专利名称：医用图像处理装置以及医用图像处理方法
技术领域：
本发明涉及医用图像处理装置以及医用图像处理方法。
背景技术：
在脑梗塞的诊断中一般使用MRI图像或CT图像、SPECT图像、PET图像等。当在发 病后3小时以内没有使梗塞的部位再开通时，存在对脑的损伤(damage)变大，一部分功能 丧失，致使死亡的情况。但是，有在X射线透视下将导管(catheter)行进至病变部位，治疗病变部位的手 术技术。该手术技术被称为介入(intervention)。作为对于直接影响头部的血管的介入治 疗，有在颈部狭窄部位使导管通过，并使设置在导管周围的气囊(balloon)膨胀从而扩张 狭窄部位的治疗或、对于脑动脉瘤，通过将导管行进至脑动脉瘤的入口，并在动脉瘤内充满 从导管的顶端排出的线圈从而使血流不流入动脉瘤内的治疗。在这种治疗中，存在由于附 着在血栓或狭窄部位的斑块(plaque)流入末梢而堵塞末梢血管引起脑梗塞发病的情况。 如果梗塞在比较大的血管中发生，则在介入治疗后进行的确认造影检查中可以确认发病。 但是梗塞在细血管中发生时，大多数情况很难在确认造影检查中掌握情况。此时，在目前的 工作流程(workflow)中，介入结束后，根据3小时后或者1日后进行的CT检查、MRI检查等 来判断梗塞的有无。但是，在该工作流程中，发病后3小时内使梗塞部位再开通非常困难。对于这种问题，近年来提出了用进行介入治疗的X射线血管造影(angiography) 装置检查(check)血液回流状态的功能(例如，参照“C-Arm CT Measurement of Cerebral Blood Volume AnExperimental Study in Canines，，，AJNR Am. J. Neuroradiol. , May2009 ； 30:917-922.)。在该功能中，通过在造影剂注入前后一边使C型臂(C-arm)绕患者的周围 高速旋转一边进行摄影，并使用与造影剂注入前与注入后的图像的减影(subtraction)图 像进行重建从而制作表示造影剂的涂染情况的三维图像，并根据注入前的图像制作表示人 体构造的三维图像。通过从表示人体构造的三维图像中提取具有相当于脑组织的CT值的 区域，并将该区域以外的其他区域从表示造影剂的涂染情况的三维图像中排除，而只提取 脑组织中的造影剂的涂染情况。在脑组织中，不怎么有造影剂涂染的部位有可能是梗塞部 位，可以将造影剂涂染浓的部位判断为是血流正常的部位。但是，这种摄影并不在常规工作 (routine)中进行。因此，由该摄影产生的造影剂使用量、对患者的被辐射剂量将成为对于 患者的额外负担。特别是在该方法中需要对静脉、毛细血管、动脉全部进行造影，致使所使 用的造影剂量变得大量。

发明内容
本发明涉及的医用图像处理装置具备图像反转部、位置偏移检测部、位置偏移校 正部、差分图像生成部。图像反转部生成将第1医用图像在被检体的左右方向反转后的第1 反转图像与将与上述第1医用图像不同的第2医用图像在被检体的左右方向反转后的第2 反转图像。位置偏移检测部检测上述第1医用图像与上述第1反转图像之间的位置偏移。 位置偏移校正部根据通过上述位置偏移检测部检测出的位置偏移，生成校正了上述第2医 用图像的校正图像或校正了上述第2反转图像的校正反转图像。差分图像生成部生成上述 第2反转图像与上述校正图像之间的差分图像或上述第2医用图像与上述校正反转图像之 间的差分图像。在下面的描述中将提出本发明的其它目的和优点，部分内容可以从说明书的描述 中变得明显，或者通过实施本发明可以明确上述内容。通过下文中详细指出的手段和组合 可以实现和得到本发明的目的和优点。发明效果根据本发明涉及的医用图像处理装置，可以不增加患者的负担地评价医用图像中 的被检体的脑内血液灌流状态。


结合在这里并构成说明书的一部分的附图描述本发明当前优选的实施方式，并且 与上述的概要说明以及下面的对优选实施方式的详细描述一同用来说明本发明的原理。图1为表示与实施例1相关的医用图像系统(system)的一例的图。图2为表示与实施例1相关的医用图像处理装置的结构的功能框图。图3为表示与实施例1相关的医用图像处理装置的处理流程的流程图。图4为表示与实施例1相关的通过减影(subtraction)部制作的动脉部位区域以 及静脉部位区域的轮廓(profile)的图。图5至图7为用于说明与实施例2相关的由指标图像生成部Ih进行的时间滞差 的校正以及差分图像的生成的图。
具体实施例方式以下，根据附图详细说明本发明涉及的医用图像处理装置以及医用图像处理方法 的实施例。另外，并不通过以下所示的实施例来限定本发明。另外，在以下所示的实施例 中，针对具有本发明涉及的医用图像处理装置与各种医用图像收集装置的医用图像处理系 统进行说明。首先，针对与本实施例1相关的医用图像处理系统的一例进行说明。图1为表示与本实施例1相关的医用图像系统的一例的图。如图1所示，与本实 施例1相关的医用图像处理装置1经由网络2而与各种医用图像收集装置以及其他系统连接。例如，医用图像处理装置1与X射线血管造影(angiography)装置3、 PACS(Picture Archiving and Communication System :医学影像存档与通信系统)4连接。图2为表示与本实施例1相关的医用图像处理装置1的结构的功能框图。如图2所示，医用图像处理装置1具有输入部la、显示部lb、网络I/F部lc、减影部Id、仿射(affine) 变换部le、位置偏移检测部If、位置偏移校正部lg、指标图像生成部lh、空间滤波(filter) 变换部li、LUT (Look Up Table :查询表)部Ij以及控制部lk。输入部Ia从操作者接受对于医用图像处理装置1的各种操作。例如，输入部Ia为 鼠标(mouse)或键盘(keyboard)、足艮踪球(trackball)、定位装置(pointing device)等。显示部Ib显示由医用图像处理装置1处理的各种图像或⑶I (Graphical User Interface)等各种信息。例如，显示部Ib为CRT (Cathode Ray Tube)监视器(monitor)或 液晶监视器等。网络I/F部Ic控制经由网络2交接的各种信息的发送接收。例如，网络I/F部Ic 取得由各医用图像收集装置摄像的医用图像。减影部Id 生成 DSA (Digital Subtraction Angiography 数控减影血管造影)图 像等差分图像。例如，减影部Id根据通过网络I/F部Ic取得的医用图像来生成DSA图像。仿射变换部Ie进行图像的放大或缩小、移动、反转等。例如，仿射变换部Ie生成 将通过网络I/F部Ic取得的医用图像左右反转过后的反转图像。位置偏移检测部If检测通过网络I/F部Ic取得的医用图像与通过仿射变换部Ie 生成的反转图像之间的位置偏移。位置偏移校正部Ig根据通过位置偏移检测部If检测出的位置偏移，校正医用图 像。例如，位置偏移校正部Ig根据通过位置偏移检测部If检测出的位置偏移，生成将通过 网络I/F部Ic取得的医用图像校正过后的校正原图像或将通过仿射变换部Ie生成的反转 图像校正过后的校正反转图像。指标图像生成部Ih生成成为表示血流的指标的指标图像。例如，指标图像生成部 Ih生成通过网络I/F部Ic取得的医用图像与通过位置偏移校正部Ig生成的校正反转图像 之间的差分图像作为指标图像。空间滤波变换部Ii对图像进行频率强调处理或低通滤波(lowpass filtering) 等。LUT部Ij变换图像的灰度等级。控制部Ik控制由医用图像处理装置1进行的各种处理。例如，控制部Ik进行医 用图像处理装置1具有的各功能部之间的控制的移动或数据的收发。其次，针对与本实施例1相关的医用图像处理系统的处理流程进行具体说明。另 外，在此，举例说明使用X射线血管造影装置3进行头部检查的情况。在使用X射线血管造影装置的头部的检查中，主要进行脑动脉瘤、狭窄、畸形等血 管形状的诊断或血流的诊断。一般而言，由脑部毛细血管梗塞发生的脑梗塞由于在X射线 血管造影装置中无法识别毛细血管，因此使用X射线CT装置或MRI装置等来进行。例如，在使用X射线血管造影装置的头部的治疗中，有将导管(catheter)插入至 狭窄部位，并使设置在导管周围的气囊(balloon)膨胀从而扩张狭窄部位的治疗。该治疗 被称为介入。在介入中，也存在在扩张气囊时狭窄部位的一部分的小片流入末梢，而由该小 片致使脑部毛细血管发生梗塞的情况。此时，在介入结束后，在使用X射线CT装置进行检 查的时刻，发现梗塞。但是，通常，从介入结束到使用X射线CT装置进行检查的时间至少花费3个小时， 长的情况下花费约一天的时间。梗塞如果可以在短时间内治疗的话，则对脑的损伤几乎没有，但是随着时间的花费康复率下降。特别是，当经过3小时后康复率会极端下降。因此， 为了提高患者的QOL(Quality of Life)，希望在进行介入期间可以确认梗塞。根据本实施例1，能够诊断以往使用X射线血管造影装置无法诊断的由毛细血管 的梗塞引起的脑梗塞。以下，针对其方法进行具体说明。首先，针对X射线血管造影装置3的处理进行说明。通常，当治疗手术结束时，给作为脑部主要血管的4条血管造影摄像，针对各血管 诊断是否发生梗塞。在此，4条血管是指右内颈动脉、左内颈动脉、右椎骨动脉以及左椎骨动 脉。右内颈动脉营养右脑的前头部、侧头部以及头顶部。左内颈动脉营养左脑的前头部、侧 头部以及头顶部。右椎骨动脉以及左椎骨动脉营养脑底部以及后头部。X射线血管造影装置3 —边分别造影右内颈动脉、左内颈动脉、右椎骨动脉以及左 椎骨动脉，一边生成各血管的DSA图像。具体而言，X射线血管造影装置3生成造影前所摄 像的数帧(flame)图像的平均图像作为蒙片(mask)图像。进而，X射线血管造影装置3在 造影剂流入血管的期间，连续地摄像反差(contrast)图像。并且，X射线血管造影装置3通过根据所摄像的反差图像的各帧对蒙片图像进行 减影，从而生成DSA图像。例如，X射线血管造影装置3通过以下所示的(1)式，生成DSA图像。DSAn(i，j)二Ioge 麵，)·⑴
Contrastn (i,j)在此，(i，j)表示图像坐标。另外，DSAn(i, j)表示第η帧的DSA图像。另夕卜， contrast(i, j)表示第η帧的反差图像。另外，mask(i，j)表示蒙片图像。X射线血管造影装置3当生成DSA图像时，在显示部上显示所生成的DSA图像。另 外，X射线血管造影装置3经由网络2，将蒙片图像以及全部反差图像传送至医用图像处理 装置1。此时，X射线血管造影装置3将右内颈动脉、左内颈动脉、右椎骨动脉以及左椎骨动 脉各自的蒙片图像以及反差图像传送至医用图像处理装置1。另外，X射线血管造影装置3也可以根据来自操作者的指示传送造影检查图像，也 可以自动地传送全部的造影检查图像。或者，例如，X射线血管造影装置3也可以预先安装 用于进行在此所说明的解析的收集程序(program)，只在由操作者选择了该收集程序的情 况下，向医用图像处理装置1传送造影检查图像。其次，针对医用图像处理装置1的处理进行说明。图3为表示与本实施例1相关的医用图像处理装置1的处理流程的流程图。如图 3所示，在医用图像处理装置1中，取得网络I/F部Ic从X射线血管造影装置3传送来的蒙 片图像mask(i，j)以及反差图像contrastji，j)(步骤(st印)S101)。此时，网络I/F部Ic取得右内颈动脉、左内颈动脉、右椎骨动脉以及左椎骨动脉各 自的mask(i，j)以及Contrastn(i，j)。并且，网络I/F部Ic将所接收到的蒙片图像以及 反差图像存储至未图示的存储部。然后，减影部Id从存储部读出mask(i，j)以及contrastji，j)，并根据读出的 mask(i，j)以及 contrastn (i，j)生成 DSA 图像(步骤 S102)。此时，例如，减影部Id与X射线血管造影装置3 —样，通过式(1)，生成各血管的 DSAn(i，j)。另外，DSAn(i，j)较大地划分分类为3种时相。最初的时相是动脉支配性的动脉相，下一个时相是毛细血管支配性的脑细胞整体涂染且几乎没有动脉以及静脉的影响的 毛细血管相，最后的时相是静脉支配性的静脉相。接着，减影部Id在生成各血管的DSAn(i，j)后，从所生成的DSAn(i，j)中确定毛 细血管相的帧(步骤S103)。此时，例如，减影部Id经由输入部la，从操作者接受选择毛细 血管相的帧的选择操作，并根据所受理的选择操作确定毛细血管相的帧。并且，减影部Id通过算出确定的毛细血管相的帧的相加平均，从而生成毛细血管 相图像(步骤S104)。此时，例如，减影部Id通过以下所示的式( 生成毛细血管相图像。
权利要求
1.一种医用图像处理装置，其特征在于，包括图像反转部，生成将第1医用图像在被检体的左右方向反转后的第1反转图像与将与 上述第1医用图像不同的第2医用图像在被检体的左右方向反转后的第2反转图像；位置偏移检测部，检测上述第1医用图像与上述第1反转图像之间的位置偏移；位置偏移校正部，根据通过上述位置偏移检测部检测出的位置偏移，生成校正了上述 第2医用图像的校正图像或校正了上述第2反转图像的校正反转图像；差分图像生成部，生成上述第2反转图像与上述校正图像之间的差分图像或上述第2 医用图像与上述校正反转图像之间的差分图像。
2.根据权利要求1所述的医用图像处理装置，其特征在于上述第1医用图像为血管造影前所拍摄到的X射线图像；上述第2医用图像为根据上述血管造影后所拍摄到的X射线图像与上述第1医用图像 生成的差分图像。
3.根据权利要求2所述的医用图像处理装置，其特征在于，还包括医用图像生成部，该 医用图像生成部通过生成上述血管造影后连续拍摄到的多个X射线图像的每一个与上述 第1医用图像之间的差分图像从而生成多个第2医用图像，上述图像反转部分别生成上述第1反转图像与将上述多个第2医用图像分别反转后的 多个第2反转图像，上述位置偏移校正部根据通过上述位置偏移检测部检测出的位置偏移，生成分别校正 了上述多个第2医用图像的多个校正图像或分别校正了上述多个第2反转图像的多个校正 反转图像，上述差分图像生成部在由上述多个第2反转图像组成的图像群与由上述多个校正图 像组成的图像群之间或在由上述多个第2医用图像组成的图像群与由上述多个校正反转 图像组成的图像群之间，在对同一位置的每一像素校正一方的图像群的造影剂浓度的经时 变化与另一方的图像群的造影剂浓度的经时变化之间的时间滞差后，生成一方的图像群与 另一方的图像群之间的差分图像。
4.根据权利要求3所述的医用图像处理装置，其特征在于 上述差分图像生成部对同一位置的每一像素提取上述一方的图像群的造影剂浓度与 上述另一方的图像群的造影剂浓度之间的差的最大值，并使用所提取出的各最大值来生成 上述差分图像。
5.根据权利要求3所述的医用图像处理装置，其特征在于上述差分图像生成部对同一位置的每一像素算出上述一方的图像群的造影剂浓度与 上述另一方的图像群的造影剂浓度之间的差的总和，并使用所算出的各总和来生成上述差 分图像。
6.一种医用图像处理装置，其特征在于，包括图像反转部，生成将第1医用图像在被检体的左右方向反转后的第1反转图像和将与 上述第1医用图像按一连串步骤拍摄到的第2医用图像在被检体的左右方向反转后的第2 反转图像；位置偏移检测部，检测与上述第1医用图像不同的第3医用图像与上述第1反转图像 之间的位置偏移；位置偏移校正部，根据通过上述位置偏移检测部检测出的位置偏移，生成校正了与上 述第3医用图像按一连串的步骤拍摄到的第4医用图像的校正图像或校正了上述第2反转 图像的校正反转图像；差分图像生成部，生成上述第2反转图像与上述校正图像之间的差分图像或上述第4 医用图像与上述校正反转图像之间的差分图像。
7.根据权利要求6所述的医用图像处理装置，其特征在于上述第1医用图像为第1血管造影前所拍摄到的X射线图像；上述第2医用图像为根据上述第1血管造影后所拍摄到的X射线图像与上述第1医用 图像生成的差分图像；上述第3医用图像为与第1血管不同的第2血管造影前所拍摄到的X射线图像；上述第4医用图像为根据上述第2血管造影后所拍摄到的X射线图像与上述第3医用 图像生成的差分图像。
8.根据权利要求7所述的医用图像处理装置，其特征在于，还包括医用图像生成部，该 医用图像生成部通过生成上述第1血管造影后连续地拍摄到的多个X射线图像的每一个与 上述第1医用图像之间的差分图像从而生成多个第2医用图像，并通过生成上述第2血管 造影后连续地拍摄到的多个X射线图像的每一个与上述第3医用图像之间的差分图像从而 生成多个第4医用图像，上述图像反转部分别生成上述第1反转图像与将上述多个第2医用图像分别反转后的 多个第2反转图像；上述位置偏移校正部根据通过上述位置检测部检测出的位置偏移，生成分别校正了上 述多个第4医用图像的多个校正图像或分别校正了上述多个第2反转图像的多个校正反转 图像；上述差分图像生成部在由上述多个第2反转图像组成的图像群与由上述多个校正图 像组成的图像群之间或在由上述多个第4医用图像组成的图像群与由上述多个校正反转 图像组成的图像群之间，在对同一位置的每一像素校正一方的图像群的造影剂浓度的经时 变化与另一方的图像群的造影剂浓度的经时变化之间的时间滞差后，生成一方的图像群与 另一方的图像群之间的差分图像。
9.根据权利要求8所述的医用图像处理装置，其特征在于上述差分图像生成部对同一位置的每一像素提取上述一方的图像群的造影剂浓度与 上述另一方的图像群的造影剂浓度之间的差的最大值，并使用所提取出的各最大值来生成 上述差分图像。
10.根据权利要求8所述的医用图像处理装置，其特征在于上述差分图像生成部对同一位置的每一像素算出上述一方的图像群的造影剂浓度与 上述另一方的图像群的造影剂浓度之间的差的总和，并使用所算出的各总和来生成上述差 分图像。
11.一种医用图像处理方法，其特征在于生成将第1医用图像在被检体的左右方向反转后的第1反转图像与将与上述第1医用 图像不同的第2医用图像在被检体的左右方向反转后的第2反转图像，检测上述第1医用图像与上述第1反转图像之间的位置偏移，根据上述检测出的位置偏移，生成校正了上述第2医用图像的校正图像或校正了上述 第2反转图像的校正反转图像，生成上述第2反转图像与上述校正图像之间的差分图像或上述第2医用图像与上述校 正反转图像之间的差分图像。
12. —种医用图像处理方法，其特征在于生成将第1医用图像在被检体的左右方向反转后的第1反转图像和将与上述第1医用 图像按一连串的步骤拍摄到的第2医用图像在被检体的左右方向反转后的第2反转图像， 检测与上述第1医用图像不同的第3医用图像与上述第1反转图像之间的位置偏移， 根据上述检测出的位置偏移，生成校正了与上述第3医用图像按一连串的步骤拍摄到 的第4医用图像的校正图像或校正了上述第2反转图像的校正反转图像，生成上述第2反转图像与上述校正图像之间的差分图像或上述第4医用图像与上述校 正反转图像之间的差分图像。
全文摘要
本发明涉及医用图像处理装置以及医用图像处理方法，在该医用图像处理装置中，图像反转部生成将第1医用图像在被检体的左右方向反转后的第1反转图像与将与第1医用图像不同的第2医用图像在被检体的左右方向反转后的第2反转图像。位置偏移检测部检测第1医用图像与第1反转图像之间的位置偏移。位置偏移校正部根据通过位置偏移检测部检测出的位置偏移，生成校正了第2医用图像的校正图像或校正了第2反转图像的校正反转图像。差分图像生成部生成第2反转图像与校正图像之间的差分图像或第2医用图像与校正反转图像之间的差分图像。
文档编号A61B6/00GK102085100SQ20101058827
公开日2011年6月8日 申请日期2010年11月30日 优先权日2009年12月7日
发明者大石悟 申请人:东芝医疗系统株式会社, 株式会社东芝