JP6815135B2 - Ｘ線診断装置及び画像処理装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置及び画像処理装置に関する。

インターベンション治療は、カテーテルやガイドワイヤなどのデバイスを血管内に挿入し、狭窄部位や塞栓部位の除去、脳動静脈奇形（cerebral arteriovenous malformation: ＡＶＭ）に対する塞栓形成などを行う治療法である。ここで、Ｘ線診断装置は、インターベンション治療の手技をサポートするための機能として、ロードマップ（road map）機能を備えている。ロードマップ機能は、造影剤を用いて収集された血管の情報を含む画像データを用いて血管像を生成し、生成した血管像を透視画像にマスクして表示することで、血管内のデバイス操作をサポートする。例えば、操作者は、ロードマップ機能によって表示された血管像を参照することで血管走行を把握することができ、手技を効率良く行うことができる。また、ロードマップ機能を用いることで、造影剤の使用量を低減することもでき、被検体に対する負荷を低減させることもできる。なお、以下では、造影剤を用いて収集された血管の情報を含む画像データを血管データと記す。また、ロードマップにおいて透視画像に重ねて表示される血管像をマスク像と記す。

Ｘ線診断装置は、２次元の血管データから生成したマスク像を用いて２次元ロードマップを行う場合、血管データを短時間で生成できるため、デバイスの挿入などに伴う血管走行の変化があった場合でも血管データを容易に更新できる。一方で、２次元ロードマップでは、走行が複雑な血管を明瞭に表示する事が難しい。そのため、操作者による治療部位までのルートの把握が難しくなり、手技の効率が低下する場合があった。

特開２００９−２８５１２１号公報 特開２０１２−００５６３６号公報 特開２００９−２７９３３１号公報 特開２００９−０２２７３３号公報 特開２００３−０３８４７７号公報

本発明が解決しようとする課題は、血管像を用いる手技の効率を向上させることができるＸ線診断装置及び画像処理装置を提供することである。

実施形態のＸ線診断装置は、収集部と、算出部と、表示制御部とを備える。収集部は、造影剤が注入された被検体を透過したＸ線に基づいて、複数のＸ線画像を経時的に収集する。算出部は、前記複数のＸ線画像における血管領域での前記造影剤の信号強度の経時的な遷移に基づいて、前記血管領域のうち、前記血管領域における所定の位置までの前記造影剤の流入経路に対応する血管領域を算出する。表示制御部は、前記流入経路に対応する血管領域を、前記流入経路以外の血管領域と異なる表示態様で表示部に表示させる。

図１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２は、第１の実施形態に係るパラメータを説明するための図である。 図３は、第１の実施形態に係る所定の位置を説明するための図である。 図４は、第１の実施形態に係るルートの算出を説明するための図である。 図５は、第１の実施形態に係る交差部でのルートの算出を説明するための図である。 図６は、第１の実施形態に係るルートの表示例を示す図である。 図７Ａは、第１の実施形態に係るルートの表示例を示す図である。 図７Ｂは、第１の実施形態に係るルートの表示例を示す図である。 図８は、第１の実施形態に係るＸ線診断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９は、第２の実施形態に係る交差部でのルートの算出を説明するための図である。 図１０は、第２の実施形態に係るＸ線診断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１１Ａは、第３の実施形態に係るルートの表示例を示す図である。 図１１Ｂは、第３の実施形態に係るルートの表示例を示す図である。 図１１Ｃは、第３の実施形態に係るルートの表示例を示す図である。

以下、図面を参照して、実施形態に係るＸ線診断装置を説明する。

（第１の実施形態）
まず、図１を用いて第１の実施形態に係るＸ線診断装置１の構成の一例を説明する。図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、高電圧発生器１０１と、Ｘ線源１０２と、天板１０３と、平面検出器１０４と、保持アーム１０５と、ディスプレイ１０６と、入力回路１０７と、記憶回路１０８と、処理回路１０９とを備える。

高電圧発生器１０１は、処理回路１０９による制御の下、高電圧を発生し、発生した高電圧をＸ線源１０２に供給する。Ｘ線源１０２は、Ｘ線管１０２ａと、Ｘ線絞り器１０２ｂとを備える。Ｘ線管１０２ａは、高電圧発生器１０１から供給された高電圧を用いてＸ線を発生する。Ｘ線絞り器１０２ｂは、被検体Ｐに対する被ばく量の低減と画像の画質向上を目的とし、Ｘ線の照射野を制御する。

天板１０３は、被検体Ｐ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。平面検出器１０４は、Ｘ線検出素子を複数有し、被検体Ｐを透過したＸ線について信号強度の分布データを検出し、検出した分布データを処理回路１０９に送信する。保持アーム１０５は、Ｘ線源１０２と平面検出器１０４とを、被検体Ｐを挟んで対向するように保持する。

ディスプレイ１０６は、操作者によって参照されるモニタであり、処理回路１０９による制御の下、造影剤を用いて収集されるＸ線画像や手技中に順次生成される透視画像、透視画像に重ねて表示されるマスク像といった各種のＸ線画像を表示する。なお、表示されるマスク像については後に詳述する。入力回路１０７は、各種指示や各種設定の入力に用いるマウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック等を有し、操作者からの指示や設定を受け付ける。

記憶回路１０８は、処理回路１０９がＸ線診断装置１による処理の全体を制御する際に用いるデータを記憶する。例えば、記憶回路１０８は、Ｘ線画像の収集、ルートの算出、マスク像におけるルート表示などの処理において用いられる各種設定を記憶する。また、記憶回路１０８は、処理回路１０９によって実行される、各プログラムを記憶する。また、記憶回路１０８は、各種のＸ線画像を記憶する。

処理回路１０９は、収集機能１０９ａと、画像生成機能１０９ｂと、算出機能１０９ｃと、表示制御機能１０９ｄとを実行する。図１における実施形態では、構成要素の収集機能１０９ａ、画像生成機能１０９ｂ、算出機能１０９ｃ及び表示制御機能１０９ｄにて行われる各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路１０８へ記録されている。処理回路１０９はプログラムを記憶回路１０８から読み出し、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、各プログラムを読み出した状態の処理回路１０９は、図１の処理回路１０９に示された各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にて、収集機能１０９ａ、画像生成機能１０９ｂ、算出機能１０９ｃ及び表示制御機能１０９ｄにて行われる処理機能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。

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(central processing unit)、GPU(graphics processing unit)、あるいは、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））などの回路を意味する。プロセッサは記憶回路１０８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。なお、記憶回路１０８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に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。なお、本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、図１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。

第１の実施形態における収集機能１０９ａは、特許請求の範囲における収集部の一例である。また、第１の実施形態における画像生成機能１０９ｂは、特許請求の範囲における画像生成部の一例である。また、第１の実施形態における算出機能１０９ｃは、特許請求の範囲における算出部の一例である。また、第１の実施形態における表示制御機能１０９ｄは、特許請求の範囲における表示制御部の一例である。

処理回路１０９は、Ｘ線診断装置１による処理の全体を制御する。Ｘ線診断装置１による処理とは、例えば、Ｘ線画像の収集、ルートの算出、ロードマップのマスク像におけるルートの表示など、ロードマップ機能に係る一連の処理である。ここで、第１の実施形態に係る処理回路１０９は、造影剤が注入された被検体Ｐを透過したＸ線に基づいて、複数のＸ線画像を経時的に収集し、収集した複数のＸ線画像における血管領域での造影剤の信号強度の経時的な遷移に基づいて、血管領域のうち、所定の位置までの造影剤の流入経路に対応する血管領域を算出する。また、処理回路１０９は、所定の位置までの造影剤の流入経路に対応する血管領域を、所定の位置までデバイスを挿入する際のルートとして、流入経路以外の血管領域とは異なる表示態様でディスプレイ１０６に表示させる。なお処理回路１０９による処理については後に詳述する。

以上、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１の全体構成について説明した。かかる構成のもと、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、血管領域における所定の位置までのルートを算出し、算出したルートを操作者に提示することで、血管像を用いる手技の効率を向上させる。

ここでまず、従来のＸ線診断装置について説明する。従来のＸ線診断装置のロードマップ機能は、マスク像の生成に用いる血管データを、２次元又３次元で収集する。まず、３次元の血管データを用いたロードマップでは、血管像が立体的に表現されるため血管走行を把握しやすいが、３次元の血管データの収集には時間を要することから、デバイスの挿入などによって血管の形状が変化した場合であっても血管データを更新することは容易でなく、手技の効率が低下する場合があった。一方で従来、Ｘ線診断装置がロードマップに２次元の血管データを用いる場合、血管データの更新は容易であるものの、血管走行が複雑な場合には、治療部位までのルートが分かりにくく、手技の効率が低下する場合があった。

そこで、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、２次元の血管データを用いる２次元ロードマップにおいて、治療部位までのルートを算出し、算出したルートを表示することで、手技の効率を向上させる。以下、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１が行う処理について詳細に説明する。

収集機能１０９ａは、高電圧発生器１０１、Ｘ線源１０２、天板１０３、平面検出器１０４及び保持アーム１０５を含む撮像系を制御して、Ｘ線画像を収集する。具体的には、収集機能１０９ａは、種々の収集条件に応じて上記撮像系を制御することで、被検体Ｐに対してＸ線を曝射し、被検体Ｐを透過したＸ線を平面検出器１０４で検出する。そして、収集機能１０９ａは、平面検出器１０４によってＸ線から変換された電気信号を用いて画像データを生成し、生成した画像データを記憶回路１０８に格納する。例えば、収集機能１０９ａは、平面検出器１０４から受信した電気信号に対して、電流・電圧変換やＡ（Analog）／Ｄ（Digital）変換、パラレル・シリアル変換を行い、画像データ（投影データ）を生成する。

なお、収集機能１０９ａは、収集条件に応じて撮影画像及び透視画像の画像データをそれぞれ生成する。ここで、「透視画像」は、被検体Ｐを透過したＸ線をＸ線検出器によって検出することで生成されるＸ線画像であり、例えば、リアルタイムに動画像で表示される。一方、「撮影画像」は、透視画像と同様、被検体Ｐを透過したＸ線をＸ線検出器によって検出することで生成されるＸ線画像であるが、透視画像と比較してＸ線の線量の多い画像である。Ｘ線の線量は、例えば、記録の必要に応じて決定される。一例を挙げると、記録の必要がある場合には、線量の多い「撮影画像」が収集される。なお、「透視画像」及び「撮影画像」は動画像の場合であってもよく、静止画像の場合であってもよい。

また、収集機能１０９ａは、造影剤が注入された被検体Ｐを透過したＸ線に基づいて、複数のＸ線画像を収集する。例えば、収集機能１０９ａは、図示しないインジェクタから被検体Ｐの血管内に造影剤を注入しつつ、Ｘ線源１０２からのＸ線の照射及び平面検出器１０４によるＸ線の検出を制御する。ここで、収集機能１０９ａは、造影剤が注入されていない状態の被検体Ｐと造影剤が注入された状態の被検体ＰとからそれぞれＸ線画像を収集する。すなわち、収集機能１０９ａは、造影剤が注入されていない状態で撮像された画像データ及び造影剤が注入された状態で撮像された画像データを生成する。そして、収集機能１０９ａは、生成した画像データを記憶回路１０８に格納する。

画像生成機能１０９ｂは、記憶回路１０８が記憶する画像データに対して画像処理を行い、各種Ｘ線画像を生成する。例えば、画像生成機能１０９ｂは、撮影画像や透視画像を生成する。また、画像生成機能１０９ｂは、血管に造影剤を注入しつつ収集した画像データと、血管に造影剤を注入せずに収集した画像データとを差分し、ＤＳＡ（Digital Subtraction Angiography）画像を生成する。すなわち、画像生成機能１０９ｂは、造影剤を用いて血管内の造影剤が描出された血管像から、骨などの背景を差分して消すことで、血管領域を流れる造影剤がより強調された血管像を生成することができる。ここで、画像生成機能１０９ｂは、血管に造影剤を注入しつつ経時的に収集した複数の画像データと、造影剤を注入せずに収集した画像データとをそれぞれ差分することで、経時的な複数のＤＳＡ画像を生成する。以下では、造影剤を用いて収集されるＸ線画像として、ＤＳＡ画像を用いる場合を一例に挙げて説明する。

また、画像生成機能１０９ｂは、ロードマップ機能におけるマスク画像を生成する。例えば、画像生成機能１０９ｂは、マスク画像としてＤＳＡ画像を生成する。さらに、画像生成機能１０９ｂは、後述する算出機能１０９ｃによる処理結果に基づいて、カラー画像を生成する。具体的には、画像生成機能１０９ｂは、信号強度の経時的な遷移に基づいて、ＤＳＡ画像の血管領域における単位領域ごとに算出された各種のパラメータに応じた色情報を各画素に反映させたカラー画像を生成する。なお、以下、このような画像表現方法をパラメトリックイメージング（Parametric Imaging）と記す。なお、パラメータについては、詳述する。ここで、単位領域は、ＤＳＡ画像の血管領域における一つの画素からなる領域、又はＤＳＡ画像の血管領域における複数の画素（画素群）からなる領域である。なお、以下では、単位領域が一つの画素からなる領域である場合について説明する。また、以下では、単位領域を、単に画素とも記載する。

次に、算出機能１０９ｃは、画像生成機能１０９ｂが生成した複数のＤＳＡ画像における血管領域での造影剤の信号強度の経時的な遷移に基づいて、血管領域における所定の位置までの造影剤の流入経路（以下、ルートと記載する）を算出する。例えば、算出機能１０９ｃは、信号強度の経時的な遷移に基づいて、画素ごとの造影剤の流れに関する特徴量（以下、パラメータと記載する）を算出し、パラメータの連続性に基づいて、ルートを算出する。以下、第１の実施形態に係る算出機能１０９ｃによるルートの算出について詳細に説明する。

まず、算出機能１０９ｃは、経時的に収集されたＤＳＡ画像の血管領域における、造影剤の信号強度の時間的な遷移に基づいて、画素ごとにパラメータを算出する。ここで画素ごとに算出されるパラメータについて、図２を用いて説明する。図２は、第１の実施形態に係るパラメータを説明するための図である。図２において、縦軸はＤＳＡ画像の血管領域における各画素での信号強度であり、横軸はフレーム数又は時間である。

造影剤の信号強度の経時的な遷移は、例えば、図２の時間濃度曲線（Time Density Curve：ＴＤＣ）で表現される。図２のＴＤＣに示すように、造影剤がない状態における画素の信号強度を「０」とすると、造影剤が画素に流入するにつれて徐々に信号強度が増加し、信号強度のピークを迎えた後、造影剤の流出に伴って信号強度は低下し、再度「０」となる。なお、ＴＤＣは画素ごとに異なった形状となる。

例えば、算出機能１０９ｃは、造影剤の信号強度の経時的な遷移に基づいて、信号強度が最大値となるまでの時間を示す「ＴＴＰ（Time To Peak）」を、パラメータとして、血管領域の各画素について算出する。一例を挙げると、算出機能１０９ｃは、被検体Ｐの血管内に造影剤の注入を開始した時間から、造影剤の信号強度が最大値となるまでの時間をＴＴＰとして算出する。また、算出機能１０９ｃは、ＴＴＰ以外のパラメータとして、信号強度の最大値を示す「ＰＨ（Peak Height）」、信号強度の累積量を示す「ＡＵＣ（Area Under Curve）」などを算出する事ができる。また、図２においてはＴＴＰ、ＰＨ、ＡＵＣの３つのパラメータを示したが、算出機能１０９ｃは、図示しないパラメータとして、造影剤による信号が出現するまでの時間を示す「ＡＴ（Arrival Time）」、造影剤による信号が出現してから信号強度が例えば最大値の２０％を超えるまでの時間を示す「ＴＴＡ（Time To Arrival）」、造影剤による信号が出現してから信号強度が最大となるまでの時間を示す「Wash in」、信号強度が最大値を示した時点から造影剤が流出しきるまでの時間を示す「Wash out」、信号強度の最大値の半値幅を示す「Width」、平均通過時間「ＭＴＴ（Mean Transit Time）」等を算出する場合であってもよい。なお、以下では一例として、算出機能１０９ｃがＴＴＰを算出する場合について説明する。

また、第１の実施形態に係る算出機能１０９ｃは、操作者から所定の位置の指定を受け付ける。図３は、第１の実施形態に係る所定の位置を説明するための図である。以下では、所定の位置として、図３に示す位置Ｒ１が指定される場合について説明する。例えば、表示制御機能１０９ｄは、図３に示すように、ＤＳＡ画像をディスプレイ１０６から操作者に提示する。そして、算出機能１０９ｃは、入力回路１０７が有するマウス等の操作を通じて、ＤＳＡ画像上において所定の位置の指定を受け付ける。一例を挙げると、ＡＶＭの症例において異常血管塊（ナイダス）に対するインターベンション治療を行う場合に、操作者は、図３に示すように、ナイダスである治療部位ａ１への流入口を、所定の位置Ｒ１として指定する。

そして、所定の位置の指定を受け付けた後、算出機能１０９ｃは、画素ごとに算出したＴＴＰの連続性に基づいて、所定の位置Ｒ１までのルートを算出する。以下、ＴＴＰの連続性に基づくルートの算出について、図４を用いて説明する。図４は、第１の実施形態に係るルートの算出を説明するための図である。図４上図はＤＳＡ画像をＴＴＰに基づくパラメトリックイメージングによってカラー化したカラー画像を示し、血流方向は図の下から上の方向である。図４下図はカラー画像に対応するカラーバーを示し、信号強度が最大値を示すまでの時間（Ｓｅｃ）に応じた色が割り当てられている。なお、図４は説明の便宜上カラー画像を示しているが、実際には内部的に数値で処理される。

図４に示すように、連続した血管領域においてはＴＴＰの値は連続性を持つ。なお、造影剤は血流と同方向に流れるため、ＴＴＰの値は、血流の下流（図４上図の上方向）に行くほど、徐々に大きくなる。そこで、算出機能１０９ｃは、ＴＴＰの値の連続性を使用して、所定の位置Ｒ１までの連続した血管領域を算出する。

具体的には、算出機能１０９ｃは、所定の位置Ｒ１に対応する画素を始点とし、始点の画素から隣接する画素間でＴＴＰを順次比較して、血管領域の各画素のＴＴＰを時間的に遡るようにしてルートを算出する。より具体的には、まず、算出機能１０９ｃは、所定の位置Ｒ１に対応する画素と隣接する画素のうち、所定の位置Ｒ１に対応する画素とＴＴＰの値が同程度である画素、若しくはＴＴＰの値が低下する画素を探索し、該当する画素をルートとして特定する。さらに、算出機能１０９ｃは、ルートとして特定した画素の近傍の画素について、上記処理を順次行うことによりルートを算出する。例えば、算出機能１０９ｃは、図４上図に示すように、所定の位置Ｒ１からＸ線画像の淵に至るまでのルートを探索する。

なお、算出機能１０９ｃによるルート探索の終点については、上述したようにＸ線画像の淵に至るまでのルートを算出する場合であってもよいし、造影剤を注入したデバイスの先端までのルートを算出する場合であってもよい。また、算出機能１０９ｃは、所定の位置の指定に加えて、ルート探索の終点の指定を受け付ける場合であってもよい。

次に、血管領域の交差部におけるルートの算出について、図５を用いて説明する。図５は、第１の実施形態に係る交差部でのルートの算出を説明するための図である。なお、図５においても図４と同様に、説明の便宜上カラー画像を示しているが、実際には内部的に数値で処理される。上述したように、算出機能１０９ｃは、ＴＴＰの値の連続性を利用して、連続する血管領域を算出するが、例えば図５に示すように、奥行き方向に血管が交差している場合、ＴＴＰが連続性を示さなくなる。そこで、算出機能１０９ｃは、隣接する画素間でＴＴＰが連続性を示さなかった場合に、ＴＴＰが連続しない位置を交差部と判定し、以下の処理を行う。例えば、算出機能１０９ｃは、隣接する画素におけるＴＴＰの値の差が所定の閾値を超えている場合に、ＴＴＰの値が連続していないと判定する。なお、所定の閾値は任意に設定が可能である。なお、ここでいう交差部とは、実際には交わっていない血管同士が、２次元で収集されたＸ線画像上において、交差して投影された箇所を意味する。一方で、血管同士が実際に交わっている箇所については、ＴＴＰの値が連続性を示すので、算出機能１０９ｃは、各画素のＴＴＰを時間的に遡るようにしてルートを算出する事ができる。

例えば、図５に示すように、血管領域において血管が交差する交差部がある場合、まず、算出機能１０９ｃは、上述の処理により、所定の位置Ｒ１から交差部直前の位置Ｒ２までのルートを算出する。ここで算出機能１０９ｃは、ＴＴＰの不連続性から、交差部があると判定する。そして算出機能１０９ｃは、交差部に隣接する位置をルートの候補として、以下の処理を行う。例えば、算出機能１０９ｃは、交差部直前の位置Ｒ２以降のルートとして、位置Ｓ１を含むルート、位置Ｓ２を含むルート及び位置Ｓ３を含むルートの３つのルートを候補とし、３つのルートの中から適切なルートを選択することで、交差部でのルートを算出する。

具体的には、算出機能１０９ｃは、交差部近傍の各画素について、画素ごとに、交差部直前の位置Ｒ２の画素とのＴＴＰの連続性及び交差部直前の位置Ｒ２の画素との位置関係に基づく評価値を算出し、算出した評価値に基づいて交差部でのルートを算出する。例えば、算出機能１０９ｃは、所定の位置Ｒ１から交差部直前の位置Ｒ２までのＴＴＰの値の変化量と、交差部直前の位置Ｒ２からの距離とに応じて、位置Ｓ１〜Ｓ３の各画素のＴＴＰを推測する。一例を挙げると、算出機能１０９ｃは、所定の位置Ｒ１から交差部直前の位置Ｒ２までの各画素のＴＴＰの値から、一画素に対応する距離を移動した際のＴＴＰの値の変化量を変化率として算出し、交差部直前の位置Ｒ２から位置Ｓ１〜Ｓ３の各画素までの距離と、算出した変化率とを掛け合わせることで、位置Ｓ１〜Ｓ３の各画素のＴＴＰを推測する。そして、算出機能１０９ｃは、位置Ｓ１〜Ｓ３の各画素の実際のＴＴＰと、推測したＴＴＰとの比を評価値として算出し、比が最も「１」に近くなる位置を含むルートを、交差部でのルートとして特定する。

なお、算出機能１０９ｃは、交差部でのルートを判定するための評価値を算出する際、所定の位置Ｒ１から交差部直前の位置Ｒ２までについて算出したルートの方向を考慮する場合であってもよい。一例を挙げると、まず、算出機能１０９ｃは、図５の所定の位置Ｒ１と交差部直前の位置Ｒ２とを結ぶ直線を軸とする。また、算出機能１０９ｃは、所定の位置Ｒ１から交差部直前の位置Ｒ２に至るまでのルートの曲率に基づいて、上述の軸に対する位置Ｒ２以降のルートの角度を推測する。そして、算出機能１０９ｃは、推測した角度と、位置Ｓ１〜Ｓ３の各画素に対応するルートの上述の軸に対する角度との比を評価値として算出し、比が最も「１」に近くなる位置を含むルートを、交差部でのルートとして特定する。

また、算出機能１０９ｃは、交差部直前の位置Ｒ２から位置Ｓ１〜Ｓ３の各画素までのＴＴＰの値に係る評価値と、交差部直前の位置Ｒ２から位置Ｓ１〜Ｓ３の各画素までの方向に係る評価値とを合わせることで、更に評価値を算出することもできる。例えば、算出機能１０９ｃは、位置Ｓ１〜Ｓ３に対応する各ルートについて、評価値として算出したＴＴＰの値の比の「１」からの乖離を二乗した値と、評価値として算出した角度の比の「１」からの乖離を二乗した値とを合算した値を評価値として算出し、算出した評価値が最も小さいルートを交差部でのルートとして特定する。

交差部でのルートを特定すると、算出機能１０９ｃは、さらに、交差部以降のルートの探索を続行し、ルートの算出を完了する。例えば、算出機能１０９ｃは、評価値に基づいて、位置Ｓ３を交差部でのルートとして算出する。さらに、算出機能１０９ｃは、位置Ｓ３以降のルートを探索し、所定の位置Ｒ１からＸ線画像の淵に至るまでのルートを算出する。

上述したように、算出機能１０９ｃが所定の位置Ｒ１までのルートを算出すると、第１の実施形態に係る表示制御機能１０９ｄは、算出されたルートを、算出されたルート以外の血管領域と異なる表示態様で、ディスプレイ１０６に表示させる。例えば、図６左図に示すＸ線画像について、算出機能１０９ｃがルートの算出を行った場合、画像生成機能１０９ｂは、図６右図に示すように、算出されたルート以外の血管領域を透明とし、算出されたルートのみが表示されるように処理した画像を生成する。ここで図６は、第１の実施形態に係るルートの表示例を示す図である。なお図６右図の処理画像は、図６左図に示すＸ線画像について、位置Ｓ３を含むルートを交差部でのルートとして判定した場合を示す。

さらに、表示制御機能１０９ｄは、画像生成機能１０９ｂが生成した処理画像を、ロードマップのマスク像として、ディスプレイ１０６に表示させる。例えば、表示制御機能１０９ｄは、図７Ａに示す透視画像に対して、図６右図に示した処理画像を重ねて表示する事によって、図７Ｂに示すように、算出機能１０９ｃが算出した所定の位置Ｒ１までのルートを、ロードマップのマスク像において表示する。なお、図７Ａ及び図７Ｂは、第１の実施形態に係るルートの表示例を示す図である。

なお、血管内でのデバイス操作等に伴って血管の形状が変化した場合、あるいは血管の形状が変化した可能性がある場合には、操作者は、ロードマップのマスク像を更新する事ができる。具体的には、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、操作者からマスク像の更新の指示を受け付けると、再度ＤＳＡ画像の収集を行い、収集したＤＳＡ画像から上述した処理によってマスク像を生成して、最新のマスク像を操作者に提示する。

次に、Ｘ線診断装置１による処理の手順の一例を、図８を用いて説明する。図８は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１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１０２及びステップＳ１１０は画像生成機能１０９ｂに対応するステップである。ステップ１０３、ステップ１０４、ステップ１０５、ステップ１０６、ステップ１０７、ステップ１０８及びステップ１０９は、算出機能１０９ｃに対応するステップである。ステップＳ１１１は表示制御機能１０９ｄに対応するステップである。

まず、処理回路１０９は、ロードマップ機能の実行に係る各種設定を記憶回路１０８から取得し（ステップ１０１）、複数のＤＳＡ画像を経時的に生成する（ステップ１０２）。次に、処理回路１０９は、ＤＳＡ画像の血管領域における信号強度の経時的な遷移に基づいて、画素ごとにＴＴＰを算出する（ステップ１０３）。そして、処理回路１０９は、血管領域における所定の位置を取得し（ステップ１０４）、ＴＴＰの連続性に基づいて所定の位置からのルートを探索する（ステップ１０５）。

ここで、処理回路１０９は、血管領域の交差部の有無を判定する（ステップ１０６）。ルートの探索方向に交差部がある場合（ステップ１０６肯定）、処理回路１０９は、交差部近傍の画素について評価値を算出し（ステップ１０７）、算出した評価値に基づいて交差部でのルートを判定し（ステップ１０８）、再度ステップ１０５に移行する。一方で交差部がない場合（ステップ１０６否定）、処理回路１０９は、ルートの算出が完了したか否かを判定する（ステップ１０９）。ここでルートの算出が完了していない場合（ステップ１０９否定）、処理回路１０９は、再度ステップ１０５に移行する。一方でルートの算出が完了した場合（ステップ１０９肯定）、処理回路１０９は、マスク像を生成し（ステップ１１０）、透視画像に対してロードマップ表示を行う（ステップ１１１）。ここで、処理回路１０９は、ＤＳＡ画像の再生成の指示を受け付けたか否かを判定する（ステップ１１２）。ＤＳＡ画像の再生成の指示を受け付けた場合（ステップ１１２肯定）、処理回路１０９は、再度ステップ１０２に移行する。一方でＤＳＡ画像の再生成の指示を受け付けない場合（ステップ１１２否定）、処理回路１０９は、終了コマンドを受け付けたか否かを判定し（ステップ１１３）、終了コマンドを受け付けない場合には（ステップ１１３否定）待機状態となり、終了コマンドを受け付けた場合には（ステップ１１３肯定）処理を終了する。

上述したように、第１の実施形態によれば、収集機能１０９ａは、造影剤が注入された被検体Ｐを透過したＸ線に基づいて、複数のＸ線画像を経時的に収集する。また、算出機能１０９ｃは、複数のＸ線画像における血管領域での造影剤の信号強度の経時的な遷移に基づいて、血管領域のうち、所定の位置までの造影剤の流入経路に対応する血管領域を算出する。また、表示制御機能１０９ｄは、算出部が算出した流入経路に対応する血管領域を、流入経路以外の血管領域と異なる表示態様で表示部に表示させる。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、複雑な血管走行の症例であっても、治療部位までのルートを算出し、算出したルートをロードマップのマスク像において表示することで、手技の効率を向上させることができる。

また、第１の実施形態によれば、２次元の血管データを用いたロードマップを行うため、デバイスの挿入等により血管形状の変化が生じた場合であっても、血管データの更新を容易に行うことができる。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、必要に応じて更新されたロードマップを操作者に提示し、手技の効率を向上させることができる。

また、第１の実施形態によれば、算出機能１０９ｃは、血管領域において血管が交差する交差部がある場合であっても、交差部近傍の各画素について、画素ごとに、交差部直前の画素とのパラメータの連続性及び交差部直前の画素との血管領域における位置関係に基づく評価値を算出し、算出した評価値に基づいて交差部でのルートを算出する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、血管領域の交差部においても正しいルートを算出することができる。

また、第１の実施形態によれば、算出機能１０９ｃは、交差部がある場合、交差部近傍の各画素について、画素ごとに、交差部直前の画素とのパラメータの連続性及び交差部直前の画素との血管領域における位置関係、さらに、交差部直前の画素までのルートの方向を考慮した評価値を算出し、算出した評価値に基づいて交差部でのルートを算出する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、血管領域の交差部において、より正確にルートを算出することができる。

また、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、ロードマップのマスク像において、算出したルートのみが表示されるよう制御する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、複雑な血管走行の症例であっても、目的のルート以外の血管像については表示せずに、治療部位までのルートを分かりやすく表示し、手技の効率を向上させることができる。

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、パラメータを一つ算出し、算出したパラメータに基づいてルートを算出する場合について説明した。これに対して第２の実施形態では、血管領域の交差部においてパラメータを複数算出し、算出した複数のパラメータに基づいてルートを算出する場合について説明する。

第２の実施形態に係るＸ線画像診断装置は、図１に示した第１の実施形態に係るＸ線画像診断装置と同様の構成を有し、算出機能１０９ｃによる処理の一部が相違する。そこで、第１の実施形態において説明した構成と同様の構成を有する点については、図１と同一の符号を付し、説明を省略する。

第２の実施形態に係る交差部におけるルートの算出について、図９を用いて説明する。図９は、第２の実施形態に係る交差部でのルートの算出を説明するための図である。図９上図はＤＳＡ画像をＴＴＰに基づくパラメトリックイメージングによってカラー化したカラー画像を示し、血流方向は図の下から上の方向である。図９下図はカラー画像に対応するカラーバーを示し、信号強度が最大値を示すまでの時間（Ｓｅｃ）に応じた色が割り当てられている。なお、図９は説明の便宜上カラー画像を示しているが、実際には内部的に数値で処理される。

例えば、図９のカラー画像に示すように、所定の位置Ｒ３からのルート探索において交差部がある場合、算出機能１０９ｃは、位置Ｓ４を含むルート及び位置Ｓ５を含むルートから一方をルートとして判定する。ここで、図９に示すように、交差部直後の位置Ｓ４及び位置Ｓ５の各画素のＴＴＰが同程度の値である場合には、ルートごとの評価値に差が生じず、ルート判定の信頼性が十分でない場合が想定される。

一例を挙げると、算出機能１０９ｃは、所定の位置Ｒ３から交差部直前の位置までのＴＴＰの値の変化量と、交差部直前の位置からの距離とに応じて、位置Ｓ４及び位置Ｓ５の各画素のＴＴＰの値を推測する。そして、算出機能１０９ｃは、位置Ｓ４及び位置Ｓ５の各位置の画素のＴＴＰの値と、推測したＴＴＰの値との比を評価値として算出する。ここで例えば、評価値として算出した比について、ルートごとの差が「０．１」以下である場合、算出機能１０９ｃはルート判定の信頼性が十分でないと判断する。

そこで、第２の実施形態に係る算出機能１０９ｃは、ルート判定の信頼性を高めるため、例えば、交差部近傍の各画素について、ＰＨやＡＵＣ等の他のパラメータを更に算出する。以下、他のパラメータとして、算出機能１０９ｃが信号強度の最大値であるＰＨを算出する場合について説明する。算出機能１０９ｃは、交差部近傍の各画素についてＰＨを算出し、さらに、交差部直前の画素とのＰＨの連続性及び交差部直前の画素との血管領域における位置関係とに基づいて、ＰＨについての評価値を画素ごとに算出する。

第２の実施形態に係る算出機能１０９ｃは、交差部近傍の各画素について、ＴＴＰに係る評価値に加えてＰＨに係る評価値を算出した場合、ＴＴＰに係る評価値のルートごとの差がわずかであっても、ＰＨに係る評価値がルートによって差を生じる場合には、ＰＨについての評価値に基づいて交差部でのルートを算出することができる。ここで、ＰＨについて算出した評価値によってもルート判定の信頼性が小さい場合、算出機能１０９ｃは、更に他のパラメータを算出することができる。

なお、算出機能１０９ｃは、複数のパラメータを算出した場合においては、パラメータごとに評価値を算出してもよいし、複数のパラメータを総合して一つの評価値を算出してもよい。また、ルート判定の信頼性が小さい場合に算出する他のパラメータはＰＨに限らず、例えばＡＵＣやＭＴＴ等を算出する場合であってもよいし、複数の他のパラメータを算出する場合であってもよい。また、ルート判定の信頼性が小さい場合に他のパラメータを算出するのではなく、予め複数のパラメータを算出する場合であってもよい。

次に、Ｘ線診断装置１による処理の手順の一例を、図１０を用いて説明する。図１０は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１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２０２及びステップＳ２１１は画像生成機能１０９ｂに対応するステップである。ステップ２０３、ステップ２０４、ステップ２０５、ステップ２０６、ステップ２０７、ステップ２０８、ステップ２０９及びステップ２１０は、算出機能１０９ｃに対応するステップである。ステップＳ２１２は表示制御機能１０９ｄに対応するステップである。

まず、処理回路１０９は、ロードマップ機能の実行に係る各種設定を記憶回路１０８から取得し（ステップ２０１）、複数のＤＳＡ画像を経時的に生成する（ステップ２０２）。次に、処理回路１０９は、ＤＳＡ画像の血管領域における信号強度の経時的な遷移に基づいて、画素ごとにＴＴＰを算出する（ステップ２０３）。そして、処理回路１０９は、血管領域における所定の位置を取得し（ステップ２０４）、ＴＴＰの連続性に基づいて所定の位置からのルートを探索する（ステップ２０５）。

ここで、処理回路１０９は、血管領域の交差部の有無を判定する（ステップ２０６）。ルートの探索方向に交差部がある場合（ステップ２０６肯定）、処理回路１０９は、交差部近傍の画素について評価値を算出し（ステップ２０７）、算出した評価値に基づいて交差部でのルートを判定する（ステップ２０８）。ここでルートの判定を行った場合には（ステップ２０８肯定）、処理回路１０９は、再度ステップ２０５に移行する。一方、処理回路１０９は、交差部でのルートを判定しない場合には（ステップ２０８否定）、交差部近傍の画素について他のパラメータを算出し（ステップ２０９）、再度ステップ２０７に移行して他のパラメータについての評価値を算出する。

一方、交差部がない場合（ステップ２０６否定）、処理回路１０９は、ルートの算出が完了したか否かを判定する（ステップ２１０）。ここでルートの算出が完了していない場合（ステップ２１０否定）、処理回路１０９は、再度ステップ２０５に移行する。一方でルートの算出が完了した場合（ステップ２１０肯定）、処理回路１０９は、マスク像を生成し（ステップ２１１）、透視画像に対してロードマップ表示を行う（ステップ２１２）。ここで、処理回路１０９は、ＤＳＡ画像の再生成の指示を受け付けたか否かを判定する（ステップ２１３）。ＤＳＡ画像の再生成の指示を受け付けた場合（ステップ２１３肯定）、処理回路１０９は、再度ステップ２０２に移行する。一方でＤＳＡ画像の再生成の指示を受け付けない場合（ステップ２１３否定）、処理回路１０９は、終了コマンドを受け付けたか否かを判定し（ステップ２１４）、終了コマンドを受け付けない場合には（ステップ２１４否定）待機状態となり、終了コマンドを受け付けた場合には（ステップ２１４肯定）処理を終了する。

なお、処理回路１０９は、ステップ２０８においてルート判定を行わない場合に、他のパラメータを算出する場合に限らず、種々の手法によりルートを算出する事ができる。例えば、処理回路１０９は、複数の方向からのＤＳＡ画像を収集し、各方向から収集されたＤＳＡ画像のＴＴＰ及び空間座標を比較する事で、所定の方向から収集されたＤＳＡ画像における交差部でのルートを算出することができる。

また、処理回路１０９は、ステップ２０８においてルート判定を行わない場合に、ルートを複数算出する場合であってもよい。一例を挙げると、処理回路１０９は、ルートごとの評価値の差を算出し、ルートごとの評価値の差が所定の閾値を超えない場合には、ルートを複数算出することができる。さらに、処理回路１０９は、算出した複数のルートの中から一つのルートを選択する操作を受け付ける場合であってもよい。

上述したように、第２の実施形態に係る算出機能１０９ｃは、複数のパラメータを算出し、算出した複数のパラメータに基づく評価値を算出し、算出した評価値に基づいて交差部でのルートを算出する。従って、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１は、交差部において信頼性の高いルートを算出することができ、より正確なルートを操作者に提示することで、手技の効率を向上させることができる。

また、上述したように、第２の実施形態に係る算出機能１０９ｃは、評価値に基づくルート判定の信頼性が十分でない場合には、交差部でのルートを複数算出する。従って、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１は、誤ったルートの提示を回避する事ができる。

（第３の実施形態）
第１の実施形態では、算出したルートの表示例として、図７に示す一例を説明した。これに対し、第３の実施形態では、算出したルートの表示例のバリエーションについて説明する。

第３の実施形態に係るＸ線画像診断装置は、図１に示した第１の実施形態に係るＸ線画像診断装置と同様の構成を有し、画像生成機能１０９ｂ及び表示制御機能１０９ｄによる処理の一部が相違する。そこで、第１の実施形態において説明した構成と同様の構成を有する点については、図１と同一の符号を付し、説明を省略する。

以下、図１１Ａ〜図１１Ｃを参照して、第３の実施形態に係るルートの表示例を説明する。図１１Ａ〜図１１Ｃは、第３の実施形態に係るルートの表示例を示す図である。例えば、第３の実施形態に係る画像生成機能１０９ｂは、ＤＳＡ画像における血管領域のうち、算出機能１０９ｃが算出したルートに対応した血管領域を強調させたマスク像を生成する。ここで画像生成機能１０９ｂは、例えば、ルートとして算出された血管領域を、他の血管領域と異なる色や濃淡で表現することで、ルートを強調させる。そして、第３の実施形態に係る表示制御機能１０９ｄは、図１１Ａに示すように、画像生成機能１０９ｂが生成したマスク像を、ロードマップにおいて表示する。

また、第３の実施形態に係る表示制御機能１０９ｄは、パラメトリックイメージングによるカラー画像を、ロードマップのマスク像に用いる事ができる。例えば、画像生成機能１０９ｂは、ＴＴＰの値に応じて各画素の色を決定したカラー画像を生成し、さらに、カラー画像における血管領域のうち算出したルートに対応した血管領域のみを表示するマスク像を生成する。そして、表示制御機能１０９ｄは、図１１Ｂに示すように、画像生成機能１０９ｂが生成したマスク像を透視画像に重ねてディスプレイ１０６に表示させる。

また、例えば、画像生成機能１０９ｂは、パラメトリックイメージングにより生成したカラー画像における血管領域のうち算出したルートに対応した血管領域を、ＤＳＡ画像における血管領域に対して重畳したマスク像を生成し、表示制御機能１０９ｄは、図１１Ｃに示すように、画像生成機能１０９ｂが生成したマスク像を透視画像に重ねてディスプレイ１０６に表示させることができる。

上述したように、表示制御機能１０９ｄは、算出したルートに対応した血管領域と算出したルート以外の血管領域とを異なる表示態様でディスプレイ１０６に表示させる。ここで、異なる表示態様とは、算出したルートに対応した血管領域と算出したルート以外の血管領域とを操作者が区別しうる一切の表示態様を意味する。例えば、表示制御機能１０９ｄは、算出したルートに対応した血管領域と算出したルート以外の血管領域との間で色彩や明度、彩度等を変更してもよいし、算出したルート以外の血管領域を透明又は半透明で表示してもよい。また、表示制御機能１０９ｄは、算出したルートに対応した血管領域を透明又は半透明で表示してもよい。また、例えば、表示制御機能１０９ｄは、算出したルートに対応した血管領域又は算出したルート以外の血管領域の一方を点滅させて表示してもよいし、算出したルートに対応した血管領域に沿って矢印や線を表示してもよい。

上述した表示例によれば、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１は、操作者が治療部位までのルートを理解する際の負担を軽減し、手技の効率を向上させることができる。さらに、パラメトリックイメージングによるカラー画像を用いて治療部位までのルートを表示する事により、２次元でのロードマップにおいて奥行き方向の情報を取得する事ができる。例えば、マスク像においてカラーで表示された血管領域のうち、色の変化が緩慢な領域がある場合、かかる領域は血管がマスク像と平行に走行していることが推察できる。一方で、急激に色が変化する領域がある場合、かかる領域は血管がマスク像に対して垂直に走行していることが推測される。従って、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１は、２次元ロードマップであっても奥行き方向の情報を操作者に示すことができるため、手技の効率をさらに向上させることができる。

上述した第１〜第３の実施形態では、血管領域において血管が交差する交差部がある場合、算出機能１０９ｃが、交差部近傍の各画素について、画素ごとに、交差部直前の画素とのパラメータの連続性及び交差部直前の画素との血管領域における位置関係に基づく評価値を算出し、算出した評価値に基づいて交差部でのルートを算出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、血管領域において血管が交差する交差部がある場合、算出機能１０９ｃは、交差部近傍の各画素について、画素ごとに、造影剤の動きを表すベクトル（オプティカルフロー）を算出し、画素間でのベクトルの類似性に基づいて、交差部でのルートを算出する。一例を挙げると、算出機能１０９ｃは、まず、経時的に複数収集したＤＳＡ画像のうち任意の時間フレームにおける造影剤の位置と、次の時間フレームにおける造影剤の位置とを結ぶことにより、造影剤の動きを表すベクトルを算出する。

次に、算出機能１０９ｃは、交差部近傍の画素間で、ベクトルの大きさ及び向き（角度）のそれぞれについて、差を算出する。例えば、算出機能１０９ｃは、交差部直前の画素と、隣接する画素のうち探索方向（血流と反対方向）に位置する画素との間で差を算出する。更に、算出機能１０９ｃは、隣接する画素のうち探索方向に位置する画素との間で差を算出する処理を、交差部直前の画素を始点として、交差部近傍の各画素に対して順次実行する。

そして、算出機能１０９ｃは、算出した差と、ベクトルの大きさ及び向き（角度）のそれぞれについて設定した閾値とを比較し、算出した差が閾値以下となるか否かに基づいて、各画素がルートに含まれる画素であるか否かを判定し、交差部でのルートを算出する。例えば、算出機能１０９ｃは、交差部直前の画素とＴＴＰの値が近似している画素であっても、算出した差が閾値より大きく、ベクトルの大きさ及び向き（角度）が大きく異なる場合には、ルートに含まれない画素と判定する。また、例えば、算出機能１０９ｃは、交差部直前の画素とＴＴＰの値が近似している画素のうち、算出した差が閾値より小さく、ベクトルの大きさ及び向き（角度）が類似している画素については、ルートに含まれる画素と判定する。

また、例えば、血管領域において血管が交差する交差部がある場合、算出機能１０９ｃは、複数のＤＳＡ画像に基づく流体解析（Computational Fluid Dynamics：ＣＦＤ）を行うことにより、交差部でのルートを算出する。一例を挙げると、算出機能１０９ｃは、まず、ＣＦＤにより、複数のＤＳＡ画像のそれぞれに描出された造影剤の位置から、ＤＳＡ画像の血管領域の各位置における血流の状態（血流の速さや方向、流量、圧力等）を算出する。

ここで、交差部においては、交差部に血液を流入させる血管と、交差部から血液を流出させる血管とがある。例えば、十字の形の交差部において、交差部からは４本の血管が伸びることとなるが、４本の血管のうち少なくとも１本の血管は交差部に血液を流入させる血管であり、また、少なくとも１本の血管は交差部から血液を流出させる血管である。なお、ルートの探索における交差部直前の画素は、交差部から血液を流出させる血管に含まれる。

ここで、交差部に血液を流入させる血管が１本であり、交差部から血液を流出させる血管が３本である場合、算出機能１０９ｃは、この交差部は血管の分岐点であり、実際に繋がっているものと判断する。また、算出機能１０９ｃは、交差部に血液を流入させる唯一の血管を、ルートとして特定する。

一方で、交差部に血液を流入させる血管及び交差部から血液を流出させる血管がそれぞれ２本ずつである場合、算出機能１０９ｃは、実際に繋がっていない血管が単に重なって見えているものと判断する。また、算出機能１０９ｃは、交差部から血液を流出させる２本の血管のうち交差部直前の画素を含む血管と、交差部に血液を流入させる２本の血管のそれぞれとの間で、血流の状態を比較する。そして、算出機能１０９ｃは、交差部に血液を流入させる２本の血管のうち、交差部直前の画素を含む血管と血流の状態が類似する血管（流量が一致する場合など）を、ルートとして特定する。

また、例えば、血管領域において血管が交差する交差部がある場合、算出機能１０９ｃは、造影剤の信号強度の経時的な遷移の画素間の類似性に基づいて、交差部でのルートを算出する。一例を挙げると、算出機能１０９ｃは、交差部近傍の各画素について、画素ごとに、造影剤の信号強度の経時的な遷移を示すＴＤＣを算出する。また、算出機能１０９ｃは、交差部近傍の各画素のＴＤＣの位置（造影剤による信号が出現する時間、造影剤による信号が最大値となる時間、造影剤による信号が消失する時間など）、ＴＤＣの高さ（造影剤による信号の最大値、造影剤による信号の積分値など）、ＴＤＣの形状（造影剤による信号が出現してから消滅するまでの任意の時点での造影剤による信号強度、グラフの傾きなど）等を示す値を算出する。

次に、算出機能１０９ｃは、交差部近傍の画素間で、各画素のＴＤＣについて算出した値の差を算出する。例えば、算出機能１０９ｃは、交差部直前の画素と、隣接する画素のうち探索方向に位置する画素との間で差を算出する。更に、算出機能１０９ｃは、隣接する画素のうち探索方向に位置する画素との間で差を算出する処理を、交差部直前の画素を始点として、交差部近傍の各画素に対して順次実行する。

そして、算出機能１０９ｃは、算出した差と所定の閾値とを比較し、算出した差が閾値以下となるか否かに基づいて、各画素がルートに含まれる画素であるか否かを判定し、交差部でのルートを算出する。例えば、算出機能１０９ｃは、交差部直前の画素とＴＴＰの値が近似している画素であっても、算出した差が閾値より大きく、ＴＤＣが大きく異なる場合には、ルートに含まれない画素と判定する。また、例えば、算出機能１０９ｃは、交差部直前の画素とＴＴＰの値が近似している画素のうち、算出した差が閾値より小さくＴＤＣが類似している画素については、ルートに含まれる画素と判定する。

また、上述した第１〜第３の実施形態では、算出機能１０９ｃがＤＳＡ画像上で所定の位置の指定を受け付ける場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、算出機能１０９ｃは、操作者に対して、背景の差分を行っていない状態でのＸ線画像や、パラメトリックイメージングによるカラー画像といった各種のＸ線画像を提示し、提示したＸ線画像上において所定の位置の指定を受け付けることができる。また、所定の位置について操作者からの指定を受け付けない場合であってもよく、例えば、算出機能１０９ｃは、ＤＳＡ画像上において所定の大きさを有する画素群をナイダスとして識別し、ナイダスと血管領域との接合部を所定の位置として自動で設定する事ができる。

また、上述した第１〜第３の実施形態では、収集機能１０９ａが造影剤を用いて収集したＸ線画像に対し、画像生成機能１０９ｂが画像処理を行ってＤＳＡ画像を生成し、生成したＤＳＡ画像に基づいてルートを算出する場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、算出機能１０９ｃは、画像生成機能１０９ｂによる差分処理を受けていない状態のＸ線画像における血管領域での信号強度の経時的な遷移に基づいて、ルートを算出することができる。

また、上述した第１〜第３の実施形態では、単位領域が一つの画素からなる領域である場合について説明したが、単位領域は複数の画素からなる領域であってもよい。例えば、算出機能１０９ｃは、４つの画素からなる単位領域ごとにＴＴＰを算出する。一例を挙げると、算出機能１０９ｃは、単位領域の４つの画素における信号強度の和が、所定のタイミング（被検体Ｐの血管内に造影剤の注入を開始した時間など）から最大値となるまでの所要時間をＴＴＰとして算出する。そして、算出機能１０９ｃは、単位領域ごとに算出したＴＴＰの連続性に基づいてルートを算出することができる。例えば、算出機能１０９ｃは、所定の位置Ｒ１に対応する単位領域を始点とし、始点の単位領域から隣接する単位領域間でＴＴＰを順次比較して、血管領域の単位領域それぞれのＴＴＰを時間的に遡るようにしてルートを算出する。さらに、画像生成機能１０９ｂは、単位領域ごとに算出したＴＴＰの値を単位領域に含まれる各画素のＴＴＰの値とすることで、ＴＴＰに応じた色情報を各画素に反映させたカラー画像を生成することもできる。

上述した実施形態では、Ｘ線診断装置が各処理を行う場合を例に挙げて説明したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、画像処理装置において上述した処理を実行する場合であってもよい。かかる場合には、画像処理装置に上述した処理回路１０９が含まれ、上述した各処理を実行する。

第１〜第３の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。すなわち、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・統合して構成する事ができる。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、第１〜第３の実施形態で説明した制御方法は、予め用意された制御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。この制御プログラムは、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、この制御プログラムは、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一つの実施形態によれば、血管像を用いる手技の効率を向上させることができる。

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、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。

１ Ｘ線診断装置
１０９ａ 収集機能
１０９ｂ 画像生成機能
１０９ｃ 算出機能
１０９ｄ 表示制御機能

Claims (18)

1. 造影剤が注入された被検体を透過したＸ線に基づいて、複数のＸ線画像を経時的に収集する収集部と、
   前記複数のＸ線画像における血管領域の各画素について、前記造影剤の信号強度の経時的な遷移を算出し、当該信号強度の経時的な遷移に基づいて、前記血管領域における所定の位置までの前記造影剤の流入経路に対応する血管領域を、当該信号強度の経時的な遷移が算出された血管領域の中から抽出する算出部と、
   前記流入経路に対応する血管領域を、前記流入経路以外の血管領域と異なる表示態様で表示部に表示させる表示制御部と、
   を備えたＸ線診断装置。
2. 前記算出部は、前記信号強度の経時的な遷移に基づいて、前記複数のＸ線画像の血管領域における一又は複数の画素からなる単位領域ごとの前記造影剤の流れに関する特徴量を算出し、算出した特徴量の連続性に基づいて前記流入経路に対応する血管領域を算出する、請求項１に記載のＸ線診断装置。
3. 前記算出部は、前記所定の位置に対応する前記単位領域を始点として、前記始点の前記単位領域から隣接する前記単位領域間で前記特徴量を順次比較して、前記特徴量の値が時間的に遡る前記単位領域を順次特定し、特定した前記単位領域を前記流入経路に対応する血管領域として算出する、請求項２に記載のＸ線診断装置。
4. 前記特徴量は、所定のタイミングから前記信号強度のピークまでの所要時間、前記信号強度の最大値又は前記信号強度の累積値である、請求項２又は３に記載のＸ線診断装置。
5. 前記算出部は、前記複数のＸ線画像における血管領域において血管が交差する交差部がある場合に、交差部近傍の前記単位領域のそれぞれについて、前記単位領域ごとに、交差部直前の前記単位領域との前記特徴量の連続性及び前記交差部直前の前記単位領域との位置関係に基づく評価値を算出し、算出した評価値に基づいて前記交差部での前記流入経路に対応する血管領域を算出する、請求項２乃至４のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
6. 前記算出部は、さらに、前記交差部直前の前記単位領域までの前記流入経路の方向に基づいて、前記評価値を算出する、請求項５に記載のＸ線診断装置。
7. 前記算出部は、前記特徴量を複数算出し、算出した複数の特徴量に基づく前記評価値を算出し、算出した評価値に基づいて前記交差部での前記流入経路に対応する血管領域を算出する、請求項５又は６に記載のＸ線診断装置。
8. 前記算出部は、前記交差部近傍の前記単位領域のそれぞれについての前記評価値の差が所定の閾値を下回る場合に、前記評価値を有する前記単位領域をそれぞれ含む複数の前記流入経路に対応する血管領域を算出する、請求項５乃至７のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
9. 前記算出部は、算出した複数の前記流入経路に対応する血管領域の中から一つの血管領域を選択する操作を受け付ける、請求項８に記載のＸ線診断装置。
10. 前記算出部は、所定の方向から収集された前記複数のＸ線画像における血管領域において血管が交差する交差部での前記流入経路に対応する血管領域を、前記複数のＸ線画像と、前記所定の方向とは異なる方向から収集された複数のＸ線画像とを比較する事で算出する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
11. 前記算出部は、前記複数のＸ線画像における血管領域において血管が交差する交差部がある場合に、前記複数のＸ線画像を相互に比較することにより、前記複数のＸ線画像の血管領域における一又は複数の画素からなる単位領域のうち交差部近傍の前記単位領域のそれぞれについて、前記造影剤の動きを表すベクトルを算出し、前記単位領域間での前記ベクトルの類似性に基づいて、前記交差部での前記流入経路に対応する血管領域を算出する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
12. 前記算出部は、前記複数のＸ線画像における血管領域において血管が交差する交差部がある場合に、前記複数のＸ線画像に基づく流体解析を行うことにより、前記交差部での前記流入経路に対応する血管領域を算出する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
13. 前記算出部は、前記複数のＸ線画像における血管領域において血管が交差する交差部がある場合に、前記複数のＸ線画像の血管領域における一又は複数の画素からなる単位領域の間での前記造影剤の信号強度の経時的な遷移の類似性に基づいて、前記交差部での前記流入経路に対応する血管領域を算出する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
14. 前記表示制御部は、前記流入経路に対応する血管領域をロードマップの血管像として表示部に表示させ、又は、前記流入経路に対応する血管領域を強調させた前記Ｘ線画像をロードマップの血管像として表示部に表示させる、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
15. 前記特徴量に応じた色情報を前記単位領域ごとに反映させたカラー画像を生成する画像生成部をさらに備え、
    前記表示制御部は、前記カラー画像における血管領域のうち前記算出部が算出した流入経路に対応した血管領域をロードマップの血管像として表示部に表示させる、請求項２乃至９のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
16. 前記表示制御部は、前記カラー画像における血管領域のうち前記算出部が算出した流入経路に対応した血管領域と、前記Ｘ線画像における血管領域とをロードマップの血管像として表示部に表示させる、請求項１５に記載のＸ線診断装置。
17. 前記算出部は、前記Ｘ線画像又は前記Ｘ線画像における血管領域での前記造影剤の信号強度の経時的な遷移に基づいて算出された特徴量に応じた色情報が、前記複数のＸ線画像の血管領域における一又は複数の画素からなる単位領域ごとに反映されたカラー画像上において、前記所定の位置の指定を受け付け、指定された所定の位置までの前記流入経路に対応する血管領域を算出する、請求項１乃至１６のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
18. 造影剤が注入された被検体を透過したＸ線に基づいて経時的に収集された複数のＸ線画像における血管領域の各画素について、前記造影剤の信号強度の経時的な遷移を算出し、当該信号強度の経時的な遷移に基づいて、前記血管領域における所定の位置までの前記造影剤の流入経路に対応する血管領域を、当該信号強度の経時的な遷移が算出された血管領域の中から抽出する算出部と、
    前記流入経路に対応する血管領域を、前記流入経路以外の血管領域と異なる表示態様で表示部に表示させる表示制御部と、
    を備えた画像処理装置。