JP6981793B2 - 医用画像処理装置、医用画像診断装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、医用画像処理装置、医用画像診断装置及びプログラムに関する。

従来、心臓に対する施術において、血管を通って心臓まで到達する医療デバイスが用いられる場合がある。このような医療デバイスは、例えば、カテーテルの他種々のデバイスから構成され、被検体の血管内で屈曲することができる。このような医療デバイスを用いた施術においては、例えば、まず、先行するガイドワイヤに沿って、カテーテルが心臓まで到達する。次に、施術の目的に応じたデバイスが、カテーテル内を通じて心臓に到達し、心臓への施術が実行される。これにより、心臓への施術において開胸を回避し、被検体の負担を軽減することができる。

ここで、心臓における治療対象部位の位置によっては、医療デバイスは、治療対象部位まで到達するために、心房中隔を貫通する場合がある。例えば、医療デバイスは、治療対象部位が左心房にある場合、被検体の大腿静脈から挿入され、右心房側から心房中隔を貫通することで治療対象部位に到達する。

ここで、心房中隔における医療デバイスの貫通位置によっては、医療デバイスが治療対象部位まで届かない場合がある。即ち、医療デバイスは、屈曲可能ではあるものの屈曲する角度等に制約があり、貫通位置と治療対象部位との位置関係によっては、治療対象部位まで到達することができない場合がある。また、心房中隔における医療デバイスの貫通位置によっては、医療デバイスが治療対象部位に到達するまでの間に、医療デバイスが心臓に接触する場合がある。また、心房中隔においては、厚さが大きいために貫通が困難な位置や、貫通する際に大動脈を傷つけるおそれがある位置なども存在する。医療デバイスの操作者は、これらの事情を考慮し、心房中隔の貫通位置を経験的に決定する。また、心房中隔を貫通させたものの医療デバイスが治療対象部位まで届かないとなれば、医療デバイスによる施術を断念し、開胸等の外科処置に移行する場合もある。

特開２００８−２３７９０６号公報 特開２００４−３２１８１８号公報 特開２００７−０５４６２２号公報

本発明が解決しようとする課題は、心房中隔の貫通を伴う施術を容易にすることである。

実施形態に係る医用画像処理装置は、取得部と、算出部と、提示部とを備える。取得部は、被検体の心臓を示す医用画像を取得し、取得した前記医用画像から、卵円窩に対応する卵円窩領域と、治療対象部位に対応する対象領域とを取得する。算出部は、前記卵円窩領域及び前記対象領域に基づいて、前記卵円窩を貫通して前記治療対象部位に到達する医療デバイスが左心房の内壁と非接触で前記治療対象部位まで到達可能となる貫通領域を、前記卵円窩領域において算出する。提示部は、前記貫通領域を提示する。

図１は、第１の実施形態に係る医用画像処理システムの一例を示す図である。 図２は、第１の実施形態に係る医用画像処理装置の一例を示すブロック図である。 図３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４は、第１の実施形態に係る対象領域の取得について説明するための図である。 図５は、第１の実施形態に係る対象領域から左心房の上部に対応する領域までの高さについて説明するための図である。 図６Ａは、第１の実施形態に係る貫通領域の調整について説明するための図である。 図６Ｂは、第１の実施形態に係る貫通領域の調整について説明するための図である。 図７Ａは、第１の実施形態に係る対象領域と下大静脈領域とを結ぶ線について説明するための図である。 図７Ｂは、第１の実施形態に係る対象領域と下大静脈領域とを結ぶ線について説明するための図である。 図７Ｃは、第１の実施形態に係る対象領域と下大静脈領域とを結ぶ線について説明するための図である。 図７Ｄは、第１の実施形態に係る治療対象部位が複数ある場合における医療デバイスの経路について説明するための図である。 図８Ａは、第１の実施形態に係る貫通領域の提示の一例を示す図である。 図８Ｂは、第１の実施形態に係る貫通領域の提示の一例を示す図である。 図９は、第１の実施形態に係る貫通領域及び経路の提示の一例を示す図である。 図１０は、第１の実施形態に係るカテーテルの一例を示す図である。 図１１Ａは、第１の実施形態に係るカテーテルの一例を示す図である。 図１１Ｂは、第１の実施形態に係るカテーテルの一例を示す図である。 図１１Ｃは、第１の実施形態に係るカテーテルの一例を示す図である。 図１１Ｄは、第１の実施形態に係るカテーテルの一例を示す図である。 図１２Ａは、第１の実施形態に係るカテーテルの一例を示す図である。 図１２Ｂは、第１の実施形態に係るカテーテルの一例を示す図である。 図１２Ｃは、第１の実施形態に係るカテーテルの一例を示す図である。 図１２Ｄは、第１の実施形態に係るカテーテルの一例を示す図である。 図１３は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の一例を示すブロック図である。

以下、図面を参照して、医用画像処理装置、医用画像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）
まず、第１の実施形態について説明する。第１の実施形態では、医用画像処理装置を含んだ医用画像処理システムを一例として説明する。

図１は、第１の実施形態に係る医用画像処理システム１の一例を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る医用画像処理システム１は、Ｘ線ＣＴ装置１００と、超音波診断装置２００と、画像保管装置３００と、医用画像処理装置４００とを備える。また、Ｘ線ＣＴ装置１００、超音波診断装置２００、画像保管装置３００及び医用画像処理装置４００は、ネットワークを介して相互に接続される。

Ｘ線ＣＴ装置１００は、図示しない被検体ＰからＣＴ画像データを収集する装置である。例えば、Ｘ線ＣＴ装置１００は、被検体Ｐのスキャンを実行することにより、被検体Ｐの心臓を示すＣＴ画像データを収集する。更に、Ｘ線ＣＴ装置１００は、収集したＣＴ画像データに基づくＣＴ画像を表示する。なお、Ｘ線ＣＴ装置１００は、被検体Ｐから医用画像を収集する医用画像診断装置の一例である。例えば、医用画像処理システム１は、Ｘ線ＣＴ装置１００に代えて、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置等の他の医用画像診断装置により、医用画像を収集する場合であってもよい。

超音波診断装置２００は、被検体Ｐから超音波画像データを収集する装置である。例えば、超音波診断装置２００は、経食道心エコー用超音波（ＴＥＥ：Transesophageal Echocardiography）プローブを被検体Ｐの上部消化管（食道や胃等）に当接させた状態で走査することで、被検体Ｐの心臓を含む領域を撮像する。更に、超音波診断装置２００は、現に撮像した超音波画像を表示する。ここで、現に撮像した超音波画像とは、撮像後、速やかに表示される超音波画像である。言い換えると、超音波診断装置２００は、超音波画像をリアルタイム表示する。これにより、施術を行う操作者は、被検体Ｐの心臓、及び、心臓に挿入された医療デバイスを参照しながら、心臓に対する施術を実行することができる。

ここで、医療デバイスとは、心房中隔を経て、心臓における治療対象部位に到達するデバイスである。例えば、医療デバイスは、カテーテルやガイドワイヤ、ニードル（穿刺針）等から構成される。カテーテルは、屈曲可能な管であり、内部をガイドワイヤやニードル等が通ることができる。また、ガイドワイヤは、カテーテルの進行をガイドする線状の金属である。また、ニードルは、医療デバイスが心房中隔を貫通するために、心房中隔を穿刺する針である。

例えば、ガイドワイヤは、被検体Ｐの大腿静脈から挿入されて、被検体Ｐの右心房へ到達する。次に、カテーテルは、先行するガイドワイヤに沿って、被検体Ｐの右心房へ到達する。次に、ニードルは、カテーテル内を通って被検体Ｐの右心房へ到達し、心房中隔を穿刺する。具体的には、ニードルは、心房中隔のうち卵円窩（卵円孔が閉じた痕の領域）を穿刺する。次に、ガイドワイヤは、ニードルが穿刺した位置から左心房内に挿入される。また、カテーテルは、先行するガイドワイヤに沿って、被検体Ｐの左心房へ到達する。そして、施術の目的に応じたデバイスが、カテーテル内を通って被検体Ｐの左心房へ到達し、心臓への施術が実行される。

ここで、施術の目的に応じたデバイスの例としては、僧帽弁閉鎖不全症の治療において僧帽弁の先端を留めるクリップ形状のデバイスが挙げられる。このようなクリップ形状のデバイスは、僧帽弁の先端を留めることにより、不完全な閉鎖による血液の逆流を緩和し、又は解消することができる。以下では、このようなクリップ形状のデバイスを、単にクリップと記載する。この場合、医療デバイスには、カテーテル、ガイドワイヤ及びニードルに加え、クリップが含まれる。

例えば、カテーテルが左心房へ到達した後、クリップは、カテーテル内を通って被検体Ｐの左心房へ到達し、カテーテルの先端位置で保持される。次に、カテーテルは、操作者の指示に応じて屈曲する。これにより、カテーテルの先端位置におけるクリップは、僧帽弁の先端位置まで移動する。次に、クリップは、僧帽弁を構成する２つの弁を引き合わせるように挟む。そして、クリップは、僧帽弁の先端を留めた状態で留置され、カテーテル、ガイドワイヤ及びニードルは、被検体Ｐから引き抜かれる。なお、医療デバイスが貫通したことによる卵円窩の穴については、カテーテル、ガイドワイヤ及びニードルが被検体Ｐから引き抜かれる際、ボタン状のデバイスで塞ぐことができる。

また、施術の目的に応じたデバイスの別の例としては、左心耳閉鎖術において用いられる傘状のデバイスが挙げられる。このような傘状のデバイスは、左心耳を閉鎖することで、左心耳内で形成される血栓に起因する疾患を予防することができる。以下では、このような傘状のデバイスを、単に傘状デバイスと記載する。この場合、医療デバイスには、カテーテル、ガイドワイヤ及びニードルに加え、傘状デバイスが含まれる。

例えば、カテーテルは、左心房へ到達した後、先端が左心耳内に位置するように屈曲する。次に、傘状デバイスは、カテーテル内を通って被検体Ｐの左心房へ到達し、カテーテルの先端位置（即ち、左心耳内）で保持される。次に、傘状デバイスは、左心耳内で広がるように変形して左心耳を閉鎖し、左心耳を閉鎖した状態において留置される。そして、カテーテル、ガイドワイヤ及びニードルは、卵円窩の穴をボタン状のデバイスで塞ぎつつ、被検体Ｐから引き抜かれる。

なお、施術の目的に応じたデバイスの例として、僧帽弁への施術に用いられるクリップ及び左心耳への施術に用いられる傘状デバイス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、施術の目的に応じたデバイスは、左心房よりも血液の下流方向にある部位（左心室や大動脈弁等）への施術に用いられるデバイスであってもよい。

図１において、画像保管装置３００は、Ｘ線ＣＴ装置１００によって収集されたＣＴ画像データを保管する装置である。例えば、画像保管装置３００は、サーバ装置等のコンピュータ機器によって実現される。一例を挙げると、画像保管装置３００は、ネットワークを介してＸ線ＣＴ装置１００からＣＴ画像データを受け付ける。更に、画像保管装置３００は、受け付けたＣＴ画像データをデータベース化して管理する。

医用画像処理装置４００は、ネットワークを介してＣＴ画像データを取得し、取得したＣＴ画像データを用いた種々の処理を実行する。例えば、医用画像処理装置４００は、ワークステーション等のコンピュータ機器によって実現される。本実施形態では、医用画像処理装置４００は、ネットワークを介して、Ｘ線ＣＴ装置１００又は画像保管装置３００からＣＴ画像データを取得する。また、医用画像処理装置４００は、取得したＣＴ画像データに基づいて医療デバイスの貫通領域を算出し、算出した貫通領域を操作者に提示する。なお、貫通領域については後述する。

ここで、図２を用いて、医用画像処理装置４００の一例について説明する。図２は、第１の実施形態に係る医用画像処理装置４００の一例を示すブロック図である。図２に示すように、医用画像処理装置４００は、入力インターフェース４１０と、ディスプレイ４２０と、記憶回路４３０と、処理回路４４０とを有する。

入力インターフェース４１０は、操作者が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、タッチパネル等を有し、操作者から受け付けた指示や設定の情報を、処理回路４４０に転送する。

ディスプレイ４２０は、操作者によって参照されるモニタであり、処理回路４４０による制御のもと、種々の医用画像を操作者に提示したり、入力インターフェース４１０を介して操作者から各種指示や各種設定等を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したりする。

記憶回路４３０は、例えば、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子や、ハードディスク、光ディスク等の不揮発性の記憶装置である。例えば、記憶回路４３０は、Ｘ線ＣＴ装置１００又は画像保管装置３００から取得したＣＴ画像データを記憶する。また、記憶回路４３０は、処理回路４４０が後述する機能を実現するためのプログラムを記憶する。

処理回路４４０は、制御機能４４１、取得機能４４２、算出機能４４３及び提示機能４４４を実行することで、医用画像処理装置４００全体の動作を制御する。例えば、処理回路４４０は、制御機能４４１に対応するプログラムを記憶回路４３０から読み出して実行することにより、入力インターフェース４１０を介して、操作者から種々の指示や設定を受け付ける。

また、例えば、処理回路４４０は、取得機能４４２に対応するプログラムを記憶回路４３０から読み出して実行することにより、ＣＴ画像データから、卵円窩に対応する卵円窩領域と、治療対象部位に対応する対象領域とを取得する。また、例えば、処理回路４４０は、算出機能４４３及び提示機能４４４に対応するプログラムを記憶回路４３０から読み出して実行することにより、被検体Ｐの心房中隔において医療デバイスが貫通する貫通領域を算出し、算出した貫通領域を操作者に提示する。なお、貫通領域の算出及び提示については後述する。

図２に示す医用画像処理装置４００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記憶回路４３０へ記憶されている。処理回路４４０は、記憶回路４３０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、各プログラムを読み出した状態の処理回路４４０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４４０にて、制御機能４４１、取得機能４４２、算出機能４４３及び提示機能４４４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４４０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。

以上、医用画像処理システム１の構成について説明した。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４００は、心房中隔の貫通を伴う施術を容易にする。具体的には、医用画像処理装置４００は、以下詳細に説明する処理回路４４０による処理によって、ＣＴ画像データに基づいて、医療デバイスが左心房の内壁と非接触で治療対象部位まで到達可能となる貫通領域を算出し、算出した貫通領域を提示することで、心房中隔の貫通を伴う施術を容易にする。以下、第１の実施形態に係る医用画像処理装置４００が行う処理について、詳細に説明する。

以下、医用画像処理装置４００が行う処理の手順の一例を、図３を用いて説明する。図３は、第１の実施形態に係る医用画像処理装置４００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。なお、以下では、僧帽弁閉鎖不全症の治療を一例として説明する。この場合、医療デバイスは、カテーテル、ガイドワイヤ、ニードル及びクリップを含む。

まず、取得機能４４２は、図３に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１００又は画像保管装置３００から、ＣＴ画像データを取得する（ステップＳ１０１）。ここで、ＣＴ画像データは、被検体Ｐの心臓を含む領域について収集されたボリュームデータである。

次に、取得機能４４２は、被検体Ｐの心臓を示すＣＴ画像データから、卵円窩に対応する卵円窩領域Ｒ１と、治療対象部位に対応する対象領域Ｒ２とを取得する（ステップＳ１０２）。ここで、治療対象部位は、施術の対象となる部位である。例えば、僧帽弁閉鎖不全症の治療において、治療対象部位は、僧帽弁のうちクリップで留める箇所である。医療デバイスは、施術を実行する前提として、治療対象部位まで到達する必要がある。

例えば、取得機能４４２は、セグメンテーション処理により、ＣＴ画像データから卵円窩領域Ｒ１を取得する。一例を挙げると、取得機能４４２は、ＣＴ値が空間的に連続する領域を抽出する領域拡張(region growing)法や形状テンプレートを用いたパターンマッチング法などを用いてセグメンテーション処理を行うことにより、ＣＴ画像データにおいて卵円窩に対応する領域を特定する。そして、取得機能４４２は、特定した領域を、卵円窩領域Ｒ１として取得する。

また、例えば、取得機能４４２は、操作者による操作に基づいて、ＣＴ画像データから対象領域Ｒ２を取得する。ここで、図４を用いて、対象領域Ｒ２の取得の一例について説明する。図４は、第１の実施形態に係る対象領域Ｒ２の取得の一例について説明するための図である。まず、提示機能４４４は、ＣＴ画像データから、表示用の画像を生成する。例えば、提示機能４４４は、ＣＴ画像データに対して、断面再構成法（ＭＰＲ：Multi Planer Reconstruction）によるレンダリング処理を行なって、ＭＰＲ画像を生成する。また、例えば、提示機能４４４は、ＣＴ画像データに対するボリュームレンダリング（ＶＲ：Volume Rendering）処理を行って、レンダリング画像を生成する。

ここで、提示機能４４４は、施術の内容に応じて、表示用の画像を生成する場合であってもよい。例えば、施術が僧帽弁閉鎖不全症の治療を目的とするものである場合、取得機能４４２は、セグメンテーション処理を用いて、ＣＴ画像データにおいて僧帽弁に対応する領域を特定する。そして、提示機能４４４は、僧帽弁に対応する領域が含まれるように、ＭＰＲ画像やレンダリング画像を生成する。

次に、提示機能４４４は、ＣＴ画像をディスプレイ４２０に表示させる。例えば、提示機能４４４は、図４に示すように、レンダリング画像をディスプレイ４２０に表示させる。なお、図４に示すレンダリング画像は、僧帽弁、右心房、右心室、左心房及び左心室が含まれる断面で分割した心臓を、断面側から見た画像である。そして、取得機能４４２は、操作者から治療対象部位の指定を受け付けることで、対象領域Ｒ２を取得する。例えば、操作者は、レンダリング画像を参照することで、僧帽弁のうちクリップで留めるのに適している箇所を判断し、判断した箇所を、入力インターフェース４１０を介して指定する。そして、取得機能４４２は、指定された箇所を対象領域Ｒ２として取得する。ここで、取得機能４４２は、対象領域Ｒ２を点として取得してもよいし、一定の面積又は体積を有する領域として取得してもよい。以下では、取得機能４４２が、対象領域Ｒ２を点として取得する場合を例として説明する。

図３に示すように、取得機能４４２が卵円窩領域Ｒ１及び対象領域Ｒ２を取得した後、算出機能４４３は、対象領域Ｒ２から左心房の上部に対応する領域Ｒ３までの高さ「ｈ」を算出する（ステップＳ１０３）。例えば、算出機能４４３は、まず、図５に示すように、ＣＴ画像データにおいて左心房に対応する領域のうち、対象領域Ｒ２からの距離が最も大きくなる領域を領域Ｒ３として特定する。なお、図５は、第１の実施形態に係る対象領域Ｒ２から左心房の上部に対応する領域Ｒ３までの高さ「ｈ」について説明するための図である。ここで、算出機能４４３は、領域Ｒ３を点として取得してもよいし、一定の面積又は体積を有する領域として取得してもよい。以下では、算出機能４４３が、領域Ｒ３を点として取得する場合を例として説明する。そして、算出機能４４３は、図５に示すように、対象領域Ｒ２から領域Ｒ３までの高さ「ｈ」を算出する。

なお、図５に示した領域Ｒ３は一例であり、算出機能４４３は、図５と異なる領域を、左心房の上部に対応する領域Ｒ３として特定してもよい。例えば、算出機能４４３は、ＣＴ画像データにおいて左心房に対応する領域のうち、対象領域Ｒ２から被検体Ｐの体軸方向に位置する領域を領域Ｒ３として特定し、対象領域Ｒ２から領域Ｒ３までの高さ「ｈ」を算出する場合であってもよい。

次に、算出機能４４３は、高さ「ｈ」に基づいて、卵円窩領域Ｒ１において貫通領域を調整する（ステップＳ１０４）。ここで、貫通領域とは、医療デバイスが左心房の内壁と非接触で治療対象部位まで到達可能となる卵円窩領域Ｒ１上の領域である。言い換えると、医療デバイスは、貫通領域を貫通した場合、左心房の内壁と非接触で治療対象部位まで到達することができる。なお、算出機能４４３は、卵円窩領域Ｒ１から一段階で貫通領域を算出してもよいし、卵円窩領域Ｒ１から貫通領域を段階的に調整することにより貫通領域を算出してもよい。図３では、ステップＳ１０４及びステップＳ１０６において、貫通領域を段階的に調整することにより貫通領域を算出する場合について説明する。

ステップＳ１０４における貫通領域の調整の一例について、図６Ａ及び図６Ｂを用いて説明する。図６Ａ及び図６Ｂは、第１の実施形態に係る貫通領域の調整について説明するための図である。なお、図６Ａ及び図６Ｂは、卵円窩領域Ｒ１の中心を原点とする直交座標系を示す。まず、算出機能４４３は、卵円窩領域Ｒ１を平面とみなして、卵円窩領域Ｒ１を含む平面Ｐ１を取得する。例えば、算出機能４４３は、図６Ａに示すように、卵円窩領域Ｒ１をＸＹ平面上の円形領域とみなし、卵円窩領域Ｒ１を含むＸＹ平面を平面Ｐ１として取得する。

また、算出機能４４３は、図６Ａに示すように、対象領域Ｒ２及び領域Ｒ３を通る直線Ｌ１を取得する。なお、図６Ａは、直線Ｌ１がＸ軸と平行であり、かつ、Ｚ軸と交差する場合を示すが、実際には、直線Ｌ１は、Ｘ軸と平行でない場合及びＺ軸と交差しない場合もある。

次に、算出機能４４３は、卵円窩領域Ｒ１の中心を通る直線のうち、平面Ｐ１（ＸＹ平面）上の直線であって、直線Ｌ１と交差する直線又は直線Ｌ１と平行な直線を、直線Ｌ２として取得する。例えば、算出機能４４３は、図６Ａに示すように、平面Ｐ１（ＸＹ平面）と直線Ｌ１とが平行である場合、直線Ｌ２として、直線Ｌ１と平行な直線（Ｘ軸上の直線）を取得する。一方で、平面Ｐ１（ＸＹ平面）と直線Ｌ１とが平行でない場合、算出機能４４３は、直線Ｌ２として、卵円窩領域Ｒ１の中心を通る平面Ｐ１（ＸＹ平面）上の直線のうち、直線Ｌ１と交差する直線を取得する。例えば、直線Ｌ１が平面Ｐ１（ＸＹ平面）に対して平行でない場合、算出機能４４３は、直線Ｌ１とＸＹ平面とが交差する点と、卵円窩領域Ｒ１の中心とを通る直線を、直線Ｌ２として取得する。

次に、算出機能４４３は、図６Ａに示すように、直線Ｌ２のうち卵円窩領域Ｒ１に含まれる線分Ｌ３を取得する。また、算出機能４４３は、図６Ａに示すように、直線Ｌ１のうちの高さ「ｈ」に対応する線分Ｌ４を取得する。即ち、線分Ｌ４は、対象領域Ｒ２と領域Ｒ３との間の線分である。また、算出機能４４３は、線分Ｌ３上の各位置について、線分Ｌ３に垂直な平面Ｐ２を取得する。例えば、算出機能４４３は、図６Ｂに示すように、ＸＹ平面である平面Ｐ２１、平面Ｐ２２、平面Ｐ２３及び平面Ｐ２４を、線分Ｌ３上の位置ごとに取得する。なお、平面Ｐ２は、線分Ｌ３の位置ごとに生成される無数の平面であるが、図６Ｂにおいては説明の便宜のため、平面Ｐ２の例として平面Ｐ２１、平面Ｐ２２、平面Ｐ２３及び平面Ｐ２４の４つの平面のみを示す。

そして、算出機能４４３は、卵円窩領域Ｒ１のうち、線分Ｌ４と交差する平面Ｐ２の集合に含まれる領域を貫通領域とするように調整する。例えば、図６Ｂにおいて平面Ｐ２１は線分Ｌ４と交差していないため、算出機能４４３は、卵円窩領域Ｒ１のうち、平面Ｐ２１に含まれる領域は貫通領域から除くように調整する。一方で、図６Ｂにおいて平面Ｐ２２、平面Ｐ２３及び平面Ｐ２４は線分Ｌ４と交差しているため、算出機能４４３は、卵円窩領域Ｒ１のうち、平面Ｐ２２、平面Ｐ２３及び平面Ｐ２４に含まれる領域を貫通領域に含むように調整する。

ステップＳ１０４において調整された貫通領域を貫通することにより、医療デバイスは、左心房との接触を回避することができる。言い換えると、算出機能４４３は、ステップＳ１０４において、高さ「ｈ」に基づいて医療デバイスが左心房の内壁と接触するか否かを判定することにより、医療デバイスが左心房の内壁との接触を回避することができる貫通領域を算出する。

ステップＳ１０４において調整された貫通領域について具体的に説明する。まず、卵円窩に対して垂直に近いほど穿刺は容易となるため、ニードルは、卵円窩を略垂直に穿刺する場合が多い。ニードルが卵円窩を穿刺した後、ガイドワイヤは、ニードルが卵円窩を穿刺した際と同程度の角度で（即ち、卵円窩を略垂直に）、カテーテルを左心房内に導入するために十分な長さの分、左心房内を略直進する。ここで、ガイドワイヤは、ステップＳ１０４において調整された貫通領域を貫通していた場合、左心房の内壁と接触することなく、治療対象部位と左心房の上部との間の領域に到達することとなる。一方で、ガイドワイヤは、ステップＳ１０４において調整された貫通領域以外の領域を貫通していた場合、卵円窩を貫通して左心房内を略直進する際に、左心房の上部や下部の内壁に接触する場合がある。従って、ステップＳ１０４において調整された貫通領域を貫通することにより、医療デバイスは、左心房との接触を回避することができる。

ステップＳ１０４において、算出機能４４３は、更に、左心房内での医療デバイスの挙動を考慮して、貫通領域を調整する場合であってもよい。即ち、医療デバイスは屈曲角度に関する制約（例えば、屈曲可能な関節の数や、各関節が屈曲する角度の最大値など）があるため、卵円窩の貫通位置によっては、左心房内には到達したものの、治療対象部位まで到達できない場合がある。従って、算出機能４４３は、医療デバイスの屈曲角度に関する制約に基づいて、卵円窩を貫通した医療デバイスが治療対象部位まで到達することができるように、貫通領域を調整する。

例えば、取得機能４４２は、まず、施術に用いられる医療デバイスについて、屈曲角度に関する制約を取得する。例えば、取得機能４４２は、入力インターフェース４１０を介して、操作者から入力操作を受け付けることにより、医療デバイスにおいて屈曲可能な関節の位置や数、各関節が屈曲する角度の最大値、屈曲する方向、屈曲した際の曲率等の情報を取得する。また、取得機能４４２は、卵円窩領域Ｒ１と対象領域Ｒ２との位置関係を取得する。次に、算出機能４４３は、卵円窩領域Ｒ１における各位置について、その位置を始点として医療デバイスを進行させ、屈曲角度に関する制約の下で屈曲させた場合に、対象領域Ｒ２に到達可能か否かを判定する。そして、算出機能４４３は、卵円窩領域Ｒ１において、医療デバイスが対象領域Ｒ２に到達することができると判定した位置の集合を、医療デバイスが治療対象部位まで到達することができる貫通領域として算出する。

次に、算出機能４４３は、対象領域Ｒ２と下大静脈領域Ｒ４とを結ぶ線Ｌ５を生成する（ステップＳ１０５）。例えば、取得機能４４２は、まず、ＣＴ画像データから、下大静脈に対応する下大静脈領域Ｒ４を取得する。ここで、下大静脈領域Ｒ４は、被検体Ｐの下大静脈の全体に対応するものでなく、下大静脈の一部に対応するものであってもよい。例えば、取得機能４４２は、図７Ａに示すように、下大静脈のうち心臓の近傍に位置する部分に対応する下大静脈領域Ｒ４を取得する。なお、図７Ａは、第１の実施形態に係る対象領域Ｒ２と下大静脈領域Ｒ４とを結ぶ線Ｌ５について説明するための図である。

次に、算出機能４４３は、図７Ａに示すように、下大静脈領域Ｒ４と、卵円窩領域Ｒ１における貫通領域（ステップＳ１０４において調整された貫通領域）と、対象領域Ｒ２とを通るように、線Ｌ５を生成する。例えば、算出機能４４３は、まず、下大静脈領域Ｒ４における芯線を直線として抽出する。次に、算出機能４４３は、抽出した芯線に平行で、かつ、下大静脈領域Ｒ４を通る複数の直線Ｌ６を取得する。そして、算出機能４４３は、直線Ｌ６と対象領域Ｒ２とを含む平面Ｐ３上の２次元的な曲線として、直線Ｌ６ごとに、複数の線Ｌ５を生成する。

以下、図７Ｂを用いて、線Ｌ５についてより詳細に説明する。図７Ｂは、第１の実施形態に係る対象領域Ｒ２と下大静脈領域Ｒ４とを結ぶ線Ｌ５について説明するための図である。なお、図７Ｂは、図７Ａにおける下大静脈領域Ｒ４、卵円窩領域Ｒ１、対象領域Ｒ２及び線Ｌ５を、下大静脈領域Ｒ４の芯線方向から見た図に相当する。例えば、図７Ｂにおける左側が被検体Ｐの背側に対応し、右側が被検体Ｐの腹側に対応する。また、図７Ｂにおいては、対象領域Ｒ２の一例として、対象領域Ｒ２１を示す。対象領域Ｒ２１は、僧帽弁のうちクリップで留めるのに適している箇所として操作者により指定された点である。

まず、算出機能４４３は、下大静脈領域Ｒ４における芯線を直線として抽出し、抽出した芯線に平行で、かつ、下大静脈領域Ｒ４を通る複数の直線Ｌ６を取得する。かかる複数の直線Ｌ６の各々は、図７Ｂにおいては、下大静脈領域Ｒ４内における点（図示せず）となる。次に、算出機能４４３は、直線Ｌ６と対象領域Ｒ２１とを含む複数の平面Ｐ３を、直線Ｌ６ごとに取得する。かかる平面Ｐ３は、図７Ｂにおいては、下大静脈領域Ｒ４と対象領域Ｒ２１とを通る直線となる。平面Ｐ３上の２次元的な曲線である線Ｌ５も同様に、図７Ｂにおいては、下大静脈領域Ｒ４と対象領域Ｒ２１とを通る直線となる。

なお、図７Ｂにおいて、線Ｌ５は、下大静脈領域Ｒ４の位置ごとに生成される無数の線である。説明の便宜のため、図７Ｂにおいては、線Ｌ５の例として、線Ｌ５１及び線Ｌ５２のみを示す。線Ｌ５１は、下大静脈領域Ｒ４において最も被検体Ｐの背側の位置と対象領域Ｒ２１とを通る線である。線Ｌ５２は、下大静脈領域Ｒ４において最も被検体Ｐの腹側の位置と対象領域Ｒ２１とを通る線である。

次に、算出機能４４３は、線Ｌ５に基づいて、卵円窩領域Ｒ１において貫通領域を調整する（ステップＳ１０６）。例えば、算出機能４４３は、図７Ｂに示すように、卵円窩領域Ｒ１において線Ｌ５１及び線Ｌ５２との交点をそれぞれ算出し、算出した交点の間を貫通領域とするように調整する。

ステップＳ１０６において調整された貫通領域を貫通することにより、医療デバイスは、治療対象部位まで到達可能となる。言い換えると、算出機能４４３は、ステップＳ１０６において、線Ｌ５に基づいて医療デバイスが治療対象部位まで到達可能か否かを判定することにより、医療デバイスが治療対象部位まで到達することができる貫通領域を算出する。

ステップＳ１０６において調整された貫通領域について具体的に説明する。まず、医療デバイスは、下大静脈を通って右心房に到達した後、卵円窩を貫通するために、卵円窩の貫通位置に向けて屈曲する。また、卵円窩を貫通した後であっても、医療デバイスのうち下大静脈に位置している部分は、下大静脈内で動くことができる。従って、卵円窩を貫通した医療デバイスは、少なくとも、下大静脈及び貫通位置を含む平面上においては、更に屈曲することも可能であるといえる。このような平面上に治療対象部位が位置していれば、医療デバイスは、屈曲することにより、治療対象部位まで到達できる場合が多い。そして、図７Ｂに示した貫通領域を医療デバイスが貫通した場合、下大静脈と貫通位置とを含む平面上に治療対象部位が位置することとなり、医療デバイスは、治療対象部位まで到達可能となる。

一方で、医療デバイスは、下大静脈と貫通位置とを含む平面と並行でない方向（平面から離れる方向）に屈曲できるとは限らない。従って、図７Ｂに示した貫通領域以外の位置を医療デバイスが貫通し、下大静脈と貫通位置とを含む平面上に治療対象部位が位置しないこととなると、医療デバイスの屈曲方向の制約によっては、治療対象部位まで到達できない場合を生じる。

なお、図７Ｂに示した貫通領域は、３次元的には、卵円窩領域Ｒ１のうち、曲線である線Ｌ５を含んだ無数の平面Ｐ３に含まれる領域である。ステップＳ１０５及びステップＳ１０６における処理を３次元的に言い換えると、算出機能４４３は、卵円窩領域Ｒ１の各位置が平面Ｐ３に含まれるか否かに応じて、卵円窩領域Ｒ１の各位置を医療デバイスが貫通した場合に医療デバイスが治療対象部位まで到達可能か否かを判定することで、貫通領域を算出する。

また、図７Ｂにおいては、治療対象部位に対応する対象領域Ｒ２の例として、対象領域Ｒ２１について説明したが、対象領域Ｒ２は複数であってもよい。例えば、僧帽弁における複数の位置をクリップで留める施術において、取得機能４４２は、クリップが留置される複数の位置のそれぞれを対象領域Ｒ２として取得してもよい。

以下、対象領域Ｒ２が複数である場合について、図７Ｃを用いて説明する。図７Ｃは、第１の実施形態に係る対象領域Ｒ２と下大静脈領域Ｒ４とを結ぶ線Ｌ５について説明するための図である。なお、図７Ｃは、図７Ｂと同様に、図７Ａにおける下大静脈領域Ｒ４、卵円窩領域Ｒ１、対象領域Ｒ２及び線Ｌ５を、下大静脈領域Ｒ４の芯線方向から見た図に相当する。例えば、図７Ｃにおける左側が被検体Ｐの背側に対応し、右側が被検体Ｐの腹側に対応する。また、図７Ｃにおいては、対象領域Ｒ２の例として、対象領域Ｒ２２及び対象領域Ｒ２３を示す。例えば、対象領域Ｒ２２及び対象領域Ｒ２３は、僧帽弁のうちクリップで留めるのに適している箇所として操作者により指定された複数の点である。

まず、算出機能４４３は、下大静脈領域Ｒ４における芯線を直線として抽出し、抽出した芯線に平行で、かつ、下大静脈領域Ｒ４を通る複数の直線Ｌ６を取得する。かかる複数の直線Ｌ６の各々は、図７Ｃにおいては、下大静脈領域Ｒ４における無数の点（図示せず）となる。次に、算出機能４４３は、直線Ｌ６と対象領域Ｒ２２とを含む複数の平面Ｐ４、及び、直線Ｌ６と対象領域Ｒ２３とを含む複数の平面Ｐ５を、直線Ｌ６ごとに取得する。図７Ｃにおいて、平面Ｐ４は下大静脈領域Ｒ４及び対象領域Ｒ２２を通る直線となり、平面Ｐ５は下大静脈領域Ｒ４及び対象領域Ｒ２３を通る直線となる。

また、算出機能４４３は、平面Ｐ４又は平面Ｐ５上の２次元的な曲線として、下大静脈領域Ｒ４と、卵円窩領域Ｒ１と、対象領域Ｒ２２又は対象領域Ｒ２３とを通る線Ｌ５を生成する。図７Ｃにおいて、線Ｌ５は、下大静脈領域Ｒ４と、卵円窩領域Ｒ１と、対象領域Ｒ２２又は対象領域Ｒ２３とを通る直線となる。また、図７Ｃにおいて、線Ｌ５は、下大静脈領域Ｒ４の位置ごとに生成される無数の線である。

説明の便宜のため、図７Ｃにおいては、対象領域Ｒ２２を通る線Ｌ５の例として、線Ｌ５３及び線Ｌ５４のみを示す。線Ｌ５３は、下大静脈領域Ｒ４において最も被検体Ｐの背側の位置と対象領域Ｒ２２とを通る線である。線Ｌ５４は、下大静脈領域Ｒ４において最も被検体Ｐの腹側の位置と対象領域Ｒ２２とを通る線である。また、図７Ｃにおいては、対象領域Ｒ２３を通る線Ｌ５の例として、線Ｌ５５及び線Ｌ５６のみを示す。線Ｌ５５は、下大静脈領域Ｒ４において最も被検体Ｐの背側の位置と対象領域Ｒ２３とを通る線である。線Ｌ５６は、下大静脈領域Ｒ４において最も被検体Ｐの腹側の位置と対象領域Ｒ２３とを通る線である。

次に、算出機能４４３は、線Ｌ５に基づいて、卵円窩領域Ｒ１において貫通領域を調整する。例えば、算出機能４４３は、卵円窩領域Ｒ１において、線Ｌ５３、線Ｌ５４、線Ｌ５５及び線Ｌ５６との交点をそれぞれ算出する。そして、算出機能４４３は、線Ｌ５３との交点及び線Ｌ５４との交点の間の領域と、線Ｌ５５との交点及び線Ｌ５６との交点の間の領域とが重複する領域を、貫通領域とするように調整する。このように調整された貫通領域を貫通することにより、医療デバイスは、卵円窩の一か所を貫通して、複数の治療対象部位のそれぞれに到達することができる。

具体的には、まず、第１のクリップを備えた医療デバイスが、図７Ｃに示した貫通領域を貫通する。例えば、医療デバイスは、貫通領域のうち、図７Ｄに示す貫通位置を貫通する。なお、図７Ｄは、第１の実施形態に係る治療対象部位が複数ある場合における医療デバイスの経路について説明するための図である。図７Ｄに示す第１の経路は、３次元的には、下大静脈領域Ｒ４、貫通位置及び対象領域Ｒ２２を通る平面上の２次元的な曲線である。また、図７Ｄに示す第２の経路は、３次元的には、下大静脈領域Ｒ４、貫通位置及び対象領域Ｒ２３を通る平面上の２次元的な曲線である。

第１のクリップを備えた医療デバイスは、第１の経路に従って、図７Ｄの貫通位置を貫通して左心房内に到達し、左心房内で屈曲することにより対象領域Ｒ２２に到達する。次に、医療デバイスは、対象領域Ｒ２２に第１のクリップを留置した後、被検体Ｐから引き抜かれる。次に、第２のクリップを備えた医療デバイスは、第２の経路に従って、図７Ｄの貫通位置を貫通して左心房内に到達し、左心房内で屈曲することにより対象領域Ｒ２３に到達する。そして、医療デバイスは、対象領域Ｒ２３に第２のクリップを留置した後、被検体Ｐから引き抜かれる。即ち、図７Ｃ及び図７Ｄに示した貫通領域を貫通することにより、複数のクリップを留置する施術においても、卵円窩の貫通位置を１箇所とし、被検体Ｐの負担を軽減することができる。

なお、図３のフローチャートは、高さ「ｈ」や線Ｌ５に基づいて貫通領域を算出する場合を示すが、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４４３は、被検体Ｐの心臓における大動脈を考慮して、貫通領域を算出する場合であってもよい。一例を挙げると、取得機能４４２は、まず、ＣＴ画像データについて血管抽出処理を実行することで、大動脈に対応する大動脈領域を取得する。次に、算出機能４４３は、卵円窩領域Ｒ１のうち、大動脈領域からの距離が閾値Ｔ１以上となる領域を算出する。ここで、閾値Ｔ１は、予め設定された固定値でもよいし、操作者等が設定した値であってもよい。そして、算出機能４４３は、卵円窩領域Ｒ１のうち大動脈領域からの距離が閾値Ｔ１以上となる領域において、高さ「ｈ」や線Ｌ５に基づいて貫通領域を算出する。これにより、卵円窩を貫通する際に、医療デバイスが被検体Ｐの大動脈に接触することを回避することができる。

更に、提示機能４４４は、大動脈領域からの距離が閾値Ｔ２以下となる領域を提示する場合であってもよい。例えば、提示機能４４４は、ＣＴ画像や超音波画像において、卵円窩領域Ｒ１のうち、大動脈領域からの距離が閾値Ｔ２以下となる領域を提示する。即ち、提示機能４４４は、大動脈付近について、穿刺すべきでない箇所であること（警告マーク等）を表示する。これにより、卵円窩を貫通する際に、医療デバイスが被検体Ｐの大動脈に接触することを回避することができる。なお、閾値Ｔ２は、予め設定された固定値でもよいし、操作者等が設定した値であってもよい。また、閾値Ｔ２は、閾値Ｔ１と同じ値でもよいし、異なる値であってもよい。

また、例えば、算出機能４４３は、卵円窩の厚さを考慮して、貫通領域を算出する場合であってもよい。一例を挙げると、取得機能４４２は、まず、ＣＴ画像データから取得した卵円窩領域Ｒ１の各位置について厚さを取得する。次に、算出機能４４３は、卵円窩領域Ｒ１のうち、厚さが閾値Ｔ３以下となる領域を算出する。ここで、閾値Ｔ３は、予め設定された固定値でもよいし、操作者等が設定した値であってもよい。そして、算出機能４４３は、卵円窩領域Ｒ１のうち厚さが閾値Ｔ３以下となる領域において、高さ「ｈ」や線Ｌ５に基づいて貫通領域を算出する。これにより、医療デバイスは、卵円窩の厚い部分を回避し、卵円窩の薄い部分を容易に貫通することができる。

更に、提示機能４４４は、算出機能４４３が算出した貫通領域の厚さに基づいてニードルを選択し、選択したニードルを提示する場合であってもよい。例えば、提示機能４４４は、まず、貫通領域の厚さとして、貫通領域の各位置における厚さの平均値や最大値等を取得する。そして、提示機能４４４は、取得した貫通領域の厚さに基づいてニードルを選択し、選択したニードルを、ディスプレイ４２０に表示させる。例えば、提示機能４４４は、選択したニードルを示す画像や、ニードルの形状に関する情報等をディスプレイ４２０に表示させる。ここで、制御機能４４１は、提示されたカテーテルを施術に用いるか否かを決定する操作を操作者から受け付ける場合であってもよい。

算出機能４４３が貫通領域を算出した後、提示機能４４４は、貫通領域を操作者に提示する（ステップＳ１０７）。例えば、提示機能４４４は、ディスプレイ４２０にＣＴ画像を表示させ、ＣＴ画像上に貫通領域を表示する。また、例えば、提示機能４４４は、図８Ａに示すように、超音波診断装置２００によって撮像された超音波画像上に貫通領域を表示する。なお、図８Ａは、第１の実施形態に係る貫通領域の提示の一例を示す図である。また、図８Ａに示す超音波画像は、被検体Ｐの心臓を含む領域が現に撮像された超音波画像であって、反射波の強度を輝度で表した２次元のＢモード画像である。

超音波画像を用いた貫通領域の表示について具体的に説明する。まず、提示機能４４４は、ＣＴ画像データと超音波画像データとの位置合わせを行い、超音波画像データにおいて貫通領域を同定する。一例を挙げると、超音波診断装置２００においては、位置情報及び角度情報を取得するセンサが備えられた超音波プローブによって被検体Ｐの超音波画像データが収集され、ＣＴ画像データに描出された解剖学的な特徴点と同一の特徴点が超音波画像データ上で指定されることで、その時のセンサの位置及び角度によって決まる超音波画像データの座標系と、ＣＴ画像データの座標系とが関連付けられる。これにより、ＣＴ画像データにおいて算出された貫通領域の座標が、超音波画像データの座標系において同定される。

そして、提示機能４４４は、被検体Ｐの心臓を含む領域を現に撮像した超音波画像のうち、貫通領域の座標として同定した座標について、貫通領域であることを示す記号や色などを付して、ディスプレイ４２０に表示させる。ここで、医療デバイスが被検体Ｐに挿入されている場合、提示機能４４４は、被検体Ｐの心臓及び医療デバイスを撮像した超音波画像上に貫通領域を表示し、医療デバイスと貫通領域との位置関係を操作者に提示することができる。

なお、超音波画像上に貫通領域を表示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、医用画像処理システム１がＸ線診断装置を含む場合において、提示機能４４４は、被検体Ｐの心臓を含む領域を現に撮像したＸ線画像上に貫通領域を表示する場合であってもよい。例えば、提示機能４４４は、図８Ｂに示すように、被検体Ｐの心臓及び医療デバイスを現に撮像したＸ線画像上に、貫通領域を表示する。なお、図８Ｂは、第１の実施形態に係る貫通領域の提示の一例を示す図である。

例えば、提示機能４４４は、ＣＴ画像データとＸ線画像データとの位置合わせを行ってＸ線画像データにおける貫通領域を同定することにより、Ｘ線画像上に貫通領域を表示する。一例を挙げると、Ｘ線診断装置は、まず、回転撮像により３次元のＸ線画像データを撮像する。次に、提示機能４４４は、Ｘ線診断装置が撮像した３次元のＸ線画像データと、ＣＴ画像データとの間で、各画像データに描出された解剖学的な特徴点に基づく位置合わせを実行する。これにより、提示機能４４４は、Ｘ線画像データにおける貫通領域を同定して、Ｘ線画像上に貫通領域を表示することができる。

また、提示機能４４４は、貫通領域に加えて、医療デバイスの経路（ルート）を表示する場合であってもよい。例えば、算出機能４４３は、卵円窩を貫通して治療対象部位に到達するまでの医療デバイスの経路を算出する。一例を挙げると、算出機能４４３は、ＣＴ画像データから、下大静脈と右心房との接合箇所であって、貫通領域に対向する領域Ｒ５を取得する。領域Ｒ５は、ニードルにより卵円窩を穿刺する際、医療デバイスの支点となる領域であり、医療デバイスの経路に含まれる。そして、算出機能４４３は、医療デバイスの屈曲角度に関する制約の下、領域Ｒ５と貫通領域と対象領域Ｒ２とを曲線で結ぶことにより、医療デバイスの経路を算出する。

例えば、提示機能４４４は、ＣＴ画像データ上に貫通領域及び経路を表示する。一例を挙げると、提示機能４４４は、図９に示すように、ＣＴ画像をディスプレイ４２０に表示させ、ＣＴ画像上に貫通領域及び経路を表示する。ここで、図９に示すＣＴ画像は、僧帽弁、右心房、右心室、左心房及び左心室が含まれる断面で分割した心臓を、断面側から見たレンダリング画像である。なお、図９は、第１の実施形態に係る貫通領域及び経路の提示の一例を示す図である。

ここで、提示機能４４４は、貫通領域及び経路に加えて、医療デバイスを表示する場合であってもよい。例えば、提示機能４４４は、まず、ＣＴ画像データと超音波画像データとの位置合わせを行う。一例を挙げると、位置情報及び角度情報を取得するセンサが備えられた超音波プローブによって被検体Ｐの超音波画像データが収集され、ＣＴ画像データに描出された解剖学的な特徴点と同一の特徴点が超音波画像データ上で指定されることで、その時のセンサの位置及び角度によって決まる超音波画像データの座標系と、ＣＴ画像データの座標系とが関連付けられる。

次に、提示機能４４４は、被検体Ｐに挿入された医療デバイスを現に撮像した超音波画像データと、ＣＴ画像データとを合成する。ここで、超音波画像データは、医療デバイス以外の背景成分を除去した差分画像であってもよい。例えば、提示機能４４４は、被検体Ｐに医療デバイスが挿入された後の超音波画像データを、被検体Ｐに医療デバイスが挿入される前の超音波画像データと差分することで、背景成分を除去した差分画像を生成する。あるいは、超音波診断装置２００によって背景成分を除去した差分画像が生成され、提示機能４４４は、超音波診断装置２００から差分画像を取得する。そして、提示機能４４４は、図９に示すように、ＣＴ画像データに基づいて、レンダリング画像等のＣＴ画像をディスプレイ４２０に表示させ、ＣＴ画像上に貫通領域、経路、及び、リアルタイムの医療デバイスを表示する。

医療デバイスの表示について、別の例を説明する。まず、医療デバイスが位置情報及び角度情報を示すマーカを備える場合において、提示機能４４４は、超音波画像データに描出されたマーカに基づいて、超音波画像データの座標系における医療デバイスの位置情報及び角度情報を取得する。かかるマーカは、例えば、被検体Ｐの体内組織と比較して音響インピーダンスが大きく異なる材質（金属など）で構成される。次に、提示機能４４４は、ＣＴ画像データと超音波画像データとの位置合わせを行うことで、ＣＴ画像データの座標系における医療デバイスの位置情報及び角度情報を取得する。そして、提示機能４４４は、ＣＴ画像データに基づくＣＴ画像をディスプレイ４２０に表示させ、ＣＴ画像上に貫通領域、経路、及び、リアルタイムの医療デバイスを表示する。ここで、ＣＴ画像上に表示される医療デバイスは、超音波画像データに描出された医療デバイスを示す画像であってもよいし、予め設定された画像（例えば、棒状のアイコン）であってもよい。

なお、現に撮像された超音波画像を表示する場合と、ＣＴ画像を表示する場合とについてそれぞれ説明したが、提示機能４４４は、超音波画像とＣＴ画像との双方を表示することとしてもよい。例えば、提示機能４４４は、ＣＴ画像データと超音波画像データとの位置合わせを行った上で、貫通領域及び経路を表示する超音波画像と、貫通領域及び経路を表示するＣＴ画像とを並べて表示する。

提示機能４４４は、更に、経路の形状に基づいてカテーテルを選択し、選択したカテーテルを提示する場合であってもよい。例えば、提示機能４４４は、まず、算出機能４４３が算出した経路の形状に基づいて、屈曲可能なカテーテルが有する関節の数を決定する。一例を挙げると、算出機能４４３が算出した経路が平面上の２次元的な曲線である場合、カテーテルが関節を１つ有していれば治療対象部位に到達することが可能であるため、提示機能４４４は、カテーテルの関節の数を「１つ」とする。そして、提示機能４４４は、図１０に示すように、関節を１つ有するカテーテルを選択する。なお、図１０は、第１の実施形態に係るカテーテルの一例を示す図である。

一方で、提示機能４４４は、経路が平面上の２次元的な曲線でない場合（３次元的な曲線である場合）、関節を複数有するカテーテルを選択する。以下では、関節を複数有するカテーテルの一例として、屈曲方向が相互に直交する２つの関節を有するカテーテルについて説明する。

まず、屈曲方向が相互に直交する２つの関節を有するカテーテルは、屈曲方向により、２種類に分類される。即ち、カテーテルの先端に近い関節を第１の関節とし、もう一方の関節を第２の関節とした場合において、カテーテルの先端側から見て、第１の関節の屈曲方向から時計回りに「９０°」回転した方向に第２の関節が屈曲する種類（例えば、図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃ及び図１１Ｄに示すカテーテル）と、第１の関節の屈曲方向から反時計回りに「９０°」回転した方向に第２の関節が屈曲する種類（例えば、図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃ及び図１２Ｄに示すカテーテル）とである。なお、図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃ、図１１Ｄ、図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃ及び図１２Ｄは、第１の実施形態に係るカテーテルの一例を示す図である。

例えば、経路が、右心房側から卵円孔を貫通した後、更に、被検体Ｐの背側へカーブする形状を有している場合、提示機能４４４は、図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃ及び図１１Ｄに示すカテーテルのいずれかを選択する。一方で、経路が、右心房側から卵円孔を貫通した後、更に、被検体Ｐの腹側へカーブする形状を有している場合、提示機能４４４は、図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃ及び図１２Ｄに示すカテーテルのいずれかを選択する。

更に、提示機能４４４は、左心房内の経路におけるカーブの屈曲角度に応じて、カテーテルを選択する。例えば、左心房内の経路が被検体Ｐの背側にわずかにカーブしている場合、第１の関節の屈曲角度は小さくても十分であるので、提示機能４４４は、第１の関節の屈曲角度が「４５°」である図１１Ａのカテーテルを選択する。また、提示機能４４４は、左心房内の経路が被検体Ｐの背側に大きくカーブしているほど、第１の関節の屈曲角度が大きくなるように、第１の関節の屈曲角度が「９０°」である図１１Ｂのカテーテル、第１の関節の屈曲角度が「１３５°」である図１１Ｃのカテーテル及び第１の関節の屈曲角度が「１８０°」である図１１Ｄのカテーテルのいずれかを選択する。あるいは、提示機能４４４は、左心房内の経路が被検体Ｐの腹に大きくカーブしているほど、第１の関節の屈曲角度が大きくなるように、図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃ及び図１２Ｄに示すカテーテルのいずれかを選択する。

なお、左心房内の経路におけるカーブの屈曲角度に基づいてカテーテルを選択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、提示機能４４４は、経路においてカーブが生じる位置に応じて、第１の関節と第２の関節との間の距離を決定することにより、カテーテルを選択してもよい。一例を挙げると、経路において短い間隔でカーブが生じる場合、提示機能４４４は、図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃ及び図１１Ｄに示すように、第１の関節と第２の関節との間の距離が短いカテーテルを選択する。一方で、経路において間隔を置いてカーブが生じる場合、提示機能４４４は、図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃ及び図１２Ｄに示すように、第１の関節と第２の関節とが離れたカテーテルを選択する。

カテーテルを選択した後、提示機能４４４は、選択したカテーテルを操作者に提示する。例えば、提示機能４４４は、選択したカテーテルを示す画像や、カテーテルが有する関節の位置や数、各関節の屈曲角度の最大値、屈曲する方向、屈曲した際の曲率等の情報を、ディスプレイ４２０に表示させる。ここで、制御機能４４１は、提示されたカテーテルを施術に用いるか否かを決定する操作を操作者から受け付ける場合であってもよい。また、算出機能４４３は、カテーテルが選択されることにより医療デバイスの屈曲角度に関する制約が変更された場合、変更後の医療デバイスの屈曲角度に関する制約に基づいて、貫通領域を更に算出することとしてもよい。

上述したように、第１の実施形態によれば、取得機能４４２は、被検体Ｐの心臓を示すＣＴ画像データを取得し、取得したＣＴ画像データから、卵円窩に対応する卵円窩領域Ｒ１と、治療対象部位に対応する対象領域Ｒ２とを取得する。また、算出機能４４３は、卵円窩領域Ｒ１及び対象領域Ｒ２に基づいて、卵円窩を貫通して治療対象部位に到達する医療デバイスが左心房の内壁と非接触で治療対象部位まで到達可能となる貫通領域を、卵円窩領域Ｒ１において算出する。また、提示機能４４４は、貫通領域を提示する。従って、第１の実施形態に係る医用画像処理装置４００は、心房中隔の貫通を伴う施術を容易にすることができる。

また、第１の実施形態によれば、算出機能４４３は、更に、卵円窩を貫通した治療対象部位に到達するまでの医療デバイスの経路を算出し、提示機能４４４は、ＣＴ画像上に貫通領域及び経路を表示する。従って、第１の実施形態に係る医用画像処理装置４００は、医療デバイスの経路の計画を補助し、心房中隔の貫通を伴う施術をより容易にすることができる。

また、第１の実施形態によれば、提示機能４４４は、卵円窩を貫通して治療対象部位に到達するまでの医療デバイスの経路の形状に基づいてカテーテルを選択し、選択したカテーテルを提示する。従って、第１の実施形態に係る医用画像処理装置４００は、カテーテルの選択を補助するとともに、適切なカテーテルの使用を可能とすることで施術をより容易にすることができる。

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、医用画像処理装置４００が、貫通領域を算出して提示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、超音波診断装置２００が貫通領域を算出して提示する場合について説明する。第２の実施形態に係る医用画像処理システム１は、図１に示した医用画像処理システム１と同様の構成を有する。なお、第２の実施形態に係る医用画像処理システム１は、医用画像処理装置４００を含まない場合であってもよい。

以下、第２の実施形態に係る超音波診断装置２００について、図１３を用いて説明する。図１３は、第２の実施形態に係る超音波診断装置２００の一例を示すブロック図である。図１３に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置２００は、超音波プローブ２０１と、入力インターフェース２０２と、ディスプレイ２０３と、装置本体２０４とを有する。超音波プローブ２０１、入力インターフェース２０２及びディスプレイ２０３は、装置本体２０４と通信可能に接続される。なお、被検体Ｐは、超音波診断装置２００の構成に含まれない。

超音波プローブ２０１は、超音波の送受信を行う。例えば、超音波プローブ２０１は、複数の圧電振動子（図示せず）を有する。これら複数の圧電振動子は、後述する装置本体２０４が有する送受信回路２１０から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ２０１が有する複数の圧電振動子は、被検体Ｐからの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ２０１は、圧電振動子に設けられる整合層（図示せず）と、圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材（図示せず）等を有する。なお、超音波プローブ２０１は、装置本体２０４と着脱自在に接続される。

超音波プローブ２０１から被検体Ｐに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射される。反射波は、超音波プローブ２０１が有する複数の圧電振動子に反射波信号として受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁等の表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。

例えば、第１の実施形態に係る超音波プローブ２０１は、ＴＥＥプローブである。ＴＥＥプローブである超音波プローブ２０１は、被検体Ｐの体内に経口で挿入され、食道や胃等の上部消化管に当接される。そして、超音波プローブ２０１は、複数の圧電振動子を機械的に回転させることにより、任意の断面を撮像したり、３次元超音波画像データ（ボリュームデータ）を撮像したりする。あるいは、超音波プローブ２０１は、複数の超音波振動子がマトリックス状に配置されることで、被検体Ｐを３次元で超音波走査することが可能な２次元アレイ超音波プローブであってもよい。２次元アレイ超音波プローブは、超音波を電子的に集束して送受信することで、被検体Ｐを電子的に３次元で走査することが可能である。

入力インターフェース２０２は、操作者が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、タッチパネル等を有し、操作者から受け付けた指示や設定の情報を、装置本体２０４に転送する。

ディスプレイ２０３は、超音波診断装置２００の操作者が入力インターフェース２０２を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）や、装置本体２０４により撮像された超音波画像、Ｘ線ＣＴ装置１００から取得したＣＴ画像、算出機能２６３が算出した貫通領域等を表示する。

装置本体２０４は、超音波プローブ２０１が受信した反射波信号に基づいて超音波画像データを生成する。装置本体２０４により生成される超音波画像データは、２次元の反射波信号に基づいて生成される２次元の超音波画像データであっても、３次元の反射波信号に基づいて生成される３次元の超音波画像データであってもよい。

装置本体２０４は、図１３に例示するように、送受信回路２１０と、信号処理回路２２０と、画像処理回路２３０と、画像メモリ２４０と、記憶回路２５０と、処理回路２６０とを備える。送受信回路２１０、信号処理回路２２０、画像処理回路２３０、画像メモリ２４０、記憶回路２５０及び処理回路２６０は、互いに通信可能に接続される。

送受信回路２１０は、後述する処理回路２６０の指示に基づいて、超音波プローブ２０１が行う超音波送受信を制御する。送受信回路２１０は、パルス発生器（図示せず）、送信遅延回路（図示せず）、パルサ（図示せず）等を有し、超音波プローブ２０１に駆動信号を供給する。パルス発生器は、所定の繰り返し周波数（ＰＲＦ：Pulse Repetition Frequency）で送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。また、送信遅延回路は、超音波プローブ２０１から発生される超音波をビーム状に集束し、かつ送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの遅延時間を、パルス発生器が発生する各レートパルスに対し与える。また、パルサは、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ２０１に駆動信号（駆動パルス）を印加する。すなわち、送信遅延回路は、各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、圧電振動子面から送信される超音波の送信方向を任意に調整する。

なお、送受信回路２１０は、後述する処理回路２６０の指示に基づいて、所定のスキャンシーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧等を瞬時に変更することが可能である。特に、送信駆動電圧の変更は、瞬時にその値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路（図示せず）、又は、複数の電源ユニット（図示せず）を電気的に切り替える機構によって実現される。

また、例えば、送受信回路２１０は、アンプ回路（図示せず）、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）変換器（図示せず）、加算器（図示せず）、位相検波回路（図示せず）を有し、超音波プローブ２０１が受信した反射波信号に対して各種処理を行なって反射波データを生成する。アンプ回路は、反射波信号をチャンネルごとに増幅してゲイン補正処理を行う。Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換し、デジタルデータに受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与える。加算器は、Ａ／Ｄ変換器によって処理された反射波信号の加算処理を行う。加算器の加算処理により、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。位相検波回路は、加算器の出力信号をベースバンド帯域の同相信号（Ｉ信号、Ｉ：In-phase）と直交信号（Ｑ信号、Ｑ：Quadrature-phase）とに変換する。そして、位相検波回路は、Ｉ信号及びＱ信号（ＩＱ信号）を信号処理回路２２０に送る。なお、位相検波回路による処理前のデータは、ＲＦ信号とも呼ばれる。以下では、超音波の反射波に基づいて生成された「ＩＱ信号、ＲＦ信号」をまとめて、「反射波データ」と記載する。

信号処理回路２２０は、送受信回路２１０が反射波信号から生成した反射波データに対して、各種の信号処理を行う。信号処理回路２２０は、バッファから読み出した反射波データ（ＩＱ信号）に対して、対数増幅、包絡線検波処理、対数圧縮などを行って、多点の信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。

また、信号処理回路２２０は、反射波データを周波数解析することで、走査範囲内にある移動体のドプラ効果に基づく運動情報を抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。具体的には、信号処理回路２２０は、移動体の運動情報として、平均速度、平均分散値、平均パワー値等を、複数のサンプル点それぞれで推定したドプラデータを生成する。ここで、移動体とは、例えば、血流や、心壁等の組織、造影剤である。本実施形態に係る信号処理回路２２０は、血流の運動情報（血流情報）として、血流の平均速度、血流の平均分散値、血流の平均パワー値等を、複数のサンプル点それぞれで推定したドプラデータを生成する。

画像処理回路２３０は、信号処理回路２２０が生成した各種データから超音波画像データを生成する。画像処理回路２３０は、信号処理回路２２０が生成した２次元のＢモードデータから反射波の強度を輝度で表した２次元のＢモード画像データを生成する。また、画像処理回路２３０は、信号処理回路２２０が生成した２次元のドプラデータから血流情報が映像化された２次元のドプラ画像データを生成する。２次元のドプラ画像データは、速度画像データ、分散画像データ、パワー画像データ、又は、これらを組み合わせた画像データである。画像処理回路２３０は、ドプラ画像データとして、血流情報がカラーで表示されるカラードプラ画像データを生成したり、１つの血流情報がグレースケールで表示されるドプラ画像データを生成したりする。

ここで、画像処理回路２３０は、一般的には、超音波走査の走査線信号列を、テレビに代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換（スキャンコンバート）し、超音波画像データを生成する。具体的には、画像処理回路２３０は、超音波プローブ２０１による超音波の走査形態に応じて座標変換を行うことで、超音波画像データを生成する。また、画像処理回路２３０は、スキャンコンバート以外に、種々の画像処理を行ってもよい。例えば、画像処理回路２３０は、スキャンコンバート後の複数の画像フレームを用いて、輝度の平均値画像を再生成する画像処理（平滑化処理）や、画像内で微分フィルタを用いる画像処理（エッジ強調処理）を行う。また、画像処理回路２３０は、超音波画像データに、種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディーマーク等を合成する。

すなわち、Ｂモードデータ及びドプラデータは、スキャンコンバート処理前の超音波画像データであり、画像処理回路２３０が生成するデータは、スキャンコンバート処理後の超音波画像データである。なお、Ｂモードデータ及びドプラデータは、生データ（Raw Data）とも呼ばれる。画像処理回路２３０は、スキャンコンバート処理前の２次元の超音波画像データから、２次元の超音波画像データを生成する。

更に、画像処理回路２３０は、信号処理回路２２０が生成した３次元のＢモードデータに対して座標変換を行うことで、３次元のＢモード画像データを生成する。また、画像処理回路２３０は、信号処理回路２２０が生成した３次元のドプラデータに対して座標変換を行うことで、３次元のドプラ画像データを生成する。

更に、画像処理回路２３０は、ボリュームデータをディスプレイ２０３にて表示するための各種の２次元画像データを生成するために、ボリュームデータに対してレンダリング処理を行う。画像処理回路２３０が行うレンダリング処理としては、例えば、断面再構成法（ＭＰＲ）を行ってボリュームデータからＭＰＲ画像データを生成する処理がある。また、画像処理回路２３０が行うレンダリング処理としては、例えば、３次元の情報を反映した２次元画像データを生成するボリュームレンダリング（ＶＲ）処理がある。

画像メモリ２４０は、画像処理回路２３０が生成した超音波画像データを記憶するメモリである。また、画像メモリ２４０は、信号処理回路２２０や信号処理回路２２０が生成したデータを記憶することも可能である。画像メモリ２４０が記憶するＢモードデータやドプラデータは、例えば、撮像後に操作者が呼び出すことが可能となっており、画像処理回路２３０を経由して超音波画像データとなる。また、画像メモリ２４０は、送受信回路２１０が出力した反射波データを記憶することも可能である。

記憶回路２５０は、超音波送受信、画像処理及び表示処理を行うための制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見等）や、診断プロトコルや各種ボディーマーク等の各種データを記憶する。また、記憶回路２５０は、必要に応じて、画像メモリ２４０が記憶する画像データの保管等にも使用される。また、記憶回路２５０が記憶するデータは、図示しないインターフェースを経由して、外部装置へ送信することができる。また、記憶回路２５０は、外部装置から図示しないインターフェースを経由して送信されたデータを記憶することも可能である。例えば、記憶回路２５０は、Ｘ線ＣＴ装置１００又は画像保管装置３００から送信されたＣＴ画像データを記憶する。

処理回路２６０は、超音波診断装置２００の処理全体を制御する。具体的には、処理回路２６０は、入力インターフェース２０２を介して操作者から入力された各種設定要求や、記憶回路２５０から読み込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づき、送受信回路２１０、信号処理回路２２０及び画像処理回路２３０の処理を制御する。

また、処理回路２６０は、画像メモリ２４０や記憶回路２５０が記憶する超音波画像データを、表示用の超音波画像としてディスプレイ２０３にて表示するよう制御する。例えば、処理回路２６０は、画像処理回路２３０によって生成されたカラードプラ画像データを、表示用のカラードプラ画像としてディスプレイ２０３に表示させる。また、例えば、処理回路２６０は、画像処理回路２３０によって生成されたＢモード画像データを、表示用のＢモード画像としてディスプレイ２０３に表示させる。

処理回路２６０は、制御機能２６１、取得機能２６２、算出機能２６３及び提示機能２６４を実行する。例えば、処理回路２６０は、制御機能２６１に対応するプログラムを記憶回路２５０から読み出して実行することにより、送受信回路２１０、信号処理回路２２０及び画像処理回路２３０の処理を制御したり、入力インターフェース２０２を介して操作者から種々の指示や設定を受け付けたりする。

また、例えば、処理回路２６０は、取得機能２６２に対応するプログラムを記憶回路２５０から読み出して実行することにより、Ｘ線ＣＴ装置１００又は画像保管装置３００からＣＴ画像データを取得し、ＣＴ画像データから、卵円窩に対応する卵円窩領域Ｒ１と、治療対象部位に対応する対象領域Ｒ２とを取得する。また、例えば、処理回路２６０は、算出機能２６３及び提示機能２６４に対応するプログラムを記憶回路２５０から読み出して実行することにより、被検体Ｐの心房中隔において医療デバイスが貫通する貫通領域を算出し、算出した貫通領域を操作者に提示する。なお、取得機能２６２、算出機能２６３及び提示機能２６４は、それぞれ、取得機能４４２、算出機能４４３及び提示機能４４４と同様の処理を実行することができる。

図１３に示す超音波診断装置２００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記憶回路２５０へ記憶されている。送受信回路２１０、信号処理回路２２０、画像処理回路２３０及び処理回路２６０は、記憶回路２５０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、各プログラムを読み出した状態の各回路は、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１３においては単一の処理回路２６０にて、制御機能２６１、取得機能２６２、算出機能２６３及び提示機能２６４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２６０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。

上述した構成の下、第２の実施形態に係る超音波診断装置２００は、心房中隔の貫通を伴う施術を容易にする。具体的には、まず、取得機能２６２が、Ｘ線ＣＴ装置１００又は画像保管装置３００から、ＣＴ画像データを取得する。次に、取得機能２６２は、被検体Ｐの心臓を示すＣＴ画像データから、卵円窩に対応する卵円窩領域Ｒ１と、治療対象部位に対応する対象領域Ｒ２とを取得する。例えば、取得機能４４２は、セグメンテーション処理により、ＣＴ画像データから卵円窩領域Ｒ１を取得する。また、例えば、取得機能２６２は、僧帽弁閉鎖不全症の治療において、僧帽弁のうちクリップで留める箇所を指定する操作を操作者から受け付けることにより、対象領域Ｒ２を取得する。

次に、算出機能２６３は、卵円窩領域Ｒ１及び対象領域Ｒ２に基づいて、医療デバイスが被検体Ｐの左心房の内壁と非接触で治療対象部位まで到達可能となる貫通領域を、卵円窩領域Ｒ１において算出する。例えば、算出機能２６３は、まず、対象領域Ｒ２から左心房の上部に対応する領域Ｒ３までの高さ「ｈ」を算出し、高さ「ｈ」に基づいて、卵円窩領域Ｒ１において貫通領域を調整する。次に、算出機能２６３は、対象領域Ｒ２と下大静脈領域Ｒ４とを結ぶ線Ｌ５を生成し、生成した線Ｌ５に基づいて、卵円窩領域Ｒ１において貫通領域を更に調整する。

そして、提示機能２６４は、算出機能２６３が算出した貫通領域を提示する。例えば、提示機能２６４は、制御機能２６１による制御の下撮像された超音波画像上に貫通領域を表示する。一例を挙げると、まず、ＴＥＥプローブである超音波プローブ２０１が、経口的に上部消化管に当接された状態で、被検体Ｐの心臓を含む領域を走査する。次に、制御機能２６１は、送受信回路２１０を制御することにより、超音波プローブ２０１が受信した反射波信号に対して各種処理を行なって反射波データを生成する。次に、制御機能２６１は、信号処理回路２２０を制御することにより、反射波データに対して、対数増幅、包絡線検波処理、対数圧縮などを行ってＢモードデータを生成する。 次に、制御機能２６１は、画像処理回路２３０を制御することにより、Ｂモードデータから反射波の強度を輝度で表したＢモード画像データを生成する。そして、提示機能２６４は、Ｂモード画像データを表示用のＢモード画像としてディスプレイ２０３に表示させるとともに、Ｂモード画像上に算出機能２６３が算出した貫通領域を表示する。ここで、医療デバイスが被検体Ｐに挿入されている場合、提示機能２６４は、Ｂモード画像において、医療デバイスと貫通領域との位置関係を操作者に提示することができる。

そして、Ｂモード画像を参照した操作者により、医療デバイスを用いた施術が実行される。具体的には、まず、ガイドワイヤが、被検体Ｐの大腿静脈から挿入されて、被検体Ｐの右心房へ到達する。次に、カテーテルが、先行するガイドワイヤに沿って、被検体Ｐの右心房へ到達する。次に、ニードルが、カテーテル内を通って被検体Ｐの右心房へ到達し、卵円窩における貫通領域を穿刺する。次に、ガイドワイヤが、ニードルが穿刺した位置から左心房内に挿入される。次に、カテーテルが、先行するガイドワイヤに沿って、被検体Ｐの左心房へ到達する。

次に、クリップが、カテーテル内を通って被検体Ｐの左心房へ到達する。例えば、カテーテルが左心房へ到達した後、クリップは、カテーテル内を通って被検体Ｐの左心房へ到達し、カテーテルの先端位置で保持される。次に、カテーテルは、操作者の指示に応じて屈曲する。これにより、カテーテルの先端位置におけるクリップは、治療対象部位まで移動する。次に、クリップは、僧帽弁を構成する２つの弁を引き合わせるように挟む。

ここで、操作者は、超音波画像に基づいて、クリップの位置を決定することができる。例えば、まず、制御機能２６１は、信号処理回路２２０を制御することにより、反射波データを周波数解析することで、走査範囲内にある移動体のドプラ効果に基づくドプラデータを生成する。次に、制御機能２６１は、画像処理回路２３０を制御することにより、ドプラデータから血流情報が映像化された２次元のドプラ画像データを生成する。例えば、制御機能２６１は、ドプラ画像データとして、血流情報がカラーで表示されるカラードプラ画像データを生成する。そして、提示機能２６４は、カラードプラ画像データを、表示用のカラードプラ画像としてディスプレイ２０３に表示させる。これにより、操作者は、クリップで留めたことにより血液の逆流が十分に緩和されているか否かを判断することができ、逆流が十分に緩和されていないと判断すれば、クリップの位置を変更することもできる。そして、クリップの位置が決定された後、クリップは医療デバイスから分離されて、僧帽弁の先端に留置される。

（第３の実施形態）
さて、これまで第１〜第２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、上述した処理回路４４０又は処理回路２６０は、更に、被検体Ｐの心臓と医療デバイスとが接触するか否かを判定し、接触すると判定した場合、事前に通知する通知機能を更に備える場合であってもよい。一例を挙げると、通知機能は、まず、医療デバイスの位置及び動きを示す情報を取得する。ここで、医療デバイスの位置及び動きを示す情報とは、被検体Ｐの体内に挿入された医療デバイスの、被検体Ｐに対する位置及び動きを示す情報である。例えば、通知機能は、医療デバイスが被検体Ｐの心臓まで挿入された後、被検体Ｐの心臓を含む領域を現に撮像したＸ線画像又は超音波画像に描出された医療デバイスに基づいて、医療デバイスの位置及び動きを示す情報を取得する。また、例えば、通知機能は、医療デバイスに設けられた位置を示すセンサに基づいて、医療デバイスの位置及び動きを示す情報を取得する。

次に、通知機能は、医療デバイスの位置及び動きを示す情報に基づいて、被検体Ｐの心臓と医療デバイスとが接触するか否かを判定する。例えば、通知機能は、医療デバイスが、現に取得した位置から現に取得した速度で移動し続けることで、「１秒」以内に左心房の内壁に接触する場合、被検体Ｐの心臓と医療デバイスとが接触すると判定する。そして、通知機能は、被検体Ｐの心臓と医療デバイスとが接触するよりも前に、接触が生じることを操作者に通知する。例えば、通知機能は、ディスプレイ４２０又はディスプレイ２０３への表示や、音により、被検体Ｐの心臓と医療デバイスとが接触することを操作者に通知する。なお、通知機能は、被検体Ｐの心臓のうち、貫通領域と医療デバイスとが接触する場合には、通知を行わないこととしてもよい。

また、上述した実施形態では、処理回路４４０を備える医用画像処理装置４００又は処理回路２６０を備える超音波診断装置２００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、図１に示したＸ線ＣＴ装置１００が有する処理回路が、取得機能４４２、算出機能４４３及び提示機能４４４に対応する機能を備える場合であってもよい。また、例えば、医用画像処理システム１が、超音波診断装置２００に代えてＸ線診断装置を含み、Ｘ線診断装置が有する処理回路が、取得機能４４２、算出機能４４３及び提示機能４４４に対応する機能を備える場合であってもよい。即ち、医用画像処理システム１に含まれる任意の医用画像診断装置において、処理回路４４０による処理と同様の処理が実現される場合であってもよい。

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に記憶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、記憶回路にプログラムを記憶させる代わりに、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、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、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〜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、第１〜第３の実施形態で説明した制御方法は、予め用意された画像処理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。この画像処理プログラムは、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、この画像処理プログラムは、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、心房中隔の貫通を伴う施術を容易にすることができる。

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。

４００ 医用画像処理装置
４４０ 処理回路
４４１ 制御機能
４４２ 取得機能
４４３ 算出機能
４４４ 提示機能

Claims (14)

1. 被検体の心臓を示す医用画像を取得し、取得した前記医用画像から、卵円窩に対応する卵円窩領域と、治療対象部位に対応する対象領域と、下大静脈に対応する下大静脈領域とを取得する取得部と、
   前記卵円窩領域及び前記対象領域に基づいて、前記卵円窩を貫通して前記治療対象部位に到達する医療デバイスが左心房の内壁と非接触で前記治療対象部位まで到達可能となる貫通領域を、前記卵円窩領域において算出する算出部と、
   前記貫通領域を提示する提示部と、を備え、
   前記算出部は、前記卵円窩領域の各位置が、前記下大静脈領域の芯線に平行で、かつ、前記下大静脈領域を通る複数の直線と前記対象領域とを含む複数の平面に含まれるか否かに応じて、前記医療デバイスが前記治療対象部位まで到達可能か否かを判定する、医用画像処理装置。
2. 前記取得部は、前記医療デバイスの屈曲角度に関する制約に関する情報を更に取得し、
   前記算出部は、前記医療デバイスを左心室内で屈曲させることで前記治療対象部位へ到達させる際に、前記医療デバイスの屈曲角度に関する制約、及び、前記卵円窩領域と前記対象領域との位置関係に基づいて、前記医療デバイスが前記治療対象部位まで到達可能か否かを判定する、請求項１に記載の医用画像処理装置。
3. 前記算出部は、前記対象領域から前記左心房の上部に対応する領域までの高さに基づいて、前記医療デバイスが前記左心房の内壁と接触するか否かを判定する、請求項１又は２に記載の医用画像処理装置。
4. 前記取得部は、更に、前記医用画像から、大動脈に対応する大動脈領域を取得し、
   前記算出部は、前記貫通領域を、前記卵円窩領域のうち前記大動脈領域からの距離が閾値以上となる領域において算出する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
5. 前記提示部は、更に、前記大動脈領域からの距離が閾値以下となる領域を提示する、請求項４に記載の医用画像処理装置。
6. 前記取得部は、更に、前記医用画像から、前記卵円窩の位置ごとの厚さを取得し、
   前記算出部は、前記貫通領域を、前記卵円窩領域のうち前記厚さが閾値以下となる領域において算出する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
7. 前記医療デバイスは、前記卵円窩を貫通するために用いる穿刺針を含み、
   前記提示部は、更に、前記貫通領域における前記厚さに基づいて穿刺針を選択し、選択した穿刺針を提示する、請求項６に記載の医用画像処理装置。
8. 前記提示部は、前記被検体の心臓を含む領域を現に撮像したＸ線画像又は超音波画像上に前記貫通領域を表示する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
9. 前記算出部は、更に、前記卵円窩を貫通して前記治療対象部位に到達するまでの前記医療デバイスの経路を算出し、
   前記提示部は、前記医用画像上に前記貫通領域及び前記経路を表示する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
10. 前記提示部は、更に、前記医用画像上に前記医療デバイスの位置を表示する、請求項９に記載の医用画像処理装置。
11. 前記医療デバイスは、屈曲可能なカテーテルを含み、
    前記提示部は、更に、前記経路の形状に基づいてカテーテルを選択し、選択したカテーテルを提示する、請求項９又は１０に記載の医用画像処理装置。
12. 前記医療デバイスの位置及び動きを示す情報に基づいて、前記貫通領域を除く前記心臓と前記医療デバイスとが接触するか否かを判定し、接触すると判定した場合、事前に通知する通知部を更に備える、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
13. 被検体の心臓を示す医用画像を取得し、取得した前記医用画像から、卵円窩に対応する卵円窩領域と、治療対象部位に対応する対象領域と、下大静脈に対応する下大静脈領域とを取得する取得部と、
    前記卵円窩領域及び前記対象領域に基づいて、前記卵円窩を貫通して前記治療対象部位に到達する医療デバイスが左心房の内壁と非接触で前記治療対象部位まで到達可能となる貫通領域を、前記卵円窩領域において算出する算出部と、
    前記貫通領域を提示する提示部と、を備え、
    前記算出部は、前記卵円窩領域の各位置が、前記下大静脈領域の芯線に平行で、かつ、前記下大静脈領域を通る複数の直線と前記対象領域とを含む複数の平面に含まれるか否かに応じて、前記医療デバイスが前記治療対象部位まで到達可能か否かを判定する、医用画像診断装置。
14. 被検体の心臓を示す医用画像を取得し、取得した前記医用画像から、卵円窩に対応する卵円窩領域と、治療対象部位に対応する対象領域と、下大静脈に対応する下大静脈領域とを取得し、
    前記卵円窩領域及び前記対象領域に基づいて、前記卵円窩を貫通して前記治療対象部位に到達する医療デバイスが左心房の内壁と非接触で前記治療対象部位まで到達可能となる貫通領域を、前記卵円窩領域において算出し、
    前記貫通領域を提示する、
    各処理をコンピュータに実行させる、プログラムであって、
    前記貫通領域を算出するステップは、前記卵円窩領域の各位置が、前記下大静脈領域の芯線に平行で、かつ、前記下大静脈領域を通る複数の直線と前記対象領域とを含む複数の平面に含まれるか否かに応じて、前記医療デバイスが前記治療対象部位まで到達可能か否かを判定する、プログラム。

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