮＤＥＸが数値範囲を下回る場合とで、それぞれに対応する疾患候補を表示させる。例えば、表示制御機能１４５ｄは、ＩＮＤＥＸが数値範囲を上回る場合に心筋における疾患候補を表示させ、指標値が数値範囲を下回る場合に冠動脈における疾患候補を表示させる。
【0067】
例えば、表示制御機能１４５ｄは、設定された正常範囲「０．９５－１．０５」を上回る場合、或いは、下回る場合に疾患の可能性有と判定して、判定結果に基づく情報を表示させる。例えば、表示制御機能１４５ｄは冠動脈の各位置におけるＩＮＤＥＸの値と正常範囲「０．９５－１．０５」とを比較して、ＩＮＤＥＸの値が「０．９５」を下回る血管の位置、および／又は、ＩＮＤＥＸの値が「１．０５」を上回る血管の位置を特定する。
【0068】
なお、正常範囲「０．９５－１．０５」は、あくまでも一例であり、正常範囲の値は任意に設定することができる。また、ＩＮＤＥＸが正常か否かを判定する値は、範囲で設定される場合に限られず、２つの閾値のみ（例えば、０．９５と１．０５）で設定される場合でもよい。
【0069】
ここで、表示制御機能１４５ｄは、図３Ａに示す位置Ｐ１として、ＩＮＤＥＸが「０．９５」を下回る最も起始部側の位置、或いは、ＩＮＤＥＸが「１．０５」を上回る最も起始部側の位置を特定することができる。ＩＮＤＥＸは、図２において説明したように、心筋に疾患がある場合に高い値を示し、冠動脈に疾患がある場合に低い値を示す。すなわち、ＩＮＤＥＸが正常範囲を上回る場合には、心筋側の疾患の可能性が示唆され、ＩＮＤＥＸが正常範囲を下回る場合には、冠動脈側の疾患（血液供給機能の低下）の可能性が示唆される。
【0070】
そこで、表示制御機能１４５ｄは、ＩＮＤＥＸが正常範囲を下回る場合と、ＩＮＤＥＸが正常範囲を上回る場合とで提示する情報を変更する。例えば、ＩＮＤＥＸが正常範囲「０．９５－１．０５」を下回る場合、表示制御機能１４５ｄは、図３Ａに示すように、ＩＮＤＥＸが「０．９５」を下回る最も起始部側の位置Ｐ１を特定して、位置Ｐ１から末梢側の血管領域の支配領域Ｒ１を抽出して、支配領域Ｒ１を疾患の可能性のある支配領域としてカラー表示させる。ここで、表示制御機能１４５ｄは、心筋に生じる疾患名の候補を合わせて表示させることもできる。
【0071】
一方、ＩＮＤＥＸが正常範囲「０．９５－１．０５」を上回る場合、表示制御機能１４５ｄは、ＩＮＤＥＸが「１．０５」を上回る最も起始部側の位置Ｐ１を特定して、位置Ｐ１を含む血管枝を疾患の可能性のある血管枝として強調表示させる。また、表示制御機能１４５ｄは、ＩＮＤＥＸが正常範囲を下回る場合と同様に位置Ｐ１の支配領域Ｒ１を抽出して、支配領域Ｒ１を、冠動脈の疾患によって影響を受ける可能性がある領域としてカラー表示させることもできる。また、表示制御機能１４５ｄは、冠動脈に生じる疾患名の候補を合わせて表示させることもできる。
【0072】
上述した例では、上限及び下限についてそれぞれ単一の閾値を用いる場合について説明した。しかしながら、表示制御機能１４５ｄは、上限及び下限についてそれぞれ複数の閾値を用いることができる。例えば、上限を判定する閾値として「１．０５」と「１．１０」が用いられてもよい。かかる場合には、表示制御機能１４５ｄは、冠動脈の各位置におけるＩＮＤＥＸの値と「１．０５」及び「１．１０」とを比較して、ＩＮＤＥＸの値が「１．０５」を上回る血管の位置と、ＩＮＤＥＸの値が「１．１０」を上回る血管の位置とを特定する。
【0073】
ここで、表示制御機能１４５ｄは、上述した例と同様に、ＩＮＤＥＸが「１．０５」を上回る最も起始部側の位置と、ＩＮＤＥＸが「１．１０」を上回る最も起始部側の位置とをそれぞれ特定する。そして、表示制御機能１４５ｄは、ＩＮＤＥＸが「１．０５」を上回る最も起始部側の位置から末梢側の血管領域の支配領域と、ＩＮＤＥＸが「１．１０」を上回る最も起始部側の位置から末梢側の血管領域の支配領域とを抽出して、各支配領域を疾患の可能性のある支配領域としてそれぞれカラー表示させる。
【0074】
図３Ｂは、第１の実施形態に係る表示制御機能１４５ｄによる表示の一例を示す図である。例えば、表示制御機能１４５ｄは、図３Ｂに示すように、ＩＮＤＥＸが閾値「１．０５」を上回る最も起始部側の位置Ｐ１と、ＩＮＤＥＸが「１．１０」を上回る最も起始部側の位置Ｐ２とをそれぞれ特定する。
【0075】
そして、表示制御機能１４５ｄは、ＩＮＤＥＸが「１．０５」を上回る最も起始部側の位置Ｐ１から末梢側の血管領域の支配領域Ｒ１と、ＩＮＤＥＸが「１．１０」を上回る最も起始部側の位置Ｐ２から末梢側の血管領域の支配領域Ｒ２とを抽出して、各支配領域を疾患の可能性のある支配領域としてそれぞれカラー表示させる。ここで、表示制御機能１４５ｄは、例えば、支配領域Ｒ１より支配領域Ｒ２の方が疾患の可能性が高いことを示すように表示させる。
【0076】
同様に、例えば、下限を判定する閾値として「０．９５」と「０．９」が用いられてもよい。かかる場合には、表示制御機能１４５ｄは、冠動脈の各位置におけるＩＮＤＥＸの値と「０．９５」及び「０．９０」とを比較して、ＩＮＤＥＸの値が「０．９５」を下回る血管の位置と、ＩＮＤＥＸの値が「０．９０」を下回る血管の位置とを特定する。
【0077】
ここで、表示制御機能１４５ｄは、上述した例と同様に、ＩＮＤＥＸが「０．９５」を下回る最も起始部側の位置と、ＩＮＤＥＸが「０．９０」を下回る最も起始部側の位置とをそれぞれ特定する。そして、表示制御機能１４５ｄは、ＩＮＤＥＸが「０．９５」を下回る最も起始部側の位置を含む領域と、ＩＮＤＥＸが「０．９０」を下回る最も起始部側の位置を含む領域とを疾患の可能性のある領域として強調表示させる。ここで、表示制御機能１４５ｄは、例えば、ＩＮＤＥＸが「０．９５」を下回る最も起始部側の位置を含む領域よりＩＮＤＥＸが「０．９０」を下回る最も起始部側の位置を含む領域の方が疾患の可能性が高いことを示すように表示させる。
【0078】
また、表示制御機能１４５ｄは、ＩＮＤＥＸが正常範囲を下回る場合と同様に各位置の支配領域を抽出して、各支配領域を、冠動脈の疾患によって影響を受ける可能性がある領域としてカラー表示させることもできる。ここで、表示制御機能１４５ｄは、ＩＮＤＥＸが「０．９０」を下回る最も起始部側の位置の支配領域を、より影響を受ける可能性がある領域として表示させることもできる。
【0079】
また、表示制御機能１４５ｄは、支配領域の面積が閾値を超えた場合に警告を表示させることもできる。図４は、第１の実施形態に係る表示制御機能１４５ｄによる表示の一例を示す図である。例えば、表示制御機能１４５ｄは、ＩＮＤＥＸが閾値を上回る最も起始部側の位置Ｐ１から末梢側の血管領域によって血液が供給される心筋上の支配領域Ｒ１の面積を算出し、算出した面積と閾値とを比較する。そして、表示制御機能１４５ｄは、支配領域Ｒ１の面積が閾値を超えている場合に、図４に示すように、警告「特定された領域のサイズが規定サイズを超えています」をディスプレイ１４４に表示させる。なお、ＩＮＤＥＸが閾値を上回る最も起始部側の位置が血管の末梢に近く、支配領域の面積が閾値を超えていない場合は、健康上のリスクも低いため、警告が表示されなくてもよい。
【0080】
同様に、表示制御機能１４５ｄは、ＩＮＤＥＸが閾値を下回る最も起始部側の位置の支配領域についても、支配領域の面積を算出し、算出した面積と閾値とを比較して、比較結果に基づいて警告を表示させることができる。
【0081】
なお、上述した各閾値は、任意に設定することができるが、冠動脈や心筋の位置に応じて設定されてもよい。例えば、ＩＮＤＥＸの異常性を判別するための閾値（正常範囲）は、対象とする冠動脈の位置に応じてそれぞれ設定される場合でもよい。例えば、左心室に対応する心筋を栄養する冠動脈に対する閾値が、上限に対してより低い値、下限に対してより高い値が設定される場合でもよい。すなわち、左心室に対応する心筋を栄養する冠動脈においては、ＩＮＤＥＸの値の正常値からの変化がより小さい場合でも異常として検出されるように、閾値（正常範囲）が設定される。
【0082】
また、例えば、支配領域の面積と比較される閾値は、支配領域の位置に応じてそれぞれ設定される場合でもよい。例えば、左心室に対応する心筋に対する閾値が、より低い値が設定される場合でもよい。すなわち、特定された支配領域が左心室に対応する心筋である場合においては、面積がより小さい場合でも疾患の可能性が高いものとして検出されるように、閾値が設定される。
【0083】
また、表示制御機能１４５ｄは、安静状態時のＦＦＲまたは負荷状態時のＦＦＲと第１の閾値との比較結果、及び、ＩＮＤＥＸと第２の閾値との比較結果に基づいて、被検体の冠動脈に関する治療と心筋に関する治療との組み合わせを表示させることができる。具体的には、表示情報生成機能１４５ｃによって生成された判別結果を示す情報をディスプレイ１４４に表示させることができる。
【0084】
図５は、第１の実施形態に係る表示制御機能１４５ｄによる表示の一例を示す図である。例えば、表示制御機能１４５ｄは、図５に示すように、ＦＦＲとＩＮＤＥＸの算出結果に基づく治療プランを示す情報をディスプレイ１４４に表示させる。一例を挙げると、表示制御機能１４５ｄは、図５に示すように、ＦＦＲの値が「０．８」未満、かつ、ＩＮＤＥＸの値が正常範囲を下回った場合に冠動脈に対するステント治療と心筋に対する薬剤治療を提示する治療プランの情報を表示させる。
【0085】
また、例えば、表示制御機能１４５ｄは、図５に示すように、ＦＦＲの値が「０．８」以上、かつ、ＩＮＤＥＸの値が正常範囲を上回った場合に心筋に対する薬剤治療を提示する治療プランの情報を表示させる。なお、図５に示す治療プランを示す情報は、表示情報生成機能１４５ｃによって生成される。
【0086】
ここで、例えば、算出されたＦＦＲの値が「０．６」であり、ＩＮＤＥＸの値が「０．９２」の場合、表示制御機能１４５ｄは、図５に示すように、算出結果に対応する位置Ｐ３にマーカーを配置した治療プランの情報を表示させる。これにより、ユーザは、対象の被検体に対する治療プランとして、ステント治療及び薬剤治療が提案されていることを把握することができる。
【0087】
なお、図５に示す治療プランの情報はあくまでも一例であり、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、図５に示す領域をさらに細分化して、冠動脈に対するステント治療を提示する治療プランの情報が示される場合でもよい。
【0088】
次に、図６を用いて、医用画像処理装置１４０の処理手順について説明する。図６は、第１の実施形態に係る医用画像処理装置１４０の処理回路１４５が有する各処理機能によって行われる処理の処理手順を示すフローチャートである。
【0089】
例えば、図６に示すように、取得機能１４５ａは、入力インタフェース１４３を介して利用者から処理を開始する指示を受け付けた場合に、Ｘ線ＣＴ装置１１０又は医用画像保管装置１２０から被検体の冠動脈ＣＴ画像を取得する（ステップＳ１０１）。さらに、取得機能１４５ａは、取得した被検体の冠動脈ＣＴ画像から「Ｓｔｒｅｓｓ ＦＦＲ」と「Ｒｅｓｔ ＦＦＲ」とを算出する（ステップＳ１０２）。この処理は、例えば、処理回路１４５が、取得機能１４５ａに対応するプログラムを記憶回路１４２から呼び出して実行することにより実現される。
【0090】
続いて、算出機能１４５ｂは、取得機能１４５ａによって算出された「Ｓｔｒｅｓｓ ＦＦＲ」及び「Ｒｅｓｔ ＦＦＲ」を用いて「ＩＮＤＥＸ」を算出する（ステップＳ１０３）。この処理は、例えば、処理回路１４５が、算出機能１４５ｂに対応するプログラムを記憶回路１４２から呼び出して実行することにより実現される。
【0091】
続いて、表示制御機能１４５ｄは、算出結果に基づく表示情報を表示させ（ステップＳ１０４）、ＦＦＲ及びＩＮＤＥＸのうち、少なくとも１つが閾値を下回ったか否かを判定する（ステップＳ１０５）。ここで、ＦＦＲ及びＩＮＤＥＸのうち少なくとも１つが閾値を下回った場合（ステップＳ１０５、肯定）、表示制御機能１４５ｄは、治療プランに関する情報を表示させる（ステップＳ１０６）。なお、ＦＦＲ及びＩＮＤＥＸが閾値を下回っていない場合（ステップＳ１０５、否定）、表示制御機能１４５ｄは、治療プランに関する情報を表示させない。この処理は、例えば、処理回路１４５が、表示制御機能１４５ｄに対応するプログラムを記憶回路１４２から呼び出して実行することにより実現される。
【0092】
上述したように、第１の実施形態によれば、取得機能１４５ａは、被検体の冠動脈における安静状態時のＦＦＲと、冠動脈における負荷状態時のＦＦＲとを取得する。算出機能１４５ｂは、安静状態時のＦＦＲと負荷状態時のＦＦＲとの比較に基づくＩＮＤＥＸを算出する。表示制御機能１４５ｄは、ＩＮＤＥＸを、被検体の心筋機能に関する指標として表示させる。したがって、第１の実施形態に係る医用画像処理装置１４０は、狭窄の低緯度を示すＦＦＲと、心筋機能に関する指標を同時に提示することができる。例えば、「ＩＮＤＥＸ」は、心筋の微小循環の影響を反映した指標であると考えられ、医用画像処理装置１４０は、わずかな微小循環障害（Micro Vascular Obstruction：ＭＶＯ）を検出することができる。
【0093】
また、第１の実施形態によれば、取得機能１４５ａは、被検体の冠動脈を含む医用画像を用いた流体解析によって、安静状態時のＦＦＲと負荷状態時のＦＦＲとを取得する。したがって、第１の実施形態に係る医用画像処理装置１４０は、「Ｓｔｒｅｓｓ ＦＦＲ」及び「Ｒｅｓｔ ＦＦＲ」を容易に取得することを可能にする。また、医用画像処理装置１４０は、安静状態の被検体から収集した冠動脈ＣＴ画像から「Ｓｔｒｅｓｓ ＦＦＲ」及び「Ｒｅｓｔ ＦＦＲ」を算出することができる。したがって、医用画像処理装置１４０は、被検体を負荷状態とすることなく、心筋機能に関する指標を算出することができ、ＣＦＲを算出する場合と比較して、被検体の負担を大きく低減することを可能にする。
【0094】
また、第１の実施形態によれば、算出機能１４５ｂは、安静状態時のＦＦＲと負荷状態時のＦＦＲとの比率を算出する。したがって、第１の実施形態に係る医用画像処理装置１４０は、心筋機能に関する指標を容易に算出することを可能にする。
【0095】
また、第１の実施形態によれば、表示制御機能１４５ｄは、被検体の冠動脈の位置ごとに算出されたＩＮＤＥＸと閾値とを比較して、ＩＮＤＥＸが閾値を上回る冠動脈上の位置を特定し、特定した位置に対応する心筋上の支配領域を表示させる。したがって、第１の実施形態に係る医用画像処理装置１４０は、心筋における疾患の可能性がある領域を提示することを可能にする。
【0096】
また、第１の実施形態によれば、表示制御機能１４５ｄは、被検体の冠動脈の位置において、ＩＮＤＥＸが閾値を上回る最も起始部側の位置を特定し、特定した位置に対応する心筋上の支配領域を表示させる。したがって、第１の実施形態に係る医用画像処理装置１４０は、疾患の可能性が疑われる心筋領域全体を提示することを可能にする。
【0097】
また、第１の実施形態によれば、表示制御機能１４５ｄは、支配領域の面積が閾値を超えた場合に警告を表示させる。したがって、第１の実施形態に係る医用画像処理装置１４０は、心筋機能に影響が高いことを提示することを可能にする。
【0098】
また、第１の実施形態によれば、表示制御機能１４５ｄは、被検体の冠動脈の位置ごとに算出されたＩＮＤＥＸと数値範囲とを比較して、ＩＮＤＥＸが数値範囲を上回る冠動脈上の位置、又は、ＩＮＤＥＸが数値範囲を下回る冠動脈上の位置を特定し、比較結果に基づく表示情報を表示させる。したがって、第１の実施形態に係る医用画像処理装置１４０は、正常を示す数値範囲からの外れ方に応じた情報を表示することを可能にする。
【0099】
また、第１の実施形態によれば、表示制御機能１４５ｄは、ＩＮＤＥＸが数値範囲を上回る場合と、ＩＮＤＥＸが数値範囲を下回る場合とで、それぞれに対応する疾患候補を表示させる。したがって、第１の実施形態に係る医用画像処理装置１４０は、正常を示す数値範囲からの外れ方に応じて、可能性のある疾患の情報を表示することを可能にする。
【0100】
また、第１の実施形態によれば、表示制御機能１４５ｄは、ＩＮＤＥＸが数値範囲を上回る場合に心筋における疾患候補を表示させ、ＩＮＤＥＸが数値範囲を下回る場合に冠動脈における疾患候補を表示させる。したがって、第１の実施形態に係る医用画像処理装置１４０は、ＩＮＤＥＸの値に基づいて、心筋における疾患の可能性と、冠動脈における疾患の可能性とを判定して、情報を表示することを可能にする。
【0101】
また、第１の実施形態によれば、表示制御機能１４５ｄは、安静状態時のＦＦＲまたは負荷状態時のＦＦＲと第１の閾値との比較結果、及び、ＩＮＤＥＸと第２の閾値との比較結果に基づいて、被検体の冠動脈に関する治療と心筋に関する治療との組み合わせを表示させる。したがって、第１の実施形態に係る医用画像処理装置１４０は、冠動脈及び心筋について、指標値に基づく治療プランを提示することを可能にする。
【0102】
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、「ＩＮＤＥＸ」として「Ｓｔｒｅｓｓ ＦＲＲ」と「Ｒｅｓｔ ＦＦＲ」との比率を算出する場合について説明した。第２の実施形態では、ＦＦＲを算出せずにＩＮＤＥＸを算出する場合について説明する。なお、第２の実施形態に係る医用画像処理装置１４０は、第１の実施形態と比較して、算出機能１４５ｂによる処理内容が異なる。以下、この点を中心に説明する。
上述した第１の実施形態では、「ＩＮＤＥＸ」として「Ｓｔｒｅｓｓ ＦＲＲ」と「Ｒｅｓｔ ＦＦＲ」との比率を算出する場合について説明した。第２の実施形態では、ＦＦＲを算出せずにＩＮＤＥＸを算出する場合について説明する。なお、第２の実施形態に係る医用画像処理装置１４０は、第１の実施形態と比較して、算出機能１４５ｂによる処理内容が異なる。以下、この点を中心に説明する。
【0103】
第２の実施形態に係る算出機能１４５ｂは、ＦＦＲの算出に用いられる圧力情報に基づいてＩＮＤＥＸを算出する。上記した式（３）に示すように、ＦＦＲは、病変（例えば、狭窄）の上流側の圧力「Ｐａ」と、病変（例えば、狭窄）の下流側の圧力「Ｐｄ」との比によって表現される。したがって、「ＩＮＤＥＸ」は、以下の式（５）で示すように、負荷状態時の下流側の圧力「Ｐｄst」と、安静状態時の下流側の圧力「Ｐｄre」との比によって表現することができる。
【0104】
【数5】
【0105】
すなわち、式（５）に示すように、「ＩＮＤＥＸ」における「Ｓｔｒｅｓｓ ＦＦＲ」は、式（３）に基づいて、負荷状態時の下流側の圧力「Ｐｄst」を負荷状態時の上流側の圧力「Ｐａst」で除算した値に置き換えることができる。同様に、「ＩＮＤＥＸ」における「Ｒｅｓｔ ＦＦＲ」は、式（３）に基づいて、安静状態時の下流側の圧力「Ｐｄre」を安静状態時の上流側の圧力「Ｐａre」で除算した値に置き換えることができる。
【0106】
さらに、上流側の圧力「Ｐａ」は、負荷状態時と安静状態時で同じとみなせるため、負荷状態時の上流側の圧力「Ｐａst」と安静状態時の上流側の圧力「Ｐａre」を削除することができる。その結果、「ＩＮＤＥＸ」は、式（５）に示すように、負荷状態時の下流側の圧力「Ｐｄst」と、安静状態時の下流側の圧力「Ｐｄre」との比によって算出することができる。
【0107】
そこで、第２の実施形態に係る算出機能１４５ｂは、式（５）に基づいて、負荷状態時の下流側の圧力「Ｐｄst」と、安静状態時の下流側の圧力「Ｐｄre」との比率を「ＩＮＤＥＸ」として算出する。
【0108】
上述したように、第２の実施形態によれば、算出機能１４５ｂは、ＦＦＲの算出に用いられる圧力情報に基づいてＩＮＤＥＸを算出する。したがって、第２の実施形態に係る医用画像処理装置１４０は、ＦＦＲの計算過程で算出される病変の下流側の圧力「Ｐｄ」を用いてＩＮＤＥＸを算出することができ、計算コストを低減することを可能にする。
【0109】
（第３の実施形態）
上述した第１の実施形態では、「ＩＮＤＥＸ」によって疾患を判定する場合について説明した。第３の実施形態では、「ＩＮＤＥＸ」と「ＣＦＲ」とを組み合わせて疾患を判定する場合について説明する。なお、第３の実施形態に係る医用画像処理装置１４０は、第１の実施形態と比較して、取得機能１４５ａによる処理内容と、算出機能１４５ｂによる処理内容とが異なる。以下、この点を中心に説明する。
上述した第１の実施形態では、「ＩＮＤＥＸ」によって疾患を判定する場合について説明した。第３の実施形態では、「ＩＮＤＥＸ」と「ＣＦＲ」とを組み合わせて疾患を判定する場合について説明する。なお、第３の実施形態に係る医用画像処理装置１４０は、第１の実施形態と比較して、取得機能１４５ａによる処理内容と、算出機能１４５ｂによる処理内容とが異なる。以下、この点を中心に説明する。
【0110】
第３の実施形態に係る医用画像処理装置１４０は、「ＩＮＤＥＸ」と「ＣＦＲ」とに基づいて疾患に関する情報を表示させる。かかる場合には、第３の実施形態に係る取得機能１４５ａは、被検体における冠血流予備能を取得する。例えば、取得機能１４５ａは、ＮＷインタフェース１４１を介して、Ｘ線ＣＴ装置１１０又は医用画像保管装置１２０から画像データを取得し、取得した画像データに基づいてＣＦＲを算出する。なお、ＣＦＲの算出は、既知の手法により適宜実行される。また、取得機能１４５ａは、他の医用装置によって取得された被検体のＣＦＲの値を、ネットワークを介して取得することもできる。
【0111】
第３の実施形態に係る表示制御機能１４５ｄは、「ＩＮＤＥＸ」と「ＣＦＲ」とに基づいて、疾患に関する情報を表示させる。例えば、表示制御機能１４５ｄは、「ＩＮＤＥＸ」と正常範囲との比較結果と、「ＣＦＲ」と基準値との比較結果に基づいて、疾患の可能性を判定し、判定結果を表示させる。
【0112】
例えば、表示制御機能１４５ｄは、ＣＦＲの値と基準値（閾値）とを比較して、ＣＦＲの値が基準値を下回った場合に、冠動脈又は心筋のどちらかに異常があると判定する。そして、表示制御機能１４５ｄは、ＣＦＲの値が基準値を下回る状況で、かつ、ＩＮＤＥＸが正常範囲を上回る場合に、心筋に異常があると判定して、心筋に疾患の可能性があることを示す情報を表示する。また、表示制御機能１４５ｄは、ＣＦＲの値が基準値を下回る状況で、かつ、ＩＮＤＥＸが正常範囲を下回る場合に、冠動脈に異常があると判定して、冠動脈に疾患の可能性があることを示す情報を表示する。
【0113】
なお、表示制御機能１４５ｄは、ＣＦＲの値が基準値を下回る状況で、かつ、ＩＮＤＥＸが正常範囲にある場合には、心筋と冠動脈のどちらかに疾患の可能性があるが、判定できないことを示す情報を表示させる。
【0114】
また、第３の実施形態に係る医用画像処理装置１４０は、「ＩＮＤＥＸ」と「ＣＦＲ」とに基づいて、ＩＮＤＥＸとは異なる別の指標値を算出して、算出した指標値に基づいて疾患に関する情報を表示させる。かかる場合には、取得機能１４５ａは、上記と同様に、被検体におけるＣＦＲの値を取得する。
【0115】
第３の実施形態に係る算出機能１４５ｂは、ＩＮＤＥＸである第１の指標値とＣＦＲとに基づいて、第２の指標値を算出する。例えば、算出機能１４５ｂは、以下の式（６）で示すように、係数「Ａ」と係数「Ｂ」とを乗算することで、指標「ＩＮＤＥＸ２」を算出する。
【0116】
【数6】
【0117】
なお、式（６）における係数「Ａ」は、「ＣＦＲ」と基準値との差分の絶対値を示す。また、係数「Ｂ」は、「ＩＮＤＥＸ」が正常範囲から離れる度合いを示す。ここで、「ＩＮＤＥＸ」が正常範囲から離れる度合いは、ＩＮＤＥＸの値が正常範囲より下側の場合にはマイナスの値、ＩＮＤＥＸの値が正常範囲より上側の場合にはプラスの値として定義される。
【0118】
表示制御機能１４５ｄは、「ＩＮＤＥＸ２」に基づく疾患に関する情報を表示させる。例えば、表示制御機能１４５ｄは、算出機能１４５ｂによって算出された「ＩＮＤＥＸ２」の値がプラスの大きな値の場合に、心筋に異常があると判定して、心筋に疾患の可能性があることを示す情報を表示する。一方、表示制御機能１４５ｄは、算出機能１４５ｂによって算出された「ＩＮＤＥＸ２」の値がマイナスの大きな値の場合に、冠動脈に異常があると判定して、冠動脈に疾患の可能性があることを示す情報を表示する。
【0119】
上述したように、第３の実施形態によれば、取得機能１４５ａは、被検体のＣＦＲの値を取得する。表示制御機能１４５ｄは、ＩＮＤＥＸとＣＦＲとに基づいて、疾患に関する情報を表示させる。したがって、第３の実施形態に係る医用画像処理装置１４０は、ＣＦＲとＩＮＤＥＸとを組み合わせて、疾患の可能性に関する情報を提示することを可能にする。
【0120】
また、第３の実施形態によれば、算出機能１４５ｂは、ＩＮＤＥＸである第１の指標値とＣＦＲとに基づいて、「ＩＮＤＥＸ２」を算出する。したがって、第３の実施形態に係る医用画像処理装置１４０は、ＣＦＲとＩＮＤＥＸとを組み合わせた指標を算出することを可能にする。
【0121】
また、第３の実施形態によれば、表示制御機能１４５ｄは、ＩＮＤＥＸ２に基づく疾患に関する情報を表示させる。したがって、第３の実施形態に係る医用画像処理装置１４０は、ＣＦＲとＩＮＤＥＸとを組み合わせた指標に基づいて疾患の可能性を判定し、判定結果を提示することを可能にする。
【0122】
（他の実施形態）
なお、上述した実施形態では、冠動脈に関する医用画像として、冠動脈ＣＴ画像を用いる場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、血管の形状、及び、血液の流速等の流れ情報が算出可能な種類の画像であれば、どのような種類の医用画像が用いられてもよい。例えば、超音波診断画像によって得られた超音波画像や、ＭＲＩ装置によって得られたＭＲ画像等が用いられてもよい。
なお、上述した実施形態では、冠動脈に関する医用画像として、冠動脈ＣＴ画像を用いる場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、血管の形状、及び、血液の流速等の流れ情報が算出可能な種類の画像であれば、どのような種類の医用画像が用いられてもよい。例えば、超音波診断画像によって得られた超音波画像や、ＭＲＩ装置によって得られたＭＲ画像等が用いられてもよい。
【0123】
また、上述した実施形態では、安静状態の被検体から収集された冠動脈ＣＴ画像を用いて「Ｓｔｒｅｓｓ ＦＦＲ」及び「Ｒｅｓｔ ＦＦＲ」を取得する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものでなく、負荷状態の被検体から収集された冠動脈ＣＴ画像を用いて「Ｓｔｒｅｓｓ ＦＦＲ」を取得し、安静状態の被検体から収集された冠動脈ＣＴ画像を用いて「Ｒｅｓｔ ＦＦＲ」を取得する場合でもよい。
【0124】
また、「Ｓｔｒｅｓｓ ＦＦＲ」及び「Ｒｅｓｔ ＦＦＲ」は、Pressure Wireを冠動脈に挿入し、アデノシン負荷時の圧力と、非負荷時の圧力とを計測することで取得される場合でもよい。かかる場合には、取得機能１４５ａは、Pressure Wireによって取得された圧力に基づいて、「Ｓｔｒｅｓｓ ＦＦＲ」及び「Ｒｅｓｔ ＦＦＲ」を算出する。
【0125】
また、上述した実施形態では、ＦＦＲ及びＩＮＤＥＸに関する情報を医用画像処理装置１４０のディスプレイ１４４に表示させる場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、ＦＦＲ及びＩＮＤＥＸに関する情報を医用情報表示装置１３０のディスプレイに表示させる場合でもよい。
【0126】
なお、上述した実施形態では、本明細書における取得部、算出部及び表示制御部を、それぞれ、処理回路の取得機能、算出機能及び表示制御機能によって実現する場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、本明細書における取得部、算出部及び表示制御部は、実施形態で述べた取得機能、算出機能及び表示制御機能によって実現する他にも、ハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、又は、ハードウェアとソフトウェアとの混合によって同機能を実現するものであっても構わない。
【0127】
また、上述した実施形態の説明で用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)、又は、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。ここで、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合には、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。また、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて一つのプロセッサとして構成され、その機能を実現するようにしてもよい。
【0128】
ここで、プロセッサによって実行されるプログラムは、ＲＯＭ（Read Only Memory）や記憶回路等に予め組み込まれて提供される。なお、このプログラムは、これらの装置にインストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ（Compact Disk）－ＲＯＭ、ＦＤ（Flexible Disk）、ＣＤ－Ｒ（Recordable）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な非一過性の記憶媒体に記録されて提供されてもよい。また、このプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納され、ネットワーク経由でダウンロードされることによって提供又は配布されてもよい。例えば、このプログラムは、上述した各処理機能を含むモジュールで構成される。実際のハードウェアとしては、ＣＰＵが、ＲＯＭ等の記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより、各モジュールが主記憶装置上にロードされて、主記憶装置上に生成される。
【0129】
また、上述した実施形態及び変形例において、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散又は統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散又は統合して構成することができる。更に、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
【0130】
また、上述した実施形態及び変形例において説明した各処理のうち、自動的に行なわれるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的に行なうこともでき、或いは、手動的に行なわれるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的に行なうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
【0131】
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、心筋機能に関する指標を提供することができる。
【0132】
いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら実施形態は、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】
１００ 医用画像処理システム
１３０ 医用情報表示装置
１４０ 医用画像処理装置
１４５ 処理回路
１４５ａ 取得機能
１４５ｂ 算出機能
１４５ｄ 表示制御機能
１３０ 医用情報表示装置
１４０ 医用画像処理装置
１４５ 処理回路
１４５ａ 取得機能
１４５ｂ 算出機能
１４５ｄ 表示制御機能
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6】