診断支援装置、診断支援プログラムおよび診断支援方法
【課題】
心臓全体について、心臓の機能を表す指標値とともに心臓を構成する各部位の動きを表示し、医師による診断を支援する。
【解決手段】
心臓を位相ごとに撮影することにより取得した、心臓の構造を三次元的に表した三次元形態画像からなる三次元形態画像群を取得し、三次元画像群の所定の位相における三次元形態画像について、さらなる位相に対する心臓の各部分の動きの向きおよび大きさを表す第１の指標値Ｖ１’を算出し、所定の位相における三次元形態画像または三次元形態画像群から心臓の各部分ごとに、診断の指標となる第２の指標値を算出し、心臓の全体について、心臓の各部分の第２の指標値を平面状に配置した２次元画像Ｉを生成し、生成された２次元画像を表示装置に表示するとともに、表示された２次元画像Ｉ上に、第１の指標値Ｖ１’を表す標識を、第１の指標値Ｖ１’の動きの向きを視認可能な態様で重畳表示する。
心臓全体について、心臓の機能を表す指標値とともに心臓を構成する各部位の動きを表示し、医師による診断を支援する。
【解決手段】
心臓を位相ごとに撮影することにより取得した、心臓の構造を三次元的に表した三次元形態画像からなる三次元形態画像群を取得し、三次元画像群の所定の位相における三次元形態画像について、さらなる位相に対する心臓の各部分の動きの向きおよび大きさを表す第１の指標値Ｖ１’を算出し、所定の位相における三次元形態画像または三次元形態画像群から心臓の各部分ごとに、診断の指標となる第２の指標値を算出し、心臓の全体について、心臓の各部分の第２の指標値を平面状に配置した２次元画像Ｉを生成し、生成された２次元画像を表示装置に表示するとともに、表示された２次元画像Ｉ上に、第１の指標値Ｖ１’を表す標識を、第１の指標値Ｖ１’の動きの向きを視認可能な態様で重畳表示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元画像データから算出された心臓の機能を表す二次元画像上で、心臓の動きを表示することにより診断を支援する装置、方法、およびコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線科医による画像診断を支援する装置として、被検体の撮影により得られた三次元データに基づいて被検体を構成する臓器の状態や動きを解析し、解析結果を診断に適した形で画面に表示する装置が提供されている。心臓の心拍運動の解析機能としては、時系列な三次元データに基づいて心機能の評価値（心筋の壁運動量、壁厚変化量等）を算出する機能が知られている。これらの評価値は、心基部（心臓上部の血管と接続するところ）と心尖部（心臓下部の尖った部分）を通る軸に垂直な断面を複数設定し、断面ごとに算出される。算出された評価値は、通常、心臓の形状に合わせて三次元的に表示される。一方、解析結果を２次元的に表す方法としては、各断面における評価値を、半径が異なる同心円の円周上に配置したブルズアイ画像が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、複数の位相ごとに、複数の断面画像からそれぞれ臓器の輪郭情報を抽出し、抽出した複数の輪郭情報から臓器の３次元輪郭を算出し、各位相の３次元輪郭上の対応する頂点間の移動距離により３次元輪郭の運動情報を算出し、各頂点の運動情報に基づいて異なる色で表示された３次元輪郭上に、輪郭を構成する点間を直線で結んだメッシュ表示を重ね合わせて表示する方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、心壁の運動情報について、複数の位相ごとに、心臓の機械的な運動が所定値以上の領域を抽出してブルズアイ画像上に表示することにより、心臓の機械的な運動の時空間的な伝搬の様子を表示する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３０６４８３号公報
【特許文献２】特開２００９−３９４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、心臓の運動について、特許文献１に記載された方法では、心臓の全体の運動情報を把握するためには、３次元輪郭を複数の方向から表示して確認する必要があり、心臓の特定の頂点の移動軌跡を確認するためには、位相の異なる複数の３次元輪郭を表示して対比させる必要があり、心臓の運動情報の把握に手間がかかるものであった。
【０００７】
また、特許文献２に記載された方法では、各位相ごとに心臓の機械的な運動が所定値以上の領域を確認することはできても、心臓を構成する各々の部位が位相変化に応じてどのような方向に運動しているか把握することが難しかった。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みて、心臓全体について、心臓の機能を表す指標値とともに心臓を構成する各部位の動きを理解しやすく表示し、医師による診断を支援することを目的とする。
【発明の概要】
【０００９】
本発明の診断支援装置は、心臓を位相ごとに撮影することにより取得した、前記心臓の構造を三次元的に表した三次元形態画像からなる三次元形態画像群を取得する画像取得手段と、前記三次元画像群の所定の位相における三次元形態画像について、さらなる位相に対する前記心臓の各部分の動きの向きおよび大きさを表す第１の指標値を算出する第１の指標値算出手段と、前記所定の位相における三次元形態画像または前記三次元形態画像群から前記心臓の各部分ごとに、診断の指標となる第２の指標値を算出する第２の指標値算出手段と、前記心臓の全体について、該心臓の各部分の第２の指標値を平面状に配置した２次元画像を生成する２次元画像生成手段と、前記生成された２次元画像を表示装置に表示するとともに、該表示された２次元画像上に、前記指標値算出手段により算出された第１の指標値を表す標識を、該第１の指標値の前記動きの向きを視認可能な態様で重畳表示する表示制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の診断支援方法は、コンピュータにより、心臓を位相ごとに撮影することにより取得した、前記心臓の構造を三次元的に表した三次元形態画像からなる三次元形態画像群を取得し、前記三次元画像群の所定の位相における三次元形態画像について、さらなる位相に対する前記心臓の各部分の動きの向きおよび大きさを表す第１の指標値を算出し、前記所定の位相における三次元形態画像または前記三次元形態画像群から前記心臓の各部分ごとに、診断の指標となる第２の指標値を算出し、前記心臓の全体について、該心臓の各部分の第２の指標値を平面状に配置した２次元画像を生成し、前記生成された２次元画像を表示装置に表示するとともに、該表示された２次元画像上に、前記算出された第１の指標値を表す標識を、該第１の指標値の前記動きの向きを視認可能な態様で重畳表示することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の診断支援プログラムは、コンピュータを、心臓を位相ごとに撮影することにより取得した、前記心臓の構造を三次元的に表した三次元形態画像からなる三次元形態画像群を取得する画像取得手段と、前記三次元画像群の所定の位相における三次元形態画像について、さらなる位相に対する前記心臓の各部分の動きの向きおよび大きさを表す第１の指標値を算出する第１の指標値算出手段と、前記所定の位相における三次元形態画像または前記三次元形態画像群から前記心臓の各部分ごとに、診断の指標となる第２の指標値を算出する第２の指標値算出手段と、前記心臓の全体について、該心臓の各部分の第２の指標値を平面状に配置した２次元画像を生成する２次元画像生成手段と、前記生成された２次元画像を表示装置に表示するとともに、該表示された２次元画像上に、前記指標値算出手段により算出された第１の指標値を表す標識を、該第１の指標値の前記動きの向きを視認可能な態様で重畳表示する表示制御手段として機能させることを特徴としたものである。
【００１２】
また、本発明の診断支援装置による画像取得手段は、前記臓器の構造を三次元的に表した三次元形態画像（3D Anatomical Image）を取得するものであり、さらに臓器の機能を評価するための評価値を臓器の形状に合わせて三次元的に配列した三次元機能画像（3D Functional Image）を取得してもよい。画像取得手段は、診断支援装置として機能するコンピュータに内蔵されるメモリ、ストレージのほか、そのコンピュータに直接またはネットワークを介して接続された外部ストレージから、これらの画像を取得する。三次元機能画像は、臓器が正常に機能しているか否かの評価に用いられる評価値（例えば、臓器の動きや生理的反応を示す値）をボクセルデータとするボリュームデータである。三次元形態画像は、臓器の解剖学的構造を表す値をボクセルデータとするボリュームデータである。
【００１３】
第１の指標値には、所定の位相における三次元形態画像とさらなる位相における三次元形態画像間の、心臓の心壁の各部位の動きの向きと大きさを表すあらゆる指標値を含み、代表的なものとして、拡張末期から収縮末期などの特定の位相間の心壁の変位、心壁の移動速度、心壁の速度の変化量（加速度）があげられる。また、第１の指標値は、三次元機能画像やブルズアイ画像を構成するデータの値でもよく、このデータの値を対象に何らかの解析を行った結果得られた値でもよい。何らかの解析を行った結果得られた値は、例えば、拡張末期から収縮末期などの特定の位相間の心壁の移動速度や加速度などの各データの平均値（加重平均等も含む）、最大値、最小値などが考えられる。また、第１の指標は、例えば、心臓の中心からの半径や、心壁厚等に対する比率で表されてもよく、各心壁の変位、移動速度、心壁の加速度などを、心臓の中心から放射状に心臓の外に向かう向きの成分と、心臓の中心から放射状に心臓の外に向かう向きと直交する平面上の成分に分け、心臓の中心から放射状に心臓の外に向かう向きと直交する平面上の成分を第１の指標値としてもよい。
【００１４】
また、「診断の指標となる第２の指標値」とは、診断に役立つ指標値であればなんでもよく、三次元機能画像やブルズアイ画像を構成するデータの値でもよく、このデータの値を対象に何らかの解析を行った結果得られた値でもよい。例えば、三次元形態画像または三次元機能画像を構成する各データの平均値（加重平均等も含む）を算出する処理、最大値や最小値を求める処理等により得られた値でもよい。また、第２の指標値の具体例として、心臓を構成する各部分の半径や、駆出率、心壁厚、心壁の画素値（心臓の各部分の画素値の平均値等を含む）などのブルズアイ画像表示に用いられるような各指標値があげられる。また、第２の指標値は、第１の指標値と同じ指標値であってもよく、各心壁の変位、移動速度、心壁の加速度などの、心臓の中心から放射状に心臓の外に向かう向きの成分を第２の指標値とし、心臓の中心から放射状に心臓の外に向かう向きと直交する平面上の成分を第１の指標値としてもよい。
【００１５】
また、「前記心臓の全体について、該心臓の各部分の第２の指標値を平面状に配置した２次元画像」とは、例えば、心臓の各部分における第２の指標値に基づいたブルズアイ画像や、心臓全体について、心臓の各部分の第２の指標値を矩形に配置した画像があげられる。心臓の各部分の第２の指標値を矩形に配置した画像は、例えば、”Three-Dimensional Display of Positron Emission Tomography of the Heart”, The Journal of Nuclear Medicine ,29, pp.530-537, 1988に記載された方法により、心臓の各部分における第２の指標値を円筒形状に投影することにより生成できる。
【００１６】
なお、画像取得手段は、心臓の異なる位相における構造をそれぞれ表すｎｔ個（ｎｔは２以上の整数）の三次元形態画像を取得する。なお、第１の指標の種類によって、いくつ以上の位相における三次元形態画像を必要とするかが異なるため、画像取得手段は、第１の指標を算出するために必要な位相の数だけ、異なる位相における三次元形態画像を取得する。例えば、心臓の各部分の変位や速度を算出する場合には、画像取得手段は少なくとも２つ以上の位相における三次元形態画像を取得し、心臓の各部分の加速度を算出する場合には、画像取得手段は３つ以上の位相における三次元形態画像を取得する。
【００１７】
また、本発明の診断支援装置における前記第１の指標値算出手段は、前記心臓の複数の位相における三次元形態画像について、前記第１の指標値を算出するものであり、前記表示制御手段は、時系列に前記各位相における前記標識を表示するものであってもよい。例えば、心臓の検査では、通常、位相が異なる複数の三次元形態画像が取得されるため、一回の検査につき複数の三次元形態画像が保存される。一つの臓器について時間Ｔ１、Ｔ２、…、Ｔｎｔの三次元形態画像がある場合には、第１の指標値算出手段が、ｎｔ個の三次元形態画像ごとに、時間Ｔｉにおける位相における三次元形態画像に対する、時間Ｔｉ＋１の位相における三次元形態画像について、それぞれ第１の指標値を抽出し、時系列に各位相における第１の指標値を表示してもよい。
【００１８】
本発明の診断支援装置において、前記画像取得手段は、前記心臓の機能を評価するための評価値を臓器の形状に合わせて三次元的に配列した三次元機能画像をさらに取得するものであり、第２の指標値算出手段は、前記所定の位相における三次元形態画像と前記三次元形態画像群の少なくとも一方に替えて、前記三次元機能画像から診断の指標となる第２の指標値を算出するものであるものであってもよい。
【００１９】
また、本発明の診断支援装置における前記表示制御手段は、前記２次元画像内に規則的に配置された複数の点において、第１の指標値を表示する標識を表示するものであることが好ましい。例えば、２次元画像上に、格子状に配置した複数の点において、第１の指標値を表示する標識を表示してもよく、２次元画像がブルズアイ画像である場合には、半径の異なる同心円の周上に等間隔に配置した複数の点において、第１の指標値を表示する標識を表示してもよい。
【００２０】
また、「第１の指標値の前記動きの向きを視認可能な態様で重畳表示する」とは、動きの向きが視認可能であればいかなる態様で第１の指標値を表してもよい。例えば、前記表示制御手段は、前記第１の指標値を表す標識として、心臓の動きの向きを表すものであればあらゆる標識を用いることができ、一例として、標識として矢印を用い、この矢印を、心臓の各部分の動きの向きに応じた向きに、心臓の各部分の動きの大きさに応じた長さまたは太さにより表すことが好ましい。
【００２１】
また、前記表示制御手段は、前記第１の指標値を表す標識として、前記心臓の位相の変化に伴う前記２次元画像上の複数の点の軌跡を表示してもよい。
【００２２】
また、前記表示制御手段は、前記第１の指標値を表す標識として、前記二次元画像上に規則的な格子を構成するように配置された複数の点を、該各所定位置における前記第１の指標値の大きさおよび向きに基づいた位置に移動させたものを用いてもよい。
【００２３】
また、第１の標識を、心臓の各部分の動きの向きまたは大きさに応じて異なる色を第１の指標値を表す標識の各点に配置して表示してもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の診断支援装置、方法およびプログラムによれば、前記心臓の全体について、該心臓の各部分の第２の指標値を平面状に配置した２次元画像上に、第１の指標値を表す標識を、該第１の指標値の前記動きの向きを視認可能な態様で重畳表示することができるため、表示された画像上で、心臓全体について、診断の指標となる指標値と心臓の各部分の動きの向きを同時に表示することができる。これにより、医師や放射線技師は、表示された画像上で、心臓全体について診断の指標となる指標値と心臓の各部分の動きの向きの両方を確認することができ、心臓全体について診断の指標となる指標値と各部分の動きの向きを容易に把握することができる。
【００２５】
また、本発明の診断支援装置において、前記画像取得手段が、前記心臓の機能を評価するための評価値を臓器の形状に合わせて三次元的に配列した三次元機能画像をさらに取得するものであり、第２の指標値算出手段は、前記所定の位相における三次元形態画像と前記三次元形態画像群の少なくとも一方に替えて、前記三次元機能画像から診断の指標となる第２の指標値を算出するものである場合には、表示された画像上で、心臓全体について、心臓の機能を評価する指標値と心臓の各部分の動きの向きを同時に表示することができる。これにより、医師や放射線技師は、表示された画像上で、心臓全体について心臓の機能を評価する指標値と心臓の各部分の動きの向きの両方を確認することができ、心臓全体について心臓の機能を評価する指標値と各部分の動きの向きを容易に把握することができる。
【００２６】
また、本発明の診断支援装置における前記第１の指標値算出手段は、前記心臓の複数の位相における三次元形態画像について、前記第１の指標値を算出するものであり、前記表示制御手段は、時系列に前記各位相における前記標識を表示するものである場合には、表示された画像上で、心臓全体について、診断の指標となる指標値と心臓の各部分の動きの向きを同時に表示することができるとともに、位相ごとに変化する心臓の動きを、時系列に容易に把握できる。
【００２７】
また、本発明の診断支援装置における前記表示制御手段が、前記２次元画像内に規則的に配置された複数の点において、第１の指標値を表示する標識を表示するものである場合には、表示された画像上で、心臓全体について、診断の指標となる指標値と心臓の各部分の動きの向きを同時に表示することができるとともに、心臓の各部分の動きの向きをより把握しやすい。
【００２８】
さらに、前記表示制御手段が、前記第１の指標値を表す標識として、矢印を用いた場合には、心臓の各部分の動きの向きを把握しやすい。
【００２９】
また、前記表示制御手段が、前記第１の指標値を表す標識として、心臓の位相の変化に伴う前記２次元画像上の複数の点の軌跡を表示した場合には、心臓の各部分の動きの向きを把握しやすい。
【００３０】
また、前記表示制御手段が、前記第１の指標値を表す標識として、前記二次元画像上に規則的な格子を構成するように配置された複数の点を、該各所定位置における前記第１の指標値の大きさおよび向きに基づいた位置に移動させたものを用いた場合には、心臓の各部分の動きの向きを把握しやすい。
【００３１】
また、本発明の診断支援装置における前記２次元画像生成手段が、前記２次元画像としてブルズアイ画像を生成するものである場合には、表示されたブルズアイ画像上で、心臓全体について、ブルズアイ画像に表した診断の指標となる指標値と心臓の各部分の動きの向きを同時に表示することができる。これにより、医師や放射線技師は、表示されたブルズアイ画像上で、心臓全体について診断の指標となる指標値と心臓の各部分の動きの向きの両方を確認することができ、心臓全体について診断の指標となる指標値と各部分の動きの向きを容易に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態における診断支援装置の概略構成を示す図
【図２】診断支援装置が実行する処理の流れを示すフローチャート
【図３】心機能解析処理において設定される長軸および断面を示す図
【図４】心機能解析処理における評価値の算出例を示す図
【図５】ブルズアイ画像の一例を示す図
【図６】第１の指標値の算出方法を説明する図
【図７】本実施形態の第１の指標値を表す矢印を重畳表示したブルズアイ画像の一例を示す図
【図８】本実施形態の第１の指標値を表す格子を重畳表示したブルズアイ画像の一例を示す図
【図９】本実施形態の第１の指標値を表す軌跡を重畳表示したブルズアイ画像の一例を示す図
【図１０】本実施形態の応用例を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の診断支援装置、診断支援プログラムおよび診断支援方法の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３４】
以下に示す各実施形態において、診断支援装置１は、一台のコンピュータに、各実施形態の診断支援プログラムをインストールしたものである。コンピュータは、診断を行う医師が直接操作するワークステーションやパソコンでもよいし、もしくは、それらとネットワークを介して接続されたサーバコンピュータでもよい。診断支援プログラムは、ＤＶＤ，ＣＤ−ＲＯＭ等の記録メディアに格納されて配布され、その記録媒体からコンピュータにインストールされる。もしくは、ネットワークに接続されたサーバコンピュータの記憶装置、あるいはネットワークストレージに、外部からアクセス可能な状態で記憶され、要求に応じて医師が使用するコンピュータにダウンロードされ、インストールされる。
【００３５】
図１は、ワークステーションに診断支援プログラムをインストールすることにより実現された診断支援装置の概略構成を示す図である。同図が示すように、診断支援装置１は、標準的なワークステーションの構成として、ＣＰＵ２、メモリ３およびストレージ４を備えている。また、診断支援装置１には、ディスプレイ５と、マウス６等の入力装置が接続されている。
【００３６】
ストレージ４には、三次元形態画像７として、ＣＴ（Computed Tomography）装置やＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置が出力したスライスデータから再構成されたボリュームデータ、ＭＳ（Multi Slice）ＣＴ装置やコーンビームＣＴ装置が出力したボリュームデータ等が記憶されている。また、各ボリュームデータは、被検体を所定の時間間隔ΔＴをおいてｎｔ回撮影することにより得られた一連のボリュームデータ群を構成している。なお、ｎｔは２以上の整数である。
【００３７】
また、ストレージ４には、三次元機能画像８として、単一光子放射断層撮影（SPECT: Single Photon Emission Computed Tomography）装置が出力したＳＰＥＣＴ画像、ＭＳＣＴ装置等が出力したボリュームデータを解析することにより生成された機能画像等が記憶されている。後述するように、本実施形態では、ボリュームデータの解析機能（心機能解析機能）は、診断支援プログラムの一機能として提供される。
【００３８】
また、メモリ３には、診断支援プログラムと診断支援プログラムが参照するデータ（処理パラメータ等）が記憶されている。診断支援プログラムは、ＣＰＵ２に実行させる処理として、画像取得処理、第１の指標算出処理、第２の指標算出処理、２次元画像生成処理、および表示制御処理を規定している。そして、ＣＰＵ２がプログラムに従いこれらの処理を実行することで、汎用のワークステーションは、画像取得手段３１、第１の指標値算出手段３２、第２の指標値算出手段３３、２次元画像生成手段３４、表示制御手段３５として機能することになる。
【００３９】
図２は、本実施形態の診断支援プログラムにより実行される診断支援方法の流れを示すブロック図である。以下、図２に従って、本実施形態の診断支援方法を説明する。
【００４０】
診断支援装置１は、選択メニューにおいて心機能の診断支援機能が選択されたことを検出すると、被検体のＩＤの一覧を表示する。診断支援装置１の画像取得手段３１が、ユーザによる選択操作を検出すると、選択された被検体に関連する画像ファイルとして、三次元形態画像７の群をメモリ３にロードする（Ｓ０１）。
【００４１】
一般的な、心臓の検査では、位相が異なる複数の三次元形態画像７が取得されるため、一回の検査につき複数の三次元形態画像７が保存される。本実施形態においては、画像取得手段３１は、心臓の異なる位相における構造をそれぞれ表すＮｔ個（Ｎｔは２以上の整数）の三次元形態画像７を取得する。ここでは、被写体を一定の時間間隔ΔＴで撮影を行ない、時間Ｔ１、Ｔ２、・・・、Ｔｎｔで撮影した一連の三次元形態画像を取得する。
【００４２】
また、画像取得手段３１は、ユーザによる選択操作を検出すると、選択された被検体に関連する画像ファイルの全てを取得してもよい。例えば、その被検体に対し複数種類の検査（例えばＣＴ検査とＳＰＥＣＴ検査）が行われ、その結果ストレージ４に三次元形態画像７と三次元機能画像８の両方が記憶されていた場合には、２種類の画像をメモリ３にロードしてもよい。
【００４３】
まず、第１の指標値算出手段３２は、取得した三次元形態画像７の群を構成する各三次元形態画像７を対象に、心臓領域抽出処理を実行する（Ｓ０２）。
【００４４】
また、以下の処理のうち、第１の指標値算出手段と第２の指標値算出手段は、第１の指標値算出手段が用いる三次元形態画像と第２の指標値算出手段が用いる三次元形態画像が同一の場合など、互いに重複する処理については、いずれか一方のみがその処理を行い、その結果を他方が利用してもよい。ここでは、第２の指標値算出手段３３は、第１の指標値を算出するために用いる三次元形態画像７と第２の指標値を算出するために三次元形態画像７が異なる場合または第２の指標値を算出するためにさらなる三次元機能画像８を用いる場合には、第２の指標値を算出するために用いる三次元形態画像または三次元形態画像群または三次元機能画像８に対して、心臓領域抽出処理を実行する。
【００４５】
なお、第２の指標の種類によって、いくつ以上の位相における三次元形態画像を必要とするかが異なるため、第２の指標を算出するために異なる位相における三次元形態画像を用いる必要がある場合には、三次元形態画像群に対して、心臓領域抽出処理を実行し、第２の指標を算出するために１つの位相における三次元形態画像を用いればよい場合には、一つの三次元形態画像に対して、心臓領域抽出処理を実行すればよい。
【００４６】
心臓領域抽出処理では、心臓領域（心臓全体）を抽出し、さらにその心臓領域から左心室領域を抽出する。本実施形態では、各領域は、各領域の輪郭を決定することにより抽出される。具体的には、診断支援装置１は、三次元形態画像７を構成する各ボクセルデータの値について、心臓の輪郭らしさを表す特徴量、左心室の輪郭らしさを表す特徴量をそれぞれ算出し、算出した特徴量を機械学習により予め取得された評価関数に基づいて評価することで、そのボクセルデータが心臓の輪郭を表すものであるか否か、また左心室の輪郭（左心室と心筋の境界）を表すものであるか否かを判断する。この判断を繰り返すことにより、心臓全体の輪郭および左心室の輪郭を表すボクセルデータが、それぞれ抽出される。本実施形態では、評価関数の取得にアダブースト（Adaboost）アルゴリズムを用いている。この輪郭決定方法の詳細は、例えば、特開２００７−３０７３５８号公報に開示されている。なお、心臓領域の抽出は、他のマシンラーニング法や統計解析法、例えば線形判別法やニューラルネットワーク、サポートベクターマシン等を用いて行ってもよい。
【００４７】
第１の指標値算出手段３２は、心臓の全体について、心臓を構成する各部分の動きの大きさおよび向きについて心機能解析処理を実行する（Ｓ０３）。また、第２の指標値算出手段３３は、所定の位相における三次元形態画像７または一連の三次元形態画像７から心臓を構成する各部分について、第２の指標値を算出するための心機能解析処理を実行する。図３は、心機能解析処理において設定される長軸および断面を示す図であり、図４は、心機能解析処理における評価値の算出例を示す図であり、図５は、ブルズアイ画像の一例を示す図である。以下、図３から図５を参照して、心機能解析処理について説明する。
【００４８】
図３に示すように、心機能解析処理において、第１の指標値算出手段３２および第２の指標値算出手段３３は、抽出された左心室領域に対し、心芯部と左心室のほぼ中心と心基部とを結ぶ長軸Ａ１と長軸Ａ１と直交する短軸Ａ２を設定する。本実施形態では、長軸Ａ１は、心臓領域抽出処理の結果から心芯部と左心室の中心の位置座標を算出することにより、自動的に設定される。短軸Ａ２は、左心室の中心を通り、長軸Ａ１と直交するように設定される。但し、自動設定された長軸の位置や方向は、ユーザ操作により修正可能とする。本実施形態では、自動設定された長軸が心臓領域の画像とともに画面に表示され、ドラッグ操作あるいは回転操作により長軸の位置や方向を変更することができる。
【００４９】
続いて、第１の指標値算出手段３２および第２の指標値算出手段３３は、設定した長軸と直交する複数の断面Ｐ１〜ＰＮを設定する。そして、図４に示すように、各断面Ｐｉにおいて、長軸と断面との交点Ｃから断面に沿って放射状に延びる複数の線分ｌ１〜ｌｍを定義する。そして各線分ｌｉ上で左心室と心筋の境界１９および心筋の外壁２０の座標値を求め、それらの座標値から各線分ｌｉ上での心筋の壁厚ｔを算出する。
【００５０】
また、第１の指標値算出手段３２は、心臓の動きを解析するために、種々の方法を用いることができ、一例として、Tissue Tracking法のように、局所的にテンプレートマッチングを行い、心壁の各部分がどのように移動するか追跡する方法が適用できる。また、Tagging法のように、ＭＲＩ装置による撮影時に、格子模様を投影し、格子模様の変形により心壁の各部分がどのように移動したか測定する方法も適用できる。本実施形態では、時間Ｔ１、Ｔ２、…、Ｔｎｔにおける複数の時系列な三次元形態画像７について、各時間Ｔｉにおける三次元形態画像７とＴｉ＋ΔＴにおける三次元形態画像７の間で（１≦ｉ＜Ｎｔ）、テンプレートマッチング法により心壁の各部分の動きを解析する処理を繰り返し、心臓の動きを表す評価値をそれぞれ算出する。なお、心臓の動きを解析するために、２つ以上の位相における三次元形態画像７を用いて解析を行う必要がある。心臓についてＮｔ個の三次元形態画像７がある場合に、どのような位相間で三次元形態画像７間の心臓の動きを解析するかについては、ユーザが任意に設定して前述の処理を行ってもよい。
【００５１】
なお、三次元形態画像７の解析により三次元機能画像８を生成する方法の詳細は、例えば、特許文献１や特開２００８−２８９７９９号公報に開示されている。
【００５２】
本実施形態においては、周知の方法で算出された上記各評価値のうち、心臓の中心から放射状に心臓の外側に延びる方向に直交する方向の心壁の壁移動量を、第１の指標値として算出し（Ｓ０４）、心臓の中心から放射状に心臓の外側に延びる方向の心壁の壁移動量を第２の指標値として算出する（Ｓ０５）。
【００５３】
図６は、本実施形態における２次元画像上に重畳表示するための第１の指標値の算出方法を説明する図である。
【００５４】
本実施形態では、所定の位相である時間Ｔにおける三次元形態画像とさらなる位相である時間Ｔ＋ΔＴにおける三次元形態画像とを比較し、設定した長軸と直交する複数の断面Ｐ１〜ＰＮのうちの断面ＰＪ（１≦Ｊ≦Ｎ）ごとに、心筋を複数の部分Ｑ１、Ｑ２、…、Ｑｍ（ｍは２以上の整数）に分割する。
【００５５】
そして、図６に示すように、分割した各心筋の部分Ｑｉの動きを表す評価値を、長軸と断面ＰＪとの交点Ｃから心筋の部分Ｑｉに向かう方向と直交する、断面ＰＪ上の方向ａの成分Ｖａｉ、長軸と断面ＰＪとの交点Ｃから心筋の部分Ｑｉに向かう方向ｂの成分Ｖｂｉ、断面ＰＪと垂直方向ｃの成分ＶｃｉからなるベクトルＶｉとして算出する。なお、長軸と断面ＰＪとの交点Ｃから心筋の部分Ｑｉに向かう方向と直交する、断面ＰＪ上の方向ａは、概ね心臓の円周方向と同じであるため、断面ＰＪ上の方向ａの成分Ｖａｉは、ほぼ断面上の心臓の円周方向の動きを表すものとなる。
【００５６】
そして、このベクトルＶｉのうち、断面ＰＪ上の方向ａの成分Ｖａｉと断面ＰＪと直交する方向ｃの成分Ｖｃｉを、ブルズアイ画像Ｉ上の対応する部分Ｑｉ’の円周方向ｄの成分Ｖｄｉと半径方向ｅの成分Ｖｅｉとしてそれぞれ対応付けて、部分Ｑｉ’の円周方向ｄの成分Ｖｄｉと半径方向ｅの成分Ｖｅｉからなる第１の指標値を表すベクトルＶｉ’を算出する。また、本実施形態では、部分Ｑｉにおける第２の指標値として、第１の指標値に含まれない、長軸と断面との交点Ｃから断面に沿って延びる方向ｂの成分Ｖｂｉを第２の指標値として算出する。そして、設定した長軸と直交する複数の断面Ｐ１〜ＰＮのうちの断面ＰＪ（１≦Ｊ≦Ｎ）ごとに、各心筋の部分Ｑｉ（１≦ｉ≦ｍ）に対し、第１の指標値と第２の指標値を算出する処理を繰り返し、心臓の全体について、第１の指標値と第２の指標値を算出する。
【００５７】
また、本実施形態のように、第１の指標値を算出するボリュームデータと第２の指標値を算出するボリュームデータが同一の場合、心筋の部分Ｑｉの位置の位置合わせは必要ない。第１の指標値を算出するボリュームデータと第２の指標値を算出するボリュームデータが異なる場合には、これらの異なるボリュームデータ間での対応する部分の位置合わせは、例えば特開２００８−２８９７９９号公報、特開２００８−２５３７５３号公報に記載された方法など、周知の種々の方法により位置合わせを行うことができる。
【００５８】
なお、第１の指標値の算出処理と第２の指標値の算出処理は、いずれを先に行ってもよく、両方同時に行ってもよい。また、第１の指標値の算出処理と第２の指標値の算出処理において重複処理については、一方の処理の結果を他方に用いてもよい。
【００５９】
また、第２の指標値算出手段３３は、第１の指標値の算出処理の結果を第２の指標値の算出処理に利用しない場合には、例えば、膜厚変化量を第２の指標値とする場合には、位相の異なる三次元形態画像７間で座標値等の差分などを取得するなど、周知の方法により第２の指標値を算出するための評価値を別途算出する。この処理により、評価値が心臓の形状に合わせて配列された三次元機能画像８が生成される。生成された三次元機能画像８は、メモリ３に記憶される。また、第２の指標値算出手段３３は、複数の評価値を算出し、評価値ごとに、評価値が心臓の形状に合わせて配列された複数の三次元機能画像８を生成してもよい。
【００６０】
なお、本実施形態のように三次元形態画像７から第１、第２の評価値を行うだけでなく、画像取得手段３１は、心臓の機能を評価するための評価値を臓器の形状に合わせて三次元的に配列した三次元機能画像８をさらに取得するものであり、第２の指標値算出手段３３は、所定の位相における三次元形態画像と三次元形態画像群の少なくとも一方に替えて、三次元機能画像から診断の指標となる第２の指標値を算出し、２次元画像生成手段３４が算出された第２の指標値に基づいて２次元画像を生成するものであってもよい。
【００６１】
例えば、第２の指標値算出手段３３は、メモリ３にＳＰＥＣＴ画像等の三次元機能画像８が記憶されているときには、三次元機能画像８を構成するデータを第２の指標値とし、心機能解析処理を実行しなくてもよい。
【００６２】
なお、三次元機能画像８が表す評価値としては、壁厚のように１つの三次元形態画像７から算出される評価値がある。一方、壁移動量、壁厚変化量、駆出率のように、複数の時系列な三次元形態画像７を解析することにより算出される評価値もある。また、さらに取得された三次元機能画像８は、三次元形態画像７に対して心機能解析を行った結果得られたものでも良く、ＳＰＥＣＴ画像等、機能画像を生成する撮影装置から出力されたものであってもよく、ＳＰＥＣＴ画像等の機能画像を生成する撮影装置から出力された評価値と三次元形態画像７により得られた評価値を組み合わせて算出した評価値により得られたものであってもよい。
【００６３】
次に、２次元画像生成手段３４は、心臓の全体について、心臓の各部分の第２の指標値を平面状に配置した２次元画像を生成する。ここでは、第２の指標値に基づいてブルズアイ画像Ｉを生成する（Ｓ０６）。ブルズアイ画像生成処理において、診断支援装置１は、三次元機能画像８の断面Ｐ１〜ＰＮに含まれる第２の指標値を、断面ごとに半径が異なる同心円の円周上に配することにより、ブルズアイ画像Ｉを生成する。本実施形態では、心芯部を同心円の中心とし、心芯部に最も近い断面ＰＮの評価値が最も半径の小さい円上に配され、心芯部から最も遠い断面Ｐ１の評価値が、最も半径の大きい円上に配されるようなブルズアイ画像Ｉを生成する。図５に、このような処理により生成されたブルズアイ画像Ｉの一例を示す。
【００６４】
そして、表示制御手段３５は、生成された２次元画像を表示装置５に表示するとともに、表示された２次元画像上に、指標値算出手段により算出された第１の指標値を表す標識を、第１の指標値の動きの向きを視認可能な態様で重畳表示する（Ｓ０７）。
【００６５】
図７に、第１の指標値を表すベクトルＶ１’-ＶＮ’を表す矢印を、断面ごとに半径が異なる同心円の円周上に所定の間隔で配置された複数の点に表示したブルズアイ画像Ｉを例示する。図７に示すように、本実施形態では、表示制御手段３５は、心筋の各部分における第１の指標値として、円周方向の成分Ｖｄｉ、半径方向の成分ＶｅｉであるベクトルＶｉ’を表す矢印をブルズアイ画像Ｉに重畳表示する。
【００６６】
本実施形態によれば、心臓の全体について、心臓の各部分の第２の指標値を平面状に配置した２次元画像上に、第１の指標値を表す標識を、第１の指標値の動きの向きを視認可能な態様で重畳表示することができるため、表示された画像上で、心臓全体について、診断の指標となる指標値と心臓の各部分の動きの向きを同時に表示することができる。これにより、医師や放射線技師は、表示された画像上で、心臓全体について診断の指標となる指標値と心臓の各部分の動きの向きの両方を確認することができ、心臓全体について診断の指標となる指標値と各部分の動きの向きを容易に把握することができる。このため、画像を回転させる等の操作無しに、簡単に心壁の運動を把握することができ、さらには２次元画像による第２の指標値と併せて第１の指標値の把握ができるため、心機能の異常等を容易に推定することができる。
【００６７】
また、本実施形態において、表示制御手段３５が、２次元画像内に規則的に配置された複数の点において、第１の指標値を表示する標識を表示するものであるため、表示された画像上で、心臓全体について、診断の指標となる指標値と心臓の各部分の動きの向きを同時に表示することができるとともに、心臓の各部分の動きの向きをより把握しやすい。
【００６８】
さらに、表示制御手段３５が、第１の指標値を表す標識として、矢印を用いたため、心臓の各部分の動きの向きを把握しやすい。
【００６９】
また、本発明の診断支援装置における２次元画像生成手段３４が、２次元画像としてブルズアイ画像Ｉを生成するものであるため、表示されたブルズアイ画像Ｉ上で、心臓全体について、ブルズアイ画像Ｉに表した診断の指標となる指標値と心臓の各部分の動きの向きを同時に表示することができる。これにより、医師や放射線技師は、表示されたブルズアイ画像Ｉ上で、心臓全体について診断の指標となる指標値と心臓の各部分の動きの向きの両方を確認することができ、心臓全体について診断の指標となる指標値と各部分の動きの向きを容易に把握することができる。
【００７０】
以下に、本明細書の診断支援方法を適用可能な第１の指標値および第２の指標値の他の例について説明する。
【００７１】
第１の指標値は、所定の位相における三次元形態画像７とさらなる位相における三次元形態画像７間の、心臓の心壁の各部位の動きの向きと大きさを表すあらゆる指標値を含む。また、第１の指標値は、心臓の心壁の各部位の動きの向きと大きさを表すものであれば、三次元機能画像８やブルズアイ画像Ｉを構成するデータの値でもよく、このデータの値を対象に何らかの解析を行った結果得られた値でもよい。何らかの解析とは、例えば、拡張末期から収縮末期などの特定の位相間の心壁の移動速度や加速度などの各データの平均値（加重平均等も含む）、最大値、最小値などが考えられる。
【００７２】
例えば、第１の指標値として、三次元機能画像８やブルズアイ画像Ｉを構成する評価値のうち、次のような指標値を算出し、提示することが考えられる。
(i)壁移動量：心臓の拡張期と収縮期の壁の位置の変位を示す値
(ii) 心壁の移動速度
(iii)心壁の加速度：心壁の移動速度の変化量を表す値
【００７３】
また、第２の指標値は、診断に役立つ指標値であれば何でもよく、三次元機能画像８やブルズアイ画像Ｉを構成するデータの値でもよく、このデータの値を対象に何らかの解析を行った結果得られた値でもよい。例えば、三次元形態画像７または三次元機能画像８を構成する各データの平均値（加重平均等も含む）を算出する処理、最大値や最小値を求める処理等により得られた値でもよい。また、第２の指標値は、第１の指標値と同じ指標値であってもよく、異なる指標値であってもよい。
【００７４】
また、例えば、第２の指標値として、三次元機能画像８やブルズアイ画像Ｉを構成する評価値のうち、次のような指標値を算出し、提示することが考えられる。
(iv)壁移動量：心臓の拡張期と収縮期の壁の位置の変位を示す値
(v)壁厚変化量：拡張期と収縮期の心筋の厚さの差
(vi)壁厚増加率：壁厚変化量と拡張期の壁厚の比を示す値
(vii)壁運動量：拡張期と収縮期の心室径の差を示す値
(viii)駆出率：１回の収縮で拍出される血液の量と心臓の拡張期の容量の比を示す値
【００７５】
上記実施形態においては、第１の指標値として、各断面の心筋の部分Ｑｉの動きを表す第１の指標値のうち、心臓の長軸から各断面の心筋の部分Ｑｉに向かう方向ａに直交する平面上の動きを表し、第２の指標値として心臓の長軸から各断面の心筋の部分Ｑｉに向かう方向ｂの動きを表示することができるため、表示された画像上で、心臓のねじれの動きを分かり易く表示することができ、医師らは心臓の全体について、心筋のねじれの動きを容易に把握することができる。また、従来方法では、心臓の半径方向の動きについての指標値しか２次元画像で表せなかったところ、本実施形態のように、第１の指標値により、心臓の部分の３方向の動きを２次元画像で表せるため、心臓の動きを詳しく正確に表示することができる。
【００７６】
また、本実施形態の変形例として、各断面の心筋の部分Ｑｉの動きを表す第１の指標値のうち、図６に示すように、心臓の長軸から各断面の心筋の部分Ｑｉに向かう方向ｂに直交する、断面ＰＪ上の方向ａの成分Ｖａを、ブルズアイ画像Ｉ上の円周方向ｄの成分Ｖｄｉとして対応付けてもよい。そして、表示制御手段３５は、円周方向の成分Ｖａｉの大きさを、矢印の長さとして決定してもよい。このように、第１の指標値として、心臓の長軸から各断面の心筋の部分Ｑｉに向かう方向ｂに直交する平面上の心筋の動きを表示し、第２の指標値として心心臓の長軸から各断面の心筋の部分Ｑｉに向かう方向ｂの動きを表示した場合には、表示された画像上で、心臓の２方向の動きを分かり易く表示することができ、医師らは心臓の全体について、心筋の円周方向のねじれの動きを容易に把握することができる。
【００７７】
さらに、各断面の心筋の部分Ｑｉの動きを、心臓の長軸から各断面の心筋の部分Ｑｉに向かう方向ｂに直交する、断面ＰＪ上の方向の成分Ｖａと、心臓の長軸から各断面の心筋の部分Ｑｉに向かう方向ｂの成分Ｖｂｉを、ブルズアイ画像Ｉ上の円周方向ｄの成分Ｖｄｉと半径方向ｅの成分Ｖｅｉとしてそれぞれ対応付けてもよい。そして、表示制御手段３５は、ベクトルＶｉ’を円周方向の成分Ｖｄｉ、半径方向の成分Ｖｅｉとなるように、ベクトル表示してもよい。以上のように、表示された画像上で、第１の指標値が心臓の長軸から各断面の心筋の部分Ｑｉに向かう方向ｂに直交する方向への動きを表す場合には、医師らは心臓の全体について、心筋のねじれの動きを容易に把握することができる。また、第１の指標値と第２の指標値の両方が、心臓の動きを表すものである場合には、心臓の動きを複数の表現方法により表示できるため、より心臓の動きを詳細に把握することができる。
【００７８】
また、本実施形態において、表示制御手段３５は、第１の指標値の大きさが大きくなるにつれて、矢印の太さが太くなるように表示してもよい。ユーザが直感的に第１の指標値の大きさを把握することができる。
【００７９】
また、上記例において、ベクトルＶ’の成分に含まれない方向の成分の大きさ、または、ベクトルＶ’の成分に含まれない方向の成分を含む各成分を加算したベクトルの大きさを、付帯的な情報として表示してもよい。例えば、上記のような付帯的な情報を、矢印の近傍に数値で表示してもよく、ベクトルＶ’の成分に含まれない方向の成分の大きさ、または、ベクトルＶ’の成分に含まれない方向の成分を含む各成分を加算したベクトルの大きさを、所定の範囲ごとに、異なる種類の矢印の幅、色、矢尻・矢の根の形状等に予め対応付けて、付帯的な情報を、矢印の幅、色、矢尻・矢先の形状等により識別可能に表してもよい。また、第１の指標の値に応じて異なる色を標識の各点に配置して表示してもよい。
【００８０】
また、これに限られず、種々の方法により、ユーザの要求に応じて、第１の指標値を表す標識を、心臓の各部分の動きの向きまたは大きさごとに色を異ならせて表示してもよい。また、上記付帯的な情報ごとに異なる色を標識に配置して表示してもよい。
【００８１】
また、本実施形態の変形例として画像取得手段３１が、心臓の機能を評価するための評価値を臓器の形状に合わせて三次元的に配列した三次元機能画像８をさらに取得するものであり、第２の指標値算出手段３３は、所定の位相における三次元形態画像と前記三次元形態画像群の少なくとも一方に替えて、三次元機能画像から診断の指標となる第２の指標値を算出するものであってもよい。この場合には、表示された画像上で、心臓全体について、心臓の機能を評価する指標値と心臓の各部分の動きの向きを同時に表示することができる。これにより、医師や放射線技師は、表示された画像上で、心臓全体について心臓の機能を評価する指標値と心臓の各部分の動きの向きの両方を確認することができ、心臓全体について心臓の機能を評価する指標値と各部分の動きの向きを容易に把握することができる。
【００８２】
なお、本実施形態では、２次元画像生成手段３４が、２次元画像に第１の指標値を対応付けた２次元画像を生成し、表示制御手段３５がこれを表示装置５に表示することにより、２次元画像上に第１の指標値を表す標識を、第１の指標値の動きの向きを視認可能な態様で重畳表示したが、生成された２次元画像と第１の指標値を表す標識を、第１の指標値の動きの向きを視認可能な態様で重畳表示可能であれば、これに限られず、第１の指標値に基づいた２次元画像と第２の指標値に基づいた２次元画像を個々に生成し、重ね合わせて表示してもよい。
【００８３】
また、第１の指標を表す標識は、心臓の動きの向きと大きさを表すものであれば、種々の標識を用いることができる。例えば、矢印に限られず、ベクトルを表示可能な種々の標識を用いてよい。また、図８、図９は、第１の指標値を表す異なる標識の表示例を示す。図８は、本実施形態の第１の指標値を表す格子を重畳表示したブルズアイ画像Ｉの一例を示す図であり、図９は、本実施形態の第１の指標値を表す軌跡を重畳表示したブルズアイ画像Ｉの一例を示す図である。
【００８４】
図８に示すように、表示制御手段３５は、第１の指標値を表す標識として、図８左に示すような二次元画像上に規則的な格子を構成するように配置された複数の点を、図８右に示すように、各所定位置における第１の指標値の大きさおよび向きに基づいた位置に移動させたものを表示してもよい。この場合には、心臓の各部分の動きの向きを把握しやすい。
【００８５】
また、各第１の指標を表す標識を組み合わせて２次元画像上に表示してもよい。例えば、図８右に示すような格子と図７に示すような矢印の両方をブルズアイ画像上に表示してもよい。複数の標識を用いることにより、心臓の動きを様々な表現方法により表示することができ、ユーザの理解を高めることができる。
【００８６】
また、図９に示すように、表示制御手段３５は、心臓の位相の変化に伴う２次元画像上の複数の点の軌跡を表示してもよい。図９は、ブルズアイ画像Ｉ上の半径の異なる同心円状に所定の間隔で複数配置された各点における、拡張末期から収縮末期までの位相の変化に伴う軌跡を表すイメージ図である。この場合には、心臓の各部分の動きの向きを把握しやすい。また、この軌跡上の各位相における速度や加速度等に応じて、例えば、速度又は加速度が大きくなるほど軌跡の色の濃度を大きくするなど、軌跡をグラデーション表示してもよい。この場合には、各位置の位相変化に応じた移動だけでなく、速度や加速度等の他の動きを表すことができ、心臓の動きをより詳しく把握できる。
【００８７】
また、第１の実施形態では、第１の指標値算出手段３２が、Ｎｔ個の三次元形態画像７ごとに、各三次元形態画像７および各三次元形態画像７に対して後続の位相から、第１の評価値を算出している。２次元画像生成手段３４は、各位相ごとに、時系列に各位相における第１の評価値を対応付けた２次元画像を生成し、表示制御手段３５は、時系列に各位相における標識を表示するものであることが好ましい。
【００８８】
この場合には、表示された画像上で、心臓全体について、診断の指標となる指標値と心臓の各部分の動きの向きを同時に表示することができるとともに、位相ごとに変化する心臓の動きを、時系列に容易に把握できる。
【００８９】
図１０は、第１の実施形態の応用例を説明する図である。本実施形態の診断支援装置は、ブルズアイ画像Ｉ上に重畳表示された標識を指定することにより、指定された標識に対応する位置の断層像を表示してもよい。例えば、図１０に示すようにユーザがカーソルＳを移動させてブルズアイ画像Ｉ上の矢印の任意の位置をマウス等でクリック操作を受け付けて、クリックされた矢印の根の位置に対応する位置を含む断層像Ｐｋを表示してもよい。
【００９０】
さらに、上記の場合、ブルズアイ画像Ｉ上の矢印上の長さ方向の位置を、位相の変化に沿った所定の時間に対応付けてもよい。例えば、矢印の根を心臓の拡張末期の時間とし、矢尻を収縮末期の終了時間となるように、矢印の長さ方向に沿って、矢印の長さ方向の位置を所定の時間の進行に沿った各位相に対応付けてもよい。そして、ユーザが矢印の任意の位置をマウス等でクリックすると、クリックされた矢印の位置に対応する位相における三次元形態画像の、矢印の根の位置に対応する位置を含む断層像が表示されて、続く位相における矢印の根の位置に対応する位置を含む断層像に対応する画像が時系列に動画表示されてもよい。
【００９１】
また、この場合に、ユーザが矢印の任意の位置をマウス等でクリックするとともにクリックした位置からマウスをドラッグすると、ドラッグした距離または時間に応じて時系列の動画表示の期間を決定してもよい。つまり、ドラッグした距離またはドラッグした時間ごとに、所定の時間のうちの再生する時間の割合を予め対応付けて設定し、クリックされた矢印の位置に対応する位相から、ドラッグした距離またはドラッグした時間に対応付けられた時間だけ、矢印の根の位置に対応する位置を含む断層像が表示されて、続く位相における矢印の根の位置を含む断層像に対応する画像が時系列に動画表示されてもよい。
【００９２】
なお、診断支援装置１は、冠動脈抽出手段をさらに備え、冠動脈を周知の種々の方法により抽出し、例えば、特開２００５−２７９９９号公報、特開２００８−２５３７５３号公報などに示すように、ブルズアイ画像Ｉに、冠動脈像を重ね合わせて表示する周知の方法により、抽出された冠動脈領域を、表示装置の画面に重畳表示してもよい。なお、この画面において、ユーザは、表示された冠動脈領域の経路を修正したり、自動処理で抽出できなかった経路等を手動で設定することができるように、診断支援装置１を構成することが好ましい。つまり、診断支援装置１は、画面に対して行われたユーザの操作を検出したら、その操作に基づいて、メモリに記憶されている冠動脈の情報を修正し、また、画面に表示されている冠動脈領域を、修正後の情報に基づいて更新可能であることが好ましい。
【００９３】
本実施形態において、診断支援装置は、メモリ３に記憶されている標識の種類の設定情報を参照することにより、もしくはユーザが行うメニュー選択操作を検出することにより、画面の標識の種類および表示タイミング（表示切り替え）を制御してもよい。
【００９４】
例えば、表示制御装置は、ＧＵＩ等により第１の指標を表す標識を選択可能にし、ユーザの選択操作を検出することにより、第１の指標の標識として矢印が指定されたときには、矢印により第１の指標値をブルズアイ画像Ｉに重ねて表示し、第１の指標の標識として各部分の軌跡が指定されたときには、各点の軌跡により第１の指標値をブルズアイ画像Ｉに重ねて表示し、第１の指標の標識として格子模様が指定されたときには、規則的な格子を構成するように配置された複数の点を第１の指標値に基づいて移動させた模様をブルズアイ画像Ｉに重ねて表示する。なお、第１の指標値を表す標識をブルズアイ画像Ｉ上に表示するか否かについても、図７に例示した第１の指標値を表す標識を重畳表示したブルズアイ画像Ｉと図５に例示したブルズアイ画像Ｉとは別個に保存し、ユーザの要求に応じて切り替えて表示できることが好ましい。診断支援装置１は、ブルズアイ画像Ｉの重ね合わせ表示を行うか否か、およびどのような標識を用いて重ね合わせ表示するかを、設定情報もしくはユーザ操作に従って決定する。
【００９５】
また、診断支援装置１は、第２の指標値算出手段３３が、種類の異なる複数の第２の指標値を算出し、２次元画像生成手段３４が、複数の第２の指標値ごとに２次元画像を生成し、表示制御手段３５が、ユーザの要求に応じて、所望の２次元画像に第１の指標値を表す標識を重畳表示してもよい。
【００９６】
また、上記各実施形態では、ブルズアイ画像Ｉを、心芯部を同心円の中心とし、心芯部に最も近い断面ＰＮ上で求められた値が最も半径の小さい円上に配され、心芯部から最も遠い断面Ｐ１上で求められた値が、最も半径の大きい円上に配されるように生成されるが、心基部を同心円の中心とし、断面Ｐ１上で求められた値が最も半径の小さい円上に配され、断面ＰＮ上で求められた値が最も半径の大きい円上に配されるように、ブルズアイ画像を生成してもよい。ブルズアイ画像に関しては、この他にも種々の変形例が知られているが、本発明ではいずれの方法を採用してもよい。
【００９７】
また、上記各実施形態では、診断支援装置１は、一台のコンピュータに各プログラムを組み込んだものであったが、複数台のコンピュータに各プログラムを分散して組み込むことにより、診断支援装置１と同等の機能を実現する診断支援システムを構築してもよい。
【００９８】
また、上記各実施形態において、診断支援装置１は、表示出力のほか、プリント出力、データ出力（ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤなどのメディアへの記録もしくはネットワークを介した転送）を行う手段を備えるものとしてもよい。すなわち、本発明において、指標値の出力形態は表示出力に限定されない。
【００９９】
このように、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更を加えることができる。
【符号の説明】
【０１００】
１ 診断支援装置、 ２ ＣＰＵ、 ３ メモリ、 ４ ストレージ
５ ディスプレイ、 ６ マウス、
７ 三次元形態画像、 ８ 三次元機能画像
３１ 画像取得手段
３２ 第１の指標値算出手段
３３ 第２の指標値算出手段
３４ ２次元画像生成手段
３５ 表示制御手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元画像データから算出された心臓の機能を表す二次元画像上で、心臓の動きを表示することにより診断を支援する装置、方法、およびコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線科医による画像診断を支援する装置として、被検体の撮影により得られた三次元データに基づいて被検体を構成する臓器の状態や動きを解析し、解析結果を診断に適した形で画面に表示する装置が提供されている。心臓の心拍運動の解析機能としては、時系列な三次元データに基づいて心機能の評価値（心筋の壁運動量、壁厚変化量等）を算出する機能が知られている。これらの評価値は、心基部（心臓上部の血管と接続するところ）と心尖部（心臓下部の尖った部分）を通る軸に垂直な断面を複数設定し、断面ごとに算出される。算出された評価値は、通常、心臓の形状に合わせて三次元的に表示される。一方、解析結果を２次元的に表す方法としては、各断面における評価値を、半径が異なる同心円の円周上に配置したブルズアイ画像が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、複数の位相ごとに、複数の断面画像からそれぞれ臓器の輪郭情報を抽出し、抽出した複数の輪郭情報から臓器の３次元輪郭を算出し、各位相の３次元輪郭上の対応する頂点間の移動距離により３次元輪郭の運動情報を算出し、各頂点の運動情報に基づいて異なる色で表示された３次元輪郭上に、輪郭を構成する点間を直線で結んだメッシュ表示を重ね合わせて表示する方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、心壁の運動情報について、複数の位相ごとに、心臓の機械的な運動が所定値以上の領域を抽出してブルズアイ画像上に表示することにより、心臓の機械的な運動の時空間的な伝搬の様子を表示する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３０６４８３号公報
【特許文献２】特開２００９−３９４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、心臓の運動について、特許文献１に記載された方法では、心臓の全体の運動情報を把握するためには、３次元輪郭を複数の方向から表示して確認する必要があり、心臓の特定の頂点の移動軌跡を確認するためには、位相の異なる複数の３次元輪郭を表示して対比させる必要があり、心臓の運動情報の把握に手間がかかるものであった。
【０００７】
また、特許文献２に記載された方法では、各位相ごとに心臓の機械的な運動が所定値以上の領域を確認することはできても、心臓を構成する各々の部位が位相変化に応じてどのような方向に運動しているか把握することが難しかった。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みて、心臓全体について、心臓の機能を表す指標値とともに心臓を構成する各部位の動きを理解しやすく表示し、医師による診断を支援することを目的とする。
【発明の概要】
【０００９】
本発明の診断支援装置は、心臓を位相ごとに撮影することにより取得した、前記心臓の構造を三次元的に表した三次元形態画像からなる三次元形態画像群を取得する画像取得手段と、前記三次元画像群の所定の位相における三次元形態画像について、さらなる位相に対する前記心臓の各部分の動きの向きおよび大きさを表す第１の指標値を算出する第１の指標値算出手段と、前記所定の位相における三次元形態画像または前記三次元形態画像群から前記心臓の各部分ごとに、診断の指標となる第２の指標値を算出する第２の指標値算出手段と、前記心臓の全体について、該心臓の各部分の第２の指標値を平面状に配置した２次元画像を生成する２次元画像生成手段と、前記生成された２次元画像を表示装置に表示するとともに、該表示された２次元画像上に、前記指標値算出手段により算出された第１の指標値を表す標識を、該第１の指標値の前記動きの向きを視認可能な態様で重畳表示する表示制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の診断支援方法は、コンピュータにより、心臓を位相ごとに撮影することにより取得した、前記心臓の構造を三次元的に表した三次元形態画像からなる三次元形態画像群を取得し、前記三次元画像群の所定の位相における三次元形態画像について、さらなる位相に対する前記心臓の各部分の動きの向きおよび大きさを表す第１の指標値を算出し、前記所定の位相における三次元形態画像または前記三次元形態画像群から前記心臓の各部分ごとに、診断の指標となる第２の指標値を算出し、前記心臓の全体について、該心臓の各部分の第２の指標値を平面状に配置した２次元画像を生成し、前記生成された２次元画像を表示装置に表示するとともに、該表示された２次元画像上に、前記算出された第１の指標値を表す標識を、該第１の指標値の前記動きの向きを視認可能な態様で重畳表示することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の診断支援プログラムは、コンピュータを、心臓を位相ごとに撮影することにより取得した、前記心臓の構造を三次元的に表した三次元形態画像からなる三次元形態画像群を取得する画像取得手段と、前記三次元画像群の所定の位相における三次元形態画像について、さらなる位相に対する前記心臓の各部分の動きの向きおよび大きさを表す第１の指標値を算出する第１の指標値算出手段と、前記所定の位相における三次元形態画像または前記三次元形態画像群から前記心臓の各部分ごとに、診断の指標となる第２の指標値を算出する第２の指標値算出手段と、前記心臓の全体について、該心臓の各部分の第２の指標値を平面状に配置した２次元画像を生成する２次元画像生成手段と、前記生成された２次元画像を表示装置に表示するとともに、該表示された２次元画像上に、前記指標値算出手段により算出された第１の指標値を表す標識を、該第１の指標値の前記動きの向きを視認可能な態様で重畳表示する表示制御手段として機能させることを特徴としたものである。
【００１２】
また、本発明の診断支援装置による画像取得手段は、前記臓器の構造を三次元的に表した三次元形態画像（3D Anatomical Image）を取得するものであり、さらに臓器の機能を評価するための評価値を臓器の形状に合わせて三次元的に配列した三次元機能画像（3D Functional Image）を取得してもよい。画像取得手段は、診断支援装置として機能するコンピュータに内蔵されるメモリ、ストレージのほか、そのコンピュータに直接またはネットワークを介して接続された外部ストレージから、これらの画像を取得する。三次元機能画像は、臓器が正常に機能しているか否かの評価に用いられる評価値（例えば、臓器の動きや生理的反応を示す値）をボクセルデータとするボリュームデータである。三次元形態画像は、臓器の解剖学的構造を表す値をボクセルデータとするボリュームデータである。
【００１３】
第１の指標値には、所定の位相における三次元形態画像とさらなる位相における三次元形態画像間の、心臓の心壁の各部位の動きの向きと大きさを表すあらゆる指標値を含み、代表的なものとして、拡張末期から収縮末期などの特定の位相間の心壁の変位、心壁の移動速度、心壁の速度の変化量（加速度）があげられる。また、第１の指標値は、三次元機能画像やブルズアイ画像を構成するデータの値でもよく、このデータの値を対象に何らかの解析を行った結果得られた値でもよい。何らかの解析を行った結果得られた値は、例えば、拡張末期から収縮末期などの特定の位相間の心壁の移動速度や加速度などの各データの平均値（加重平均等も含む）、最大値、最小値などが考えられる。また、第１の指標は、例えば、心臓の中心からの半径や、心壁厚等に対する比率で表されてもよく、各心壁の変位、移動速度、心壁の加速度などを、心臓の中心から放射状に心臓の外に向かう向きの成分と、心臓の中心から放射状に心臓の外に向かう向きと直交する平面上の成分に分け、心臓の中心から放射状に心臓の外に向かう向きと直交する平面上の成分を第１の指標値としてもよい。
【００１４】
また、「診断の指標となる第２の指標値」とは、診断に役立つ指標値であればなんでもよく、三次元機能画像やブルズアイ画像を構成するデータの値でもよく、このデータの値を対象に何らかの解析を行った結果得られた値でもよい。例えば、三次元形態画像または三次元機能画像を構成する各データの平均値（加重平均等も含む）を算出する処理、最大値や最小値を求める処理等により得られた値でもよい。また、第２の指標値の具体例として、心臓を構成する各部分の半径や、駆出率、心壁厚、心壁の画素値（心臓の各部分の画素値の平均値等を含む）などのブルズアイ画像表示に用いられるような各指標値があげられる。また、第２の指標値は、第１の指標値と同じ指標値であってもよく、各心壁の変位、移動速度、心壁の加速度などの、心臓の中心から放射状に心臓の外に向かう向きの成分を第２の指標値とし、心臓の中心から放射状に心臓の外に向かう向きと直交する平面上の成分を第１の指標値としてもよい。
【００１５】
また、「前記心臓の全体について、該心臓の各部分の第２の指標値を平面状に配置した２次元画像」とは、例えば、心臓の各部分における第２の指標値に基づいたブルズアイ画像や、心臓全体について、心臓の各部分の第２の指標値を矩形に配置した画像があげられる。心臓の各部分の第２の指標値を矩形に配置した画像は、例えば、”Three-Dimensional Display of Positron Emission Tomography of the Heart”, The Journal of Nuclear Medicine ,29, pp.530-537, 1988に記載された方法により、心臓の各部分における第２の指標値を円筒形状に投影することにより生成できる。
【００１６】
なお、画像取得手段は、心臓の異なる位相における構造をそれぞれ表すｎｔ個（ｎｔは２以上の整数）の三次元形態画像を取得する。なお、第１の指標の種類によって、いくつ以上の位相における三次元形態画像を必要とするかが異なるため、画像取得手段は、第１の指標を算出するために必要な位相の数だけ、異なる位相における三次元形態画像を取得する。例えば、心臓の各部分の変位や速度を算出する場合には、画像取得手段は少なくとも２つ以上の位相における三次元形態画像を取得し、心臓の各部分の加速度を算出する場合には、画像取得手段は３つ以上の位相における三次元形態画像を取得する。
【００１７】
また、本発明の診断支援装置における前記第１の指標値算出手段は、前記心臓の複数の位相における三次元形態画像について、前記第１の指標値を算出するものであり、前記表示制御手段は、時系列に前記各位相における前記標識を表示するものであってもよい。例えば、心臓の検査では、通常、位相が異なる複数の三次元形態画像が取得されるため、一回の検査につき複数の三次元形態画像が保存される。一つの臓器について時間Ｔ１、Ｔ２、…、Ｔｎｔの三次元形態画像がある場合には、第１の指標値算出手段が、ｎｔ個の三次元形態画像ごとに、時間Ｔｉにおける位相における三次元形態画像に対する、時間Ｔｉ＋１の位相における三次元形態画像について、それぞれ第１の指標値を抽出し、時系列に各位相における第１の指標値を表示してもよい。
【００１８】
本発明の診断支援装置において、前記画像取得手段は、前記心臓の機能を評価するための評価値を臓器の形状に合わせて三次元的に配列した三次元機能画像をさらに取得するものであり、第２の指標値算出手段は、前記所定の位相における三次元形態画像と前記三次元形態画像群の少なくとも一方に替えて、前記三次元機能画像から診断の指標となる第２の指標値を算出するものであるものであってもよい。
【００１９】
また、本発明の診断支援装置における前記表示制御手段は、前記２次元画像内に規則的に配置された複数の点において、第１の指標値を表示する標識を表示するものであることが好ましい。例えば、２次元画像上に、格子状に配置した複数の点において、第１の指標値を表示する標識を表示してもよく、２次元画像がブルズアイ画像である場合には、半径の異なる同心円の周上に等間隔に配置した複数の点において、第１の指標値を表示する標識を表示してもよい。
【００２０】
また、「第１の指標値の前記動きの向きを視認可能な態様で重畳表示する」とは、動きの向きが視認可能であればいかなる態様で第１の指標値を表してもよい。例えば、前記表示制御手段は、前記第１の指標値を表す標識として、心臓の動きの向きを表すものであればあらゆる標識を用いることができ、一例として、標識として矢印を用い、この矢印を、心臓の各部分の動きの向きに応じた向きに、心臓の各部分の動きの大きさに応じた長さまたは太さにより表すことが好ましい。
【００２１】
また、前記表示制御手段は、前記第１の指標値を表す標識として、前記心臓の位相の変化に伴う前記２次元画像上の複数の点の軌跡を表示してもよい。
【００２２】
また、前記表示制御手段は、前記第１の指標値を表す標識として、前記二次元画像上に規則的な格子を構成するように配置された複数の点を、該各所定位置における前記第１の指標値の大きさおよび向きに基づいた位置に移動させたものを用いてもよい。
【００２３】
また、第１の標識を、心臓の各部分の動きの向きまたは大きさに応じて異なる色を第１の指標値を表す標識の各点に配置して表示してもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の診断支援装置、方法およびプログラムによれば、前記心臓の全体について、該心臓の各部分の第２の指標値を平面状に配置した２次元画像上に、第１の指標値を表す標識を、該第１の指標値の前記動きの向きを視認可能な態様で重畳表示することができるため、表示された画像上で、心臓全体について、診断の指標となる指標値と心臓の各部分の動きの向きを同時に表示することができる。これにより、医師や放射線技師は、表示された画像上で、心臓全体について診断の指標となる指標値と心臓の各部分の動きの向きの両方を確認することができ、心臓全体について診断の指標となる指標値と各部分の動きの向きを容易に把握することができる。
【００２５】
また、本発明の診断支援装置において、前記画像取得手段が、前記心臓の機能を評価するための評価値を臓器の形状に合わせて三次元的に配列した三次元機能画像をさらに取得するものであり、第２の指標値算出手段は、前記所定の位相における三次元形態画像と前記三次元形態画像群の少なくとも一方に替えて、前記三次元機能画像から診断の指標となる第２の指標値を算出するものである場合には、表示された画像上で、心臓全体について、心臓の機能を評価する指標値と心臓の各部分の動きの向きを同時に表示することができる。これにより、医師や放射線技師は、表示された画像上で、心臓全体について心臓の機能を評価する指標値と心臓の各部分の動きの向きの両方を確認することができ、心臓全体について心臓の機能を評価する指標値と各部分の動きの向きを容易に把握することができる。
【００２６】
また、本発明の診断支援装置における前記第１の指標値算出手段は、前記心臓の複数の位相における三次元形態画像について、前記第１の指標値を算出するものであり、前記表示制御手段は、時系列に前記各位相における前記標識を表示するものである場合には、表示された画像上で、心臓全体について、診断の指標となる指標値と心臓の各部分の動きの向きを同時に表示することができるとともに、位相ごとに変化する心臓の動きを、時系列に容易に把握できる。
【００２７】
また、本発明の診断支援装置における前記表示制御手段が、前記２次元画像内に規則的に配置された複数の点において、第１の指標値を表示する標識を表示するものである場合には、表示された画像上で、心臓全体について、診断の指標となる指標値と心臓の各部分の動きの向きを同時に表示することができるとともに、心臓の各部分の動きの向きをより把握しやすい。
【００２８】
さらに、前記表示制御手段が、前記第１の指標値を表す標識として、矢印を用いた場合には、心臓の各部分の動きの向きを把握しやすい。
【００２９】
また、前記表示制御手段が、前記第１の指標値を表す標識として、心臓の位相の変化に伴う前記２次元画像上の複数の点の軌跡を表示した場合には、心臓の各部分の動きの向きを把握しやすい。
【００３０】
また、前記表示制御手段が、前記第１の指標値を表す標識として、前記二次元画像上に規則的な格子を構成するように配置された複数の点を、該各所定位置における前記第１の指標値の大きさおよび向きに基づいた位置に移動させたものを用いた場合には、心臓の各部分の動きの向きを把握しやすい。
【００３１】
また、本発明の診断支援装置における前記２次元画像生成手段が、前記２次元画像としてブルズアイ画像を生成するものである場合には、表示されたブルズアイ画像上で、心臓全体について、ブルズアイ画像に表した診断の指標となる指標値と心臓の各部分の動きの向きを同時に表示することができる。これにより、医師や放射線技師は、表示されたブルズアイ画像上で、心臓全体について診断の指標となる指標値と心臓の各部分の動きの向きの両方を確認することができ、心臓全体について診断の指標となる指標値と各部分の動きの向きを容易に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態における診断支援装置の概略構成を示す図
【図２】診断支援装置が実行する処理の流れを示すフローチャート
【図３】心機能解析処理において設定される長軸および断面を示す図
【図４】心機能解析処理における評価値の算出例を示す図
【図５】ブルズアイ画像の一例を示す図
【図６】第１の指標値の算出方法を説明する図
【図７】本実施形態の第１の指標値を表す矢印を重畳表示したブルズアイ画像の一例を示す図
【図８】本実施形態の第１の指標値を表す格子を重畳表示したブルズアイ画像の一例を示す図
【図９】本実施形態の第１の指標値を表す軌跡を重畳表示したブルズアイ画像の一例を示す図
【図１０】本実施形態の応用例を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の診断支援装置、診断支援プログラムおよび診断支援方法の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３４】
以下に示す各実施形態において、診断支援装置１は、一台のコンピュータに、各実施形態の診断支援プログラムをインストールしたものである。コンピュータは、診断を行う医師が直接操作するワークステーションやパソコンでもよいし、もしくは、それらとネットワークを介して接続されたサーバコンピュータでもよい。診断支援プログラムは、ＤＶＤ，ＣＤ−ＲＯＭ等の記録メディアに格納されて配布され、その記録媒体からコンピュータにインストールされる。もしくは、ネットワークに接続されたサーバコンピュータの記憶装置、あるいはネットワークストレージに、外部からアクセス可能な状態で記憶され、要求に応じて医師が使用するコンピュータにダウンロードされ、インストールされる。
【００３５】
図１は、ワークステーションに診断支援プログラムをインストールすることにより実現された診断支援装置の概略構成を示す図である。同図が示すように、診断支援装置１は、標準的なワークステーションの構成として、ＣＰＵ２、メモリ３およびストレージ４を備えている。また、診断支援装置１には、ディスプレイ５と、マウス６等の入力装置が接続されている。
【００３６】
ストレージ４には、三次元形態画像７として、ＣＴ（Computed Tomography）装置やＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置が出力したスライスデータから再構成されたボリュームデータ、ＭＳ（Multi Slice）ＣＴ装置やコーンビームＣＴ装置が出力したボリュームデータ等が記憶されている。また、各ボリュームデータは、被検体を所定の時間間隔ΔＴをおいてｎｔ回撮影することにより得られた一連のボリュームデータ群を構成している。なお、ｎｔは２以上の整数である。
【００３７】
また、ストレージ４には、三次元機能画像８として、単一光子放射断層撮影（SPECT: Single Photon Emission Computed Tomography）装置が出力したＳＰＥＣＴ画像、ＭＳＣＴ装置等が出力したボリュームデータを解析することにより生成された機能画像等が記憶されている。後述するように、本実施形態では、ボリュームデータの解析機能（心機能解析機能）は、診断支援プログラムの一機能として提供される。
【００３８】
また、メモリ３には、診断支援プログラムと診断支援プログラムが参照するデータ（処理パラメータ等）が記憶されている。診断支援プログラムは、ＣＰＵ２に実行させる処理として、画像取得処理、第１の指標算出処理、第２の指標算出処理、２次元画像生成処理、および表示制御処理を規定している。そして、ＣＰＵ２がプログラムに従いこれらの処理を実行することで、汎用のワークステーションは、画像取得手段３１、第１の指標値算出手段３２、第２の指標値算出手段３３、２次元画像生成手段３４、表示制御手段３５として機能することになる。
【００３９】
図２は、本実施形態の診断支援プログラムにより実行される診断支援方法の流れを示すブロック図である。以下、図２に従って、本実施形態の診断支援方法を説明する。
【００４０】
診断支援装置１は、選択メニューにおいて心機能の診断支援機能が選択されたことを検出すると、被検体のＩＤの一覧を表示する。診断支援装置１の画像取得手段３１が、ユーザによる選択操作を検出すると、選択された被検体に関連する画像ファイルとして、三次元形態画像７の群をメモリ３にロードする（Ｓ０１）。
【００４１】
一般的な、心臓の検査では、位相が異なる複数の三次元形態画像７が取得されるため、一回の検査につき複数の三次元形態画像７が保存される。本実施形態においては、画像取得手段３１は、心臓の異なる位相における構造をそれぞれ表すＮｔ個（Ｎｔは２以上の整数）の三次元形態画像７を取得する。ここでは、被写体を一定の時間間隔ΔＴで撮影を行ない、時間Ｔ１、Ｔ２、・・・、Ｔｎｔで撮影した一連の三次元形態画像を取得する。
【００４２】
また、画像取得手段３１は、ユーザによる選択操作を検出すると、選択された被検体に関連する画像ファイルの全てを取得してもよい。例えば、その被検体に対し複数種類の検査（例えばＣＴ検査とＳＰＥＣＴ検査）が行われ、その結果ストレージ４に三次元形態画像７と三次元機能画像８の両方が記憶されていた場合には、２種類の画像をメモリ３にロードしてもよい。
【００４３】
まず、第１の指標値算出手段３２は、取得した三次元形態画像７の群を構成する各三次元形態画像７を対象に、心臓領域抽出処理を実行する（Ｓ０２）。
【００４４】
また、以下の処理のうち、第１の指標値算出手段と第２の指標値算出手段は、第１の指標値算出手段が用いる三次元形態画像と第２の指標値算出手段が用いる三次元形態画像が同一の場合など、互いに重複する処理については、いずれか一方のみがその処理を行い、その結果を他方が利用してもよい。ここでは、第２の指標値算出手段３３は、第１の指標値を算出するために用いる三次元形態画像７と第２の指標値を算出するために三次元形態画像７が異なる場合または第２の指標値を算出するためにさらなる三次元機能画像８を用いる場合には、第２の指標値を算出するために用いる三次元形態画像または三次元形態画像群または三次元機能画像８に対して、心臓領域抽出処理を実行する。
【００４５】
なお、第２の指標の種類によって、いくつ以上の位相における三次元形態画像を必要とするかが異なるため、第２の指標を算出するために異なる位相における三次元形態画像を用いる必要がある場合には、三次元形態画像群に対して、心臓領域抽出処理を実行し、第２の指標を算出するために１つの位相における三次元形態画像を用いればよい場合には、一つの三次元形態画像に対して、心臓領域抽出処理を実行すればよい。
【００４６】
心臓領域抽出処理では、心臓領域（心臓全体）を抽出し、さらにその心臓領域から左心室領域を抽出する。本実施形態では、各領域は、各領域の輪郭を決定することにより抽出される。具体的には、診断支援装置１は、三次元形態画像７を構成する各ボクセルデータの値について、心臓の輪郭らしさを表す特徴量、左心室の輪郭らしさを表す特徴量をそれぞれ算出し、算出した特徴量を機械学習により予め取得された評価関数に基づいて評価することで、そのボクセルデータが心臓の輪郭を表すものであるか否か、また左心室の輪郭（左心室と心筋の境界）を表すものであるか否かを判断する。この判断を繰り返すことにより、心臓全体の輪郭および左心室の輪郭を表すボクセルデータが、それぞれ抽出される。本実施形態では、評価関数の取得にアダブースト（Adaboost）アルゴリズムを用いている。この輪郭決定方法の詳細は、例えば、特開２００７−３０７３５８号公報に開示されている。なお、心臓領域の抽出は、他のマシンラーニング法や統計解析法、例えば線形判別法やニューラルネットワーク、サポートベクターマシン等を用いて行ってもよい。
【００４７】
第１の指標値算出手段３２は、心臓の全体について、心臓を構成する各部分の動きの大きさおよび向きについて心機能解析処理を実行する（Ｓ０３）。また、第２の指標値算出手段３３は、所定の位相における三次元形態画像７または一連の三次元形態画像７から心臓を構成する各部分について、第２の指標値を算出するための心機能解析処理を実行する。図３は、心機能解析処理において設定される長軸および断面を示す図であり、図４は、心機能解析処理における評価値の算出例を示す図であり、図５は、ブルズアイ画像の一例を示す図である。以下、図３から図５を参照して、心機能解析処理について説明する。
【００４８】
図３に示すように、心機能解析処理において、第１の指標値算出手段３２および第２の指標値算出手段３３は、抽出された左心室領域に対し、心芯部と左心室のほぼ中心と心基部とを結ぶ長軸Ａ１と長軸Ａ１と直交する短軸Ａ２を設定する。本実施形態では、長軸Ａ１は、心臓領域抽出処理の結果から心芯部と左心室の中心の位置座標を算出することにより、自動的に設定される。短軸Ａ２は、左心室の中心を通り、長軸Ａ１と直交するように設定される。但し、自動設定された長軸の位置や方向は、ユーザ操作により修正可能とする。本実施形態では、自動設定された長軸が心臓領域の画像とともに画面に表示され、ドラッグ操作あるいは回転操作により長軸の位置や方向を変更することができる。
【００４９】
続いて、第１の指標値算出手段３２および第２の指標値算出手段３３は、設定した長軸と直交する複数の断面Ｐ１〜ＰＮを設定する。そして、図４に示すように、各断面Ｐｉにおいて、長軸と断面との交点Ｃから断面に沿って放射状に延びる複数の線分ｌ１〜ｌｍを定義する。そして各線分ｌｉ上で左心室と心筋の境界１９および心筋の外壁２０の座標値を求め、それらの座標値から各線分ｌｉ上での心筋の壁厚ｔを算出する。
【００５０】
また、第１の指標値算出手段３２は、心臓の動きを解析するために、種々の方法を用いることができ、一例として、Tissue Tracking法のように、局所的にテンプレートマッチングを行い、心壁の各部分がどのように移動するか追跡する方法が適用できる。また、Tagging法のように、ＭＲＩ装置による撮影時に、格子模様を投影し、格子模様の変形により心壁の各部分がどのように移動したか測定する方法も適用できる。本実施形態では、時間Ｔ１、Ｔ２、…、Ｔｎｔにおける複数の時系列な三次元形態画像７について、各時間Ｔｉにおける三次元形態画像７とＴｉ＋ΔＴにおける三次元形態画像７の間で（１≦ｉ＜Ｎｔ）、テンプレートマッチング法により心壁の各部分の動きを解析する処理を繰り返し、心臓の動きを表す評価値をそれぞれ算出する。なお、心臓の動きを解析するために、２つ以上の位相における三次元形態画像７を用いて解析を行う必要がある。心臓についてＮｔ個の三次元形態画像７がある場合に、どのような位相間で三次元形態画像７間の心臓の動きを解析するかについては、ユーザが任意に設定して前述の処理を行ってもよい。
【００５１】
なお、三次元形態画像７の解析により三次元機能画像８を生成する方法の詳細は、例えば、特許文献１や特開２００８−２８９７９９号公報に開示されている。
【００５２】
本実施形態においては、周知の方法で算出された上記各評価値のうち、心臓の中心から放射状に心臓の外側に延びる方向に直交する方向の心壁の壁移動量を、第１の指標値として算出し（Ｓ０４）、心臓の中心から放射状に心臓の外側に延びる方向の心壁の壁移動量を第２の指標値として算出する（Ｓ０５）。
【００５３】
図６は、本実施形態における２次元画像上に重畳表示するための第１の指標値の算出方法を説明する図である。
【００５４】
本実施形態では、所定の位相である時間Ｔにおける三次元形態画像とさらなる位相である時間Ｔ＋ΔＴにおける三次元形態画像とを比較し、設定した長軸と直交する複数の断面Ｐ１〜ＰＮのうちの断面ＰＪ（１≦Ｊ≦Ｎ）ごとに、心筋を複数の部分Ｑ１、Ｑ２、…、Ｑｍ（ｍは２以上の整数）に分割する。
【００５５】
そして、図６に示すように、分割した各心筋の部分Ｑｉの動きを表す評価値を、長軸と断面ＰＪとの交点Ｃから心筋の部分Ｑｉに向かう方向と直交する、断面ＰＪ上の方向ａの成分Ｖａｉ、長軸と断面ＰＪとの交点Ｃから心筋の部分Ｑｉに向かう方向ｂの成分Ｖｂｉ、断面ＰＪと垂直方向ｃの成分ＶｃｉからなるベクトルＶｉとして算出する。なお、長軸と断面ＰＪとの交点Ｃから心筋の部分Ｑｉに向かう方向と直交する、断面ＰＪ上の方向ａは、概ね心臓の円周方向と同じであるため、断面ＰＪ上の方向ａの成分Ｖａｉは、ほぼ断面上の心臓の円周方向の動きを表すものとなる。
【００５６】
そして、このベクトルＶｉのうち、断面ＰＪ上の方向ａの成分Ｖａｉと断面ＰＪと直交する方向ｃの成分Ｖｃｉを、ブルズアイ画像Ｉ上の対応する部分Ｑｉ’の円周方向ｄの成分Ｖｄｉと半径方向ｅの成分Ｖｅｉとしてそれぞれ対応付けて、部分Ｑｉ’の円周方向ｄの成分Ｖｄｉと半径方向ｅの成分Ｖｅｉからなる第１の指標値を表すベクトルＶｉ’を算出する。また、本実施形態では、部分Ｑｉにおける第２の指標値として、第１の指標値に含まれない、長軸と断面との交点Ｃから断面に沿って延びる方向ｂの成分Ｖｂｉを第２の指標値として算出する。そして、設定した長軸と直交する複数の断面Ｐ１〜ＰＮのうちの断面ＰＪ（１≦Ｊ≦Ｎ）ごとに、各心筋の部分Ｑｉ（１≦ｉ≦ｍ）に対し、第１の指標値と第２の指標値を算出する処理を繰り返し、心臓の全体について、第１の指標値と第２の指標値を算出する。
【００５７】
また、本実施形態のように、第１の指標値を算出するボリュームデータと第２の指標値を算出するボリュームデータが同一の場合、心筋の部分Ｑｉの位置の位置合わせは必要ない。第１の指標値を算出するボリュームデータと第２の指標値を算出するボリュームデータが異なる場合には、これらの異なるボリュームデータ間での対応する部分の位置合わせは、例えば特開２００８−２８９７９９号公報、特開２００８−２５３７５３号公報に記載された方法など、周知の種々の方法により位置合わせを行うことができる。
【００５８】
なお、第１の指標値の算出処理と第２の指標値の算出処理は、いずれを先に行ってもよく、両方同時に行ってもよい。また、第１の指標値の算出処理と第２の指標値の算出処理において重複処理については、一方の処理の結果を他方に用いてもよい。
【００５９】
また、第２の指標値算出手段３３は、第１の指標値の算出処理の結果を第２の指標値の算出処理に利用しない場合には、例えば、膜厚変化量を第２の指標値とする場合には、位相の異なる三次元形態画像７間で座標値等の差分などを取得するなど、周知の方法により第２の指標値を算出するための評価値を別途算出する。この処理により、評価値が心臓の形状に合わせて配列された三次元機能画像８が生成される。生成された三次元機能画像８は、メモリ３に記憶される。また、第２の指標値算出手段３３は、複数の評価値を算出し、評価値ごとに、評価値が心臓の形状に合わせて配列された複数の三次元機能画像８を生成してもよい。
【００６０】
なお、本実施形態のように三次元形態画像７から第１、第２の評価値を行うだけでなく、画像取得手段３１は、心臓の機能を評価するための評価値を臓器の形状に合わせて三次元的に配列した三次元機能画像８をさらに取得するものであり、第２の指標値算出手段３３は、所定の位相における三次元形態画像と三次元形態画像群の少なくとも一方に替えて、三次元機能画像から診断の指標となる第２の指標値を算出し、２次元画像生成手段３４が算出された第２の指標値に基づいて２次元画像を生成するものであってもよい。
【００６１】
例えば、第２の指標値算出手段３３は、メモリ３にＳＰＥＣＴ画像等の三次元機能画像８が記憶されているときには、三次元機能画像８を構成するデータを第２の指標値とし、心機能解析処理を実行しなくてもよい。
【００６２】
なお、三次元機能画像８が表す評価値としては、壁厚のように１つの三次元形態画像７から算出される評価値がある。一方、壁移動量、壁厚変化量、駆出率のように、複数の時系列な三次元形態画像７を解析することにより算出される評価値もある。また、さらに取得された三次元機能画像８は、三次元形態画像７に対して心機能解析を行った結果得られたものでも良く、ＳＰＥＣＴ画像等、機能画像を生成する撮影装置から出力されたものであってもよく、ＳＰＥＣＴ画像等の機能画像を生成する撮影装置から出力された評価値と三次元形態画像７により得られた評価値を組み合わせて算出した評価値により得られたものであってもよい。
【００６３】
次に、２次元画像生成手段３４は、心臓の全体について、心臓の各部分の第２の指標値を平面状に配置した２次元画像を生成する。ここでは、第２の指標値に基づいてブルズアイ画像Ｉを生成する（Ｓ０６）。ブルズアイ画像生成処理において、診断支援装置１は、三次元機能画像８の断面Ｐ１〜ＰＮに含まれる第２の指標値を、断面ごとに半径が異なる同心円の円周上に配することにより、ブルズアイ画像Ｉを生成する。本実施形態では、心芯部を同心円の中心とし、心芯部に最も近い断面ＰＮの評価値が最も半径の小さい円上に配され、心芯部から最も遠い断面Ｐ１の評価値が、最も半径の大きい円上に配されるようなブルズアイ画像Ｉを生成する。図５に、このような処理により生成されたブルズアイ画像Ｉの一例を示す。
【００６４】
そして、表示制御手段３５は、生成された２次元画像を表示装置５に表示するとともに、表示された２次元画像上に、指標値算出手段により算出された第１の指標値を表す標識を、第１の指標値の動きの向きを視認可能な態様で重畳表示する（Ｓ０７）。
【００６５】
図７に、第１の指標値を表すベクトルＶ１’-ＶＮ’を表す矢印を、断面ごとに半径が異なる同心円の円周上に所定の間隔で配置された複数の点に表示したブルズアイ画像Ｉを例示する。図７に示すように、本実施形態では、表示制御手段３５は、心筋の各部分における第１の指標値として、円周方向の成分Ｖｄｉ、半径方向の成分ＶｅｉであるベクトルＶｉ’を表す矢印をブルズアイ画像Ｉに重畳表示する。
【００６６】
本実施形態によれば、心臓の全体について、心臓の各部分の第２の指標値を平面状に配置した２次元画像上に、第１の指標値を表す標識を、第１の指標値の動きの向きを視認可能な態様で重畳表示することができるため、表示された画像上で、心臓全体について、診断の指標となる指標値と心臓の各部分の動きの向きを同時に表示することができる。これにより、医師や放射線技師は、表示された画像上で、心臓全体について診断の指標となる指標値と心臓の各部分の動きの向きの両方を確認することができ、心臓全体について診断の指標となる指標値と各部分の動きの向きを容易に把握することができる。このため、画像を回転させる等の操作無しに、簡単に心壁の運動を把握することができ、さらには２次元画像による第２の指標値と併せて第１の指標値の把握ができるため、心機能の異常等を容易に推定することができる。
【００６７】
また、本実施形態において、表示制御手段３５が、２次元画像内に規則的に配置された複数の点において、第１の指標値を表示する標識を表示するものであるため、表示された画像上で、心臓全体について、診断の指標となる指標値と心臓の各部分の動きの向きを同時に表示することができるとともに、心臓の各部分の動きの向きをより把握しやすい。
【００６８】
さらに、表示制御手段３５が、第１の指標値を表す標識として、矢印を用いたため、心臓の各部分の動きの向きを把握しやすい。
【００６９】
また、本発明の診断支援装置における２次元画像生成手段３４が、２次元画像としてブルズアイ画像Ｉを生成するものであるため、表示されたブルズアイ画像Ｉ上で、心臓全体について、ブルズアイ画像Ｉに表した診断の指標となる指標値と心臓の各部分の動きの向きを同時に表示することができる。これにより、医師や放射線技師は、表示されたブルズアイ画像Ｉ上で、心臓全体について診断の指標となる指標値と心臓の各部分の動きの向きの両方を確認することができ、心臓全体について診断の指標となる指標値と各部分の動きの向きを容易に把握することができる。
【００７０】
以下に、本明細書の診断支援方法を適用可能な第１の指標値および第２の指標値の他の例について説明する。
【００７１】
第１の指標値は、所定の位相における三次元形態画像７とさらなる位相における三次元形態画像７間の、心臓の心壁の各部位の動きの向きと大きさを表すあらゆる指標値を含む。また、第１の指標値は、心臓の心壁の各部位の動きの向きと大きさを表すものであれば、三次元機能画像８やブルズアイ画像Ｉを構成するデータの値でもよく、このデータの値を対象に何らかの解析を行った結果得られた値でもよい。何らかの解析とは、例えば、拡張末期から収縮末期などの特定の位相間の心壁の移動速度や加速度などの各データの平均値（加重平均等も含む）、最大値、最小値などが考えられる。
【００７２】
例えば、第１の指標値として、三次元機能画像８やブルズアイ画像Ｉを構成する評価値のうち、次のような指標値を算出し、提示することが考えられる。
(i)壁移動量：心臓の拡張期と収縮期の壁の位置の変位を示す値
(ii) 心壁の移動速度
(iii)心壁の加速度：心壁の移動速度の変化量を表す値
【００７３】
また、第２の指標値は、診断に役立つ指標値であれば何でもよく、三次元機能画像８やブルズアイ画像Ｉを構成するデータの値でもよく、このデータの値を対象に何らかの解析を行った結果得られた値でもよい。例えば、三次元形態画像７または三次元機能画像８を構成する各データの平均値（加重平均等も含む）を算出する処理、最大値や最小値を求める処理等により得られた値でもよい。また、第２の指標値は、第１の指標値と同じ指標値であってもよく、異なる指標値であってもよい。
【００７４】
また、例えば、第２の指標値として、三次元機能画像８やブルズアイ画像Ｉを構成する評価値のうち、次のような指標値を算出し、提示することが考えられる。
(iv)壁移動量：心臓の拡張期と収縮期の壁の位置の変位を示す値
(v)壁厚変化量：拡張期と収縮期の心筋の厚さの差
(vi)壁厚増加率：壁厚変化量と拡張期の壁厚の比を示す値
(vii)壁運動量：拡張期と収縮期の心室径の差を示す値
(viii)駆出率：１回の収縮で拍出される血液の量と心臓の拡張期の容量の比を示す値
【００７５】
上記実施形態においては、第１の指標値として、各断面の心筋の部分Ｑｉの動きを表す第１の指標値のうち、心臓の長軸から各断面の心筋の部分Ｑｉに向かう方向ａに直交する平面上の動きを表し、第２の指標値として心臓の長軸から各断面の心筋の部分Ｑｉに向かう方向ｂの動きを表示することができるため、表示された画像上で、心臓のねじれの動きを分かり易く表示することができ、医師らは心臓の全体について、心筋のねじれの動きを容易に把握することができる。また、従来方法では、心臓の半径方向の動きについての指標値しか２次元画像で表せなかったところ、本実施形態のように、第１の指標値により、心臓の部分の３方向の動きを２次元画像で表せるため、心臓の動きを詳しく正確に表示することができる。
【００７６】
また、本実施形態の変形例として、各断面の心筋の部分Ｑｉの動きを表す第１の指標値のうち、図６に示すように、心臓の長軸から各断面の心筋の部分Ｑｉに向かう方向ｂに直交する、断面ＰＪ上の方向ａの成分Ｖａを、ブルズアイ画像Ｉ上の円周方向ｄの成分Ｖｄｉとして対応付けてもよい。そして、表示制御手段３５は、円周方向の成分Ｖａｉの大きさを、矢印の長さとして決定してもよい。このように、第１の指標値として、心臓の長軸から各断面の心筋の部分Ｑｉに向かう方向ｂに直交する平面上の心筋の動きを表示し、第２の指標値として心心臓の長軸から各断面の心筋の部分Ｑｉに向かう方向ｂの動きを表示した場合には、表示された画像上で、心臓の２方向の動きを分かり易く表示することができ、医師らは心臓の全体について、心筋の円周方向のねじれの動きを容易に把握することができる。
【００７７】
さらに、各断面の心筋の部分Ｑｉの動きを、心臓の長軸から各断面の心筋の部分Ｑｉに向かう方向ｂに直交する、断面ＰＪ上の方向の成分Ｖａと、心臓の長軸から各断面の心筋の部分Ｑｉに向かう方向ｂの成分Ｖｂｉを、ブルズアイ画像Ｉ上の円周方向ｄの成分Ｖｄｉと半径方向ｅの成分Ｖｅｉとしてそれぞれ対応付けてもよい。そして、表示制御手段３５は、ベクトルＶｉ’を円周方向の成分Ｖｄｉ、半径方向の成分Ｖｅｉとなるように、ベクトル表示してもよい。以上のように、表示された画像上で、第１の指標値が心臓の長軸から各断面の心筋の部分Ｑｉに向かう方向ｂに直交する方向への動きを表す場合には、医師らは心臓の全体について、心筋のねじれの動きを容易に把握することができる。また、第１の指標値と第２の指標値の両方が、心臓の動きを表すものである場合には、心臓の動きを複数の表現方法により表示できるため、より心臓の動きを詳細に把握することができる。
【００７８】
また、本実施形態において、表示制御手段３５は、第１の指標値の大きさが大きくなるにつれて、矢印の太さが太くなるように表示してもよい。ユーザが直感的に第１の指標値の大きさを把握することができる。
【００７９】
また、上記例において、ベクトルＶ’の成分に含まれない方向の成分の大きさ、または、ベクトルＶ’の成分に含まれない方向の成分を含む各成分を加算したベクトルの大きさを、付帯的な情報として表示してもよい。例えば、上記のような付帯的な情報を、矢印の近傍に数値で表示してもよく、ベクトルＶ’の成分に含まれない方向の成分の大きさ、または、ベクトルＶ’の成分に含まれない方向の成分を含む各成分を加算したベクトルの大きさを、所定の範囲ごとに、異なる種類の矢印の幅、色、矢尻・矢の根の形状等に予め対応付けて、付帯的な情報を、矢印の幅、色、矢尻・矢先の形状等により識別可能に表してもよい。また、第１の指標の値に応じて異なる色を標識の各点に配置して表示してもよい。
【００８０】
また、これに限られず、種々の方法により、ユーザの要求に応じて、第１の指標値を表す標識を、心臓の各部分の動きの向きまたは大きさごとに色を異ならせて表示してもよい。また、上記付帯的な情報ごとに異なる色を標識に配置して表示してもよい。
【００８１】
また、本実施形態の変形例として画像取得手段３１が、心臓の機能を評価するための評価値を臓器の形状に合わせて三次元的に配列した三次元機能画像８をさらに取得するものであり、第２の指標値算出手段３３は、所定の位相における三次元形態画像と前記三次元形態画像群の少なくとも一方に替えて、三次元機能画像から診断の指標となる第２の指標値を算出するものであってもよい。この場合には、表示された画像上で、心臓全体について、心臓の機能を評価する指標値と心臓の各部分の動きの向きを同時に表示することができる。これにより、医師や放射線技師は、表示された画像上で、心臓全体について心臓の機能を評価する指標値と心臓の各部分の動きの向きの両方を確認することができ、心臓全体について心臓の機能を評価する指標値と各部分の動きの向きを容易に把握することができる。
【００８２】
なお、本実施形態では、２次元画像生成手段３４が、２次元画像に第１の指標値を対応付けた２次元画像を生成し、表示制御手段３５がこれを表示装置５に表示することにより、２次元画像上に第１の指標値を表す標識を、第１の指標値の動きの向きを視認可能な態様で重畳表示したが、生成された２次元画像と第１の指標値を表す標識を、第１の指標値の動きの向きを視認可能な態様で重畳表示可能であれば、これに限られず、第１の指標値に基づいた２次元画像と第２の指標値に基づいた２次元画像を個々に生成し、重ね合わせて表示してもよい。
【００８３】
また、第１の指標を表す標識は、心臓の動きの向きと大きさを表すものであれば、種々の標識を用いることができる。例えば、矢印に限られず、ベクトルを表示可能な種々の標識を用いてよい。また、図８、図９は、第１の指標値を表す異なる標識の表示例を示す。図８は、本実施形態の第１の指標値を表す格子を重畳表示したブルズアイ画像Ｉの一例を示す図であり、図９は、本実施形態の第１の指標値を表す軌跡を重畳表示したブルズアイ画像Ｉの一例を示す図である。
【００８４】
図８に示すように、表示制御手段３５は、第１の指標値を表す標識として、図８左に示すような二次元画像上に規則的な格子を構成するように配置された複数の点を、図８右に示すように、各所定位置における第１の指標値の大きさおよび向きに基づいた位置に移動させたものを表示してもよい。この場合には、心臓の各部分の動きの向きを把握しやすい。
【００８５】
また、各第１の指標を表す標識を組み合わせて２次元画像上に表示してもよい。例えば、図８右に示すような格子と図７に示すような矢印の両方をブルズアイ画像上に表示してもよい。複数の標識を用いることにより、心臓の動きを様々な表現方法により表示することができ、ユーザの理解を高めることができる。
【００８６】
また、図９に示すように、表示制御手段３５は、心臓の位相の変化に伴う２次元画像上の複数の点の軌跡を表示してもよい。図９は、ブルズアイ画像Ｉ上の半径の異なる同心円状に所定の間隔で複数配置された各点における、拡張末期から収縮末期までの位相の変化に伴う軌跡を表すイメージ図である。この場合には、心臓の各部分の動きの向きを把握しやすい。また、この軌跡上の各位相における速度や加速度等に応じて、例えば、速度又は加速度が大きくなるほど軌跡の色の濃度を大きくするなど、軌跡をグラデーション表示してもよい。この場合には、各位置の位相変化に応じた移動だけでなく、速度や加速度等の他の動きを表すことができ、心臓の動きをより詳しく把握できる。
【００８７】
また、第１の実施形態では、第１の指標値算出手段３２が、Ｎｔ個の三次元形態画像７ごとに、各三次元形態画像７および各三次元形態画像７に対して後続の位相から、第１の評価値を算出している。２次元画像生成手段３４は、各位相ごとに、時系列に各位相における第１の評価値を対応付けた２次元画像を生成し、表示制御手段３５は、時系列に各位相における標識を表示するものであることが好ましい。
【００８８】
この場合には、表示された画像上で、心臓全体について、診断の指標となる指標値と心臓の各部分の動きの向きを同時に表示することができるとともに、位相ごとに変化する心臓の動きを、時系列に容易に把握できる。
【００８９】
図１０は、第１の実施形態の応用例を説明する図である。本実施形態の診断支援装置は、ブルズアイ画像Ｉ上に重畳表示された標識を指定することにより、指定された標識に対応する位置の断層像を表示してもよい。例えば、図１０に示すようにユーザがカーソルＳを移動させてブルズアイ画像Ｉ上の矢印の任意の位置をマウス等でクリック操作を受け付けて、クリックされた矢印の根の位置に対応する位置を含む断層像Ｐｋを表示してもよい。
【００９０】
さらに、上記の場合、ブルズアイ画像Ｉ上の矢印上の長さ方向の位置を、位相の変化に沿った所定の時間に対応付けてもよい。例えば、矢印の根を心臓の拡張末期の時間とし、矢尻を収縮末期の終了時間となるように、矢印の長さ方向に沿って、矢印の長さ方向の位置を所定の時間の進行に沿った各位相に対応付けてもよい。そして、ユーザが矢印の任意の位置をマウス等でクリックすると、クリックされた矢印の位置に対応する位相における三次元形態画像の、矢印の根の位置に対応する位置を含む断層像が表示されて、続く位相における矢印の根の位置に対応する位置を含む断層像に対応する画像が時系列に動画表示されてもよい。
【００９１】
また、この場合に、ユーザが矢印の任意の位置をマウス等でクリックするとともにクリックした位置からマウスをドラッグすると、ドラッグした距離または時間に応じて時系列の動画表示の期間を決定してもよい。つまり、ドラッグした距離またはドラッグした時間ごとに、所定の時間のうちの再生する時間の割合を予め対応付けて設定し、クリックされた矢印の位置に対応する位相から、ドラッグした距離またはドラッグした時間に対応付けられた時間だけ、矢印の根の位置に対応する位置を含む断層像が表示されて、続く位相における矢印の根の位置を含む断層像に対応する画像が時系列に動画表示されてもよい。
【００９２】
なお、診断支援装置１は、冠動脈抽出手段をさらに備え、冠動脈を周知の種々の方法により抽出し、例えば、特開２００５−２７９９９号公報、特開２００８−２５３７５３号公報などに示すように、ブルズアイ画像Ｉに、冠動脈像を重ね合わせて表示する周知の方法により、抽出された冠動脈領域を、表示装置の画面に重畳表示してもよい。なお、この画面において、ユーザは、表示された冠動脈領域の経路を修正したり、自動処理で抽出できなかった経路等を手動で設定することができるように、診断支援装置１を構成することが好ましい。つまり、診断支援装置１は、画面に対して行われたユーザの操作を検出したら、その操作に基づいて、メモリに記憶されている冠動脈の情報を修正し、また、画面に表示されている冠動脈領域を、修正後の情報に基づいて更新可能であることが好ましい。
【００９３】
本実施形態において、診断支援装置は、メモリ３に記憶されている標識の種類の設定情報を参照することにより、もしくはユーザが行うメニュー選択操作を検出することにより、画面の標識の種類および表示タイミング（表示切り替え）を制御してもよい。
【００９４】
例えば、表示制御装置は、ＧＵＩ等により第１の指標を表す標識を選択可能にし、ユーザの選択操作を検出することにより、第１の指標の標識として矢印が指定されたときには、矢印により第１の指標値をブルズアイ画像Ｉに重ねて表示し、第１の指標の標識として各部分の軌跡が指定されたときには、各点の軌跡により第１の指標値をブルズアイ画像Ｉに重ねて表示し、第１の指標の標識として格子模様が指定されたときには、規則的な格子を構成するように配置された複数の点を第１の指標値に基づいて移動させた模様をブルズアイ画像Ｉに重ねて表示する。なお、第１の指標値を表す標識をブルズアイ画像Ｉ上に表示するか否かについても、図７に例示した第１の指標値を表す標識を重畳表示したブルズアイ画像Ｉと図５に例示したブルズアイ画像Ｉとは別個に保存し、ユーザの要求に応じて切り替えて表示できることが好ましい。診断支援装置１は、ブルズアイ画像Ｉの重ね合わせ表示を行うか否か、およびどのような標識を用いて重ね合わせ表示するかを、設定情報もしくはユーザ操作に従って決定する。
【００９５】
また、診断支援装置１は、第２の指標値算出手段３３が、種類の異なる複数の第２の指標値を算出し、２次元画像生成手段３４が、複数の第２の指標値ごとに２次元画像を生成し、表示制御手段３５が、ユーザの要求に応じて、所望の２次元画像に第１の指標値を表す標識を重畳表示してもよい。
【００９６】
また、上記各実施形態では、ブルズアイ画像Ｉを、心芯部を同心円の中心とし、心芯部に最も近い断面ＰＮ上で求められた値が最も半径の小さい円上に配され、心芯部から最も遠い断面Ｐ１上で求められた値が、最も半径の大きい円上に配されるように生成されるが、心基部を同心円の中心とし、断面Ｐ１上で求められた値が最も半径の小さい円上に配され、断面ＰＮ上で求められた値が最も半径の大きい円上に配されるように、ブルズアイ画像を生成してもよい。ブルズアイ画像に関しては、この他にも種々の変形例が知られているが、本発明ではいずれの方法を採用してもよい。
【００９７】
また、上記各実施形態では、診断支援装置１は、一台のコンピュータに各プログラムを組み込んだものであったが、複数台のコンピュータに各プログラムを分散して組み込むことにより、診断支援装置１と同等の機能を実現する診断支援システムを構築してもよい。
【００９８】
また、上記各実施形態において、診断支援装置１は、表示出力のほか、プリント出力、データ出力（ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤなどのメディアへの記録もしくはネットワークを介した転送）を行う手段を備えるものとしてもよい。すなわち、本発明において、指標値の出力形態は表示出力に限定されない。
【００９９】
このように、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更を加えることができる。
【符号の説明】
【０１００】
１ 診断支援装置、 ２ ＣＰＵ、 ３ メモリ、 ４ ストレージ
５ ディスプレイ、 ６ マウス、
７ 三次元形態画像、 ８ 三次元機能画像
３１ 画像取得手段
３２ 第１の指標値算出手段
３３ 第２の指標値算出手段
３４ ２次元画像生成手段
３５ 表示制御手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心臓を位相ごとに撮影することにより取得した、前記心臓の構造を三次元的に表した三次元形態画像からなる三次元形態画像群を取得する画像取得手段と、
前記三次元画像群の所定の位相における三次元形態画像について、さらなる位相に対する前記心臓の各部分の動きの向きおよび大きさを表す第１の指標値を算出する第１の指標値算出手段と、
前記所定の位相における三次元形態画像または前記三次元形態画像群から前記心臓の各部分ごとに、診断の指標となる第２の指標値を算出する第２の指標値算出手段と、
前記心臓の全体について、該心臓の各部分の第２の指標値を平面状に配置した２次元画像を生成する２次元画像生成手段と、
前記生成された２次元画像を表示装置に表示するとともに、該表示された２次元画像上に、前記指標値算出手段により算出された第１の指標値を表す標識を、該第１の指標値の前記動きの向きを視認可能な態様で重畳表示する表示制御手段とを備えたことを特徴とする診断支援装置。
【請求項２】
前記画像取得手段が、前記心臓の機能を評価するための評価値を臓器の形状に合わせて三次元的に配列した三次元機能画像をさらに取得するものであり、
第２の指標値算出手段は、前記所定の位相における三次元形態画像と前記三次元形態画像群の少なくとも一方に替えて、前記三次元機能画像から診断の指標となる第２の指標値を算出するものであることを特徴とする請求項１記載の診断支援装置。
【請求項３】
前記第１の指標値算出手段は、前記心臓の複数の位相における三次元形態画像について、前記第１の指標値を算出するものであり、
前記表示制御手段は、時系列に前記各位相における前記標識を表示するものであることを特徴とする請求項１または２記載の診断支援装置。
【請求項４】
前記表示制御手段は、前記２次元画像内に規則的に配置された複数の点において、第１の指標値を表示する標識を表示するものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の診断支援装置。
【請求項５】
前記表示制御手段は、前記第１の指標値を表す標識として、矢印を用いるものであることを特徴とする請求項４記載の診断支援装置。
【請求項６】
前記表示制御手段は、前記第１の指標値を表す標識として、前記心臓の位相の変化に伴う前記２次元画像上の複数の点の軌跡を表示するものであることを特徴とする請求項４記載の診断支援装置。
【請求項７】
前記表示制御手段は、前記第１の指標値を表す標識として、前記二次元画像上に規則的な格子を構成するように配置された複数の点を、該各所定位置における前記第１の指標値の大きさおよび向きに基づいた位置に移動させたものを用いるものであることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の診断支援装置。
【請求項８】
前記２次元画像生成手段が、ブルズアイ画像を生成するものであることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の診断支援装置。
【請求項９】
コンピュータにより、
心臓を位相ごとに撮影することにより取得した、前記心臓の構造を三次元的に表した三次元形態画像からなる三次元形態画像群を取得し、
前記三次元画像群の所定の位相における三次元形態画像について、さらなる位相に対する前記心臓の各部分の動きの向きおよび大きさを表す第１の指標値を算出し、
前記所定の位相における三次元形態画像または前記三次元形態画像群から前記心臓の各部分ごとに、診断の指標となる第２の指標値を算出し、
前記心臓の全体について、該心臓の各部分の第２の指標値を平面状に配置した２次元画像を生成し、
前記生成された２次元画像を表示装置に表示するとともに、該表示された２次元画像上に、前記算出された第１の指標値を表す標識を、該第１の指標値の前記動きの向きを視認可能な態様で重畳表示することを特徴とする診断支援方法。
【請求項１０】
コンピュータを、
心臓を位相ごとに撮影することにより取得した、前記心臓の構造を三次元的に表した三次元形態画像からなる三次元形態画像群を取得する画像取得手段と、
前記三次元画像群の所定の位相における三次元形態画像について、さらなる位相に対する前記心臓の各部分の動きの向きおよび大きさを表す第１の指標値を算出する第１の指標値算出手段と、
前記所定の位相における三次元形態画像または前記三次元形態画像群から前記心臓の各部分ごとに、診断の指標となる第２の指標値を算出する第２の指標値算出手段と、
前記心臓の全体について、該心臓の各部分の第２の指標値を平面状に配置した２次元画像を生成する２次元画像生成手段と、
前記生成された２次元画像を表示装置に表示するとともに、該表示された２次元画像上に、前記指標値算出手段により算出された第１の指標値を表す標識を、該第１の指標値の前記動きの向きを視認可能な態様で重畳表示する表示制御手段として機能させることを特徴とした診断支援プログラム。
【請求項１】
心臓を位相ごとに撮影することにより取得した、前記心臓の構造を三次元的に表した三次元形態画像からなる三次元形態画像群を取得する画像取得手段と、
前記三次元画像群の所定の位相における三次元形態画像について、さらなる位相に対する前記心臓の各部分の動きの向きおよび大きさを表す第１の指標値を算出する第１の指標値算出手段と、
前記所定の位相における三次元形態画像または前記三次元形態画像群から前記心臓の各部分ごとに、診断の指標となる第２の指標値を算出する第２の指標値算出手段と、
前記心臓の全体について、該心臓の各部分の第２の指標値を平面状に配置した２次元画像を生成する２次元画像生成手段と、
前記生成された２次元画像を表示装置に表示するとともに、該表示された２次元画像上に、前記指標値算出手段により算出された第１の指標値を表す標識を、該第１の指標値の前記動きの向きを視認可能な態様で重畳表示する表示制御手段とを備えたことを特徴とする診断支援装置。
【請求項２】
前記画像取得手段が、前記心臓の機能を評価するための評価値を臓器の形状に合わせて三次元的に配列した三次元機能画像をさらに取得するものであり、
第２の指標値算出手段は、前記所定の位相における三次元形態画像と前記三次元形態画像群の少なくとも一方に替えて、前記三次元機能画像から診断の指標となる第２の指標値を算出するものであることを特徴とする請求項１記載の診断支援装置。
【請求項３】
前記第１の指標値算出手段は、前記心臓の複数の位相における三次元形態画像について、前記第１の指標値を算出するものであり、
前記表示制御手段は、時系列に前記各位相における前記標識を表示するものであることを特徴とする請求項１または２記載の診断支援装置。
【請求項４】
前記表示制御手段は、前記２次元画像内に規則的に配置された複数の点において、第１の指標値を表示する標識を表示するものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の診断支援装置。
【請求項５】
前記表示制御手段は、前記第１の指標値を表す標識として、矢印を用いるものであることを特徴とする請求項４記載の診断支援装置。
【請求項６】
前記表示制御手段は、前記第１の指標値を表す標識として、前記心臓の位相の変化に伴う前記２次元画像上の複数の点の軌跡を表示するものであることを特徴とする請求項４記載の診断支援装置。
【請求項７】
前記表示制御手段は、前記第１の指標値を表す標識として、前記二次元画像上に規則的な格子を構成するように配置された複数の点を、該各所定位置における前記第１の指標値の大きさおよび向きに基づいた位置に移動させたものを用いるものであることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の診断支援装置。
【請求項８】
前記２次元画像生成手段が、ブルズアイ画像を生成するものであることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の診断支援装置。
【請求項９】
コンピュータにより、
心臓を位相ごとに撮影することにより取得した、前記心臓の構造を三次元的に表した三次元形態画像からなる三次元形態画像群を取得し、
前記三次元画像群の所定の位相における三次元形態画像について、さらなる位相に対する前記心臓の各部分の動きの向きおよび大きさを表す第１の指標値を算出し、
前記所定の位相における三次元形態画像または前記三次元形態画像群から前記心臓の各部分ごとに、診断の指標となる第２の指標値を算出し、
前記心臓の全体について、該心臓の各部分の第２の指標値を平面状に配置した２次元画像を生成し、
前記生成された２次元画像を表示装置に表示するとともに、該表示された２次元画像上に、前記算出された第１の指標値を表す標識を、該第１の指標値の前記動きの向きを視認可能な態様で重畳表示することを特徴とする診断支援方法。
【請求項１０】
コンピュータを、
心臓を位相ごとに撮影することにより取得した、前記心臓の構造を三次元的に表した三次元形態画像からなる三次元形態画像群を取得する画像取得手段と、
前記三次元画像群の所定の位相における三次元形態画像について、さらなる位相に対する前記心臓の各部分の動きの向きおよび大きさを表す第１の指標値を算出する第１の指標値算出手段と、
前記所定の位相における三次元形態画像または前記三次元形態画像群から前記心臓の各部分ごとに、診断の指標となる第２の指標値を算出する第２の指標値算出手段と、
前記心臓の全体について、該心臓の各部分の第２の指標値を平面状に配置した２次元画像を生成する２次元画像生成手段と、
前記生成された２次元画像を表示装置に表示するとともに、該表示された２次元画像上に、前記指標値算出手段により算出された第１の指標値を表す標識を、該第１の指標値の前記動きの向きを視認可能な態様で重畳表示する表示制御手段として機能させることを特徴とした診断支援プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
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【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−８１０３７（Ｐ２０１２−８１０３７Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２９３００（Ｐ２０１０−２２９３００）
【出願日】平成２２年１０月１２日（２０１０．１０．１２）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１２日（２０１０．１０．１２）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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