JP5641707B2

JP5641707B2 - Ｘ線診断装置

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Publication number: JP5641707B2
Application number: JP2009094237A
Authority: JP
Inventors: 大石　悟; 悟大石
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2009-04-08
Filing date: 2009-04-08
Publication date: 2014-12-17
Anticipated expiration: 2029-04-08
Also published as: JP2010240253A

Description

本発明は、ステント留置を支援するＸ線診断装置に関する。

血管狭窄等の治療のためのステント留置を支援するＸ線診断装置がある（例えば、特許文献１参照）。血管狭窄は、例えば、血管の内壁にプラークが溜まることにより発生する。血管狭窄は、例えば、狭窄部位をバルーンで広げてステントを留置することによって治療される。ステントは、プラークに対して前後５ｍｍ程度余裕をもってカバーするように留置するのが最適だといわれている。このためステントの長さは、プラークの長さに比して前後５ｍｍ程度長く設計されたものを使用する。

Ｘ線画像上では、カルシウムに覆われた狭窄領域を判別できるが、プラークによる狭窄領域がどこまでつながっているかは判別できない。このため、プラークに対するステントの位置決めが大変困難であり、プラークを安全にカバーできるステントの留置が安定して行なわれていない。

特開２００７―２２９４７３号公報

本発明の目的は、ステント留置の確実性の向上を可能とするＸ線診断装置を提供することにある。

本発明の第１局面に係るＸ線診断装置は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置により発生された、被検体の血管に関する３次元画像のデータを記憶する記憶部と、前記３次元画像に基づいて所定の観察角度に関する２次元の観察画像のデータを前記３次元画像のデータから発生する発生部と、前記所定の観察角度に略一致する撮影角度に関し、マーカが取り付けられたステントが挿入された前記被検体のＸ線画像のデータを発生するためにアーム機構部を制御する制御部と、前記Ｘ線画像上に含まれるマーカ領域を画素値に基づいて特定する特定部と、前記特定されたマーカ領域を前記観察画像上に合成して表示する表示部と、を具備するＸ線診断装置であって、前記３次元画像に含まれる血管領域のデータを抽出する抽出部をさらに備え、前記発生部は、前記抽出された血管領域に基づいて、前記観察画像として前記３次元画像からＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像のデータを発生する部であって、前記血管領域を分割して複数の小領域を発生し、前記発生された複数の小領域に基づいて複数のＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像のデータをそれぞれ発生し、前記発生された複数のＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像を繋ぎ合わせて一つのＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像のデータを発生する、ことを特徴とする。

本発明によれば、ステント留置の確実性の向上を可能とするＸ線診断装置の提供を実現することができる。

本発明の実施形態に係わるＸ線診断装置のブロック図。図１の撮影機構の斜視図。図１の制御部の制御のもとに行なわれる、マーカと観察画像との合成表示処理の典型的な流れを示す図。図２のステップＳ８において表示される、マーカ領域が合成された観察画像（合成画像）の一例を示す図。本発明の第２実施形態に係わる合成画像の表示画面の一例を示す図。第２実施形態に係わる、ステント留置領域が明示された合成画像の表示画面の一例を示す図。第２実施形態に係わる、通常のＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像の問題点を説明するための図。第２実施形態に特有なＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像を説明するための図。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係わるＸ線診断装置を説明する。

[第１実施形態]
図１は、第１実施形態に係るＸ線診断装置１のブロック図である。図１に示すようにＸ線診断装置１は、撮影機構１０と画像処理装置２０とを有する。図２は、撮影機構１０の斜視図である。図２に示すように、撮影機構１０は、Ｘ線管１１とＸ線検出器１３とを搭載するＣアーム１５を有する。Ｘ線管１１は、高電圧発生装置（図示せず）から高電圧が印加されることによりＸ線を発生する。Ｘ線検出器１３は、Ｘ線管１１から発生され被検体を透過するＸ線を検出する。Ｘ線検出器１３は、マトリクス状に配置された複数の半導体検出素子を有するフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）で構成される。なおＦＰＤに代えて、Ｘ線検出器１３は、イメージインテンシファイアとＴＶカメラとの組み合わせから構成されてもよい。

Ｃアーム１５は、被検体に対する撮影角度を自由に変更できるように、ＸＹＺ直交３軸各々に関して矢印Ａ，Ｂ，Ｃに回転可能に支持部１７によって支持される。典型的には、撮影角度は、ＸＹＺ直交３軸に対する撮影軸の交差角として定義される。撮影軸は、Ｘ線管１１のＸ線焦点からＸ線検出器１３の検出面中心を通る直線として定義される。典型的には、Ｚ軸は、被検体の体軸に略一致するものとして定義される。そして、Ｚ軸に対して撮影軸に一致するＹ軸とＸ軸とは、アイソセンタ（撮影不動点）で交差する。Ｃアーム１５には、駆動部１９が接続される。駆動部１９は、制御部５２からの制御信号に応じた駆動信号をＣアーム１５に供給し、Ｃアーム１５を駆動信号に応じた撮影角度に移動する。

画像処理装置２０は、Ａ／Ｄ変換部２２、記憶部２４、差分画像発生部２６、インタフェース部２８、血管抽出部３０、観察画像発生部３２、位置ずれ量算出部３４、マーカ位置特定部３６、合成部３８、フィルタリング部４０、アフィン変換部４２、ＬＵＴ部４４、Ｄ／Ａ変換部４６、表示部４８、入力部５０、及び制御部５２を有する。

Ａ／Ｄ変換部２２は、Ｘ線検出器１３に接続されている。Ａ／Ｄ変換部２２は、Ｘ線検出器１３から出力される画像信号をデジタル化し、Ｘ線画像のデータを発生する。なお、造影剤注入前に発生されたＸ線画像はマスク画像、造影剤注入後に発生されたＸ線画像はコントラスト画像と呼ばれている。マスク画像は、造影剤の影響がない、若しくはあまりないタイミングで発生される。コントラスト画像は、造影剤が充満しているタイミングで発生される。また、リアルタイムに収集されるＸ線画像をライブ画像と呼ぶことにする。これらＸ線画像のデータは、記憶部２４に記憶される。

差分画像発生部２６は、マスク画像とコントラスト画像との差分画像のデータを発生する。差分画像には、血管領域のみが描出されている。

インタフェース部２８は、ＬＡＮ（local area network）等のネットワークに接続されている。ネットワークにはＸ線コンピュータ断層撮影装置１００や画像サーバ２００が接続されている。インタフェース部２８は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１００や画像サーバ２００から、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１００により発生された３次元画像（以下、３次元ＣＴ画像と呼ぶことにする）のデータをロードする。３次元ＣＴ画像は、造影剤を注入された被検体をスキャンすることにより発生されたボリュームデータである。この３次元ＣＴ画像には、造影された血管領域を含んでいる。ロードされた３次元ＣＴ画像のデータは、記憶部２４に記憶される。

血管抽出部３０は、３次元ＣＴ画像から血管領域を抽出する。血管領域を抽出することにより血管領域のみを含む３次元ＣＴ画像のデータが発生される。

観察画像発生部３２は、種々の３次元ＣＴ画像のデータを３次元画像処理し、Ｘ線画像（差分画像）の撮影角度に略一致する観察角度に関する２次元の観察画像のデータを発生する。発生された観察画像には、血管領域が描出されている。また、観察画像発生部３２は、任意の観察角度に関する観察画像のデータを発生することも可能である。発生された観察画像のデータは、記憶部２４に記憶される。

位置ずれ量算出部３４は、所定の撮影角度に関する差分画像と、この撮影角度に略一致する観察角度に関する観察画像との解剖学的な位置ずれ量を算出する。具体的には、位置ずれ量算出部３４は、差分画像上の血管領域と観察画像上の血管領域との位置ずれ量を相互相関演算等により算出する。

マーカ位置特定部３６は、Ｘ線画像に描出されたマーカの位置を特定する。合成部３８は、位置ずれ量に従って観察画像上にマーカ領域を位置整合して合成する。

フィルタリング部４０は、種々の画像に高周波強調フィルタリングを行なう。アフィン変換部４２は、種々の画像を画像拡大や移動するためにアフィン変換を行なう。ＬＵＴ（ルック・アップ・テーブル）部４４は、種々の画像に階調変換を行なう。

Ｄ／Ａ変換部４６は、表示部４８に接続されている。Ｄ／Ａ変換部４６は、種々の画像のデータをアナログ化して、表示部４８を駆動させるために画像信号を得る。

表示部４８は、Ｄ／Ａ変換部４６から出力される画像信号が表す画像を表示デバイスに表示する。具体的には、表示部４８は、マーカ領域が合成された観察画像を表示する。表示デバイスは、例えば、ステント留置が行なわれる手術室に設置される。表示デバイスとしては、例えばＣＲＴディスプレイや、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等が適宜利用可能である。

入力部５０は、キーボードやマウス等の既知の入力デバイスを有する。入力部５０は、ユーザからの種々の指示を入力する。

制御部５２は、Ｘ線画像の撮影（透視）のようなＸ線診断装置１が一般的に備える各種の動作を実現するように各部を制御する。具体的には、所定の観察角度に略一致する撮影角度に関する被検体のＸ線画像のデータを発生するためにＣアーム１５を制御する。また、制御部５２は、本実施形態に特有なマーカと観察画像との合成表示処理を制御する。マーカと観察画像との合成表示処理により制御部５２は、ユーザ（医師や技師）による狭窄部位へのステント留置を支援する。

次に、制御部５２の制御のもとに行われるマーカと観察画像との合成表示処理の処理手順を、ステント留置術の状況のもとで説明する。図３は、マーカと観察画像との合成表示処理の典型的な流れを示す図である。

ステント留置術は、ステント付きバルーンカテーテル上のステントの両端に相当する部分には、ステントをＸ線画像上で視認可能にするためのマーカが取り付けられている。ステントはカテーテルにより留置部位まで誘導され、プラーク発生部位である狭窄部位において拡張される。ステントは、プラークに対して前後５ｍｍ程度余裕をもってカバーするように留置するのが最適だといわれている。

プラークは、体中のあらゆる部位の血管で発生する可能性がある。従って、第１実施形態におけるスキャン部位は、プラーク発生部位を含むのであれば特定に限定しない。

まず、ステント留置術が行なわれる前において、プラーク発生部位を確認するためにＸ線コンピュータ断層撮影装置１００により被検体がスキャンされる。スキャンは、被検体に造影剤が注入された状態で行なわれる。スキャンにより発生された３次元ＣＴ画像では、プラーク領域が確認できる。発生された３次元ＣＴ画像のデータは、ネットワークを介してＸ線診断装置１の記憶部２４に記憶される。なお、３次元ＣＴ画像のデータは、ネットワークを介して直接にＸ線コンピュータ断層撮影装置１００からＸ線診断装置１に送信されなくでもよい。例えば、３次元ＣＴ画像のデータは、ネットワークを介してＸ線コンピュータ断層撮影装置１００から画像サーバ２００に送信されて記憶され、そしてユーザからの指示がなされたことを契機としてネットワークを介して画像サーバ２００からＸ線診断装置１に送信されてもよい。

記憶部２４に３次元ＣＴ画像のデータが記憶された後、ユーザから入力部５０を介して合成処理の開始指示がなされることを契機として制御部５２は、血管抽出部３０に血管抽出処理を行なわせる（ステップＳ１）。血管抽出処理において血管抽出部３０は、記憶部２４から３次元ＣＴ画像のデータを読み出して、読み出された３次元ＣＴ画像から血管領域のデータを抽出する。具体的には、まず、ユーザは、入力部５０を介して３次元ＣＴ画像に含まれる血管領域の上下２点を指定する。２点は、上点と下点との間にプラーク領域を含むように指定される。上述した臨床的意義を考慮して、プラーク領域の上端から少なくとも５ｍｍ離れた点に上点が、プラーク領域の下点から少なくとも５ｍｍ離れた点に下点が設定されるとよい。上下２点が指定されると血管抽出部３０は、血管領域が有するＣＴ値を利用して、上点から下点（又は下点から上点）へ血管領域をトラッキングして、上下２点間にある血管領域を抽出する。抽出された血管領域にはステント留置が行なわれるプラーク領域を含んでいる。血管領域のデータは、制御部５２により血管抽出部３０から観察画像発生部３２に送信される。また、血管領域のデータは、記憶部２４に記憶される。

血管領域のデータが発生されると制御部５２は、観察画像発生部３２に観察画像の発生処理を行なわせる（ステップＳ２）。観察画像の発生処理において観察画像発生部３２は、抽出された血管領域に基づいて３次元ＣＴ画像を３次元画像処理し、所定の観察角度に関する観察画像のデータを発生する。所定の観察角度とは、今後行なわれるＸ線撮影における撮影角度に略一致する観察角度である。３次元画像処理としては、画素値投影処理、ＭＰＲ処理、ボリュームレンダリング処理、サーフェスレンダリング処理等が採用される。以下、説明を具体的に行なうため、３次元画像処理は、最大値投影処理であるとする。３次元ＣＴ画像に最大値投影を行なうことにより、観察画像（血管投影画像）のデータが発生される。発生された観察画像には、プラーク領域を含む血管領域が描出されている。発生された観察画像のデータは、記憶部２４に記憶される。

観察画像のデータの記憶が完了すると、制御部５２は、ユーザにより入力部５０を介してＸ線画像の収集開始指示がなされることを待機している（ステップＳ３）。

Ｘ線画像の収集開始指示がなされると（ステップＳ３：ＹＥＳ）、制御部５２は、撮影機構１０を制御してＸ線画像のデータを収集する（ステップＳ４）。まずは、Ｘ線画像として、位置合わせのための差分画像のデータが収集される。差分画像のデータは、以下の手順により収集される。まず、造影剤注入前に数枚のマスク画像のデータが収集される。収集された数枚のマスク画像は、図示しない加算部により加算される。これにより加算マスク画像のデータが発生される。マスク画像が収集されるとユーザは、被検体に造影剤を注入する。造影剤注入後、コントラスト画像のデータが収集される。コントラスト画像が収集されると差分画像発生部２６は、加算マスク画像からコントラスト画像を減算し、差分画像のデータを発生する。発生された差分画像のデータは、制御部５２により差分画像発生部２６から位置ずれ量算出部３４に送信される。また、差分画像のデータは、記憶部２４に記憶される。なお差分は、以下の（１）式により行なわれる。

α…任意の係数
Ｍａｓｋ…マスク画像の画素値
Ｃｏｎｔｒａｓｔ…コントラスト画像の画素値
なお、コントラスト画像は、表示部４８によりリアルタイムに表示される。次に、被検体にステント付きバルーンカテーテルを挿入し、狭窄部位に向けて移動させる。このカテーテルの移動は、Ｘ線透視下において行なわれる。そのため、ライブ画像には、カテーテルやマーカが描出されている。また、ライブ画像収集開始時におけるＣアーム１５の撮影角度は、ステップＳ２における観察角度に略一致するように設定される。収集されたライブ画像のデータは、リアルタイムに表示部４８に表示される。また、収集されたライブ画像のデータは、制御部５２により位置ずれ量算出部３４とマーカ位置特定部３６とに送信される。

ライブ画像のデータが収集されると制御部５２は、位置ずれ量算出部３４に位置ずれ量の算出処理を行なわせる（ステップＳ５）。具体的には、まず、ユーザは、ステップＳ１において血管領域を抽出するために観察画像上で指定された２点に対応する２点を、入力部５０を介して差分画像上に指定する。次に位置ずれ量算出部３４は、指定された２点間の血管領域をトラッキングし、差分画像から血管領域を抽出する。そして位置ずれ量算出部３４は、トラッキングにより抽出された血管領域と観察画像との間の解剖学的な位置ずれ量を相互相関演算等により算出する。算出された位置ずれ量のデータは、制御部５２により合成部３８に送信される。この位置ずれ量は、マーカ領域と観察画像との位置整合に利用される。

位置ずれ量が算出されると制御部５２は、マーカ位置特定部３６にマーカ位置の特定処理を行なわせる（ステップＳ６）。マーカ位置の特定処理においてマーカ位置特定部３６は、ライブ画像に含まれるマーカ領域を特定し、特定されたマーカ領域の位置を特定する。特定されたマーカ位置のデータは、制御部５２により合成部３８に送信される。なお、マーカ位置の特定方法には、様々な方法がある。例えば、ライブ画像を閾値処理することにより抽出されたマーカ領域の位置を特定する方法、マーカ固有の形状に基づいてライブ画像から抽出されたマーカ領域の位置を特定する方法、ユーザによりライブ画像上で指定されたマーカ領域の位置を特定する方法等がある。これら特定方法は、入力部５０を介してユーザにより任意に選択可能である。

マーカ位置が特定されると制御部５２は、合成部３８に合成処理を行なわせる（ステップＳ７）。合成処理において合成部３８は、観察画像とライブ画像との位置ずれ量に従って、観察画像上におけるマーカ位置を算出する。そして合成部３８は、観察画像において算出されたマーカ位置にマーカ領域を位置整合して合成する。これにより合成画像のデータが発生される。発生された合成画像のデータは、制御部５２により合成部３８からＤ／Ａ変換部４６に送信される。

合成画像のデータが発生されると制御部５２は、Ｄ／Ａ変換部４６に合成画像のデータをデジタル化させ、表示部４８にデジタル化された合成画像を所定のレイアウトで表示させる（ステップＳ８）。

図４は、マーカ領域が合成された観察画像（合成画像）の一例を示す図である。図４に示すように合成画像６０には、ライブ画像に由来するマーカ領域６２と観察画像に由来する血管領域６４とが含まれている。血管領域６４には、ステントの目的地であるプラーク領域６６が含まれている。このように、合成画像６０には、ライブ画像では視認が困難なプラークに起因するプラーク領域６６が明瞭に描出されている。マーカ領域６２は、ステントの先端側のマーカ領域６２１と後端側のマーカ領域６２２とを含んでいる。このマーカ領域６２は、ユーザによるカテーテル操作に応じてリアルタイムに合成画像６０上を移動する。このように、観察画像上にマーカ領域６２をリアルタイムに合成表示されることにより、ユーザは、ステント留置の位置決めを的確に実行でき、プラークを安全にカバーできる。

かくして第１実施形態によれば、ステント留置の確実性の向上を可能とするＸ線診断装置の提供が実現する。

なお、第１実施形態を説明する上で、ステントをプラーク発生部位に留置するとした。しかしながら第１実施形態は、これに限定する必要はなく、バルーンカテーテルにより血管を拡張する手技にも使用できる。バルーンカテーテルには、同様にバルーンの先端側、後端側にマーカが取り付けられている。また、臨床的にステントを留置する部位であればプラーク発生部位以外のあらゆる部位に適用可能である。例えば、動脈瘤や擬似動脈瘤の発生部位にステントを留置する場合がある。動脈瘤や擬似動脈瘤の治療法の１つとして、動脈瘤や擬似動脈瘤にコイル等の塞栓物を挿入する塞栓術がある。この場合、塞栓物の挿入後、動脈瘤内に挿入された塞栓物が血管に流れることを防止するために、塞栓物を動脈瘤内に閉じ込めるようにステントを血管に留置している。また、動脈瘤や擬似動脈瘤に塞栓物を挿入しないでステントを留置して治療する手技にも第１実施形態は適用可能である。

[第２実施形態]
第２実施形態では、マーカ領域が合成される観察画像としてＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像を用いる。以下、Ｃｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像を用いた第２実施形態について説明する。なお以下の説明において、第１実施形態と略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。

観察画像発生部３２は、血管抽出部３０により抽出された血管領域をＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ処理してＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像のデータを発生する。Ｃｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像は、３次元ＣＴ画像内を立体的に蛇行する血管領域の全体を重なり無く一平面状に可視化する。発生されるＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像の観察角度は、Ｘ線画像の撮影角度に略一致している。図３のステップＳ７において、合成部３８は、位置ずれ量算出部３４により算出された位置ずれ量に従って、Ｃｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像上にマーカ領域を位置整合して合成する。これによりＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像とマーカ領域とが合成された合成画像のデータが発生される。図３のステップＳ８において、発生された合成画像のデータはＤ／Ａ変換部４６によりデジタル化され、デジタル化された合成画像は表示部４８に所定のレイアウトで表示される。

図５は、第２実施形態に係わる合成画像の表示画面の一例を示す図である。図５に示すように、表示画面は、ライブ画像７１の表示領域と合成画像７３の表示領域とを有する。合成画像７３には、ライブ画像に由来するマーカ領域７５とＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像に由来する血管領域７７とが含まれている。血管領域７７には、ステントの目的地であるプラーク領域７９が含まれている。

第１実施形態のように画素値投影処理やＭＰＲ処理、ボリュームレンダリング処理、サーフェスレンダリング処理により観察画像を発生した場合、観察角度によっては血管領域の重なりが発生してしまう。しかし、第２実施形態のようにＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ処理により観察画像（Ｃｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像）を発生した場合、いかなる観察角度であっても血管領域の重なりが発生しない。従って、Ｃｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像にマーカ領域が合成されることでユーザは、第１実施形態に比してステント留置の位置決めをより的確に実行でき、プラークを安全にカバーできる。

なお、必要に応じて、合成画像上にステント留置領域を明示してもよい。このステント留置領域の明示方法は、以下のような手順で行なわれる。まず、表示部４８は、Ｃｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像を表示する。Ｃｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像が表示されると制御部５２は、ユーザにより入力部５０を介してステント留置領域が指定されることを待機する。ユーザは、Ｃｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像に描出されているプラーク領域を観察し、ステント留置領域を指定する。ステント留置領域は、領域全体であってもよいし、領域の両端点であってもよい。ステント留置領域が指定されると制御部５２は、指定されたステント留置領域と他の領域とを区別して表示部４８に合成画像を表示させる。

図６は、ステント留置領域が明示された合成画像の表示画面の一例を示す図である。図６に示すように表示画面の合成画像７３の表示領域には、ステント留置領域８１が明示されている。上記の臨床的意義に従って、ステント留置領域８１の上端８１Ｕはプラーク領域７９の上端７９Ｕから実寸で５ｍｍ程度、ステント留置領域８１の下端８１Ｌはプラーク領域７９の下端７９Ｌから実寸で５ｍｍ程度離れているのがよい。ステント留置領域８１の明示の方法としては、例えば、ステント留置領域８１と他の領域とを異なる色や透明度、輝度で表示する方法が挙げられる。また、マーカ領域７５を示す線を血管走行に垂直に描画させてもよい。

また、観察画像発生部３２は、一般的なＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像のデータだけではなく、第２実施形態に特有なＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像のデータを発生させてもよい。以下、この第２実施形態に特有なＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像のデータの発生処理について説明する。

図７は、通常のＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像の問題点を説明するための図である。（ａ）に示すように、一般的なＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像では、１つの観察角度で１枚の画像が発生されている。この場合、１つの血管領域７７に隆起方向の異なる複数のプラーク領域７９１，７９２がある場合、隆起状態が確認しづらいプラーク領域がでてきてしまう。例えば、（ａ）と（ｂ）とに示すように、断面位置Ｐ１に関するプラーク領域７９１の隆起方向Ｂ１は視線方向に略直交しているため、プラーク領域７９１の隆起状態を観察しやすい。しかし、（ａ）と（ｃ）とに示すように、断面位置Ｐ２に関するプラーク領域７９２の隆起方向Ｂ２は視線方向に略平行しているため、プラーク領域７９２の隆起状態を観察しにくい。

そこで観察画像発生部３２は、１つの血管領域に隆起方向の異なる複数のプラーク領域がある場合でも、全てのプラーク領域の隆起状態を最も観察しやすい１枚のＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像のデータを発生する。具体的な発生手順は以下の通りである。

まず、血管抽出部３０により抽出された血管領域を芯線に沿って複数に分割する。分割された各血管領域を血管領域片と呼ぶことにする。各血管領域片についてプラーク領域の隆起方向を特定する。隆起方向の特定方法としては、例えば、血管径を、芯線周りの１８０度全ての方向で計測する方法が挙げられる。この計測方法の詳細は、従来技術であるのでここでは説明を省略する。最短の血管径方向が特定されると、各血管領域片について、特定された血管径方向に応じて観察角度を決定する。観察角度は、最も隆起状態が観察しやすい角度に決定され、典型的には、隆起方向に略直交する方向に決定される。なお、血管領域片にプラーク領域がない場合、その観察角度は任意の観察角度に決定される。

観察角度が決定されると、対応する血管領域片を決定された観察角度でＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ処理して、血管領域片に関するＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像（以下、Ｃｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像片と呼ぶことにする）のデータを発生する。このようにして複数のＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像片のデータが発生されると、発生された複数のＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像片のデータを順番に繋ぎ合わせることで１枚のＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像のデータが発生される。

図８は、発生された第２実施形態に特有なＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像を説明するための図である。（ａ）に示すように、第２実施形態に特有なＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像では、複数の観察角度で１枚の画像が発生されている。この場合、１つの血管領域７７に隆起方向の異なる複数のプラーク領域７９１，７９２があっても、全てのプラーク領域７９１，７９２の隆起状態が把握できる。具体的には、断面位置Ｐ１に関するプラーク領域７９１の隆起方向Ｂ１と断面位置Ｐ２に関するプラーク領域７９２の隆起方向Ｂ２とは、異なっている。しかし、（ａ）に示すように、第２実施形態に特有なＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像では、互いに異なる隆起方向を有するプラーク領域７９１とプラーク領域７９２とを、最も隆起状態を把握しやすい観察角度で同時に描出している。

観察画像発生部３２により発生されたＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像のデータは、Ｄ／Ａ変換部４６によりデジタル化され、表示部４８に表示される。この際、表示部４８は、Ｃｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像を引き伸ばして、図５や図６に示すように、表示デバイス上のライブ画像の横に表示する。

かくして第２実施形態によれば、ステント留置の確実性の向上を可能とするＸ線診断装置の提供が実現する。

[第３実施形態]
第１実施形態及び第２実施形態において、スキャン部位は特に限定しなかった。第３実施形態においては、スキャン部位を心臓に限定する。心臓の拍動を考慮してマーカと観察画像との位置整合を行なう。以下、心臓の拍動を考慮した位置整合を行なう第３実施形態について説明する。なお以下の説明において、第１及び第２実施形態と略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。

記憶部２４は、３次元ＣＴ画像のデータに心電位相情報を関連付けて記憶している。第３実施形態は、どの心電位相でも実行可能である。しかし、位置ずれ量の算出精度を高めるため、心電位相は、心臓の動きが最も少ない位相であるとよい。この要請に適う心電位相としては、例えば、拡張末期や収縮末期が挙げられる。

ステップＳ１において血管抽出部３０は、記憶部２４に記憶されている３次元ＣＴ画像から血管領域を流出する。抽出方法は、第１実施形態と同様である。

ステップＳ２において観察画像発生部３２は、抽出された血管領域に基づいて血管投影画像のデータを発生する。発生された血管投影画像のデータは、由来する３次元ＣＴ画像の心電位相に関連付けられて記憶部２４に記憶される。

図３のステップＳ４でのコントラスト画像（ＤＡ画像）、ライブ画像の収集中において、図示しない心電計は、被検体の心電位相を計測し、計測された心電位相のデータを記憶部２４に送信する。記憶部２４は、受信した心電位相のデータを、対応するライブ画像のデータに関連付けて記憶部２４に記憶する。コントラスト画像のデータにも心電位相のデータが関連付けられる。なお心臓領域では動きがあるため一般的にはＤＳＡ処理をしないことが多い。しかし例えば、同一心位相のコントラスト画像と造影剤の影響が殆ど無い画像とをサブトラクションすることで差分画像を作成してもよい。

ステップＳ５において位置ずれ量算出部３４は、血管投影画像の心電位相に略一致する心電位相に関連付けられたコントラスト画像のデータを記憶部２４から読み出し、読み出されたコントラスト画像と血管投影画像とを用いて位置ずれ量を算出する。

ステップＳ６においてマーカ位置特定部３６は、リアルタイムに発生されるライブ画像の中から、３次元ＣＴ画像の心電位相に略一致する心電位相に関するライブ画像を特定し、特定されたライブ画像上のマーカ領域の位置を特定する。

ステップＳ７において合成部３８は、マーカ領域を位置ずれ量に従ってＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像に位置整合する。これにより合成画像のデータが発生される。そしてステップＳ８において表示部４８は、発生された合成画像を表示する。

かくして第３実施形態によれば、ステント留置の確実性の向上を可能とするＸ線診断装置の提供が実現する。

なお、本発明は上記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、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。

以上本発明によれば、ステント留置の確実性の向上を可能とするＸ線診断装置の提供を実現することができる。

１…Ｘ線診断装置、１０…撮影機構、１１…Ｘ線管、１３…Ｘ線検出器、１５…Ｃアーム、１８…駆動部、２０…画像処理装置、２２…Ａ／Ｄ変換部、２４…記憶部、２６…差分画像発生部、２８…インタフェース部、３０…血管抽出部、３２…観察画像発生部、３４…位置ずれ量算出部、３６…マーカ位置特定部、３８…合成部、４０…フィルタリング部、４２…アフィン変換部、４４…ＬＵＴ部、４６…Ｄ／Ａ変換部、４８…表示部、５０…入力部、５２…制御部

Claims

Ｘ線コンピュータ断層撮影装置により発生された、被検体の血管に関する３次元画像のデータを記憶する記憶部と、
前記３次元画像に基づいて所定の観察角度に関する２次元の観察画像のデータを前記３次元画像のデータから発生する発生部と、
前記所定の観察角度に略一致する撮影角度に関し、マーカが取り付けられたステントが挿入された前記被検体のＸ線画像のデータを発生するためにアーム機構部を制御する制御部と、
前記Ｘ線画像上に含まれるマーカ領域を画素値に基づいて特定する特定部と、
前記特定されたマーカ領域を前記観察画像上に合成して表示する表示部と、
を具備するＸ線診断装置であって、
前記３次元画像に含まれる血管領域のデータを抽出する抽出部をさらに備え、
前記発生部は、前記抽出された血管領域に基づいて、前記観察画像として前記３次元画像からＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像のデータを発生する部であって、前記血管領域を分割して複数の小領域を発生し、前記発生された複数の小領域に基づいて複数のＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像のデータをそれぞれ発生し、前記発生された複数のＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像を繋ぎ合わせて一つのＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像のデータを発生する、
ことを特徴とするＸ線診断装置。
ユーザからの指示に従って前記観察画像上に関心領域を指定する指定部をさらに備え、
前記表示部は、前記指定された関心領域を前記表示されている観察画像上で明示する、
請求項１記載のＸ線診断装置。
前記発生部は、前記複数の小領域にそれぞれ対応する複数の隆起方向を特定し、前記特定された複数の隆起方向に略垂直な前記観察角度に関する前記複数のＣｕｒｖｅｄ―ＭＰＲ画像のデータを前記３次元画像から発生する、請求項１記載のＸ線診断装置。
前記観察画像と前記Ｘ線画像との位置ずれ量を算出する算出部をさらに備え、
前記表示部は、前記算出された位置ずれ量に従って前記マーカ領域を前記観察画像上に重ね合わせて表示する、
請求項１記載のＸ線診断装置。
前記算出部は、互いに略同一な心電位相に関する観察画像とＸ線画像とで位置ずれ量を算出する、請求項４記載のＸ線診断装置。