[发明专利]血管解析装置、医用图像诊断装置及血管解析方法

说明书

技术领域

本实施方式涉及血管解析装置、医用图像诊断装置及血管解析方法。

背景技术

希望有用来非侵袭或低侵袭地预防、诊断冠状动脉的狭窄、脑动脉瘤或基于作为它们的前兆的颈动脉的斑块的狭窄的技术，所述冠状动脉的狭窄是作为三大疾病之一的心疾病的原因。

冠状动脉的狭窄是导致虚血性心疾病的重大的病变。作为冠状动脉的狭窄诊断，通过导管进行的冠状动脉造影检查(CAG：Coronary Angiography)是主流。作为冠状动脉的器质性病变的诊断指标，有心肌血流储备分数(FFR：Fractional Flow Reserve)。FFR被定义为狭窄存在下的最大冠脉血流相对于狭窄非存在下的最大冠脉血流的比率。FFR与狭窄远位部冠内压相对于狭窄近位部冠内压的比率大致一致。测量设在导管前端的压力传感器。即，FFR的测量需要导管手术。

冠状动脉的狭窄解析如果能够通过心脏CT进行，则与通过导管手术进行的FFR的测量相比，能够低侵袭且减轻患者的负担、以及节约医疗成本。然而，在心脏CT中，仅基于CT图像中包含的斑块区域或狭窄区域的大小的指标能够低侵袭地计测。如果能够基于CT图像通过构造流体解析来计测狭窄前后的压力差等，则能够期待狭窄(或斑块)带来的影响的定量化。

作为冠脉循环的动态评价，在临床上开发导入了包括超高速CT、心血管荧光电影照相、超声波法、SPECT(单光子发射计算机断层成像)及PET(正电子发射断层扫描)的核医学成像、MRI(核磁共振图像法)等，对诊断及治疗法的评价很有帮助。

但是，难以将冠脉微小血管用医用图像诊断装置正确地捕捉。此外，即使血管形状鲜明，在医用图像中包含噪声的情况或在生物体组织的边界的阈值设定中存在含糊性的情况也较多。这样，从医用图像诊断装置得到的血管形状具有不确定性。

在临床应用中利用医用图像诊断装置的情况下，从比冠脉微小血管靠上游的大动脉起始部起、仅将冠状动脉的较粗的区域作为对象进行解析的情况也较多。由于冠状动脉的血流也较大地受冠脉微小血管的紧张性(tonus，强直性)影响，所以适当地设定较粗的区域的冠状动脉的出口处的流量或压力、或者它们的变化率等的流体解析的边界条件成为课题。此外，冠状动脉的血流受到因心脏的搏动带来的机械性因素(因搏动带来的整体性的运动、由局部性的伸缩、扭转、剪切变形带来的强制位移或外力)影响。仅通过流体解析，不能考虑心脏的搏动等的机械性因素的影响，所以不能精确地计测血流的流量分布及内压分布。另一方面，还以在图像中捕捉到的心脏及血管系统为对象，实施考虑到机械性因素的影响的构造－流体复合解析。但是，在进行构造－流体复合解析的情况下，难以正确地设定血液(包括造影剂)的流体解析中的血管的入口及出口的边界条件、血管及斑块的材料模型的情况也较多。此外，在存在图像中未描绘出的微小血管的情况下，还有不能考虑微小血管给血流带来的影响的情况。因此，构造－流体复合解析的解析结果有可能不能将实际的血流及血管变形再现。此外，还有边界条件、负荷条件、材料模型不适当的情况、或在血管伴随着较大的运动的情况下收敛性及解析稳定性上有问题的情况。这样，以往的血管的构造流体解析有需要极大的解析资源和解析时间的情况、或解析结果的误差变大的情况，有在现实在临床的现场中利用上发生问题的情况。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008－241432号公报

非专利文献

非专利文献1：门冈等，(ITUジャーナル，心臓シミュレータが拓くテーラーメード医療～世界最先端の心臓シミュレータとその適用例のご紹介～，Vol.41,No.6)

发明内容

有关本实施方式的血管解析装置具备：存储部，存储与被检体的血管有关的时间序列的医用图像的数据；设定部，对于在上述时间序列的医用图像中包含的血管区域设定解析对象区域，对于上述解析对象区域设定潜在变量鉴定(identification、日语：同定)区域；计算部，将上述时间序列的医用图像进行图像处理，计算上述解析对象区域的时间序列的形态指标和时间序列的形状变形指标；构建部，基于上述时间序列的形态指标、上述时间序列的形状变形指标和上述时间序列的医用图像，暂定地构建与上述解析对象区域的构造流体解析有关的力学模型；以及鉴定部，对与上述潜在变量鉴定区域有关的潜在变量进行鉴定，以使基于暂定地构建出的上述力学模型的血管形态指标的预测值及血液流量指标的预测值中的至少一方与预先计测出的血管形态指标的观测值及血液流量指标的观测值中的至少一方匹配。