CN103442643B - 图像处理装置以及x射线摄影装置 - Google Patents

Abstract

图像处理装置具有：提取部，基于容积数据，提取包含被检体的分支动脉的区域；基部计算部，基于包含分支动脉的区域，计算分支动脉的基部；推荐区域计算部，基于容积数据和基部，计算用于留置球囊导管的球囊的推荐区域；以及显示单元，在基础图像上对推荐区域进行对位并进行显示。

Description

图像处理装置以及X射线摄影装置

技术领域

作为本发明一形态的本实施方式涉及进行图像处理的图像处理装置、X射线摄影装置以及图像处理方法。

背景技术

以往，在非破坏性检查等工业领域、健康诊断等医疗领域中，广泛应用如下X射线摄影装置：即，对检查对象或者被检体照射放射线（代表性地，为X射线）并检测透射检查对象或者被检体后的放射线的强度分布，来获得检查对象或者被检体的图像的X射线摄影装置（例如，参照专利文献1）。

针对心脏功能显著降低从而搏出量较低并且血压降低的状态，使用主动脉内球囊反搏（IABP）。近年来，报道了IABP在瓣膜置换术、冠心病的手术、重症心绞痛以及冠状动脉再成形手术等各种病例中的应用。IABP由于简便并且安全性高，因此是今后可望应用在广泛的病例中的方法。

通过IABP，在患者的主动脉内插入IABP球囊导管，通过使球囊与心脏的搏动同步地扩张、收缩，从而具有增加心肌的氧供应并减少心肌的氧消耗的效果。在使用IABP时，球囊对心脏进行辅助，所以心脏变得轻松，也能够保证冠状动脉的血流及全身的循环血液。通过在心脏的功能复活之前使该IABP工作从而能够降低患者陷于危险的状态的可能性。

此外，还公开了使用了IABP系统的球囊的循环辅助方法（例如，参照专利文献1。）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-700号公报

发明内容

发明要解决的课题

通过现有技术，关于IABP球囊导管的球囊的留置位置，推荐从左锁骨下动脉（LSCA）的基部起向脚方向（Foot方向）离开了1-2cm的位置。然而，在X射线图像中成为球囊的留置位置的基准的LSCA的位置无法清楚地视觉辨认。

在实际的临床中，采取如下方法，即，以在X射线图像中能够视觉辨认的其他的标志（Carina、主动脉结（Aorticknob）等）为基准，将IABP球囊导管的球囊间接地留置于推荐位置的方法。然而，根据患者不同，有时球囊过于接触或接近LSCA而无法获得期望的效果。

附图说明

图1是对本实施方式的X射线摄影装置的结构进行表示的概略图。

图2是对具备桥式C臂时的、本实施方式的X射线摄影装置的外观结构进行表示的立体图。

图3是对第1实施方式的X射线摄影装置的功能进行表示的框图。

图4是对第1实施方式的X射线摄影装置的功能进行表示的框图。

图5是对心脏上部容积的一例进行表示的图。

图6的（A）、（B）是用于对LSCA基部的计算方法进行说明的图。

图7是用于对推荐区域容积的计算方法进行说明的图。

图8是对球囊容积的一例进行表示的图。

图9是对X射线图像的一例进行表示的图。

图10是对球囊合成图像的一例进行表示的图。

图11是对第1实施方式的X射线摄影装置的动作进行表示的流程图。

图12是对第1实施方式的X射线摄影装置的动作进行表示的流程图。

图13是对第1实施方式的图像处理装置的结构进行表示的概略图。

图14是对第1实施方式的图像处理装置的功能进行表示的框图。

图15是对第2实施方式的X射线摄影装置的功能进行表示的框图。

图16是对第2实施方式的X射线摄影装置的功能进行表示的图。

图17（A）、（B）是用于说明警告状态的图。

图18是对第2实施方式的X射线摄影装置的动作进行表示的流程图。

具体实施方式

参照附图对本实施方式的图像处理装置、X射线摄影装置以及图像处理方法进行说明。

本实施方式的图像处理装置为了解决上述的课题，具有：提取单元，基于容积数据，提取特定区域，该特定区域包含被检体的分支动脉；基部计算单元，基于包含所述分支动脉的区域，计算所述分支动脉的基部；推荐区域计算单元，基于所述容积数据和所述基部，计算推荐区域，该推荐区域用于留置球囊导管的球囊；以及显示单元，在基准图像上对所述推荐区域进行对位并进行显示。

本实施方式的X射线摄影装置为了解决上述的课题，具有：提取单元，基于容积数据，提取特定区域，该特定区域包含被检体的分支动脉；基部计算单元，基于包含所述分支动脉的区域，计算所述分支动脉的基部；推荐区域计算单元，基于所述容积数据和所述基部，计算推荐区域，该推荐区域用于留置球囊导管的球囊；X射线照射装置，照射X射线；X射线检测装置，与所述X射线照射装置对置配置，检测所述X射线；执行单元，对所述X射线照射装置以及所述X射线检测装置的动作进行控制，执行包含所述分支动脉的区域的X射线摄影；以及显示单元，在由所述执行单元收集到的X射线图像上，对所述动脉区域、所述推荐区域及示出了扩张时的所述球囊的球囊图像进行对位。

本实施方式的图像处理方法为了解决上述的课题，具有从存储装置取得容积数据的取得单元；基于所述容积数据，提取特定区域，该特定区域包含被检体的分支动脉；基于包含所述分支动脉的区域，计算所述分支动脉的基部；基于所述容积数据和所述基部，计算推荐区域，该推荐区域用于留置球囊导管的球囊；在基础图像上对所述推荐区域进行对位并进行显示。

（第1实施方式）

图1是对第1实施方式的X射线摄影装置的结构进行表示的概略图。图2是对具备桥式C臂时的、第1实施方式的X射线摄影装置的外观结构进行表示的立体图。

图1以及图2对用于进行IABP（intra-aorticballoonpumping）的第1实施方式的X射线摄影装置1进行表示。X射线摄影装置1大体由架台装置2、诊视床装置3、控制器4、DF（digitalfluorography：数字X线荧光成像）装置5构成。架台装置2、诊视床装置3以及控制器4一般而言设置于外科手术室（检查及治疗室），另一方面，DF装置5设置于与外科手术室相邻的控制室。

架台装置2设置X射线照射装置21、X射线检测装置22、高电压供给装置23以及C臂24。

X射线照射装置21设置于C臂24的一端。X射线照射装置21设置成能够通过控制器4的控制而前后动。X射线照射装置21如图2所示那样、设置X射线管（X射线源）211以及可动光圈装置212。

X射线管211从高电压供给装置23接受高电压电力的供给，根据高电压电力的条件而产生X射线。

可动光圈装置212通过X射线管211的X射线照射口以能够移动的方式支撑由遮蔽X射线的物质构成的光圈叶片。此外，在X射线管211的前表面，也可以具备对由X射线管211产生的X射线的线质进行调整的线质调整过滤器（未图示）。

X射线检测装置22设置成与C臂24的另一端即X射线照射装置21对置。X射线检测装置22设置成能够通过控制器4的控制而前后动。X射线检测装置22具备FPD（平面检测器：flatpaneldetector）221以及A/D（analogtodigital）转换电路222。

FPD221具有二维排列的多个检测元件。FPD221的各检测元件间配设为扫描线与信号线正交。此外，在FPD221的前表面也可以具备栅格（未图示）。栅格为了对入射到FPD221的散射线进行吸收从而改善X射线图像的对比度，而交替地配置由X射线吸收较强的铅等形成的栅格板和容易透射的铝、木材等。

A/D转换电路222将从FPD221输出的时序的模拟信号（影像信号）的投影数据转换为数字信号，并输出到DF装置5。

此外，X射线检测装置22可以是图像增强电视（I.I.（imageintensifier）-TV）系统。在I.I.-TV系统中，将透射被检体S后的X射线以及直接入射的X射线转换为可见光，并且，在光-电子-光的转换过程中进行亮度的倍增从而形成灵敏度好的投影数据，并利用CCD（chargecoupleddevice）摄像元件将光学的投影数据转换为电信号。

高电压供给装置23能够按照控制器4的控制对X射线照射装置21的X射线管211供给高电压电力。

C臂24使X射线照射装置21和X射线检测装置22以被检体S为中心对置配置。C臂24通过控制器4的控制，使X射线照射装置21以及X射线检测装置22为一体地沿C臂24的圆弧方向进行圆弧运动。

诊视床装置3支撑于地面，并支撑顶板31。诊视床装置3在控制器4的控制下，使顶板31滑动（X、Z轴方向）运动、上下（Y轴方向）运动以及滚动（ローリング）。顶板31能够载置被检体S。此外，对架台装置2为X射线照射装置21位于顶板31下方的Under-tube型的情况进行说明，但也可以是X射线照射装置21位于顶板31上方的Over-tube型的情况。

控制器4包含未图示的CPU（centralprocessingunit：中央处理单元）以及存储器。控制器4在DF装置5的控制下，为了进行对位而对架台装置2的X射线照射装置21以及X射线检测装置22以及C臂24的驱动和诊视床装置3的驱动进行控制。另外，控制器4在DF装置5的控制下，为了进行手术用的X射线摄影（透视）而对X射线照射装置21、X射线检测装置22以及高电压供给装置23的动作进行控制。

DF装置5以计算机为基础而构成，是进行X射线摄影装置1整体的动作控制、与由架台装置2所取得的多个X射线图像（X射线图像数据）有关的图像处理等的装置。DF装置5具有系统控制部51、X射线图像生成部52、X射线图像处理部53、X射线图像存储部54、显示处理部55、显示部56、输入部57、IF（interface）58以及球囊容积存储部59。

系统控制部51包含未图示CPU以及存储器。系统控制部51对控制器4、各部52至55、57至59进行控制。

通过系统控制部51的控制，X射线图像生成部52对由架台装置2的A/D转换电路222所输出的投影数据进行对数转换处理（LOG处理）并根据必要进行加法处理，来生成X射线图像。

通过系统控制部51的控制，X射线图像处理部53对由X射线图像生成部52生成的X射线图像实施图像处理。作为图像处理，列举出对数据的放大/灰度/空间滤波处理、按时序蓄积的数据的最小值/最大值追踪处理、以及用于除去噪声的加法处理等。此外，由X射线图像处理部53进行的图像处理后的数据经由显示处理部55输出至显示部56，并且存储于X射线图像存储部54等的存储装置。

通过系统控制部51的控制，显示处理部55将由X射线图像处理部53处理过的X射线图像、由系统控制部51生成的合成图像与各种参数的字符信息、刻度等一起合成，并作为影像信号输出至显示部56。

显示部56将从显示处理部55输出的数据与各种参数的字符信息、刻度等一起显示。

输入部57是做手术的人等操作者能够操作的键盘以及鼠标等，伴随操作的输入信号被送至系统控制部51。

IF58由相应于并联连接设计或串联连接设计的连接器构成。IF58进行符合各标准的通信控制，具有能够与网络N连接的功能，由此，使DF装置5连接于网络N网。

球囊容积存储部59存储对IABP球囊导管（以下，简称为“球囊导管”。）中的扩张时的球囊的形状进行了模拟的球囊容积（球囊容积数据）。

图3以及图4是对第1实施方式的X射线摄影装置1的功能进行表示的框图。

图1所示的系统控制部51执行程序，由此如图3以及图4所示那样、X射线摄影装置1作为心脏上部容积取得部61、动脉区域容积提取部62、芯线容积计算部63、基部计算部64、推荐区域容积计算部65、球囊容积登记部66、X射线摄影执行部71、对位处理部72、动脉合成处理部73、推荐区域合成处理部74、导管提取部75以及球囊合成处理部76发挥功能。此外，构成X射线摄影装置1的各部61至66、71至76作为通过执行程序而发挥功能的部件进行了说明，但并不限定于此情况。构成X射线摄影装置1的各部61至66、71至76的全部或者一部分可以作为硬件包括于X射线摄影装置1。

此外，构成X射线摄影装置1的各部61至66是在执行手术用X射线摄影（透视）之前预先起作用的部件，与之相对，构成X射线摄影装置1的各部71至76是在执行手术用X射线摄影过程中起作用的部件。

在对图3进行说明时，心脏上部容积取得部61具有经由IF58从网络N取得包含被检体S的心脏上部的主动脉的主动脉弓部、从主动脉弓部分支的分支动脉（头臂动脉（BCA）、左颈总动脉（LCA）以及左锁骨下动脉（LSCA））的区域的心脏上部容积（心脏上部容积数据）的功能。例如，心脏上部容积取得部61取得通过MR血管造影法（MRA）、CT血管造影法（CTA）生成的心脏上部容积。

动脉区域容积提取部62具有基于通过心脏上部容积取得部61取得的心脏上部容积来提取包含主动脉区域、分支动脉（BCA、LCA以及LSCA）区域的动脉区域容积（动脉区域容积数据）的功能。动脉区域容积提取部62基于公知技术、在显示部56（如图4所示）上所显示的基于心脏上部容积的图像上的由输入部57（图1中图示）输入的区域，来提取动脉区域容积。作为现有技术，例如列举出分割处理。

图5是对心脏上部容积的一例进行表示的图。

图5是将动脉区域容积二维表示的图。如图5所示，动脉区域容积包含心脏上部的主动脉的主动脉弓部区域100、从主动脉弓部区域100分支的作为分支动脉区域的BCA区域101、同样作为分支动脉的LCA区域102、同样作为分支动脉的LSCA区域103。

返回图3的说明，芯线容积计算部63具有基于由动脉区域容积提取部62提取到的动脉区域容积，来计算动脉区域的芯线作为芯线容积（芯线容积数据）的功能。芯线容积计算部63基于公知技术、显示部56（图4中图示）上显示的基于动脉区域容积的图像上的由输入部57（图1中图示）输入的线，计算芯线容积。

基部计算部64具有基于由动脉区域容积提取部62提取到的动脉区域容积，来计算分支动脉的基部的功能。基部计算部64计算作为分支动脉的BCA、LCA以及LSCA中的至少一个基部。以下，对基部计算部64计算作为分支动脉的LSCA的LSCA基部的情况进行说明。

基部计算部64基于由动脉区域容积提取部62提取到的动脉区域容积、和由芯线容积计算部63计算出的芯线容积，计算作为分支动脉的LSCA的基部（基部数据）。在此情况下，基部计算部64基于动脉区域容积，生成沿着LSCA区域的芯线的（与芯线正交的）多个芯线正交截面（芯线正交截面数据）。而且，基部计算部64基于多个芯线正交截面，分别提取LSCA区域截面的形状（截面积、长轴、短轴的长度），计算在多个LSCA区域截面间、形状的增加量（相对于多个LSCA区域截面间的距离的增加量的比率）达到最大的LSCA区域截面与芯线的交点作为LSCA基部。

图6（A）、（B）是用于说明LSCA基部的计算方法的图。

图6（A）是对动脉区域容积进行二维表示的图。如图6（A）所示，动脉区域容积包含：心脏上部的主动脉弓部区域100、从主动脉弓部区域100分支的作为分支动脉的BCA区域101、同样作为分支动脉的LCA区域102、同样作为分支动脉的LSCA区域103。

另外，图6（A）表示基于分支动脉区域容积的芯线C。图6（B）是包含图6（A）的LSCA区域103的部分的放大图。

如图6（B）所示，在LSCA区域103的芯线上的各点的位置，生成多个芯线正交截面Ii（i＝1，2，...）。基于多个芯线正交截面Ii，分别取得LSCA区域截面的形状。从多个芯线正交截面Ii，提取芯线正交截面I，该芯线正交截面I具有LSCA区域截面的形状的增加量达到最大的LSCA区域截面。而且，芯线正交截面I的LSCA区域截面与芯线C的交点被计算为LSCA基部P。

返回图3的说明，基部计算部64也能够不使用芯线容积而是基于由动脉区域容积提取部62提取到的动脉区域容积，计算作为分支动脉的LSCA的基部。例如，基部计算部64计算与被检体S的体轴正交的截面即LSCA区域为闭曲面的最靠近Foot方向的截面上的LSCA区域的重心位置作为LSCA基部。

推荐区域容积计算部65具有基于通过心脏上部容积取得部61取得的心脏上部容积和由基部计算部64计算出的LSCA基部，来计算球囊导管的球囊留置的推荐区域容积（推荐区域容积数据）的功能。推荐区域容积计算部65基于心脏上部容积，计算与被检体S的体轴方向（Z轴方向）垂直并且穿过LSCA基部的LSCA基部平面（LSCA基部平面数据）。然后，推荐区域容积计算部65计算由从LSCA基部平面起向Foot方向离开了1cm的第1平面（第1平面数据）、从LSCA基部平面起向Foot方向离开了2cm的第2平面（第2平面数据）所包围的区域作为推荐区域容积。

图7是用于说明推荐区域容积的计算方法的图。

图7是对动脉区域容积进行二维表示的图。如图7所示，动脉区域容积包含心脏上部的主动脉弓部区域100、从主动脉弓部区域100分支的作为分支动脉的BCA区域101、同样作为分支动脉的LCA区域102、同样作为分支动脉的LSCA区域103。

另外，图7对与被检体S的体轴方向垂直并且穿过LSCA基部P的LSCA基部平面F进行表示。

如图7所示，计算从LSCA基部平面F起向Foot方向离开了1cm的第1平面f1、和从LSCA基部平面F起向Foot方向离开了2cm的第2平面f2。另外，由第1平面f1和第2平面f2包围的区域被计算为推荐区域容积Ar。

此外，在根据多个基部计算推荐区域容积的情况下，基于基部的组合来计算推荐区域容积。例如，在根据BCA基部、LSCA基部以及LCA基部计算推荐区域容积的情况下，基于BCA基部、LSCA基部以及LCA基部中的、最靠近Foot方向的基部来计算推荐区域容积，或者基于BCA基部、LSCA基部以及LCA基部的相对关系来计算避免将BCA基部、LSCA基部以及LCA基部全部堵塞的推荐区域容积。

返回图3的说明，球囊容积登记部66具有将对球囊导管的扩张时的球囊的形状进行了模拟的球囊容积（球囊容积数据）登记到球囊容积存储部59中的功能。

图8是对球囊容积的一例进行表示的图。

图8是二维表示对扩张时的球囊的形状进行了模拟的球囊容积B的图。球囊容积B具有扩张时的球囊的前端位置（前端中央位置）B1、作为从后端位置（后端中央位置）B2向前端位置B1的朝向而决定的扩张时的球囊的朝向B3。

返回图3的说明，X射线摄影执行部71具有如下功能，即，在将被检体S载置于架台装置2的顶板31之后，按照从输入部57输入的指示，经由控制器4驱动架台装置2以及诊视床装置3并进行对位的功能。另外，X射线摄影执行部71具有如下功能，即通过使X射线照射装置21、X射线检测装置22以及高电压供给装置23动作，对包含被检体S的心脏上部的主动脉的主动脉弓部和从主动脉弓部分支的分支动脉的区域，执行手术用X射线摄影（透视）并经由X射线图像处理部53按时序收集多个X射线图像（透视图像）的功能。由X射线图像处理部53生成的X射线图像被存储于X射线图像存储部54。将由X射线摄影执行部71收集的X射线图像的一例示于图9。

对位处理部72具有分别对通过心脏上部容积取得部61取得的心脏上部容积和由X射线摄影执行部71收集到的多个X射线图像进行对位处理的功能。对位处理部72是基于公知技术、显示部56（图4中图示）所显示的基于心脏上部容积的图像上的由输入部57（图1中图示）移动的X射线图像进行对位处理。

动脉合成处理部73具有如下功能，即，基于对位处理部72的对位结果，在由X射线摄影执行部71收集到的多个X射线图像上，分别对基于由动脉区域容积提取部62提取到的动脉区域容积的动脉区域图像（透视图像）进行合成（重合）处理，从而分别生成多个动脉合成图像（动脉合成图像数据）的功能。动脉合成处理部73对于一个X射线图像生成一个动脉合成图像是较为理想的。

转移到图4的说明，推荐区域合成处理部74具有如下功能，即，基于对位处理部72（图3中图示）的对位结果，在由动脉合成处理部73（图3中图示）生成的多个动脉合成图像上，对基于由推荐区域容积计算部65（图3中图示）计算出的推荐区域容积的推荐区域图像（透视图像）分别进行合成（重合）处理，并分别生成多个推荐区域合成图像的功能。由推荐区域合成处理部74生成的推荐区域合成图像经由显示处理部55在显示部56上显示。推荐区域合成处理部74对于一个X射线图像生成一个推荐区域合成图像是较为理想的。

导管提取部75具有如下功能，即，在为了进行IABP而对被检体S插入球囊导管时，基于由X射线摄影执行部71（图3中图示）收集到的多个X射线图像，分别提取球囊导管的多个导管区域，并分别提取多个导管区域的前端位置和朝向的功能。导管提取部75基于公知技术、显示部56所显示的X射线图像上通过输入部57（图1中图示）进行的输入，提取导管的前端位置和朝向。

球囊合成处理部76具有如下功能，即，对由导管提取部75提取到的导管的多个前端位置和朝向、登记到球囊容积存储部59中的、对扩张时的球囊的形状进行了模拟的球囊容积的前端位置和朝向分别进行对位处理的功能。另外，球囊合成处理部76在由推荐区域合成处理部74生成的多个推荐区域合成图像上，对进行了对位的基于多个球囊容积的多个球囊图像（透视图像）分别进行合成（重合）处理，并分别生成多个球囊合成图像的功能。球囊合成处理部76对于一个X射线图像，生成一个球囊合成图像是较为理想的。

例如，球囊合成处理部76根据基于X射线图像的导管区域的前端位置的轨迹，决定球囊的朝向。球囊合成处理部76将从过去的X射线图像上的导管区域的前端位置向当前的X射线图像上的导管区域的前端位置的朝向作为当前的球囊的朝向。

球囊合成处理部76经由显示处理部55在显示部56上显示球囊合成图像。

图10是对球囊合成图像的一例进行表示的图。

图10对某一定时下的X射线图像上所合成的、基于动脉区域容积的包含动脉区域100、101、102、103的图像、基于推荐区域容积的推荐区域图像Ar（基于第1平面f1以及第2平面f2的第1直线以及第2直线）、以及对应于与X射线图像对应的定时的位置的球囊图像B进行表示。在球囊导管的进入进一步进展时，在球囊合成图像上，球囊图像B向推荐区域图像Ar一方进入。

此外，在球囊合成图像中，也可以表示由基部计算部64（图3中图示）计算出的LSCA基部P（图6（B）中图示、由推荐区域容积计算部65（图3中图示）计算出的LSCA基部平面F的信息。

接下来，用图1、图11以及图12对第1实施方式的X射线摄影装置1的动作进行说明。

图11以及图12是对第1实施方式的X射线摄影装置1的动作进行表示的流程图。此外，图11所示的步骤ST1至ST6是执行手术用X射线摄影（透视）之前的步骤，与之相对，图12所示的步骤ST11至ST18是执行手术用X射线摄影过程中的步骤。

首先，图1所示的X射线摄影装置1如图11所示那样、经由IF58从网络N取得包含被检体S的心脏上部的主动脉的主动脉弓部、从主动脉弓部分支的分支动脉（BCA、LCA以及LSCA）的区域的心脏上部容积（步骤ST1）。例如，X射线摄影装置1取得由MR血管造影法、CT血管造影法生成的心脏上部容积。

X射线摄影装置1基于由步骤ST1所取得的心脏上部容积，提取包含主动脉和分支动脉的动脉区域容积（图5中图示）（步骤ST2）。X射线摄影装置1基于由动脉区域容积提取部62提取到的动脉区域容积，计算动脉的芯线容积（步骤ST3）。

X射线摄影装置1基于由步骤ST2提取到的动脉区域容积和由步骤ST3计算出的芯线容积，如用图6（A）、（B）说明那样、计算作为分支动脉的LSCA的基部（步骤ST4）。X射线摄影装置1基于由步骤ST1所取得的心脏上部容积和由步骤ST4计算出的LSCA基部，如用图7说明那样、计算球囊导管的球囊留置的推荐区域容积（步骤ST5）。

另外，X射线摄影装置1将对球囊导管的扩张时的球囊的形状进行了模拟的球囊容积（图8中图示）登记于球囊容积存储部59（步骤ST6）。

接下来，如图12所示，X射线摄影装置1对包含被检体S的心脏上部的主动脉的主动脉弓部和从主动脉弓部分支的分支动脉的区域，执行手术用的X射线摄影（透视），来收集X射线图像（图9中图示）（步骤ST11）。X射线摄影装置1对由步骤ST1（图11中图示）取得的心脏上部容积和由步骤ST11收集到的X射线图像进行对位处理（步骤ST12）。

X射线摄影装置1在由步骤ST11收集到的X射线图像上，在由步骤ST12对位的心脏上部容积内，对动脉区域图像进行合成处理，并生成动脉合成图像（步骤ST13），该动脉区域图像基于由步骤ST2（图11中图示）提取到的动脉区域容积。

X射线摄影装置1在由步骤ST13生成的动脉合成图像上，对基于由步骤ST5（图11中图示）计算出的推荐区域容积的推荐区域图像进行对位并进行合成处理，来生成推荐区域合成图像（步骤ST14）。接着，在为了进行IABP而在被检体S中插入球囊导管时，X射线摄影装置1基于由步骤ST11收集到的X射线图像，提取球囊导管的导管区域，并提取导管区域的前端位置和朝向（步骤ST15）。

X射线摄影装置1对由步骤ST15提取到的、导管的多个前端位置和朝向、和由步骤ST6（图11中图示）所登记的、对扩张时的球囊的形状进行了模拟的球囊容积的前端位置和朝向进行对位处理。然后，X射线摄影装置1在由步骤ST14生成的推荐区域合成图像上，对基于进行了对位后的球囊容积的球囊图像进行合成处理，来生成球囊合成图像（图10中图示）（步骤ST16）。然后，X射线摄影装置1经由显示处理部55在显示部56上显示由步骤ST16生成的球囊合成图像（步骤ST17）。

X射线摄影装置1判断是否有步骤ST11的X射线图像的收集的结束指示（步骤ST18）。在步骤ST18的判断为是，即，判断为有X射线图像的收集的结束指示的情况下，X射线摄影装置1使动作结束。

另一方面，在步骤ST18的判断为否，即，判断为没有X射线图像的收集的结束指示的情况下，X射线摄影装置1收集下一定时的X射线图像（步骤ST11）。

根据第1实施方式的X射线摄影装置1，能够精确且高精度地计算球囊留置的推荐区域并显示在基础图像上。另外，根据第1实施方式的X射线摄影装置1，能够不根据做手术的人的技能来决定球囊留置的推荐区域。

另外，根据第1实施方式的X射线摄影装置1，在X射线图像（动图像）上，对在当前的球囊导管的位置将球囊扩张了时的形态、球囊留置的推荐区域进行显示，从而能够对IABP中的做手术的人进行球囊导管的球囊留置手艺进行辅助。

在此，第1实施方式的X射线摄影装置1的功能、动作的一部分也能够应用于图像处理装置。

图13是对第1实施方式的图像处理装置的结构进行表示的概略图。

图13表示第1实施方式的图像处理装置6。图像处理装置6大致由CPU81、存储器82、HDD（harddiscdrive：硬盘驱动器）83、显示处理部84、显示部85、输入部86、IF87以及球囊容积存储部88等基本的硬件构成。CPU81经由作为共用信号传送路的总线B，相互连接于分别构成图像处理装置6的各硬件结构要素。

CPU81以及存储器82是与系统控制部51（图1中图示）的CPU以及存储器同样的结构。

HDD83是具有如下结构的存储装置，即涂敷或者蒸镀了磁性体的金属的盘以不能装拆的方式内置于读取装置（未图示）的结构。HDD83具有对安装于图像处理装置6的程序（除应用程序之外，也包含OS（operatingsystem）等）、各种数据进行存储的功能。

显示处理部84是与显示处理部55（图1中图示）同样的结构。

显示部85是与显示部56（图1中图示）同样的结构。

输入部86是与输入部57（图1中图示）同样的结构。伴随着输入部86的操作的输入信号经由总线B被送至CPU81。

IF87是与IF58（图1中图示）同样的结构，具有进行符合各标准的通信控制，并能够与网络N连接的功能，由此，图像处理装置6连接于网络N网。

球囊容积存储部88是与球囊容积存储部59（图1中图示）同样的结构。

图14是对第1实施方式的图像处理装置6的功能进行表示的框图。

图13所示的CPU81执行程序，由此如图14所示那样、图像处理装置6作为心脏上部容积取得部61、动脉区域容积提取部62、芯线容积计算部63、基部计算部64、推荐区域容积计算部65、球囊容积登记部66、基础图像取得部67、推荐区域合成处理部68、导管设定部69以及球囊合成处理部70发挥功能。此外，设构成图像处理装置6的各部61至70为通过执行程序而发挥功能的部件进行了说明，但并不限定于此情况。构成图像处理装置6的各部61至70的全部或者一部分也可以作为硬件包括于图像处理装置6。

此外，在图14所示的第1实施方式的图像处理装置6中，对于与图3所示的第1实施方式的X射线摄影装置1相同单元标注同一符号并省略说明。

基础图像取得部67具有如下功能，即，经由IF87从网络N（也可以是包括于图像处理装置的HDD83等存储部）取得包含被检体S的心脏上部的主动脉的主动脉弓部、从主动脉弓部分支的分支动脉（头臂动脉（BCA）、左颈总动脉（LCA）、以及左锁骨下动脉（LSCA））的区域的图像数据的功能。例如，基础图像取得部67取得作为形态图像的X射线图像、超声波图像、CT图像、MRI图像等数据。以下，对基础图像取得部67取得X射线图像的情况进行说明。

推荐区域合成处理部68具有如下功能，即在由基础图像取得部67所取得的X射线图像上，分别对由推荐区域容积计算部65计算出的、基于推荐区域容积的推荐区域图像（透视图像）进行合成（重合）处理并生成推荐区域合成图像的功能。由推荐区域合成处理部68所生成的推荐区域合成图像经由显示处理部84显示在显示部85上。

导管设定部69具有如下功能，即，通过在由推荐区域合成处理部68所生成的推荐区域合成图像上（或者，基础图像上）的经由输入部86的指定，设定导管的前端位置和朝向的功能。

球囊合成处理部70具有如下功能，即，对由导管设定部69设定的、导管的前端位置和朝向、和登记于球囊容积存储部88的、对扩张时的球囊的形状进行了模拟的球囊容积的前端位置和朝向分别进行对位处理的功能。另外，球囊合成处理部70具有如下功能，即，在由推荐区域合成处理部68所生成的推荐区域合成图像上，对基于经对位后的球囊容积的球囊图像（透视图像）分别进行合成（重合）处理并生成球囊合成图像的功能。

球囊合成处理部70经由显示处理部84将球囊合成图像显示在显示部85上。

根据第1实施方式的图像处理装置6，能够精确且高精度地计算球囊留置的推荐区域并显示在基础图像上。另外，根据第1实施方式的图像处理装置6，能够不根据做手术的人的技能来决定球囊留置的推荐区域。

（第2实施方式）

第2实施方式的X射线摄影装置1A的结构的概略与图1所示的第1实施方式的X射线摄影装置1的结构相同，所以省略说明。另外，第2实施方式的X射线摄影装置1A的外观结构与图2所示的第1实施方式的X射线摄影装置1的外观结构相同，所以省略说明。

图15以及图16是对第2实施方式的X射线摄影装置1A的功能进行表示的框图。

图1所示的系统控制部51执行程序，由此如图15以及图16所示那样、X射线摄影装置1A作为心脏上部容积取得部61、动脉区域容积提取部62、芯线容积计算部63、基部计算部64、推荐区域容积计算部65、球囊容积登记部66、X射线摄影执行部71、对位处理部72、动脉合成处理部73、推荐区域合成处理部74、导管提取部75、球囊合成处理部76、判断部77以及警告处理部78发挥功能。此外，设构成X射线摄影装置1A的各部61至66、71至78为通过执行程序而起作用的部件进行了说明，但并不限定于此情况。构成X射线摄影装置1A的各部61至66、71至78的全部或者一部分也可以作为硬件包括于X射线摄影装置1A。

此外，在图15以及图16所示的第2实施方式的X射线摄影装置1A中，对与图3以及图4所示的第1实施方式的X射线摄影装置1同一部件标注同一符号并省略说明。

对图16进行说明，判断部77具有分别判断由球囊合成处理部76生成的多个球囊合成图像上的球囊导管的多个导管的前端位置是否超出推荐区域的功能。判断部77判断为导管的前端位置未超出推荐区域的情况下，经由显示处理部55将由球囊合成处理部76生成的该球囊合成图像显示在显示部56上。

警告处理部78具有在通过判断部77判断为导管的前端位置超出推荐区域的情况下，对由球囊合成处理部76生成的该球囊合成图像进行警告处理的功能。球囊合成处理部76经由显示处理部55将警告处理过的球囊合成图像显示在显示部56上。

图17（A）、（B）是用于说明警告状态的图。

图17（A）对图10所示的定时之后的定时下的X射线图像上所合成的、基于动脉区域容积的包含动脉区域100、101、102、103的图像、基于推荐区域容积的推荐区域图像Ar、及对应于与X射线图像对应的定时的位置的球囊图像B进行表示。在图17（A）所示的定时，导管的前端位置被判断为未超出推荐区域，所以未对该球囊合成图像执行警告处理。

另一方面，图17（B）对图17（A）所示的定时之后的定时下的X射线图像上所合成的、基于动脉区域容积的包含动脉区域100、101、102、103的图像、基于推荐区域容积的推荐区域图像Ar、和对应于与X射线图像对应的定时的位置的球囊图像B进行表示。在图17（B）所示的定时，导管的前端位置被判断为超出推荐区域，所以对该球囊合成图像实施警告处理。例如，使推荐区域图像Ar闪烁或是变更色彩等显示形态。

接下来，用图1以及图18对第2实施方式的X射线摄影装置1A的动作进行说明。

图18是对第2实施方式的X射线摄影装置1A的动作进行表示的流程图。

此外，图18所示的步骤ST11至ST21是执行手术用的X射线摄影（透视）过程中的步骤，因为执行手术用X射线摄影之前的步骤与图11所示的步骤ST1至ST6同样，所以省略说明。另外，在图18所示的流程图中，对与图12所示的流程图相同的步骤标注同一符号并省略说明。

图1所示的X射线摄影装置1A判断由步骤ST16生成的球囊合成图像上的球囊导管的导管的前端位置是否超出推荐区域（步骤ST19）。在步骤ST19的判断中为是，即判断为球囊合成图像上的导管的前端位置超出推荐区域的情况下，X射线摄影装置1A对该球囊合成图像进行警告处理（步骤ST20）。而且，X射线摄影装置1A经由显示处理部55将由步骤ST20生成的、经警告处理过的球囊合成图像（图17（B））显示在显示部56上（步骤ST21）。

另一方面，在步骤ST19的判断为否，即判断为球囊合成图像上的导管的前端位置未超出推荐区域的情况下，X射线摄影装置1A经由显示处理部55将由步骤ST16生成的球囊合成图像显示在显示部56上（步骤ST17）。

根据第2实施方式的X射线摄影装置1A，能够精确且高精度地计算球囊留置的推荐区域并显示在基础图像上。另外，根据第2实施方式的X射线摄影装置1A，能够不根据做手术的人的技能来决定球囊留置的推荐区域。

并且，根据第2实施方式的X射线摄影装置1A，在X射线图像（动态图像）上，显示在当前的球囊导管的位置进行了球囊扩张时的形态和球囊留置的推荐区域，所以能够对IABP中的做手术的人进行球囊导管的球囊留置手艺进行辅助。

另外，根据第2实施方式的X射线摄影装置1A，当在X射线图像（动态图像）上当前的球囊导管的位置超出了球囊留置的推荐区域的情况下进行警告，所以能够对IABP中的做手术的人进行球囊导管的球囊留置手艺进行辅助。

以上，对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提示的，无意限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种形态实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围及主旨，并且包含于权利要求书所记载的发明及其等同的范围内。

Claims (15)

1.一种图像处理装置，具有：

提取单元，基于容积数据，提取包含被检体的分支动脉的区域；

基部计算单元，基于包含所述分支动脉的区域，计算所述分支动脉的基部；

推荐区域计算单元，基于所述容积数据和所述基部，计算推荐区域，该推荐区域用于留置球囊导管的球囊；以及

显示单元，在基础图像上对所述推荐区域进行对位并进行显示。

2.如权利要求1所述的图像处理装置，

所述显示单元在所述基础图像上对球囊图像进行对位并进行显示，所述球囊图像示出了扩张时的所述球囊。

3.如权利要求2所述的图像处理装置，

还具有对位单元，该对位单元对包含所述分支动脉的区域和所述扩张时的所述球囊图像进行对位。

4.如权利要求3所述的图像处理装置，

所述显示单元使基于球囊容积的所述球囊的前端位置和作为从后端位置向所述前端位置的朝向而决定的球囊的朝向分别与所设定的前端位置和朝向一致地进行显示。

5.如权利要求1所述的图像处理装置，

还具有芯线计算单元，该芯线计算单元基于包含所述分支动脉的区域，计算所述分支动脉的芯线，

所述基部计算单元基于包含所述分支动脉的区域和所述芯线，计算所述基部。

6.如权利要求1所述的图像处理装置，

所述基部计算单元计算作为所述分支动脉的头臂动脉、左颈总动脉以及左锁骨下动脉中的至少一个动脉的基部，

所述推荐区域计算单元基于所述容积数据和所述至少一个动脉的基部，计算所述推荐区域。

7.如权利要求1所述的图像处理装置，

所述显示单元在作为所述基础图像的X射线图像上显示所述推荐区域。

8.一种X射线摄影装置，具有：

提取单元，基于容积数据，提取包含被检体的分支动脉的区域；

基部计算单元，基于包含所述分支动脉的区域，计算所述分支动脉的基部；

推荐区域计算单元，基于所述容积数据和所述基部，计算推荐区域，该推荐区域用于留置球囊导管的球囊；

X射线照射装置，照射X射线；

X射线检测装置，与所述X射线照射装置对置配置，检测所述X射线；

执行单元，对所述X射线照射装置以及所述X射线检测装置的动作进行控制，执行包含所述分支动脉的区域的X射线摄影；以及

显示单元，在由所述执行单元收集到的X射线图像上，对所述动脉区域、所述推荐区域及球囊图像进行对位并进行显示，所述球囊图像示出了扩张时的所述球囊。

9.如权利要求8所述的X射线摄影装置，

所述显示单元使基于球囊容积的球囊的前端位置和作为从后端位置向所述前端位置的朝向而决定的球囊的朝向分别与所述X射线图像上的导管区域的前端位置和所述导管区域的朝向一致地进行显示。

10.如权利要求9所述的X射线摄影装置，

所述显示单元基于所述X射线图像上的导管区域的前端位置的轨迹，决定球囊的朝向。

11.如权利要求10所述的X射线摄影装置，

所述显示单元将从过去的X射线图像上的导管区域的前端位置向当前的X射线图像上的导管区域的前端位置的朝向作为当前的球囊的朝向。

12.如权利要求8所述的X射线摄影装置，

还具有芯线计算单元，该芯线计算单元基于包含所述分支动脉的区域，计算所述分支动脉的芯线，

所述基部计算单元基于包含所述分支动脉的区域和所述芯线，计算所述基部。

13.如权利要求12所述的X射线摄影装置，

所述基部计算单元生成与所述芯线正交的多个芯线正交截面，基于所述多个芯线正交截面分别提取左锁骨下动脉区域的截面的形状，计算在所述多个分支动脉区域截面间的、形状的增加量最大的分支动脉区域截面与所述芯线的交点作为所述基部。

14.如权利要求8所述的X射线摄影装置，具有：

判断单元，判断对位后的所述图像上的导管的前端位置是否超出所述推荐区域；以及

警告处理单元，在判断为所述导管的前端位置超出所述推荐区域的情况下，对对位后的所述图像进行警告处理，

在由所述判断单元判断为所述导管的前端位置未超出所述推荐区域的情况下，所述显示单元显示对位后的所述图像，另一方面，在由所述判断单元判断为所述导管的前端位置超出所述推荐区域的情况下，所述显示单元显示对对位后的所述图像进行警告处理后的图像。

15.如权利要求8所述的X射线摄影装置，

所述基部计算单元计算作为所述分支动脉的头臂动脉、左颈总动脉以及左锁骨下动脉中的至少一个动脉的基部，

所述推荐区域计算单元基于所述容积数据和所述至少一个动脉的基部，计算所述推荐区域。