JP2011139821A - 医用画像診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】３次元の処置用部材像の一部をリアルタイムに生成し、見たい箇所を精度良く表示させることが可能な医用画像診断装置を提供する。
【解決手段】２次元の透視データを基に、処置用部材を含む２次元の第１透視像及び第２透視像を基に、３次元の処置用部材像をリアルタイムに生成する処置用部材像生成部と、３次元の透視データ及び２次元の透視データを予め定められた領域に限定する領域限定部と、限定された前記３次元の透視データを用いて生成される前記血管像の部分、及び、限定された前記２次元の透視データを用いて生成される前記処置用部材像の部分を重ね合わせる画像合成部と、重ね合わされた血管像の部分及び処置用部材像の部分を表示する画像表示部と、を有する。
【選択図】図２

Description

この発明は、血管像及び処置用部材像を重ね合わせて表示する医用画像診断装置に関し、特に、画像参照の下にカテーテルなどの処置用部材を操作し経皮的な診断および治療を行なうインターベンショナルラジオロジー（Ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｌ Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ）（以下、「ＩＶＲ」と略称する。）に好適な医用画像診断装置に関する。

近年、医療の分野では、治療に際しての患者の負担を極力軽減しようとする低侵襲治療の考えが注目されている。

このような流れの中で、患者の体内に挿入したカテーテルなどの処置用部材をＸ線透視下で操作して、例えば、血管の形成、抗癌剤の注入、腫瘍組織の栄養血管の塞栓などを行うＩＶＲが盛んに行われるようになり、ＩＶＲ専用のＸ線診断装置やＸ線ＣＴ装置なども開発されている。このＩＶＲは、現状では血管内にカテーテルを送り込んで、種々の処置を施す手技が多い。例えば、先端にバルーンを取付けたカテーテルを患者の血管に挿入し、Ｘ線透視下でその先端を閉塞した血管部まで導き、そこでバルーンを膨らませることによって閉塞した血管を拡張させる手技、或いは、出血している部位へカテーテルを導き、そこでカテーテル先端から血液凝固剤を注入して出血した血管を閉塞する手技、同様に、カテーテル先端を癌細胞近辺まで送り、癌細胞に栄養を補給している血管を閉塞する手技、さらには、カテーテル先端から抗癌剤を投与した後に血管を閉塞する手技などである。また最近では、カテーテルからコイルを動脈瘤（病変部）へ挿入して、瘤を閉塞する手技なども確立されつつある。このようなＩＶＲは、開頭、開腹せずに手術を行うことができるので、患者の負担が大幅に軽減され、術後の回復も早まるというメリットがある。

ところで、カテーテルは通常、被検体（患者）の大腿動脈から挿入され、そこから、治療目的部位である頭部、胸部、腹部などへ、先端部をＸ線透視像を観察しながら進行させていくことになる。この場合、カテーテルの先端から血管内へ造影剤を吐出し、造影された血管をＸ線透視像として逐次観察しながら、血管の走行状態を確認することが必要となる。そして、実際にカテーテルを進める際には、カテーテルの内側にＸ線に対して不透明なガイドワイヤを挿入し、ガイドワイヤの先端をＸ線透視像でモニタしながら先ずガイドワイヤを進め、次にガイドワイヤの先端位置までカテーテルを移動させるという操作を何回も繰返すことによって、カテーテルを所望の目的部位まで進行させている。ここでは、ガイドワイヤやカテーテル等の処置用部材（ＩＶＲ用部材）をデバイスと総称する。

また、透視中のＸ線被爆量と造影剤量の低減、検査時間の短縮のため、目的部位の血管造影像を作成しておき、その血管造影像をロードマップ画像として用い、このロードマップ画像とＸ線透視中の実時間像とを重ね合わせて表示することにより、目的部位までデバイスを移動させる方法も知られている。

３次元ロードマップは、前記血管造影像に３次元の画像を用い、デバイスの透視像と重ねてロードマップ表示を行なうことにより、血管、瘤とデバイスの位置、状態を把握するものである。３次元ロードマップは、２次元の画像を用いる２次元ロードマップに比べて、Ｃアームや天板を動かして、透視方向や位置が変化しても３次元の投影をし直すだけで、造影剤を吐出しての血管造影像の再作成が不要であるというメリットがある。

また、透視像からデバイスのみ抽出し、３次元の空間にバックプロジェクションして合成するという方法（例えば、特許文献１）や、透視像からデバイスの先端位置を求め、その先端位置での仮想内視鏡像を表示する技術が知られている（例えば、特許文献２）。

また、透視像からデバイスの３次元像または３次元位置を実時間で得るためには、同時間の複数方向からの透視像が必要となるため、一つの撮影対象に対し同時に２方向から撮影するバイプレーン透視が行なわれる。

米国特許第５２７４５５１号 特開２００２−１１９５０７号

しかしながら、従来の３次元ロードマップでは、透視中に表示されるデバイスの画像は、あくまでも２次元像であるので、画面奥行き方向のデバイスの位置、デバイスの先端の方向がわからないという問題がある。

また、前記特許文献１の方法では、デバイス全体を抽出してバックプロジェクションを行なうが、計算量が膨大になり、実時間で処理できないという問題がある。さらに、複雑なデバイス操作が必要な場合、デバイスの３次元像を単純に合成しただけでは、例えば脳動脈瘤塞栓術における血管分岐箇所や瘤へのコイリング操作などの複雑なデバイス操作支援および状態確認には不十分であるという問題がある。脳動脈瘤塞栓術において特に、瘤までの経路における血管分岐箇所の確認が困難であり、また、瘤にコイルを入れるときにおいて、及び、ファーストコイルができたあとのコイルを充填するときにおいて、デバイス操作及び状態確認が困難であるという問題がある。

また、特許文献２の方法は、デバイス先端の３次元位置、方向を示すことによりデバイス操作を支援することができるが、特許文献１と同様に、前記の脳動脈瘤塞栓術における複雑なデバイス操作支援および状態確認には不十分であるという問題がある。また、デバイス先端の方向を求める場合には、デバイス先端部が、その後方に連なるデバイス本体とは異なるＸ線透過率の材料が用いられる場合に限定されるという問題もある。なお、異なる材料を用いたガイドワイヤＧ１及びカテーテルＣ１を図５Ｅに示す。

また、前記のようにデバイスの３次元像あるいは３次元位置を取得するためにはバイプレーン透視が行なわれるが、第１と第２のＸ線撮影部で同時に照射すると、お互いのＸ線検出部が相手側のＸ線管からのＸ線を検出することとなる（以下、「かぶり」という。）。かぶりを受けたＸ線検出部から収集された透視データを用いてデバイスの透視像を生成した場合、デバイスの透視像の画像劣化が生じる。このかぶりによる画像劣化を避けるため、第１と第２のＸ線撮影部のＸ線照射のタイミングをずらして照射する場合がある。この場合には、デバイスを動かしているときに、第一のＸ線撮影部で透視されるデバイス像と、第２のＸ線撮影部で透視されるデバイス像との間に時間的なずれが生じてしまうため、デバイスの正しい３次元像および３次元位置が求まらないという問題がある。

この発明は、上記の問題を解決するものであり、３次元の処置用部材像の一部をリアルタイムに生成し、見たい箇所を精度良く表示させることが可能な医用画像診断装置を提供し、また、処置用部材の操作および状態確認を支援する表示を行なうことで、前記の脳動脈瘤塞栓術などのような複雑な操作、確認を必要とするＩＶＲを効率的に実施することが可能な医用画像診断装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、この発明は、３次元の処置用部材像の表示領域を一部に限定すれば、処置用部材像の一部をリアルタイムに生成することが可能となることに着目した。
具体的に、この発明の一の形態は、Ｘ線を発生する第１Ｘ線管、及び、前記第１Ｘ線管から発生され、被検体を透過したＸ線を検出する第１Ｘ線検出部を有する第１Ｘ線撮影部と、Ｘ線を発生する第２Ｘ線管、及び、前記第２Ｘ線管から発生され前記被検体を透過したＸ線を検出する第２Ｘ線検出部を有し、前記第１Ｘ線撮影部に対して撮影方向が異なる第２Ｘ線撮影部と、前記第１Ｘ線撮影部又は前記第２Ｘ線撮影部の少なくとも１つが前記被検体の周りに回転して、収集された３次元の透視データを用いて３次元の血管像を生成する血管像生成部と、前記第１Ｘ線撮影部からリアルタイムに収集された２次元の透視データを用いて生成される、前記被検体に挿入されている処置用部材を含む２次元の第１透視像、及び、前記第２Ｘ線撮影部からリアルタイムに収集された２次元の透視データを用いて生成される、前記被検体に挿入されている前記処置用部材を含む２次元の第２透視像を基に、３次元の処置用部材像をリアルタイムに生成する処置用部材像生成部と、前記第１透視像及び前記第２透視像を生成するために用いられる前記２次元の透視データを予め定められた領域に限定すると共に、前記３次元の透視データを前記限定された前記２次元の透視データに対応する予め定められた領域に限定する領域限定部と、前記限定された前記３次元の透視データを用いて生成される前記血管像の部分、及び、前記限定された前記２次元の透視データを用いて生成される前記処置用部材像の部分を重ね合わせる画像合成部と、前記重ね合わされた血管像の部分及び前記処置用部材像の部分を表示する画像表示部と、を有することを特徴とする医用画像診断装置である。
また、この発明の他の形態は、Ｘ線を発生するＸ線管、及び、前記Ｘ線管から発生され、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部を有するＸ線撮影部と、前記Ｘ線撮影部による被検体の撮影で収集された透視データを用いて３次元の血管像を生成する血管像生成部と、前記Ｘ線撮影部による被検体及び該被検体に挿入されている処置用部材の撮影で収集された透視データを用いて、３次元の処置用部材像を生成する処置用部材像生成部と、前記透視データを用いて生成される前記血管像及び前記処置用部材像を重ね合わせる画像合成部と、前記重ね合わされた前記血管像及び前記処置用部材像を基に、前記処置用部材の先端の周辺に設けられた視点から前記処置用部材の先端に向かって予め定められた広がり角度を有する視野内に含まれる血管内の画像を生成する仮想内視鏡画像生成部と、前記重ね合わされた前記血管像及び前記処置用部材像、並びに、前記血管内の画像を表示する画像表示部と、を有することを特徴とする医用画像診断装置である。
さらに、この発明の他の形態は、Ｘ線を発生するＸ線管、及び、前記Ｘ線管から発生され、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部を有するＸ線撮影部と、前記Ｘ線撮影部による被検体の撮影で収集された透視データを用いて３次元の血管像を生成する血管像生成部と、前記Ｘ線撮影部による、被検体の撮影及び該被検体に挿入されている処置用部材の撮影で収集された透視データを用いて、３次元の処置用部材像を生成する処置用部材像生成部と、前記３次元の血管像から抽出された、病変部に至る経路血管の画像及び前記処置用部材像を重ね合わせる画像合成部と、前記重ね合わされた前記経路血管の画像及び前記処置用部材像を表示する画像表示部と、を有することを特徴とする医用画像診断装置である。

この発明によると、３次元の処置用部材像の一部をリアルタイムに生成し、見たい箇所を精度良く表示させることが可能となる。

また、この発明の一の形態によると、Ｘ線撮影部の透視により収集された被検体の３次元の透視データ、及び、２つのＸ線撮影部の２方向からの透視により収集された処置用部材の各２次元の透視データを予め定められた領域に限定することにより、３次元の血管像及び３次元の処置用部材像をリアルタイムに生成することが可能となる。

また、この発明の他の形態によると、３次元ロードマップによるＩＶＲにおいて、脳動脈瘤塞栓術などにおける複雑なデバイス操作支援および状態確認を効率的に実施することができる。

本発明の第１実施の形態に係る医用画像診断装置の斜視図である。 医用画像診断装置の機能ロック図である。 バイプレーン同時透視の際のＸ線照射と読み出しのタイミングチャートである。 従来例に係るタイミングチャートである。 デバイス（ガイドワイヤやカテーテル）の一例を示す図である。 デバイス先端の形状、構成の一例を示す図である。 デバイス先端の形状の他の例を示す図である。 デバイス先端の形状の他の例を示す図である。 デバイス先端の形状の他の例を示す図である。 デバイス先端の形状、構成の他の例を示す図である。 医用画像診断装置を用いて検査や治療を行う場合の画像処理や画像の表示の一連の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２実施の形態に係る３次元表示の際の視点位置、方向の一例を示す図である。 ３次元表示の際の視点位置、方向の一例を示す図である。 ３次元表示の際の断面位置、回転操作の一例を示す図である。 ３次元表示の際の断面位置、回転操作の一例を示す図である。 本発明の第３実施の形態に係る３次元表示の際の自動方向制御と表示領域限定の一例を示す図である。 ３次元表示の際の自動方向制御と表示領域限定の一例を示す図である。 ３次元表示の際の表示領域限定の一例を示す図である。 ３次元表示の際の表示領域限定の一例を示す図である。 ３次元表示の際の自動方向制御の一例を示す図である。 ３次元表示の際の表示領域限定の一例を示す図である。 本発明の第４実施の形態に係る瘤内部に留置したコイルの表示の一例を示す図である。 コイルの表示の一例を示す図である。 コイルの表示の一例を示す図である。 コイルの表示の一例を示す図である。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る医用画像診断装置について、図１〜図５を参照して説明する。先ず、医用画像診断装置の構成について図１を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係る医用画像診断装置の斜視図、図２は医用画像診断装置の機能ブロック図、図３Ａはバイプレーン同時透視の際のＸ線照射と読み出しのタイミングチャート、図３Ｂは従来例に係るタイミングチャート、図４はデバイス（ガイドワイヤやカテーテル）の一例を示す図、図５のＡ〜Ｅはデバイス先端の形状、構成の一例を示す図である。

本実施形態に係る医用画像診断装置は、例えば、被検体の２次元の透視像を撮影するＸ線画像撮影装置１と、このＸ線画像撮影装置１で被検体を撮影した際の、後述するＸ線管２と、２次元のＸ線検出部３の位置と角度を検出する位置・角度検出機構１０と、Ｘ線画像撮影装置１で撮影された透視データを収集し一旦記録する透視データ収集部１１と、透視データ収集部１１に収集された透視データを基に画像を処理する画像処理部１２と、画像処理部１２で処理された画像を表示する画像表示部１３を主構成要素としている。なお、透視データ収集部１１や画像処理部１２としては、一般的なパーソナルコンピュータやワークステーションなどが利用できる。

Ｘ線画像撮影装置１は、Ｘ線管２と２次元のＸ線検出部３とを有し、被検体の正面から撮影する正面系（フロンタル系）撮影システムである第１Ｘ線撮影部１０１、及び、Ｘ線管２と２次元のＸ線検出部３とを有し、被検体の側面から撮影する側面系（ラテラル系）撮影システムである第２Ｘ線撮影部１０２と、被検体を載置する天板６を有する寝台７とを備えている。なお、以下Ｘ線管２とＸ線検出部３について、それぞれ第１Ｘ線撮影部１０１と第２Ｘ線撮影部１０２とに設けられていることを区別して記載する必要のある場合には、第１Ｘ線撮影部１０１側は、第１Ｘ線管２１と第１Ｘ線検出部３１とし、第２Ｘ線撮影部１０２側は、第２Ｘ線管２２と第２Ｘ線検出部３２として記載する。

ここで、第１Ｘ線撮影部１０１は、例えば略Ｃ字形状に屈曲されたアーム（以下、Ｃアームと称する。）の一方の端に第１Ｘ線管２１が取付られ、他方の端に第１Ｘ線検出部３１が取付られており、第１Ｘ線管２１と第１Ｘ線検出部３１とは、互いに対向するように取付られている。また、第２Ｘ線撮影部１０２は、例えば略Ω字形状に屈曲されたアーム（以下、Ωアームと称する。）の一方の端に第２Ｘ線管２２が取付られ、他方の端に第２Ｘ線検出部３２が取付られており、この第２Ｘ線管２２と第２Ｘ線検出部３２も、互いに対向するように取付られている。

なお、第１Ｘ線撮影部１０１を形成するＣアーム４は、例えば床面に固定または移動可能に設置された支持部８によって回転可能に支持されており、そのアームはアームの長手方向に沿って弧状に移動可能となっている。また、第２Ｘ線撮影部１０２を形成するΩアーム５は、例えば天井部に移動可能に設置された支持部９によって、回転およびアームの長手方向に沿って弧状に移動可能に支持されている。さらに、第１Ｘ線撮影部１０１の第１Ｘ線検出部３１と、第２Ｘ線撮影部１０２の第２Ｘ線検出部３２は、Ｘ線管２との間隔を調整できるように、進退可能に取付られている。

このように、Ｘ線画像撮影装置１がＣアーム４のような第１Ｘ線撮影部１０１およびΩアームのような第２Ｘ線撮影部１０２の２系統を備えることにより、図１に示すように、天板６に載置された被検体を間にして、例えば互いに９０度の角度を為す方向に各Ｘ線管２と各Ｘ線検出部３とを対峙させて、第１Ｘ線管２１、第２Ｘ線管２２から同時にＸ線を曝射することにより、被検体の同一部位に対して９０度異なった方向からのＸ線透視像が第１Ｘ線検出部３１、第２Ｘ線検出部３２によって得られることになる。なお、図１に示した実施の形態において、Ｘ線検出部３は、マトリクス状に配列された半導体検出素子を有するフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ： 平面型Ｘ線検出部）、または、Ｘ線照射によって得られる透過像を光学像として出力するイメージインテンシファイアとそのＸ線イメージインテンシファイアの出力蛍光面の像を撮像するＴＶカメラの組み合わせから構成される。

２系統の第１Ｘ線撮影部１０１、第２Ｘ線撮影部１０２の回転角度や位置の情報は、位置・角度検出機構１０によって、各別に検出されるようになっている。そして、第１Ｘ線撮影部１０１の第１Ｘ線検出部３１、第２Ｘ線撮影部１０２の第２Ｘ線検出部３２によって得られた透視データは、位置・角度検出機構１０からの第１Ｘ線撮影部１０１、第２Ｘ線撮影部１０２毎の位置・角度情報とともに、透視データ収集部１１に取り込まれて記録され、さらに、透視データ収集部１１に取り込まれた透視データと角度・位置情報は、画像処理部１２へ供給されるようなっている。

画像処理部１２は、第１Ｘ線撮影部１０１、第２Ｘ線撮影部１０２によって撮影された被検体の透視像を、撮影時の角度・位置情報に基づいて３次元画像や仮想内視鏡像に再構成したり、再構成した画像から被検体の臨床解析情報を生成したり、透視像のサブトラクション処理を実行したり、あるいは、画像の重ね合わせや回転などを処理したり、さらには、透視像に写し込まれた部材の位置や方向を演算する機能などを有している。そのため、画像処理部１２には、ＣＰＵを主要素とする処理プロセッサや、処理に必要なメモリなどが備えられている。

そして、画像処理部１２によって処理された画像や臨床解析情報などは、画像表示部１３に表示される。なお、画像表示部１３に表示する位置情報や数値情報などはマウス、トラックボール、キーボードなどを含む入力部１４によって、画像処理部１２を介して入力されるようになっており、また、画像処理部１２に対する各種指示も入力部１４によって行われる。

次に、上記のように構成された医用画像診断装置を使用し、３次元ロードマップ画像を表示し、患者（被検体）に処置用部材を挿入して検査や治療を行う場合の、画像処理や画像の表示について、図６を参照して説明する。図６は医用画像診断装置を用いて検査や治療を行う場合の画像処理や画像の表示の一連の動作を説明するためのフローチャートである。なお、以下、処置用部材をデバイスと称する。

（３次元の血管像の生成：ステップＳ１０１）
デバイスを被検体の大腿部から挿入して、疾患部位へ供給している脳大動脈まで進める。ここまでは従来通りの方法（３Ｄ−ＤＳＡ：ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）にて行なう。すなわち、デバイスを対象脳大動脈に到達させたら、造影剤を吐出して、３次元の透視データを収集する。３次元の透視データを基に、血管像生成部１２１が対象脳血管像の３次元再構成を行なう。この３Ｄ−ＤＳＡの収集は、第１Ｘ線撮影部１０１又は第２Ｘ線撮影部１０２のいずれかを回転させて行うが、通常床に設置された第１Ｘ線撮影部１０１のＣアーム４を回転させて行う。このとき、第２Ｘ線撮影部１０２のΩアーム５は、Ｃアーム４の回転に支障をきたさない位置まで退避させる。血管像生成部１２１は、収集された３次元の透視データから３次元の脳血管像を生成する。脳血管像はほぼ同一のレンジの値であるため、そのプリセット値により、脳血管像を自動で表示させる。さらに適切なオパシティ値を設定するため手動にて微調整するようにして良い。

（補正データの収集：ステップＳ１０２）
第１Ｘ線撮影部１０１及び第２Ｘ線撮影部１０２を使用して、一つの撮影対象に対し同時に２方向から撮影するバイプレーン透視の場合、第１Ｘ線撮影部１０１及び第２Ｘ線撮影部１０２を同時照射すると、お互いのＸ線検出部３が相手側のＸ線管２からのＸ線を検出する。これを上記したように「かぶり」と称する。かぶりを受けた第１Ｘ線検出部３１から収集された透視データを用いて２次元の第１透視像、及び、かぶりを受けた第２Ｘ線検出部３２から収集された透視データを用いて２次元の第２透視像を生成し、第１透視像及び第２透視像を基に、３次元のデバイス像を生成した場合に、生成された３次元のデバイス像の画像劣化を生じる。

ここでは、第１Ｘ線撮影部１０１が被検体の正面から撮影したときのフロンタル透視像（Ｆ透視像）を第１透視像といい、第２Ｘ線撮影部１０２が被検体の側面から撮影したときのラテラル透視像（Ｌ透視像）を第２透視像という。

従来例では、画像劣化を防ぐため、図３Ｂに示すように、第１Ｘ線撮影部１０１及び第２Ｘ線撮影部１０２が互いのタイミングをずらして照射すると、かぶらずに収集された透視データを用いて第１透視像及び第２透視像を生成することが可能となるが、生成された第１透視像と第２透視像との間に時間的なずれがあり、第１透視像及び第２透視像を基に生成された３次元のデバイス像が不正確となる。なお、第１Ｘ線撮影部１０１によるＸ線の照射Ｆ、そのＸ線の収集ＦＲ、第２Ｘ線撮影部１０２によるＸ線の照射Ｌ、及び、そのＸ線の収集ＬＲを、タイミングをずらして行う透視データの収集を図３Ｂで示す。

本発明では、３次元のデバイス像が不正確とならないよう、図３Ａのように、予め、補正データを収集する。補正データ収集の手順は、第２高電圧発生部２４が撮影制御部１７の指示を受け、第２Ｘ線撮影部１０２の第２Ｘ線管２２のみからＸ線照射をし、第１Ｘ線撮影部１０１の第１Ｘ線検出部３１で検出し、データ補正部１５は、検出されたＸ線を基に、第１補正データ（第１Ｘ線撮影部１０１への第２Ｘ線撮影部１０２からのかぶり分）を求める。同様に、第１高電圧発生部２３が撮影制御部１７の指示を受け、第１Ｘ線撮影部１０１の第１Ｘ線管２１のみからＸ線照射し、第２Ｘ線撮影部１０２の第２Ｘ線検出部３２で検出し、データ補正部１５は、検出されたＸ線を基に、第２補正データ（第２Ｘ線撮影部１０２への第１Ｘ線撮影部１０１からのかぶり分）を求める。なお、第１Ｘ線撮影部１０１によるＸ線の照射Ｆ、そのＸ線の収集ＬＲ、第２Ｘ線撮影部１０２によるＸ線の照射Ｌ、及び、そのＸ線の収集ＦＲを、タイミングをずらして行う第１補正データ及び第２補正データの収集、並びに、その各補正データを収集するための期間Ｔ１を図３Ａに示す。

（バイプレーン透視：ステップＳ１０３）
図３Ａに示すように、第１高電圧発生部２３及び第２高電圧発生部２４が撮影制御部１７の指示を受け、第１Ｘ線撮影部１０１の第１Ｘ線管２１及び第２Ｘ線撮影部１０２の第２Ｘ線管２２から同時にＸ線照射し、第１Ｘ線検出部３１及び第２Ｘ線検出部３２で検出された２次元の透視データを透視データ収集部１１がリアルタイムに収集する。第１Ｘ線撮影部１０１及び第２Ｘ線撮影部１０２によるＸ線の同時照射Ｆ，Ｌ、そのＸ線の収集ＦＲ，ＬＲをする期間を図３ＡにＴ２で示す。

（透視データの補正：ステップ１０４）
ステップＳ１０３にて、データ補正部１５は、第１Ｘ線管２１により検出され、透視データ収集部１１によりリアルタイムに収集された２次元の透視データから、ステップＳ１０２で予め収集された第１補正データを差分する。また、データ補正部１５は、第２Ｘ線管２２により検出され、透視データ収集部１１によりリアルタイムに収集された２次元の透視データから、ステップＳ１０２で予め収集された第２補正データを差分する。以上のように補正された２次元の透視データを基に第１透視像及び第２透視像を生成することにより、前記かぶりによる第１透視像及び第２透視像の画像劣化を低減することが可能となる。上記補正データの差分には、単純差分のほか、透視データ及び補正データに重み付けをした後に、差分もある。上記補正データの差分、並びに、上記透視データ及び補正データの重み付けの処理は、画素値を基に行う。

以上、透視データの補正方法について説明したが、他の補正方法としては、収集した透視データから前記かぶりによるオフセット分を除去するハイパスフィルタ処理による補正方法や、事前に収集した３次元再構成データから、第１Ｘ線撮影部１０１及び第２Ｘ線撮影部１０２の各Ｘ線管２及びＸ線検出部３の位置、方向、サイズを基に、擬似的な透視像を作成し、これをもとに前記かぶりによるオフセット分を求め、補正データとして使用する方法がある。

また、前記した透視データの複数の補正方法の中の１つを単独で使用しても良く、複数の補正方法の２以上を組み合わせて使用しても良い。

（マスクデータの作成：ステップ１０５）
画像処理部１２は、第１Ｘ線検出部３１から収集され、上記補正（差分）された透視データを用いて、また、第２Ｘ線検出部３２から収集され、上記補正（差分）された透視データを用いてデバイスの第１透視像及び第２透視像を生成する。疾患箇所や血管分岐箇所などの関心領域におけるデバイスの操作支援が主目的のため、マスクデータ作成時、前記関心領域外にデバイスが透視像に映っていてもよい。

（デバイス像の抽出：ステップＳ１０６）
処置用部材像生成部１２２は、前記補正されたデバイスの２次元の第１透視像及び第２透視像から３次元の処置用部材像（以下、「デバイス像」という）を抽出する。このとき、処置用部材像生成部１２２は、デバイスが映っている状態の第１透視像及び第２透視像とデバイスが映っていない状態の第１透視像及び第２透視像（マスクデータ）との差分を取る。

これに限らず、デバイス像の抽出処理において、マスクデータ収集時のＸ線照射の線量を増やしたり、複数の透視像からの加算平均処理などによりデバイス像を抽出しても良い。このほか、処置用部材像生成部１２２は、しきい値処理やフィルタ処理などを加えてデバイス像を抽出しても良い。それにより、デバイス像の抽出処理を精度良く行なうことが可能となる。

ステップＳ１０５で求めたマスクデータは、透視像上のデバイス表示領域を除いた背景画像に相当するので、透視像からマスクデータを差分することで、透視像上のデバイス像を抽出することができる。また、より鮮明にデバイス像を抽出するために、デバイス像が映っている状態の透視像とマスクデータとの画素値の比をとったり、画素値に基づくエッジ抽出処理、しきい値処理、あるいはこれらの処理を組み合わせても良い。

（デバイス像の領域限定：ステップＳ１０７）
仮に、血管像生成部１２１が前記収集された３次元の透視データを３次元再構成して、３次元の血管像を生成し、さらに、前記リアルタイムに収集され、前記補正されたデバイスの２次元の透視データから抽出されたデバイスの２次元の第１透視像及び第２透視像を３次元再構成して、３次元のデバイス像を生成すると、膨大な計算量となる。デバイスの２次元の透視データに限定しても実時間での処理は困難である。また、デバイスを操作する際に術者が主に参照するのは、デバイスの操作に応じて動きのある領域、例えば、デバイスの先端部の領域である。

これに対して、領域限定部１２５は、透視データを用いて前記第１透視像及び第２透視蔵を生成するに当たり、前記透視データを予め定められた領域に限定するために、デバイスの２次元の透視データにおいて、時間軸方向にて透視データの差分をとり、２次元の透視データを前記差分を有する領域（ある一定時間以内で動きのあるデバイスの部分）に限定する。

上記の領域限定部１２５を設けたことにより、デバイスの先端部に動きがある場合、領域限定部１２５が、２次元の透視データをデバイスの先端部の部分に限定することとなる。これに対し、デバイスの全体部に動きがある場合、領域限定部１２５が、デバイスの先端部周辺の部分（デバイスの先端から後端の方に予め定められた長さ分離れた位置までの部分）に２次元の透視データを限定することとなる。なお、領域限定部１２５は、以上のように限定した２次元の透視データに対応する予め定められた領域に３次元の透視データを限定する。例えば、領域限定部１２５が２次元の透視データを前記デバイスの部分に係る透視データに限定すると共に、３次元の透視データをデバイスの部分の周辺にある血管の部分に係る透視データに限定する。以上によれば、２次元の透視データ及び３次元の透視データの各データ量が共に減少するため、見たい箇所であるデバイス像の部分及び血管像の部分をリアルタイムで生成することが可能となる。

また、例えば、領域限定部１２５により限定される２次元の透視データ及び３次元の透視データの領域は、透視像上の関心領域や、デバイスの透視像の頭頂方向（図４で上方向）側あるいは疾患箇所方向側の境界から、予め定められた距離の領域である。

（領域限定された３次元のデバイス像の生成：ステップＳ１０８）
Ｓ１０７で求めた、領域限定された２方向からのデバイスの第１透視像及び第２透視像を、処置用部材像生成部１２２は、逐次近似画像再構成法にて３次元再構成を行い、３次元のデバイス像を生成する。

（デバイスの芯線を求める：ステップＳ１０９）
芯線抽出部１２６は、再構成され、細い円筒形をした３次元のデバイス像から細線化処理をして３次元の芯線（中心線）を求める。画像処理部１２は、３次元の芯線を基に、デバイスの先端位置やデバイスの先端方向（接線方向）を求める。また、画像合成部１２３は、デバイスの芯線を３次元のデバイス像の代わりに３次元の血管像と重ね合わせても良い。

（デバイスの芯線の先端、デバイスの本体先端の位置と方向を求める：ステップＳ１１０）
芯線抽出部１２６は、再構成されたデバイス像の先端の位置とデバイス像の先端方向を求めるため、Ｓ１０９で求めた、デバイスの３次元の芯線Ｄ３の両端点を求め、頭頂方向または、病変部（脳動脈瘤など）に近い方をデバイスの先端位置とする。また、入力部１４の入力による指定を受けて、芯線抽出部１２６は、デバイスの先端位置を求め、その先端位置における芯線Ｄ３の接線方向ベクトル（デバイスの先端位置での方向）を求める。デバイスＤＶの芯線Ｄ３、デバイスＤＶの先端（ガイドワイヤＧ１の先端Ｇ１１）の接線方向ＤＲ１、及び、デバイス本体の先端（カテーテルＣ１の先端Ｃ１１）の接線方向ＤＲ２を図４に示す。また、デバイスＤＶの形状の例を図５Ａから図５Ｄに示す。

デバイスＤＶの先端（ガイドワイヤＧ１の先端Ｇ１１）は、血管が曲がっている箇所や分岐箇所にて、その方向へ進ませやすいように図５Ｂから図５Ｄに示すように曲がっていたり、術者が曲げ加工してから使用する場合がある。その曲がったデバイスＤＶの先端の方向でなく、デバイスＤＶの本体（カテーテルＣ１）の方向などを示す場合などに用いる。そのため、芯線抽出部１２６は、デバイスＤＶの先端の方向だけでなく、デバイスＤＶの本体の方向も求める。芯線抽出部１２６は、デバイスＤＶの先端から予め定められた距離の位置、あるいは芯線の曲率があるしきい値以下である部位の先端をデバイスＤＶの本体の先端（カテーテルＣ１の先端Ｃ１１）と定義し、この先端位置での接線方向ベクトル（デバイスＤＶの本体の先端の方向）を求める。

前記デバイスＤＶの先端としてのガイドワイヤＧ１の先端、デバイスＤＶの本体の先端としてのカテーテルＣ１の先端Ｃ１１、及び、デバイスＤＶの芯線としての、ガイドワイヤＧ１の芯線及びカテーテルＣ１の芯線を図５Ａから図５Ｄに示す。

（３次元のデバイス像と３次元の血管像を合成し、また、各位置、方向での仮想内視鏡表示をする：Ｓ１１１）
画像合成部１２３は、ステップＳ１０６で求めた３次元のデバイス像とステップＳ１０１で求めた３次元の血管像とを重ね合わせる。画像表示部１３は、重ね合わされた３次元のデバイス像と３次元の血管像を表示する。画像合成部１２３は、参照用に透視像の背景画像を合成する場合がある。この場合、血管像生成部１２１又は処置用部材像生成部１２２は、Ｃアーム４やΩアーム５を動かして透視した場合は、位置・角度検出機構１０からの信号を受け、Ｃアーム４やΩアーム５の角度や位置、並びに、Ｘ線管２とＸ線検出部３の位置、距離、またＸ線検出部３の大きさに応じた、血管像又はデバイス像の３次元像を生成し、画像表示部１３は、当該３次元像を表示する。それにより、血管像又はデバイス像の３次元像を、第１透視像や第２透視像に対応する形状とすることができる。さらに、Ｃアーム４やΩアーム５の角度とは独立して、デバイス像や血管像を様々な方向に回転、移動させて観察する場合もある。第１透視像や第２透視像に対応する形状とならないときは、画像表示部１３は、第１透視像や第２透視像を非表示にする。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る医用画像診断装置について、図２、図７及び図８を参照して説明する。図７は、３次元表示の際の視点位置、方向の一例を示す図、図８は、３次元表示の際の視点位置、方向の一例を示す図である。

第２の実施形態に係る医用画像診断装置は、基本的に第１実施形態の構成と同じであり、仮想内視鏡画像生成部１２４を有する点で第１実施形態の構成と異なる。以下、異なる構成について主に説明し、第１実施形態と同じ構成の説明を省略する。

仮想内視鏡画像生成部１２４は、重ね合わされた３次元の血管像及び３次元のデバイス像を基に、デバイスの先端の周辺に設けられた視点からデバイスの先端に向かって予め定められた広がり角度を有する視野内に含まれる血管内の画像を生成する。なお、前記３次元の血管像及び３次元のデバイス像は、第１実施形態に係る血管像及びデバイス像の生成に限定されず、広く、Ｘ線撮影部による被検体の撮影で収集された透視データを用いて生成されていれば良い。

以上の仮想内視鏡画像生成部１２４により生成された血管内の画像と、前記重ね合わされた３次元の血管像及び３次元のデバイス像とを併せて表示させることにより、前記の脳動脈瘤塞栓術における血管分岐箇所や病変部（瘤）へのコイリング操作などの複雑なデバイス操作の支援および状態確認を容易かつ確実に行うことが可能となる。

次に、血管内の仮想内視鏡表示について図７を参照して説明する。血管内の仮想内視鏡表示は、デバイスの先端位置やデバイスの本体先端位置を基準に、図７に示すように、様々な方向から表示することによりデバイスの操作を支援する。また、視点の位置及び視野の方向に応じた態様で表示することによっても、デバイスの操作を支援する。

以下に、視点の位置及び視野の方向の態様について説明する。第１は、デバイス先端に視点を配置した態様である。第２は、デバイス先端前方からの視点とした態様である。この第２の態様では、デバイス先端から前方向に予め定められた距離の位置に視点が配置される。前記予め定められた距離は、画像処理部１２の内部メモリに記憶され、入力部１４の操作を受けて、画像処理部１２が変更する。以下に記載される予め定められた距離の記憶及び変更は、上記と同様であり、その説明を省略する。

第３は、デバイス先端後方からの視点とした態様である。デバイス先端から後方向に予め定められた距離の位置に視点が配置される。第４は、デバイス本体先端に視点を配置した態様である。第５は、デバイス本体前方からの視点とした態様である。デバイス先端位置から前方向に予め定められた距離の位置に視点が配置される。

第６は、デバイス本体後方からの視点とした態様である。デバイス先端位置から後方向に予め定められた距離の位置に視点が配置される。第７は、分岐血管側からの視点とした態様である。仮想内視鏡画像生成部１２４は、デバイス先端の周辺に存在する分岐箇所を抽出し、抽出された一又は複数の分岐箇所の中からデバイス先端位置に一番近い分岐箇所を選択し、選択した分岐箇所に係る分岐血管の芯線上で、その分岐箇所から予め定められた距離の位置に視点を配置する。なお、入力部１４による操作を受けて、仮想内視鏡画像生成部１２４が分岐箇所を選択するようにしても良い。

上記の第１から第６が、デバイス（処置用部材）の先端の接線上に視点を配置した態様である。接線上に配置した視点Ｐ、及び、分岐血管側に配置した視点Ｐを図７にそれぞれ示す。

ここで、デバイス先端に視点を配置した上記の第１の態様で、視野の方向をデバイスの先端方向とした場合の血管内の仮想内視鏡表示について説明する。

仮想内視鏡画像生成部１２４は、デバイスの先端位置に設けられた視点からデバイスの先端位置での接線方向に向かって予め定められた広がり角度を有する視野に含まれる血管内の画像を生成する。デバイスの先端位置、デバイスの先端位置での接線方向ベクトルは、Ｓ１１０で前記の芯線抽出部１２６により求められる。

また、ここで、分岐血管側からの視点とした上記の第７の態様で、視野の方向をデバイスの先端に向かう方向とした場合の仮想内視鏡表示について説明する。仮想内視鏡画像生成部１２４は、デバイスの先端の周辺に設けられた視点からデバイスの先端に向かって予め定められた広がり角度を有する視野に含まれる血管内の画像を生成する。なお、仮想内視鏡画像生成部１２４は、視点の位置を、分岐血管の芯線上の位置の他に、病変部（瘤）の位置、病変部に至る経路血管の芯線上の位置、又は、デバイスの先端の接線上の位置の中から一又は複数を選択しても良い。

デバイスの先端の周辺に複数の視点を設けた前記第７の態様に係る仮想内視鏡表示によれば、血管内のデバイスの先端やデバイス本体の先端を様々な方向から表示することが可能となる。

例えば、脳動脈瘤塞栓術においては、大腿部から挿入されたデバイスは、内頚動脈などを通って脳血管へと到達し、さらに病変部（脳動脈瘤）まで進めることになる。脳血管は、細くて、曲がっており、さらに様々な方向に分岐しているが、上記第７の態様に係る仮想内視鏡表示によれば、病変部に至る経路血管における分岐箇所でのデバイス先端等の表示を様々な方向から表示するので、デバイス操作を容易にかつ正確に行うことができる。

以上に、仮想内視鏡表示における第１から第７の態様を示したが、仮想内視鏡表示で、病変部（瘤）の方向を示す矢印などのマーカーを表示しても良く、また、仮想内視鏡表示で、分岐箇所で病変部に向かう方向の芯線のみ表示、あるいは、分岐血管の芯線と異なる表示条件（色、太さ、形状など）で表示しても良い。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る医用画像診断装置について、図１０を参照して説明する。図１０のＡからＦは、本発明の第３実施の形態に係る３次元表示の際の自動方向制御と表示領域限定の一例を示す図である。

第３の実施形態に係る医用画像診断装置は、基本的に第１実施形態の構成と同じである。第１実施形態の構成と異なる点は、血管像生成部１２１が血管像を基に、病変部（瘤）の画像、及び、病変部に至る経路血管の画像を抽出し、画像合成部１２３が経路血管の画像及びデバイス像を重ね合わせ、画像表示部１３が、前記重ね合わされた経路血管の画像及びデバイス像を表示する点である。以下、異なる構成について主に説明し、第１実施形態と同じ構成の説明を省略する。なお、前記３次元の血管像及び３次元のデバイス像は、第１実施形態に係る血管像及びデバイス像の生成に限定されず、広く、Ｘ線撮影部による被検体の撮影で収集された透視データを用いて生成されていれば良い。

芯線抽出部１２６は、経路血管Ｖ２の芯線Ｖ３及びデバイス（処置用部材）ＤＶの芯線Ｄ３を抽出する。芯線Ｖ３、Ｄ３を図１０Ｃに示す。血管像生成部１２１は、経路血管の芯線又はデバイスの芯線を中心から予め定められた距離の範囲内に含まれる前記経路血管の画像を生成し、処置用部材像生成部１２２は、前記生成された経路血管の画像に対応したデバイス像を生成する。画像表示部１３は、重ね合わされた経路血管の画像及びデバイス像を表示する。

重ね合わされた経路血管の画像及びデバイス像を表示することにより、病変部までのデバイス操作の支援をすることが可能となる。重ね合わされた経路血管の画像及びデバイス像を芯線に対し直交する方向から見たときの外観図を図１０Ａに示す。

以下、デバイス操作の支援をするための様々な表示態様について、説明する。第１の表示態様としては、デバイスの進行方向をわかりやすくするため、デバイス先端方向（デバイス先端の接線方向）またはデバイス本体の進行方向に延長した経路と血管壁とが交わる交点に方向マーカーＤＭを表示する。経路血管内に方向マーカーＤＭを表示しても良い。方向マーカーＤＭを図７に示す。

第２の表示態様では、デバイス先端の３次元像、または、デバイス先端の周辺領域に含まれる血管の３次元像を限定表示する。前記デバイス先端の周辺領域を、血管の芯線又はデバイスの芯線から芯線に対して垂直方向に予め定められた距離までに拡げることで限定表示を行なう。血管の３次元像を限定せずに表示する場合に比較して、病変部（瘤）に至る経路血管を見やすくすることが可能となる。限定表示された血管像を図１０Ａに示す。なお、血管像生成部１２１が病変部（瘤）の領域を抽出する。病変部（瘤）の領域を抽出については、後記する第４の実施形態の中で説明する。

第３の表示態様では、第２の表示態様と同じく、血管の３次元像を限定せずに表示すると、病変部と病変部に至る経路血管が見にくい場合があるので、病変部と経路血管だけにして３次元の限定表示を行なう。この限定表示の一例を挙げると、血管分岐箇所や分岐方向をわかりやすくするために、分岐血管の根元箇所を予め定められた長さ分だけ表示する。なお、血管像生成部１２１は、血管の芯線と表示血管領域輪郭の交わる箇所として血管分岐箇所を求める。限定領域を芯線に対し直交する方向から見た外観図を図１０Ｂに示す。また、限定領域を芯線に対し直交する平面で断面にした断面図を図１０Ｃに示す。

血管分岐箇所や分岐方向をわかりやすくするための限定表示の他の例を挙げると、画像合成部１２３は、前記経路血管の画像に経路血管から分岐する分岐血管が含まれる場合、分岐血管の画像に代えて、分岐血管の分岐箇所に分岐マーカーを重ね合わせ、画像表示部１３は、重ね合わされた経路血管の画像及び分岐マーカーを表示する。血管分岐箇所に表示された分岐マーカーＭを図１０Ｄに示す。なお、分岐マーカー及び分岐血管の根元箇所を共に表示しても良い。

第４の表示態様において、血管分岐箇所では、その分岐方向に対し直交する方向から観察すると、分岐の角度や分岐の状態を把握しやすい。そこで、デバイスが分岐箇所又はその近辺に到達したときに、血管像生成部１２１及び処置用部材像生成部１２２は、その分岐方向に対し直交する方向から観察した場合の血管像及びデバイス像をそれぞれ生成し、画像合成部１２３は前記生成された血管像及びデバイス像を重ね合わせ、画像表示部１３は、血管像及びデバイス像を重ね合わせた元の合成画像を、その分岐方向に対し直交する方向から観察した場合の合成画像に切替表示する。以上のようにして、病変部（瘤）までの経路における分岐箇所でのデバイス先端等の表示を行なうことにより、病変部までのデバイス操作の支援をすることが可能となる。

ここで、「分岐方向に対し直交する方向」は、血管分岐箇所において、例えば、経路血管と分岐血管との２つの血管の芯線に対し直交する方向であり、また、例えば、血管の芯線とデバイスの芯線に対し直交する方向である。前記分岐方向に対し直交する方向ＰＤを図１０Ｅに示し、その直交する方向から観察した場合の血管像及びデバイス像の合成像であって、切替表示された合成像を図１０Ｆに示す。合成像と透視像とを共に表示する場合、透視像を前記直交する方向と同一の透視方向の表示としても良い。

第５の表示態様では、血管分岐箇所へのデバイス操作支援のため、分岐点とデバイス先端を結ぶ線に対し直交する方向から観察した３次元の血管像、及び、３次元のデバイス像またはデバイスの芯線を表示する。ここで、分岐点とは、経路血管の芯線と分岐血管の芯線とが交わる点をいう。

以上の第１から第５の表示態様の一つ又は複数の組合せにより、病変部（瘤）までのデバイス操作の支援をすることが可能となり、病変部にデバイスを容易かつ確実に進ませることが可能となる。

以上、デバイス操作の支援をするための様々な表示態様について、特に、病変部までの経路における分岐箇所でのデバイス先端等の表示態様について説明したが、デバイス操作の支援をするための様々な表示態様について、これに限らない。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態に係る医用画像診断装置について、図８及び図１１を参照して説明する。図９のＡ及びＢは、３次元表示の際の断面位置、回転操作の一例を示す図、図１１のＡからＤは、本発明の第４実施の形態に係る瘤内部に留置したコイルの表示の一例を示す図である。

第４の実施形態に係る医用画像診断装置は、基本的に第１実施形態の構成と同じであり、処置用部材像生成部１２２が病変部に挿入されたコイルの画像（デバイス像）を生成し、画像処理部１２がコイルの画像の色を病変部の画像の色と異ならせるようにした点で第１実施形態の構成と異なる。なお、前記３次元の血管像及び３次元のデバイス像は、第１実施形態に係る血管像及びデバイス像の生成に限定されず、広く、Ｘ線撮影部による被検体の撮影で収集された透視データを用いて生成されていれば良い。

第４の実施形態に係る医用画像診断装置によれば、デバイスを病変部（瘤）付近まで進めた後、コイル留置に最適な位置、角度にデバイスを操作するために、デバイス先端位置、方向と、病変部の位置を基準に、以下の態様で視線方向を定めることにより、デバイス操作を支援することが可能となる（図８参照）。

以下に、病変部にコイルを入れるときに、病変部の周辺に設けられた視点から視線方向の視野に含まれる病変部又はデバイスの画像を表示する場合において、視線方向の態様について説明する。
仮想内視鏡画像生成部１２４は、以下の視点から視線方向へ予め定められた広がり角度を有する視野に含まれる病変部の画像、及び、病変部内のガイドワイヤ、コイル等のデバイスの画像を生成する。画像表示部１３は、仮想内視鏡表示（フライスルー表示）をする。

第１の視線方向の態様では、病変部（瘤）内部の例えば中心位置Ｐ５１に視点を配置する。血管像生成部１２１は、血管の芯線をもとにした正常血管推測径からはみ出した領域として瘤領域を抽出し、あるいは、球形度領域抽出により瘤領域を抽出する。瘤領域を抽出後、その領域の外接球や内接球の中心、あるいは、重心などを瘤の中心位置Ｐ５１とする。また、デバイス先端（ガイドワイヤＧ１の先端Ｇ１１）の接線方向の先の瘤の内部表面位置Ｐ５５を視点とし、位置Ｐ５５からデバイス先端に向かう視線方向で仮想内視鏡表示をしても良い。

第２の視線方向の態様では、デバイス先端位置Ｐ５４に視点を配置する。視点からの視線方向は例えば、瘤中心位置５１の方向である。第３の視線方向の態様では、デバイス先端前方からの視線方向とし、デバイス先端位置から前方向に予め定められた距離の位置Ｐ５６に視点を配置する。第４の視線方向の態様では、デバイス先端後方からの視線方向とし、デバイス先端位置から後方向に予め定められた距離の位置Ｐ５７に視点を配置する。

第５の視線方向の態様では、血管像生成部１２１及び処置用部材像生成部１２２が、血管の芯線を通る断面で、瘤方向への血管縦割り（中空血管断面）の画像を生成し、画像合成部１２３がそれぞれ生成された画像を合成し、当該合成された画像を画像表示部１３が表示する。瘤方向は、第１の視線方向の態様で求めた瘤中心と血管の芯線との最短距離となる経路上で、瘤中心に向かう方向とする。

第６の視線方向の態様では、血管像生成部１２１が、瘤のネック（根元）の画像を生成し、生成された画像を画像表示部１３が表示する。第１の視線方向の態様で求めた瘤領域と、正常血管推測径による血管領域との接合面を瘤のネックとし、そのネック面あるいは周線を表示する。

第７の視線方向の態様では、デバイスと瘤の位置関係をわかりやすくするため、デバイスの芯線に対し瘤の中心位置Ｐ５１からの直線が真交わる位置Ｐ５２に視点を配置する。又、視線方向を瘤の中心位置Ｐ５１の方向とする。仮想内視鏡画像生成部１２４は、デバイスの芯線を通り、かつ瘤方向に垂直な断面で、瘤と逆方向を削除した状態で３次元の血管像と３次元のデバイス像（または芯線）を生成する。生成された画像を画像表示部１３が仮想内視鏡表示（フライスルー表示）する。表示方法として、仮想内視鏡表示の他に、平行投影表示があり、前記断面に平行で、複数の断面で削除した状態で表示する。例えば、瘤方向に対して瘤から遠い断面位置から順番に瘤方向に向かって、連続表示を行なう。

第８の視線方向の態様では、瘤の中心位置Ｐ５１、または瘤のネック中心位置Ｐ５３、またはデバイス先端位置Ｐ５４に視線を配置し、仮想内視鏡画像生成部１２４が瘤内の仮想内視鏡画像を生成し、入力部１４による各視点中心での３次元回転操作を受けて、画像表示部１３が前記仮想内視鏡画像を回転表示する。通常、３次元物体を回転させるときの回転中心は、３次元ボリュームの中心または、画面の中心を基準とした点、例えば、画面中心から画面奥行き方向の軸上での３次元のボリューム中心として回転を行なう。しかしながら、術者は、瘤や瘤のネックに対するデバイスの向きや位置、あるいはデバイス位置から見た瘤や血管の内部、外部の形状、位置関係などを確認する必要がある。この場合、従来の３次元のボリューム中心や画面中心での回転操作では、術者の所望の回転操作ができない場合がある。そこで、前記にて求めた瘤の中心位置Ｐ５１、瘤のネックの中心位置Ｐ５３、または、デバイス先端位置Ｐ５４を回転中心として、それぞれの位置関係や形状などを確認しやすい回転操作を行なう。瘤のネックＮの中心位置Ｐ５３を回転中心として回転操作を行ったときの画像を図９Ａに示し、デバイス先端位置Ｐ５４を回転中心として回転操作を行ったときの画像を図９Ｂに示す。

以上、第１から第８の視線方向の態様の説明において、視点の位置Ｐ５１〜Ｐ５７、及び、各視線方向を図８に示す。

以上に、様々な態様で視線方向を定めることにより、デバイス操作を支援することが可能となることについて説明した。

次に、ケージの状態確認とコイル留置支援のための表示について説明する。例えば、瘤塞栓術では、最初に瘤内部空間を囲むようにケージ状にコイルを留置する。このケージ作成は瘤に最適にコイル留置を行なう上で重要なポイントであるので、ケージの状態をわかりやすく表示することが重要である。また、ケージ作成後、コイルを適切に充填するため、充填状態をわかりやすく表示することも重要である。

次に、コイル留置操作を支援することについて、図１１を参照し、コイルの様々な表示態様を挙げて説明する。

コイルの第１の表示態様では、距離算出部１８は、３次元の血管像（瘤像）、及び、３次元のデバイス像（ケージ状コイルの画像）を基に、瘤表面の面直方向に、瘤表面とケージ状コイルの距離を算出し、画像表示部１３が算出結果を表示する。ケージと瘤表面が離れていないか確認のため、例えば、画像表示部１３が算出結果を基に、コイルの各点からの瘤表面までの距離に応じた色付けでコイルを表示する。また、同じくケージと瘤表面が離れていないか確認のため、例えば、画像表示部１３が算出結果を基に、瘤表面の各点からの距離に応じた色付けで瘤表面を表示する。

コイルの第２の表示態様では、ケージ作成後のコイル充填操作における充填状態の確認のため、血管像生成部１２１及び処置用部材像生成部１２２は、瘤、コイル、隙間のそれぞれだけの３次元画像を生成し、生成されたそれぞれの３次元画像を画像表示部１３が表示する。

コイルの第３の表示態様では、ケージ作成後のコイル充填操作において、コイルの充填率が上がるにつれ、追加分のコイルが見えにくくなるため、処置用部材像生成部１２２がコイルの新規挿入部分のみの画像を生成し、生成された画像を画像表示部１３が表示する。このとき、処置用部材像生成部１２２は、ある時間遡った範囲で追加されたコイル範囲のみの画像を生成し、あるいは、処置用部材像生成部１２２は、ステップ１０７と同じ方法にてコイルの動いている箇所のうち、カテーテル先端より先の領域を抽出する。

コイルの第４の表示態様では、コイルが瘤領域から血管領域にはみ出していると、血流を阻害したり、コイルがはずれたりする。そこで、視点をネック中心位置Ｐ５３に配置し、視点からの視線方向をネック周線に沿って変化させ、視線方向の変化に応じた仮想内視鏡画を生成することにより、コイルが瘤のネックからはみ出している箇所がある場合、画像表示部１３が、そのはみ出し箇所を表示する。

コイルの第５の表示態様では、コイルの充填状況やコイル内壁面と瘤のすきまを確認するため、画像合成部１２３がコイル領域表面の３次元像と瘤の３次元像とを比較表示し、あるいは、合成表示する。処置用部材像生成部１２２が瘤内部のコイルを抽出し、コイル領域算出部１９が、その領域に対して表面膨張処理を施した後に、表面収縮処理を行なうことで、コイル間のすきまを詰めたコイル領域を求め、コイル領域表面を求める。あるいは、コイル領域を囲む外接球（楕円球）を求め、表面を構成する各ボクセルでの表面法線ベクトルの角度差がある値以下を保ちながら、その表面を構成する各ボクセルを球の中心方向に、コイルに達するまで移動させる。この結果、コイル領域を囲む領域が求まる。この領域をコイル領域として画像表示部１３が表示する。求めたコイル領域の表示のほか、コイル領域算出部１９が、瘤とコイル領域の体積、長軸長、短軸長、平均軸長、表面積などをそれぞれ単独あるいは両方について提示するようにしても良い。

なお、本発明は上記第１から第４の各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記第１から第４の各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、各実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

Ｖ 血管 Ｖ１ 経路血管 Ｖ２ 分岐血管 Ｖ３ 血管芯線 Ｖ４ 血管壁
Ｖ５ 瘤（病変部） ＢＭ 分岐マーカー ＢＰ 分岐点 ＢＳ 分岐箇所
Ｃ１ カテーテル（処置用部材本体）
Ｃ１１ カテーテルの先端（処置用部材本体の先端）
Ｄ３ デバイス芯線 ＤＶ デバイス（処置用部材） ＤＭ 方向マーカー
Ｇ１ ガイドワイヤ（処置用部材の先端部）
Ｇ１１ ガイドワイヤの先端（処置用部材の先端）
Ｇ２ ガイドワイヤ本体 Ｇ２１ ガイドワイヤ本体の先端
１ Ｘ線画像撮影装置 １０１ 第１Ｘ線撮影部 １０２ 第２Ｘ線撮影部
２ Ｘ線管 ２１ 第１Ｘ線管 ２２ 第２Ｘ線管 ２３ 第１高電圧発生部
２４ 第２高電圧発生部
３ Ｘ線検出部 ３１ 第１Ｘ線検出部 ３２ 第２Ｘ線検出部
４ Ｃアーム ５ Ωアーム ６ 天板 ７ 寝台 ８ 支持部 ９ 支持部
１０ 位置・角度検出機構 １１ 透視データ収集部 １２ 画像処理部
１２１ 血管像生成部 １２２ 処置用部材像生成部 １２３ 画像合成部
１２４ 仮想内視鏡画像生成部 １２５ 領域限定部 １２６ 芯線抽出部
１３ 画像表示部 １４ 入力部 １５ データ補正部 １６ 駆動部
１６１ Ｃアーム駆動部 １６２ Ωアーム駆動部 １６３ 寝台駆動部
１７ 撮影制御部 １８ 距離算出部 １９ コイル領域算出部

Claims (11)

1. Ｘ線を発生する第１Ｘ線管、及び、前記第１Ｘ線管から発生され、被検体を透過したＸ線を検出する第１Ｘ線検出部を有する第１Ｘ線撮影部と、
   Ｘ線を発生する第２Ｘ線管、及び、前記第２Ｘ線管から発生され前記被検体を透過したＸ線を検出する第２Ｘ線検出部を有し、前記第１Ｘ線撮影部に対して撮影方向が異なる第２Ｘ線撮影部と、
   前記第１Ｘ線撮影部又は前記第２Ｘ線撮影部の少なくとも１つが前記被検体の周りに回転して、収集された３次元の透視データを用いて３次元の血管像を生成する血管像生成部と、
   前記第１Ｘ線撮影部からリアルタイムに収集された２次元の透視データを用いて生成される、前記被検体に挿入されている処置用部材を含む２次元の第１透視像、及び、前記第２Ｘ線撮影部からリアルタイムに収集された２次元の透視データを用いて生成される、前記被検体に挿入されている前記処置用部材を含む２次元の第２透視像を基に、３次元の処置用部材像をリアルタイムに生成する処置用部材像生成部と、
   前記第１透視像及び前記第２透視像を生成するために用いられる前記２次元の透視データを予め定められた領域に限定すると共に、前記３次元の透視データを前記限定された前記２次元の透視データに対応する予め定められた領域に限定する領域限定部と、
   前記限定された前記３次元の透視データを用いて生成される前記血管像の部分、及び、前記限定された前記２次元の透視データを用いて生成される前記処置用部材像の部分を重ね合わせる画像合成部と、
   前記重ね合わされた血管像の部分及び前記処置用部材像の部分を表示する画像表示部と、
   を有する
   ことを特徴とする医用画像診断装置。
2. 前記予め定められた領域に限定される前記２次元の透視データの領域は、前記リアルタイムに収集された前記２次元の透視データ間で差分を有する領域であることを特徴とする請求項１に記載の医用画像診断装置。
3. 予め、前記第２Ｘ線撮影部の第２Ｘ線管から発生して、前記第１Ｘ線撮影部の第１Ｘ線検出部が検出したＸ線を基に第１補正データを求めると共に、前記第１Ｘ線撮影部の第１Ｘ線管から発生して、前記第２Ｘ線撮影部の第２Ｘ線検出部が検出したＸ線を基に第２補正データを求めるデータ補正部を更に有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の医用画像診断装置。
4. 前記第１Ｘ線撮影部及び前記第２Ｘ線撮影部は、同時に撮影をし、
   前記データ補正部は、前記第１補正データを基に前記第１Ｘ線撮影部から収集された前記２次元の透視データを補正すると共に、前記第２補正データを基に前記第２Ｘ線撮影部から収集された前記２次元の透視データを補正し、
   前記処置用部材像生成部は、前記補正された前記第１Ｘ線撮影部の前記透視データ及び前記補正された前記第２Ｘ線撮影部の前記透視データを用いて、前記処置用部材像を生成することを特徴とする請求項３に記載の医用画像診断装置。
5. Ｘ線を発生するＸ線管、及び、前記Ｘ線管から発生され、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部を有するＸ線撮影部と、
   前記Ｘ線撮影部による被検体の撮影で収集された透視データを用いて３次元の血管像を生成する血管像生成部と、
   前記Ｘ線撮影部による被検体及び該被検体に挿入されている処置用部材の撮影で収集された透視データを用いて、３次元の処置用部材像を生成する処置用部材像生成部と、
   前記透視データを用いて生成される前記血管像及び前記処置用部材像を重ね合わせる画像合成部と、
   前記重ね合わされた前記血管像及び前記処置用部材像を基に、前記処置用部材の先端の周辺に設けられた視点から前記処置用部材の先端に向かって予め定められた広がり角度を有する視野内に含まれる血管内の画像を生成する仮想内視鏡画像生成部と、
   前記重ね合わされた前記血管像及び前記処置用部材像、並びに、前記血管内の画像を表示する画像表示部と、
   を有する
   ことを特徴とする医用画像診断装置。
6. 前記視点は、前記処置用部材の先端の接線上、又は、血管の芯線上に配されることを特徴とする請求項５に記載の医用画像診断装置。
7. Ｘ線を発生するＸ線管、及び、前記Ｘ線管から発生され、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部を有するＸ線撮影部と、
   前記Ｘ線撮影部による被検体の撮影で収集された透視データを用いて３次元の血管像を生成する血管像生成部と、
   前記Ｘ線撮影部による、被検体の撮影及び該被検体に挿入されている処置用部材の撮影で収集された透視データを用いて、３次元の処置用部材像を生成する処置用部材像生成部と、
   前記３次元の血管像から抽出された、病変部に至る経路血管の画像及び前記処置用部材像を重ね合わせる画像合成部と、
   前記重ね合わされた前記経路血管の画像及び前記処置用部材像を表示する画像表示部と、
   を有する
   ことを特徴とする医用画像診断装置。
8. 前記血管像生成部は、前記経路血管の芯線又は前記処置用部材の芯線を中心から予め定められた距離の範囲内に含まれる前記経路血管の画像を生成し、
   前記処置用部材像生成部は、前記生成された前記経路血管の画像に対応した前記処置用部材像を生成し、
   前記画像合成部は、前記生成された前記経路血管の画像、及び、前記処置用部材像を重ね合わせることを特徴とする請求項７に記載の医用画像診断装置。
9. 前記血管像生成部は、前記生成された経路血管の画像に、前記経路血管から分岐する分岐血管の画像が含まれる場合、前記分岐血管の根元の画像を生成することを特徴とする請求項８に記載の医用画像診断装置。
10. 前記画像合成部は、前記生成された経路血管の画像に、前記経路血管から分岐する分岐血管の画像が含まれる場合、前記分岐血管の画像に代えて、前記経路血管から前記分岐血管が分岐する分岐箇所に前記分岐マーカーを重ね合わせることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の医用画像診断装置。
11. 前記血管像生成部は、前記病変部を含む血管の画像を生成し、
    前記処置用部材像又は前記処置用部材像の部分は、前記病変部に挿入されているコイルの画像を含み、
    前記コイルの画像の色は、前記病変部の画像の色とは異なることを特徴とする請求項７に記載の医用画像診断装置。