JP2019187605A - Ｘ線診断装置、医用画像処理装置、及び医用画像診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操作者によるステントグラフトの留置を適切に支援すること。【解決手段】実施形態に係るＸ線診断装置は、Ｘ線撮影手段と、取得手段と、表示制御手段とを有する。Ｘ線撮影手段は、被検体にＸ線を照射させることで被検体のＸ線画像を生成する。取得手段は、被検体の内部組織の硬さ分布を示す画像に基づく、血管の弾性評価及び壁の厚み評価のうち少なくとも一方の評価結果を超音波診断装置又はＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置から取得する。表示制御手段は、Ｘ線画像上に、評価結果を重畳した重畳画像を生成し、重畳画像を表示部に表示させる。【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置、医用画像処理装置、及び医用画像診断装置に関する。

Ｘ線診断装置、超音波診断装置、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置、及び磁気共鳴イメージング装置等の医用画像診断装置のうち、異なる種類の装置を併用することで治療効率の向上などを図る目的で、異なる種類の複数の医用画像診断装置を有する医用画像診断システムが存在する。例えば、カテーテルを用いたインターベンション治療が行われる場合に、Ｘ線診断装置及び超音波診断装置が併用される。

Ｘ線診断装置は、被検体内にＸ線を透過し、その透過像を画像化するものである。Ｘ線画像を取得する手段としては、比較的強いＸ線を照射する「撮影モード」と、比較的弱いＸ線を照射する「透視モード」とがある。医師は、撮影モード又は透視モードによるＸ線照射により血管内のカテーテルを確認しながら、患者にカテーテルを挿入する。そして、カテーテルの患部への到達後、Ｘ線によりあらゆる角度から患部の撮影が行われる。その後、確認された患部の治療をカテーテルによって行う。Ｘ線による透視及び撮影では確認できない病変も見逃さないために、超音波診断装置を併用し、患部の特定を行う方法が注目されている。

超音波画像を併用したＸ線による透視及び撮影において、例えば、腹部大動脈ステントグラフト内挿術が行われる。腹部大動脈ステントグラフト内挿術とは、ＩＶＲ（Interventional Radiology）下で、患者の血管に、先端にステントグラフト（人工血管）が取り付けられたカテーテルを挿入し、ステントグラフトを血管内に留置する手技を意味する。腹部大動脈ステントグラフト内挿術は、大動脈内に発生した瘤への血流を遮断し、瘤の破裂を防ぐことを目的とする。

特開２０１３−１８００８８号公報

本発明が解決しようとする課題は、操作者によるステントグラフトの留置を適切に支援することである。

実施形態に係るＸ線診断装置は、Ｘ線撮影手段と、取得手段と、表示制御手段とを有する。Ｘ線撮影手段は、被検体にＸ線を照射させることで被検体のＸ線画像を生成する。取得手段は、被検体の内部組織の硬さ分布を示す画像に基づく、血管の弾性評価及び壁の厚み評価のうち少なくとも一方の評価結果を超音波診断装置又はＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置から取得する。表示制御手段は、Ｘ線画像上に、評価結果を重畳した重畳画像を生成し、重畳画像を表示部に表示させる。

図１は、第１の実施形態に係る医用画像診断システムの構成を示す概略図。 図２は、第１の実施形態に係る医用画像診断システムの外観を示す図。 図３は、第１の実施形態に係る医用画像診断システムの動作例をフローチャートとして示す図。 図４は、第１の実施形態に係る医用画像診断システムにおいて、表示される重畳画像の第１例を示す図。 図５は、第１の実施形態に係る医用画像診断システムにおいて、表示される重畳画像の第２例を示す図。 図６は、第１の実施形態に係る医用画像診断システムにおいて、表示される重畳画像の第３例を示す図。 図７は、第２の実施形態に係る医用画像診断システムの構成を示す概略図。 図８は、第３の実施形態に係る医用画像診断システムの構成を示す概略図。

以下、図面を参照しながら、Ｘ線診断装置、医用画像処理装置、及び医用画像診断装置の実施形態について詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る医用画像診断システムの構成を示す概略図である。図２は、第１の実施形態に係る医用画像診断システムの外観を示す図である。

図１及び図２は、第１の実施形態に係る医用画像診断システム１を示す。医用画像診断システム１は、超音波診断装置１０と、第１の実施形態に係る医用画像診断装置としてのＸ線診断装置５０とを備える。例えば、Ｘ線診断装置５０は、Ｘ線循環器装置、いわゆるアンギオ（Angio）装置である。なお、超音波診断装置１０は、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置１０´に代替され、又は、ＭＲＩ装置１０´と共に設けられてもよい。第１の実施形態において、特に言及しない限り、超音波診断装置１０及びＭＲＩ装置１０´のうち、超音波診断装置１０のみが設けられる場合について説明する。

超音波診断装置１０は、超音波プローブ１１、装置本体１２、入力インターフェース１３、及びディスプレイ１４を設ける。なお、装置本体１２のみの構成を超音波診断装置と称する場合もあり、装置本体１２に超音波プローブ１１、入力インターフェース１３、及びディスプレイ１４のうち少なくとも１つを加えた構成を超音波診断装置と称する場合もある。以下の説明では、超音波プローブ１１、装置本体１２、入力インターフェース１３、及びディスプレイ１４の全てが備えられた構成を超音波診断装置とする場合について説明する。

超音波プローブ１１は、前面部に複数個の微小な振動子（圧電素子）を備え、スキャン対象を含む領域、例えば腹部大動脈瘤を含む領域に対して超音波の送受波を行う。各振動子は電気音響変換素子であり、送信時には電気パルスを超音波パルスに変換し、また、受信時には反射波を電気信号（受信信号）に変換する機能を有する。超音波プローブ１１は小型、軽量に構成されており、ケーブル（又は無線通信）を介して装置本体１２に接続される。

超音波プローブ１１は、スキャン方式の違いにより、リニア型、コンベックス型、及びセクタ型等の種類に分けられる。また、超音波プローブ１１は、アレイ配列次元の違いにより、アジマス方向に１次元（１Ｄ）的に複数個の振動子が配列された１Ｄアレイプローブと、アジマス方向かつエレベーション方向に２次元（２Ｄ）的に複数個の振動子が配列された２Ｄアレイプローブとの種類に分けられる。なお、１Ｄアレイプローブは、エレベーション方向に少数の振動子が配列されたプローブを含む。

ここで、３Ｄスキャン、つまり、ボリュームスキャンが実行される場合、超音波プローブ１１として、リニア型、コンベックス型、及びセクタ型等のスキャン方式を備えた２Ｄアレイプローブが利用される。又は、ボリュームスキャンが実行される場合、超音波プローブ１１として、リニア型、コンベックス型、及びセクタ型等のスキャン方式を備え、エレベーション方向に機械的に揺動する機構を備えた１Ｄプローブが利用される。後者のプローブは、メカ４Ｄプローブとも呼ばれる。

装置本体１２は、送受信回路３１、Ｂモード処理回路３２、ドプラ処理回路３３、画像生成回路３４、画像メモリ３５、ネットワークインターフェース３６、処理回路３７、及び記憶回路３８を備える。回路３１〜３４は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ:Application Specific Integrated Circuit）等によって構成されるものである。しかしながら、その場合に限定されるものではなく、回路３１〜３４の機能の全部又は一部は、処理回路３７がプログラムを実行することで実現されるものであってもよい。

送受信回路３１は、送信回路及び受信回路（図示省略）を有する。送受信回路３１は、処理回路３７による制御の下、超音波の送受信における送信指向性と受信指向性とを制御する。なお、送受信回路３１が装置本体１２に設けられる場合について説明するが、送受信回路３１は、超音波プローブ１１に設けられてもよいし、装置本体１２及び超音波プローブ１１の両方に設けられてもよい。

送信回路は、パルス発生回路、送信遅延回路、及びパルサ回路等を有し、超音波振動子に駆動信号を供給する。パルス発生回路は、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。送信遅延回路は、超音波プローブ１１の超音波振動子から発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの遅延時間を、パルス発生回路が発生する各レートパルスに対し与える。また、パルサ回路は、レートパルスに基づくタイミングで、超音波振動子に駆動パルスを印加する。送信遅延回路は、各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、圧電振動子面から送信される超音波ビームの送信方向を任意に調整する。

受信回路は、アンプ回路、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換器、及び加算器等を有し、超音波振動子が受信したエコー信号を受け、このエコー信号に対して各種処理を行ってエコーデータを生成する。アンプ回路は、エコー信号をチャンネル毎に増幅してゲイン補正処理を行う。Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正されたエコー信号をＡ／Ｄ変換し、デジタルデータに受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与える。加算器は、Ａ／Ｄ変換器によって処理されたエコー信号の加算処理を行ってエコーデータを生成する。加算器の加算処理により、エコー信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。

Ｂモード処理回路３２は、処理回路３７による制御の下、受信回路からエコーデータを受信し、対数増幅、及び包絡線検波処理等を行って、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（２次元又は３次元データ）を生成する。このデータは、一般に、Ｂモードデータと呼ばれる。

ドプラ処理回路３３は、処理回路３７による制御の下、受信回路からのエコーデータから速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による血流や組織を抽出し、平均速度、分散、パワー等の移動態情報を多点について抽出したデータ（２次元又は３次元データ）を生成する。このデータは、一般に、ドプラデータと呼ばれる。

画像生成回路３４は、処理回路３７による制御の下、超音波プローブ１１が受信したエコー信号に基づいて、所定の輝度レンジで表現された超音波画像を画像データとして生成する。例えば、画像生成回路３４は、超音波画像として、Ｂモード処理回路３２によって生成された２次元のＢモードデータから反射波の強度を輝度にて表したＢモード画像を生成する。また、画像生成回路３４は、超音波画像として、ドプラ処理回路３３によって生成された２次元のドプラデータから移動態情報を表す平均速度画像、分散画像、パワー画像、又は、これらの組み合わせ画像としてのカラードプラ画像を生成する。

画像メモリ３５は、１フレーム当たり２軸方向に複数のメモリセルを備え、それを複数フレーム分備えたメモリである２次元メモリを含む。画像メモリ３５としての２次元メモリは、処理回路３７の制御による制御の下、画像生成回路３４によって生成された１フレーム、又は、複数フレームに係る超音波画像を２次元画像データとして記憶する。

画像生成回路３４は、処理回路３７による制御の下、画像メモリ３５としての２次元メモリに配列された超音波画像に対し、必要に応じて補間処理を行う３次元再構成を行うことで、画像メモリ３５としての３次元メモリ内に超音波画像をボリュームデータとして生成する。補間処理方法としては、公知の技術が用いられる。

画像メモリ３５は、３軸方向（Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向）に複数のメモリセルを備えたメモリである３次元メモリを含む場合もある。画像メモリ３５としての３次元メモリは、処理回路３７の制御による制御の下、画像生成回路３４によって生成された超音波画像をボリュームデータとして記憶する。

ネットワークインターフェース３６は、ネットワークの形態に応じた種々の情報通信用プロトコルを実装する。ネットワークインターフェース３６は、この各種プロトコルに従って、装置本体１２と、外部のＸ線診断装置５０等の機器とを接続する。この接続には、電子ネットワークを介した電気的な接続等を適用することができる。ここで、電子ネットワークとは、電気通信技術を利用した情報通信網全般を意味し、無線／有線の病院基幹のＬＡＮ（Local Area Network）やインターネット網のほか、電話通信回線網、光ファイバ通信ネットワーク、ケーブル通信ネットワーク、衛星通信ネットワーク、Ｗｉｆｉ、及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等を含む。

また、ネットワークインターフェース３６は、非接触無線通信用の種々のプロトコルを実装してもよい。この場合、装置本体１２は、例えば超音波プローブ１１と、ネットワークを介さず直接にデータ送受信することができる。

処理回路３７は、専用又は汎用のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processor Unit）、又はＧＰＵ（Graphics Processing Unit）の他、ＡＳＩＣ、及び、プログラマブル論理デバイス等を意味する。プログラマブル論理デバイスとしては、例えば、単純プログラマブル論理デバイス（ＳＰＬＤ：Simple Programmable Logic Device）、複合プログラマブル論理デバイス（ＣＰＬＤ：Complex Programmable Logic Device）、及び、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：Field Programmable Gate Array）等が挙げられる。

また、処理回路３７は、単一の回路によって構成されてもよいし、複数の独立した回路要素の組み合わせによって構成されてもよい。後者の場合、記憶回路３８は回路要素ごとに個別に設けられてもよいし、単一の記憶回路３８が複数の回路要素の機能に対応するプログラムを記憶するものであってもよい。

記憶回路３８は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等によって構成される。記憶回路３８は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ及びＤＶＤ（Digital Video Disk）等の可搬型メディアによって構成されてもよい。記憶回路３８は、処理回路３７において用いられる各種処理プログラム（アプリケーションプログラムの他、ＯＳ（Operating System）等も含まれる）や、プログラムの実行に必要なデータを記憶する。また、ＯＳに、操作者に対するディスプレイ１４への情報の表示にグラフィックを多用し、基礎的な操作を入力インターフェース１３によって行うことができるＧＵＩ（Graphical User Interface）を含めることもできる。

入力インターフェース１３は、超音波技師Ｄ２によって操作が可能な入力デバイスからの信号を入力する回路と、入力デバイスとを含む。入力デバイスは、トラックボール、スイッチ、マウス、キーボード、走査面に触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、及び音声入力回路等によって実現される。超音波技師Ｄ２により入力デバイスが操作されると、入力インターフェース１３はその操作に応じた入力信号を生成して処理回路３７に出力する。

ディスプレイ１４は、例えば液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイ等の一般的な表示出力装置により構成される。また、ディスプレイ１４は、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）及びＶＲＡＭ（Video RAM）等を含む。ディスプレイ１４は、処理回路３７の制御による制御の下、処理回路３７から表示要求された超音波画像（例えば、ライブ画像）を表示する。

位置センサ１５は、超音波プローブ１１の、時系列に複数の位置情報を検知して、装置本体１２に出力する。位置センサ１５としては、超音波プローブ１１に取り付けられるタイプのセンサと、超音波プローブ１１とは別体で設けられるタイプのセンサとがある。後者のセンサは、光学式センサであり、測定対象である超音波プローブ１１の特徴点を複数位置から撮影し、三角測量の原理で超音波プローブ１１の各位置を検出する。以下、位置センサ１５が前者のセンサである場合について説明する。

位置センサ１５は、超音波プローブ１１に取り付けられ、自身の位置情報を検知して、装置本体１２に出力する。位置センサ１５の位置情報を、超音波プローブ１１の位置情報と見なすこともできる。超音波プローブ１１の位置情報は、超音波プローブ１１の位置及び姿勢（傾き角）を含む。例えば、磁場送信器（図示省略）が３軸の磁場を順次送信しその磁場を位置センサ１５で順次受信することにより超音波プローブ１１の姿勢が検知され得る。また、位置センサ１５は、３次元空間における３軸の角速度を検知する３軸ジャイロセンサ、３次元空間における３軸の加速度を検知する３軸加速度センサ、３次元空間における３軸の地磁気を検知する３軸地磁気センサのうち少なくともいずれかを含む、いわゆる９軸センサであってもよい。

Ｘ線診断装置５０は、高電圧供給装置５１、Ｘ線照射装置５２、Ｘ線検出装置５３、入力インターフェース５４、ディスプレイ５５、ネットワークインターフェース５６、処理回路５７、記憶回路５８、Ｃアーム５９（図２のみに図示）、及び寝台６０（図２のみに図示）を備える。

高電圧供給装置５１は、処理回路５７による制御の下、Ｘ線照射装置５２のＸ線管に高電圧電力を供給する。

Ｘ線照射装置５２は、Ｃアーム５９の一端に設けられる。Ｘ線照射装置５２は、Ｘ線管（Ｘ線源）及び可動絞り装置を設ける。Ｘ線管は、高電圧供給装置５１から高電圧電力の供給を受けて、高電圧電力の条件に応じてＸ線を発生する。可動絞り装置は、処理回路５７による制御の下、Ｘ線管のＸ線照射口で、Ｘ線を遮蔽する物質から構成された絞り羽根を移動可能に支持する。なお、Ｘ線管の前面に、Ｘ線管によって発生されたＸ線の線質を調整する線質調整フィルタ（図示省略）を備えてもよい。

Ｘ線検出装置５３は、Ｃアーム５９の他端に、Ｘ線照射装置５２に対向するように設けられる。Ｘ線検出装置５３は、処理回路５７による制御の下、ＳＩＤ（Source-Image Distance）方向に沿って動作、即ち、前後動作を行うことができる。また、Ｘ線検出装置５３は、処理回路５７による制御の下、ＳＩＤ方向を中心とした回転方向に沿って動作、即ち、回転動作を行うことができる。

入力インターフェース５４は、入力インターフェース１３と同等な構成を有する。治療室内の操作者Ｄ（手技者Ｄ１、超音波技師Ｄ２、及び助手等）によって入力インターフェース５４が操作されると、操作信号が処理回路５７に送られる。

ディスプレイ５５は、ディスプレイ１４と同等な構成を有する。ディスプレイ５５は、超音波撮影に従って生成された超音波画像と、Ｘ線撮影に従って生成されたＸ線画像とを表示する。例えば、ディスプレイ５５は、手技中に、Ｘ線画像に超音波画像が重畳された重畳画像（例えば、図４に図示）を表示するか、Ｘ線画像及び超音波画像を並列表示する。

ネットワークインターフェース５６は、ネットワークインターフェース３６と同等な構成を有する。

処理回路５７は、処理回路３７と同等な構成を有する。

記憶回路５８は、記憶回路３８と同等な構成を有する。

Ｃアーム５９は、Ｘ線照射装置５２とＸ線検出装置５３とを、対向配置するように支持する。Ｃアーム５９は、処理回路５７による制御の下、又は手動操作に従って、円弧方向の回転、即ち、ＣＲＡ（Cranial View）の向きの回転と、ＣＡＵ（Caudal View）の向きの回転とが可能である。また、Ｃアーム５９は、処理回路５７による制御の下、又は手動操作に従って、支点中心の回転、即ち、ＬＡＯ（Left Anterior Oblique View）の向きの回転と、ＲＡＯ（Right Anterior Oblique View）の向きの回転とに対応する。なお、Ｃアーム５９の円弧方向の回転が、ＬＡＯの向きの回転とＲＡＯの向きの回転とに対応し、Ｃアーム５９の支点中心の回転が、ＣＲＡの向きの回転とＣＡＵの向きの回転とに対応する構成を有していてもよい。

また、図２において、Ｘ線診断装置５０が備えるＣアーム構造は、Ｘ線照射装置５２が寝台６０の天板の下方に位置するアンダーテーブルの場合を示す。しかしながらその場合に限定されるものではなく、Ｘ線照射装置５２が天板の上方に位置するオーバーテーブルの場合であってもよい。また、Ｃアーム５９は、Ωアームにより代替されてもよいし、Ωアームが組み合わされてもよい。

寝台６０は、被検体、例えば患者Ｐを載置可能な天板を備える。天板は、処理回路５７による制御の下、Ｘ軸方向に沿って動作、即ち、左右方向へのスライドを行うことができる。天板は、処理回路５７による制御の下、Ｙ軸方向に沿って動作、即ち、昇降方向へのスライドを行うことができる。天板は、処理回路５７による制御の下、Ｚ軸方向に沿って動作、即ち、頭足方向へのスライドを行うことができる。また、天板は、処理回路５７による制御の下、ローリング動作や、チルト動作を行うことも可能である。

続いて、医用画像診断システム１の機能について説明する。

処理回路３７は、記憶回路３８に記憶された、又は、処理回路３７内に直接組み込まれたプログラムを読み出して実行することで、超音波撮影機能Ｕ１及び評価機能Ｕ２を実現する。以下、機能Ｕ１，Ｕ２がソフトウェア的に機能する場合を例に挙げて説明するが、機能Ｕ１，Ｕ２の全部又は一部は、超音波診断装置１０に備えられるＡＳＩＣ等の回路により実現されてもよい。

超音波撮影機能Ｕ１は、送受信回路３１、Ｂモード処理回路３２、ドプラ処理回路３３、画像生成回路３４、及び画像メモリ３５を制御して、超音波撮影を実行させて超音波画像を収集する機能を含む。また、超音波撮影機能Ｕ１は、超音波撮影に従って生成された超音波画像をディスプレイ１４に表示させる機能を含む。

評価機能Ｕ２は、超音波撮影機能Ｕ１によって収集された超音波画像（例えば、Ｂモード画像）に基づいて、腹部（又は胸部）大動脈瘤付近の血管の弾性（硬さ）評価及び壁の厚み評価のうち少なくとも一方を行う機能を含む。また、評価機能Ｕ２は、評価結果をディスプレイ１４に表示させる機能や、評価結果を、ネットワークインターフェース３６を介してＸ線診断装置５０に送信する機能を含む。

血管の弾性は、患者Ｐの内部組織の硬さ分布を示す超音波画像、つまり、超音波エラストグラフィによって画像化された画像を用いて計測可能である。超音波エラストグラフィは、超音波を用いて血管等の組織の硬さ分布を非侵襲的に画像化する技術であり、大きくは、組織を加圧した際のひずみ分布を計測して相対的な硬さ分布を画像化する方法と、組織を加振した際のせん断波の伝搬速度分布を計測して定量的な硬さ分布を画像化する方法がある。本実施形態では、いずれの方法も採用できる。

なお、血管の弾性は、患者Ｐの内部組織の硬さ分布を示すＭＲＩ画像、つまり、ＭＲエラストグラフィによって画像化された画像を用いても計測可能である。その場合、超音波撮影機能Ｕ１と同等のＭＲ撮影機能（図示省略）と、評価機能Ｕ２とは、ＭＲＩ装置１０´に設けられる。ＭＲエラストグラフィは、ＭＲ撮影時に、双極性傾斜磁場をかけながら、それと同期した強制せん断振動を与えることで、波動の伝搬を位相情報として収集する技術である。ＭＲＩ装置１０´の評価機能Ｕ２は、ＭＲ撮影機能によって収集されたＭＲ画像に基づいて、腹部（又は胸部）大動脈瘤付近の血管の弾性（硬さ）評価及び壁の厚み評価のうち少なくとも一方を行う。

ここで、評価結果とは、３次元空間の血管領域に、弾性の大きさを示す値、血管壁の厚みの大きさを示す値、又は、弾性の大きさ及び血管壁の厚みの大きさを示す値が輝度値として配置されたデータ集合を意味する。これにより、血管領域を、弾性の大きさ、血管壁の厚みの大きさ、又は、弾性及び血管壁の厚みの大きさにより段階的に分類することが可能となる（図４及び図６参照）。

又は、評価結果とは、３次元空間の血管領域に、弾性の大きさを示す値、血管壁の厚みの大きさを示す値、又は、弾性の大きさ及び血管壁の厚みの大きさを示す値を二値化した値が輝度値として配置されたデータ集合を意味する。この場合、３次元空間の血管領域のうち、弾性、血管壁の厚み、又は、弾性及び血管壁の厚みが閾値より大きい（又は小さい）領域のみに輝度値が与えられる。これにより、血管領域を、弾性の大きさ、血管壁の厚みの大きさ、又は、弾性及び血管壁の厚みの大きさにより、閾値より大きい部分のみを識別することが可能となる（図５参照）。

なお、手技に応じて、閾値より大きい領域にステントグラフトを留置すべき場合と、閾値より小さい領域にステントグラフトを留置すべき場合とが存在する。そこで、手技に応じて、閾値より大きい領域を表示するか、閾値より小さい領域を表示するかのいずれかが選択される。

処理回路５７は、記憶回路５８に記憶された、又は、処理回路５７内に直接組み込まれたプログラムを読み出して実行することで、Ｘ線撮影機能Ｒ、取得機能Ｑ１、及び表示制御機能Ｑ２を実現する。以下、機能Ｒ，Ｑ１，Ｑ２がソフトウェア的に機能する場合を例に挙げて説明するが、機能Ｒ，Ｑ１，Ｑ２の全部又は一部は、Ｘ線診断装置５０に備えられるＡＳＩＣ等の回路により実現されてもよい。

Ｘ線撮影機能Ｒは、高電圧供給装置５１、Ｘ線照射装置５２、及びＸ線検出装置５３を制御して、Ｘ線撮影を実行させる機能を含む。また、Ｘ線撮影機能Ｒは、Ｘ線撮影に従って生成されたＸ線画像をディスプレイ５５に表示させる機能を含む。なお、Ｘ線撮影は、透視モードによるＸ線撮影と、撮影モードによるＸ線撮影とを含む。ここで、撮影モードとは、比較的強いＸ線を照射してよりコントラストの明確なＸ線画像を得るモードを意味し、透視モードとは、比較的弱いＸ線を連続的又はパルス的に照射するモードを意味する。

取得機能Ｑ１は、評価機能Ｕ２による評価結果を、超音波診断装置１０から取得する機能を含む。なお、ＭＲエラストグラフィが採用される場合、取得機能Ｑ１は、ＭＲＩ装置１０´の評価機能Ｕ２による評価結果を、ＭＲＩ装置１０´から取得する。

表示制御機能Ｑ２は、Ｘ線撮影機能Ｒによって生成されたＸ線画像上に、取得機能Ｑ１によって取得された評価結果を重畳した重畳画像を生成する機能と、重畳画像をディスプレイ５５に表示させる機能とを含む。

続いて、医用画像診断システム１の動作について説明する。医用画像診断システム１は、腹部（又は胸部）大動脈ステントグラフト内挿術において、インターベンション治療を用いてステントグラフト留置が行われる場合に適用される。医用画像診断システム１のインターベンション治療では、Ｘ線診断装置５０から得られるＸ線画像だけではなく、超音波診断装置１０から得られる超音波画像も駆使し、手技が進められる。

図３は、医用画像診断システム１の動作例をフローチャートとして示す図である。図３において、「ＳＴ」に数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。

手技者Ｄ１により、先端にステントグラフトが取り付けられたカテーテルの血管内への挿入が開始される。Ｘ線撮影機能Ｒは、高電圧供給装置５１、Ｘ線照射装置５２、Ｘ線検出装置５３等を制御して、患者Ｐに対して、透視モードによるＸ線撮影を開始する（ステップＳＴ１１）。Ｘ線撮影により生成されたＸ線画像は、ディスプレイ５５に表示される。

表示制御機能Ｑ２は、ステップＳＴ１１によって開始された透視モードによるＸ線撮影に従って生成された所定フレームのＸ線画像を画像解析して、Ｘ線照射領域に、ステントグラフトが侵入したか否かを判断する（ステップＳＴ１２）。

ステップＳＴ１２の判断にてＹＥＳ、即ち、Ｘ線照射領域内にステントグラフトが侵入したと判断される場合、超音波診断装置１０の超音波撮影機能Ｕ１は、超音波プローブ１１等を制御して、患者Ｐのステントグラフト留置位置付近に対して、超音波撮影（例えば、ボリュームスキャン）を開始して超音波画像（例えば、Ｂモード画像）を収集すると共に、位置センサ１５を制御して位置センサ１５の位置情報を収集する（ステップＳＴ１３）。つまり、超音波撮影機能Ｕ１は、ステップＳＴ１３において、位置センサ１５の位置情報から求められる超音波画像の位置情報を収集する。

一方で、ステップＳＴ１２の判断にてＮＯ、即ち、Ｘ線照射領域内にステントグラフトが侵入していないと判断される場合、表示制御機能Ｑ２は、Ｘ線照射領域内にステントグラフトが侵入したと判断されるまで待機する。

評価機能Ｕ２は、ステップＳＴ１３によって収集された超音波画像に基づいて、腹部大動脈瘤付近の血管の弾性評価及び壁の厚み評価のうち少なくとも一方を行う（ステップＳＴ１４）。評価機能Ｕ２は、必要に応じて、表示された超音波画像をフリーズすることで、フリーズされた画像に基づいて評価結果を算出する。ここで、評価結果とは、３次元空間の血管領域に、弾性の大きさを示す値、血管壁の厚みの大きさを示す値、又は、弾性の大きさ及び血管壁の厚みの大きさを示す値が輝度値として配置されたデータ集合を意味する。

又は、評価結果とは、３次元空間の血管領域に、弾性の大きさを示す値、血管壁の厚みの大きさを示す値、又は、弾性の大きさ及び血管壁の厚みの大きさを示す値を二値化した値が輝度値として配置されたデータ集合を意味する。この場合、３次元空間の血管領域のうち、弾性、血管壁の厚み、又は、弾性及び血管壁の厚みが閾値より大きい（又は小さい）領域のみに輝度値が与えられる。

なお、ステップＳＴ１３，ＳＴ１４において、ステップＳＴ１１によって開始されたＸ線撮影は、一次的に中断されてもよい。

取得機能Ｑ１は、超音波診断装置１０から、ステップＳＴ１４による評価結果を取得する（ステップＳＴ１５）。続いて、表示制御機能Ｑ２は、Ｘ線画像に対して、超音波画像の位置合わせを行うことで、Ｘ線画像に対して、評価結果の位置合わせを行う（ステップＳＴ１６）。

表示制御機能Ｑ２は、ステップＳＴ１１によって開始され、ディスプレイ５５に表示されるＸ線画像に、ステップＳＴ１６によって位置合わせされた評価結果を重畳することで、重畳画像を生成する（ステップＳＴ１７）。

ここで、表示制御機能Ｑ２は、ステップＳＴ１６，ＳＴ１７において、超音波診断装置１０側の超音波プローブ１１の位置情報と、Ｘ線診断装置５０側のＣアーム５９等の位置情報とを利用して、両者の位置合せを行う。表示制御機能Ｑ２は、Ｘ線診断装置５０側の撮影状態から特定される視点位置及び視線方向に基づいて、超音波画像に基づく評価結果のボリュームデータのレンダリング（ボリュームレンダリング又はサーフェスレンダリング等）処理を行って評価結果の投影画像を生成し、投影画像をＸ線画像に重畳する。

例えば、表示制御機能Ｑ２は、Ｃアーム５９の一端に設けられるＸ線照射装置５２の焦点位置を、超音波画像に基づく評価結果のボリュームデータのレンダリング処理における視点位置として特定する。また、表示制御機能Ｑ２は、焦点位置から、Ｃアーム５９の他端に設けられるＸ線検出器５３の中心位置に向かう撮影方向を、評価結果のボリュームデータのレンダリング処理における視線方向として特定する。そして、表示制御機能Ｑ２は、評価結果のボリュームデータに対して、特定された視点位置及び視線方向に基づいてレンダリング処理を行う。

なお、表示制御機能Ｑ２は、評価結果のボリュームデータ全体を投影処理して投影画像を生成し、その投影画像をＸ線画像に重畳してもよいが、その場合に限定されるものではない。例えば、超音波画像からステントグラフトの位置が検出可能であるので、評価結果のボリュームデータうちステントグラフトの周辺の領域のみを投影処理して投影画像を生成し、その投影画像をＸ線画像に重畳してもよい。

表示制御機能Ｑ２は、ステップＳＴ１７によって生成された重畳画像をディスプレイ５５に表示する（ステップＳＴ１８）。

図４は、表示される重畳画像の第１例を示す図である。図５は、表示される重畳画像の第２例を示す図である。図６は、表示される重畳画像の第３例を示す図である。

図４は、Ｘ線画像の血管領域に、弾性の大きさを示す値が輝度値として配置された重畳画像である。Ｘ線画像上のステントグラフトＳＧ周囲の血管領域に、評価結果である弾性の大きさに応じた色彩Ｒが施されることで重畳画像が生成される。これにより、ディスプレイ５５に表示されるＸ線画像上で、血管領域を、弾性の大きさに従った色彩Ｒにより段階的に分類することが可能となるので、ステントグラフト留置に適した場所を色彩Ｒで手技者Ｄ１に提示することができる。

図５は、Ｘ線画像の血管領域に、弾性の大きさを示す値が二値化された値が輝度値として配置された重畳画像である。Ｘ線画像に含まれるステントグラフトＳＧ周囲の血管領域のうち、評価結果である弾性の大きさが閾値より大きい場所に色彩（例えば、一色）Ｒが施されることで重畳画像が生成される。これにより、ディスプレイ５５に表示されるＸ線画像上で、血管領域のうち、弾性の大きさが閾値より大きい場所を色彩Ｒで識別することが可能となるので、ステントグラフト留置に適した場所を手技者Ｄ１に提示することができる。

図６は、Ｘ線画像の血管領域に、弾性の大きさを示す値が輝度値として配置された重畳画像である。血管領域のうち拡張できない場所（例えば、動脈瘤）が存在する場合、図６に示すように、動脈瘤を超えた場所に拡張できる場所まで到達可能なように長い１個のステントグラフトを採用するか、複数のステントグラフトが継ぎ足されたステントグラフトを採用することができる。図６において、後者のステントグラフトＳＧが採用されている。

Ｘ線画像上のステントグラフトＳＧ周囲の血管領域に、評価結果である弾性の大きさに応じた色彩Ｒが施されることで重畳画像が生成される。これにより、ディスプレイ５５に表示されるＸ線画像上で、血管領域を、弾性の大きさに従った色彩Ｒにより段階的に分類することが可能となるので、ステントグラフト留置に適した場所を手技者Ｄ１に提示することができる。

手技者Ｄ１は、図４〜図６に示す重畳画像を見ながらカテーテルを血管内の所定の位置まで進行させる。そして、手技者Ｄ１は、所定の位置でバルーンを膨張させ、又は、拡張可能なバネ（ステント）を拡張させて血管を拡張させた上で、ステントグラフトを血管内に留置する。

図３の説明に戻って、表示制御機能Ｑ２は、ステントグラフトの留置が終了したか否かを判断する（ステップＳＴ１９）。例えば、手技者Ｄ１がステントグラフトの留置が終了したタイミングで、入力インターフェース５４を操作することにより、表示制御機能Ｑ２は、ステントグラフトの留置が終了したと判断することができる。

ステップＳＴ１９の判断にてＹＥＳ、即ち、ステントグラフトの留置が終了したと判断された場合、Ｘ線撮影機能Ｒは、ステップＳＴ１１によって開始されたＸ線撮影を終了する（ステップＳＴ２０）。なお、ステントグラフト留置後のカテーテルの後退時においても引き続きＸ線撮影が行われてもよい。

一方で、ステップＳＴ１９の判断にてＮＯ、即ち、ステントグラフトの留置が終了していないと判断された場合、ステップＳＴ１３に戻り、次のフレームにおいて超音波画像と位置センサ１５の位置情報とを収集する。

医用画像診断システム１によれば、血管の弾性や血管壁の厚さに基づいて、バルーンの膨張、又は、拡張可能なバネの拡張に適した場所を算出し、その場所をＸ線診断装置５０のディスプレイ５５を介して手技者Ｄ１に提示することができる。また、医用画像診断システム１によれば、手技者Ｄ１によりステントグラフトを適切な場所に適切な圧力で留置されるので、エンドリークの発生を低減することができる。

ここで、エンドリークとは、動脈瘤内に血液が流入する現象を意味する。エンドリークは、大きく５個のＴｙｐｅに分類され、そのうち４個のＴｙｐｅが合併症として問題となる。「Ｔｙｐｅ＿Ｉ」は、ステントグラフトの上側又は下側と血管壁との圧着が不十分な状態のために起こる現象である。「Ｔｙｐｅ＿ＩＩ」は、下腸間膜動脈や腰動脈の血流の逆流による現象である。「Ｔｙｐｅ＿ＩＩＩ」は，ステントグラフトの接合部（継目）から血液が漏出する現象である。「Ｔｙｐｅ＿ＩＶ」は、ステントグラフト自体を血液が透過して起こる現象である。

（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態に係る医用画像診断システムの構成を示す概略図である。

図７は、第２の実施形態に係る医用画像診断システム１Ａを示す。医用画像診断システム１Ａは、第２の実施形態に係る医用画像診断装置としての超音波診断装置１０Ａと、Ｘ線診断装置５０Ａとを備える。なお、超音波診断装置１０Ａは、ＭＲＩ装置１０Ａ´に代替され、又は、ＭＲＩ装置１０Ａ´と共に設けられてもよい。第２の実施形態において、特に言及しない限り、超音波診断装置１０Ａ及びＭＲＩ装置１０Ａ´のうち、超音波診断装置１０Ａのみが設けられる場合について説明する。

図７において、図１と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。

超音波診断装置１０Ａの処理回路３７は、プログラムを実行することで、超音波撮影機能Ｕ１、評価機能Ｕ２、取得機能Ｑ１、及び表示制御機能Ｑ２を実現する。Ｘ線診断装置５０Ａの処理回路５７は、プログラムを実行することで、Ｘ線撮影機能Ｒを実現する。

取得機能Ｑ１は、超音波診断装置１０Ａの外部装置、例えば、Ｘ線診断装置５０Ａから送信されたＸ線画像を取得する機能を含む。なお、機能Ｕ１，Ｕ２，Ｒ，Ｑ１，Ｑ２については、図１〜図６を用いて第１の実施形態で説明したので、説明を省略する。また、ＭＲエラストグラフィが採用される場合、ＭＲＩ装置１０Ａ´の取得機能Ｑ１は、ＭＲＩ装置１０Ａ´の外部装置、例えば、Ｘ線診断装置５０Ａから送信されたＸ線画像を取得する。

医用画像診断システム１Ａによれば、血管の弾性や血管壁の厚さに基づいて、バルーンの膨張、又は、拡張可能なバネの拡張に適した場所を算出し、その場所を超音波診断装置１０Ａのディスプレイ１４を介して手技者Ｄ１や超音波技師Ｄ２に提示することができる。また、医用画像診断システム１Ａによれば、手技者Ｄ１によりステントグラフトを適切な場所に適切な圧力で留置されるので、エンドリークの発生を低減することができる。

（変形例）
以上の説明では、表示制御機能Ｑ２が、Ｘ線画像上に、超音波診断装置１０（又は１０Ａ）による評価結果そのものを重畳して重畳画像を生成する場合について説明した。しかしながら、その限定されるものではない。例えば、表示制御機能Ｑ２は、Ｘ線画像上に、評価結果に基づく許容圧力と、現在の圧力との差の圧力を示す情報（数値又は色彩）を重畳した重畳画像を生成し、重畳画像をディスプレイ５５（又は１４）に表示させてもよい。

ここで、許容圧力とは、評価結果と許容圧力との関係を予め登録しておき、評価結果と当該関係とから算出される、バルーンを膨張させ、又は、拡張可能なバネを拡張させることのできる圧力を意味する。なお、評価結果と許容圧力との関係は、各医療機関で予め設定されるものである。また、現在の圧力とは、バルーンを膨張させ、又は、拡張可能なバネを拡張させる装置が示す現在の圧力値を意味する。

なお、重畳される情報は、差の圧力を示す情報に限定されるものではない。例えば、表示制御機能Ｑ２は、重畳される情報として、許容圧力に対する現在の圧力の割合を示す情報を採用してもよいし、又は、許容圧力に対する差の圧力の割合を示す情報を採用してもよい。

医用画像診断システム１（又は１Ａ）の変形例によれば、バルーンの膨張中、又は、バネの拡張中に、手技者Ｄ１は、差の圧力等を確認することで、あとどの程度の圧力を血管に与えることができるかについてライブで視認することができる。

（第３の実施形態）
図８は、第３の実施形態に係る医用画像診断システムの構成を示す概略図である。

図８は、第３の実施形態に係る医用画像診断システム１Ｂを示す。医用画像診断システム１Ｂは、超音波診断装置１０Ｂと、Ｘ線診断装置５０Ｂと、第３の実施形態に係る医用画像処理装置８０とを備える。医用画像処理装置８０は、超音波診断装置１０Ｂ及びＸ線診断装置５０Ｂと相互に通信可能なように接続されている。なお、超音波診断装置１０Ｂは、ＭＲＩ装置１０Ｂ´に代替され、又は、ＭＲＩ装置１０Ｂ´と共に設けられてもよい。第３の実施形態において、特に言及しない限り、超音波診断装置１０Ｂ及びＭＲＩ装置１０Ｂ´のうち、超音波診断装置１０Ｂのみが設けられる場合について説明する。

医用画像処理装置８０は、医用画像管理装置や、ワークステーションや、読影端末等であり、ネットワークＮを介して接続されたシステム上に設けられる。なお、医用画像処理装置８０は、オフラインの装置であってもよい。その場合、医用画像処理装置８０は、可搬型の記録媒体を介して超音波診断装置１０Ｂから評価結果を取得すると共に、可搬型の記録媒体を介してＸ線診断装置５０ＢからＸ線画像を取得する。

図８において、図１と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。また、超音波診断装置１０Ｂは、超音波診断装置１０（図１に図示），１０Ａ（図７に図示）と同様に、超音波プローブ１１、装置本体１２、入力インターフェース１３、ディスプレイ１４、及び位置センサ１５を備えるが、ネットワークインターフェース３６及び処理回路３７以外の構成については図示を省略する。同様に、Ｘ線診断装置５０Ｂは、Ｘ線診断装置５０（図１に図示），５０Ａ（図７に図示）と同様に、高電圧供給装置５１、Ｘ線照射装置５２、Ｘ線検出装置５３、入力インターフェース５４、ディスプレイ５５、ネットワークインターフェース５６、処理回路５７、及び記憶回路５８を備えるが、ネットワークインターフェース５６及び処理回路５７以外の構成については図示を省略する。

医用画像処理装置８０は、ネットワークインターフェース８６、処理回路８７、及び記憶回路８８を備える。なお、医用画像処理装置８０は、入力インターフェース１３，５４（図１に図示）と同等の構成の入力インターフェースや、ディスプレイ１４，５５（図１に図示）と同等の構成のディスプレイを備えてもよい。

超音波診断装置１０Ｂの処理回路３７は、プログラムを実行することで、超音波撮影機能Ｕ１及び評価機能Ｕ２を実現する。Ｘ線診断装置５０Ｂの処理回路５７は、プログラムを実行することで、Ｘ線撮影機能Ｒを実現する。

医用画像処理装置８０の処理回路８７は、記憶回路８８に記憶された、又は、処理回路８７内に直接組み込まれたプログラムを読み出して実行することで、取得機能Ｑ１及び表示制御機能Ｑ２を実現する。以下、機能Ｑ１，Ｑ２がソフトウェア的に機能する場合を例に挙げて説明するが、機能Ｑ１，Ｑ２の一部又は全部は、医用画像処理装置８０に備えられるＡＳＩＣ等の回路により実現されてもよい。

取得機能Ｑ１は、超音波診断装置１０Ｂから送信された評価結果を取得すると共に、Ｘ線診断装置５０Ｂから送信されたＸ線画像を取得する機能を含む。なお、機能Ｕ１，Ｕ２，Ｒ，Ｑ１，Ｑ２については、図１〜図６を用いて第１の実施形態で説明したので、説明を省略する。また、ＭＲエラストグラフィが採用される場合、取得機能Ｑ１は、ＭＲＩ装置１０Ｂ´から送信された評価結果を取得すると共に、Ｘ線診断装置５０Ｂから送信されたＸ線画像を取得する。

医用画像診断システム１Ｂによれば、血管の弾性や血管壁の厚さに基づいて、バルーンの膨張、又は、拡張可能なバネの拡張に適した場所を算出し、その場所をディスプレイ１４又は５５を介して手技者Ｄ１に提示することができる。また、医用画像診断システム１Ｂによれば、手技者Ｄ１によりステントグラフトを適切な場所に適切な圧力で留置されるので、エンドリークの発生を低減することができる。

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、操作者によるステントグラフトの留置を適切に支援することができる。

なお、超音波撮影機能Ｕ１は、超音波撮影手段の一例である。評価機能Ｕ２は、評価手段の一例である。Ｘ線撮影機能Ｒは、Ｘ線撮影手段の一例である。取得機能Ｑ１は、取得手段の一例である。表示制御機能Ｑ２は、表示制御手段の一例である。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１，１Ａ，１Ｂ 医用画像診断システム
１０，１０Ａ，１０Ｂ 超音波診断装置
１０´，１０Ａ´，１０Ｂ´ ＭＲＩ装置
３７，５７，８７ 処理回路
５０，５０Ａ，５０Ｂ Ｘ線診断装置
８０ 医用画像処理装置
Ｕ１ 超音波撮影機能
Ｕ２ 評価機能
Ｒ Ｘ線撮影機能
Ｑ１ 取得機能
Ｑ２ 表示制御機能

Claims (5)

1. 被検体にＸ線を照射させることで前記被検体のＸ線画像を生成するＸ線撮影手段と、
   前記被検体の内部組織の硬さ分布を示す画像に基づく、血管の弾性評価及び壁の厚み評価のうち少なくとも一方の評価結果を超音波診断装置又はＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置から取得する取得手段と、
   前記Ｘ線画像上に、前記評価結果を重畳した重畳画像を生成し、前記重畳画像を表示部に表示させる表示制御手段と、
   を有するＸ線診断装置。
2. 前記表示制御手段は、前記評価結果として、前記血管の弾性の大きさと、前記血管の壁の厚みの大きさとのうち少なくとも一方に応じた複数の色彩を前記Ｘ線画像に重畳することで前記重畳画像を生成する、
   請求項１に記載のＸ線診断装置。
3. 前記表示制御手段は、前記評価結果として、前記血管の弾性の大きさと、前記血管の壁の厚みの大きさとのうち少なくとも一方を二値化した値に応じた一色の色彩を前記Ｘ線画像に重畳することで前記重畳画像を生成する、
   請求項１に記載のＸ線診断装置。
4. 被検体のＸ線画像を取得すると共に、前記被検体の内部組織の硬さ分布を示す画像に基づく、血管の弾性評価及び壁の厚み評価のうち少なくとも一方の評価結果を取得する取得手段と、
   前記Ｘ線画像上に、前記評価結果を重畳した重畳画像を生成し、前記重畳画像を表示部に表示させる表示制御手段と、
   を有する医用画像処理装置。
5. 被検体にＸ線を照射させることで前記被検体のＸ線画像を生成するＸ線撮影手段と、
   前記被検体の内部組織の硬さ分布を示す画像に基づく、血管の弾性評価及び壁の厚み評価のうち少なくとも一方の評価結果を超音波診断装置又はＭＲＩ装置から取得する取得手段と、
   前記Ｘ線画像上に、前記評価結果に基づく許容圧力と、現在の圧力との差の圧力を示す情報か、前記許容圧力に対する前記現在の圧力の割合を示す情報か、又は、前記許容圧力に対する前記差の圧力の割合を示す情報を重畳した重畳画像を生成し、前記重畳画像を表示部に表示させる表示制御手段と、
   を有する医用画像診断装置。