JP6651579B2 - 画像処理装置及びｘ線診断装置 - Google Patents

Description

本発明の実施の形態は、画像処理装置及びＸ線診断装置に関する。

近年、冠動脈狭窄病変の診断は、狭窄の有無や狭窄の程度などを形態学的に評価する「解剖学的評価」、及び、心筋虚血の有無や心筋虚血の程度などを客観的に評価する「生理学的評価」の両面からなされている。また、「生理学的評価」に用いられる生理学的指標として、ＦＦＲ（Fractional Flow Reserve）や、ＣＦＲ（Coronary Flow Reserve）などが注目を集めている。例えば、ＦＦＲは、冠動脈の狭窄によって引き起こされる心筋虚血の程度を示す指標であり、狭窄存在下の最大冠血流量と狭窄非存.在下の最大冠血流量との比で示される。また、例えば、ＣＦＲは、心筋における酸素需要の増大に対応して冠血流量を増大させ得る能力を示す指標であり、安静時と最大反応性充血時との冠血流量の比で示される。

従来、これらの生理学的指標は、所定の計測装置によって算出される。例えば、計測装置は、圧力センサ付ガイドワイヤ（プレッシャーワイヤ）を有し、冠動脈の内圧を計測することで、ＦＦＲを算出する。また、例えば、計測装置は、超音波探触子を先端に装着したガイドワイヤ（ドップラーワイヤ）を有し、この超音波探触子によって冠動脈の血流速度を計測することで、ＣＦＲを算出する。

特表２０１０−５２６５５６号公報 特表２００４−５２８９２０号公報 特表２００３−５２５０６７号公報 特開２０１１−１５６３２１号公報

本発明が解決しようとする課題は、生理学的指標の計測位置を血管画像上で把握することができる画像処理装置及びＸ線診断装置を提供することである。

実施形態に係る画像処理装置は、特定部と、表示制御部とを備える。前記特定部は、被検体から経時的に収集される複数の第１のＸ線画像に含まれる圧力センサの位置を順次特定し、造影下で前記被検体を撮像して得られた第２のＸ線画像における前記特定した位置に対応する位置をそれぞれ特定する。前記表示制御部は、前記圧力センサの出力に基づく血流に関する指標に応じた色で、前記第２のＸ線画像における血管を色分けして表示部に表示させる。前記表示制御部は、前記血流に関する指標と治療の要否を判断するための閾値との比較に基づいて、前記第２のＸ線画像における血管を色分けして表示部に表示させる。

図１は、第１の実施形態の概要を示す図。 図２は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の全体構成を示すブロック図。 図３は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置、計測装置、及びＥＣＧ（Electrocardiogram）計測装置の構成を示す図。 図４は、第１の実施形態における表示画像の生成を説明するための図。 図５は、第１の実施形態における表示例を示す図。 図６は、第１の実施形態における他の表示例を示す図。 図７は、第１の実施形態における他の表示例を示す図。 図８は、第２の実施形態における表示画像の生成を説明するための図。 図９は、第３の実施形態における表示画像の生成を説明するための図。 図１０は、第３の実施形態における表示例を示す図。 図１１は、第３の実施形態における他の表示例を示す図。 図１２は、本実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示す図。 図１３は、図１２のガントリ部の外観を示す図。 図１４は、本実施形態のＤＡ画像収集からガイドワイヤ引き抜き完了までの一連の動作を概略的に示す図。 図１５は、図１４のカテーテル挿入から参照画像選択までの処理手順を示す流れ図。 図１６は、図１５の工程Ｓ１４で選択された参照画像の一例を示す図。 図１７は、図１４のガイドワイヤ引き抜き期間における処理手順を示す流れ図。 図１８は、図１７の工程Ｓ３５の説明図。 図１９は、図１７の工程Ｓ３６の説明図。 図２０は、図１７の工程Ｓ３７の説明図。 図２１は、図１７の工程Ｓ３１−Ｓ３８のループ動作に関する説明図。 図２２は、図１７の工程Ｓ３８におけるディスプレイの表示画面例を示す図。 図２３は、図２２の表示画面においてマーク列に代えてＦＦＲ値の数値を参照画像上に重ねる表示画面例を示す図。 図２４は、図２２の表示画面から切り替えられた、マーク列が透視画像上に重ねられる表示画面例を示す図。 図２５は、図２２の表示画面においてマーク列に代えてＦＦＲ値の数値を透視画像上に重ねる表示画面例を示す図。 図２６は、ガイドワイヤの側面図。 図２７は、第４の実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示すブロック図。 図２８は、第４の実施形態における表示例を示す図。 図２９は、第５の実施形態に係るＸ線診断装置、計測装置、及びＥＣＧ計測装置の構成を示す図。 図３０は、第５の実施形態における心筋虚血改善予測を説明するための図。 図３１は、第５の実施形態における表示例を示す図。 図３２は、その他の実施形態における表示画像の生成及び表示例を示す図。

以下、図面を参照しながら、実施形態に係る画像処理装置、医用画像診断装置及び血圧モニタを説明する。なお、第１〜第５の実施形態においては、Ｘ線診断装置１００の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の概要を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態においては、Ｘ線診断装置１００によって被検体Ｐの血管を含む画像を収集しながら、計測装置２００によるＦＦＲや、ＣＦＲ、ｉＦＲ（instant wave-Free Ratio）、ＩＭＲ（Index of Microcirculatory Resistance）などの計測が行われる。例えば、操作者は、Ｘ線診断装置１００によって収集された血管を含む画像を見ながら計測装置２００の圧力センサ付ガイドワイヤを被検体Ｐの冠動脈内に挿入し、血管内圧の計測を行う。また、操作者は、圧力センサ付ガイドワイヤを適宜移動させながら、冠動脈内の複数の位置で血管内圧の計測を行う。なお、血管を含む画像（以下、血管画像と記す）とは、冠動脈などの血管を対象として撮影された画像のことであり、造影下で収集されたＸ線画像及び非造影下で収集されたＸ線画像を含む。また、例えば、Ｘ線診断装置１００によって造影下で収集された場合には、造影Ｘ線画像を意味し、Ｘ線診断装置１００によって非造影下で収集された場合には、非造影Ｘ線画像を意味する。

図１に示すように、Ｘ線診断装置１００は、血管内圧の計測中に収集された時系列の血管画像群を記憶部に記憶する。一方、計測装置２００は、血管内圧の計測データに基づきＦＦＲやＣＦＲなどを算出する。そして、Ｘ線診断装置１００は、血管内圧の計測中に収集された時系列の血管画像群と、計測装置２００によって計測された計測データとを関連付ける。

具体的には、Ｘ線診断装置１００によって収集された時系列の血管画像群には、各血管画像が撮影された時刻情報が含まれる。一方、血管内圧の計測データにも、各計測データが計測された時刻情報が含まれる。そこで、Ｘ線診断装置１００は、この時刻情報を用いて血管画像群と計測データとを関連付け、血管画像群から、計測データが計測された時相に対応する血管画像を抽出する。そして、Ｘ線診断装置１００は、抽出した血管画像の画像解析によりガイドワイヤの先端を特定することで、各計測データの計測位置を特定し、血管画像上で特定された計測位置に対応付けて、計測データから算出された指標を表示する。

図２は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００の全体構成を示すブロック図である。第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、血管造影をしながら、カテーテルなどを用いた血管内治療を支援する医用画像診断装置であり、撮影処理を担う機能は、既存の公知技術を用いて実現できる。図２に示すように、Ｘ線診断装置１００は、架台部１０と、計算機システム２０とを備える。また、図２に示すように、架台部１０は、寝台１１と、架台１２と、Ｃアーム１３と、Ｘ線源１４と、Ｘ線検出器１５と、表示部１６とを備える。

寝台１１は、垂直方向及び水平方向に移動可能であり、被検体Ｐが載置される。架台１２は、Ｃアーム１３を支持する。Ｃアーム１３は、Ｚ軸を中心に矢印Ｒ方向に回転可能であり、Ｘ線源１４及びＸ線検出器１５を対向して保持する。Ｘ線源１４は、Ｘ線を照射するＸ線管球と、コリメータとを有する。Ｘ線検出器１５は、Ｘ線源１４から照射され、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。表示部１６は、計算機システム２０によって生成されたＸ線画像などを表示する。

計算機システム２０は、入力部２１と、Ｘ線画像記憶部２２と、制御部２３と、Ｘ線画像撮影部２４と、Ｃアーム制御部２５と、Ｘ線画像生成部２６とを備える。

入力部２１は、コントロールパネル、フットスイッチなどであり、Ｘ線診断装置１００に対する各種操作の入力を操作者から受け付ける。Ｘ線画像記憶部２２は、Ｘ線画像データを記憶する。制御部２３は、Ｘ線診断装置１００の全体制御を行う。Ｘ線画像撮影部２４は、Ｘ線源１４、Ｘ線検出器１５、及びＣアーム制御部２５を制御し、Ｘ線画像を収集する。また、Ｘ線画像撮影部２４は、収集したＸ線画像を、Ｘ線画像生成部２６に送る。Ｃアーム制御部２５は、Ｘ線画像撮影部２４による制御の下、Ｃアーム１３の回転などを制御する。Ｘ線画像生成部２６は、Ｘ線画像を生成する。

図３は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００、計測装置２００、及びＥＣＧ計測装置３００の構成を示す図である。なお、図３は、図２に示すＸ線診断装置１００の一部構成（計測データやＸ線画像を解析し、画像や文字列を表示する構成）を詳細に示すものであり、同一の部には同一の符号を付して説明を省略する。また、図３においてＸ線診断装置１００が備える各部のうち、表示部１６、入力部２１、Ｘ線画像記憶部２２、及びＸ線画像撮影部２４以外の各部は、図２に示した制御部２３などに備えられればよい。

計測装置２００及びＥＣＧ計測装置３００は、既存の公知技術を用いて実現できる。まず、計測装置２００は、血管内圧などを計測し、計測により得られた計測データに基づきＦＦＲやＣＦＲを算出し、算出したＦＦＲやＣＦＲを、その都度、Ｘ線診断装置１００に送信する。具体的には、血管内圧計測部２１０は、血管内圧などを計測し、計測データを生理学的指標算出部２１１に送る。生理学的指標算出部２１１は、計測データに基づきＦＦＲやＣＦＲを算出し、算出したＦＦＲやＣＦＲを生理学的指標送信部２１２に送る。生理学的指標送信部２１２は、ＦＦＲやＣＦＲをＸ線診断装置１００に送信する。なお、生理学的指標送信部２１２は、ＦＦＲやＣＦＲの他に、血管内圧計測部２１０によって計測された計測データ自体をＸ線診断装置１００に送信してもよい。

また、ＥＣＧ計測装置３００は、ＥＣＧを計測し、計測したＥＣＧを、その都度、Ｘ線診断装置１００に送信する。具体的には、ＥＣＧ計測部３１０は、ＥＣＧを計測し、計測したＥＣＧをＥＣＧ送信部３１１に送る。ＥＣＧ送信部３１１は、ＥＣＧをＸ線診断装置１００に送信する。

Ｘ線診断装置１００は、計測データの計測中に撮影された時系列のＸ線画像群と、計測データとを関連付けて、計測データの計測位置をＸ線画像上で特定し、計測位置を示すＸ線画像を表示部１６に表示する。

具体的には、生理学的指標受信部１１０は、計測装置２００からＦＦＲやＣＦＲを受信し、生理学的指標記憶部１１１に格納する。また、ＥＣＧ受信部１１２は、ＥＣＧ計測装置３００からＥＣＧを受信し、ＥＣＧ記憶部１１３に格納する。また、時刻管理部１１４は、Ｘ線診断装置１００における正しい時刻を管理しており、計測装置２００やＥＣＧ計測装置３００との間で通信を行う都度、また、Ｘ線画像撮影部２４がＸ線画像を撮影する都度、その通信時刻や撮影時刻を通信・撮影時刻記憶部１１５に格納する。

なお、第１の実施形態においては、Ｘ線診断装置１００と計測装置２００とＥＣＧ計測装置３００とが、それぞれ正しく時刻設定されている状態であると想定する。このため、Ｘ線診断装置１００は、時刻管理部１１４によって管理される時刻に従い、計測装置２００やＥＣＧ計測装置３００から受信した各種情報と、Ｘ線診断装置１００にて撮影したＸ線画像との間で、時間的な同期をとる。もっとも、実施形態はこれに限られるものではなく、例えば、Ｘ線診断装置１００が時間的な同期信号を計測装置２００やＥＣＧ計測装置３００に送信することによって、時間的な同期をとってもよい。

続いて、特定部１２０及び表示制御部１３０を、図４を参照しながら説明する。図４は、第１の実施形態における表示画像の生成を説明するための図である。

特定部１２０は、血流に関する指標の取得位置を、医用画像診断装置によって収集された血管を含む画像上で特定する。具体的には、特定部１２０は、計測データの計測位置を、Ｘ線診断装置１００によって収集されたＸ線画像上で特定する。より具体的には、計測時刻画像抽出部１２１は、Ｘ線画像撮影部２４によって撮影され、Ｘ線画像記憶部２２に格納された時系列のＸ線画像群から、計測データが計測された時相に対応するＸ線画像（計測時刻画像）を抽出する。例えば、計測時刻画像抽出部１２１は、計測装置２００から受信したＦＦＲやＣＦＲに対応する時刻情報、ＥＣＧ計測装置３００から受信したＥＣＧに対応する時刻情報、及びＸ線画像に対応する時刻情報を用いて、任意の時刻に収集されたこれらの情報同士を関連付ける。これによって、異なる装置によって収集された情報同士の時間的な同期ができる。そして、計測時刻画像抽出部１２１は、ＦＦＲやＣＦＲに対応する時刻情報と略同一の時刻情報を有するＸ線画像を、計測データが計測された時相に対応するＸ線画像として抽出し、抽出したＸ線画像を血管内圧計測位置特定部１２２に送る。

血管内圧計測位置特定部１２２は、計測データの計測位置を、計測時刻画像抽出部１２１によって抽出されたＸ線画像（計測時刻画像）上で特定する。例えば、血管内圧計測位置特定部１２２は、計測時刻画像抽出部１２１によって抽出されたＸ線画像を画像解析し、計測に用いられたガイドワイヤの先端を特定することで、計測位置を特定する。

ガイドワイヤの先端の特定は、既存の公知技術を用いて実現できる。例えば、血管内圧計測位置特定部１２２は、Ｘ線画像に対して強調処理を行うことで、ガイドワイヤの像を明瞭にする。例えば、血管内圧計測位置特定部１２２は、非線形輝度変換を行ってＸ線画像の濃度ムラを低減させてから、空間周波数の高い成分を抽出する画像フィルタ処理を施す。この画像フィルタ処理は、大域的で滑らかなグラデーションを除去し、局所的で細かな変動成分のみを残すものである。次に、血管内圧計測位置特定部１２２は、Ｘ線画像に対してパターン抽出処理を施すことで、ガイドワイヤの像を特定する。例えば、血管内圧計測位置特定部１２２は、画素値の閾値処理や空間フィルタ処理などを施す。そして、血管内圧計測位置特定部１２２は、Ｘ線画像からガイドワイヤの像を抽出し、Ｘ線画像におけるガイドワイヤの像の形状を示す２次元曲線を求め、２次元曲線の各点の座標値に基づいて、２次元曲線の端部に位置付けられるガイドワイヤの先端座標を抽出する。

表示制御部１３０は、血管を含む画像上に取得位置を表示するとともに、取得位置に対応付けて、指標を表示部に表示させる。例えば、表示制御部１３０は、Ｘ線画像上に計測位置を表示するとともに、計測位置に対応付けてＦＦＲやＣＦＲを表示する。まず、周期画像処理部１４０の心拍１周期造影画像群抽出部１４１は、図４に示すように、Ｘ線画像記憶部２２に格納された時系列のＸ線画像群から、冠動脈全体が良く造影された心拍１周期分の造影画像群（静止画像群）を抽出する。なお、例えば、心拍１周期造影画像群抽出部１４１は、各Ｘ線画像の輝度値分布を比較し、輝度値が低いＸ線画像群を、冠動脈が良く造影された造影画像群と判定する。

冠動脈枝特定部１４２は、図４に示すように、心拍１周期造影画像群抽出部１４１によって抽出された造影画像群の各造影画像から冠動脈領域を抽出し、冠動脈枝を特定する。例えば、冠動脈枝特定部１４２は、Ｃアーム１３の角度などの撮影条件や画素の輝度値、その連続性、血管形状、隣り合う時相の造影画像間の変化量などに基づいて、各造影画像から冠動脈領域を抽出し、冠動脈枝を特定する。なお、冠動脈枝の特定は、既存の公知技術を用いて実現できる。

狭窄部位特定部１４３は、冠動脈枝特定部１４２によって抽出された冠動脈領域内で、狭窄部位を特定する。例えば、狭窄部位特定部１４３は、血管構造の連続性、特に、血管径の変化に基づいて、狭窄部位を特定する。なお、狭窄部位の特定は、既存の公知技術を用いて実現できる。

時相間冠動脈枝・狭窄部位Ｍａｐｐｉｎｇ部１４４は、心拍１周期分の造影画像群の各造影画像において特定された狭窄部位を、異なる時相間で関連付ける。これによって、狭窄部位の時系列的な変位をＸ線画像上で追跡できる。例えば、時相間冠動脈枝・狭窄部位Ｍａｐｐｉｎｇ部１４４は、造影画像間のＷａｒｐＦｉｅｌｄを算出する。ＷａｒｐＦｉｅｌｄとは、非線形位置合わせを行う公知の画像処理技術である。例えば、時相間冠動脈枝・狭窄部位Ｍａｐｐｉｎｇ部１４４は、各造影画像から特徴量を抽出し、抽出した特徴量を異なる時相間で関連付けることで、画素の移動量を示す３次元ベクトルの集合体を算出する。

計測データ・狭窄部位Ｍａｐｐｉｎｇ部１４５は、図４に示すように、血管内圧計測位置特定部１２２によってＸ線画像（計測時刻画像）上に特定された計測位置に基づき、計測データと、造影画像（周期画像）上に特定された狭窄部位とを関連付ける。例えば、計測データ・狭窄部位Ｍａｐｐｉｎｇ部１４５は、ＥＣＧを用いて、心拍１周期分の造影画像群のうち、計測時刻画像と時相が一致する造影画像（周期画像）を特定する。そして、計測データ・狭窄部位Ｍａｐｐｉｎｇ部１４５は、Ｘ線画像（計測時刻画像）上に特定された計測位置に基づき、この計測位置で計測された計測データから算出されたＦＦＲやＣＦＲと、この計測位置に近接する造影画像（周期画像）上の狭窄部位とを関連付ける。これによって、時系列のＸ線画像群に含まれる各Ｘ線画像上に、ＦＦＲやＣＦＲを表示できる。

一方、表示画像処理部１５０の心拍周期対応画像特定部１５１は、ＥＣＧを用いて、表示画像選択部１１６によって選択された表示画像が、心拍１周期におけるどの時相に対応するかを特定する。なお、表示画像選択部１１６は、例えば、入力部２１を介して操作者の指示を受け付けることで、Ｘ線画像記憶部２２に記憶された時系列のＸ線画像群の中から、適宜、表示画像を選択すればよい。例えば、第１の実施形態において、表示画像選択部１１６は、Ｘ線画像記憶部２２に記憶されたＸ線画像の選択メニュー（例えば、「患者リスト」、「検査リスト」）を表示し、入力部２１を介して操作者の指示を受け付け、表示画像として、単一の造影画像（静止画）を選択する。

冠動脈枝特定部１５２は、心拍１周期造影画像群抽出部１４１によって抽出された造影画像群のうち、心拍周期対応画像特定部１５１によって特定された時相の造影画像から、冠動脈枝特定部１４２と同様の手法により、冠動脈領域を抽出し、冠動脈枝を特定する。狭窄部位特定部１５３は、狭窄部位特定部１４３と同様の手法により、冠動脈枝特定部１５２によって抽出された冠動脈領域内で、狭窄部位を特定する。

表示画像Ｍａｐｐｉｎｇ部１５４は、図４に示すように、造影画像（周期画像）上に特定された計測位置を、表示画像に関連付ける。例えば、表示画像Ｍａｐｐｉｎｇ部１５４は、時相間冠動脈枝・狭窄部位Ｍａｐｐｉｎｇ部１４４によって算出されたＷａｒｐＦｉｅｌｄを用いて、造影画像（周期画像）上に特定された計測位置が、表示画像の時相においてどの位置に移動したかを３次元ベクトルにより特定する（位置合わせする）。そして、表示画像Ｍａｐｐｉｎｇ部１５４は、異なる時相の造影画像上で特定された複数の計測位置を、１つの表示画像上で特定する。すなわち、表示画像Ｍａｐｐｉｎｇ部１５４は、各計測位置が表示画像の時相においてどの位置に移動したかをＷａｒｐＦｉｅｌｄにより特定することで、表示画像として選択された単一の造影画像と、各計測位置が特定された各造影画像とのずれが補正される。

表示画像生成部１５５は、表示画像を生成し、表示部１６に表示する。図５は、第１の実施形態における表示例を示す図である。図５に示すように、第１の実施形態において、表示画像生成部１５５は、所定の時相のＸ線画像（静止画像）上に計測データの計測位置を表示するとともに、計測位置に対応付けて、計測データから算出された生理学的評価指標（例えば、ＦＦＲやＣＦＲなど）を表示する。また、表示画像生成部１５５は、個々の狭窄部位に対応付けて更に狭窄率を表示することで、解剖学的評価指標と生理学的評価指標とを同一のＸ線画像上に表示する。また、表示画像生成部１５５は、図５に示すように、更に治療の要否に関する情報（例えば、治療不要、要治療）を表示する。なお、狭窄部位を示すマーク（図５において、白抜きの円）は、例えば、治療の要否や、狭窄率などに応じて、色を変えて表示してもよい。また、文字列や文字列を囲む枠も、例えば、治療の要否や、ＦＦＲやＣＦＲの値に応じて、色を変えて表示してもよい。例えば、注意を喚起すべき場合に、『赤色』で表示するなどしてもよい。

治療要否基準設定部１１７は、治療要否を判定するための基準を設定する。例えば、治療要否基準設定部１１７は、「ＦＦＲ＜０．７５、又は、ＣＦＲ≦２．００、又は、狭窄率≧５０％のいずれかの条件を満たす場合に、『要治療』と判定する」という基準を設定する。治療要否判定部１１８は、治療要否基準設定部１１７によって設定された基準に基づいて、治療要否を判定する。なお、治療要否判定部１１８による判定結果は、表示画像生成部１５５に送られる。

図６は、第１の実施形態における他の表示例を示す図である。図６に示すように、第１の実施形態において、表示画像生成部１５５は、狭窄部周辺に各種指標を表示するのみならず（図６においては各種指標の表示は図示を省略）、血管内圧などの計測値に応じて、血管自体をカラー表示や濃淡表示してもよい。図６においては、便宜上、色の濃淡で示しているが、例えば、計測値に応じて、『赤色』と『黄色』との濃淡などで表示してもよい。

図７は、第１の実施形態における他の表示例を示す図である。図７に示すように、第１の実施形態において、表示画像生成部１５５は、自動処理の結果を手動で調整するためのツールを表示してもよい。すなわち、上述したように、第１の実施形態においては、狭窄部位や、計測データの計測位置などが、Ｘ線画像上で自動的に特定され、表示されるが、必ずしも期待通りの結果を表示しないおそれもある。このような場合のために、表示画像生成部１５５は、図７に示すようなＵＩ（User Interface）を表示する。このＵＩは、例えば、冠動脈枝特定部１４２によって特定された冠動脈枝から血管芯線を抽出し、抽出した血管芯線を表示する。表示画像生成部１５５は、この血管芯線上において、計測位置を示すバーａや狭窄部位を示すマークｂのスライド操作を受け付ける。すなわち、計測位置も狭窄部位も、血管芯線上に存在するはずであるので（血管径内における芯線からのずれは無視する）、表示画像生成部１５５は、血管芯線上のみをスライド可能なＵＩを提供してもよい。

上述したように、第１の実施形態によれば、計測データの計測位置を血管画像上に表示するので、生理学的指標の計測位置を血管画像上で把握できる。このように、第１の実施形態によれば、生理学的評価結果が解剖学的評価結果と関連付けて表示される。この結果、操作者は、例えば、冠動脈のどの位置で生理学的評価指標が得られたのかを容易に把握でき、通常の病変の場合のみならず連続病変や多枝病変の場合などに有効である。

このように、第１の実施形態によれば、ＰＣＩ（Percutaneous Coronary Intervention）中にリアルタイムに撮影されるＸ線画像や、ワークステーションなどに保存された過去画像の狭窄の位置とリンクした生理学的評価指標を表示できる。また、生理学的評価指標を算出するために計測された血管内圧や血流速度の値も、計測された位置に表示できる。この結果、冠動脈狭窄の心筋虚血誘発性を、単一画像上で解剖学的且つ生理学的な両方の観点から評価でき、また、治療の要否や治療状態をＰＣＩ中に表示しながらの手技が可能となる。また、過去の検査画像上に生理学的評価値を表示した場合には、現在の状態と生理学的な観点から定量的に比較できる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態においては、表示画像として、リアルタイムに撮影された時系列のＸ線画像群（動画像）を想定する。図８は、第２の実施形態における表示画像の生成を説明するための図である。この場合、表示制御部１３０は、ＥＣＧを用いて、造影画像（周期画像）群と表示画像群との時間的な同期をとり、造影画像（周期画像）上で特定された狭窄部位や、ＦＦＲやＣＦＲなどの指標を、表示画像上の正しい位置に表示する。

具体的には、表示画像処理部１５０の心拍周期対応画像特定部１５１は、ＥＣＧを用いて、時系列の表示画像群に含まれる各表示画像が心拍１周期におけるどの時相に対応するかを特定する。また、表示画像Ｍａｐｐｉｎｇ部１５４は、図８に示すように、造影画像（周期画像）上に特定された計測位置を、時系列の表示画像群に含まれる各表示画像に関連付ける。例えば、表示画像Ｍａｐｐｉｎｇ部１５４は、時相間冠動脈枝・狭窄部位Ｍａｐｐｉｎｇ部１４４によって算出されたＷａｒｐＦｉｅｌｄを用いて、造影画像（周期画像）上に特定された計測位置が、各表示画像の時相においてどの位置に移動したかを３次元ベクトルにより特定する（位置合わせする）。そして、表示画像Ｍａｐｐｉｎｇ部１５４は、異なる時相の造影画像上で特定された複数の計測位置を、それぞれの表示画像上で特定する。なお、計測データを計測しながら順次表示画像の表示を行う場合には、表示制御部１３０は、表示画像上に、最初は１つの計測位置を表示し、徐々に、２つの計測位置、３つの計測位置を表示すればよい。

（第３の実施形態）
第３の実施形態においては、表示画像として、リアルタイムに撮影された時系列のＸ線画像（動画像）であり、且つ、非造影画像を想定する。図９は、第３の実施形態における表示画像の生成を説明するための図である。この場合、表示画像が非造影画像であるので、表示画像上に冠動脈の血管構造は表示されない。このため、表示制御部１３０は、造影画像（周期画像）群から血管輪郭などの構造情報を抽出し、抽出した構造情報を、非造影画像である表示画像群に重畳表示する。なお、表示制御部１３０は、ＥＣＧを用いて、造影画像（周期画像）群と表示画像群との時間的な同期をとるので、構造情報と表示画像との時間的な同期をとることもでき、構造情報にも、血管の変位や変形が反映される。

図１０は、第３の実施形態における表示例を示す図である。図１０に示すように、第３の実施形態において、表示制御部１３０は、血管輪郭などの構造情報が重畳表示された非造影の表示画像上で、計測データの計測位置に対応付けて、生理学的評価指標や、狭窄率、治療の要否などを表示する。

また、図１１は、第３の実施形態における他の表示例を示す図である。図１１に示すように、第３の実施形態において、表示制御部１３０は、非造影の表示画像上で、狭窄部周辺に各種指標を表示するのみならず（図１１においては各種指標の表示は図示を省略）、血管内圧などの計測値に応じて、血管自体をリアルタイムにカラー表示や濃淡表示してもよい。

ここで、本願に係る医用画像診断装置としてのＸ線診断装置１００の１ユースケースについて説明する。上述したように、血流に関する指標として、種々の指標が用いられているが、これらの指標は、例えば、心筋梗塞の原因となる心筋部位の血管狭窄部の早期発見などに用いられる。一例を挙げると、血管狭窄部の有無は、狭窄部位が及ぼす血流量低下の評価から判断され、ＦＦＲの値（以下、ＦＦＲ値と記す）が基準値以下であった場合に、その位置が狭窄部であると判断される。

これまで、血管狭窄部の有無の判断は、操作者（オペレータ）は、Ｘ線診断装置にて収集される血管内に圧力センサ付きガイドワイヤが挿入された被検体に関するＸ線画像（例えば、Ｘ線透視画像）をリアルタイムに表示したディスプレイを見ながらガイドワイヤを操作し、並行して圧力センサで測定される被検体の圧力値から計算されるＦＦＲ値を表示したディスプレイを見て行われていた。しかし、ＦＦＲ値とＦＦＲ値の計算に用いられる圧力が測定された血管箇所が関連付けされていないため、操作者がＦＦＲ値から狭窄部と判断しても、それが血管のどの位置であるかが直感的には分かりにくかった。

そこで、このようなケースに本願の技術を適用することで、血管狭窄診断に有用な指標の空間的視認性を向上させる。以下、図１２〜図２６を参照しながら本ユースケースに係るＸ線診断装置１００を説明する。なお、血管狭窄診断に有用な指標としては血流量を表す指標であり、ここではＦＦＲ値を具体例として説明する。ＦＦＲ値は、大動脈内地点における圧力（血流圧力）に対する診断対象血管内の任意地点における圧力の比として与えられる。圧力は、ガイドワイヤの先端付近に取り付けられた圧力センサ２１０ａにより測定される。ここで、本ユースケースにおいては、ガイドワイヤは非造影の透視画像下で血管内に挿入される。透視画像は透視Ｘ線条件（比較的低線量）による連続Ｘ線のもとで１／３０ｓｅｃ等の一定周期で繰り返し収集される。その透視下で操作者トリガのもとで撮影Ｘ線条件（比較的高線量）によるパルスＸ線により撮影されるＸ線画像を撮影画像という。造影剤により血管を強調しながら収集される撮影画像は、上述した造影画像であり、例えば、ＤＡ画像（ディジタルアンギオ画像）や、造影剤注入前後のＤＡ画像の差分をとり、血管をより明瞭にするＤＳＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）画像を含む。

図１２に示されるように、Ｘ線診断装置１００ａは、架台部１０ａと計算機システム２０ａとを備える。架台部１０ａは、図１３に示すように、架台１２ａに支持されるＣアーム１３ａを有する。その他に架台部１０ａは、Ｃアーム制御部２５ａと、Ｘ線源１４ａと、Ｘ線検出器１５ａと、高電圧発生部１７ａとを有する。なお、架台部１０ａは、ガントリ部とも呼ばれる。また、計算機システム２０ａは、システム本体とも呼ばれる。また、架台１２ａは、Ｃ形アーム支持機構とも呼ばれる。また、Ｃアーム１３ａは、Ｃ形アームとも呼ばれる。また、Ｃアーム制御部２５ａは、回転駆動部とも呼ばれる。Ｘ線源１４ａは、Ｘ線管装置とも呼ばれる。また、Ｘ線検出器１５ａは、Ｘ線検出部とも呼ばれる。

計算機システム２０ａは、入力部２１ａと、制御部２３ａと、Ｘ線画像撮影部２４ａと、Ｘ線画像生成部２６ａと、画像処理装置３０とを有する。なお、入力部２１ａは、操作部とも呼ばれる。また、制御部２３ａは、システム制御部とも呼ばれる。また、Ｘ線画像撮影部２４ａは、撮影制御部とも呼ばれる。また、Ｘ線画像生成部２６ａは、画像発生部とも呼ばれる。画像処理装置３０は、Ｘ線画像記憶部２２ａと、ＦＦＲ値記憶部１１１ａと、ＦＦＲ値入力部１１０ａと、画像処理制御部３１と、位置特定部１２０ａと、ＦＦＲ値選択部３２と、マーク発生部３３と、表示制御部１３０ａと、表示部１６ａとを有する。また、ＦＦＲ値入力部１１０ａを介して、計算機システム２０ａに外部のＦＦＲ値計測装置２００ａが接続されている。

なお、ＦＦＲ値記憶部１１１ａは、上述した生理学的指標記憶部１１１の一例である。また、ＦＦＲ値入力部１１０ａは、上述した生理学的指標受信部１１０の一例である。また、位置特定部１２０ａは、上述した特定部１２０の一例である。

制御部２３ａは、装置全体の動作、例えば撮像動作、画像処理動作を統括的に制御する。Ｘ線画像撮影部２４ａは、入力部２１ａを介して入力された操作者の指示に従った撮影動作を実行するために、高電圧発生部１７ａと、Ｘ線検出器１５ａと、Ｘ線画像生成部２６ａと、Ｃアーム制御部２５ａとを制御する。

入力部２１ａは、操作者がＸ線診断装置１００ａに対して指示を入力するためのマンマシンインターフェースとして機能する。例えば、入力部２１ａは、操作者からの各種指示、条件、関心領域（ＲＯＩ）の設定指示、種々の画質条件、撮影（透視）条件設定指示等を装置本体に取り込むためのトラックボール、各種スイッチ、ボタン、マウス、キーボード、フットペダル、タッチパネルなどを有している。また、入力部２１ａは、操作者が遠隔地からも操作できるように無線受信部及び無線処理部を備えてもよい。

架台１２ａは、Ｃアーム１３ａを直交３軸に関して独立して回転自在に支持する。Ｃアーム制御部２５ａは、Ｘ線画像撮影部２４ａの制御に基づいて、Ｃアーム１３ａを回転させるための動力を発生する。Ｃアーム１３ａは、その一端に、Ｘ線源１４ａを搭載する。Ｘ線源１４ａは、高電圧発生部１７ａから高電圧の印加を受けてＸ線を発生するＸ線管と、Ｘ線管のＸ線照射窓に取り付けられたＸ線照射野を限定するためのＸ線絞りとからなる。Ｃアーム１３ａは、その他端にＸ線検出器１５ａを搭載する。Ｘ線検出器１５ａはＸ線源１４ａに対峙する向きで取り付けられる。Ｘ線検出器１５ａは、被検体を透過したＸ線を検出する２次元の典型的にはＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｔｅｃｔｏｒ）などである。

Ｘ線画像生成部２６ａは、Ｘ線検出器１５ａからの出力に基づいて、透過Ｘ線の強度に関する２次元空間分布、つまり２次元のＸ線画像を生成する。画像処理制御部３１は、制御部２３ａから制御信号を受け、特に当該Ｘ線診断装置１００ａの画像処理動作に係る構成要素を制御する。Ｘ線画像記憶部２２ａは、Ｘ線画像生成部２６ａで生成されたＸ線画像を記憶する。例えば、Ｘ線画像生成部２６ａは、透視画像のデータ及び造影画像（例えば、ＤＡ画像など）のデータを記憶する。以下、造影画像の一例としてＤＡ画像を例に挙げて説明する。ここで、透視画像のデータ及びＤＡ画像のデータは、当該データに対応するＸ線発生時刻コード及びそのＸ線発生時の心拍位相コードを関連付けられて記憶される。そして、操作者によって、Ｘ線画像記憶部２２ａに記憶されている複数のＤＡ画像から特定のＤＡ画像が参照画像として選択される。

位置特定部１２０ａは、参照画像撮像時の被検体の心拍位相（基準位相）と同じ心拍位相のライブ画像を処理対象として選択し、当該選択したライブ画像上のセンサ位置から、参照画像（ＤＡ画像）上のセンサ位置を特定する。ライブ画像には現在のガイドワイヤの先端領域が特徴的な輝度で表されている。まず、位置特定部１２０ａは、ライブ画像上でのガイドワイヤの先端領域を、閾値処理により抽出する。そして、位置特定部１２０ａは、抽出した先端領域の形状的特徴又は移動方向からその先端位置を特定する。さらに、位置特定部１２０ａは、ガイドワイヤに固有の距離、つまりガイドワイヤの先端位置からガイドワイヤの圧力センサ２１０ａの装着位置までの距離Ｌ（図２６参照）だけ、ガイドワイヤの先端位置から後方にシフトさせることにより、ライブ画像上のセンサ位置を特定する。

次に、位置特定部１２０ａは、現フレームのライブ画像上のセンサ位置に対応する参照画像上のセンサ位置を特定する。まず、位置特定部１２０ａは、直前フレームのライブ画像で特定したセンサ位置を基準として、その位置に対する現フレームのライブ画像で特定したセンサ位置の方向と距離とを計算する。そして、位置特定部１２０ａは、計算された方向と距離を用いて、参照画像上の直前のセンサ位置を、当該計算された距離だけ、当該計算された方向に従って変位させることにより、現フレームのライブ画像上のセンサ位置に対応する参照画像上のセンサ位置を特定する。参照画像上の初期的なセンサ位置は、参照画像上への操作者指定により設定される。２番目以降の参照画像上のセンサ位置は、直前の参照画像上のセンサ位置から、ライブ画像上でのセンサ位置の変位（方向と距離）に従って特定し、それを順番に繰り返していくことで、参照画像上でのセンサ位置の移動軌跡を同定する。

ＦＦＲ値入力部１１０ａは、外部のＦＦＲ値計測装置２００ａに対するインターフェースとして機能する。ＦＦＲ値計測装置２００ａは、血流量を表す指標としてＦＦＲ値（心筋部分血流予備量）を測定する。ＦＦＲ値の程度に応じて、治療必要、必要性要判断、治療不要との３区分に分類される。ＦＦＲ値計測装置２００ａは、圧力センサ２１０ａと、ＦＦＲ値算出部２１１ａとからなる。ＦＦＲ値は、基準となる大動脈の圧力に対する血管内各位置での圧力測定値の比により計算される。血管内各位置での圧力測定値は、ガイドワイヤに装着された圧力センサ２１０ａにより測定される。ＦＦＲ値算出部２１１ａは、圧力センサ２１０ａにより測定された血管内各位置での圧力測定値を、圧力センサ２１０ａにより測定された大動脈の圧力測定値で除算することによりＦＦＲ値を算出する。ＦＦＲ値のデータは、圧力センサ２１０ａによる血管内各位置での圧力測定値の測定時刻を表すコードが関連付けられて出力される。

ＦＦＲ値記憶部１１１ａは、ＦＦＲ値入力部１１０ａを介して入力された複数のＦＦＲ値のデータを記憶する。複数のＦＦＲ値のデータには、圧力センサ２１０ａによる血管内各位置での圧力測定値の測定時刻を表すコードが関連付けられる。ＦＦＲ値選択部３２は、基準位相の生起タイミングと同時刻又は最も近い時刻のＦＦＲ値を測定時刻コードを参照して選択する。

マーク発生部３３は、ＦＦＲ値選択部３２で選択されたＦＦＲ値に対応したカラーを有するマークを決定する。マークは、対象血管の標準的な血管径に応じた幅を有する略矩形の形状を有する。表示制御部１３０ａは、Ｘ線画像記憶部２２ａに記憶されている参照画像に、マーク発生部３３で発生されたマークを累積的に重ねる。表示部１６ａは、表示制御部１３０ａで発生された、マークを累積的に重ねられた参照画像を表示する。

図１４は、本実施形態の透視手順をガイドワイヤ及び造影剤注入の手順とともに示す図である。本実施形態に係る一連の動作の概略的な順番としては、（１）被検体血管に挿入されたカテーテルから造影剤を注入した状態で血管動画像を収集する。この際のＸ線撮影テクニックとしては典型的にはディジタルアンギオ（ＤＡ）が用いられる。（２）（１）にて繰り返し収集されたＤＡ画像の中から、被検体のＦＦＲ対象領域が最も良好に造影されているフレームが静止画（参照画像）として参照モニタ上に表示される。（３）操作者指示に従って参照画像上でＦＦＲ測定対象領域が指定される。（４）圧力センサ付きのガイドワイヤをＦＦＲ測定対象領域内の目的部位まで挿入する。（５）ガイドワイヤを引き抜きながら、圧力センサを介して圧力（ＦＦＲ値）の計測が繰り替えされる。（６）計測されたＦＦＲ値を閾値に従って参照画像上で色分けしてスーパーインポーズ表示される。

上記（５）の引き抜き期間では、ＦＦＲ値計測装置２００ａによりＦＦＲ値が繰り返し測定される。通常、ＦＦＲ値の測定周期は、Ｘ線透視時のフレーム周期よりも短期間である。なお、留置期間と引き抜き期間とは、連続的でも良いし、Ｘ線透視の中断を伴って時間的に分離していても良い。

図１５は、カテーテル挿入からＤＡ画像撮影終了までの手順を示したフローチャートである。まず、入力部２１ａを介した操作者からの指示により、架台部１０ａが所望の被検体の血管領域が観察できる位置に移動され、Ｘ線透視条件及び画像収集条件が決定される。次に、入力部２１ａのマウスやボタンなどの操作者による操作を契機に、制御部２３ａの制御のもとでＸ線透視動作が開始され、透視画像が収集される（Ｓ１１）。Ｘ線透視条件は、例えばマスク画像やコントラスト画像の収集のためのＸ線撮影よりＸ線量は低い。透視画像は即時的に表示部１６ａに表示される。

このＸ線透視のもと、操作者によってカテーテルが目的位置まで挿入される（Ｓ１２）。次に、ＤＡ撮影テクニックが選択され、ＤＡ撮影が実施される。この際、Ｘ線診断装置１００ａと同期したインジェクターからは造影剤が注入され、造影画像が繰り返し収集され、ＦＦＲの測定を実施すべき領域が指定される（Ｓ１３）。ＤＡ画像は高線量のパルスＸ線により得られるもので、通常任意のタイミングで数回繰り返される。各ＤＡ画像のデータは、ＤＡ画像撮影時刻を表すコード及び撮影時の被検体の心拍位相のデータが関連付けられてＸ線画像記憶部２２ａに記憶される。なお、心拍位相のデータはＸ線診断装置１００ａに接続された図示しない外部の心電計から供給される。

複数枚のＤＡ画像は表示制御部１３０ａの制御により表示部１６ａに一覧で表示され、操作者の指示に従って狭窄診断に好適な任意の一枚が参照画像として選択される（Ｓ１４）。図１６に例示するように参照画像が対応する心拍位相は、”ＡＡ％”として説明する。参照画像は、例えば、ノイズが低い画像や血管領域が画像の中央である画像などの操作者の基準で選択されてもよいし、画像の輝度やノイズなどを計算する機能をＸ線診断装置１００ａが有し、当該装置により自動的に選択されてもよい。

次に圧力センサ付きガイドワイヤを操作してガイドワイヤの先端に装備された圧力センサ２１０ａを血管内の目的位置（ＤＡ画像上で操作者が判断した位置）まで移動し、留置する。

表示部１６ａに拡大表示された参照画像上への操作者によるマウス操作により圧力センサ２１０ａの位置（初期的位置）が指定され、その参照画像上のセンサ初期位置が登録される（Ｓ１５）。登録された初期的なセンサ位置のデータは参照画像のデータとともにＸ線画像記憶部２２ａに記憶される。なお、登録位置は、Ｘ線診断装置１００ａにより当該位置が画像や参照画像上の任意の点を基準とした座標として記憶されていればよく、登録位置は参照画像上に表示されていても、表示されていなくてもよい。

図１７は、図１４のガイドワイヤの引き抜き期間における処理手順を示す流れ図である。当該引き抜き期間も挿入期間に引き続いて制御部２３ａによりＸ線透視が実行される（Ｓ３１）。Ｘ線透視の実行により、透視画像（ライブ画像）が一定周期で繰り返し発生される。ライブ画像のデータは、画像発生時刻を表すコード及び画像発生時の被検体の心拍位相のデータが関連付けられてＸ線画像記憶部２２ａに記憶される。引き抜き期間では圧力センサ２１０ａは留置位置を起点として、ガイドワイヤの引き抜き動作に従って移動する。操作者の操作によりガイドワイヤが少しずつ引き抜かれ、その間、圧力センサ２１０ａの出力に従ってＦＦＲ値計測装置２００ａによりＦＦＲ値が繰り返し測定される（Ｓ３２）。ＦＦＲ値のデータは、計測時刻を表すコード及び計測時の被検体の心拍位相のデータが関連付けられてＦＦＲ値記憶部１１１ａに記憶される。

工程Ｓ３３において、画像処理制御部３１により、ライブ画像が発生される都度、その心拍位相が、参照画像の心拍位相（ＡＡ％）に一致する、又は当該心拍位相（ＡＡ％）を中心として前後５％の範囲内であるか否かが判定される。ここでは便宜上前者で説明する。参照画像の心拍位相（ＡＡ％）に一致するタイミングで発生されたライブ画像のデータは、画像処理制御部３１により、Ｘ線画像記憶部２２ａから読み出され、位置特定部１２０ａに供給される。位置特定部１２０ａでは、供給されたライブ画像から閾値処理によりガイドワイヤの先端領域が抽出される（Ｓ３４）。抽出された先端領域からセンサ位置が特定される（Ｓ３５）。圧力センサ２１０ａはガイドワイヤの先端から後方にガイドワイヤに固有の距離Ｌだけ離れた位置に装着される。例えば、抽出されたガイドワイヤの先端領域からガイドワイヤの中心軸に沿って上記距離Ｌを補正することでセンサ位置が特定される。

図１８、図１９に示すように、位置特定部１２０ａにより、前回の心拍位相（ＡＡ％）のライブ画像ＰＩn-1上で特定されたセンサ位置Ａn-1に対する今回の心拍位相（ＡＡ％）のライブ画像ＰＩn上で特定されたセンサ位置Ａnの方向と距離とが計算される（Ｓ３６）。

次に、計算された方向と距離、さらに前回の参照画像上のセンサ位置に基づいて、今回の参照画像上のセンサ位置が特定される（Ｓ３７）。つまり、図２０に示すように、前回の参照画像上のセンサ位置Ｂn-1が、計算された方向と距離に従って変位した位置が今回の参照画像上のセンサ位置Ｂnとして特定される。なお、参照画像上の最初のセンサ位置Ｂ1は、操作者により手動で指定される。

このように参照画像上のセンサ位置を、前回特定された参照画像上のセンサ位置から、ライブ画像上で特定された前回と今回のセンサ位置から計算された方向と距離に従って連続的に特定していくことにより、参照画像上のセンサ位置とライブ画像上のセンサ位置とのずれの拡大を抑制することができる。このずれが生じる主な原因としては、参照画像撮影とライブ画像発生との時間的な分離による被検体自体の体動、さらに心拍位相が同一であっても心拍周期の変動による同一部位の解剖学上の位置が変化することにある。

次に、参照画像に、今回処理されたライブ画像の発生時刻に一致する又は最も近い時刻に測定されたＦＦＲ値に応じたカラーを有するマークが、Ｓ３７で特定されたセンサ位置に重ねられる（Ｓ３８）。ＦＦＲ値は圧力測定値と大動脈の圧力値の比から計算される値であるため、一般的に０から１までの値で与えられる。ＦＦＲ値０から１までを複数区間に分割して、各区間ごとに色相が予め割り当てられている。

工程Ｓ３１−Ｓ３８は、工程Ｓ３９を経由して透視終了まで繰り返され、この間、次々と発生されるマークは、参照画像に累積的に重ねられる。

図２１には、この工程Ｓ３１−Ｓ３８の繰り返しを示すタイムチャートを示している。引き抜き期間において、参照画像ＤＡrefが定常表示され、心拍周期の繰り返しに従って参照画像ＤＡrefに同一位相ＡＡ％のＦＦＲ値ｋ1、ｋ2、ｋ3…に応じたカラーでマークＭ1、Ｍ2、Ｍ3…が、それぞれのセンサ位置Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3…に累積的に重ねられていく。図２２に示すように、参照画像は同一画面に透視画像（ライブ画像）及びＦＦＲ値のタイムチャートとともに表示される。

以上の通り、本ユースケースによれば、血管狭窄診断に有用なＦＦＲ値等の指標の測定位置を参照画像上で確認することができ、ＦＦＲ値の空間的視認性を向上して、有用性を高めることができる。つまり、本実施形態により、圧力センサ２１０ａを備えるガイドワイヤを挿入された被検体に関するＸ線画像上に、ＦＦＲ値がマークとしてＦＦＲ値の計算に用いられる圧力が測定された血管箇所に重ねて表示可能なため、血管上のＦＦＲ値が直感的に確認できるようになり、操作者による血管狭窄部測定精度の向上が期待できる。さらに本実施形態では、参照画像上のセンサ位置を、前回特定された参照画像上のセンサ位置から、ライブ画像上で特定された前回と今回のセンサ位置から計算された方向と距離に従って連続的に特定していくことにより、実際のＦＦＲ測定位置であるライブ画像上のセンサ位置と、表示される参照画像上のセンサ位置とのずれの拡大を抑制することができる。

なお、参照画像上へのＦＦＲ値の表示態様としては様々に変形されることができる。例えば、図２３に示すように、ＦＦＲ値測定中において操作者が任意のタイミングで入力部２１ａを特定操作した時、その時のＦＦＲ値をその時の参照画像上のセンサ位置に吹き出しにより数値表示させるようにしてもよい。また図２４に示すようにマークを重畳表示する対象を参照画像からライブ画像（透視画像）に切り替えることを可能にしてもよい。さらに、図２５に示すように、ＦＦＲ値の数値表示を参照画像からライブ画像（透視画像）に切り替えて重畳表示することを可能にしてもよい。

また、上述した実施形態では、透視画像が連続Ｘ線のもとで１／３０ｓｅｃ等の一定周期で繰り返し収集され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、一定の時間間隔でＸ線が照射され、透視画像が収集される場合であってもよい。かかる場合には、操作者の操作によってガイドワイヤが少しずつ引き抜かれている間、一定の時間間隔で透視画像が収集される。そして、表示制御部１３０ａは、参照画像、或いは、透視画像上における、透視画像が収集された時点のセンサ位置にマークを表示させる。なお、ＦＦＲ値の計測は、圧力センサ２１０ａの出力に従ってＦＦＲ値計測装置２００ａにより繰り返し実行される場合であってもよく、或いは、透視画像のタイミングに合わせて実行される場合であってもよい。これにより、被検体の被爆量を低減させることができる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態においては、治療状態を更に表示する。図２７は、第４の実施形態に係るＸ線診断装置１００の構成を示すブロック図である。図２７に示すように、第４の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、リアルタイムに治療状態を表示・更新するための各部を更に備える。

ガイドワイヤ先端位置トラッキング部１６１は、リアルタイムに撮影したＸ線画像内において、リアルタイムにガイドワイヤの先端位置を特定する。ガイドワイヤの先端位置の特定は、血管内圧計測位置特定部１２２と同様、既存の公知技術を用いることができる。

狭窄部位ステント検出部１６２は、Ｘ線画像内において、ステントやバルーンなど、狭窄部位に対応する治療器具を抽出する。例えば、狭窄部位ステント検出部１６２は、ガイドワイヤ先端位置トラッキング部１６１によって特定されたガイドワイヤの先端位置に基づき画像解析を行い、治療器具を抽出する。この治療器具の抽出も、血管内圧計測位置特定部１２２と同様、既存の公知技術を用いることができるが、治療器具の形状を認識した上で、画像から抽出する必要がある。

治療状態判定部１６３は、画像上の狭窄部位に治療器具が留置されたか否かによって、治療状態を判定する。例えば、治療状態判定部１６３は、狭窄部位ステント検出部１６２による検出の結果、治療器具が留置されたと判定した場合には、治療済みであると判定する。一方、治療状態判定部１６３は、治療器具が留置されていないと判定した場合には、未治療であると判定する。

図２８は、第４の実施形態における表示例を示す図である。第４の実施形態において、表示制御部１３０は、図２８に示すように、治療状態判定部１６３による判定結果に応じて、治療状態を示す情報（「治療済」、「未治療」など）を更に表示する。

（第５の実施形態）
第５の実施形態においては、治療に伴う心筋虚血改善予測の情報を更に表示する。図２９は、第５の実施形態に係るＸ線診断装置１００、計測装置２００、及びＥＣＧ計測装置３００の構成を示す図である。図２９に示すように、第５の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、狭窄部位の治療に伴い、心筋虚血の改善をリアルタイムに予測し、その予想結果を表示するための各部を更に備える。

虚血解析画像記憶部１６４は、心筋パフュージョンなどの虚血解析結果画像を記憶する。例えば、虚血解析結果画像は、ＣＴ（Computed Tomography）画像や、ＣＴ画像及びＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）画像の組み合わせ画像などであり、Ｘ線ＣＴ装置やＳＰＥＣＴ装置などによって撮影された画像である。なお、第５の実施形態において、Ｘ線診断装置１００によって撮影されたＸ線画像と、虚血解析画像記憶部１６４に記憶された虚血解析結果画像との間は、既に位置合わせが完了していると想定する。この位置合わせは、既存の公知技術を用いて実現でき、例えば、Ｃアーム１３の角度などの撮影条件や、Ｒａｙ−Ｓｕｍ画像（総和値投影像）の輝度分布、心臓及び冠動脈の形状などの情報に基づいて、実現できる。

虚血誘発性推定部１６５は、狭窄によって虚血が誘発される度合いを示す虚血誘発性を推定する。例えば、どの冠動脈がどの心筋領域を支配しているかの関係は解剖学的に既知である。そこで、虚血誘発性推定部１６５は、ある心筋領域を支配する冠動脈上の狭窄のＦＦＲと、その心筋領域における虚血の範囲及び程度との関係に基づいて、虚血誘発性（例えば、誘発率）を、虚血心筋内の位置毎に算出する。

ＦＦＲは、計測装置２００から受信される情報であり、虚血の範囲及び程度は、虚血解析結果画像から得られる情報である。例えば、虚血誘発性推定部１６５は、１本の冠動脈に複数の狭窄部位が存在する場合、複数のＦＦＲを重み付けて、誘発率を算出すればよい。なお、虚血誘発性推定部１６５は、ＦＦＲと虚血の範囲及び程度との関係から虚血誘発性を算出するアルゴリズムを予め学習し、このアルゴリズムにこれらの情報を入力することで、虚血誘発性を算出する。

虚血改善予測部１６６は、虚血誘発性推定部１６５によって推定される虚血誘発性を用いて、狭窄部位の治療に伴う心筋虚血の改善をリアルタイムに予測する。多枝病変や複数病変の場合、虚血誘発性の高い狭窄部位から順次治療が行われるが、治療結果が、期待する虚血の改善まで至らない場合がある。この治療結果を治療中に評価するために、第５の実施形態においては、狭窄部位の治療の都度、ＦＦＲを計測し、虚血誘発性推定部１６５が、再計測されたＦＦＲを用いて、再び虚血誘発性を算出する。

虚血改善予測部１６６は、治療前に算出された虚血誘発性と、治療後に算出された虚血誘発性との差分を、虚血心筋内の位置毎に求め、虚血心筋内の各位置で、心筋虚血の改善を予測する。また、表示制御部１３０は、Ｘ線画像とともに虚血解析結果画像を更に表示し、また、虚血解析結果画像上に、予測結果（すなわち、予測した改善の程度）を表示する。

図３０は、第５の実施形態における心筋虚血改善予測を説明するための図である。図３０に示される信号値のグラフは、心筋パフュージョンなどの虚血解析結果の信号値を示すものである。この信号値は、例えば、造影剤到達ピーク時間（ＴＴＰ（Time To Peak））、心筋血液量（ＭＢＶ（Myocardial Blood Volume））、平均通過時間（ＭＴＴ（Mean Transit Time））などのパラメータから解析されたものである。表示制御部１３０は、例えば、図３０に示すように、狭窄１の治療によってＦＦＲが『０．５０』から『０．９０』に変化したことに伴い虚血改善される割合を示す等高線を表示する。

図３１は、第５の実施形態における表示例を示す図である。第５の実施形態においては、図３１に示すように、計測データなどが重畳表示されたＸ線画像の他に、虚血解析結果画像も表示部１６に表示される。そして、表示制御部１３０は、例えば、図３１に示すように、治療前の虚血解析結果画像上に、等高線ｃを表示する。なお、第５の実施形態において、等高線ｃは、治療前後の差分の大きさに応じて区分けされた線を引いたものである。また、例えば、表示制御部１３０は、治療前後の差分が大きい場合に、濃い色を割り当て、治療前後の差分が小さい場合に、薄い色を割り当てて表示すればよい。また、必ずしも実施形態は等高線に限られるものではなく、例えば、画素単位で色を変更して表示してもよい。

このように、改善の予測を虚血解析結果画像上で表示することによって、治療に携わる者は、虚血改善の範囲及び程度を視覚的に確認できる。カテーテル手技中に複雑な画面操作は困難なため、効率的な評価が可能である。例えば、狭窄部位の治療に伴いＦＦＲが高い値になると、その狭窄部位が関連している心筋の虚血の範囲及び程度が改善されることが示される。

（その他の実施形態）
なお、実施形態は、上述した実施形態に限られるものではなく、他の異なる種々の形態にて実施することができる。

上述した実施形態においては、血流に関する指標として、実測した指標を用い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、例えば、ＣＴ−ＦＦＲなどのシミュレーションの指標を用いる場合であってもよい。図３２は、その他の実施形態における表示画像の生成及び表示例を示す図である。例えば、Ｘ線診断装置１００における制御部２３は、図３２に示すように、最初の診断時に、ＣＴボリュームデータに基づいて、３次元の血管モデルを生成する。そして、制御部２３は、生成した３次元の血管モデルにおける各位置のＦＦＲの値を算出する。なお、３次元の血管モデルにおける各位置のＦＦＲの値の算出は、既存の公知技術を用いて実現できる。

そして、表示制御部１３０は、図３２に示すように、ＣＴボリュームデータが収集された同一被検体のＸ線画像（造影画像、又は、非造影画像）上に、制御部２３によって算出されたＦＦＲ値の算出位置を表示するとともに、算出位置に対応付けて、算出されたＦＦＲ値（図中、ＣＴ−ＦＦＲ：０．７）を表示する。ここで、本願におけるＸ線診断装置では、４Ｄデータを対象に処理を行なうことが可能である。すなわち、制御部２３は、経時的に収集されたＣＴボリュームデータそれぞれから３次元の血管モデルを生成して、各位置のＦＦＲの値を算出する。

そして、表示制御部１３０は、連続して収集された一連のＸ線画像（造影画像、又は、非造影画像）の各Ｘ線画像の時相に対応するボリュームデータをＥＣＧを用いて特定し、特定したボリュームデータを用いて算出されたＦＦＲ値を、Ｘ線画像上の算出位置に対応付けて表示する。これにより、複数のＸ線画像それぞれの時相における各位置のＦＦＲの値を、実測する前に把握させることを可能にする。さらに、図３２に示すように、表示制御部１３０は、治療に際して、実際に種々の指標を計測した場合に、実測値「ＦＦＲ：０．８、ＣＦＲ：４．００」に加えて、診断時のシミュレーションの結果「ＣＴ−ＦＦＲ：０．７」を同時に表示させる。これにより、シミュレーションの値と実測値との比較を容易に行なうことができ、以後の診断を効率よく行なわせることを可能にする。

上述した実施形態においては、医用画像診断装置としてＸ線診断装置１００を例に説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。超音波診断装置、磁気共鳴イメージング装置、核医学イメージング装置などの他の医用画像診断装置にも、同様に適用できる。また、医用画像診断装置とは異なる画像処理装置に適用してもよい。この場合、例えば、画像処理装置は、計測装置や医用画像診断装置から各種情報を受信し、あるいは、操作者による入力を受け付け、これら各種情報を用いて、上述した特定部１２０や表示制御部１３０と同様の処理を行う。ここで、画像処理装置とは、例えば、ワークステーション、ＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）の画像サーバやビューワ、電子カルテシステムの各種装置などである。また、医用画像診断装置及び画像処理装置とは異なる計測装置（血圧モニタ）に適用してもよい。かかる場合、例えば、計測装置は、画像表示用のモニタを有する。そして、計測装置は、医用画像診断装置から各種情報を受信し、或いは、操作者による入力を受け付け、これらの情報を用いて、上述した特定部１２０や表示制御部１３０と同様の処理を行なう。ここで、血圧モニタとしては、例えば、中心抹消静脈血圧モニタなどである。

また、上述した実施形態に限られず、以下各種形態を適宜組み合わせることができる。まず、表示画像の撮影との連動は、リアルタイムに連動（撮影中の画像上に計測位置を表示）、又はオフラインで連動（予め収集された画像上に計測位置を表示）の他、他の装置（例えば、ワークステーション）に記憶された画像と連動する形態がある。また、表示画像としては、２Ｄ画像、又は時系列の２Ｄ画像の他、３Ｄ画像、４Ｄ画像の形態がある。また、表示画像としては、造影画像、非造影画像の他、造影中の画像（完全に造影されていない画像を含む）の形態がある。また、処理の対象画像としては、Ｘ線画像の他、ＣＴ画像やＳＰＥＣＴ画像、その他の医用画像診断装置によって収集された画像の形態がある。また、治療状態を判定する手法としては、上述した画像解析の他、血管内圧の変化を検知する手法や、治療状態を操作者に入力させる手法がある。また、計測装置２００等から受信した各種情報とＸ線画像との間の時間的な同期を採る手法には、単純に各々の時刻で同期を採る手法と、データが保存されている時刻全体を同期対象とするのではなく、狭窄周辺の内圧を計測した時刻周辺のみを抽出して同期を採る手法等がある。

また、上述した実施形態においては、血流に関する指標として、ＦＦＲ及びＣＦＲを例に説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、これらをカスタマイズした他の指標などを対象としてもよい。

また、上述した実施形態においては、Ｃアームの撮影方向が固定である場合を想定したが、実施形態はこれに限られるものではない。Ｃアームの撮影方向の変化に応じて、上述した各種処理を再度行えばよい。

また、上述した実施形態においては、冠動脈を想定したが、実施形態はこれに限られるものではなく、他の血管にも同様に適用できる。

以上述べた少なくとも一つの実施形態の画像処理装置、医用画像診断装置及び血圧モニタによれば、生理学的指標の計測位置を血管画像上で把握することができる。
（付記１）血流に関する指標の取得位置を、医用画像診断装置によって収集された血管を含む画像上で特定する特定部と、
前記血管を含む画像上に前記取得位置を表示するとともに、前記取得位置に対応付けて、前記指標を表示部に表示させる表示制御部と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
（付記２）前記特定部は、異なる時相で順次取得された複数の指標の取得位置それぞれを、取得時の時相に対応する血管を含む画像上でそれぞれ特定し、
前記表示制御部は、取得時の時相に対応する血管を含む画像上でそれぞれ特定された各取得位置について、所定の時相の血管を含む画像上における対応する位置を更に特定し、特定した各位置に対応付けて、各指標それぞれを表示することを特徴とする付記１に記載の画像処理装置。
（付記３）前記表示制御部は、異なる時相の画像間における画素の移動量を算出し、算出した移動量を用いることで、前記各取得位置について、所定の時相の血管を含む画像上における対応する位置を更に特定することを特徴とする付記２に記載の画像処理装置。
（付記４）前記特定部は、前記医用画像診断装置によって収集された時系列の血管を含む画像群から、取得時の時相に対応する血管を含む画像を抽出し、抽出した血管を含む画像の画像解析により前記取得に用いられた器具の先端を特定することで、前記取得位置を特定することを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の画像処理装置。
（付記５）前記表示制御部は、医用画像診断装置によって予め収集された血管を含む画像上で特定された取得位置、又は、医用画像診断装置によってリアルタイムに収集された血管を含む画像上で特定された取得位置に対応付けて、前記指標を前記表示部に表示させることを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載の画像処理装置。
（付記６）前記表示制御部は、非造影の血管を含む画像上に前記取得位置を表示する場合、造影の血管を含む画像から抽出された構造情報を、前記非造影の血管を含む画像に重畳表示させることを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の画像処理装置。
（付記７）前記血流に関する指標に基づき、狭窄部位の治療の要否を判定する治療要否判定部を更に備え、
前記表示制御部は、前記取得位置に対応付けて、前記治療の要否の判定結果を更に前記表示部に表示させることを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載の画像処理装置。
（付記８）前記血管を含む画像を解析することにより、治療状態を判定する治療状態判定部を更に備え、
前記表示制御部は、前記取得位置に対応付けて、前記治療状態の判定結果を更に前記表示部に表示させることを特徴とする付記１〜７のいずれか一つに記載の画像処理装置。
（付記９）前記血流に関する指標に基づき、治療に伴う虚血改善の予測を行う予測部を更に備え、
前記表示制御部は、前記血管を含む画像とともに虚血の程度を示す画像を更に前記表示部に表示させ、前記虚血の程度を示す画像上に、予測結果を更に表示させることを特徴とする付記１〜８のいずれか一つに記載の画像処理装置。
（付記１０）前記特定部は、被検体に対する一連の透視画像から選択された複数の透視画像各々から閾値処理を用いて前記被検体にガイドワイヤを経由して挿入されている圧力センサの位置を特定するとともに、前記特定された圧力センサの位置に対応する前記被検体の撮影画像上の位置を、前記透視画像上での前記圧力センサの位置の変位に基づいて特定し、
前記表示制御部は、前記撮影画像上に前記圧力センサの出力に由来する指標を表すマークを前記特定された撮影画像上の位置に従って重ねて前記表示部に表示させることを特徴とする付記１に記載の画像処理装置。
（付記１１）前記一連の透視画像から前記圧力センサの位置の特定に用いる透視画像を選択する選択部をさらに備える、付記１０に記載の画像処理装置。
（付記１２）前記選択部は、前記撮影画像の撮影時の心拍位相に基づいて、前記一連の透視画像から前記圧力センサの位置の特定に用いる透視画像を選択する、付記１１に記載の画像処理装置。
（付記１３）前記選択部は、前記撮影画像の撮影時の心拍位相と実質的に同じ心拍位相のタイミングで発生された透視画像を、前記圧力センサの位置の特定に用いる透視画像として選択する、付記１２に記載の画像処理装置。
（付記１４）前記マークは、前記指標に応じたカラーを有する、付記１０に記載の画像処理装置。
（付記１５）前記マークは、前記撮影画像に累積的に重ねられる、付記１０に記載の画像処理装置。
（付記１６）被検体を撮影し、血管を含む画像を収集する撮影部と、
血流に関する指標の取得位置を、前記血管を含む画像上で特定する特定部と、
前記血管を含む画像上に前記取得位置を表示するとともに、前記取得位置に対応付けて、前記指標を表示部に表示させる表示制御部と
を備えたことを特徴とする医用画像診断装置。
（付記１７）血流に関する指標を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された指標の取得位置を、医用画像診断装置によって収集された血管を含む画像上で特定する特定部と、
前記血管を含む画像上に前記取得位置を表示するとともに、前記取得位置に対応付けて、前記指標を表示部に表示させる表示制御部と
を備えたことを特徴とする血圧モニタ。

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同様に、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。

１００ Ｘ線診断装置
１２０ 特定部
１３０ 表示制御部

Claims (12)

1. 被検体から経時的に収集される複数の第１のＸ線画像に含まれる圧力センサの位置を順次特定し、造影下で前記被検体を撮像して得られた第２のＸ線画像における前記特定した位置に対応する位置をそれぞれ特定する特定部と、
   前記圧力センサの出力に基づく血流に関する指標に応じた色で、前記第２のＸ線画像における血管を色分けして表示部に表示させる表示制御部と、
   を備え、
   前記表示制御部は、前記血流に関する指標と治療の要否を判断するための閾値との比較に基づいて、前記第２のＸ線画像における血管を色分けして表示部に表示させる、画像処理装置。
2. 前記特定部は、前記複数の第１のＸ線画像よりも前に収集された前記第２のＸ線画像における、前記複数の第１のＸ線画像において特定した前記圧力センサの位置に対応する位置を特定し、
   前記表示制御部は、前記複数の第１のＸ線画像の収集時に取得される前記圧力センサの出力に基づく血流に関する指標に応じた色で、前記第２のＸ線画像における血管を色分けして表示させる、請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記特定部によって特定された前記第２のＸ線画像における位置を調整するための操作を受け付ける受付部をさらに備える、請求項１又は２に記載の画像処理装置。
4. 前記受付部は、前記第２のＸ線画像に含まれる血管から抽出された血管芯線上において、前記特定部によって特定された前記第２のＸ線画像における位置を調整するための操作を受け付ける、請求項３に記載の画像処理装置。
5. 被検体の経時的な複数の第１のＸ線画像及び前記被検体を造影下で撮像した第２のＸ線画像を収集する収集部と、
   前記複数の第１のＸ線画像に含まれる圧力センサの位置を順次特定し、前記第２のＸ線画像における前記特定した位置に対応する位置をそれぞれ特定する特定部と、
   前記圧力センサの出力に基づく血流に関する指標に応じた色で、前記第２のＸ線画像における血管を色分けして表示部に表示させる表示制御部と、
   を備え、
   前記表示制御部は、前記血流に関する指標と治療の要否を判断するための閾値との比較に基づいて、前記第２のＸ線画像における血管を色分けして表示部に表示させる、Ｘ線診断装置。
6. 前記収集部は、前記圧力センサが引き抜かれる際に、前記複数の第１のＸ線画像を収集する、請求項５に記載のＸ線診断装置。
7. 被検体から経時的に収集される複数の第１のＸ線画像に含まれる圧力センサの位置を順次特定し、造影下で前記被検体を撮像して得られた第２のＸ線画像における前記特定した位置に対応する位置をそれぞれ特定する特定部と、
   前記第２のＸ線画像における冠動脈領域を抽出する抽出部と、
   前記第２のＸ線画像における前記冠動脈領域内を、前記第２のＸ線画像において特定された位置ごとの前記圧力センサの出力に基づく血流に関する指標に基づいて色分けして表示部に表示させる表示制御部と、
   を備える、画像処理装置。
8. 前記特定部は、前記複数の第１のＸ線画像よりも前に収集された前記第２のＸ線画像における、前記複数の第１のＸ線画像において特定した前記圧力センサの位置に対応する位置を特定し、
   前記表示制御部は、前記複数の第１のＸ線画像の収集時に取得される前記圧力センサの出力に基づく血流に関する指標に応じた色で、前記第２のＸ線画像における前記冠動脈領域内を色分けして表示させる、請求項７に記載の画像処理装置。
9. 前記特定部によって特定された前記第２のＸ線画像における位置を調整するための操作を受け付ける受付部をさらに備える、請求項７又は８に記載の画像処理装置。
10. 前記受付部は、前記第２のＸ線画像に含まれる冠動脈領域から抽出された冠動脈芯線上において、前記特定部によって特定された前記第２のＸ線画像における位置を調整するための操作を受け付ける、請求項９に記載の画像処理装置。
11. 被検体の経時的な複数の第１のＸ線画像及び前記被検体を造影下で撮像した第２のＸ線画像を収集する収集部と、
    前記複数の第１のＸ線画像に含まれる圧力センサの位置を順次特定し、前記第２のＸ線画像における前記特定した位置に対応する位置をそれぞれ特定する特定部と、
    前記第２のＸ線画像における冠動脈領域を抽出する抽出部と、
    前記第２のＸ線画像における前記冠動脈領域内を、前記第２のＸ線画像において特定された位置ごとの前記圧力センサの出力に基づく血流に関する指標に基づいて色分けして表示部に表示させる表示制御部と、
    を備える、Ｘ線診断装置。
12. 前記収集部は、前記圧力センサが引き抜かれる際に、前記複数の第１のＸ線画像を収集する、請求項１１に記載のＸ線診断装置。

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