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(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】2024-11-25
(45)【発行日】2024-12-03
(54)【発明の名称】解析装置、解析システム及び解析方法
(51)【国際特許分類】
A61B 5/00 20060101AFI20241126BHJP
A61B 6/03 20060101ALI20241126BHJP
A61B 6/50 20240101ALI20241126BHJP
【ＦＩ】
A61B5/00 G
A61B6/03 560J
A61B6/50 500B
【請求項の数】
19
(21)【出願番号】P 2020203331
(22)【出願日】2020-12-08
(65)【公開番号】P2022090798
(43)【公開日】2022-06-20
【審査請求日】2023-10-25
(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】重 文将
【審査官】▲高▼原 悠佑
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１２／００４１３２２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特表２０１７－５２８１８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１６－５２９０３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１４０３６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００８－５２３８７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０９７２３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３３６３１９（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ ５／００－５／０３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
医用画像データから被検体の血管の形状及び前記血管に形成されたプラークの形状を抽出する抽出部と、第１の時点を次々に変更しつつ、前記血管の形状及び当該第１の時点における前記プラークの形状に基づいて、当該第１の時点における前記プラークに関する力学的指標を計算する計算部と、
前記第１の時点における前記力学的指標に基づいて、前記第１の時点の次の第２の時点における前記プラークの形状を予測する予測部と、
前記プラークが特定の状態になる場合の前記第２の時点における前記予測されたプラークの形状を表示部に表示させる表示制御部と、
を備える、解析装置。
【請求項2】
前記表示制御部は、前記プラークの成長が収束する前記第２の時点における前記予測された前記プラークの形状を前記表示部に表示させる、請求項１に記載の解析装置。
【請求項3】
前記表示制御部は、前記プラークが前記被検体にリスクを発生させる状態になる場合の前記第２の時点における前記予測された前記プラークの形状を前記表示部に表示させる、請求項１に記載の解析装置。
【請求項4】
前記表示制御部は、前記プラークが破断した状態になる場合の前記第２の時点における前記予測された前記プラークの形状を前記表示部に表示させる、請求項３に記載の解析装置。
【請求項5】
前記表示制御部は、前記プラークが前記血管内の血流を妨げる状態になる場合の前記第２の時点における前記予測された前記プラークの形状を前記表示部に表示させる、請求項３に記載の解析装置。
【請求項6】
前記血管の形状を修正するための指示、前記血管に流入する血液に関する第１のパラメータを修正するための指示、及び、前記血管から流出する血液に関する第２のパラメータを修正するための指示のうち少なくとも１つの指示を受け付ける受付部を更に備え、前記計算部は、前記受付部により受け付けられた前記少なくとも１つの指示に基づいて修正された前記血管の形状、前記第１のパラメータ及び前記第２のパラメータの少なくとも１つに基づいて、前記力学的指標を計算する、
請求項１～５のいずれか１つに記載の解析装置。
【請求項7】
前記予測部は、前記第１の時点における前記力学的指標が示す前記第１の時点において前記プラークにかかるずり応力の大きさが第１の閾値を下回る場合、前記第２の時点における前記プラークの形状を前記第１の時点における前記プラークの形状よりも大きくすることにより、前記第２の時点における前記プラークの形状を予測する、請求項１～６のいずれか１つに記載の解析装置。
【請求項8】
前記予測部は、前記第１の時点における前記力学的指標が示す前記第１の時点において前記プラークにかかるずり応力の大きさが第１の閾値を下回り、かつ、１拍動における前記ずり応力の差の最大値が第２の閾値を上回る場合、前記第２の時点における前記プラークの形状を前記第１の時点における前記プラークの形状よりも大きくすることにより、前記第２の時点における前記プラークの形状を予測する、請求項１～６のいずれか１つに記載の解析装置。
【請求項9】
前記予測部は、前記第１の時点における前記プラークの表面の複数の位置のそれぞれの法線方向に、前記複数の位置のそれぞれから所定の大きさだけ当該プラークの形状を大きくすることにより、前記第２の時点における前記プラークの形状を予測する、請求項７又は８に記載の解析装置。
【請求項10】
前記予測部は、前記第１の時点における前記プラークの表面の複数の位置のそれぞれの法線方向に、前記複数の位置のそれぞれから前記ずり応力の大きさに応じた大きさだけ当該プラークの形状を大きくすることにより、前記第２の時点における前記プラークの形状を予測する、請求項７又は８に記載の解析装置。
【請求項11】
前記予測部は、前記第１の時点における前記プラークの表面の複数の位置のそれぞれの法線方向に、前記複数の位置のそれぞれの法線方向と前記血管内の血液が流れる方向との成す角度に応じた大きさだけ当該プラークの形状を大きくすることにより、前記第２の時点における前記プラークの形状を予測する、請求項７又は８に記載の解析装置。
【請求項12】
前記予測部は、更に、前記ずり応力の大きさが前記第１の閾値以上である場合、前記第１の時点における前記プラークよりも前記第２の時点における前記プラークのほうが硬くなるように、当該第２の時点における前記プラークの物性を設定する、請求項７～１１のいずれか１つに記載の解析装置。
【請求項13】
前記予測部は、更に、前記ずり応力の大きさが前記第１の閾値よりも小さい第３の閾値以下である場合、前記第１の時点における前記プラークよりも前記第２の時点における前記プラークのほうが柔らかくなるように、当該第２の時点における前記プラークの物性を設定する、請求項７～１２のいずれか１つに記載の解析装置。
【請求項14】
前記計算部は、前記血管内にステントが留置されていない第１の状態及び前記ステントが留置されている第２の状態のそれぞれの状態で、前記力学的指標を計算し、前記予測部は、前記第１の状態及び前記第２の状態のそれぞれの状態で、前記プラークの形状を予測し、
前記表示制御部は、前記第１の状態において前記プラークが前記特定の状態になる場合の前記第２の時点における前記予測された前記プラークの形状、及び、前記第２の状態において前記プラークが前記特定の状態になる場合の前記第２の時点における前記予測された前記プラークの形状を前記表示部に表示させる、
請求項１に記載の解析装置。
【請求項15】
前記計算部は、前記血管内に留置されたステントの位置及び当該ステントの長さの少なくとも１つが互いに異なる、前記血管内にステントが留置された複数の状態のそれぞれの状態で、前記力学的指標を計算し、前記予測部は、前記複数の状態のそれぞれの状態で、前記プラークの形状を予測し、
前記表示制御部は、前記複数の状態のそれぞれの状態において前記プラークが前記特定の状態になる場合の前記第２の時点における前記予測された前記プラークの形状を前記表示部に表示させる、
請求項１に記載の解析装置。
【請求項16】
前記計算部は、前記被検体に薬物が投与されていない第１の状態及び前記薬物が投与された第２の状態のそれぞれの状態で、前記力学的指標を計算し、前記予測部は、前記第１の状態及び前記第２の状態のそれぞれの状態で、前記プラークの形状を予測し、
前記表示制御部は、前記第１の状態において前記プラークが前記特定の状態になる場合の前記第２の時点における前記予測された前記プラークの形状、及び、前記第２の状態において前記プラークが前記特定の状態になる場合の前記第２の時点における前記予測された前記プラークの形状を前記表示部に表示させる、
請求項１に記載の解析装置。
【請求項17】
前記計算部は、前記被検体に投与される薬物の種類及び当該薬物の投与量の少なくとも１つが互いに異なる、前記被検体に前記薬物が投与された複数の状態のそれぞれの状態で、前記力学的指標を計算し、前記予測部は、前記複数の状態のそれぞれの状態で、前記プラークの形状を予測し、
前記表示制御部は、前記複数の状態のそれぞれの状態において前記プラークが前記特定の状態になる場合の前記第２の時点における予測された前記プラークの形状を前記表示部に表示させる、
請求項１に記載の解析装置。
【請求項18】
プロセッサにより実行される解析方法であって、
医用画像データから被検体の血管の形状及び前記血管に形成されたプラークの形状を抽出し、
第１の時点を次々に変更しつつ、前記血管の形状及び当該第１の時点における前記プラークの形状に基づいて、当該第１の時点における前記プラークに関する力学的指標を計算し、
前記第１の時点における前記力学的指標に基づいて、前記第１の時点の次の第２の時点における前記プラークの形状を予測し、
前記プラークが特定の状態になる場合の前記第２の時点における前記予測されたプラークの形状を表示部に表示させる、
ことを含む、解析方法。
【請求項19】
医用画像診断装置と、解析装置とを含む解析システムであって、前記医用画像診断装置は、
被検体の血管及び前記血管に形成されたプラークが描出された医用画像データを生成する生成部を備え、
前記解析装置は、
前記医用画像データを取得する取得部と、
前記医用画像データから被検体の血管の形状及び前記血管に形成されたプラークの形状を抽出する抽出部と、
第１の時点を次々に変更しつつ、前記血管の形状及び当該第１の時点における前記プラークの形状に基づいて、当該第１の時点における前記プラークに関する力学的指標を計算する計算部と、
前記第１の時点における前記力学的指標に基づいて、前記第１の時点の次の第２の時点における前記プラークの形状を予測する予測部と、
前記プラークが特定の状態になる場合の前記第２の時点における前記予測されたプラークの形状を表示部に表示させる表示制御部と、を備える、
解析システム。
【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、解析装置、解析システム及び解析方法に関する。
【背景技術】
【0002】
医師が、血管壁に形成されたプラークが将来どのような状態になるかを知ることは、血管の疾患の治療戦略を立てる上で重要である。特に、医師が、プラークが破断することにより冠動脈を詰まらせてしまう急性冠症候群になるかどうかを知ることは、患者の生命予後の向上のために非常に重要である。
【0003】
近年、冠動脈等の血管の血管壁に形成されたプラークにかかるずり応力（ＷＳＳ（Wall Shear Stress）、壁せん断応力）が、プラークが大きくなるか否かを予測する指標として注目されている。例えば、ＷＳＳの大きさに基づいて、現時点のプラークの大きさから、比較的近い未来（例えば、半年後又は１年後等）において、プラークが大きくなるか否かを予測することができる。このＷＳＳは、例えば、ＣＴ（Computed Tomography）画像データ等の医用画像データから患者のプラークや石灰化を含む血管の形状を抽出し、抽出された血管の形状を用いて、有限要素シミュレーションや等価回路モデルを用いたシミュレーション等の各種のシミュレーションを実行することにより計算される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】米国特許第８７３４３５６号明細書
【文献】米国特許第１０１７０２０６号明細書
【文献】米国特許出願公開第２０２０／０１２６２１９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
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、比較的遠い未来（例えば、２年後等の数年後等）におけるプラークの状態を予測することである。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】
【0006】
実施形態に係る解析装置は、抽出部と、計算部と、予測部と、表示制御部とを備える。抽出部は、医用画像データから被検体の血管の形状及び前記血管に形成されたプラークの形状を抽出する。計算部は、第１の時点を次々に変更しつつ、前記血管の形状及び当該第１の時点における前記プラークの形状に基づいて、当該第１の時点における前記プラークに関する力学的指標を計算する。予測部は、前記第１の時点における前記力学的指標に基づいて、前記第１の時点の次の第２の時点における前記プラークの形状を予測する。表示制御部は、前記プラークが特定の状態になる場合の前記第２の時点における前記予測されたプラークの形状を表示部に表示させる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、図面を参照しながら、解析装置、解析システム及び解析方法の各実施形態及び各変形例について詳細に説明する。なお、実施形態は、内容に矛盾が生じない範囲で従来技術、他の実施形態又は他の変形例との組み合わせが可能である。同様に、変形例は、内容に矛盾が生じない範囲で従来技術、他の実施形態又は他の変形例との組み合わせが可能である。また、以下の説明において、同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する場合がある。
【0009】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る解析システム１００及び解析装置１５０の構成の一例を示す図である。例えば、図１に示すように、第１の実施形態に係る解析システム１００は、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置１１０と、医用画像保管装置１２０と、電子カルテシステム１３０と、医用情報表示装置１４０と、解析装置１５０とを含む。ここで、Ｘ線ＣＴ装置１１０、医用画像保管装置１２０、電子カルテシステム１３０、医用情報表示装置１４０及び解析装置１５０は、ネットワーク１６０を介して通信可能に接続されている。
図１は、第１の実施形態に係る解析システム１００及び解析装置１５０の構成の一例を示す図である。例えば、図１に示すように、第１の実施形態に係る解析システム１００は、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置１１０と、医用画像保管装置１２０と、電子カルテシステム１３０と、医用情報表示装置１４０と、解析装置１５０とを含む。ここで、Ｘ線ＣＴ装置１１０、医用画像保管装置１２０、電子カルテシステム１３０、医用情報表示装置１４０及び解析装置１５０は、ネットワーク１６０を介して通信可能に接続されている。
【0010】
なお、解析システム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、解析システム１００は、電子カルテシステム１３０の他に、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。
【0011】
Ｘ線ＣＴ装置１１０は、被検体に関するＣＴ画像データを生成する。図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１１０は、処理回路１１１を備える。処理回路１１１は、例えば、プロセッサにより実現される。処理回路１１１は、生成機能１１１ａを備える。ここで、例えば、図１に示す処理回路１１１の構成要素である生成機能１１１ａ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Ｘ線ＣＴ装置１１０が備える記憶回路に記憶されている。処理回路１１１は、プログラムを記憶回路から読み出し、読み出したプログラムを実行することでプログラムに対応する生成機能１１１ａを実現する。換言すると、プログラムを読み出した状態の処理回路１１１は、図１の処理回路１１１内に示された生成機能１１１ａを有することとなる。生成機能１１１ａは、生成部の一例である。
【0012】
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の生成機能１１１ａは、収集された投影データに基づいて、ＣＴ画像データを生成する。例えば、生成機能１１１ａは、被検体の血管及び血管の血管壁に形成されたプラークが描出された２次元又は３次元のＣＴ画像データ１５２ａを生成する。例えば、ＣＴ画像データ１５２ａには、血管の一例として冠動脈が描出されている。なお、ＣＴ画像データ１５２ａに描出される血管は冠動脈以外の血管であってもよい。
【0013】
本実施形態では、ＣＴ画像データ１５２ａは、Ｘ線ＣＴ装置１１０により時点Ｔ０で撮影されたＣＴ画像データである。そのため、ＣＴ画像データ１５２ａに描出される血管及びプラークは、時点Ｔ０における血管及び時点Ｔ０におけるプラークである。
【0014】
そして、Ｘ線ＣＴ装置１１０は、ＣＴ画像データ１５２ａをネットワーク１６０を介して医用画像保管装置１２０及び解析装置１５０に送信する。ＣＴ画像データ１５２ａは、医用画像データの一例である。
【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データを保管する。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画像データを取得し、取得されたＣＴ画像データを医用画像保管装置１２０が備える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画像データを保管する。
【0016】
電子カルテシステム１３０は、被検体の診療記録や患者情報に関する各種の診療データを保管する。具体的には、電子カルテシステム１３０は、被検体に関する診療データを生成、又は、ネットワーク１６０を介して他の装置から取得し、取得された診療データを電子カルテシステム１３０が備える記憶回路に記憶させて保管する。例えば、電子カルテシステム１３０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。
【0017】
医用情報表示装置１４０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１４０は、ネットワーク１６０を介して解析装置１５０からＣＴ画像データや画像処理の処理結果等の医用情報を取得し、取得された医用情報を医用情報表示装置１４０が備えるディスプレイに表示する。例えば、医用情報表示装置１４０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。
【0018】
解析装置１５０は、ＣＴ画像データ等の医用画像データに対して各種の解析及び各種の画像処理を行う。具体的には、解析装置１５０は、ネットワーク１６０を介してＸ線ＣＴ装置１１０又は医用画像保管装置１２０からＣＴ画像データを取得し、取得されたＣＴ画像データに対して各種の解析及び各種の画像処理を行う。例えば、解析装置１５０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。
【0019】
図１に示すように、解析装置１５０は、ネットワーク（NetWork：ＮＷ）インタフェース１５１と、記憶回路１５２と、入力インタフェース１５３と、ディスプレイ１５４と、処理回路１５５とを備える。
【0020】
ＮＷインタフェース１５１は、解析装置１５０と、解析装置１５０にネットワーク１６０を介して接続された他の装置又は電子カルテシステム１３０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１５１は、処理回路１５５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１５５に送信、又は、処理回路１５５から受信したデータを他の装置又は電子カルテシステム１３０に送信する。例えば、ＮＷインタフェース１５１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。
【0021】
記憶回路１５２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１５２は、処理回路１５５に接続されており、処理回路１５５による制御を受けて各種のデータを記憶する。また、記憶回路１５２に記憶されているデータは、処理回路１５５により取得される（読み出される）。例えば、記憶回路１５２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。
【0022】
入力インタフェース１５３は、解析システム１００の使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１５３は、処理回路１５５に接続されており、使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１５５に送信する。例えば、入力インタフェース１５３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１５３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、解析装置１５０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、この電気信号を処理回路１５５へ送信する電気信号の処理回路も入力インタフェース１５３の例に含まれる。かかる処理回路は、例えば、プロセッサにより実現される。入力インタフェース１５３は、受付部の一例である。
【0023】
ディスプレイ１５４は、各種の画像、各種の情報及び各種のデータを表示する。具体的には、ディスプレイ１５４は、処理回路１５５に接続されており、処理回路１５５から受信した各種の画像データに基づく画像、各種の情報及び各種のデータを表示する。例えば、ディスプレイ１５４は、液晶モニタやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）モニタ、タッチパネル等によって実現される。ディスプレイ１５４は、表示部の一例である。
【0024】
処理回路１５５は、解析装置１５０の全体を制御する。例えば、処理回路１５５は、入力インタフェース１５３を介して使用者から受け付けた入力操作に応じて、各種処理を行う。また、例えば、処理回路１５５は、他の装置により送信されたデータをＮＷインタフェース１５１を介して受信し、受信したデータを記憶回路１５２に記憶させる。例えば、処理回路１５５の後述する取得機能１５５ａは、Ｘ線ＣＴ装置１１０から送信されたＣＴ画像データ１５２ａをＮＷインタフェース１５１を介して受信（取得）し、受信したＣＴ画像データ１５２ａを図１に示すように記憶回路１５２に記憶させる。また、例えば、処理回路１５５は、記憶回路１５２から取得したデータを他の装置又は電子カルテシステム１３０に送信するようにＮＷインタフェース１５１を制御する。これにより、ＮＷインタフェース１５１は、このデータを他の装置又は電子カルテシステムに送信する。また、例えば、処理回路１５５は、記憶回路１５２から取得したデータをディスプレイ１５４に表示させる。処理回路１５５は、例えば、プロセッサにより実現される。
【0025】
以上、本実施形態に係る解析システム１００及び解析装置１５０の構成例について説明した。例えば、本実施形態に係る解析システム１００及び解析装置１５０は、病院や診療所等の医療施設に設置され、医師等の使用者によって行われる冠動脈等の血管の疾患に関する診断や治療計画の策定等を支援する。
【0026】
例えば、一般的に、冠動脈等の血管の血管壁に形成されたプラークにかかるずり応力（ＷＳＳ（Wall Shear Stress）、壁せん断応力）は、プラークが大きくなるか否かを予測する指標として用いられる。以下の説明では、「プラークにかかるずり応力」のことを、「プラークにかかるＷＳＳ」と表記する。例えば、プラークにかかるＷＳＳの大きさに基づいて、現時点のプラークの大きさから、比較的近い未来（例えば、半年後又は１年後等）において、プラークが大きくなるか否かを予測することができる。しかしながら、比較的遠い未来（例えば、２年後等の数年後等）におけるプラークの状態を予測することは困難である。
【0027】
このようなことから、本実施形態に係る解析システム１００及び解析装置１５０は、以下に説明するように、比較的遠い未来におけるプラークの状態を予測することができるように構成されている。
【0028】
例えば、図１に示すように、処理回路１５５は、取得機能１５５ａと、抽出機能１５５ｂと、計算機能１５５ｃと、予測機能１５５ｄと、表示制御機能１５５ｅとを備える。取得機能１５５ａは取得部の一例である。抽出機能１５５ｂは抽出部の一例である。計算機能１５５ｃは計算部の一例である。予測機能１５５ｄは予測部の一例である。表示制御機能１５５ｅは表示制御部の一例である。
【0029】
ここで、例えば、図１に示す処理回路１５５の構成要素である取得機能１５５ａ、抽出機能１５５ｂ、計算機能１５５ｃ、予測機能１５５ｄ及び表示制御機能１５５ｅの各処理機能は、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１５２に記憶されている。処理回路１５５は、各プログラムを記憶回路１５２から読み出し、読み出した各プログラムを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、各プログラムを読み出した状態の処理回路１５５は、図１の処理回路１５５内に示された各機能を有することとなる。
【0030】
図２は、第１の実施形態に係る解析装置１５０が実行する解析処理の一例の流れを示すフローチャートである。解析処理は、ＣＴ画像データ１５２ａに対して、比較的遠い未来におけるプラークの状態の予測結果を得るための解析を行う処理である。例えば、解析処理は、記憶回路１５２がＣＴ画像データ１５２ａを記憶した状態で、入力インタフェース１５３を介して医師等の使用者から解析処理を実行するための指示を処理回路１５５が受信した場合に実行される。
【0031】
図２に示すように、取得機能１５５ａは、変数Ｎに初期値として「０」を設定する（ステップＳ１０１）。そして、取得機能１５５ａは、記憶回路１５２から時点Ｔ０のＣＴ画像データ１５２ａを取得する（ステップＳ１０２）。
【0032】
そして、抽出機能１５５ｂは、ＣＴ画像データ１５２ａから時点Ｔ０における血管の形状及び時点Ｔ０におけるプラークの形状を抽出する（ステップＳ１０３）。図３は、第１の実施形態に係る解析装置１５０が実行する処理の一例を説明するための図である。例えば、ステップＳ１０３では、図３に示すように、抽出機能１５５ｂは、ＣＴ画像データ１５２ａから時点Ｔ０における血管１１の形状及び時点Ｔ０におけるプラーク１２の形状を抽出する。
【0033】
そして、計算機能１５５ｃは、時点Ｔ０における血管１１の形状及び時点ＴＮにおけるプラーク１２の形状に基づいて、時点ＴＮにおけるプラーク１２にかかるＷＳＳを計算する（ステップＳ１０４）。例えば、変数Ｎに初期値「０」が設定されている場合、ステップＳ１０４では、計算機能１５５ｃは、時点Ｔ０における血管１１の形状及び時点Ｔ０におけるプラーク１２の形状に基づいて、時点Ｔ０におけるプラーク１２にかかるＷＳＳを計算する。プラーク１２にかかるＷＳＳは、ずり応力の一例であり、このようなずり応力を示す力学的指標の一例でもある。
【0034】
ここで、ＷＳＳを計算する様々な方法が、公知技術として知られている。ステップＳ１０４では、計算機能１５５ｃは、このような公知技術を用いて、プラーク１２にかかるＷＳＳを計算する。例えば、血管１１に流入する単位時間あたりの血液の量、血管１１に流入する血液が流れる速度、血管１１から流出する単位時間あたりの血液の量、血管１１から流出する血液が流れる速度、血管１１の流入位置における血管の断面積、血管１１の流出位置における血管の断面積、血管１１の流入位置における血液の圧力、及び、血管１１の流出位置における血液の圧力等の各種のパラメータの値が予め定められている。そして、計算機能１５５ｃは、これら各種のパラメータを用いて、プラーク１２にかかるＷＳＳを計算するための各種のシミュレーションを行う。これにより、プラーク１２にかかるＷＳＳが計算される。例えば、計算機能１５５ｃは、各種のパラメータを用いて、血管１１の形状及びプラーク１２の形状に基づいて、血流に対する有限要素シミュレーションまたは等価回路モデルを用いたシミュレーション等を実行することにより、プラーク１２にかかるＷＳＳを計算する。なお、血管１１に流入する単位時間あたりの血液の量、血管１１に流入する血液が流れる速度及び血管１１の流入位置における血液の圧力は、血管１１に流入する血液に関するパラメータである。また、血管１１から流出する単位時間あたりの血液の量、血管１１から流出する血液が流れる速度及び血管１１の流出位置における血液の圧力は、血管１１から流出する血液に関するパラメータである。
【0035】
そして、予測機能１５５ｄは、時点ＴＮにおけるプラーク１２にかかるＷＳＳに基づいて、時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を予測する（ステップＳ１０５）。ここで、例えば、時点ＴＮと、時点ＴＮの次の時点ＴＮ＋１との間の時間間隔（タイムステップ）は、例えば、１ヶ月である。すなわち、ステップＳ１０５では、予測機能１５５ｄは、時点ＴＮにおけるプラーク１２にかかるＷＳＳに基づいて、時点ＴＮから１ヶ月後の未来の時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を予測する。より具体的には、例えば、変数Ｎに初期値「０」が設定されている場合、予測機能１５５ｄは、時点Ｔ０におけるプラーク１２にかかるＷＳＳに基づいて、時点Ｔ０から１ヶ月後の未来の時点Ｔ１におけるプラーク１２の形状を予測する。
【0036】
ステップＳ１０５で予測機能１５５ｄにより実行される処理の具体例を説明する。図４は、第１の実施形態に係る解析装置１５０が実行する処理の一例を説明するための図である。図４には、時点ＴＮにおけるプラーク１２が破線で示され、時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２が実線で示されている。
【0037】
ステップＳ１０５では、まず、予測機能１５５ｄは、時点ＴＮにおけるプラーク１２にかかるＷＳＳの大きさが、第１の閾値αを下回るか否かを判定する。ここで、例えば、ＷＳＳの大きさが第１の閾値αを下回るとは、ＷＳＳの大きさが第１の閾値α未満であることを意味する。ＷＳＳの大きさが第１の閾値αを下回る場合、プラーク１２が成長して大きくなると考えられる。そこで、ＷＳＳの大きさが第１の閾値αを下回る場合、図４に示すように、予測機能１５５ｄは、時点ＴＮにおけるプラーク１２の表面の複数の位置１２ａのそれぞれの法線方向に、複数の位置１２ａのそれぞれから所定の大きさだけプラーク１２の形状を大きくすることにより得られたプラーク１２の形状を、時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状として予測する。ここで、所定の大きさは、例えば、０．０１ｍｍである。このようにして、予測機能１５５ｄは、時点ＴＮにおけるプラーク１２の形状を大きくすることにより、時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を予測する。すなわち、予測機能１５５ｄは、時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を時点ＴＮにおけるプラーク１２の形状よりも大きくすることにより、時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を予測する。
【0038】
なお、プラーク１２にかかるＷＳＳの大きさが第１の閾値αを下回り、かつ、１拍動におけるＷＳＳの差の最大値が第２の閾値βを上回る場合にも、プラーク１２が成長して大きくなると考えられる。そこで、ステップＳ１０５において、予測機能１５５ｄは、時点ＴＮにおけるプラーク１２にかかるＷＳＳの大きさが第１の閾値αを下回り、かつ、１拍動におけるＷＳＳの差の最大値が第２の閾値βを上回るか否かを判定してもよい。ここでいう１拍動におけるＷＳＳの差の最大値とは、例えば、１拍動におけるＷＳＳの最大値と最小値との差である。また、ＷＳＳの差の最大値が第２の閾値βを上回るとは、ＷＳＳの差の最大値が第２の閾値βよりも大きいことを意味する。この場合、予測機能１５５ｄは、時点ＴＮにおけるプラーク１２にかかるＷＳＳの大きさが第１の閾値αを下回り、かつ、１拍動におけるＷＳＳの差の最大値が第２の閾値βを上回る場合に、上述したように、時点ＴＮにおけるプラーク１２の形状を大きくすることにより、時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を予測してもよい。
【0039】
なお、ＷＳＳの大きさが第１の閾値αを下回る場合、又は、第１の閾値αを下回り、かつ、１拍動におけるＷＳＳの差の最大値が第２の閾値βを上回る場合、予測機能１５５ｄは、上述した方法以外の方法によって時点ＴＮにおけるプラーク１２の形状を大きくしてもよい。
【0040】
例えば、予測機能１５５ｄは、時点ＴＮにおけるプラーク１２の体積を１％増加させることにより、時点ＴＮにおけるプラーク１２の形状を大きくしてもよい。その際、予測機能１５５ｄは、プラーク１２の形状を、血管１１に接していない各領域において、プラーク１２の表面の法線方向に一定の割合で大きくなるようしてもよい。
【0041】
また、例えば、予測機能１５５ｄは、時点ＴＮにおけるプラーク１２の表面の複数の位置１２ａのそれぞれの法線方向に、複数の位置１２ａのそれぞれからＷＳＳの大きさに応じた大きさだけプラーク１２の形状を大きくしてもよい。ここで、「ＷＳＳの大きさに応じた大きさ」とは、例えば、ＷＳＳの大きさが「Ｐ」である場合、「０．０１×Ｃ１×１／Ｐ」ｍｍである。ただし、「Ｃ１」は、正の値の係数である。
【0042】
図２の説明に戻り、予測機能１５５ｄは、時点ＴＮにおけるプラーク１２にかかるＷＳＳに基づいて、時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の物性を設定する（ステップＳ１０６）。
【0043】
ステップＳ１０６で実行される処理の具体例を説明する。例えば、時点ＴＮにおけるプラーク１２にかかるＷＳＳの大きさが、第１の閾値α以上である場合、プラーク１２の表面に繊維性被膜が発達すると考えられる。例えば、プラーク１２は、繊維性被膜、カルシウム及び脂質を含む複数の成分により形成されている。したがって、ＷＳＳの大きさが第１の閾値α以上である場合、複数の成分に対する線維性被膜の割合が大きくなると考えられる。繊維性被膜は、脂質と比較すると、硬い成分である。そのため、複数の成分に対する線維性被膜の割合が大きくなると、プラーク１２は硬くなる。
【0044】
そこで、ステップＳ１０６では、ＷＳＳの大きさが第１の閾値α以上である場合、予測機能１５５ｄは、時点ＴＮにおけるプラーク１２よりも時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２のほうが硬くなるように、時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の物性を設定する。例えば、予測機能１５５ｄは、時点ＴＮにおけるプラーク１２を構成する全ての成分に対する線維性被膜の割合よりも時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２を構成する全ての成分に対する線維性被膜の割合が大きくなるように、時点ＴＮにおけるプラーク１２の物性を変更することにより、時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の物性を設定する。
【0045】
例えば、予測機能１５５ｄは、時点ＴＮにおけるプラーク１２の表面に含まれる全ての脂質のうち所定数の脂質を繊維性被膜に変更することにより、時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の物性を設定する。なお、予測機能１５５ｄは、時点ＴＮにおけるプラーク１２の表面を複数の領域に分割し、複数の領域の中からランダムに領域を選択し、選択された領域に含まれる成分を繊維性被膜に変更することにより、時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の物性を設定してもよい。
【0046】
また、ステップＳ１０６では、予測機能１５５ｄは、時点ＴＮにおけるプラーク１２にかかるＷＳＳの大きさが、第１の閾値αよりも小さい第３の閾値γ以下であるか否かを判定する。ＷＳＳの大きさが第３の閾値γ以下である場合、プラーク１２は、脂質をより多く含むように成長すると考えられる。したがって、ＷＳＳの大きさが第３の閾値γ以下である場合、複数の成分に対する脂質の割合が大きくなると考えられる。脂質は、カルシウム及び繊維性被膜と比較すると、柔らかい成分である。そのため、複数の成分に対する脂質の割合が大きくなると、プラーク１２は柔らかくなる。
【0047】
そこで、ステップＳ１０６では、ＷＳＳの大きさが第３の閾値γ以下である場合、予測機能１５５ｄは、時点ＴＮにおけるプラーク１２よりも時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２のほうが柔らかくなるように、時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の物性を設定する。例えば、予測機能１５５ｄは、時点ＴＮにおけるプラーク１２を構成する全ての成分に対する脂質の割合よりも時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２を構成する全ての成分に対する脂質の割合が大きくなるように、時点ＴＮにおけるプラーク１２の物性を変更することにより、時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の物性を設定する。
【0048】
例えば、予測機能１５５ｄは、時点ＴＮにおけるプラーク１２に含まれる全ての繊維性被膜及びカルシウムのうち所定数の繊維性被膜及びカルシウムを脂質に変更することにより、時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の物性を設定する。なお、予測機能１５５ｄは、時点ＴＮにおけるプラーク１２を複数の領域に分割し、複数の領域の中からランダムに領域を選択し、選択された領域に含まれる成分を脂質に変更することにより、時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の物性を設定してもよい。
【0049】
そして、計算機能１５５ｃは、時点ＴＮ＋１においてプラーク１２が特定の状態となるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。
【0050】
ステップＳ１０７で計算機能１５５ｃにより実行される処理の具体例を説明する。図５は、第１の実施形態に係る解析装置１５０が実行する処理の一例を説明するための図である。例えば、ステップＳ１０７では、計算機能１５５ｃは、図５に示すように、時点ＴＮ＋１において、プラーク１２の成長が収束したか否かを判定する。例えば、計算機能１５５ｃは、時点ＴＮにおけるプラーク１２の複数の位置１２ａのそれぞれと時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の複数の位置１２ａのそれぞれとの距離を計算する。これにより、複数の距離が計算される。そして、計算機能１５５ｃは、複数の距離の平均値を計算する。そして、計算機能１５５ｃは、平均値が所定の閾値δ以下であるか否かを判定する。平均値が所定の閾値δ以下である場合、計算機能１５５ｃは、時点ＴＮ＋１において、プラーク１２の成長が収束したと判定する。また、平均値が所定の閾値δよりも大きい場合、計算機能１５５ｃは、時点ＴＮ＋１において、プラーク１２の成長が収束していないと判定する。
【0051】
なお、ステップＳ１０７において、計算機能１５５ｃは、時点ＴＮにおけるプラーク１２にかかるＷＳＳの大きさが、閾値（例えば、第１の閾値α）以上である場合、プラーク１２の成長が収束したと判定してもよい。一方、計算機能１５５ｃは、時点ＴＮにおけるプラーク１２にかかるＷＳＳの大きさが、閾値（例えば、第１の閾値α）を下回る場合、プラーク１２の成長が収束していないと判定してもよい。また、ステップＳ１０７において、計算機能１５５ｃは、１拍動におけるＷＳＳの差の最大値が第２の閾値β以下である場合、プラーク１２の成長が収束したと判定してもよい。一方、計算機能１５５ｃは、１拍動におけるＷＳＳの差の最大値が第２の閾値βを上回る場合、プラーク１２の成長が収束していないと判定してもよい。
【0052】
時点ＴＮ＋１においてプラーク１２が特定の状態になっていない場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、すなわち、時点ＴＮ＋１においてプラーク１２の成長が収束していない場合、計算機能１５５ｃは、変数Ｎの値を１つインクリメントする（ステップＳ１０８）。ここで、計算機能１５５ｃは、変数Ｎの値を１つインクリメントすることにより、時点ＴＮ（このＮは１つインクリメントされる前のＮ）の次の時点を新たな時点ＴＮ（このＮは１つインクリメントされた後のＮ）として導出する。例えば、変数Ｎの値が「０」である場合、計算機能１５５ｃは、変数Ｎの値を１つインクリメントすることにより、時点Ｔ０の次の時点Ｔ１を導出する。同様に、変数Ｎの値が「ｋ（ｋは１以上の整数）」である場合、計算機能１５５ｃは、変数Ｎの値を１つインクリメントすることにより、時点Ｔｋの次の時点Ｔｋ＋１を導出する。時点Ｔ０以降の各時点は、第１の時点の一例である。また、このような第１の時点の次の時点は、第２の時点の一例である。
【0053】
そして、計算機能１５５ｃは、ステップＳ１０８からステップＳ１０４に戻る。そして、計算機能１５５ｃ及び予測機能１５５ｄは、再び、ステップＳ１０４からステップＳ１０７までの各処理を実行する。
【0054】
なお、ステップＳ１０８からステップＳ１０４に戻った場合、ステップＳ１０４では、計算機能１５５ｃは、時点Ｔ０における血管の形状、及び、ステップＳ１０５で予測された時点ＴＮにおけるプラーク１２の形状を用いて、時点ＴＮにおけるプラーク１２にかかるＷＳＳを計算する。
【0055】
したがって、プラーク１２が特定の状態となる（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）まで、ステップＳ１０８で変数Ｎの値を１つインクリメントすることが繰り返し行われ、変数Ｎの値が１つインクリメントされる度に、ステップＳ１０４からステップＳ１０７までの各処理が実行される。例えば、プラーク１２の成長が収束するまで、変数Ｎの値が１つインクリメントされる度に、ステップＳ１０４からステップＳ１０７までの各処理が実行される。
【0056】
また、第１の実施形態では、予測機能１５５ｄは、プラーク１２の成長が収束するまで、時点Ｔｋにおいてプラーク１２にかかるＷＳＳが計算される度に、計算された当該ＷＳＳに基づいて時点Ｔｋの次の時点Ｔｋ＋１におけるプラーク１２の形状を予測する。
【0057】
図６は、第１の実施形態に係る解析装置１５０が実行する処理の一例を説明するための図である。図６を参照して、時点ＴＮ＋１においてプラーク１２が特定の状態になった場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、すなわち、時点ＴＮ＋１においてプラーク１２の成長が収束した場合に表示制御機能１５５ｅが実行する処理の一例について説明する。この場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、表示制御機能１５５ｅは、図６に示すように、ステップＳ１０５で予測された時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状をディスプレイ１５４に表示させる（ステップＳ１０９）。
【0058】
すなわち、ステップＳ１０９では、表示制御機能１５５ｅは、プラーク１２が特定の状態となる時点（プラーク１２が特定の状態となる場合の時点）ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状をディスプレイ１５４に表示させる。具体的には、表示制御機能１５５ｅは、プラーク１２の成長が収束した時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状をディスプレイ１５４に表示させる。そして、表示制御機能１５５ｅは、解析処理を終了する。
【0059】
以上、第１の実施形態に係る解析装置１５０及び解析システム１００について説明した。解析装置１５０及び解析システム１００は、プラーク１２が特定の状態となる時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を予測する。具体的には、解析装置１５０及び解析システム１００は、プラーク１２の成長が収束した時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を予測する。ここで、例えば、時点ＴＮ＋１は、時点Ｔ０から２年後等の数年後等の時点である。したがって、第１の実施形態によれば、比較的遠い未来（例えば、数年後等）におけるプラーク１２の状態を予測することができる。
【0060】
また、解析装置１５０及び解析システム１００は、プラーク１２が特定の状態となる時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を表示する。具体的には、解析装置１５０及び解析システム１００は、プラーク１２の成長が収束した時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を表示する。したがって、第１の実施形態によれば、比較的遠い未来におけるプラーク１２の状態を医師等の使用者に確認させることができる。その結果、医師等の使用者によって行われる冠動脈等の血管の疾患に関する診断や治療計画の策定等を支援することができる。
【0061】
（第１の実施形態の第１の変形例）
上述した第１の実施形態では、ステップＳ１０４で、計算機能１５５ｃが、時点ＴＮにおけるプラーク１２にかかるＷＳＳを計算する際に、時点Ｔ０における血管１１の形状を用いる場合について説明した。このように、第１の実施形態では、解析処理において、血管１１の形状が一定であり変化しない。しかしながら、計算機能１５５ｃは、血管１１の形状を修正してもよい。そして、計算機能１５５ｃは、修正された時点ＴＮにおける血管１１の形状を用いて、時点ＴＮにおけるプラーク１２にかかるＷＳＳを計算してもよい。
上述した第１の実施形態では、ステップＳ１０４で、計算機能１５５ｃが、時点ＴＮにおけるプラーク１２にかかるＷＳＳを計算する際に、時点Ｔ０における血管１１の形状を用いる場合について説明した。このように、第１の実施形態では、解析処理において、血管１１の形状が一定であり変化しない。しかしながら、計算機能１５５ｃは、血管１１の形状を修正してもよい。そして、計算機能１５５ｃは、修正された時点ＴＮにおける血管１１の形状を用いて、時点ＴＮにおけるプラーク１２にかかるＷＳＳを計算してもよい。
【0062】
そこで、このような変形例を第１の実施形態の第１の変形例として説明する。なお、第１の実施形態の第１の変形例の説明では、主に、第１の実施形態と異なる点について説明し、第１の実施形態と同様の構成の説明については省略する場合がある。例えば、第１の実施形態の第１の変形例の説明では、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、第１の実施形態と同様の構成の説明を省略する場合がある。
【0063】
図７は、第１の実施形態の第１の変形例に係る解析装置１５０が実行する解析処理の一例の流れを示すフローチャートである。図７に示す第１の実施形態の第１の変形例に係る解析処理では、ステップＳ１０３とステップＳ１０４との間、及び、ステップＳ１０８とステップＳ１０４との間に、ステップＳ１２１～Ｓ１２５の各処理が実行される点が、図２に示す第１の実施形態に係る解析処理と異なる。
【0064】
図７に示すように、ステップＳ１０３又はステップＳ１０８の処理が実行された後に、表示制御機能１５５ｅは、時点ＴＮにおける血管１１の形状及び時点ＴＮにおけるプラーク１２の形状をディスプレイ１５４に表示させる（ステップＳ１２１）。
【0065】
そして、計算機能１５５ｃは、使用者から入力される修正指示であって、時点ＴＮにおける血管１１の形状を修正するための修正指示を入力インタフェース１５３が受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１２２）。
【0066】
入力インタフェース１５３が修正指示を受け付けていない場合（ステップＳ１２２：Ｎｏ）、計算機能１５５ｃは、使用者から入力される修正不要の指示であって、時点ＴＮにおける血管１１の形状の修正が不要であることを示す修正不要の指示を入力インタフェース１５３が受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１２３）。入力インタフェース１５３が修正不要の指示を受け付けた場合（ステップＳ１２３：Ｙｅｓ）、計算機能１５５ｃは、ステップＳ１０４に進み、ステップＳ１０４の処理を実行する。
【0067】
第１の実施形態の第１の変形例では、ステップＳ１０４において、変数Ｎの値が「０」である場合、計算機能１５５ｃは、時点Ｔ０における血管１１の形状及び時点Ｔ０におけるプラーク１２の形状に基づいて、時点Ｔ０におけるプラーク１２にかかるＷＳＳを計算する。また、ステップＳ１０４において、変数Ｎの値が「ｋ（ｋは１以上の整数）」である場合、計算機能１５５ｃは、時点ＴＮにおける血管１１の形状及び時点ＴＮにおけるプラーク１２の形状に基づいて、時点ＴＮにおけるプラーク１２にかかるＷＳＳを計算する。ここでいう時点ＴＮにおける血管１１の形状は、例えば、ステップＳ１０４又はステップＳ１２５において計算機能１５５ｃにより時点ＴＮ－１におけるプラーク１２にかかるＷＳＳが計算される際に用いられた時点ＴＮ－１における血管１１の形状である。
【0068】
また、入力インタフェース１５３が修正不要の指示を受け付けていない場合（ステップＳ１２３：Ｎｏ）、計算機能１５５ｃは、ステップＳ１２２に戻り、ステップＳ１２２の処理を再び実行する。
【0069】
また、入力インタフェース１５３が修正指示を受け付けた場合（ステップＳ１２２：Ｙｅｓ）、計算機能１５５ｃは、修正指示に基づいて時点ＴＮにおける血管１１の形状を修正する（ステップＳ１２４）。
【0070】
そして、計算機能１５５ｃは、修正された時点ＴＮにおける血管１１の形状及び時点ＴＮにおけるプラーク１２の形状に基づいて、時点ＴＮにおけるプラーク１２にかかるＷＳＳを計算する（ステップＳ１２５）。計算機能１５５ｃは、ステップＳ１２５からステップＳ１０５に進んだ場合、ステップＳ１０５において、ステップＳ１２５において計算されたＷＳＳに基づいて、時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を予測する。
【0071】
また、第１の実施形態の第１の変形例において、ステップＳ１０８からステップＳ１２１に戻った場合について説明する。この場合、ステップＳ１２１では、表示制御機能１５５ｅは、時点ＴＮ－１におけるプラーク１２にかかるＷＳＳが計算される際に用いられた時点ＴＮ－１における血管１１の形状を時点ＴＮにおける血管１１の形状として、時点ＴＮにおける血管１１の形状及び時点ＴＮにおけるプラーク１２の形状をディスプレイ１５４に表示させる。
【0072】
なお、図７に示す解析処理では、計算機能１５５ｃが、ＷＳＳを計算する際に用いられる時点ＴＮにおける血管１１の形状を修正する場合について説明した。ここで、血管１１に流入する血液に関するパラメータ及び血管１１から流出する血液に関するパラメータも、ＷＳＳを計算する際に用いられる。そこで、計算機能１５５ｃは、時点ＴＮにおける血管１１の形状を修正する方法と同様の方法で、血管１１に流入する血液に関するパラメータ及び血管１１から流出する血液に関するパラメータを修正してもよい。血管１１に流入する血液に関するパラメータは、第１のパラメータの一例である。また、血管１１から流出する血液に関するパラメータは、第２のパラメータの一例である。
【0073】
すなわち、入力インタフェース１５３は、時点ＴＮにおける血管１１の形状を修正するための指示、血管１１に流入する血液に関するパラメータを修正するための指示、及び、血管１１から流出する血液に関するパラメータを修正するための指示のうち少なくとも１つの指示を受け付ける。そして、計算機能１５５ｃは、入力インタフェース１５３により受け付けられた少なくとも１つの指示に基づいて修正された、時点ＴＮにおける血管１１の形状、血管１１に流入する血液に関するパラメータ及び血管１１から流出する血液に関するパラメータの少なくとも１つに基づいて、時点ＴＮにおけるプラーク１２にかかるＷＳＳを計算する。
【0074】
以上、第１の実施形態の第１の変形例に係る解析装置１５０及び解析システム１００について説明した。第１の実施形態の第１の変形例によれば、プラーク１２にかかるＷＳＳを計算する際に用いられる血管１１の形状が正確な形状でない場合には、使用者により血管１１の形状が正確な形状に修正されることで、精度良くＷＳＳを計算することができる。同様に、プラーク１２にかかるＷＳＳを計算する際に用いられる各種のパラメータの値が正確でない場合には、使用者によりパラメータの値が正確な値に修正されることで、精度良くＷＳＳを計算することができる。
【0075】
（第１の実施形態の第２の変形例）
なお、ステップＳ１０５において、予測機能１５５ｄは、上述した第１の実施形態で説明した方法とは異なる他の方法で、時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を予測してもよい。例えば、プラーク１２は、比較的柔らかい物体である。このため、プラーク１２は、血流から受ける力（圧力）によって変形することが考えられる。そこで、予測機能１５５ｄが、プラーク１２の形状を予測する際に、血流から受ける力に基づいてプラーク１２を変形させてもよい。そこで、このような変形例を第１の実施形態の第２の変形例として説明する。
なお、ステップＳ１０５において、予測機能１５５ｄは、上述した第１の実施形態で説明した方法とは異なる他の方法で、時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を予測してもよい。例えば、プラーク１２は、比較的柔らかい物体である。このため、プラーク１２は、血流から受ける力（圧力）によって変形することが考えられる。そこで、予測機能１５５ｄが、プラーク１２の形状を予測する際に、血流から受ける力に基づいてプラーク１２を変形させてもよい。そこで、このような変形例を第１の実施形態の第２の変形例として説明する。
【0076】
なお、第１の実施形態の第２の変形例の説明では、主に、第１の実施形態と異なる点について説明し、第１の実施形態と同様の構成の説明については省略する場合がある。例えば、第１の実施形態の第２の変形例の説明では、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、第１の実施形態と同様の構成の説明を省略する場合がある。
【0077】
図８及び図９を参照して、第１の実施形態の第２の変形例に係る予測機能１５５ｄが時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を予測する方法について説明する。図８及び図９は、第１の実施形態の第２の変形例に係る解析装置１５０が実行する処理の一例を説明するための図である。
【0078】
ＷＳＳの大きさが第１の閾値αを下回る場合、又は、第１の閾値αを下回り、かつ、１拍動におけるＷＳＳの差の最大値が第２の閾値βを上回る場合、予測機能１５５ｄは、時点ＴＮにおけるプラーク１２の表面の複数の位置１２ａのそれぞれの法線方向と、図８に示す矢印１３により示される方向であって血管１１内の血液が流れる方向との成す角度を計算する。例えば、予測機能１５５ｄは、複数の位置１２ａのそれぞれについて０度以上１８０度以下の範囲で角度を計算する。
【0079】
図８の例では、５つの位置１２ａのうち図８において最も左側の位置１２ａの法線方向と、矢印１３により示される血液が流れる方向との成す角度は、１８０度である。また、５つの位置１２ａのうち左右方向において真ん中の位置１２ａの法線方向と、矢印１３により示される血液が流れる方向との成す角度は、９０度である。５つの位置１２ａのうち図８において最も右側の位置１２ａの法線方向と、矢印１３により示される血液が流れる方向との成す角度は、０度である。
【0080】
ここで、位置１２ａが血流による受ける力は、角度が小さくなるにつれて小さくなり、角度が大きくなるにつれて大きくなる。このため、プラーク１２の位置１２ａの部分の成長は、角度が小さくなるにつれて促進され、角度が大きくなるにつれて抑制される。
【0081】
そこで、図９に示すように、予測機能１５５ｄは、複数の位置１２ａのそれぞれの法線方向に、角度に応じた大きさだけプラーク１２の形状を大きくする。そして、予測機能１５５ｄは、このようにして得られたプラーク１２の形状を、時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状として予測する。ここで、角度に応じた大きさとは、例えば、角度が小さくなるにつれて大きくなる大きさであり、角度が大きくなるにつれて小さくなる大きさである。したがって、第１の実施形態の第２の変形例によれば、予測機能１５５ｄは、血流から受ける力によってどのようにプラーク１２が変形するかを予測することができる。
【0082】
以上、第１の実施形態の第２の変形例に係る解析装置１５０及び解析システム１００について説明した。第１の実施形態の第２の変形例では、上述したように、予測機能１５５ｄは、時点ＴＮにおけるプラーク１２の表面の複数の位置１２ａのそれぞれの法線方向に、複数の位置１２ａのそれぞれの法線方向と血管１１内の血液が流れる方向との成す角度に応じた大きさだけプラーク１２の形状を大きくすることにより、時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を予測する。したがって、第１の実施形態の第２の変形例によれば、上述したように、血流から受ける力によってプラーク１２がどのように変形するかを予測することができる。
【0083】
なお、血流から受ける力によってプラーク１２がどのように変形するかを予測する方法は、上述した方法に限られない。そこで、血流から受ける力によってプラーク１２がどのように変形するかを予測する他の方法について説明する。
【0084】
例えば、予測機能１５５ｄは、第１の実施形態と同様に、先の図４に示すように、時点ＴＮにおけるプラーク１２の表面の複数の位置１２ａのそれぞれの法線方向に、複数の位置１２ａのそれぞれから所定の大きさだけプラーク１２の形状を大きくする。
【0085】
そして、予測機能１５５ｄは、血流の圧力をプラーク１２にかけたときにどのようにプラーク１２が変形するかを流体構造錬成シミュレーション等を用いて予測する。例えば、予測機能１５５ｄは、まず、プラーク１２の柔らかさの空間分布を定義する。例えば、予測機能１５５ｄは、ＣＴ画像データ１５２ａからプラーク１２のＣＴ値の分布を取得する。そして、予測機能１５５ｄは、プラーク１２のＣＴ値の分布に基づいてプラーク１２の柔らかさの空間分布を定義する。
【0086】
そして、予測機能１５５ｄは、血流によってプラーク１２の各位置１２ａが受ける圧力の大きさ及び向き、プラーク１２の形状及びプラーク１２の柔らかさの空間分布に基づいて、プラーク１２がどのように変形するかをシミュレートし、変形後のプラーク１２の形状を得る。
【0087】
そして、予測機能１５５ｄは、得られたプラーク１２の形状を、時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状として予測する。
【0088】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、解析装置１５０が、プラーク１２が特定の状態になる時点としてプラーク１２の成長が収束した時点を用いる場合について説明した。そして、第１の実施形態では、解析装置１５０が、プラーク１２の成長が収束した時点におけるプラーク１２の形状を予測し、予測されたプラーク１２の形状を表示する場合について説明した。しかしながら、解析装置１５０は、プラーク１２が特定の状態になる時点として、プラーク１２が被検体にリスクを発生させる状態になる時点を用いても良い。そして、解析装置１５０は、プラーク１２が被検体にリスクを発生させる状態になる時点におけるプラーク１２の形状を予測し、予測されたプラーク１２の形状を表示してもよい。そこで、このような実施形態を第２の実施形態として説明する。
第１の実施形態では、解析装置１５０が、プラーク１２が特定の状態になる時点としてプラーク１２の成長が収束した時点を用いる場合について説明した。そして、第１の実施形態では、解析装置１５０が、プラーク１２の成長が収束した時点におけるプラーク１２の形状を予測し、予測されたプラーク１２の形状を表示する場合について説明した。しかしながら、解析装置１５０は、プラーク１２が特定の状態になる時点として、プラーク１２が被検体にリスクを発生させる状態になる時点を用いても良い。そして、解析装置１５０は、プラーク１２が被検体にリスクを発生させる状態になる時点におけるプラーク１２の形状を予測し、予測されたプラーク１２の形状を表示してもよい。そこで、このような実施形態を第２の実施形態として説明する。
【0089】
なお、第２の実施形態の説明では、主に、第１の実施形態と異なる点について説明し、第１の実施形態と同様の構成の説明については省略する場合がある。例えば、第２の実施形態の説明では、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、第１の実施形態と同様の構成の説明を省略する場合がある。
【0090】
図１０は、第２の実施形態に係る解析装置１５０が実行する処理の一例を説明するための図である。例えば、第２の実施形態において、ステップＳ１０７では、計算機能１５５ｃは、図１０に示すように、時点ＴＮ＋１において、プラーク１２が被検体にリスクを発生させる状態になるか否かを判定する。具体的には、ステップＳ１０７で、計算機能１５５ｃは、時点ＴＮ＋１において、プラーク１２が破断した状態になるか否かを判定する。
【0091】
ステップＳ１０７で実行される処理の具体例について説明する。例えば、計算機能１５５ｃは、プラーク１２にかかる流体の力を計算する。そして、計算機能１５５ｃは、プラーク１２の形状とプラーク１２の物性（例えば柔らかさ）から、プラーク１２に一定の力以上の力がかかった時点で、プラーク１２が破断した状態になると判定する。また、計算機能１５５ｃは、プラーク１２にかかる力が一定の力よりも小さい力である場合、プラーク１２が破断した状態にならないと判定する。なお、計算機能１５５ｃは、破壊力学を用いて、プラーク１２が破断する状態になるか否かを判定してもよい。
【0092】
計算機能１５５ｃは、プラーク１２が破断した状態になると判定することにより、プラーク１２が被検体にリスクを発生させる状態になると判定する。また、計算機能１５５ｃは、プラーク１２が破断した状態にならないと判定することにより、プラーク１２が被検体にリスクを発生させる状態にならないと判定する。
【0093】
プラーク１２が被検体にリスクを発生させる状態になる場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、表示制御機能１５５ｅは、ステップＳ１０９に進み、ステップＳ１０９の処理を実行する。一方、プラーク１２が被検体にリスクを発生させる状態にならない場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、計算機能１５５ｃは、ステップＳ１０８に進み、ステップＳ１０８の処理を実行する。
【0094】
したがって、第２の実施形態では、計算機能１５５ｃは、プラーク１２が被検体にリスクを発生させる状態になるまで、時点Ｔｋを導出する度に、時点Ｔｋにおいてプラーク１２にかかるＷＳＳを計算する。そして、予測機能１５５ｄは、プラーク１２が被検体にリスクを発生させる状態になるまで、時点Ｔｋにおいてプラーク１２にかかるＷＳＳが計算される度に、計算された当該ＷＳＳに基づいて時点Ｔｋの次の時点Ｔｋ＋１におけるプラーク１２の形状を予測する。そして、表示制御機能１５５ｅは、プラーク１２が被検体にリスクを発生させる状態になる時点Ｔｋ＋１におけるプラーク１２の形状をディスプレイ１５４に表示させる。
【0095】
具体的には、計算機能１５５ｃは、プラーク１２が破断する状態になるまで、時点Ｔｋを導出する度に、時点Ｔｋにおいてプラーク１２にかかるＷＳＳを計算する。そして、予測機能１５５ｄは、プラーク１２が破断する状態になるまで、時点Ｔｋにおいてプラーク１２にかかるＷＳＳが計算される度に、計算された当該ＷＳＳに基づいて時点Ｔｋの次の時点Ｔｋ＋１におけるプラーク１２の形状を予測する。そして、表示制御機能１５５ｅは、プラーク１２が破断する状態になる時点Ｔｋ＋１におけるプラーク１２の形状をディスプレイ１５４に表示させる。
【0096】
以上、第２の実施形態に係る解析装置１５０及び解析システム１００について説明した。第２の実施形態によれば、比較的遠い未来においてプラーク１２が被検体にリスクを発生させる状態となることを予測することができる。また、比較的遠い未来においてプラーク１２が破断する状態となることを予測することができる。
【0097】
また、第２の実施形態によれば、比較的遠い未来においてプラーク１２が被検体にリスクを発生させる状態となることを医師等の使用者に確認させることができる。また、第２の実施形態によれば、比較的遠い未来においてプラーク１２が破断する状態となることを医師等の使用者に確認させることができる。その結果、医師等の使用者によって行われる冠動脈等の血管の疾患に関する診断や治療計画の策定等を支援することができる。
【0098】
（第３の実施形態）
上述した第２の実施形態では、解析装置１５０が、プラーク１２が被検体にリスクを発生させる状態になる時点として、プラーク１２が破断する状態になる時点を用いる場合について説明した。また、第２の実施形態では、解析装置１５０が、プラーク１２が破断する状態になる時点におけるプラーク１２の形状を予測し、予測されたプラーク１２の形状を表示する場合について説明した。しかしながら、解析装置１５０は、プラーク１２が被検体にリスクを発生させる状態になる時点として、プラーク１２が血管１１内の血流を妨げる状態になる時点を用いても良い。そして、解析装置１５０は、プラーク１２が血管１１内の血流を妨げる状態になる時点におけるプラーク１２の形状を予測し、予測されたプラーク１２の形状を表示してもよい。そこで、このような実施形態を第３の実施形態として説明する。
上述した第２の実施形態では、解析装置１５０が、プラーク１２が被検体にリスクを発生させる状態になる時点として、プラーク１２が破断する状態になる時点を用いる場合について説明した。また、第２の実施形態では、解析装置１５０が、プラーク１２が破断する状態になる時点におけるプラーク１２の形状を予測し、予測されたプラーク１２の形状を表示する場合について説明した。しかしながら、解析装置１５０は、プラーク１２が被検体にリスクを発生させる状態になる時点として、プラーク１２が血管１１内の血流を妨げる状態になる時点を用いても良い。そして、解析装置１５０は、プラーク１２が血管１１内の血流を妨げる状態になる時点におけるプラーク１２の形状を予測し、予測されたプラーク１２の形状を表示してもよい。そこで、このような実施形態を第３の実施形態として説明する。
【0099】
なお、第３の実施形態の説明では、主に、第１の実施形態と異なる点について説明し、第１の実施形態と同様の構成の説明については省略する場合がある。例えば、第３の実施形態の説明では、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、第１の実施形態と同様の構成の説明を省略する場合がある。
【0100】
図１１は、第３の実施形態に係る解析装置１５０が実行する処理の一例を説明するための図である。例えば、第３の実施形態において、ステップＳ１０７では、計算機能１５５ｃは、図１１に示すように、時点ＴＮ＋１において、プラーク１２が被検体にリスクを発生させる状態になるか否かを判定する。具体的には、ステップＳ１０７で、計算機能１５５ｃは、時点ＴＮ＋１において、プラーク１２が血管１１内の血流を妨げる状態になるか否かを判定する。
【0101】
ステップＳ１０７で実行される処理の具体例について説明する。例えば、計算機能１５５ｃは、時点ＴＮにおける血管１１内の血流予備量比（Fractional Flow Reserve：ＦＦＲ）を計算する。例えば、計算機能１５５ｃは、ＦＦＲを計算する公知技術を用いて、ＦＦＲを計算する。例えば、計算機能１５５ｃは、時点Ｔ０における血管１１の形状、時点ＴＮにおけるプラーク１２の形状、血管１１に流入する血液に関するパラメータ及び血管１１から流出する血液に関するパラメータに基づいて、時点ＴＮにおけるＦＦＲを計算する。
【0102】
そして、計算機能１５５ｃは、時点ＴＮにおけるＦＦＲの値が所定値（例えば、０．８５）未満であるか否かを判定する。時点ＴＮにおけるＦＦＲの値が所定値未満である場合、計算機能１５５ｃは、時点ＴＮ＋１において、プラーク１２が血管１１内の血流を妨げる状態になると判定する。一方、時点ＴＮにおけるＦＦＲの値が所定値以上である場合、計算機能１５５ｃは、時点ＴＮ＋１において、プラーク１２が血管１１内の血流を妨げる状態にならないと判定する。
【0103】
計算機能１５５ｃは、プラーク１２が血管１１内の血流を妨げる状態になると判定することにより、プラーク１２が被検体にリスクを発生させる状態になると判定する。また、計算機能１５５ｃは、プラーク１２が血管１１内の血流を妨げる状態にならないと判定することにより、プラーク１２が被検体にリスクを発生させる状態にならないと判定する。
【0104】
プラーク１２が被検体にリスクを発生させる状態になる場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、表示制御機能１５５ｅは、ステップＳ１０９に進み、ステップＳ１０９の処理を実行する。一方、プラーク１２が被検体にリスクを発生させる状態にならない場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、計算機能１５５ｃは、ステップＳ１０８に進み、ステップＳ１０８の処理を実行する。
【0105】
したがって、第３の実施形態では、計算機能１５５ｃは、プラーク１２が血管１１内の血流を妨げる状態になるまで、時点Ｔｋを導出する度に、時点Ｔｋにおいてプラーク１２にかかるＷＳＳを計算する。そして、予測機能１５５ｄは、プラーク１２が血管１１内の血流を妨げる状態になるまで、時点Ｔｋにおいてプラーク１２にかかるＷＳＳが計算される度に、計算された当該ＷＳＳに基づいて時点Ｔｋの次の時点Ｔｋ＋１におけるプラーク１２の形状を予測する。そして、表示制御機能１５５ｅは、プラーク１２が血管１１内の血流を妨げる状態になる時点Ｔｋ＋１におけるプラーク１２の形状をディスプレイ１５４に表示させる。
【0106】
以上、第３の実施形態に係る解析装置１５０及び解析システム１００について説明した。第３の実施形態によれば、比較的遠い未来においてプラーク１２が被検体にリスクを発生させる状態となることを予測することができる。また、比較的遠い未来においてプラーク１２が血管１１内の血流を妨げる状態となることを予測することができる。
【0107】
また、第３の実施形態によれば、比較的遠い未来においてプラーク１２が被検体にリスクを発生させる状態となることを医師等の使用者に確認させることができる。また、第３の実施形態によれば、比較的遠い未来においてプラーク１２が血管１１内の血流を妨げる状態となることを医師等の使用者に確認させることができる。その結果、医師等の使用者によって行われる冠動脈等の血管の疾患に関する診断や治療計画の策定等を支援することができる。
【0108】
（第４の実施形態）
第１の実施形態では、解析装置１５０は、血管１１内に治療用のステントが留置されていない状態で、プラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を予測する場合について説明した。しかしながら、解析装置１５０は、更に、血管１１内に治療用のステントが留置されている状態で、プラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を予測してもよい。そして、解析装置１５０は、血管１１内にステントが留置されていない状態で予測されたプラーク１２の形状、及び、血管１１内にステントが留置されている状態で予測されたプラーク１２の形状を表示してもよい。そこで、このような実施形態を第４の実施形態として説明する。
第１の実施形態では、解析装置１５０は、血管１１内に治療用のステントが留置されていない状態で、プラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を予測する場合について説明した。しかしながら、解析装置１５０は、更に、血管１１内に治療用のステントが留置されている状態で、プラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を予測してもよい。そして、解析装置１５０は、血管１１内にステントが留置されていない状態で予測されたプラーク１２の形状、及び、血管１１内にステントが留置されている状態で予測されたプラーク１２の形状を表示してもよい。そこで、このような実施形態を第４の実施形態として説明する。
【0109】
なお、第４の実施形態の説明では、主に、第１の実施形態と異なる点について説明し、第１の実施形態と同様の構成の説明については省略する場合がある。例えば、第４の実施形態の説明では、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、第１の実施形態と同様の構成の説明を省略する場合がある。
【0110】
第４の実施形態では、解析装置１５０は、まず、第１の実施形態と同様に、血管１１内にステントが留置されていない状態で、プラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を予測する。第４の実施形態についての説明では、以下、「血管１１内にステントが留置されていない状態」を「第１の状態」と表記する。例えば、解析装置１５０は、図２に示すステップＳ１０１～Ｓ１０８の各処理を実行することにより、第１の状態で、プラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を予測する。
【0111】
図１２は、第４の実施形態に係る解析装置１５０が実行する処理の一例を説明するための図である。図１２の例では、ステント治療が行われている場合が示されている。図１２に示すように、プラーク１２により狭窄した血管１１の狭窄部分がステント１４により広げられている。解析装置１５０は、更に、図１２に示すように血管１１内にステント１４が留置された状態で、プラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を予測する。第４の実施形態についての説明では、以下、「血管１１内にステント１４が留置されている状態」を「第２の状態」と表記する。例えば、解析装置１５０は、図２に示すステップＳ１０１～Ｓ１０８の処理と同様の処理を実行することにより、第２の状態で、プラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を予測する。ただし、ステップＳ１０４において、計算機能１５５ｃは、時点Ｔ０における血管１１の形状及び時点ＴＮにおけるプラーク１２の形状に加えてステント１４の形状に基づいて、時点ＴＮにおけるプラーク１２にかかるＷＳＳを計算する。ステント１４の形状は、解析処理において全ての時点で一定であり、変化しない。
【0112】
図１３は、第４の実施形態に係る解析装置１５０が実行する処理の一例を説明するための図である。図１３に示すように、表示制御機能１５５ｅは、第１の状態においてプラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状、及び、第２の状態においてプラーク１２が特定の状態となる時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を並べてディスプレイ１５４に表示させる。これにより、ステント１４を用いたステント治療を行った場合のプラーク１２の形状についての予測結果と、ステント治療を行わない場合のプラーク１２の形状についての予測結果とを医師等の使用者に確認させることができる。その結果、医師等の使用者によって行われる冠動脈等の血管の疾患に関する診断や治療計画の策定等を支援することができる。
【0113】
また、図１３に示すように、表示制御機能１５５ｅは、ステント１４の位置「Ｐ１」及びステント１４の長さ「Ｌ１」をディスプレイ１５４に表示させる。これにより、ステント治療の際に用いられたステント１４の位置及び長さを医師等の使用者に確認させることができる。したがって、この点からも、医師等の使用者によって行われる冠動脈等の血管の疾患に関する診断や治療計画の策定等を支援することができる。
【0114】
また、表示制御機能１５５ｅは、第１の状態においてプラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１、及び、第２の状態においてプラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１をディスプレイ１５４に表示させてもよい。なお、第１の状態においてプラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１と、第２の状態においてプラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１とは、同一の時点である場合もあれば、異なる時点である場合もある。これにより、医師等の使用者は、第１の状態及び第２の状態のそれぞれにおいて、プラーク１２が特定の状態になる時点を確認することができる。したがって、この点からも、医師等の使用者によって行われる冠動脈等の血管の疾患に関する診断や治療計画の策定等を支援することができる。
【0115】
なお、第４の実施形態において、プラーク１２が特定の状態になる時点とは、例えば、プラーク１２の成長が収束する時点、又は、プラーク１２が被検体にリスクを発生させる状態になる時点（例えば、プラーク１２が破断する時点又はプラーク１２が血管１１内の血流を妨げる状態になる時点）である。
【0116】
ここで、第４の実施形態において、プラーク１２が特定の状態になる時点が、例えば、プラーク１２が、時点Ｔ０から所定時間後（例えば、数年後等）の特定の時点のプラークとなる特定の時点であってもよい。かかる特定の時点は、第３の時点の一例である。
【0117】
以上、第４の実施形態に係る解析装置１５０及び解析システム１００について説明した。第４の実施形態によれば、上述したように、医師等の使用者によって行われる冠動脈等の血管の疾患に関する診断や治療計画の策定等を支援することができる。
【0118】
（第５の実施形態）
第４の実施形態では、解析装置１５０が、ステント１４を用いたステント治療を行った場合のプラーク１２の形状についての予測結果、及び、ステント治療を行わない場合のプラーク１２の形状についての予測結果を表示する場合について説明した。しかしながら、解析装置１５０は、血管１１内に留置されたステント１４の位置及び長さの少なくとも１つが互いに異なる、血管１１内にステント１４が留置された複数の状態のそれぞれの状態において予測されたプラーク１２の形状を表示してもよい。そこで、このような実施形態を第５の実施形態として説明する。
第４の実施形態では、解析装置１５０が、ステント１４を用いたステント治療を行った場合のプラーク１２の形状についての予測結果、及び、ステント治療を行わない場合のプラーク１２の形状についての予測結果を表示する場合について説明した。しかしながら、解析装置１５０は、血管１１内に留置されたステント１４の位置及び長さの少なくとも１つが互いに異なる、血管１１内にステント１４が留置された複数の状態のそれぞれの状態において予測されたプラーク１２の形状を表示してもよい。そこで、このような実施形態を第５の実施形態として説明する。
【0119】
なお、第５の実施形態の説明では、主に、第４の実施形態と異なる点について説明し、第４の実施形態と同様の構成の説明については省略する場合がある。例えば、第５の実施形態の説明では、第４の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、第４の実施形態と同様の構成の説明を省略する場合がある。
【0120】
第５の実施形態では、解析装置１５０は、血管１１内にステント１４が留置された複数の状態のそれぞれの状態において、第４の実施形態と同様の方法で、プラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を予測する。かかる複数の状態とは、血管１１内に留置されたステント１４の位置及び長さの少なくとも１つが互いに異なる複数の状態である。以下、かかる複数の状態として２つの状態を例に挙げて説明するが、複数の状態は３つ以上の状態であってもよい。
【0121】
例えば、血管１１内の位置「Ｐ２」に、長さが「Ｌ２」であるステント１４が留置された状態、及び、血管１１内の位置「Ｐ３」に、長さが「Ｌ３」であるステント１４が留置された状態の２つの状態を例に挙げて説明する。この場合、解析装置１５０は、かかる２つの状態のそれぞれの状態で、プラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を予測する。
【0122】
第５の実施形態の説明において、以下、「血管１１内の位置「Ｐ２」に長さが「Ｌ２」であるステント１４が留置された状態」を「第１の状態」と表記する。また、第５の実施形態の説明において、以下、「血管１１内の位置「Ｐ３」に長さが「Ｌ３」であるステント１４が留置された状態」を「第２の状態」と表記する。
【0123】
図１４は、第５の実施形態に係る解析装置１５０が実行する処理の一例を説明するための図である。図１４に示すように、表示制御機能１５５ｅは、第１の状態においてプラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状、及び、第２の状態においてプラーク１２が特定の状態となる時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を並べてディスプレイ１５４に表示させる。なお、第１の状態においてプラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１と、第２の状態においてプラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１とは、同一の時点である場合もあれば、異なる時点である場合もある。これにより、第１の状態でステント治療を行った場合のプラーク１２の形状についての予測結果と、第２の状態でステント治療を行った場合のプラーク１２の形状についての予測結果とを医師等の使用者に確認させることができる。その結果、医師等の使用者によって行われる冠動脈等の血管の疾患に関する診断や治療計画の策定等を支援することができる。
【0124】
また、図１４に示すように、表示制御機能１５５ｅは、ステント１４の位置「Ｐ２」及びステント１４の長さ「Ｌ２」、並びに、ステント１４の位置「Ｐ３」及びステント１４の長さ「Ｌ３」ディスプレイ１５４に表示させる。
【0125】
ここで、第５の実施形態において、プラーク１２が特定の状態になる時点とは、例えば、プラーク１２が、時点Ｔ０から所定時間後（例えば、数年後等）の特定の時点のプラークとなる特定の時点であってもよい。かかる特定の時点は、第３の時点の一例である。この場合、表示制御機能１５５ｅは、特定の時点における複数のプラーク１２の形状のうち、プラーク１２が被検体にリスクを発生させないプラーク１２の形状をディスプレイ１５４に表示させてもよい。
【0126】
以上、第５の実施形態に係る解析装置１５０及び解析システム１００について説明した。第５の実施形態によれば、上述したように、医師等の使用者によって行われる冠動脈等の血管の疾患に関する診断や治療計画の策定等を支援することができる。
【0127】
（第６の実施形態）
第１の実施形態では、被検体にスタチン又はＰＣＳＫ９阻害薬等の血液中のコレステロール値を低減させる薬物が投与されていない。したがって、第１の実施形態では、解析装置１５０は、薬物が投与されていない状態で、プラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を予測する場合について説明した。しかしながら、解析装置１５０は、更に、被検体に上述した薬物が投与された状態で、プラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を予測してもよい。そして、解析装置１５０は、被検体に薬物が投与されていない状態で予測されたプラーク１２の形状、及び、被検体に薬物が投与された状態で予測されたプラーク１２の形状を表示してもよい。そこで、このような実施形態を第６の実施形態として説明する。
第１の実施形態では、被検体にスタチン又はＰＣＳＫ９阻害薬等の血液中のコレステロール値を低減させる薬物が投与されていない。したがって、第１の実施形態では、解析装置１５０は、薬物が投与されていない状態で、プラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を予測する場合について説明した。しかしながら、解析装置１５０は、更に、被検体に上述した薬物が投与された状態で、プラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を予測してもよい。そして、解析装置１５０は、被検体に薬物が投与されていない状態で予測されたプラーク１２の形状、及び、被検体に薬物が投与された状態で予測されたプラーク１２の形状を表示してもよい。そこで、このような実施形態を第６の実施形態として説明する。
【0128】
なお、第６の実施形態の説明では、主に、第１の実施形態と異なる点について説明し、第１の実施形態と同様の構成の説明については省略する場合がある。例えば、第６の実施形態の説明では、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、第１の実施形態と同様の構成の説明を省略する場合がある。
【0129】
第６の実施形態では、解析装置１５０は、まず、第１の実施形態と同様に、被検体に薬物が投与されていない状態で、プラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を予測する。第６の実施形態についての説明では、以下、「被検体に薬物が投与されていない状態」を「第１の状態」と表記する。例えば、解析装置１５０は、図２に示すステップＳ１０１～Ｓ１０８の各処理を実行することにより、第１の状態でプラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を予測する。
【0130】
解析装置１５０は、更に、被検体に薬物が投与された状態で、プラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を予測する。第６の実施形態についての説明では、以下、「被検体に薬物が投与された状態」を「第２の状態」と表記する。例えば、解析装置１５０は、図２に示すステップＳ１０１～Ｓ１０８の処理と同様の処理を実行することにより、第２の状態で、プラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を予測する。ただし、ステップＳ１０５において、予測機能１５５ｄは、プラーク１２の形状を予測する際に、薬物の種類及び投与量等に応じた影響を考慮する。
【0131】
図１５は、第６の実施形態に係る解析装置１５０が実行する処理の一例を説明するための図である。図１５に示すように、表示制御機能１５５ｅは、第１の状態においてプラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状、及び、第２の状態においてプラーク１２が特定の状態となる時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を並べてディスプレイ１５４に表示させる。なお、第１の状態においてプラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１と、第２の状態においてプラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１とは、同一の時点である場合もあれば、異なる時点である場合もある。これにより、薬物治療を行った場合のプラーク１２の形状についての予測結果と、薬物治療を行わない場合のプラーク１２の形状についての予測結果とを医師等の使用者に確認させることができる。その結果、医師等の使用者によって行われる冠動脈等の血管の疾患に関する診断や治療計画の策定等を支援することができる。
【0132】
また、図１５に示すように、表示制御機能１５５ｅは、被検体に投与された薬物の種類「Ｋ１」及び薬物の投与量「Ｄ１」をディスプレイ１５４に表示させる。これにより、薬物治療の際に用いられた薬物の種類及び投与量を医師等の使用者に確認させることができる。したがって、この点からも、医師等の使用者によって行われる冠動脈等の血管の疾患に関する診断や治療計画の策定等を支援することができる。
【0133】
また、表示制御機能１５５ｅは、第１の状態においてプラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１及び第２の状態においてプラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１をディスプレイ１５４に表示させてもよい。
【0134】
なお、第６の実施形態において、プラーク１２が特定の状態になる時点とは、例えば、第４の実施形態と同様である。
【0135】
以上、第６の実施形態に係る解析装置１５０及び解析システム１００について説明した。第６の実施形態によれば、上述したように、医師等の使用者によって行われる冠動脈等の血管の疾患に関する診断や治療計画の策定等を支援することができる。
【0136】
（第７の実施形態）
第６の実施形態では、解析装置１５０が、薬物治療を行う場合のプラーク１２の形状についての予測結果、及び、薬物治療を行わない場合のプラーク１２の形状についての予測結果を表示する場合について説明した。しかしながら、解析装置１５０は、被検体に投与される薬物の種類及び投与量の少なくとも１つが互いに異なる、被検体に薬物が投与された複数の状態のそれぞれの状態において予測されたプラーク１２の形状を表示してもよい。そこで、このような実施形態を第７の実施形態として説明する。
第６の実施形態では、解析装置１５０が、薬物治療を行う場合のプラーク１２の形状についての予測結果、及び、薬物治療を行わない場合のプラーク１２の形状についての予測結果を表示する場合について説明した。しかしながら、解析装置１５０は、被検体に投与される薬物の種類及び投与量の少なくとも１つが互いに異なる、被検体に薬物が投与された複数の状態のそれぞれの状態において予測されたプラーク１２の形状を表示してもよい。そこで、このような実施形態を第７の実施形態として説明する。
【0137】
なお、第７の実施形態の説明では、主に、第６の実施形態と異なる点について説明し、第６の実施形態と同様の構成の説明については省略する場合がある。例えば、第７の実施形態の説明では、第６の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、第６の実施形態と同様の構成の説明を省略する場合がある。
【0138】
第７の実施形態では、解析装置１５０は、被検体に薬物が投与された複数の状態のそれぞれの状態において、第６の実施形態と同様の方法で、プラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を予測する。かかる複数の状態とは、被検体に投与された薬物の種類及び薬物の投与量の少なくとも１つが互いに異なる複数の状態である。以下、かかる複数の状態として２つの状態を例に挙げて説明するが、複数の状態は３つ以上の状態であってもよい。
【0139】
例えば、種類が「Ｋ２」である薬物が被検体に投与量「Ｄ２」だけ投与された状態、及び、種類が「Ｋ３」である薬物が被検体に投与量「Ｄ３」だけ投与された状態の２つの状態を例に挙げて説明する。第７の実施形態では、解析装置１５０は、かかる２つの状態のそれぞれの状態で、プラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を予測する。
【0140】
第７の実施形態の説明において、以下、「種類が「Ｋ２」である薬物が被検体に投与量「Ｄ２」だけ投与された状態」を「第１の状態」と表記する。また、第７の実施形態の説明において、以下、「種類が「Ｋ３」である薬物が被検体に投与量「Ｄ３」だけ投与された状態」を「第２の状態」と表記する。
【0141】
図１６は、第７の実施形態に係る解析装置１５０が実行する処理の一例を説明するための図である。図１６に示すように、表示制御機能１５５ｅは、第１の状態においてプラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状、及び、第２の状態においてプラーク１２が特定の状態となる時点ＴＮ＋１におけるプラーク１２の形状を並べてディスプレイ１５４に表示させる。なお、第１の状態においてプラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１と、第２の状態においてプラーク１２が特定の状態になる時点ＴＮ＋１とは、同一の時点である場合もあれば、異なる時点である場合もある。これにより、第１の状態で薬物治療を行った場合のプラーク１２の形状についての予測結果と、第２の状態で薬物治療を行った場合のプラーク１２の形状についての予測結果とを医師等の使用者に確認させることができる。その結果、医師等の使用者によって行われる冠動脈等の血管の疾患に関する診断や治療計画の策定等を支援することができる。
【0142】
また、図１６に示すように、表示制御機能１５５ｅは、薬物の種類「Ｋ２」及び薬物の投与量「Ｄ２」、並びに、薬物の種類「Ｋ３」及び薬物の投与量「Ｄ３」ディスプレイ１５４に表示させる。
【0143】
なお、第７の実施形態において、プラーク１２が特定の状態になる時点は、例えば、第６の実施形態と同様である。例えば、第７の実施形態において、プラーク１２が特定の状態になる時点とは、例えば、プラーク１２が、時点Ｔ０から所定時間後（例えば、数年後等）の特定の時点のプラークとなる特定の時点である。この場合、表示制御機能１５５ｅは、特定の時点における複数のプラーク１２の形状のうち、プラーク１２が被検体にリスクを発生させないプラーク１２の形状をディスプレイ１５４に表示させてもよい。
【0144】
以上、第７の実施形態に係る解析装置１５０及び解析システム１００について説明した。第７の実施形態によれば、上述したように、医師等の使用者によって行われる冠動脈等の血管の疾患に関する診断や治療計画の策定等を支援することができる。
【0145】
（他の実施形態）
なお、上述した実施形態及び変形例では、医用画像データとして、ＣＴ画像データ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、血管の形状及びプラークの形状が抽出可能な種類の医用画像データであれば、どのような種類の医用画像データ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データや、ＭＲＩ装置によって得られたＭＲ画像データ等が用いられてもよい。
なお、上述した実施形態及び変形例では、医用画像データとして、ＣＴ画像データ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、血管の形状及びプラークの形状が抽出可能な種類の医用画像データであれば、どのような種類の医用画像データ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データや、ＭＲＩ装置によって得られたＭＲ画像データ等が用いられてもよい。
【0146】
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１５２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、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。
【0147】
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。
【0148】
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。
【0149】
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。
【0150】
以上説明した少なくとも１つの実施形態又は少なくとも１つの変形例によれば、比較的遠い未来におけるプラークの状態を予測することができる。
【0151】
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】
【0152】
１００ 解析システム
１５０ 解析装置
１５３ 入力インタフェース
１５２ａ ＣＴ画像データ
１５４ ディスプレイ
１５５ 処理回路
１５５ａ 取得機能
１５５ｂ 抽出機能
１５５ｃ 計算機能
１５５ｄ 予測機能
１５５ｅ 表示制御機能
１５０ 解析装置
１５３ 入力インタフェース
１５２ａ ＣＴ画像データ
１５４ ディスプレイ
１５５ 処理回路
１５５ａ 取得機能
１５５ｂ 抽出機能
１５５ｃ 計算機能
１５５ｄ 予測機能
１５５ｅ 表示制御機能
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】