JP7032157B2 - 医用画像診断装置及びｘ線照射制御装置 - Google Patents

医用画像診断装置及びｘ線照射制御装置 Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、医用画像診断装置及びＸ線照射制御装置に関する。
Ｘ線診断装置、超音波診断装置、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置、及び磁気共鳴イメージング装置等の医用画像診断装置のうち、異なる種類の装置を併用することで治療効率の向上などを図る目的で、異なる種類の複数の医用画像診断装置を有する医用画像診断システムが存在する。例えば、カテーテルを用いたインターベンション治療が行われる場合に、Ｘ線診断装置及び超音波診断装置が併用される。
Ｘ線診断装置は、被検体内にＸ線を透過し、その透過像を画像化するものである。Ｘ線画像を取得する手段としては、比較的強いＸ線を照射する「撮影モード」と、比較的弱いＸ線を照射する「透視モード」とがある。医師は、撮影モード又は透視モードによるＸ線照射により血管内のカテーテルを確認しながら、患者にカテーテルを挿入する。そして、カテーテルの患部への到達後、Ｘ線によりあらゆる角度から患部の撮影が行われる。その後、確認された患部の治療をカテーテルによって行う。Ｘ線による透視及び撮影では確認できない病変も見逃さないために、超音波診断装置を併用し、患部の特定を行う方法が注目されている。
特に、小児患者に対するカテーテル治療の場合は、被曝を避けるために成人患者の場合よりもＸ線の照射量、照射時間を抑えなければならない。このような場合においてもＸ線診断装置及び超音波診断装置の併用は有効である。
特開２０１４－５４４２５号公報
本発明が解決しようとする課題は、手技中における操作者による操作性を向上させることである。
実施形態に係る医用画像診断装置は、表示制御手段と、判断手段と、提示手段とを有する。表示制御手段は、超音波画像及びＸ線画像を表示部に表示させる。判断手段は、表示された超音波画像及びＸ線画像のうちいずれがライブ画像であるかを判断する。提示手段は、判断手段による判断に従って、表示された超音波画像及びＸ線画像のうちいずれがライブ画像であるかを示す情報を提示する。
図１は、第１の実施形態に係る医用画像診断システムの構成を示す概略図。 図２は、第１の実施形態に係る医用画像診断システムの外観を示す図。 図３は、第１の実施形態に係る医用画像診断システムの第１の動作例をフローチャートとして示す図。 図４は、第１の実施形態に係る医用画像診断システムにおいて、ライブ情報が提示画像として付与された重畳画像の例を示す図。 図５は、第１の実施形態に係る医用画像診断システムの第２の動作例をフローチャートとして示す図。 図６は、第１の実施形態に係る医用画像診断システムにおいて、ライブ情報が提示画像として付与された重畳画像の例を示す図。 図７は、第２の実施形態に係る医用画像診断システムの構成を示す概略図。 図８は、第３の実施形態に係る医用画像診断システムの構成を示す概略図。
以下、図面を参照しながら、医用画像診断装置及びＸ線照射制御装置の実施形態について詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る医用画像診断システムの構成を示す概略図である。図２は、第１の実施形態に係る医用画像診断システムの外観を示す図である。
図１及び図２は、第１の実施形態に係る医用画像診断システム１を示す。医用画像診断システム１は、超音波診断装置１０と、第１の実施形態に係る医用画像診断装置としてのＸ線診断装置５０とを備える。例えば、Ｘ線診断装置５０は、Ｘ線循環器装置、いわゆるアンギオ（Angio）装置である。
超音波診断装置１０は、超音波プローブ１１、装置本体１２、入力インターフェース１３、及びディスプレイ１４を設ける。なお、装置本体１２のみの構成を超音波診断装置と称する場合もあり、装置本体１２に超音波プローブ１１、入力インターフェース１３、及びディスプレイ１４のうち少なくとも１つを加えた構成を超音波診断装置と称する場合もある。以下の説明では、超音波プローブ１１、装置本体１２、入力インターフェース１３、及びディスプレイ１４の全てが備えられた構成を超音波診断装置とする場合について説明する。
超音波プローブ１１は、前面部に複数個の微小な振動子（圧電素子）を備え、スキャン対象を含む領域、例えば管腔体を含む領域に対して超音波の送受波を行う。各振動子は電気音響変換素子であり、送信時には電気パルスを超音波パルスに変換し、また、受信時には反射波を電気信号（受信信号）に変換する機能を有する。超音波プローブ１１は小型、軽量に構成されており、ケーブル（又は無線通信）を介して装置本体１２に接続される。
超音波プローブ１１は、スキャン方式の違いにより、リニア型、コンベックス型、及びセクタ型等の種類に分けられる。また、超音波プローブ１１は、アレイ配列次元の違いにより、アジマス方向に１次元（１Ｄ）的に複数個の振動子が配列された１Ｄアレイプローブと、アジマス方向かつエレベーション方向に２次元（２Ｄ）的に複数個の振動子が配列された２Ｄアレイプローブとの種類に分けられる。なお、１Ｄアレイプローブは、エレベーション方向に少数の振動子が配列されたプローブを含む。
ここで、３Ｄスキャン、つまり、ボリュームスキャンが実行される場合、超音波プローブ１１として、リニア型、コンベックス型、及びセクタ型等のスキャン方式を備えた２Ｄアレイプローブが利用される。又は、ボリュームスキャンが実行される場合、超音波プローブ１１として、リニア型、コンベックス型、及びセクタ型等のスキャン方式を備え、エレベーション方向に機械的に揺動する機構を備えた１Ｄプローブが利用される。後者のプローブは、メカ４Ｄプローブとも呼ばれる。
装置本体１２は、送受信回路３１、Ｂモード処理回路３２、ドプラ処理回路３３、画像生成回路３４、画像メモリ３５、ネットワークインターフェース３６、処理回路３７、及び記憶回路３８を備える。回路３１～３４は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ:Application Specific Integrated Circuit）等によって構成されるものである。しかしながら、その場合に限定されるものではなく、回路３１～３４の機能の全部又は一部は、処理回路３７がプログラムを実行することで実現されるものであってもよい。
送受信回路３１は、送信回路及び受信回路（図示省略）を有する。送受信回路３１は、処理回路３７による制御の下、超音波の送受信における送信指向性と受信指向性とを制御する。なお、送受信回路３１が装置本体１２に設けられる場合について説明するが、送受信回路３１は、超音波プローブ１１に設けられてもよいし、装置本体１２及び超音波プローブ１１の両方に設けられてもよい。
送信回路は、パルス発生回路、送信遅延回路、及びパルサ回路等を有し、超音波振動子に駆動信号を供給する。パルス発生回路は、所定のレート周波数で、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。送信遅延回路は、超音波プローブ１１の超音波振動子から発生される超音波をビーム状に集束して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、パルス発生回路が発生する各レートパルスに対し与える。また、パルサ回路は、レートパルスに基づくタイミングで、超音波振動子に駆動パルスを印加する。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ビームの送信方向を任意に調整する。
受信回路は、アンプ回路、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換器、及び加算器等を有し、超音波振動子が受信したエコー信号を受け、このエコー信号に対して各種処理を行ってエコーデータを生成する。アンプ回路は、エコー信号をチャンネル毎に増幅してゲイン補正処理を行う。Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正されたエコー信号を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エコー信号の加算処理を行ってエコーデータを生成する。加算器の加算処理により、エコー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。
Ｂモード処理回路３２は、処理回路３７による制御の下、受信回路からエコーデータを受信し、対数増幅、及び包絡線検波処理等を行って、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（２次元又は３次元データ）を生成する。このデータは、一般に、Ｂモードデータと呼ばれる。
ドプラ処理回路３３は、処理回路３７による制御の下、受信回路からのエコーデータから速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による血流や組織を抽出し、平均速度、分散、パワー等の移動態情報を多点について抽出したデータ（２次元又は３次元データ）を生成する。このデータは、一般に、ドプラデータと呼ばれる。
画像生成回路３４は、処理回路３７による制御の下、超音波プローブ１１が受信したエコー信号に基づいて、所定の輝度レンジで表現された超音波画像を画像データとして生成する。例えば、画像生成回路３４は、超音波画像として、Ｂモード処理回路３２によって生成された２次元のＢモードデータから反射波の強度を輝度にて表したＢモード画像を生成する。また、画像生成回路３４は、超音波画像として、ドプラ処理回路３３によって生成された２次元のドプラデータから移動態情報を表す平均速度画像、分散画像、パワー画像、又は、これらの組み合わせ画像としてのカラードプラ画像を生成する。
画像メモリ３５は、１フレーム当たり２軸方向に複数のメモリセルを備え、それを複数フレーム分備えたメモリである２次元メモリを含む。画像メモリ３５としての２次元メモリは、処理回路３７の制御による制御の下、画像生成回路３４によって生成された１フレーム、又は、複数フレームに係る超音波画像を２次元画像データとして記憶する。
画像生成回路３４は、処理回路３７による制御の下、画像メモリ３５としての２次元メモリに配列された超音波画像に対し、必要に応じて補間処理を行う３次元再構成を行うことで、画像メモリ３５としての３次元メモリ内に超音波画像をボリュームデータとして生成する。補間処理方法としては、公知の技術が用いられる。
画像メモリ３５は、３軸方向（Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向）に複数のメモリセルを備えたメモリである３次元メモリを含む場合もある。画像メモリ３５としての３次元メモリは、処理回路３７の制御による制御の下、画像生成回路３４によって生成された超音波画像をボリュームデータとして記憶する。
ネットワークインターフェース３６は、ネットワークの形態に応じた種々の情報通信用プロトコルを実装する。ネットワークインターフェース３６は、この各種プロトコルに従って、装置本体１２と、外部のＸ線診断装置５０等の機器とを接続する。この接続には、電子ネットワークを介した電気的な接続等を適用することができる。ここで、電子ネットワークとは、電気通信技術を利用した情報通信網全般を意味し、無線／有線の病院基幹のＬＡＮ（Local Area Network）やインターネット網のほか、電話通信回線網、光ファイバ通信ネットワーク、ケーブル通信ネットワーク、衛星通信ネットワーク、Ｗｉｆｉ、及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等を含む。
また、ネットワークインターフェース３６は、非接触無線通信用の種々のプロトコルを実装してもよい。この場合、装置本体１２は、例えば超音波プローブ１１と、ネットワークを介さず直接にデータ送受信することができる。
処理回路３７は、専用又は汎用のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processor Unit）、又はＧＰＵ（Graphics Processing Unit）の他、ＡＳＩＣ、及び、プログラマブル論理デバイス等を意味する。プログラマブル論理デバイスとしては、例えば、単純プログラマブル論理デバイス（ＳＰＬＤ：Simple Programmable Logic Device）、複合プログラマブル論理デバイス（ＣＰＬＤ：Complex Programmable Logic Device）、及び、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：Field Programmable Gate Array）等が挙げられる。
また、処理回路３７は、単一の回路によって構成されてもよいし、複数の独立した回路要素の組み合わせによって構成されてもよい。後者の場合、記憶回路３８は回路要素ごとに個別に設けられてもよいし、単一の記憶回路３８が複数の回路要素の機能に対応するプログラムを記憶するものであってもよい。
記憶回路３８は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等によって構成される。記憶回路３８は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ及びＤＶＤ（Digital Video Disk）等の可搬型メディアによって構成されてもよい。記憶回路３８は、処理回路３７において用いられる各種処理プログラム（アプリケーションプログラムの他、ＯＳ（Operating System）等も含まれる）や、プログラムの実行に必要なデータを記憶する。また、ＯＳに、操作者に対するディスプレイ１４への情報の表示にグラフィックを多用し、基礎的な操作を入力インターフェース１３によって行うことができるＧＵＩ（Graphical User Interface）を含めることもできる。
入力インターフェース１３は、超音波技師Ｄ２によって操作が可能な入力デバイスからの信号を入力する回路と、入力デバイスとを含む。入力デバイスは、トラックボール、スイッチ、マウス、キーボード、走査面に触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、及び音声入力回路等によって実現される。超音波技師Ｄ２により入力デバイスが操作されると、入力インターフェース１３はその操作に応じた入力信号を生成して処理回路３７に出力する。
ディスプレイ１４は、例えば液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイ等の一般的な表示出力装置により構成される。また、ディスプレイ１４は、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）及びＶＲＡＭ（Video RAM）等を含む。ディスプレイ１４は、処理回路３７の制御による制御の下、処理回路３７から表示出力要求のあった超音波画像（例えば、ライブ画像）を表示する。
位置センサ１５は、超音波プローブ１１の、時系列に複数の位置情報を検知して、装置本体１２に出力する。位置センサ１５としては、超音波プローブ１１に取り付けられるタイプのセンサと、超音波プローブ１１とは別体で設けられるタイプのセンサとがある。後者のセンサは、光学式センサであり、測定対象である超音波プローブ１１の特徴点を複数位置から撮影し、三角測量の原理で超音波プローブ１１の各位置を検出する。以下、位置センサ１５が前者のセンサである場合について説明する。
位置センサ１５は、超音波プローブ１１に取り付けられ、自身の位置情報を検知して、装置本体１２に出力する。位置センサ１５の位置情報を、超音波プローブ１１の位置情報と見なすこともできる。超音波プローブ１１の位置情報は、超音波プローブ１１の位置及び姿勢（傾き角）を含む。例えば、磁場送信器（図示省略）が３軸の磁場を順次送信しその磁場を位置センサ１５で順次受信することにより超音波プローブ１１の姿勢が検知され得る。また、位置センサ１５は、３次元空間における３軸の角速度を検知する３軸ジャイロセンサ、３次元空間における３軸の加速度を検知する３軸加速度センサ、３次元空間における３軸の地磁気を検知する３軸地磁気センサのうち少なくともいずれかを含む、いわゆる９軸センサであってもよい。
Ｘ線診断装置５０は、高電圧供給装置５１、Ｘ線照射装置５２、Ｘ線検出装置５３、入力インターフェース５４、ディスプレイ５５、ネットワークインターフェース５６、処理回路５７、記憶回路５８、Ｃアーム５９（図２のみに図示）、及び寝台６０（図２のみに図示）を備える。
高電圧供給装置５１は、処理回路５７による制御の下、Ｘ線照射装置５２のＸ線管に高電圧電力を供給する。
Ｘ線照射装置５２は、Ｃアーム５９の一端に設けられる。Ｘ線照射装置５２は、Ｘ線管（Ｘ線源）及び可動絞り装置を設ける。Ｘ線管は、高電圧供給装置５１から高電圧電力の供給を受けて、高電圧電力の条件に応じてＸ線を発生する。可動絞り装置は、処理回路５７による制御の下、Ｘ線管のＸ線照射口で、Ｘ線を遮蔽する物質から構成された絞り羽根を移動可能に支持する。なお、Ｘ線管の前面に、Ｘ線管によって発生されたＸ線の線質を調整する線質調整フィルタ（図示省略）を備えてもよい。
Ｘ線検出装置５３は、Ｃアーム５９の他端に、Ｘ線照射装置５２に対向するように設けられる。Ｘ線検出装置５３は、処理回路５７による制御の下、ＳＩＤ（Source-Image Distance）方向に沿って動作、即ち、前後動作を行うことができる。また、Ｘ線検出装置５３は、処理回路５７による制御の下、ＳＩＤ方向を中心とした回転方向に沿って動作、即ち、回転動作を行うことができる。
入力インターフェース５４は、入力インターフェース１３と同等な構成を有する。治療室内の操作者Ｄ（手技者Ｄ１、超音波技師Ｄ２、及び助手等）によって入力インターフェース５４が操作されると、操作信号が処理回路５７に送られる。
ディスプレイ５５は、ディスプレイ１４と同等な構成を有する。ディスプレイ５５は、超音波撮影に従って生成された超音波画像と、Ｘ線撮影に従って生成されたＸ線画像とを表示する。例えば、ディスプレイ５５は、手技中に、Ｘ線画像に超音波画像が重畳された重畳画像（例えば、図４に図示）を表示するか、Ｘ線画像及び超音波画像を並列表示する。
ネットワークインターフェース５６は、ネットワークインターフェース３６と同等な構成を有する。
処理回路５７は、処理回路３７と同等な構成を有する。
記憶回路５８は、記憶回路３８と同等な構成を有する。
Ｃアーム５９は、Ｘ線照射装置５２とＸ線検出装置５３とを、対向配置するように支持する。Ｃアーム５９は、処理回路５７による制御の下、又は手動操作に従って、円弧方向の回転、即ち、ＣＲＡ（Cranial View）の向きの回転と、ＣＡＵ（Caudal View）の向きの回転とが可能である。また、Ｃアーム５９は、処理回路５７による制御の下、又は手動操作に従って、支点中心の回転、即ち、ＬＡＯ（Left Anterior Oblique View）の向きの回転と、ＲＡＯ（Right Anterior Oblique View）の向きの回転とに対応する。なお、Ｃアーム５９の円弧方向の回転が、ＬＡＯの向きの回転とＲＡＯの向きの回転とに対応し、Ｃアーム５９の支点中心の回転が、ＣＲＡの向きの回転とＣＡＵの向きの回転とに対応する構成を有していてもよい。
また、図２において、Ｘ線診断装置５０が備えるＣアーム構造は、Ｘ線照射装置５２が寝台６０の天板の下方に位置するアンダーテーブルの場合を示す。しかしながらその場合に限定されるものではなく、Ｘ線照射装置５２が天板の上方に位置するオーバーテーブルの場合であってもよい。また、Ｃアーム５９は、Ωアームにより代替されてもよいし、Ωアームが組み合わされてもよい。
寝台６０は、被検体、例えば患者Ｐを載置可能な天板を備える。天板は、処理回路５７による制御の下、Ｘ軸方向に沿って動作、即ち、左右方向へのスライドを行うことができる。天板は、処理回路５７による制御の下、Ｙ軸方向に沿って動作、即ち、昇降方向へのスライドを行うことができる。天板は、処理回路５７による制御の下、Ｚ軸方向に沿って動作、即ち、頭足方向へのスライドを行うことができる。また、天板は、処理回路５７による制御の下、ローリング動作や、チルト動作を行うことも可能である。
続いて、医用画像診断システム１の機能について説明する。
処理回路３７は、記憶回路３８に記憶された、又は、処理回路３７内に直接組み込まれたプログラムを読み出して実行することで、超音波撮影機能Ｕを実現する。以下、機能Ｕがソフトウェア的に機能する場合を例に挙げて説明するが、機能Ｕは、超音波診断装置１０に備えられるＡＳＩＣ等の回路により実現されてもよい。
超音波撮影機能Ｕは、送受信回路３１、Ｂモード処理回路３２、ドプラ処理回路３３、画像生成回路３４、及び画像メモリ３５を制御して、超音波撮影を実行させる機能を含む。また、超音波撮影機能Ｕは、超音波撮影に従って生成された超音波画像をディスプレイ１４に表示させる機能や、ネットワークインターフェース３６を介してＸ線診断装置５０に送信する機能を含む。
処理回路５７は、記憶回路５８に記憶された、又は、処理回路５７内に直接組み込まれたプログラムを読み出して実行することで、Ｘ線撮影機能Ｒ、表示制御機能Ｑ１、判断機能Ｑ２、及び提示機能Ｑ３を実現する。以下、機能Ｒ，Ｑ１～Ｑ３がソフトウェア的に機能する場合を例に挙げて説明するが、機能Ｒ，Ｑ１～Ｑ３の全部又は一部は、Ｘ線診断装置５０に備えられるＡＳＩＣ等の回路により実現されてもよい。
Ｘ線撮影機能Ｒは、高電圧供給装置５１、Ｘ線照射装置５２、及びＸ線検出装置５３を制御して、Ｘ線撮影を実行させる機能を含む。また、Ｘ線撮影機能Ｒは、Ｘ線撮影に従って生成されたＸ線画像を、超音波診断装置１０から送信された超音波画像と共にディスプレイ５５に表示させる機能を含む。なお、Ｘ線撮影は、透視モードによるＸ線撮影と、撮影モードによるＸ線撮影とを含む。ここで、撮影モードとは、比較的強いＸ線を照射してよりコントラストの明確なＸ線画像を得るモードを意味し、透視モードとは、比較的弱いＸ線を連続的又はパルス的に照射するモードを意味する。
表示制御機能Ｑ１は、超音波撮影機能Ｕによる超音波撮影に従って生成される超音波画像を超音波診断装置１０から取得すると共に、Ｘ線撮影機能ＲによるＸ線撮影に従って生成されるＸ線画像を取得する機能を含む。また、表示制御機能Ｑ１は、取得された超音波画像及びＸ線画像をディスプレイ５５に表示させる機能を含む。例えば、表示制御機能Ｑ１は、Ｘ線画像に超音波画像を重畳した重畳画像を生成し、重畳画像をディスプレイ５５に表示させる。また、例えば、表示制御機能Ｑ１は、Ｘ線画像及び超音波画像をディスプレイ５５に並列表示させる。以下、前者、つまり、表示制御機能Ｑ１が重畳画像を生成するものとして説明する。
判断機能Ｑ２は、表示制御機能Ｑ１によってディスプレイ５５に表示された超音波画像及びＸ線画像のうちいずれがライブ画像であるかを判断する機能を含む。
提示機能Ｑ３は、判断機能Ｑ２による判断に従って、ディスプレイ５５に表示された超音波画像及びＸ線画像のうちいずれがライブ画像であるかを示すライブ情報を提示する機能を含む。例えば、提示機能Ｑ３は、ライブ情報を示す提示画像をディスプレイ５５に表示させる。その場合、提示機能Ｑ３は、Ｘ線画像に相当するアイコンと、超音波画像に相当するアイコンとを含み、それらのうち、ライブ画像に対応するアイコンがアクティブにされた提示画像をディスプレイ５５に表示させる。また、例えば、提示機能Ｑ３は、ライブ情報を示す音声を手術室内スピーカ（図示省略）から発声させてもよいし、ライブ情報に従って手術室内のＬＥＤ等のランプ（図示省略）を点灯（又は点滅）させてもよい。
続いて、医用画像診断システム１の動作について説明する。医用画像診断システム１は、ＳＨＤ（Structural Heart Disease）において、カテーテルを用いたインターベンション治療が行われる場合に適用される。医用画像診断システム１は、インターベンション治療を進める際、Ｘ線診断装置５０から得られるＸ線画像だけではなく、超音波診断装置１０から得られる超音波画像も駆使し、手技を進める場合に適用される。
例えば、医用画像診断システム１は、MitralClipを用いた僧帽弁閉鎖不全症（ＭＲ：Mitral Regurgitation）に対するカテーテル治療に利用される。その場合、医師等の操作者は、手技中に、クリップ等のデバイスと心臓組織との位置関係を把握しながら、超音波画像で経食道心エコー（ＴＥＥ）で血流状況を確認し、デバイスの留置を行う。
（第１の実施形態に係る第１の動作例）
図３は、医用画像診断システム１の第１の動作例をフローチャートとして示す図である。図３において、「ＳＴ」に数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。図４は、ライブ情報が提示画像として付与された重畳画像の例を示す図である。図３及び図４は、Ｘ線画像がライブ画像である場合を示す。
表示制御機能Ｑ１は、過去に超音波撮影機能Ｕによって生成され、画像メモリ３５に記憶された複数フレームに係る超音波画像群を取得する（ステップＳＴ１）。表示制御機能Ｑ１は、Ｘ線撮影機能Ｒによって生成されたライブのＸ線画像に、ステップＳＴ１によって取得された超音波画像群のうち、対応する超音波画像を重畳した重畳画像を生成し（ステップＳＴ２）、重畳画像をディスプレイ５５に表示させる（ステップＳＴ３）。
ステップＳＴ２において、表示制御機能Ｑ１は、Ｘ線診断装置５０側のＣアーム５９等の位置情報に対応する、超音波診断装置１０側の超音波プローブ１１の位置情報を特定する。そして、表示制御機能Ｑ１は、特定された超音波プローブ１１の位置情報に対応する超音波画像を画像メモリ３５に記憶された複数の超音波画像から取得して、それをライブのＸ線画像に重畳してディスプレイ５５に表示させる。
例えば、表示制御機能Ｑ１は、Ｃアーム５９の一端に設けられるＸ線照射装置５２の焦点位置と、焦点位置から、Ｃアーム５９の他端に設けられるＸ線検出器５３の中心位置に向かう撮影方向とを特定する。各フレームの超音波画像には超音波プローブ１１の位置情報が対応付けられているので、表示制御機能Ｑ１は、Ｘ線診断装置５０側の焦点位置及び撮影方向に略一致する、位置情報（位置及び姿勢）をもつ超音波画像を取得する。また、表示制御機能Ｑ１は、Ｘ線診断装置５０側の焦点位置及び撮影方向に略一致するように、超音波画像をアフィン変換してもよい。アフィン変換は、平行移動（拡大縮小、剪断、及び回転）や、線形変換等を含む。
なお、ステップＳＴ２において、表示制御機能Ｑ１が、特定された超音波プローブ１１の位置情報に対応する超音波画像を画像メモリ３５に記憶された複数の超音波画像から取得する場合について説明するが、その場合に限定されるものではない。例えば、超音波画像がボリュームデータとして画像メモリ３５に記憶されている場合、表示制御機能Ｑ１は、Ｘ線診断装置５０の位置情報に対応する超音波画像を、所定フレームのボリュームデータから生成してもよい。
その場合、Ｃアーム５９の一端に設けられるＸ線照射装置５２の焦点位置を、超音波画像のボリュームデータのレンダリング（ボリュームレンダリング又はサーフェスレンダリング等）処理における視点位置として特定する一方で、焦点位置から、Ｃアーム５９の他端に設けられるＸ線検出器５３の中心位置に向かう撮影方向を、超音波画像のボリュームデータのレンダリング処理における視線方向として特定する。そして、超音波画像のボリュームデータに対して、特定された視点位置及び視線方向に基づいてレンダリング処理を行って、Ｘ線画像に重畳する。
ここで、Ｘ線診断装置５０の位置情報は、エンコーダ情報から求めることができる。表示制御機能Ｑ１は、Ｃアーム５９を回転させるためのローラに取り付けられるロータリーエンコーダからエンコーダ情報を取得する。そして、表示制御機能Ｑ１は、取得されたエンコーダ情報に基づいて、Ｃアーム５９に関する位置情報を算出する。なお、Ｘ線診断装置５０の位置情報は、Ｃアーム５９の位置情報に限定されるものではない。例えば、Ｘ線診断装置５０の位置情報は、Ｘ線照射装置５２（可動絞り装置を含む）及びＸ線検出装置５３の位置情報を含んでもよい。その場合、表示制御機能Ｑ１は、Ｘ線照射装置５２及びＸ線検出装置５３をＳＩＤ方向に動作させるためのローラに取り付けられるロータリーエンコーダからエンコーダ情報を取得する。
判断機能Ｑ２は、ステップＳＴ３によってディスプレイ５５に表示された超音波画像及びＸ線画像のうちＸ線画像がライブ画像であると判断し、提示機能Ｑ３は、Ｘ線画像がライブ画像であることを示すライブ情報を提示画像としてディスプレイ５５に表示させる（ステップＳＴ４）。図４は、ライブのＸ線画像ＩＸに過去の超音波画像ＩＵが重畳された重畳画像に、ライブ情報Ｇが付与された提示画像の一例を示す。図４に示す提示画像では、「Ｘ線」を示す上側のアイコンがアクティブに設定されている。
ここで、Ｘ線画像がライブ画像である場合は、超音波よりＸ線が優位の場合である。Ｘ線が優位の場合とは、例えば、カテーテルを下肢から心臓の冠動脈へ挿入している間や、時々行う造影剤注入時や、冠動脈分岐部でのカテーテルの進行方向の確認時や、僧帽弁へのMitralClip等のデバイスの留置時等を意味する。Ｘ線が優位であるか否かの判断は、Ｘ線照射を指示するためのフットスイッチの操作に基づけばよい。
表示制御機能Ｑ１は、Ｘ線診断装置５０側のＣアーム５９等が移動（スライド又は回転）したか否かを判断する（ステップＳＴ５）。ステップＳＴ５の判断にてＹＥＳ、つまり、Ｃアーム５９が移動したと判断する場合、表示制御機能Ｑ１は、Ｘ線撮影機能Ｒによって生成されたライブのＸ線画像に、ステップＳＴ１によって取得された超音波画像群のうち、対応する超音波画像を重畳した重畳画像を生成する（ステップＳＴ２）。このように、Ｃアーム５９が移動する毎に、異なる超音波画像に基づく重畳画像が生成されることになる。
ステップＳＴ５の判断にてＮＯ、つまり、Ｃアーム５９が移動しないと判断する場合、表示制御機能Ｑ１は、重畳表示を終了するか否かを判断する（ステップＳＴ６）。ステップＳＴ６の判断にてＹＥＳ、つまり、重畳表示を終了すると判断する場合、表示制御機能Ｑ１は、重畳表示を終了する（ステップＳＴ７）。
一方、ステップＳＴ６の判断にてＮＯ、つまり、重畳表示を終了しないと判断する場合、表示制御機能Ｑ１は、次のタイミングのライブのＸ線画像に、同一の超音波画像を重畳した重畳画像を生成する（ステップＳＴ３）。
図３に示す医用画像診断システム１の第１の動作例によれば、表示される超音波画像及びＸ線画像のうちＸ線画像がライブ画像であることを示すライブ情報Ｇをディスプレイ５５に表示させることができるので、手技中における操作者Ｄによる操作性を向上させることができる。また、医用画像診断システム１の第１の動作例によれば、Ｃアーム５９の移動に追従する適切な超音波画像をライブのＸ線画像に重畳してディスプレイ５５に表示させることができるので、手技中における操作者Ｄによる操作性を向上させることができる。
また、Ｘ線画像がライブ画像である場合、操作者Ｄは、超音波画像（例えば、ドプラ画像）で得られた血管画像を参照しながら、透視モードによるＸ線画像でカテーテルを進めることができるので、造影剤の使用を大幅に抑制することができる。
（第１の実施形態に係る第２の動作例）
図５は、医用画像診断システム１の第２の動作例をフローチャートとして示す図である。図５において、「ＳＴ」に数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。図６は、ライブ情報が提示画像として付与された重畳画像の例を示す図である。図５及び図６は、超音波画像がライブ画像である場合を示す。
なお、図５において、図３に示すステップ同一ステップには同一符号を付して説明を省略する。
表示制御機能Ｑ１は、過去にＸ線撮影機能Ｒによって生成され、記憶回路５８に記憶された複数フレームに係るＸ線画像群を取得する（ステップＳＴ１１）。表示制御機能Ｑ１は、ステップＳＴ１１によって取得されたＸ線画像群のうち、対応するＸ線画像に、超音波撮影機能Ｕによって生成されたライブの超音波画像を重畳した重畳画像を生成し（ステップＳＴ１２）、重畳画像をディスプレイ５５に表示させる（ステップＳＴ１３）。
ステップＳＴ１２において、表示制御機能Ｑ１は、超音波診断装置１０側の超音波プローブ１１の位置情報に対応する、Ｘ線診断装置５０側のＣアーム５９等の位置情報を特定する。そして、表示制御機能Ｑ１は、特定されたＣアーム５９等の位置情報に対応するＸ線画像を記憶回路５８に記憶された複数のＸ線画像から取得して、それにライブの超音波画像を重畳してディスプレイ５５に表示させる。
例えば、表示制御機能Ｑ１は、超音波プローブ１１の位置情報（位置及び姿勢）を特定する。各フレームのＸ線画像にはＣアーム５９等の位置情報が対応付けられているので、表示制御機能Ｑ１は、超音波診断装置１０側の位置情報に略一致する、焦点位置及び撮影方向をもつＸ線画像を取得する。また、表示制御機能Ｑ１は、超音波診断装置１０側の位置情報に略一致するように、Ｘ線画像をアフィン変換してもよい。
判断機能Ｑ２は、ステップＳＴ３によってディスプレイ５５に表示された超音波画像及びＸ線画像のうち超音波画像がライブ画像であると判断し、提示機能Ｑ３は、超音波画像がライブ画像であることを示すライブ情報を提示画像としてディスプレイ５５に表示させる（ステップＳＴ１４）。図６は、過去のＸ線画像ＩＸにライブの超音波画像ＩＵが重畳された重畳画像に、ライブ情報Ｇが付与された提示画像の一例を示す。図６に示す提示画像では、「超音波」を示す下側のアイコンがアクティブに設定されている。
ここで、超音波画像がライブ画像である場合は、Ｘ線より超音波が優位の場合である。超音波が優位の場合とは、例えば、冠動脈内でのカテーテル挿入時や、MitralClipの留置後に弁の挟持状態の予後観察時を意味する。超音波が優位か否かの判断は、超音波プローブ１１の空中放置状態、超音波画像が患者Ｐの患部の像を含まない状態、又は、超音波プローブ１１の患者Ｐの体表への接触状態、つまり、超音波画像が患者Ｐの患部を含む状態であるかに基づけばよい。
表示制御機能Ｑ１は、超音波診断装置１０側の超音波プローブ１１の位置情報が所定値より変化したか否かを判断する（ステップＳＴ１５）。ステップＳＴ１５の判断にてＹＥＳ、つまり、超音波プローブ１１の位置情報が変化したと判断する場合、表示制御機能Ｑ１は、ステップＳＴ１１によって取得されたＸ線画像群のうち、対応するＸ線画像に、超音波撮影機能Ｕによって生成されたライブの超音波画像を重畳した重畳画像を生成する（ステップＳＴ１２）。このように、超音波プローブ１１の位置情報が変化する毎に、異なるＸ線画像に基づく重畳画像が生成されることになる。
ステップＳＴ１５の判断にてＮＯ、つまり、超音波プローブ１１の位置情報が変化しないと判断する場合、表示制御機能Ｑ１は、重畳表示を終了するか否かを判断する（ステップＳＴ６）。
図５に示す医用画像診断システム１の第２の動作例によれば、表示される超音波画像及びＸ線画像のうち超音波画像がライブ画像であることを示すライブ情報Ｇをディスプレイ５５に表示させることができるので、手技中における操作者Ｄによる操作性を向上させることができる。また、医用画像診断システム１の第２の動作例によれば、超音波プローブ１１の位置情報の変化に追従する適切なＸ線画像にライブの超音波画像を重畳してディスプレイ５５に表示させることができるので、手技中における操作者Ｄによる操作性を向上させることができる。
また、超音波画像がライブ画像である場合、Ｘ線の造影画像をリファレンスとし、これを操作者Ｄが見ながら超音波画像をライブで観察しながら手技を進めることができるので、患者ＰのＸ線被曝を抑制することもできる。
なお、図３及び図５を用いて、ライブの画像に、非ライブの画像を位置合せして表示する例を説明したがその場合に限定されるものではない。例えば、ライブの画像に、ライブの画像を位置合せして表示する場合もある。
以上の説明において、機能Ｑ１～Ｑ３がＸ線診断装置５０の処理回路５７によって実現されるものとして説明したが、その場合に限定されるものではない。例えば、機能Ｑ１～Ｑ３の全部又は一部は、超音波診断装置１０の処理回路３７によって実現されるものであってもよいし、超音波診断装置１０及びＸ線診断装置５０以外の装置によって実現されるものであってもよい。以下、機能Ｑ１～Ｑ３の全部が、超音波診断装置１０の処理回路３７によって実現される場合を、図７を用いて説明し、機能Ｑ１～Ｑ３の全部が、超音波診断装置１０及びＸ線診断装置５０以外のＸ線照射制御装置の処理回路によって実現される場合を、図８を用いて説明する。
（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態に係る医用画像診断システムの構成を示す概略図である。
図７は、第２の実施形態に係る医用画像診断システム１Ａを示す。医用画像診断システム１Ａは、第２の実施形態に係る医用画像診断装置としての超音波診断装置１０Ａと、Ｘ線診断装置５０Ａとを備える。
図７において、図１と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
超音波診断装置１０Ａの処理回路３７は、プログラムを実行することで、超音波撮影機能Ｕ、表示制御機能Ｑ１、判断機能Ｑ２、及び提示機能Ｑ３を実現する。Ｘ線診断装置５０Ａの処理回路５７は、プログラムを実行することで、Ｘ線撮影機能Ｒを実現する。
機能Ｕ，Ｒ，Ｑ１～Ｑ３については、図１～図６を用いて第１の実施形態で説明したので、説明を省略する。
図７に示す医用画像診断システム１Ａによれば、表示される超音波画像及びＸ線画像のうちいずれがライブ画像であることを示すライブ情報Ｇをディスプレイ５５に表示させることができるので、手技中における操作者Ｄによる操作性を向上させることができる。また、医用画像診断システム１Ａによれば、Ｃアーム５９の移動や超音波プローブ１１の位置情報の変化に追従する適切な画像をディスプレイ５５に表示させることができるので、手技中における操作者Ｄによる操作性を向上させることができる。
（第３の実施形態）
図８は、第３の実施形態に係る医用画像診断システムの構成を示す概略図である。
図８は、第３の実施形態に係る医用画像診断システム１Ｂを示す。医用画像診断システム１Ｂは、超音波診断装置１０Ｂと、Ｘ線診断装置５０Ｂと、第３の実施形態に係るＸ線照射制御装置８０とを備える。Ｘ線照射制御装置８０は、超音波診断装置１０Ｂ及びＸ線診断装置５０Ｂと相互に通信可能なように接続されている。
図８において、図１と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。また、超音波診断装置１０Ｂは、超音波診断装置１０（図１に図示），１０Ａ（図７に図示）と同様に、超音波プローブ１１、装置本体１２、入力インターフェース１３、ディスプレイ１４、及び位置センサ１５を備えるが、ネットワークインターフェース３６及び処理回路３７以外の構成については図示を省略する。同様に、Ｘ線診断装置５０Ｂは、Ｘ線診断装置５０（図１に図示），５０Ａ（図７に図示）と同様に、高電圧供給装置５１、Ｘ線照射装置５２、Ｘ線検出装置５３、入力インターフェース５４、ディスプレイ５５、ネットワークインターフェース５６、処理回路５７、及び記憶回路５８を備えるが、ネットワークインターフェース５６及び処理回路５７以外の構成については図示を省略する。
Ｘ線照射制御装置８０は、ネットワークインターフェース８６、処理回路８７、及び記憶回路８８を備える。なお、Ｘ線照射制御装置８０は、入力インターフェース１３，５４（図１に図示）と同等の構成の入力インターフェースや、ディスプレイ１４，５５（図１に図示）と同等の構成のディスプレイを備えてもよい。
超音波診断装置１０Ｂの処理回路３７は、プログラムを実行することで、超音波撮影機能Ｕを実現する。Ｘ線診断装置５０Ｂの処理回路５７は、プログラムを実行することで、Ｘ線撮影機能Ｒを実現する。
Ｘ線照射制御装置８０の処理回路８７は、記憶回路８８に記憶された、又は、処理回路８７内に直接組み込まれたプログラムを読み出して実行することで、表示制御機能Ｑ１、判断機能Ｑ２、及び提示機能Ｑ３を実現する。以下、機能Ｑ１～Ｑ３がソフトウェア的に機能する場合を例に挙げて説明するが、機能Ｑ１～Ｑ３の一部又は全部は、Ｘ線照射制御装置８０に備えられるＡＳＩＣ等の回路により実現されてもよい。
機能Ｕ，Ｒ，Ｑ１～Ｑ３については、図１乃至図６を用いて第１の実施形態で説明したので、説明を省略する。
図８に示す医用画像診断システム１Ｂによれば、表示される超音波画像及びＸ線画像のうちいずれがライブ画像であることを示すライブ情報Ｇをディスプレイ５５に表示させることができるので、手技中における操作者Ｄによる操作性を向上させることができる。また、医用画像診断システム１Ｂによれば、Ｃアーム５９の移動や超音波プローブ１１の位置情報の変化に追従する適切な画像をディスプレイ５５に表示させることができるので、手技中における操作者Ｄによる操作性を向上させることができる。
以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、手技中における操作者による操作性を向上させることができる。
なお、超音波撮影機能Ｕは、超音波撮影手段の一例である。Ｘ線撮影機能Ｒは、Ｘ線撮影手段の一例である。表示制御機能Ｑ１は、表示制御手段の一例である。判断機能Ｑ２は、判断手段の一例である。提示機能Ｑ３は、提示手段の一例である。
なお、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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。
１，１Ａ，１Ｂ 医用画像診断システム
１０，１０Ａ，１０Ｂ 超音波診断装置
３７，５７，８７ 処理回路
５０，５０Ａ，５０Ｂ Ｘ線診断装置
８０ Ｘ線照射制御装置
Ｑ１ 表示制御機能
Ｑ２ 判断機能
Ｑ３ 提示機能

Claims (10)

  1. 超音波画像及びＸ線画像を表示部に表示させる表示制御手段と、
    前記表示された超音波画像及びＸ線画像のうちいずれがライブ画像であるかを判断する判断手段と、
    前記判断手段による判断に従って、前記表示された超音波画像及びＸ線画像のうちいずれがライブ画像であるかを示す情報を提示する提示手段と、
    を有する医用画像診断装置。
  2. 前記提示手段は、前記情報を示す提示画像を前記表示部に表示させる、
    請求項１に記載の医用画像診断装置。
  3. 前記提示手段は、前記提示画像として、前記Ｘ線画像に相当するアイコンと、前記超音波画像に相当するアイコンとを含み、それらのうち、前記ライブ画像に対応するアイコンがアクティブにされた画像を前記表示部に表示させる、
    請求項２に記載の医用画像診断装置。
  4. 前記表示制御手段は、前記超音波画像がライブ画像である場合、超音波プローブの位置情報に対応する、Ｘ線照射部及びＸ線検出部を支持するアームの位置情報を特定し、前記特定された位置情報に対応するＸ線画像を記憶部に記憶された複数のＸ線画像から取得して前記表示部に表示させる、
    請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の医用画像診断装置。
  5. 前記表示制御手段は、前記Ｘ線画像がライブ画像である場合、Ｘ線照射部及びＸ線検出部を支持するアームの位置情報に対応する、超音波プローブの位置情報を特定し、前記特定された位置情報に対応する超音波画像を記憶部に記憶された複数の超音波画像から取得して前記表示部に表示させる、
    請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の医用画像診断装置。
  6. 前記表示制御手段は、前記Ｘ線画像がライブ画像である場合、Ｘ線照射部及びＸ線検出部を支持するアームの位置情報に対応する超音波画像を、超音波撮影によるボリュームデータから生成して前記表示部に表示させる、
    請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の医用画像診断装置。
  7. 前記表示制御手段は、前記Ｘ線画像に前記超音波画像を重畳させた重畳画像を前記表示部に表示させる、
    請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の医用画像診断装置。
  8. 前記Ｘ線撮影のためにＸ線を照射するＸ線照射部と、
    前記Ｘ線を検出するＸ線検出部と、
    前記Ｘ線照射部及び前記Ｘ線検出部を制御して、前記Ｘ線撮影を行うように制御するＸ線撮影手段と、
    を更に有する請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載の医用画像診断装置。
  9. 超音波プローブを制御して、前記超音波撮影を行うように制御する超音波撮影手段、
    を更に有する請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載の医用画像診断装置。
  10. 超音波診断装置及びＸ線診断装置と相互に通信可能なように接続されたＸ線照射制御装置であって、
    超音波画像及びＸ線画像を表示部に表示させる表示制御手段と、
    前記表示された超音波画像及びＸ線画像のうちいずれがライブ画像であるかを判断する判断手段と、
    前記判断手段による判断に従って、前記表示された超音波画像及びＸ線画像のうちいずれがライブ画像であるかを示す情報を提示する提示手段と、
    を有するＸ線照射制御装置。
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