JP2021194268A - 血管観察システムおよび血管観察方法 - Google Patents

Abstract

【課題】手術等のスムーズな医療行為を支援し、患部の状態を観察可能な表示画面を容易に切替可能で医師等のユーザの利便性を向上する。【解決手段】血管観察システムは、先端部が被検体の血管内に挿入されかつ基端部が固定され、ユーザ操作によりプルバックされる間に被検体の血管を撮像する内視鏡と、被検体の血管および内視鏡を撮像する血管造影装置と内視鏡とにそれぞれ接続され、血管造影装置により撮像された血管造影画像と内視鏡により撮像された血管撮像画像とを同時に取得して関連付けするコントローラと、を備える。コントローラは、血管造影画像を表示する第１表示画面、血管撮像画像を表示する第２表示画面、および、血管造影画像および血管撮像画像を表示する第３表示画面のうちいずれか１つをユーザ操作に応じて切り替えてモニタに表示する。【選択図】図６

Description

本開示は、血管内を撮像した画像を表示する血管観察システムおよび血管観察方法に関する。

特許文献１には、最適なステントの決定を迅速かつ容易にし、決定したステントの妥当性を治癒前に容易に確認可能であり、一方で診断日時の異なる血管画像を高精度で比較する画像解析装置が開示されている。この画像解析装置は、血管内画像撮像装置から出力される血管の短軸断面画像を保存し、保存された複数の短軸断面画像から血管の長軸断面画像を生成する。また、画像解析装置は、保存された短軸断面画像から、少なくとも血管の内腔の外周に沿った内腔閉曲線を生成し、この生成された内腔閉曲線から血管に挿入しようとするステントの径を算出する。

特開２００９−２４０３５９号公報

しかし、特許文献１の構成では、画像解析装置は、血管の短軸断面画像あるいは長軸断面画像のいずれか一方を表示するだけであった。このため、従来技術では、例えば手術等の際に、現在の血管内画像撮像装置が撮像している血管内の画像を示す表示画面、血管内画像撮像画像の位置が現在どこであるかを示す画像を示す表示画面、さらに、これら両方の画像を対比表示する表示画面のうちいずれかを切り替えて表示することはできなかった。医師等のユーザは、手術等の際に手術台の前で患者を相手に手術等を施すことが多く、多くの移動が制限されることが少なくない。したがって、例えば医師の補助者等の操作によって表示画面の簡易な切り替えが可能となることで、例えば医師が移動しないで単に視線の向きを変えるだけで血管内を適切に観察、把握できる点で手術等の利便性を向上させることが可能になると期待されている。

本開示は、上述した従来の状況に鑑みて案出され、手術等のスムーズな医療行為を支援し、患部の状態を観察可能な表示画面を容易に切替可能で医師等のユーザの利便性を向上する血管観察システムおよび血管観察方法を提供することを目的とする。

本開示は、先端部が被検体の血管内に挿入されかつ基端部が固定され、ユーザ操作により前記先端部が前記基端部に向かってプルバックされる間に前記被検体の血管を撮像する内視鏡と、前記被検体の血管および前記内視鏡を撮像する血管造影装置と前記内視鏡とにそれぞれ接続され、前記血管造影装置により撮像された血管造影画像と前記内視鏡により撮像された血管撮像画像とを同時に取得して関連付けするコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記血管造影画像を表示する第１表示画面、前記血管撮像画像を表示する第２表示画面、および、前記血管造影画像および前記血管撮像画像を表示する第３表示画面のうちいずれか１つをユーザ操作に応じて切り替えてモニタに表示する、血管観察システムを提供する。

また、本開示は、血管観察システムにより実行される血管観察方法であって、先端部が被検体の血管内に挿入されかつ基端部が固定され、ユーザ操作により前記先端部が前記基端部に向かってプルバックされる間に内視鏡により前記被検体の血管を撮像し、前記被検体の血管および前記内視鏡を撮像する血管造影装置と前記内視鏡とにそれぞれ接続し、前記血管造影装置により撮像された血管造影画像と前記内視鏡により撮像された血管撮像画像とを同時に取得して関連付けし、前記血管造影画像を表示する第１表示画面、前記血管撮像画像を表示する第２表示画面、および、前記血管造影画像および前記血管撮像画像を表示する第３表示画面のうちいずれか１つをユーザ操作に応じて切り替えてモニタに表示する、血管観察方法を提供する。

本開示によれば、手術等のスムーズな医療行為を支援でき、患部の状態を観察可能な表示画面を容易に切替可能で医師等のユーザの利便性を向上できる。

実施の形態１に係る血管観察システムの構成例を示す図 実施の形態１に係る血管観察システムの動作手順例を示すフローチャート 図２のステップＳ１４の血管径算出の動作手順例を示すフローチャート 血管画像上における特徴点の配置、特徴点と対応点の位置関係、および３次元点を用いて推定された血管径を示す図 ３次元位置の算出例を示す図 アンギオ画像の表示画面、血管内視鏡画像の表示画面、アンギオ画像および血管内視鏡画像を対比表示する表示画面の表示切替の一例を示す図 ユーザ操作により指定された第１地点でのアンギオ画像および血管内視鏡画像を示す図 ユーザ操作により指定された第２地点でのアンギオ画像および血管内視鏡画像を示す図

以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係る血管観察システムおよび血管観察方法を具体的に開示した実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明および実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

図１は、実施の形態１に係る血管観察システム１００の構成例を示す図である。血管観察システム１００は、手術あるいは検査（以下「手術等」と称する）の時に、人体等の被検体を対象として被検体内の血管を血管内視鏡１０で撮像するとともに、血管内視鏡１０により撮像された複数の画像を用いて血管径を測定してその結果を表示する。血管は、例えば冠動脈でもよいし、上肢あるいは下肢でもよく、部位は特に限定されなくてよい。血管観察システム１００は、血管内視鏡１０と、画像コンソールＣＳＬ１とを含む構成である。また、血管観察システム１００は、医師対面モニタ８０と、アンギオグラフィ装置９０とをさらに含む構成としてもよい。

１．血管観察システムの構成
血管内視鏡１０は、血管観察システム１００を構成する内視鏡の一例であり、手術等の時に被検体内に予め挿入されたカテーテル（図示略）内に沿って挿入されたり引き戻されたりする医療器具である。血管内視鏡１０は、いわゆる血管内視鏡カテーテルと称されることがある。血管内視鏡１０は、被検体内に挿入されて被検体内を撮像可能な撮像部（図示略）が実装された剛性を有する先端部ＴＰ１と、医師の補助者等により把持される基端部ＢＥ１とを有する。基端部ＢＥ１から先端部ＴＰ１の剛性を有する部分までは、可撓性を有するアウターシースＯＳ１により血管内視鏡１０の外周が覆われている。なお、先端部ＴＰ１の剛性を有する部分は金属等で形成されるフランジ部として構成される。血管内視鏡１０の外径は、血管内視鏡１０の撮像部（図示略）の光軸に垂直な方向の外形状が円形となるアウターシースＯＳ１の径に相当し、例えば最大外径として１．８ｍｍΦであるが、このサイズに限定されなくてよい。

血管内視鏡１０は、手術等の前に予め被検体内の観察部位（例えば血管）に挿通されたガイドワイヤＧＷ１に沿って、医師等のユーザ（以下「ユーザ」と称する）の操作によって被検体内の血管内を進退自在に挿通される。なお、医師の補助者（例えば血管内視鏡１０をプルバックする者）もユーザと称することがある。ここで、血管内視鏡１０が被検体内の観察部位に向かって挿入される方向を進行方向と定義し、反対に血管内視鏡１０が被検体外に向かって引き戻される方向を退避方向と定義する。したがって、進退自在とは、血管内視鏡１０が被検体内に向かって挿入されることも引き戻されることも可能であることを意味する。血管内視鏡１０は、手術等の観察部位（例えば患部）までに予め挿通されたガイドワイヤＧＷ１に案内されて観察部位までスムーズに挿入可能である。血管内視鏡１０は、通常のカテーテル（図示略）の先端部に撮像部（図示略）が交換自在に装着されたものでもよい。カテーテルは、例えば体液の排出あるいは薬液の注入に用いられる医療用の管である。カテーテルには、血管内視鏡１０の他、バルーンもしくはステント等が交換自在に装着されてよい。

血管内視鏡１０は、例えば、血管を撮像可能な画像センサが先端部ＴＰ１に実装された４８万画素の高解像度カメラである。なお、４８万画素はあくまで一例であり、画素数は４８万画素に限定されなくてよい。血管内視鏡１０が被検体内の血管に挿入されると、血管内視鏡１０は、血管の内壁（血管壁）を撮像可能である。血管内視鏡１０は、画像センサとして、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）あるいはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の固体撮像素子（つまりイメージセンサ）を内蔵し、被写体（例えば血管壁）からの光学像を撮像面に結像し、結像した光学像を電気信号に変換して画像のデータ信号を出力する。血管内視鏡１０は、ユーザの感覚的な操作によって退避方向に引き戻され、血管壁を撮像した画像のデータ信号を出力する。以後、血管内視鏡１０が血管壁を撮像した画像を「血管内視鏡画像」（血管撮像画像の一例）と称する。なお、血管内視鏡画像のデータ信号は、静止画像および動画像のいずれの信号でもよく、画像コンソールＣＳＬ１のＣＣＵ３０に入力される。また、血管内視鏡１０は、患部を明るく照明するために、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｏｄｅ）光源あるいはＣＣＵ３０からの照射光を導く光ファイバを内蔵してもよい。

画像コンソールＣＳＬ１は、例えばＣＣＵ３０（Ｃａｍｅｒａ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）と、ＰＣ５０（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）と、モニタ７０とにより構成される。

ＣＣＵ３０は、血管内視鏡１０と電気的に接続され、血管内視鏡１０による撮像動作、血管内視鏡１０からの画像のデータ信号に基づく血管内視鏡画像のデータ生成を制御する。ＣＣＵ３０は、血管内視鏡画像のデータにメタデータを付加してＰＣ５０に送る。メタデータは、血管内視鏡１０から提供される血管内視鏡画像の撮像日時等のデータを含む。

ＣＣＵ３０は、画像入力部（図示略）、画像処理部（図示略）および画像出力部（図示略）を少なくとも含む。画像入力部（図示略）は、血管内視鏡画像のデータを入力する。画像入力部（図示略）は、専用の画像入力インターフェースの他、映像データを高速に転送可能なＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）あるいはＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ） Ｔｙｐｅ−Ｃ等を用いたインターフェースでもよい。画像処理部（図示略）は、入力された血管内視鏡画像のデータにメタデータを付加する等の処理を行う。また、画像処理部（図示略）は、画像入力部（図示略）から送られた血管内視鏡画像のデータに対し、所定の画像処理を行うことで、モニタ７０あるいは医師対面モニタ８０において視認可能なＲＧＢ形式あるいはＹＵＶ形式の結合されたデータを生成する。以下の、血管内視鏡画像のデータは、ＣＣＵ３０により所定の画像処理が施された血管内視鏡画像のデータであるとして説明する。画像出力部（図示略）は、メタデータが付加された血管内視鏡画像のデータをＰＣ５０に送信する。

ＰＣ５０は、血管観察システム１００を構成するコントローラの一例であり、画像キャプチャーボード５１と、入力インターフェース５２と、メモリ５３と、プロセッサ５４と、操作部５５と、ストレージ５６と、出力インターフェース５７とを含む構成である。ＰＣ５０は、ＣＣＵ３０によりメタデータが付加された血管内視鏡画像のデータを受信する。ＰＣ５０は、血管内視鏡画像のデータをストレージ５６に記録して保存する。また、ＰＣ５０は、血管造影装置としての役割を有するアンギオグラフィ装置９０との間でデータ通信が可能に接続され、アンギオグラフィ装置９０により撮像された画像（以下「アンギオ画像」と称する）を受信してストレージ５６に保存する。ＰＣ５０は、ＣＣＵ３０からの血管内視鏡画像のデータとアンギオグラフィ装置９０からのアンギオ画像とを同時に（つまり同じ撮像タイミングで取得されたものとして）取得して関連付けする。この関連付けとして、例えばＰＣ５０は、ＣＣＵ３０からの血管内視鏡画像のデータとアンギオグラフィ装置９０からのアンギオ画像との両方に共通の識別番号を付与等することで、これらの各画像が同時に撮像されたことを識別可能となるためのする処理を施す。なお、識別番号は撮像日時を示す情報でもよい。

また、ＰＣ５０は、ＣＣＵ３０からの血管内視鏡画像のデータとアンギオグラフィ装置９０からのアンギオ画像とに基づいて、プルバック中の血管内視鏡１０の位置情報および速度情報を導出する。例えば血管内視鏡１０の先端部ＴＰ１にはマーカＭＫ１（後述参照）が設けられており、アンギオグラフィ装置９０はマーカＭＫ１が映るアンギオ画像を撮像可能である。したがって、ＰＣ５０は、所定のフレームレート（ｆｐｓ：ｆｒａｍｅ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ）で撮像されるそれぞれのアンギオ画像中のマーカＭＫ１の位置に基づいて、血管内視鏡１０の位置情報および速度情報を算出（導出）できる。血管内視鏡１０の位置情報は、血管内視鏡１０がその時点で撮像している位置を示し、言い換えると、撮像位置となる。ＰＣ５０は、血管内視鏡１０の位置情報および速度情報と血管内視鏡画像のデータとを関連付け（上述参照）し、複数枚の関連付けされた血管内視鏡画像のデータを用いて、血管径を算出する処理を行う。ＰＣ５０は、血管径の算出結果を含む、アンギオ画像のみが映る表示画面ＷＤ１（図６参照）、血管内視鏡画像のみが映る表示画面ＷＤ２（図６参照）、あるいは、アンギオ画像および血管内視鏡画像の両方が映る表示画面ＷＤ３（図６参照）のデータを生成し、ユーザの操作部５５を用いた操作に応じていずれかを選択して切り替えてモニタ７０および医師対面モニタ８０に出力（表示）し、血管の観察状況を示す表示画面によって血管内を可視化する処理を行う。

また、ＰＣ５０は、複数枚の関連付けされた血管内視鏡画像のデータを用いて、複数枚の血管内視鏡画像から構成される等速動画を生成する。ここでいう等速動画は、例えば、複数枚の血管内視鏡画像の中から、血管内視鏡１０の位置情報および速度情報を用いて、略一定時間間隔ごとに撮像された撮像位置の異なる複数枚の血管画像が時系列にプロセッサ５４によって適宜選択されることで構成された動画である。プロセッサ５４は、この等速動画を用いることで、血管径を算出する（図３〜図５参照）。

画像キャプチャーボード５１は、アンギオグラフィ装置９０から送られてくるアンギオ画像のデータ、ＣＣＵ３０から送られてくる血管内視鏡画像のデータをそれぞれ受信して一時的に保存するとともに、入力インターフェース５２を介してプロセッサ５４に送る。

入力インターフェース５２は、画像キャプチャーボード５１からの画像のデータ（上述参照）を高速に転送可能なＨＤＭＩ（登録商標）あるいはＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃ等を用いたインターフェースでもよい。

メモリ５３は、プロセッサ５４のワーキングメモリとして使用されるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と、プロセッサ５４により実行される各種の処理用のプログラムを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、を含む。

プロセッサ５４は、メモリ５３に記憶された各種の処理用のプログラムを実行することで、例えば血管内視鏡画像のデータの関連付け処理、等速動画の生成処理、血管径算出処理、表示画面のデータ生成処理等のそれぞれを実行する。プロセッサ５４は、例えば画像処理に適したＧＰＵでもよいし、ＭＰＵ、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等で設計された専用の電子回路、またはＦＰＧＡ等で再構成可能に設計された電子回路で構成されてもよい。プロセッサ５４の処理例の詳細については後述する。

操作部５５は、血管観察システム１００を起動させる起動スイッチを含み、ユーザによる操作を受け付ける。操作部５５は、上述した起動スイッチの他に、例えば、マウス、キーボード、タッチパッド、タッチパネル、マイクロホンまたはその他の入力デバイスを含んでよい。

ストレージ５６は、大容量の記憶装置であり、血管内視鏡１０で撮像された血管内視鏡画像、アンギオグラフィ装置９０により撮像されたアンギオ画像のデータ等を蓄積する。ストレージ５６は、例えば二次記憶装置（例えばＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）もしくはＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ ＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ））、あるいは三次記憶装置（例えば光ディスク、ＳＤカード）を含んでよい。

モニタ７０は、ＰＣ５０から出力されるいずれか１つの表示画面（図６参照）のデータを表示する。モニタ７０は、例えばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）等の表示デバイスを有する。なお、ＣＣＵ３０、ＰＣ５０およびモニタ７０は、画像コンソールＣＳＬ１として単一の筐体に搭載されて手術室内に配置される。

医師対面モニタ８０は、医師等と対面するように、被検体が寝ている手術台を挟んで医師等と反対側に配置される大型の表示用モニタである。医師対面モニタ８０は、ＰＣ５０により生成された表示画面（図６参照）のデータを表示する。

アンギオグラフィ装置９０は、血管観察システム１００を構成する血管造影装置の一例であり、手術等の時に手術台で寝ている被検体（患者）の血管の形状あるいは異常の有無等の分布、腫瘍への血管あるいは血流の状態を検査治療する機器である。具体的には、カテーテル（図示略）を介して被検体内の血管に造影剤が注入され、アンギオグラフィ装置９０によって、血流あるいは腫瘍の分布、血管の狭窄あるいは閉塞の検査治療が行われる。アンギオグラフィ装置９０は、例えば被検体の血管の形状を撮像することでアンギオ画像を生成し、アンギオ画像のデータをＰＣ５０に伝送する。詳細は後述するが、血管内視鏡１０にはアンギオグラフィ装置９０による撮像時の目印としてのマーカＭＫ１が先端部ＴＰ１に設けられている。このため、アンギオ画像には、血管内視鏡１０の位置をユーザが判明可能となるように血管内視鏡１０のマーカＭＫ１が映る。

２．血管観察システムの動作
次に、実施の形態１に係る血管観察システム１００の動作手順を、図２を参照して説明する。図２は、実施の形態１に係る血管観察システム１００の動作手順例を示すフローチャートである。図２では、血管観察システム１００を構成する血管内視鏡１０、アンギオグラフィ装置９０、画像コンソールＣＳＬ１、医師対面モニタ８０のそれぞれによる動作が時系列に示されている。なお、画像コンソールＣＳＬ１の処理主体はプロセッサ５４である。

例えば被検体内の血管内に血栓があったり血管壁にプラークができていたりする等、被検体内の血管の状態を観察するため、血管内視鏡１０は血管内に挿入される。ユーザが血管内視鏡１０を血管内に挿入する際、ガイドワイヤＧＷ１およびカテーテル（図示略）の順に血管内に挿通される。ガイドワイヤＧＷ１およびカテーテル（図示略）が観察したい血管内に届けられると、ユーザは、ガイドワイヤＧＷ１に案内されかつカテーテル内に沿うように、血管内視鏡１０を血管内に進行させて挿入していく。血管内視鏡１０の先端部ＴＰ１が観察部位（例えば血管等の患部）に達すると、ユーザは、カテーテル内で血管内視鏡１０を手動で引き戻す動作を開始する。なお、血管内視鏡１０が血管内を鮮明に撮像できるように、カテーテル（図示略）内には血管内視鏡１０の基端部ＢＥ１から造影剤もしくは生理食塩水等の透明液が血管内に注入される。

図２において、ユーザが画像コンソールＣＳＬ１の筐体に収容されたＰＣ５０の操作部５５に含まれる起動スイッチを押下すると、血管観察システム１００は起動する（Ｓ１）。血管観察システム１００が起動すると、血管内視鏡１０、アンギオグラフィ装置９０、画像コンソールＣＳＬ１、医師対面モニタ８０は、それぞれ動作を開始する。

ユーザは、被検体内の観察部位に挿入された血管内視鏡１０を引き戻すための計測の開始位置および終了位置を決定する。この時、ユーザは、血管内視鏡１０で撮像された血管内視鏡画像をその血管内視鏡画像が表示されたモニタ７０で実際に目視によって確認し、計測の開始位置を決定する。ユーザにより決定される血管内視鏡１０の引き戻しの開始位置から終了位置までの長さが、ユーザが求める血管の測定長に相当する。

血管内視鏡１０は、ユーザ操作により、引き戻されながら（Ｓ２）、血管内を撮像して血管内視鏡画像のデータ信号を生成する（Ｓ３）。血管内視鏡１０は、撮像された血管内視鏡画像（フレーム）のデータ信号を生成すると、そのフレームを都度ＣＣＵ３０に伝送する（Ｓ４）。

アンギオグラフィ装置９０は、血管内視鏡１０が挿入されている被検体の血管の形状を撮像することでアンギオ画像のデータ信号を生成し（Ｓ５）、アンギオ画像のデータ信号を画像コンソールＣＳＬ１（例えばＰＣ５０）に伝送する（Ｓ６）。

画像コンソールＣＳＬ１において、ＰＣ５０は、アンギオグラフィ装置９０から伝送されてくるアンギオ画像のデータ（ステップＳ６参照）を入力して受け取るとともに（Ｓ７）、血管内視鏡１０から伝送されてくる血管内視鏡画像のデータ（ステップＳ４参照）を入力して受け取るとともに（Ｓ８）。ステップＳ７およびステップＳ８の処理は同時に実行される。つまり、ＰＣ５０は、ＣＣＵ３０からの血管内視鏡画像のデータとアンギオグラフィ装置９０からのアンギオ画像とを同時に（つまり同じ撮像タイミングで取得されたものとして）取得して関連付けする。ＰＣ５０は、ステップＳ７で取得された、それぞれのアンギオ画像のデータ信号（フレーム）に映る血管内視鏡１０のマーカＭＫ１（図６参照）の位置に基づいて、プルバック中の血管内視鏡１０の血管内視鏡画像のデータ信号に対応する、血管内視鏡１０の位置情報および速度情報を導出する（Ｓ９）。

ＰＣ５０は、ステップＳ９で得られた、プルバック中の血管内視鏡１０の血管内視鏡画像のデータ信号に対応する、血管内視鏡１０の位置情報および速度情報を用いて、血管内視鏡１０の位置情報および速度情報と血管内視鏡画像のデータとを関連付けする（上述参照）。ＰＣ５０は、複数枚の関連付けされた血管内視鏡画像のデータを用いて、複数枚の血管内視鏡画像から構成される等速動画を生成し、等速動画を構成する複数枚の血管内視鏡画像のデータを用いて、観察部位（例えば血管）の血管径を算出する（Ｓ１０）。このステップＳ１０の処理の詳細については後述する。また、ＰＣ５０は、血管径の算出結果が含まれる、アンギオ画像が主に映る表示画面ＷＤ１（図６参照）、血管内視鏡画像が主に映る表示画面ＷＤ２（図６参照）、アンギオ画像および血管内視鏡画像の両方が主に映る表示画面ＷＤ３（図６参照）のそれぞれを生成してストレージ５６に蓄積する（Ｓ１０）。

また、ＰＣ５０は、血管径の算出結果が含まれる、アンギオ画像が主に映る表示画面ＷＤ１（図６参照）、血管内視鏡画像が主に映る表示画面ＷＤ２（図６参照）、アンギオ画像および血管内視鏡画像の両方が主に映る表示画面ＷＤ３（図６参照）のうちいずれかを、例えばユーザの操作部５５を用いた操作に応じて選択（切替）してストレージ５６から読み出してモニタ７０に表示する（Ｓ１１）。さらに、ＰＣ５０は、ステップＳ１１のモニタ７０の表示と同期するように、血管径の算出結果が含まれる、アンギオ画像が主に映る表示画面ＷＤ１（図６参照）、血管内視鏡画像が主に映る表示画面ＷＤ２（図６参照）、アンギオ画像および血管内視鏡画像の両方が主に映る表示画面ＷＤ３（図６参照）のうちいずれかを、例えばユーザの操作部５５を用いた操作に応じて選択（切替）してストレージ５６から読み出して医師対面モニタ８０に出力して表示する（Ｓ１２）。表示画面ＷＤ１〜ＷＤ３のそれぞれの表示切替の種類は特に問わないが、例えば表示画面ＷＤ１が表示されている時にユーザの操作部５５を用いた操作（例えばスイッチもしくはボタンを押す操作）が１回あると表示画面ＷＤ２に切り替わり、同じ操作が２回あると表示画面ＷＤ３に切り替わってもよい。表示画面ＷＤ２（表示画面ＷＤ３）が表示されている時も同様に、ユーザの操作部５５を用いた操作が１回あると表示画面ＷＤ３（表示画面ＷＤ１）に切り替わり、同じ操作が２回あると表示画面ＷＤ１（表示画面ＷＤ２）に切り替わってもよい。

ここで、図２のステップＳ１０の血管径算出の動作概要について、図３、図４および図５を参照して説明する。図３は、図２のステップＳ１０の血管径算出の動作手順例を示すフローチャートである。図４は、血管画像上における特徴点の配置、特徴点と対応点の位置関係、および３次元点を用いて推定された血管径を示す図である。図５は、３次元位置の算出例を示す図である。図３の処理は、例えば、図２のステップＳ１０において作成される等速動画を構成する複数枚の血管内視鏡画像のデータを用いて、血管径を算出する処理である。

ユーザは、ＰＣ５０に対し、円の中心と半径を入力するだけでよい。プロセッサ５４は、操作部５５を介して、ユーザ入力による円の中心と半径を受け付ける。プロセッサ５４は、ＣＣＵ３０から入力した血管内視鏡画像のデータに対し、血管内視鏡画像の全体に配置された複数（例えば１１５６）個の測定点の中から、円の中心と半径に基づく円周上に複数（例えば１２８）個の特徴点ｅ１を検出する（Ｓ５１）。なお、１１５６個の測定点および１２８個の特徴点の数は一例である。

図４において、血管内視鏡１０で撮像された血管内視鏡画像ＧＺ１に対し、ユーザにより指定された円の円周上に１２８個の特徴点ｅ１が重畳して描画される。プロセッサ５４は、特徴点ｅ１を検出した血管内視鏡画像ＧＺ１が１フレーム目の画像であるか否かを判別する（Ｓ５２）。１フレーム目の画像である場合（Ｓ５２、ＹＥＳ）、プロセッサ５４は、図３に示す処理を終了し、血管径を算出することなく元の処理に復帰する。これは、プロセッサ５４が血管径を算出するためには、少なくとも血管内視鏡画像ＧＺ１を２フレーム必要としているためである。

一方、ステップＳ５２で２フレーム目以降の画像である場合（Ｓ５２、ＮＯ）、プロセッサ５４は、第１の特徴点マッチングを行う（Ｓ５３）。第１の特徴点マッチングでは、プロセッサ５４は、前フレーム（言い換えると、第（ｎ−１）番目フレーム）の特徴点近傍の矩形領域をテンプレートとして取得する（ｎ：２以上の整数）。一例として、テンプレートサイズは、幅１６ピクセル×高さ１６ピクセルのサイズである。

プロセッサ５４は、現フレーム（言い換えると、第ｎ番目フレーム）の特徴点位置を中心とした矩形領域を、探索範囲としてテンプレートと一致する領域を探索する。探索範囲のサイズは、幅１２８ピクセル×高さ１２８ピクセルのサイズである。プロセッサ５４は、ＺＮＣＣ（Ｚｅｒｏ−ｍｅａｎｓ Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｃｒｏｓｓ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）値が最小となる位置を特徴点ｅ１に対応する対応点ｆ２とする。なお、第ｎ番目フレームは、第（ｎ−１）番目フレームに対し、血管内視鏡１０が手前に引かれた状態の画像であるので、複数の対応点ｆ２が形成する円は、複数の特徴点ｅ１が形成する円と比べ、小さくなる。

プロセッサ５４は、第（ｎ−１）番目フレームに含まれる特徴点ｅ１と第ｎ番目フレームに含まれる対応点ｆ２を用いて、消失点ｄｐを推定する（Ｓ５４）。消失点ｄｐの推定では、プロセッサ５４は、全ての特徴点ｅ１および対応点ｆ２に対し、特徴点ｅ１から対応点ｆ２へのフローを求める。プロセッサ５４は、２つのフローの交点を求める。プロセッサ５４は、全ての特徴点ｅ１から交点までのベクトルを求める。プロセッサ５４は、このフローと各ベクトルとの類似度（ここでは角度差）を求め、この類似度が閾値を超えるか否か、例えばフローとベクトルの角度差が３°未満であるか否かを判別する。プロセッサ５４は、角度差が３°未満である場合、この特徴点ｅ１を有効な特徴点（以下、「インライア」と称する場合がある）であると判定する。一方、プロセッサ５４は、角度差が３°以上である場合、この特徴点ｅ１を無効な特徴点（以下、「アウトライア」と称する場合がある）であると判定する。プロセッサ５４は、全てのフローの交点に対し、インライアの数を算出する。プロセッサ５４は、インライアの数が最も多いフローの交点を消失点ｄｐとする。

プロセッサ５４は、クロスチェックのために第２の特徴点マッチングを行う（Ｓ５５）。第２の特徴点マッチングでは、プロセッサ５４は、現フレーム（つまり、第ｎ番目フレーム）の対応点近傍の矩形領域をテンプレートとして取得する。一例として、テンプレートサイズは、幅１６ピクセル×高さ１６ピクセルのサイズである。プロセッサ５４は、前フレーム（つまり、第（ｎ−１）番目フレーム）の対応点位置を中心とした矩形領域を、探索範囲としてテンプレートと一致する領域を探索する。探索範囲のサイズは、幅１２８ピクセル×高さ１２８ピクセルのサイズである。プロセッサ５４は、ＺＮＣＣ値が最小となる位置を対応点ｆ２に対応する特徴点（対応特徴点）とする。プロセッサ５４は、前フレーム（つまり、第（ｎ−１）番目フレーム）における、特徴点ｅ１と対応特徴点とが略一致するか否かを判別する。特徴点ｅ１と対応特徴点との略一致は、例えば位置座標を基に判別可能である。プロセッサ５４は、特徴点ｅ１と対応特徴点とが略一致する場合、対応点ｆ２が信頼性ありと判断し、特徴点ｅ１と対応特徴点とが略一致しない場合、対応点ｆ２が信頼性なしと判断する。プロセッサ５４は、信頼性ありと判断された特徴点ｅ１をインライアとして採用し、信頼性なしと判断された特徴点ｅ１をアウトライアとして採用しない。

プロセッサ５４は、インライアである特徴点ｅ１の３次元位置を算出する（Ｓ５６）。特徴点ｅ１の３次元位置の算出には、例えば三角測量が用いられる。三角測量は、２点間の距離およびこれら２点から測定したい特徴点への角度をそれぞれ測定することで、特徴点の位置を求める、三角法および幾何学を用いた周知の測量方法である。

図５において、特徴点ｅ１の３次元座標Ｅを（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とする。Ｘは、血管の径（短軸）方向を表すｘ軸の座標値である。Ｙは、ｘ軸に対し垂直な血管の径方向を表すｙ軸の座標値である。Ｚは、血管の長手（長軸）方向を表すｚ軸の座標値である。第（ｎ−１）番目フレームのカメラ位置ｇ１における、特徴点ｅ１の画像座標ｐ１を（ｕ１，ｕ２）とする。第ｎ番目フレームのカメラ位置ｇ２における、対応点ｆ２の画像座標ｐ２を（ｕ２，ｖ２）とする。第（ｎ−１）番目フレームのカメラ位置ｇ１と第ｎ番目フレームのカメラ位置ｇ２の間の距離をＤとする。ここで、距離Ｄは、ユーザが血管内視鏡１０をプルバックする際、第（ｎ−１）番目フレームのカメラ位置と第ｎ番目フレームのカメラ位置の撮像時間差とプルバック速度との積で算出される。

カメラの内部パラメータの行列Ｋを数式（１）で表す。

ここで、ｆｘ：焦点距離を水平画素ピッチで割った値、ｆｙ：焦点距離を垂直画素ピッチで割った値、Ｃｘ：画像中心のｘ座標、Ｃｙ：画像中心のｙ座標である。

特徴点ｅ１の画像座標ｐ１と３次元座標Ｅは、数式（２）で表される。

対応点ｆ２の画像座標ｐ２と３次元座標Ｅは、数式（３）で表される。

プロセッサ５４は、例えば三角測量関数を使用し、画像座標ｐ１と画像座標ｐ２に対応する、特徴点ｅ１の３次元座標Ｅを求める。プロセッサ５４は、特徴点ｅ１の３次元座標Ｅを３次元の立体画像としてモニタ７０あるいは医師対面モニタ８０に表示（３Ｄ表示）可能である。

プロセッサ５４は、複数の特徴点ｅ１の３次元座標Ｅを基に、楕円フィッティングが行われる平面を検出する（Ｓ５７）。平面の検出では、プロセッサ５４は、複数の特徴点ｅ１（３次元点という）の中から３点を選択し、これら３点を含む平面を表す式（平面式という）を求める。プロセッサ５４は、求めた平面との距離が所定距離以内で平面に近い３次元点の数を計数する。プロセッサ５４は、計数した３次元点の数が最も多くなる平面式を選択する。プロセッサ５４は、選択した平面式で表される平面に近い３次元点を抽出する。プロセッサ５４は、抽出した３次元点群を基に、主成分分析（ＰＣＡ：Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ）を行い、平面を検出する。主成分分析は、相関のある多数の変数から相関のない少数で全体のばらつきを最もよく表す主成分と呼ばれる変数を合成する多変量解析の一手法である。

プロセッサ５４は、平面からの距離が所定距離を超えて離れている特徴点ｅ１をアウトライアとし、所定距離以内である特徴点ｅ１をインライアとして血管径の推定に採用する。

プロセッサ５４は、複数の特徴点ｅ１を基に、楕円フィッティングを行って血管径を推定する（Ｓ５８）。楕円フィッティングでは、複数の特徴点ｅ１をｘ−ｙ平面に投影し、ｘ−ｙ平面に投影された２次元点に対し、ＲＡＮＳＡＣ（Ｒａｎｄｏｍ Ｓａｍｐｌｅ Ｃｏｎｓｅｎｓｕｓ）を利用したフィッティングが行われる。ＲＡＮＳＡＣは、外れ値を含まないように、楕円パラメータを推定する手法である。

プロセッサ５４は、ＲＡＮＳＡＣを利用することで、複数の２次元点に外れ値が含まれても、その影響を抑えて楕円を推定できる。したがって、楕円の推定精度が向上する。具体的に、プロセッサ５４は、複数の２次元点を入力し、入力した複数の２次元点の中から５点をランダムに抽出する。プロセッサ５４は、抽出した５点を用いて楕円パラメータを求める。楕円パラメータは、長径および短径を含む。プロセッサ５４は、各２次元点から楕円弧までの最短距離を算出し、その距離が閾値より小さくなる２次元点の数（インライア数）を計数し、メモリ５３に記録する。プロセッサ５４は、入力した複数の２次元点の中から別の５点を抽出し、上記と同様の手順で、インライア数を計数する。プロセッサ５４は、計数したインライア数がメモリ５３に記録されたインライア数を超える場合、メモリ５３に記録されたインライア数を更新する。プロセッサ５４は、同様の手順を繰り返し、メモリ５３に記録されるインライア数が一定回数連続して更新されなかった場合、つまり最大となるインライア数が得られた場合、２次元点の抽出を終了する。プロセッサ５４は、全ての２次元点に対し、インライア数が最大となる楕円パラメータを用いて、各２次元点から楕円弧までの最短距離が閾値より小さくなる２次元点をインライアとして決定する。プロセッサ５４は、決定した全てのインライアを用いて、楕円パラメータを求める。全てのインライアを用いて楕円パラメータを求めた結果、プロセッサ５４は、楕円パラメータの１つである長径を血管径φ１と推定する。プロセッサ５４は、血管径を長径とすることで、血管に挿通可能なステントのサイズを適正に決定できる。

なお、ここでは、プロセッサ５４は、特徴点に対応する対応点をテンプレートマッチングによって取得したが、例えば第（ｎ−１）番目フレームの特徴点および第ｎ番目フレームの対応点を用いて、ディープラーニングによる機械学習を行い、機械学習の結果生成された学習済みモデルを使用し、第（ｎ−１）番目フレームの特徴点に対応する第ｎ番目フレームの対応点を取得してもよい。

また、プロセッサ５４は、楕円パラメータの長径を血管径として推定したが、短径を血管径として推定してもよい。また、プロセッサ５４は、長径と短径を用い、例えば長径と短径を加算しその半分の値を用いて、血管径を推定してもよい。

また、ユーザの操作により血管内視鏡１０がプルバックされる際、ＰＣ５０（例えばプロセッサ５４）は、血管内視鏡１０で撮像される、血管内視鏡１０の位置情報に対応する血管内視鏡画像を順次取得しており、ストレージ５６に血管短軸断面画像として記録してよい。ここで、短軸断面とは、血管を略円筒形状とみなした場合に、血管径の方向（つまり直径方向である短軸方向）の断面を示す。また、短軸方向に垂直な方向を長軸方向と定義する。また、ＰＣ５０（例えばプロセッサ５４）は、アンギオグラフィ装置９０から血管内視鏡画像のデータ信号と同期して入力されてくるアンギオ画像のデータ信号に基づいて、血管内視鏡１０の位置情報を特定でき、さらに、この血管内視鏡１０の位置情報を用いて血管の計測長ＴＡＲ１（図６参照）を算出してよい。ＰＣ５０は、ストレージ５６に記録された複数枚の血管短軸断面画像を基に、血管の３次元画像を生成し、血管の３次元画像を血管の長軸方向に沿って切断することで血管長軸断面画像ＬＧＴ１（図６参照）を生成する。長軸断面とは、同様に血管を略円筒形状とみなした場合に、血管の長さ方向（長手方向）の断面を示す。ＰＣ５０は、血管径の算出結果と血管短軸断面画像と血管長軸断面画像とを含む表示画面ＷＤ１（図６参照），ＷＤ２（図６参照），ＷＤ３（図６参照）をモニタ７０に表示してよい。

図６は、アンギオ画像ＡＮＧ１の表示画面ＷＤ１、血管内視鏡画像ＶＥＤ１の表示画面ＷＤ２、アンギオ画像ＡＮＧ１および血管内視鏡画像ＶＥＤ１を対比表示する表示画面ＷＤ３の表示切替の一例を示す図である。先ず、それぞれの表示画面ＷＤ１〜ＷＤ３について説明する。

表示画面ＷＤ１は、アンギオ画像ＡＮＧ１の表示領域を有する。アンギオ画像ＡＮＧ１は、ＰＣ５０に入力されたアンギオグラフィ装置９０からのアンギオ画像のデータ信号に基づいて、プロセッサ５４によって生成される。アンギオ画像ＡＮＧ１には、アウターシースＯＳ１により外周が覆われた血管内視鏡１０とその先端部ＴＰ１に設けられたマーカＭＫ１とが映っている。また、アンギオ画像ＡＮＧ１には、医師等のユーザにより決定された血管内視鏡１０を引き戻すための計測の開始位置から終了位置までの範囲を示す計測長ＴＡＲ１に相当する計測範囲ＶＳＬ１も映っている。なお、計測範囲ＶＳＬ１は、ユーザ操作により、アンギオ画像ＡＮＧ１上で計測範囲ＶＳＬ１が識別可能となるような色が着色されて表示されてよい。

また、表示画面ＷＤ１は、計測範囲ＶＳＬ１に相当する計測長ＴＡＲ１以上の長さを有する血管長軸断面画像ＬＧＴ１の表示領域と、ユーザ操作を受け付けるボタンエリアＢＴ１の表示領域と、計測結果を表示するための計測結果表示エリアＭＲＴ１の表示領域とを有する。計測長ＴＡＲ１の計測の開始位置での血管径は５．３ｍｍと算出されたことが示され、計測長ＴＡＲ１の計測の終了位置での血管径は６．１ｍｍと算出されたことが示されている。血管長軸断面画像ＬＧＴ１には、アンギオ画像ＡＮＧ１が示す血管内視鏡１０の位置を示す指定バーＢＡＲ１がユーザ操作により重畳して表示される。ユーザ操作により計測長ＴＡＲ１内で指定バーＢＡＲ１が適宜左右方向にスライドされることで、プロセッサ５４は、指定バーＢＡＲ１が示す位置にマーカＭＫ１が映るアンギオ画像ＡＮＧ１をストレージ５６から読み出して表示画面ＷＤ１を生成する。つまり、表示画面ＷＤ１を見たユーザは、指定バーＢＡＲ１の位置の違い（図７および図８参照）によって、アンギオ画像ＡＮＧ１中の血管内の様子、血管内視鏡１０の位置（より具体的にはマーカＭＫ１の位置）が異なっていることを視覚的かつ直感的に把握可能となる。

次に、表示画面ＷＤ２は、血管内視鏡画像ＶＥＤ１の表示領域を有する。血管内視鏡画像ＶＥＤ１は、ＰＣ５０に入力された血管内視鏡１０からの血管内視鏡画像のデータ信号に基づいて、プロセッサ５４によって生成される。

また、表示画面ＷＤ２は、計測範囲ＶＳＬ１に相当する計測長ＴＡＲ１以上の長さを有する血管長軸断面画像ＬＧＴ１の表示領域と、ユーザ操作を受け付けるボタンエリアＢＴ２の表示領域と、計測結果を表示するための計測結果表示エリアＭＲＴ２の表示領域とを有する。計測長ＴＡＲ１の計測の開始位置での血管径は５．３ｍｍと算出されたことが示され、計測長ＴＡＲ１の計測の終了位置での血管径は６．１ｍｍと算出されたことが示されている。血管長軸断面画像ＬＧＴ１には、血管内視鏡１０の位置を示す指定バーＢＡＲ１がユーザ操作により重畳して表示される。ユーザ操作により計測長ＴＡＲ１内で指定バーＢＡＲ１が適宜左右方向にスライドされることで、プロセッサ５４は、指定バーＢＡＲ１が示す位置に対応する血管内視鏡画像ＶＥＤ１をストレージ５６から読み出して表示画面ＷＤ１を生成する。つまり、表示画面ＷＤ２を見たユーザは、指定バーＢＡＲ１の位置の違い（図７および図８参照）によって、血管内視鏡画像ＶＥＤ１中の血管内の様子が異なっていることを視覚的かつ直感的に把握可能となる。

次に、表示画面ＷＤ３は、アンギオ画像ＡＮＧ１および血管内視鏡画像ＶＥＤ１のそれぞれの表示領域を有する。アンギオ画像ＡＮＧ１および血管内視鏡画像ＶＥＤ１の表示領域のそれぞれは上述した説明と重複するので説明を省略する。

また、表示画面ＷＤ３は、計測範囲ＶＳＬ１に相当する計測長ＴＡＲ１以上の長さを有する血管長軸断面画像ＬＧＴ１の表示領域と、ユーザ操作を受け付けるボタンエリアＢＴ３の表示領域と、計測結果を表示するための計測結果表示エリアＭＲＴ３の表示領域とを有する。計測長ＴＡＲ１の計測の開始位置での血管径は５．３ｍｍと算出されたことが示され、計測長ＴＡＲ１の計測の終了位置での血管径は６．１ｍｍと算出されたことが示されている。血管長軸断面画像ＬＧＴ１には、血管内視鏡１０の位置を示す指定バーＢＡＲ１がユーザ操作により重畳して表示される。ユーザ操作により計測長ＴＡＲ１内で指定バーＢＡＲ１が適宜左右方向にスライドされることで、プロセッサ５４は、指定バーＢＡＲ１が示す位置にマーカＭＫ１が映るアンギオ画像ＡＮＧ１、ならびに指定バーＢＡＲ１が示す位置に対応する血管内視鏡画像ＶＥＤ１のそれぞれをストレージ５６から読み出して表示画面ＷＤ１を生成する。つまり、表示画面ＷＤ３を見たユーザは、指定バーＢＡＲ１の位置の違い（図７および図８参照）によって、アンギオ画像ＡＮＧ１中の血管内の様子、血管内視鏡１０の位置（より具体的にはマーカＭＫ１の位置）が異なっていること、および、血管内視鏡画像ＶＥＤ１中の血管内の様子が異なっていることを視覚的かつ直感的に把握可能となる。

図７は、ユーザ操作により指定された第１地点でのアンギオ画像ＡＮＧ１および血管内視鏡画像ＶＥＤ１を示す図である。図８は、ユーザ操作により指定された第２地点でのアンギオ画像ＡＮＧ２および血管内視鏡画像ＶＥＤ２を示す図である。図７および図８は、図６に示す表示画面ＷＤ３のうち、ユーザ操作を受け付けるボタンエリアＢＴ３の表示領域と計測結果を表示するための計測結果表示エリアＭＲＴ３の表示領域とを省いた構成となっている。図７および図８の説明において、図６の要素と同一の要素については同一の符号を付与して説明を簡略化あるいは省略し、異なる内容について説明する。

第１地点は、ユーザ操作により指定バーＢＡＲ１が計測長ＴＡＲ１の基端側（目盛り：４０ｍｍ付近）に指定された位置であり、アンギオ画像ＡＮＧ１中のマーカＭＫ１は計測範囲ＶＳＬの基端側に位置している。血管内視鏡画像ＶＥＤ１は、第１地点で血管内視鏡１０が撮像した時の血管内の様子を示している。

一方、第２地点は、ユーザ操作により指定バーＢＡＲ１が計測長ＴＡＲ１の先端側（目盛り：２０ｍｍ付近）に指定された位置であり、アンギオ画像ＡＮＧ２中のマーカＭＫ１は計測範囲ＶＳＬの先端側に位置している。血管内視鏡画像ＶＥＤ２は、第２地点で血管内視鏡１０が撮像した時の血管内の様子を示している。

このように、ユーザは、指定バーＢＡＲ１を簡易にスライドして観察したい位置を指定するだけで、指定バーＢＡＲ１が示す位置におけるアンギオ画像および血管内視鏡画像を対比的に観察でき、手術等の利便性を向上できる。

以上により、実施の形態１に係る血管観察システム１００は、先端部ＴＰ１が被検体の血管内に挿入されかつ基端部ＢＥ１が固定され、ユーザ操作により先端部ＴＰ１が基端部ＢＥ１に向かってプルバックされる間に被検体の血管を撮像する血管内視鏡１０を有する。血管観察システム１００は、被検体の血管および血管内視鏡１０を撮像する血管造影装置（例えばアンギオグラフィ装置９０）と血管内視鏡１０とにそれぞれ接続され、血管造影装置により撮像された血管造影画像（例えばアンギオ画像）と血管内視鏡１０により撮像された血管撮像画像（例えば血管内視鏡画像）とを同時に取得して関連付けするコントローラ（例えばＰＣ５０）を有する。コントローラは、血管造影画像を表示する第１表示画面（例えば表示画面ＷＤ１）、血管撮像画像を表示する第２表示画面（例えば表示画面ＷＤ２）、および、血管造影画像および血管撮像画像を表示する第３表示画像（例えば表示画面ＷＤ３）のうちいずれか１つをユーザ操作に応じて切り替えてモニタ７０あるいは医師対面モニタ８０に表示する。

これにより、血管観察システム１００は、手術等の時に医師等のユーザが被検体内の血管壁等を傷つけないように血管内視鏡１０をマニュアルプルバックする際に、アンギオグラフィ装置９０により撮像されたアンギオ画像の表示画面ＷＤ１、血管内視鏡１０により撮像された血管内視鏡画像の表示画面ＷＤ２、アンギオ画像および血管内視鏡画像の両方が映る表示画面ＷＤ３のうちいずれか１つを簡易に切り替えて表示できる。したがって、血管観察システム１００は、手術等のスムーズな医療行為の実行を安全に支援でき、患部の状態を観察可能な表示画面を容易に切替可能で医師等のユーザによる血管内の観察の利便性を適切に向上でき、さらには、ユーザによる被検体内に挿通される適切な径のステントの選択を支援することができる。特に、ＰＣ５０は、同時に入力されたアンギオ画像と血管内視鏡とを同時刻に撮像されたものとして関連付けするので、アンギオ画像中の血管内視鏡１０の位置から血管内視鏡１０の位置および速度を容易に判別可能となり、血管内視鏡画像のデータ取得と同期（一致）したタイミングで取得した位置情報および速度情報のデータを用いて、血管画像の等速動画をリアルタイムに生成し、被検体の観察部位である血管の血管径を高精度に算出できる。

また、コントローラ（例えばＰＣ５０）は、血管内視鏡１０から入力される複数の血管撮像画像を用いて血管の長軸断面画像（例えば血管長軸断面画像ＬＧＴ１）を生成し、第１表示画面、第２表示画面、および、第３表示画面のいずれにも長軸断面画像を含めて表示する。これにより、ユーザは、表示画面ＷＤ１上のアンギオ画像、表示画面ＷＤ２上の血管内視鏡画像、表示画面ＷＤ３上のアンギオ画像および血管内視鏡画像のいずれが表示されても、血管長軸断面画像ＬＧＴ１が併せて表示されるので、血管長軸断面画像の様子とアンギオ画像あるいは血管内視鏡画像とを見比べながら血管内を観察できる。

また、コントローラ（例えばＰＣ５０）は、血管撮像画像と関連付けされた前記血管造影画像中に前記内視鏡の位置に基づいて、前記プルバック中の前記内視鏡の位置情報および速度情報を導出し、前記内視鏡の位置情報および速度情報に基づいて前記血管の測定長を導出する。これにより、画像コンソールＣＳＬ１は、アンギオ画像中の血管内視鏡１０の位置からプルバック中の血管内視鏡１０の位置情報および速度情報を適切に導出でき、観察対象となる血管の長さを示す血管長を高精度に導出できる。

また、コントローラは、血管内視鏡１０の位置情報および速度情報と対応する血管内視鏡１０の血管撮像画像とを複数枚用いて、血管の血管径を算出する。これにより、血管観察システム１００は、血管径算出に必要となる等速動画を的確に生成でき、血管径を高精度に導出できる。

また、血管造影画像（例えばアンギオ画像）は、血管内視鏡１０の先端部を示すマーカＭＫ１を有する。コントローラは、マーカＭＫ１の位置の変動に基づいて、プルバック中の血管内視鏡１０の位置情報および速度情報を導出する。これにより、血管観察システム１００は、アンギオ画像から血管内視鏡１０の位置をマーカＭＫ１で適切に判明できるので、プルバック中の血管内視鏡１０の位置情報および速度情報を適切に導出できる。

また、コントローラは、第３表示画面（例えば表示画面ＷＤ３）が表示されている場合に、血管長軸断面画像ＬＧＴ１に対するユーザ操作の位置指定に応じて、指定された位置に対応する血管造影画像（例えばアンギオ画像）および血管撮像画像（例えば血管内視鏡画像）を対比表示する。これにより、ＰＣ５０は、ユーザの簡易な指定バーＢＡＲ１を用いた指定の操作により、ユーザが観察したい位置のアンギオ画像および血管内視鏡画像を一目で比較しながら観察できる。

また、血管内視鏡１０は、被検体の血管を撮像可能な画像センサを有する。画像センサは、血管内視鏡の先端部に実装されている。これにより、血管観察システム１００は、高解像度を有して血管内視鏡１０により撮像された血管画像を用いて、血管内の様子を観察可能な表示画面を生成でき、ユーザの利便性を向上できる。

以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各種の実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

本開示は、手術等のスムーズな医療行為を支援し、患部の状態を観察可能な表示画面を容易に切替可能で医師等のユーザの利便性を向上する血管観察システムおよび血管観察方法として有用である。

１０ 血管内視鏡
３０ ＣＣＵ
５０ ＰＣ
５１ 画像キャプチャーボード
５２ 入力インターフェース
５３ メモリ
５４ プロセッサ
５５ 操作部
５６ ストレージ
５７ 出力インターフェース
７０ モニタ
８０ 医師対面モニタ
９０ アンギオグラフィ装置
１００ 血管観察システム
ＢＥ１ 基端部
ＣＳＬ１ 画像コンソール
ＧＷ１ ガイドワイヤ
ＯＳ１ アウターシース
ＴＰ１ 先端部

Claims (8)

1. 先端部が被検体の血管内に挿入されかつ基端部が固定され、ユーザ操作により前記先端部が前記基端部に向かってプルバックされる間に前記被検体の血管を撮像する内視鏡と、
   前記被検体の血管および前記内視鏡を撮像する血管造影装置と前記内視鏡とにそれぞれ接続され、前記血管造影装置により撮像された血管造影画像と前記内視鏡により撮像された血管撮像画像とを同時に取得して関連付けするコントローラと、を備え、
   前記コントローラは、
   前記血管造影画像を表示する第１表示画面、前記血管撮像画像を表示する第２表示画面、および、前記血管造影画像および前記血管撮像画像を表示する第３表示画面のうちいずれか１つをユーザ操作に応じて切り替えてモニタに表示する、
   血管観察システム。
2. 前記コントローラは、
   前記内視鏡から入力される複数の前記血管撮像画像を用いて前記血管の長軸断面画像を生成し、前記第１表示画面、前記第２表示画面、および、前記第３表示画面のいずれに前記長軸断面画像を含めて表示する、
   請求項１に記載の血管観察システム。
3. 前記コントローラは、
   前記血管撮像画像と関連付けされた前記血管造影画像中に前記内視鏡の位置に基づいて、前記プルバック中の前記内視鏡の位置情報および速度情報を導出し、前記内視鏡の位置情報および速度情報に基づいて前記血管の測定長を導出する、
   請求項１に記載の血管観察システム。
4. 前記コントローラは、
   前記内視鏡の位置情報および速度情報と対応する前記内視鏡の血管撮像画像とを複数枚用いて、前記血管の血管径を算出する、
   請求項３に記載の血管観察システム。
5. 前記血管造影画像は、前記内視鏡の先端部を示すマーカを有し、
   前記コントローラは、
   前記マーカの位置の変動に基づいて、前記プルバック中の前記内視鏡の位置情報および速度情報を導出する、
   請求項３に記載の血管観察システム。
6. 前記コントローラは、
   前記第３表示画面が表示されている場合に、前記長軸断面画像に対する前記ユーザ操作の位置指定に応じて、指定された位置に対応する前記血管造影画像および前記血管撮像画像を対比表示する、
   請求項２に記載の血管観察システム。
7. 前記内視鏡は、前記被検体の血管を撮像可能な画像センサを有し、
   前記画像センサは、前記内視鏡の先端部に実装されている、
   請求項１に記載の血管観察システム。
8. 血管観察システムにより実行される血管観察方法であって、
   先端部が被検体の血管内に挿入されかつ基端部が固定され、ユーザ操作により前記先端部が前記基端部に向かってプルバックされる間に内視鏡により前記被検体の血管を撮像し、
   前記被検体の血管および前記内視鏡を撮像する血管造影装置と前記内視鏡とにそれぞれ接続し、
   前記血管造影装置により撮像された血管造影画像と前記内視鏡により撮像された血管撮像画像とを同時に取得して関連付けし、
   前記血管造影画像を表示する第１表示画面、前記血管撮像画像を表示する第２表示画面、および、前記血管造影画像および前記血管撮像画像を表示する第３表示画面のうちいずれか１つをユーザ操作に応じて切り替えてモニタに表示する、
   血管観察方法。

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