JP2022028188A - 医用画像処理装置、ｘ線診断装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】動きのある部位について収集されたＸ線画像の視認性を向上させること。
【解決手段】実施形態の医用画像処理装置は、取得部と、処理部と、出力部とを備える。取得部は、周期的な動きのある部位について収集された複数の血管像と、前記部位について収集された複数のＸ線画像とを取得する。処理部は、前記血管像において血管領域を選択し、複数の前記血管像の間で前記血管領域の動きを抑制する第１処理を特定し、前記第１処理を複数の前記Ｘ線画像に対して適用することにより、複数の前記Ｘ線画像の間で動きを抑制する第２処理を行なう。出力部は、前記第２処理により動きが抑制された前記Ｘ線画像を出力する。
【選択図】図４Ｃ

Description

本明細書等に開示の実施形態は、医用画像処理装置、Ｘ線診断装置及びプログラムに関する。

被検体の血管内にカテーテルやガイドワイヤ等のデバイスを挿入して行なう種々の血管内治療術が知られている。また、血管内治療を行なう際には、術者のデバイス操作を補助するため、Ｘ線画像の収集及び表示が行なわれる。また、一般にＸ線画像上には血管形状が現れないところ、血管内でのデバイス操作を補助するため、事前に収集した血管像の表示を行なう場合もある。ここで、治療対象部位によっては、心拍や呼吸等の影響を受けて画像が動いてしまい、観察しにくくなる場合がある。

特開２０１８－１８３６４５号公報

本明細書等に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、動きのある部位について収集されたＸ線画像の視認性を向上させることである。ただし、本明細書等に開示の実施形態により解決される課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を、本明細書等に開示の実施形態が解決する他の課題として位置付けることもできる。

実施形態の医用画像処理装置は、取得部と、処理部と、出力部とを備える。取得部は、周期的な動きのある部位について収集された複数の血管像と、前記部位について収集された複数のＸ線画像とを取得する。処理部は、前記血管像において血管領域を選択し、複数の前記血管像の間で前記血管領域の動きを抑制する第１処理を特定し、前記第１処理を複数の前記Ｘ線画像に対して適用することにより、複数の前記Ｘ線画像の間で動きを抑制する第２処理を行なう。出力部は、前記第２処理により動きが抑制された前記Ｘ線画像を出力する。

図１は、第１の実施形態に係る医用画像処理システムの構成の一例を示すブロック図である。 図２は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成の一例を示すブロック図である。 図３Ａは、第１の実施形態に係る表示例を示す図である。 図３Ｂは、第１の実施形態に係る表示例を示す図である。 図４Ａは、第１の実施形態に係る第１処理及び第２処理について説明するための図である。 図４Ｂは、第１の実施形態に係る第１処理及び第２処理について説明するための図である。 図４Ｃは、第１の実施形態に係る第１処理及び第２処理について説明するための図である。 図５は、第１の実施形態に係る固定場所について説明するための図である。 図６は、第１の実施形態に係る医用画像処理装置の処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。 図７は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置の構成の一例を示すブロック図である。

以下、添付図面を参照して、医用画像処理装置、Ｘ線診断装置及びプログラムの実施形態について詳細に説明する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態では、図１に示す医用画像処理システム１を例として説明する。例えば、医用画像処理システム１は、Ｘ線診断装置１０と、医用画像処理装置３０とを備える。また、Ｘ線診断装置１０と医用画像処理装置３０とは、ネットワークＮＷを介して相互に接続される。なお、図１は、第１の実施形態に係る医用画像処理システム１の構成の一例を示すブロック図である。

Ｘ線診断装置１０は、被検体Ｐ１について画像収集を実行する装置である。例えば、Ｘ線診断装置１０は、被検体Ｐ１に対する血管内治療の開始に先立って、被検体Ｐ１から血管像を収集し、収集した血管像を医用画像処理装置３０に送信する。また、例えば、Ｘ線診断装置１０は、被検体Ｐ１に対する血管内治療が行なわれている間、被検体Ｐ１から経時的に２次元のＸ線画像を収集し、収集したＸ線画像を医用画像処理装置３０に順次送信する。なお、Ｘ線診断装置１０の構成については後述する。

医用画像処理装置３０は、Ｘ線診断装置１０によって収集された血管像及びＸ線画像を取得し、血管像及びＸ線画像を用いた各種の処理を実行する。例えば、医用画像処理装置３０は、血管像に対して第１処理を行ない、第１処理の結果に基づいて、Ｘ線画像に対する第２処理を実行する。また、医用画像処理装置３０は、第２処理を施した後のＸ線画像を表示させる。なお、医用画像処理装置３０が行なう処理については後述する。例えば、医用画像処理装置３０は、図１に示すように、入力インタフェース３１と、ディスプレイ３２と、メモリ３３と、処理回路３４とを有する。

入力インタフェース３１は、ユーザからの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路３４に出力する。例えば、入力インタフェース３１は、マウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、操作面へ触れることで入力操作を行なうタッチパッド、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、音声入力回路等により実現される。なお、入力インタフェース３１は、処理回路３４と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。また、入力インタフェース３１は、モーションキャプチャによりユーザからの入力操作を受け付ける回路であっても構わない。一例を挙げると、入力インタフェース３１は、トラッカーを介して取得した信号やユーザについて収集された画像を処理することにより、ユーザの体動や視線等を入力操作として受け付けることができる。また、入力インタフェース３１は、マウスやキーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、医用画像処理装置３０本体とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を医用画像処理装置３０本体へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース３１の例に含まれる。

ディスプレイ３２は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ３２は、後述する処理回路３４による処理後のＸ線画像を表示する。また、例えば、ディスプレイ３２は、入力インタフェース３１を介してユーザから各種の指示や設定等を受け付けるためのＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を表示する。例えば、ディスプレイ３２は、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）ディスプレイである。ディスプレイ３２は、デスクトップ型でもよいし、医用画像処理装置３０本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。

なお、図１においては医用画像処理装置３０がディスプレイ３２を備えるものとして説明するが、医用画像処理装置３０は、ディスプレイ３２に代えて又は加えて、プロジェクタを備えてもよい。プロジェクタは、処理回路３４による制御の下、スクリーンや壁、床、被検体Ｐ１の体表面等に対して投影を行なうことができる。一例を挙げると、プロジェクタは、プロジェクションマッピングによって、任意の平面や物体、空間等への投影を行なうこともできる。

メモリ３３は、各種のデータを保存する。例えば、メモリ３３は、後述する処理回路３４による処理前後の血管像やＸ線画像を記憶する。また、メモリ３３は、医用画像処理装置３０に含まれる回路がその機能を実現するためのプログラムを記憶する。例えば、メモリ３３は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。或いは、メモリ３３は、医用画像処理装置３０とネットワークを介して接続されたサーバ群（クラウド）により実現されることとしてもよい。

処理回路３４は、制御機能３４ａ、取得機能３４ｂ、処理機能３４ｃ及び出力機能３４ｄを実行することで、医用画像処理装置３０全体の動作を制御する。ここで、取得機能３４ｂは、取得部の一例である。また、処理機能３４ｃは、処理部の一例である。また、出力機能３４ｄは、出力部の一例である。

例えば、処理回路３４は、制御機能３４ａに対応するプログラムをメモリ３３から読み出して実行することにより、入力インタフェース３１を介してユーザから受け付けた入力操作に基づいて、取得機能３４ｂ、処理機能３４ｃ、出力機能３４ｄといった各種の機能を制御する。

また、例えば、処理回路３４は、取得機能３４ｂに対応するプログラムをメモリ３３から読み出して実行することにより、被検体Ｐ１の血管像及びＸ線画像を取得する。また、例えば、処理回路３４は、処理機能３４ｃに対応するプログラムをメモリ３３から読み出して実行することにより、血管像に対する第１処理を実行し、第１処理の結果に基づいて、Ｘ線画像に対する第２処理を実行する。また、例えば、処理回路３４は、出力機能３４ｄに対応するプログラムをメモリ３３から読み出して実行することにより、処理機能３４ｃによる処理後のＸ線画像を出力する。なお、取得機能３４ｂ、処理機能３４ｃ及び出力機能３４ｄによる処理の詳細については後述する。

図１に示す医用画像処理装置３０においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ３３へ記憶されている。処理回路３４は、メモリ３３からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、プログラムを読み出した状態の処理回路３４は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。

なお、図１においては単一の処理回路３４にて、制御機能３４ａ、取得機能３４ｂ、処理機能３４ｃ及び出力機能３４ｄが実現するものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路３４を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路３４が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。

また、処理回路３４は、ネットワークＮＷを介して接続された外部装置のプロセッサを利用して、機能を実現することとしてもよい。例えば、処理回路３４は、メモリ３３から各機能に対応するプログラムを読み出して実行するとともに、医用画像処理装置３０とネットワークＮＷを介して接続されたサーバ群（クラウド）を計算資源として利用することにより、図１に示す各機能を実現する。

次に、Ｘ線診断装置１０について、図２を用いて説明する。図２は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１０の構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、Ｘ線診断装置１０は、Ｘ線高電圧装置１０１と、Ｘ線管１０２と、Ｘ線絞り器１０３と、天板１０４と、Ｃアーム１０５と、Ｘ線検出器１０６と、入力インタフェース１０７と、ディスプレイ１０８と、メモリ１０９と、処理回路１１０とを備える。

Ｘ線高電圧装置１０１は、処理回路１１０による制御の下、Ｘ線管１０２に高電圧を供給する。例えば、Ｘ線高電圧装置１０１は、変圧器（トランス）及び整流器等の電気回路を有し、Ｘ線管１０２に印加する高電圧を発生する高電圧発生装置と、Ｘ線管１０２が照射するＸ線に応じた出力電圧の制御を行うＸ線制御装置とを有する。なお、高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であってもよい。

Ｘ線管１０２は、熱電子を発生する陰極（フィラメント）と、熱電子の衝突を受けてＸ線を発生する陽極（ターゲット）とを有する真空管である。Ｘ線管１０２は、Ｘ線高電圧装置１０１から供給される高電圧を用いて、陰極から陽極に向けて熱電子を照射することにより、Ｘ線を発生する。

Ｘ線絞り器１０３は、Ｘ線管１０２により発生されたＸ線の照射範囲を絞り込むコリメータと、Ｘ線管１０２から曝射されたＸ線を調節するフィルタとを有する。

Ｘ線絞り器１０３におけるコリメータは、例えば、スライド可能な４枚の絞り羽根を有する。コリメータは、絞り羽根をスライドさせることで、Ｘ線管１０２が発生したＸ線を絞り込んで被検体Ｐ１に照射させる。ここで、絞り羽根は、鉛などで構成された板状部材であり、Ｘ線の照射範囲を調整するためにＸ線管１０２のＸ線照射口付近に設けられる。

Ｘ線絞り器１０３におけるフィルタは、被検体Ｐ１に対する被曝線量の低減とＸ線画像の画質向上を目的として、その材質や厚みによって透過するＸ線の線質を変化させ、被検体Ｐ１に吸収されやすい軟線成分を低減したり、Ｘ線画像のコントラスト低下を招く高エネルギー成分を低減したりする。また、フィルタは、その材質や厚み、位置などによってＸ線の線量及び照射範囲を変化させ、Ｘ線管１０２から被検体Ｐ１へ照射されるＸ線が予め定められた分布になるようにＸ線を減衰させる。

例えば、Ｘ線絞り器１０３は、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構を有し、後述する処理回路１１０による制御の下、駆動機構を動作させることによりＸ線の照射を制御する。例えば、Ｘ線絞り器１０３は、処理回路１１０から受け付けた制御信号に応じて駆動電圧を駆動機構に付加することにより、コリメータの絞り羽根の開度を調整して、被検体Ｐ１に対して照射されるＸ線の照射範囲を制御する。また、例えば、Ｘ線絞り器１０３は、処理回路１１０から受け付けた制御信号に応じて駆動電圧を駆動機構に付加することにより、フィルタの位置を調整することで、被検体Ｐ１に対して照射されるＸ線の線量の分布を制御する。

天板１０４は、被検体Ｐ１を載せるベッドであり、図示しない寝台の上に配置される。なお、被検体Ｐ１は、Ｘ線診断装置１０に含まれない。例えば、寝台は、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構を有し、後述する処理回路１１０による制御の下、駆動機構を動作させることにより、天板１０４の移動・傾斜を制御する。例えば、寝台は、処理回路１１０から受け付けた制御信号に応じて駆動電圧を駆動機構に付加することにより、天板１０４を移動させたり、傾斜させたりする。

Ｃアーム１０５は、Ｘ線管１０２及びＸ線絞り器１０３と、Ｘ線検出器１０６とを、被検体Ｐ１を挟んで対向するように保持する。例えば、Ｃアーム１０５は、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構を有し、後述する処理回路１１０による制御の下、駆動機構を動作させることにより、回転したり移動したりする。例えば、Ｃアーム１０５は、処理回路１１０から受け付けた制御信号に応じて駆動電圧を駆動機構に付加することにより、Ｘ線管１０２及びＸ線絞り器１０３と、Ｘ線検出器１０６とを被検体Ｐ１に対して回転・移動させ、Ｘ線の照射位置や照射角度を制御する。なお、図２では、Ｘ線診断装置１０がシングルプレーンの場合を例に挙げて説明しているが、実施形態はこれに限定されるものではなく、バイプレーンの場合であってもよい。

Ｘ線検出器１０６は、例えば、マトリクス状に配列された検出素子を有するＸ線平面検出器（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ：ＦＰＤ）である。Ｘ線検出器１０６は、Ｘ線管１０２から照射されて被検体Ｐ１を透過したＸ線を検出して、検出したＸ線量に対応した検出信号を処理回路１１０へと出力する。なお、Ｘ線検出器１０６は、グリッド、シンチレータアレイ及び光センサアレイを有する間接変換型の検出器であってもよいし、入射したＸ線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であっても構わない。

入力インタフェース１０７は、上述した入力インタフェース３１と同様にして構成することができる。例えば、入力インタフェース１０７は、ユーザからの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路１１０に出力する。

ディスプレイ１０８は、上述したディスプレイ３２と同様にして構成することができる。例えば、ディスプレイ１０８は、処理回路１１０による制御の下、被検体Ｐ１から収集された血管像やＸ線画像の表示を行なう。また、Ｘ線診断装置１０は、ディスプレイ１０８に代えて又は加えて、プロジェクタを備えることとしてもよい。

メモリ１０９は、上述したメモリ３３と同様にして構成することができる。例えば、メモリ１０９は、被検体Ｐ１から収集された血管像やＸ線画像の保存を行なったり、Ｘ線診断装置１０に含まれる回路がその機能を実現するためのプログラムを記憶したりする。

処理回路１１０は、制御機能１１０ａ、収集機能１１０ｂ及び出力機能１１０ｃを実行することで、Ｘ線診断装置１０全体の動作を制御する。なお、収集機能１１０ｂは、収集部の一例である。また、出力機能１１０ｃは、出力部の一例である。

例えば、処理回路１１０は、制御機能１１０ａに対応するプログラムをメモリ１０９から読み出して実行することにより、入力インタフェース１０７を介してユーザから受け付けた入力操作に基づいて、収集機能１１０ｂ、出力機能１１０ｃといった各種の機能を制御する。

また、例えば、処理回路１１０は、収集機能１１０ｂに対応するプログラムをメモリ１０９から読み出して実行することにより、被検体Ｐ１から血管像及びＸ線画像を収集する。また、例えば、処理回路１１０は、出力機能１１０ｃに対応するプログラムをメモリ１０９から読み出して実行することにより、被検体Ｐ１から収集された血管像及びＸ線画像を出力する。

例えば、収集機能１１０ｂは、被検体Ｐ１に対する血管内治療が実行されている間、Ｘ線画像を経時的に収集する。例えば、収集機能１１０ｂは、心臓ＰＣＩ（Ｐｅｒｃｕｔａｎｅｏｕｓ Ｃｏｒｏｎａｒｙ Ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎ：経皮的冠動脈形成術）が実行されている間、冠動脈を撮像範囲に含んだＸ線画像を経時的に収集する。なお、撮像範囲は、血管内治療を実行する医師等のユーザが設定してもよいし、患者情報等に基づいて収集機能１１０ｂが自動設定することとしても構わない。

具体的には、収集機能１１０ｂは、Ｘ線絞り器１０３の動作を制御し、コリメータが有する絞り羽根の開度を調整することで、被検体Ｐ１に対して照射されるＸ線の照射範囲を制御する。また、収集機能１１０ｂは、Ｘ線絞り器１０３の動作を制御し、フィルタの位置を調整することで、Ｘ線の線量の分布を制御する。また、収集機能１１０ｂは、Ｃアーム１０５の動作を制御することで、Ｃアーム１０５を回転させたり、移動させたりする。また、例えば、収集機能１１０ｂは、寝台の動作を制御することで、天板１０４を移動させたり、傾斜させたりする。即ち、収集機能１１０ｂは、Ｘ線絞り器１０３やＣアーム１０５、天板１０４といった機械系の動作を制御することで、収集されるＸ線画像の撮像範囲や撮像角度を制御する。

また、収集機能１１０ｂは、Ｘ線高電圧装置１０１を制御し、Ｘ線管１０２に供給する電圧を調整することで、被検体Ｐ１に対して照射されるＸ線量やオン／オフを制御する。また、収集機能１１０ｂは、Ｘ線検出器１０６から受信した検出信号に基づいてＸ線画像を生成する。ここで、収集機能１１０ｂは、生成したＸ線画像に対して各種画像処理を行なってもよい。例えば、収集機能１１０ｂは、生成したＸ線画像に対して、画像処理フィルタによるノイズ低減処理や、散乱線補正を実行することができる。また、出力機能１１０ｃは、収集されたＸ線画像を、医用画像処理装置３０に対して順次送信する。

また、収集機能１１０ｂは、被検体Ｐ１に対する血管内治療の開始に先立って、被検体Ｐ１から血管像を収集する。ここで、収集機能１１０ｂは、治療中に収集されるＸ線画像の撮像範囲に応じて、血管像を収集する。例えば、心臓ＰＣＩが行なわれる場合には、冠動脈を撮像範囲に含んだＸ線画像の収集が予定されるため、収集機能１１０ｂは、冠動脈を撮像範囲に含んだ血管像を収集する。

具体的には、収集機能１１０ｂは、血管内に造影剤が注入された状態の被検体Ｐ１を撮像して、複数のＸ線画像を収集する。なお、血管内に造影剤が注入された状態で収集されたＸ線画像については、コントラスト画像とも記載する。ここで、造影剤の種類については特に限定されるものではなく、ヨードや硫酸バリウム等を主成分とする陽性造影剤であってもよいし、二酸化炭素等の気体造影剤であってもよい。また、造影剤の注入は医師等のユーザが手動で行なってもよいし、Ｘ線診断装置１０に設けられたインジェクタが自動で行なってもよい。

例えば、収集機能１１０ｂは、被検体Ｐ１の血管内に造影剤が注入された後にＸ線を繰り返し照射することで、複数のコントラスト画像を収集する。また、収集機能１１０ｂは、被検体Ｐ１の血管内に造影剤が注入される前にＸ線を繰り返し照射することで、複数のマスク画像を収集する。そして、収集機能１１０ｂは、複数のマスク画像と複数のコントラスト画像との間で差分処理を行なうことにより、複数の血管像を生成する。或いは、収集機能１１０ｂは、マスク画像の収集を省略し、コントラスト画像の画素値について閾値処理を行なったり、コントラスト画像に対してセマンティックセグメンテーション処理を施したりすることで、コントラスト画像において造影血管を示す画素を抽出して、血管像を生成することとしてもよい。また、出力機能１１０ｃは、収集された血管像を、医用画像処理装置３０に対して送信する。

図２に示すＸ線診断装置１０においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ１０９へ記憶されている。処理回路１１０は、メモリ１０９からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、プログラムを読み出した状態の処理回路１１０は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。

なお、図２においては単一の処理回路１１０にて、制御機能１１０ａ、収集機能１１０ｂ及び出力機能１１０ｃが実現するものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路１１０を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路１１０が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。

また、処理回路１１０は、ネットワークＮＷを介して接続された外部装置のプロセッサを利用して、機能を実現することとしてもよい。例えば、処理回路１１０は、メモリ１０９から各機能に対応するプログラムを読み出して実行するとともに、Ｘ線診断装置１０とネットワークＮＷを介して接続されたサーバ群を計算資源として利用することにより、図２に示す各機能を実現する。

以上、医用画像処理システム１の構成例について説明した。かかる構成の下、医用画像処理システム１における医用画像処理装置３０は、処理回路３４による処理によって、動きのある部位について収集されたＸ線画像の視認性を向上させる。

ここで、医用画像処理装置３０によるＸ線画像の表示の一例について、図３Ａ及び図３Ｂを用いて説明する。図３Ａ及び図３Ｂは、第１の実施形態に係る表示例を示す図である。なお、図３Ａ及び図３Ｂにおいては、被検体Ｐ１の冠動脈について収集されたＸ線画像を表示する場合について説明する。また、図３Ａ及び図３Ｂにおいては、Ｘ線画像を血管像と合成して表示する場合について説明する。

まず、血管内治療の開始に先立って、血管像の収集が行われる。例えば、収集機能１１０ｂは、血管内に造影剤が注入された状態の被検体Ｐ１を撮像して、図３Ａに示すＸ線画像Ｉ１１～Ｉ１ｎを収集する。即ち、図３Ａに示すＸ線画像Ｉ１１～Ｉ１ｎは、コントラスト画像である。また、収集機能１１０ｂは、Ｘ線画像Ｉ１１～Ｉ１ｎから血管を抽出することにより、図３Ａに示す血管像Ｉ２１～Ｉ２ｎを収集する。例えば、収集機能１１０ｂは、Ｘ線画像Ｉ１１～Ｉ１ｎの画素値について閾値処理を行なうことにより、血管に相当する画素を抽出して、血管像Ｉ２１～Ｉ２ｎを生成する。また、例えば、収集機能１１０ｂは、血管内に造影剤が注入される前の被検体Ｐ１を撮像して複数のマスク画像を収集し、Ｘ線画像Ｉ１１～Ｉ１ｎとの差分処理を行なうことで、血管像Ｉ２１～Ｉ２ｎを生成する。

次に、取得機能３４ｂは、血管像Ｉ２１～Ｉ２ｎを取得する。例えば、出力機能１１０ｃは、血管像Ｉ２１～Ｉ２ｎを、ネットワークＮＷを介して画像保管装置に送信する。この場合、取得機能３４ｂは、ネットワークＮＷを介して画像保管装置から血管像Ｉ２１～Ｉ２ｎを取得することができる。このような画像保管装置の例としては、例えば、ＰＡＣＳ（Ｐｉｃｔｕｒｅ Ａｒｃｈｉｖｉｎｇ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）のサーバが挙げられる。或いは、取得機能３４ｂは、他の装置を介することなく、Ｘ線診断装置１０から直接的に血管像Ｉ２１～Ｉ２ｎを取得することとしても構わない。

血管内治療が開始された後、収集機能１１０ｂは、血管内にデバイスが挿入された状態の被検体Ｐ１を撮像して、図３Ａに示すＸ線画像Ｉ３１を収集する。また、取得機能３４ｂは、Ｘ線画像Ｉ３１を取得する。例えば、出力機能１１０ｃは、Ｘ線画像Ｉ３１を、ネットワークＮＷを介して画像保管装置に送信する。この場合、取得機能３４ｂは、ネットワークＮＷを介して画像保管装置からＸ線画像Ｉ３１を取得することができる。或いは、取得機能３４ｂは、他の装置を介することなく、Ｘ線診断装置１０から直接的にＸ線画像Ｉ３１を取得することとしても構わない。

なお、被検体Ｐ１の体内に挿入されるデバイスは、一般にワイヤ状である。このようなワイヤ状デバイスの例としては、血管内治療において使用されるカテーテルやガイドワイヤが挙げられる。例えば、心臓ＰＣＩにおいて、医師等のユーザは、被検体Ｐ１の体内に挿入したガイドワイヤを操作し、病変部まで進行させる。ここで、病変部とは、例えば、慢性完全閉塞病変（Ｃｈｒｏｎｉｃ Ｔｏｔａｌ Ｏｃｃｌｕｓｉｏｎ：ＣＴＯ）等の血管の狭窄部である。かかる場合、収集機能１１０ｂは、ガイドワイヤの先端を撮像範囲に含むようにして、Ｘ線画像Ｉ３１を収集する。なお、収集機能１１０ｂは、ガイドワイヤの先端位置が移動した際、ガイドワイヤの先端位置に追従するように撮像範囲を適宜調整することもできる。

次に、出力機能３４ｄは、Ｘ線画像Ｉ３１に対して血管像を合成する。ここで、血管像Ｉ２１～Ｉ２ｎ及びＸ線画像Ｉ３１は、被検体Ｐ１の冠動脈について収集されたものであり、心拍による動きが生じている。そこで、出力機能３４ｄは、血管像Ｉ２１～Ｉ２ｎの中から心拍の位相がＸ線画像Ｉ３１に対応するものを選択して、Ｘ線画像Ｉ３１に合成する。

例えば、出力機能３４ｄは、位相情報に基づいて、Ｘ線画像Ｉ３１に対応する位相の血管像を選択することができる。ここで、位相情報とは、例えば、心周期におけるいずれの局面でその画像が収集されたのかを示す情報である。例えば、収集機能１１０ｂは、被検体Ｐ１の心拍を計測しつつＸ線画像Ｉ１１～Ｉ１ｎを収集し、Ｘ線画像Ｉ１１～Ｉ１ｎのそれぞれに位相情報を付帯させる。これらの位相情報は、Ｘ線画像Ｉ１１～Ｉ１ｎに基づいて生成される血管像Ｉ２１～Ｉ２ｎにも継承される。また、収集機能１１０ｂは、被検体Ｐ１の心拍を計測しつつＸ線画像Ｉ３１を収集し、Ｘ線画像Ｉ３１に位相情報を付帯させる。そして、出力機能３４ｄは、血管像Ｉ２１～Ｉ２ｎのそれぞれに付帯した位相情報と、Ｘ線画像Ｉ３１に付帯した位相情報とを比較して、血管像Ｉ２１～Ｉ２ｎの中からＸ線画像Ｉ３１に対応する位相の血管像を選択する。また、出力機能３４ｄは、選択した血管像とＸ線画像Ｉ３１とを合成して合成画像Ｉ４１を生成し、ディスプレイ３２に表示させる。

合成画像Ｉ４１においては、例えば図３Ｂに示すように、血管像における血管Ｂ１と、Ｘ線画像Ｉ３１におけるデバイスＤ１とが重畳表示されることとなる。これにより、血管内治療を実行するユーザは、デバイスＤ１と血管Ｂ１との位置関係を把握しつつ、デバイスＤ１の操作を行なうことができる。

また、収集機能１１０ｂは、Ｘ線画像Ｉ３１と同様に、複数のＸ線画像を経時的に収集する。また、出力機能３４ｄは、複数のＸ線画像のそれぞれに対して、血管像Ｉ２１～Ｉ２ｎの中から対応する位相の血管像を選択し、合成画像を生成する。また、出力機能３４ｄは、合成画像を生成するごとに、新たに生成した合成画像をディスプレイ３２に順次表示させる。即ち、出力機能３４ｄは、合成画像をリアルタイム表示する。これにより、血管内治療を実行するユーザは、血管Ｂ１に対するデバイスＤ１の現在の位置を把握しつつ、ＣＴＯ等の病変部までデバイスＤ１を進行させることができる。

ここで、順次表示される複数の合成画像においては、デバイスＤ１及び血管Ｂ１が心拍に合わせてダイナミックに動いている。そして、フレームごとに位置が変化するデバイスＤ１及び血管Ｂ１を目で追って観察することは、ユーザにとって負担となる場合がある。

また、動きのある部位について収集されたＸ線画像を表示させる場合において、その動きを抑制して表示させる技術が知られている。例えば、デバイスＤ１にマーカが付されている場合には、複数のＸ線画像それぞれからマーカを検出して位置合わせすることにより、デバイスＤ１のマーカ部分を固定表示することが可能である。なお、マーカとは、例えば所定の形状及びサイズを有する金属片である。

しかしながら、このような固定表示を行なう場合、デバイスＤ１のマーカ近傍についての視認性は向上するものの、血管Ｂ１についての視認性が向上するとは限らない。例えば、血管Ｂ１は、心拍によって全体的に位置が移動するのみならず、変形も生じる。従って、デバイスＤ１のマーカを固定しても、血管Ｂ１は固定されない場合が多い。

また、ユーザは、デバイスＤ１に注目する場合もあれば、血管Ｂ１に注目する場合もある。例えば、ユーザは、これからデバイスＤ１を進行させる予定の血管領域に注目して合成画像の観察を行ない、デバイスＤ１を操作する場合がある。しかしながら、デバイスＤ１のマーカを検出して固定表示を行なう場合、固定場所をマーカから変更することはできない。そして、例えばデバイスＤ１を進行させる予定の血管領域が動いてしまうことにより、デバイスＤ１を操作する際の視認性が不十分となる場合があった。

そこで、医用画像処理装置３０における処理回路３４は、以下詳細に説明する第１処理及び第２処理を実行することによって、画像上の任意の位置の動きを抑制することを可能とし、視認性を向上させる。以下、処理回路３４が行なう処理について、図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃを用いて説明する。図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃは、第１の実施形態に係る第１処理及び第２処理について説明するための図である。

まず、処理機能３４ｃは、血管像において、動きを抑制する処理の対象とする血管領域を選択する。例えば、処理機能３４ｃは、ユーザからの入力操作に基づいて血管領域を選択する。

例えば、出力機能３４ｄは、血管像Ｉ２１～Ｉ２ｎのうち１又は複数の血管像を、ディスプレイ３２に表示させる。一例を挙げると、出力機能３４ｄは、血管像Ｉ２１をディスプレイ３２に表示させる。また、ユーザは、デバイスＤ１を到達させる予定の血管領域に応じて、血管像Ｉ２１上に矩形のＲＯＩを配置する。例えば、ユーザは、デバイスＤ１を到達させる目標の血管領域に応じて、血管像Ｉ２１上にＲＯＩを配置する。一例を挙げると、ユーザは、到達目標の血管領域に至るまでの経路となる血管領域にＲＯＩを配置する。或いは、ユーザは、到達目標の血管領域それ自体にＲＯＩを配置してもよい。これにより、処理機能３４ｃは、ＲＯＩ内の血管領域を、動きを抑制する血管領域として選択することができる。なお、図４Ａにおいては矩形のＲＯＩを示すが、ＲＯＩの形状及びサイズについては任意に変更可能である。

次に、処理機能３４ｃは、複数の血管像の間で、選択した血管領域の動きを抑制する第１処理を特定する。なお、図４Ａにおいては、複数の血管像の間で血管領域の位置及び向きが略一致するように血管像を移動及び回転させる回転並進処理を、第１処理として特定する場合について説明する。例えば、処理機能３４ｃは、まず、血管像Ｉ２１において選択した血管領域の血管パターンＶＰを取得する。次に、処理機能３４ｃは、血管像Ｉ２２、血管像Ｉ２３といった他の血管像において、血管パターンＶＰに近いパターンＶＰ’を探索する。

一例を挙げると、処理機能３４ｃは、血管像Ｉ２２、血管像Ｉ２３といった各血管像に含まれる血管パターンを、木構造で管理する。ここで、血管は一般に分岐部を有し、血流の上流に向かって或いは下流に向かって、徐々に多く分岐する形状を有する。そこで、処理機能３４ｃは、分岐部それぞれに対してノードを設け、各分岐部の形状を木構造で管理することができる。また、処理機能３４ｃは、根（ルート）ノードから葉（リーフ）ノードに向けて順に、各分岐部の形状を血管パターンＶＰと比較することで、パターンＶＰ’を高速で探索することができる。

次に、処理機能３４ｃは、血管像Ｉ２１における血管パターンＶＰの位置及び向きと、他の血管像におけるパターンＶＰ’の位置及び向きとに基づいて、回転並進行列Ｗを算出する。例えば、処理機能３４ｃは、血管像Ｉ２１における血管パターンＶＰと血管像Ｉ２２におけるパターンＶＰ’とに基づいて、回転並進行列Ｗ_１を算出する。また、処理機能３４ｃは、血管像Ｉ２２における血管パターンＶＰ’と血管像Ｉ２３におけるパターンＶＰ’とに基づいて、回転並進行列Ｗ_２を算出する。即ち、処理機能３４ｃは、回転並進行列Ｗ_１及び回転並進行列Ｗ_２を算出することにより、第１処理として回転並進処理を特定する。

そして、処理機能３４ｃは、算出した回転並進行列Ｗを各血管像に適用することで、選択された血管領域の動きを抑制する第１処理を実行する。例えば、処理機能３４ｃは、図４Ａに示すように、血管像Ｉ２２に回転並進行列Ｗ_１を適用することで、血管像Ｉ２１に対して血管像Ｉ２２を位置合わせする。また、処理機能３４ｃは、血管像Ｉ２３に回転並進行列Ｗ_１及び回転並進行列Ｗ_２を適用することで、血管像Ｉ２１に対して血管像Ｉ２３を位置合わせする。これによって、図４Ａの下段に示すように、複数の血管像において、選択された血管領域が位置合わせされる。即ち、図４Ａに示す場合、処理機能３４ｃは、基準フレームである血管像Ｉ２１における血管領域と、基準フレームと異なるフレームの血管像における血管領域との位置及び向きが略一致するように各血管像を移動及び回転させる回転並進処理を、第１処理として実行する。

次に、処理機能３４ｃは、図４Ａに示した第１処理の結果に基づいて、第２処理を行なう。具体的には、処理機能３４ｃは、図４Ａで特定した第１処理を複数のＸ線画像に対して適用することにより、複数のＸ線画像の間で動きを抑制する第２処理を行なう。例えば、処理機能３４ｃは、第２処理を行なうことによって、図４Ｂに示すように、複数のＸ線画像を位置合わせする。

図４Ｂにおいては、Ｘ線画像Ｉ３１と血管像Ｉ２１との位相が対応付いており、Ｘ線画像Ｉ３２と血管像Ｉ２２との位相が対応付いており、Ｘ線画像Ｉ３３と血管像Ｉ２３との位相が対応付いているものとして説明する。この場合、処理機能３４ｃは、例えば、処理機能３４ｃは、Ｘ線画像Ｉ３２に回転並進行列Ｗ_１を適用することで、Ｘ線画像Ｉ３１に対してＸ線画像Ｉ３２を位置合わせする。また、処理機能３４ｃは、Ｘ線画像Ｉ３３に回転並進行列Ｗ_１及び回転並進行列Ｗ_２を適用することで、Ｘ線画像Ｉ３１に対してＸ線画像Ｉ３３を位置合わせする。これによって、血管像と同様に、複数のＸ線画像が位置合わせされる。

即ち、処理機能３４ｃは、Ｘ線画像の間で動きを抑制する第２処理として、血管像に対して実行した回転並進処理を、対応する位相のＸ線画像に対してそのまま実行する。これにより、Ｘ線画像上には血管が現れていないとしても、Ｘ線画像において血管パターンＶＰに相当する領域が相互に位置合わせされることとなる。

そして、出力機能３４ｄは、図４Ｃに示すように、位置合わせ後の血管像と位置合わせ後のＸ線画像との合成画像を生成し、順次ディスプレイ３２に表示させる。例えば、出力機能３４ｄは、位置合わせ後の血管像Ｉ２１と位置合わせ後のＸ線画像Ｉ３１との合成画像Ｉ４１を生成し、ディスプレイ３２に表示させる。また、出力機能３４ｄは、位置合わせ後の血管像Ｉ２２と位置合わせ後のＸ線画像Ｉ３２との合成画像Ｉ４２を生成し、ディスプレイ３２に表示させる。また、出力機能３４ｄは、位置合わせ後の血管像Ｉ２３と位置合わせ後のＸ線画像Ｉ３３との合成画像Ｉ４３を生成し、ディスプレイ３２に表示させる。即ち、出力機能３４ｄは、第１処理により動きが抑制された血管像と、第２処理により動きが抑制されたＸ線画像との合成画像を出力する。

図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃに示したように、処理機能３４ｃは、第１処理及び第２処理を実行することにより、任意に選択された血管領域の動きを抑制することができる。例えば図５に示す場合において、処理機能３４ｃは、矩形で示す血管領域を固定場所として選択し、矩形領域内の動きを抑制する。これにより、Ｘ線画像においては、矩形領域内のデバイスＤ１の動きが抑制される。また、血管像においては、矩形領域内の血管Ｂ１の動きが抑制される。また、矩形領域内の動きが抑制された状態において、デバイスＤ１と血管Ｂ１とは合成表示される。従って、矩形領域内でのデバイスＤ１の操作において、ユーザは高い視認性を得ることができ、例えば到達目標までデバイスＤ１を進行させる操作を容易に実行することができる。なお、図５は、第１の実施形態に係る固定場所について説明するための図である。

なお、図４Ａに示した血管像Ｉ２１、血管像Ｉ２２、血管像Ｉ２３は、一回の撮影において収集された一連の血管像であってもよいし、別の撮影において収集された血管像の組み合わせであってもよい。即ち、処理機能３４ｃは、１カット分の血管像を用いて上記の第１処理及び第２処理を実行してもよいし、心周期上の位相や撮像範囲がＸ線画像に略一致する別カットの血管像がある場合にはこれを更に利用することとしてもよい。

一例を挙げると、血管像が１０ｆ／ｓ（ｆｒａｍｅ／ｓｅｃｏｎｄ）のフレームレートで収集され、Ｘ線画像が２０ｆ／ｓのフレームレートで収集されている場合のように、Ｘ線画像の一部に対して対応する位相の血管像を特定できないケースが想定される。ここで、過去にも同じ部位について１０ｆ／ｓのフレームレートで血管像が収集されており、０．０５ｓ分だけ心周期上の位相がずれている場合、処理機能３４ｃは、これら２カットの血管像を組み合わせて、各Ｘ線画像に対して位相が対応付いた血管像を特定することができる。これにより、処理機能３４ｃは、血管像とＸ線画像とでフレームレートが異なっていたり、心周期上の位相にずれがあったりする場合でも、フレームレートの低下を回避することができる。

次に、医用画像処理装置３０による処理の手順の一例を、図６を用いて説明する。図６は、第１の実施形態に係る医用画像処理装置３０の処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。ステップＳ１０１、ステップＳ１０２、ステップＳ１０３、ステップＳ１０４、ステップＳ１０５、ステップＳ１０６及びステップＳ１０８は、処理機能３４ｃに対応するステップである。ステップＳ１０７は、出力機能３４ｄに対応するステップである。

まず、処理回路３４は、Ｘ線画像の動きを抑制する処理を開始するか否かを判定する（ステップＳ１０１）。例えば、デバイスＤ１の先端位置に追従するように撮像範囲を制御する場合において、デバイスＤ１の位置によっては、Ｘ線画像の動きを抑制する処理が必要とならない場合がある。例えば、心臓ＰＣＩにおいて、デバイスＤ１は、被検体Ｐ１の大腿動脈から挿入され、心臓に向けて血管内を進行する。ここで、Ｘ線画像の動きを抑制する処理は、デバイスＤ１が被検体Ｐ１の下肢に位置している時には不要であり、デバイスＤ１が心臓に近づいて心拍の影響を受けるようになった時に必要とされる。そこで、処理回路３４は、デバイスＤ１が心臓近辺に到達したときに、Ｘ線画像の動きを抑制する処理を開始すると判定することができる。

なお、ステップＳ１０１の判定は、医師等のユーザからの入力操作を受け付けることにより行なってもよいし、デバイスＤ１の位置を解析することで処理回路３４が自動で行なってもよい。処理回路３４は、処理を開始しない場合には（ステップＳ１０１否定）、待機状態となり、処理を開始する場合には（ステップＳ１０１肯定）、ステップＳ１０２に移行する。

次に、処理回路３４は、血管領域を選択する（ステップＳ１０２）。例えば、処理回路３４は、血管像Ｉ２１をディスプレイ３２に表示させ、ユーザからの入力操作を受け付けることにより、血管領域を選択する。次に、処理回路３４は、選択された血管領域の血管パターンＶＰに近いパターンＶＰ’を、血管像Ｉ２１以外の各血管像において探索する（ステップＳ１０３）。ここで、パターンＶＰ’が見つからなかった場合（ステップＳ１０４否定）、処理回路３４は、処理を終了する。一方で、パターンＶＰ’が見つかった場合（ステップＳ１０４肯定）、処理回路３４は、血管像Ｉ２１における血管パターンＶＰの位置及び向きと、他の血管像におけるパターンＶＰ’の位置及び向きとに基づいて、回転並進行列Ｗを算出する（ステップＳ１０５）。

次に、処理回路３４は、回転並進行列Ｗを各画像に適用する（ステップＳ１０６）。具体的には、処理回路３４は、回転並進行列Ｗを血管像に適用することで、複数の血管像の間で血管領域の動きを抑制する。即ち、処理回路３４は、血管像の間で血管領域の動きを抑制する第１処理を実行する。また、処理回路３４は、回転並進行列ＷをＸ線画像に適用することで、Ｘ線画像の間で、血管領域に相当する領域の動きを抑制する。即ち、処理回路３４は、第１処理の結果に基づいて、Ｘ線画像の間で動きを抑制する第２処理を実行する。そして、処理回路３４は、第１処理により動きが抑制された血管像と、第２処理により動きが抑制されたＸ線画像との合成画像をディスプレイ３２に表示させる（ステップＳ１０７）。

次に、処理回路３４は、選択された血管領域の動きを抑制する処理を継続するか否かを判定し（ステップＳ１０８）、継続する場合には（ステップＳ１０８肯定）、再度ステップＳ１０３に移行する。一方で、処理を継続しない場合には（ステップＳ１０８否定）、処理回路３４は、処理を終了する。例えば、ＣＴＯに対する治療が行なわれている場合において、ＣＴＯにデバイスＤ１が到達するまでの間においては、処理回路３４は、デバイスＤ１を進行させやすいように、ＣＴＯまでの経路となる血管領域の動きを抑制する処理を継続する。一方で、ＣＴＯにデバイスＤ１が到達した際、処理回路３４は、デバイスＤ１を用いてＣＴＯを拡張する作業等が行ない易いように、デバイスＤ１の動きを抑制する処理に切り替える。即ち、ＣＴＯにデバイスＤ１が到達した際、処理回路３４は、ステップＳ１０８において、選択された血管領域の動きを抑制する処理を継続しないと判定する。例えば、ＣＴＯにデバイスＤ１が到達した際、処理回路３４は、複数のＸ線画像それぞれにおいて、デバイスＤ１に付されたマーカの位置を特定し、マーカを固定表示する処理を開始する。

なお、図６の処理が実行されている間には、例えばユーザによってＣアーム１０５が操作されることにより、ワーキングアングルが変更される場合がある。即ち、血管像とＸ線画像との間で、撮像角度が変化してしまう場合がある。このような場合には、血管像について行なった第１処理の結果を、Ｘ線画像の動きを抑制するために使用することができなくなる場合がある。

そこで、処理回路３４は、撮像角度が変化した際には、Ｘ線画像の動きを抑制する処理を自動で終了することとしてもよい。また、処理回路３４は、撮像角度が元に戻った際、Ｘ線画像の動きを抑制する処理を自動で再開することとしてもよい。或いは、処理回路３４は、撮像角度が変化した際に、変化後の撮像角度に応じた血管像を取得し、Ｘ線画像の動きを抑制する処理を継続してもよい。

上述したように、第１の実施形態によれば、取得機能３４ｂは、周期的な動きのある部位について収集された複数の血管像と複数のＸ線画像とを取得する。また、処理機能３４ｃは、血管像において血管領域を選択し、複数の血管像の間で血管領域の動きを抑制する第１処理を特定する。また、処理機能３４ｃは、第１処理を複数のＸ線画像に対して適用することにより、複数のＸ線画像の間で動きを抑制する第２処理を行なう。また、出力機能３４ｄは、第２処理により動きが抑制されたＸ線画像を出力する。従って、第１の実施形態に係る医用画像処理装置３０は、動きのある部位について収集されたＸ線画像の視認性を向上させることができる。

例えば、動きのある部位について収集されたＸ線画像については、デバイスＤ１に付されたマーカを特定して固定表示することも可能である。しかしながら、このような固定表示は固定場所についての選択肢が少なく、また、デバイスＤ１が到達していない血管領域を固定表示することはできない。これに対し、第１の実施形態に係る医用画像処理装置３０は、固定場所についての自由度を向上させることができる。例えば、医用画像処理装置３０は、デバイスＤ１が到達していない血管領域を固定表示することもできる。

また、動きのある部位について収集されたＸ線画像に、常にデバイスＤ１が含まれているとは限らない。例えば、治療計画の段階では、被検体Ｐ１の体内にデバイスＤ１を挿入することなくＸ線画像の収集が行われる場合がある。また、Ｘ線画像にデバイスＤ１が含まれている場合でも、デバイスＤ１にマーカが付されているとは限らない。即ち、Ｘ線画像には、位置合わせに使用可能な特徴が含まれていない場合もある。このような場合でも、医用画像処理装置３０は、血管像を介することで、Ｘ線画像の動きを抑制することが可能である。

（第２の実施形態）
さて、これまで第１の実施形態について説明したが、上述した実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。

例えば、上述した実施形態では、血管像Ｉ２１等の血管像をディスプレイ３２に表示させ、血管像を参照したユーザからの入力操作を受け付けることにより、動きを抑制する血管領域を選択する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。

例えば、処理機能３４ｃは、血管像以外の画像を介してユーザからの入力操作を受け付け、血管領域を選択することとしてもよい。一例を挙げると、出力機能３４ｄは、被検体Ｐ１から収集された血管モデルをディスプレイ３２に表示させる。このような血管モデルは、例えばＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置によって、造影剤が注入された状態の被検体Ｐ１をスキャンすることにより、収集することができる。ここで、ユーザは、例えば、デバイスＤ１を到達させる目標の血管領域に応じて、血管モデル上にＲＯＩを配置したり、血管モデル上のいずれかの血管を指定したりする。また、処理機能３４ｃは、血管モデル上に配置されたＲＯＩ内の血管や指定された血管に相当する血管領域を、血管像において特定する。このように、処理機能３４ｃは、血管モデルを介してユーザから受け付けた入力操作に基づいて、動きを抑制する血管領域を選択することができる。

また、処理機能３４ｃは、画像を介することなく、ユーザからの入力操作を受け付け、血管領域を選択することとしてもよい。一例を挙げると、処理機能３４ｃは、血管像を解析し、血管像に含まれる各血管領域に対して、血管名を示す解剖学的ラベルを付加する。そして、処理機能３４ｃは、ユーザから血管名の指定を受け付けることで、動きを抑制する血管領域を選択することができる。

一例を挙げると、出力機能３４ｄは、血管像に含まれている血管名を示すリストをディスプレイ１０８に表示させる。そして、処理機能３４ｃは、リスト内のいずれかの血管名を選択する操作をユーザから受け付けることができる。また、例えば、処理機能３４ｃは、キーボード等によって血管名を文字入力する操作や、血管名の音声入力をユーザから受け付けることもできる。

或いは、処理機能３４ｃは、自動で血管領域を選択してもよい。例えば、処理機能３４ｃは、血管像の中央における所定サイズ及び所定形状の領域を、動きを抑制する血管領域として選択してもよい。

また、例えば、処理機能３４ｃは、デバイスＤ１の位置に基づいて、動きを抑制する血管領域を自動選択してもよい。例えば、ユーザが病変部に向けてデバイスＤ１を進行させる操作を行なっている場合、処理機能３４ｃは、デバイスＤ１の進行方向にある最も近い血管の分岐部を血管像において特定し、動きを抑制する血管領域として選択してもよい。

また、上述した実施形態では、第１処理により動きが抑制された血管像と、第２処理により動きが抑制されたＸ線画像との合成画像を表示させるものとして説明した。しかしながら実施形態はこれに限定されるものではなく、出力機能３４ｄは、第２処理により動きが抑制されたＸ線画像を、血管像と合成することなく、ディスプレイ３２に表示させてもよい。即ち、医用画像処理装置３０は、血管像をＸ線画像の動きを抑制するためにのみ使用し、血管像の表示は省略してもよい。

また、上述した実施形態では、パターンＶＰ’を血管像において探索することにより、回転並進行列Ｗを算出し、複数の血管像の間で血管領域の動きを抑制するものとして説明した。即ち、上述した実施形態では、パターンマッチングによって第１処理を実行する場合について説明した。しかしながら実施形態はこれに限定されるものではない。

例えば、処理機能３４ｃは、特定のパターンについての探索を行なわずとも、画像間のマッチング処理を行なうことによって、第１処理を実行することもできる。一例を挙げると、処理機能３４ｃは、端点フリーＤＰ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ）マッチングにより、第１処理を実行することもできる。

例えば、処理機能３４ｃは、図４Ａに示した血管像Ｉ２１から、血管領域の輪郭を抽出する。次に、処理機能３４ｃは、抽出した輪郭に基づいて、輪郭モデルＣ１を生成する。例えば、処理機能３４ｃは、血管領域の芯線を輪郭として抽出し、芯線に沿って複数の頂点を生成することにより、輪郭モデルＣ１を生成する。同様に、処理機能３４ｃは、血管像Ｉ２２に基づいて輪郭モデルＣ２を生成し、血管像Ｉ２３に基づいて輪郭モデルＣ３を生成する。

次に、処理機能３４ｃは、輪郭モデル間で対応点を求める。例えば、処理機能３４ｃは、輪郭モデルＣ１における複数の頂点と輪郭モデルＣ２における複数の頂点との対応付けに応じたコストを定義し、コストを最小化することによって、対応点を求める。ここで、コストは、例えば、対応付けた頂点それぞれが有する特徴量の差に応じて定義することができる。例えば、処理機能３４ｃは、輪郭モデルＣ１及び輪郭モデルＣ２における各頂点に対して、その位置における血管の曲率を特徴量として付加する。また、処理機能３４ｃは、特徴量の差に応じてコストを定義し、コストを最小化する最小化問題を解くことによって、同程度の特徴量を持った頂点同士が対応関係となるように対応点を求めることができる。

更に、処理機能３４ｃは、頂点の対応関係に基づいて、血管像Ｉ２１に対して血管像Ｉ２２を位置合わせする。例えば、処理機能３４ｃは、頂点の対応関係に基づき、特異値分解等を用いて、血管像Ｉ２２を血管像Ｉ２１に位置合わせするための回転並進行列Ｗ_１を算出する。同様にして、処理機能３４ｃは、血管像Ｉ２３を血管像Ｉ２２に位置合わせするための回転並進行列Ｗ_２を算出する。そして、処理機能３４ｃは、血管像Ｉ２２に回転並進行列Ｗ_１を適用することで、血管像Ｉ２１に対して血管像Ｉ２２を位置合わせする。また、処理機能３４ｃは、血管像Ｉ２３に回転並進行列Ｗ_１及び回転並進行列Ｗ_２を適用することで、血管像Ｉ２１に対して血管像Ｉ２３を位置合わせする。

即ち、処理機能３４ｃは、端点フリーＤＰマッチングによって回転並進行列Ｗ_１及び回転並進行列Ｗ_２を算出し、第１処理を実行することができる。また、図４Ｂに示した場合と同様に、処理機能３４ｃは、回転並進行列Ｗ_１及び回転並進行列Ｗ_２を用いて、各Ｘ線画像の位置合わせを行なうことができる。即ち、処理機能３４ｃは、端点フリーＤＰマッチングによる処理結果に基づいて、Ｘ線画像の間で動きを抑制する第２処理を行なうことができる。

また、上述した実施形態では、複数の血管像に対して第１処理を実行することにより、複数の血管像における動きを抑制するものとして説明した。しかしながら、複数の血管像に対する第１処理の実行は省略してもよい。即ち、処理機能３４ｃは、複数の血管像の間で血管領域の動きを抑制する第１処理を特定し、第１処理を複数の血管像に対して実行することなく、第１処理を複数のＸ線画像に対して適用することにより、複数のＸ線画像の間で動きを抑制する第２処理を行なってもよい。

また、上述した実施形態では、周期的な動きのある部位の一例として冠動脈について説明した。しかしながら実施形態はこれに限定されるものではなく、心拍の影響を受ける各種の部位について同様に適用が可能である。また、呼吸の影響を受ける各種の部位についても、同様に適用が可能である。この場合、処理機能３４ｃは、呼吸周期における位相に基づいて、血管像に対して行なった回転並進処理を対応する位相のＸ線画像に対して実行することで、Ｘ線画像の間で動きを抑制する第２処理を行なうことができる。

また、上述した実施形態では、血管領域の動きを抑制する処理の説明において、例えば図４Ａに示したように、各血管像における血管領域を相互に一致させるものとして説明した。即ち、上述した実施形態では、血管領域の動きを抑制する処理として、血管領域を固定する処理について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、処理機能３４ｃは、血管領域の動きを抑制する処理として、血管領域の位置や向きの画像間における差を小さくする処理を行なってもよい。即ち、血管領域の動きを抑制する処理は、血管領域を固定する処理であってもよいし、血管領域の動きを小さくする程度の処理であってもよい。同様に、Ｘ線画像の動きを抑制する処理は、Ｘ線画像において選択された血管領域に相当する領域を固定する処理であってもよいし、当該領域の動きを小さくする程度の処理であってもよい。

また、上述した実施形態では、第１処理として回転並進処理を特定する場合について説明した。即ち、上述した実施形態では、血管領域の動きを抑制する処理において、血管領域の位置及び向きを補正する場合について説明した。しかしながら実施形態はこれに限定されるものではなく、処理機能３４ｃは、血管領域の位置及び向きのいずれか一方のみ補正してもよい。

血管領域の位置を補正する場合、処理機能３４ｃは、例えば、基準フレームである血管像Ｉ２１における血管領域と、基準フレームと異なるフレームの血管像における血管領域との位置が略一致するように各血管像を位置合わせする処理を、第１処理として特定する。例えば、処理機能３４ｃは、各血管像を並進移動させる並進行列を、第１処理として特定する。そして、処理機能３４ｃは、第２処理として、第１処理として特定した位置合わせする処理を、位相が各血管像に対応するＸ線画像に対して実行する。これにより、処理機能３４ｃは、複数のＸ線画像の間で動きを抑制することができる。

また、血管領域の位置を補正する場合、処理機能３４ｃは、例えば、基準フレームである血管像Ｉ２１における血管領域と、基準フレームと異なるフレームの血管像における血管領域との向きが略一致するように各血管像を回転させる処理を、第１処理として特定する。例えば、処理機能３４ｃは、各血管像を回転させる回転行列を、第１処理として特定する。そして、処理機能３４ｃは、第２処理として、第１処理として特定した回転させる処理を、位相が各血管像に対応するＸ線画像に対して実行する。これにより、処理機能３４ｃは、複数のＸ線画像の間で動きを抑制することができる。

また、上述した実施形態では、第２処理により動きが抑制されたＸ線画像を、ディスプレイ３２に表示させるものとして説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、出力機能３４ｄは、動きが抑制されたＸ線画像を、Ｘ線診断装置１０等の他の装置に送信してもよい。この場合、画像を受信した装置において表示が行なわれることで、動きが抑制されたＸ線画像をユーザに提供することができる。

また、上述した実施形態では、被検体Ｐ１からの血管像の収集をＸ線診断装置１０が実行するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。即ち、血管像の収集は、Ｘ線診断装置１０以外の他のＸ線診断装置において行なわれてもよい。

また、上述した実施形態では、Ｘ線画像の動きを抑制する処理を、医用画像処理装置３０が行なうものとして説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、上述した処理機能３４ｃに相当する機能を、Ｘ線診断装置１０の処理回路１１０が実行しても構わない。以下、この点について図７を用いて説明する。図７は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１０の構成の一例を示すブロック図である。図７に示すように、処理回路１１０は、制御機能１１０ａ、収集機能１１０ｂ、出力機能１１０ｃ、及び処理機能１１０ｄを実行する。なお、処理機能１１０ｄは、処理部の一例である。

例えば、収集機能１１０ｂは、被検体Ｐ１における周期的な動きのある部位について、複数のＸ線画像を収集する。また、処理機能１１０ｄは、被検体Ｐ１における周期的な動きのある部位について収集された血管像において、血管領域を選択する。ここで、血管像は、収集機能１１０ｂによって被検体Ｐ１から収集されたものであってもよいし、別装置において収集された血管像を、ネットワークＮＷを介して取得したものであってもよい。次に、処理機能１１０ｄは、複数の血管像の間で、選択された血管領域の動きを抑制する第１処理を行なう。次に、処理機能１１０ｄは、第１処理の結果に基づいて、複数のＸ線画像の間で動きを抑制する第２処理を行なう。そして、出力機能１１０ｃは、第２処理により動きが抑制されたＸ線画像を出力する。例えば、出力機能１１０ｃは、第１処理により動きが抑制された血管像と、第２処理により動きが抑制されたＸ線画像との合成画像をディスプレイ１０８に表示させる。

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Ｓｉｍｐｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサが例えばＣＰＵである場合、プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。一方、プロセッサが例えばＡＳＩＣである場合、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、当該機能がプロセッサの回路内に論理回路として直接組み込まれる。なお、実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、各図における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。

また、図１においては、単一のメモリ３３が処理回路３４の各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明した。また、図２及び図７においては、単一のメモリ１０９が処理回路１１０の各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、複数のメモリ３３を分散して配置し、処理回路３４は、個別のメモリ３３から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。同様に、複数のメモリ１０９を分散して配置し、処理回路１１０は、個別のメモリ１０９から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。また、メモリにプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。

上述した実施形態に係る各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。即ち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行われる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されうる。

また、上述した実施形態で説明した医用画像処理方法は、予め用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。このプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な非一過性の記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、動きのある部位について収集されたＸ線画像の視認性を向上させることができる。

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、実施形態同士の組み合わせを行なうことができる。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同様に、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ものである。

以上の実施形態に関し、発明の一側面および選択的な特徴として以下の付記を開示する。
（付記１）
周期的な動きのある部位について収集された複数の血管像と、前記部位について収集された複数のＸ線画像とを取得する取得部と、
前記血管像において血管領域を選択し、複数の前記血管像の間で前記血管領域の動きを抑制する第１処理を特定し、前記第１処理を複数の前記Ｘ線画像に対して適用することにより、複数の前記Ｘ線画像の間で動きを抑制する第２処理を行なう処理部と、
前記第２処理により動きが抑制された前記Ｘ線画像を出力する出力部と、
を備える、医用画像処理装置。
（付記２）
前記処理部は、複数の前記血管像に対して前記第１処理を実行することにより、複数の前記血管像における動きを抑制し、
前記出力部は、前記第１処理により動きが抑制された前記血管像と、前記第２処理により動きが抑制された前記Ｘ線画像との合成画像を出力してもよい。
（付記３）
前記処理部は、基準フレームの第１血管像における前記血管領域と、基準フレームと異なるフレームの第２血管像における前記血管領域との位置が略一致するように前記第２血管像を位置合わせする処理を前記第１処理として特定し、前記第２処理として、前記周期的な動きにおける位相が前記第２血管像に対応する前記Ｘ線画像に対して前記位置合わせする処理を実行してもよい。
（付記４）
前記処理部は、基準フレームの第１血管像における前記血管領域と、基準フレームと異なるフレームの第２血管像における前記血管領域との向きが略一致するように前記第２血管像を回転させる処理を前記第１処理として特定し、前記第２処理として、前記周期的な動きにおける位相が前記第２血管像に対応する前記Ｘ線画像に対して前記回転させる処理を実行してもよい。
（付記５）
前記処理部は、基準フレームの第１血管像における前記血管領域と、基準フレームと異なるフレームの第２血管像における前記血管領域との位置及び向きが略一致するように前記第２血管像を移動及び回転させる回転並進処理を前記第１処理として特定し、前記第２処理として、前記周期的な動きにおける位相が前記第２血管像に対応する前記Ｘ線画像に対して前記回転並進処理を実行してもよい。
（付記６）
周期的な動きのある部位について複数のＸ線画像を収集する収集部と、
前記部位について収集された血管像において血管領域を選択し、複数の前記血管像の間で前記血管領域の動きを抑制する第１処理を特定し、前記第１処理を複数の前記Ｘ線画像に対して適用することにより、複数の前記Ｘ線画像の間で動きを抑制する第２処理を行なう処理部と、
前記第２処理により動きが抑制された前記Ｘ線画像を出力する出力部と、
を備える、Ｘ線診断装置。
（付記７）
上記の医用画像処理装置の各構成をコンピュータに実行させるプログラム。

１ 医用画像処理システム
１０ Ｘ線診断装置
１１０ 処理回路
１１０ａ 制御機能
１１０ｂ 収集機能
１１０ｃ 出力機能
１１０ｄ 処理機能
３０ 医用画像処理装置
３４ 処理回路
３４ａ 制御機能
３４ｂ 取得機能
３４ｃ 処理機能
３４ｄ 出力機能

Claims (7)

1. 周期的な動きのある部位について収集された複数の血管像と、前記部位について収集された複数のＸ線画像とを取得する取得部と、
   前記血管像において血管領域を選択し、複数の前記血管像の間で前記血管領域の動きを抑制する第１処理を特定し、前記第１処理を複数の前記Ｘ線画像に対して適用することにより、複数の前記Ｘ線画像の間で動きを抑制する第２処理を行なう処理部と、
   前記第２処理により動きが抑制された前記Ｘ線画像を出力する出力部と、
   を備える、医用画像処理装置。
2. 前記処理部は、複数の前記血管像に対して前記第１処理を実行することにより、複数の前記血管像における動きを抑制し、
   前記出力部は、前記第１処理により動きが抑制された前記血管像と、前記第２処理により動きが抑制された前記Ｘ線画像との合成画像を出力する、請求項１に記載の医用画像処理装置。
3. 前記処理部は、基準フレームの第１血管像における前記血管領域と、基準フレームと異なるフレームの第２血管像における前記血管領域との位置が略一致するように前記第２血管像を位置合わせする処理を前記第１処理として特定し、前記第２処理として、前記周期的な動きにおける位相が前記第２血管像に対応する前記Ｘ線画像に対して前記位置合わせする処理を実行する、請求項１又は２に記載の医用画像処理装置。
4. 前記処理部は、基準フレームの第１血管像における前記血管領域と、基準フレームと異なるフレームの第２血管像における前記血管領域との向きが略一致するように前記第２血管像を回転させる処理を前記第１処理として特定し、前記第２処理として、前記周期的な動きにおける位相が前記第２血管像に対応する前記Ｘ線画像に対して前記回転させる処理を実行する、請求項１又は２に記載の医用画像処理装置。
5. 前記処理部は、基準フレームの第１血管像における前記血管領域と、基準フレームと異なるフレームの第２血管像における前記血管領域との位置及び向きが略一致するように前記第２血管像を移動及び回転させる回転並進処理を前記第１処理として特定し、前記第２処理として、前記周期的な動きにおける位相が前記第２血管像に対応する前記Ｘ線画像に対して前記回転並進処理を実行する、請求項１又は２に記載の医用画像処理装置。
6. 周期的な動きのある部位について複数のＸ線画像を収集する収集部と、
   前記部位について収集された血管像において血管領域を選択し、複数の前記血管像の間で前記血管領域の動きを抑制する第１処理を特定し、前記第１処理を複数の前記Ｘ線画像に対して適用することにより、複数の前記Ｘ線画像の間で動きを抑制する第２処理を行なう処理部と、
   前記第２処理により動きが抑制された前記Ｘ線画像を出力する出力部と、
   を備える、Ｘ線診断装置。
7. 周期的な動きのある部位について収集された複数の血管像と、前記部位について収集された複数のＸ線画像とを取得し、
   前記血管像において血管領域を選択し、複数の前記血管像の間で前記血管領域の動きを抑制する第１処理を特定し、前記第１処理を複数の前記Ｘ線画像に対して適用することにより、複数の前記Ｘ線画像の間で動きを抑制する第２処理を行ない
   前記第２処理により動きが抑制された前記Ｘ線画像を出力する
   各処理をコンピュータに実行させる、プログラム。

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