WO2015044987A1 - 画像診断装置及びガイドワイヤのアクセス経路の決定支援方法 - Google Patents

Abstract

　血管の内腔面に向けて光を出射し、その反射光と参照光との干渉光を検出することにより血管の断面画像を再構成する画像診断装置は、前記断面画像から、血管の分岐部を特定し、ステントストラットを抽出する。画像診断装置は、特定された前記分岐部が、抽出されたステントストラットにより分割された分割領域の面積を計測し、断面画像とともに計測された面積の情報を表示する。

Description

画像診断装置及びガイドワイヤのアクセス経路の決定支援方法

　本発明は光干渉を用いた画像診断装置及びガイドワイヤのアクセス経路の決定支援方法に関するものである。

　バルーンカテーテル、ステント等の高機能カテーテルによる血管内治療が行われている。この手術前の診断、或いは、手術後の経過確認のため、光干渉断層診断装置（ＯＣＴ:Optical Coherence Tomography）等の画像診断装置が用いられるのが一般的になってきた。

　光干渉断層診断装置は、光学レンズと光学ミラーを有するイメージングコアを先端に取り付けた光ファイバを内蔵し、少なくとも先端部が透明なシースを有するプローブを用いる。そして、そのプローブを患者の血管内に導き、イメージングコアを回転させながら、光学ミラーを介して血管壁に光を照射し、血管壁からの反射光を再度、その光学ミラーを介して受光することでラジアル走査を行い、得られた反射光を元に血管の断面画像を構成するものである。そして、この光ファイバを回転させながら、所定速度で引っ張る操作（一般にプルバックと呼ばれる）を行うことで、血管の長手方向の内腔面の３次元画像を形成する（特許文献１）。また、ＯＣＴの改良型として、波長掃引を利用した光干渉断層診断装置（ＳＳ－ＯＣＴ:Swept-source Optical coherence Tomography）も開発されている。

特開２００７－２６７８６７号公報

　一般に血管には分岐個所が多くみられ、そのような血管の分岐部分に対してステントの留置手技が行われることも多い。分岐部分におけるステント留置術では、本幹に留置されたステントに対して二次的な処置が行われることがある。たとえば、血管の本幹から側枝への血流を確保するために、本幹へ留置されたステントの側枝の入口に位置するセルを拡張する手技や、本幹へ留置されたステントのセルを通して別のステントを側枝へ侵入させて留置する手技がある。

　何れの手技においても、本幹へ留置されたステントのセルの一つからガイドワイヤを側枝へ侵入させることになるが、誤ったセルを選択してガイドワイヤを通してセルを変形させると、血管壁へのステントストラットの密着不良などの好ましくない事態が生じる可能性がある。さらに、ステントのセルは、一旦変形させると元に戻すのが難しい。したがって、上述のような手技においてガイドワイヤを通過させるためのセルの選択は重要であるが、どのセルを選択するかは術者の経験や技量に依存しているのが現状である。

　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものである。そして、本明細書では、血管の分岐部に留置したステントのどの部分にガイドワイヤを通せばよいのかの指針を術者に提示する画像診断装置およびその制御方法を提供する。

　上記課題を解決するための、本発明の一態様による画像診断装置は、たとえば以下の構成を備える。すなわち、
　血管の内腔面に向けて光を出射し、その反射光と参照光との干渉光を検出することにより血管の断面画像を再構成する画像診断装置であって、
　前記断面画像から、血管の分岐部を特定する特定手段と、
　前記断面画像から、ステントストラットを抽出する抽出手段と、
　前記特定手段により特定された前記分岐部が、前記抽出手段により抽出された前記ステントストラットにより分割された分割領域の面積を計測する面積計測手段と、
　前記断面画像とともに前記面積計測手段により計測された面積の情報を表示する表示手段と、を備える。

　本発明によれば、血管の分岐部に留置したステントのどの部分にガイドワイヤを通せばよいのかの指針を術者に提示することが可能となる。

　本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。

　添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
本発明の一実施の形態に係わる画像診断装置１００の全体構成の一例を示す図である。 第１の実施形態における画像診断装置１００のブロック構成図である。 血管内のラジアルスキャンを説明するための図である。 マルアポジションを説明するための図である。 ２次元血管断面画像と３次元血管内腔面画像との関係を示す図である。 ２次元血管内腔画像の表示例を示す図である。 実施形態による、セル選択支援を実現する機能構成例を示すブロック図である。 セルの面積計測を説明する図である。 セルの面積計測を説明する図である。 セルの位置による得点を説明する図である。 マルアポジションを計測する領域を説明する図である。 ステントストラットの角度計測を説明する図である。 セル選択支援の処理を説明するフローチャートである。 セル選択支援の処理を説明するフローチャートである。

　以下、本発明に係わる実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

　［第１の実施形態］
　図１は、本発明の一実施の形態に係わる波長掃引を利用した画像診断装置１００の全体構成の一例を示す図である。

　画像診断装置１００は、プローブ１０１と、プルバック部１０２と、操作制御装置１０３で構成され、プルバック部１０２と操作制御装置１０３は、コネクタ１０５を介してケーブル１０４で接続されている。このケーブル１０４には、光ファイバ、並びに各種信号線が収容されている。

　プローブ１０１は、光ファイバを回転自在に収容する。この光ファイバの先端には、操作制御装置１０３からプルバック部１０２を介在して伝送された光（測定光）を、光ファイバの中心軸に対してほぼ直行する方向に送信するとともに、送信した光の外部からの反射光を受信するための光送受信部を有するイメージングコア２５０（図２）が設けられている。

　プルバック部１０２は、プローブ１０１に設けられたアダプタを介して、プローブ１０１内の光ファイバを保持する。そして、プルバック部１０２に内蔵されたモータを駆動させることでプローブ１０１内の光ファイバを回転させることで、その先端に設けられたイメージングコアを回転させることが可能になっている。また、プルバック部１０２は、内蔵の直線駆動部に設けられたモータを駆動して、プローブ１０１内の光ファイバを所定速度で引っ張る（プルバック部と呼ばれる所以である）処理も行う。

　上記構成により、プローブを患者の血管内に案内し、プルバック部１０２に内蔵したラジアル走査モータ２４１（図２）を駆動して、プローブ内の光ファイバを回転させることで、血管壁および内腔面を３６０度に渡ってスキャンすることが可能になる。さらに、プルバック部１０２が直線駆動部（図２の符号２４３）によってプローブ１０１内の光ファイバを所定速度で引っ張ることで、血管軸に沿ったスキャンが行われることになり、結果的に血管の内側から見た断層像を構築することが可能となる。

　操作制御装置１０３は、画像診断装置１００の動作を統括制御する機能を有する。操作制御装置１０３は、例えば、ユーザ指示に基づく各種設定値を装置内に入力する機能や、測定により得られたデータを処理し、体腔内の断層画像として表示する機能を備える。

　操作制御装置１０３には、本体制御部１１１、プリンタ／ＤＶＤレコーダ１１１－１、操作パネル１１２及びＬＣＤモニタ１１３、等が設けられている。本体制御部１１１は、光断層画像を生成する。光断層画像は、測定により得られた反射光と光源からの光を分離することで得られた参照光とを干渉させることで干渉光データを生成するとともに、当該干渉光データに基づいて生成されたラインデータを処理することにより生成される。

　プリンタ／ＤＶＤレコーダ１１１－１は、本体制御部１１１における処理結果を印刷したり、データとして記憶したりする。操作パネル１１２は、ユーザが各種設定値及び指示の入力を行なうユーザインターフェースである。ＬＣＤモニタ１１３は、表示装置として機能し、例えば、本体制御部１１１において生成された断層画像を表示する。１１４は、ポインティングデバイス（座標入力装置）としてのマウスである。

　次に、画像診断装置１００の機能構成について説明する。図２は、画像診断装置１００のブロック構成図である。以下、同図を用いて波長掃引型ＯＣＴの機能構成について説明する。

　図中、２０１は画像診断装置の全体の制御を司る信号処理部であり、マイクロプロセッサをはじめ、いくつかの回路で構成される。２１０はハードディスクに代表される不揮発性の記憶装置であり、信号処理部２０１が実行する各種プログラムやデータファイル、更には、詳細については後述するステントデータベースを格納している。２０２は信号処理部２０１内に設けられたメモリ（ＲＡＭ）である。２０３は波長掃引光源であり、時間軸に沿って、予め設定された範囲内で変化する波長の光を繰り返し発生する光源である。

　波長掃引光源２０３から出力された光は、第１のシングルモードファイバ２７１の一端に入射され、先端側に向けて伝送される。第１のシングルモードファイバ２７１は、途中の光ファイバカップラ２７２において第４のシングルモードファイバ２７５と光学的に結合されている。

　第１のシングルモードファイバ２７１における光ファイバカップラ２７２より先端側にから発した光は、コネクタ１０５を介して、第２のシングルモードファイバ２７３に導かれる。この第２のシングルモードファイバ２７３の他端はプルバック部１０２内の光ロータリージョイント２３０に接続されている。

　一方、プローブ１０１はプルバック部１０２と接続するためのアダプタ１０１ａを有する。そして、このアダプタ１０１ａによりプローブ１０１をプルバック部１０２に接続することで、プローブ１０１が安定してプルバック部１０２に保持される。さらに、プローブ１０１内に回転自在に収容された第３のシングルモードファイバ２７４の端部が、光ロータリージョイント２３０に接続される。この結果、第２シングルモードファイバ２７３と第３シングルモードファイバ２７４が光学的に結合される。第３のシングルモードファイバ２７４の他方端（プローブ１０１の先頭部分側）には、光を回転軸に対してほぼ直行する方向に出射するミラーとレンズを搭載したイメージングコア２５０が設けられている。

　上記の結果、波長掃引光源２０３が発した光は、第１シングルモードファイバ２７１、第２シングルモードファイバ２７３、第３のシングルモードファイバ２７４を介して、第３のシングルモードファイバ２７４の端部に設けられたイメージングコア２５０に導かれる。イメージコア２５０は、この光を、ファイバの軸に直行する方向に出射するとともに、その反射光を受信し、その受信した反射光が今度は逆に導かれ、操作制御装置１０３に返される。

　一方、光ファイバカップラ２７２に結合された第４のシングルモードファイバ２７５の反対の端部には、参照光の光路長を微調整する光路長調整機構２２０が設けられている。この光路長可変機構２２０は、プローブ部１０１を交換した場合など、個々のプローブ部１０１の長さのばらつきを吸収できるよう、その長さのばらつきに相当する光路長を変化させる光路長変更手段として機能する。そのため、第４のシングルモードファイバ２７５に端部に位置するコリメートレンズ２２５が、その光軸方向である矢印２２６で示すように移動自在な１軸ステージ２２４上に設けられている。

　具体的には、１軸ステージ２２４はプローブ部１０１を交換した場合に、プローブ部１０１の光路長のばらつきを吸収できるだけの光路長の可変範囲を有する光路長変更手段として機能する。さらに、１軸ステージ２２４はオフセットを調整する調整手段としての機能も備えている。例えば、プローブ部１０１の先端が生体組織の表面に密着していない場合でも、１軸ステージにより光路長を微小変化させることにより、生体組織の表面位置からの反射光と干渉させる状態に設定することが可能である。

　１軸ステージ２２４で光路長が微調整され、グレーティング２２１、レンズ２２２を介してミラー２２３にて反射された光は再び第４のシングルモードファイバ２７５に導かれ、光ファイバカップラ２７２にて、第１のシングルモードファイバ２７１側から得られた光と混合されて、干渉光としてフォトダイオード２０４にて受光される。

　このようにしてフォトダイオード２０４にて受光された干渉光は光電変換され、アンプ２０５により増幅された後、復調器２０６に入力される。この復調器２０６では干渉した光の信号部分のみを抽出する復調処理を行い、その出力は干渉光信号としてＡ／Ｄ変換器２０７に入力される。

　Ａ／Ｄ変換器２０７では、干渉光信号を例えば９０ＭＨｚで２０４８ポイント分サンプリングして、１ラインのデジタルデータ（干渉光データ）を生成する。なお、サンプリング周波数を９０ＭＨｚとしたのは、波長掃引の繰り返し周波数を４０ｋＨｚにした場合に、波長掃引の周期（２５μｓｅｃ）の９０％程度を２０４８点のデジタルデータとして抽出することを前提としたものであり、特にこれに限定されるものではない。

　Ａ／Ｄ変換器２０７にて生成されたライン単位の干渉光データは、信号処理部２０１に入力され、一旦、メモリ２０２に格納される。そして、信号処理部２０１では干渉光データをＦＦＴ（高速フーリエ変換）により周波数分解して深さ方向のデータ（ラインデータ）を生成し、これを座標変換することにより、血管内の各位置での光断面画像を構築し、所定のフレームレートでＬＣＤモニタ１１３に出力する。

　信号処理部２０１は、更に光路長調整用駆動部２０９、通信部２０８と接続されている。信号処理部２０１は光路長調整用駆動部２０９を介して１軸ステージ２２４の位置の制御（光路長制御）を行う。

　通信部２０８は、いくつかの種類の駆動回路を内蔵するとともに、信号処理部２０１の制御下にてプルバック部１０２内の回転駆動装置２４０と通信する。具体的には、プルバック部１０２内の光ロータリージョイント２３０による第３のシングルモードファイバ２７４の回転を行うためのラジアル走査モータ２４１への駆動信号の供給、ラジアルモータ２４１の回転位置を検出するためのエンコーダ部２４２からの信号の受信、並びに、第３のシングルモードファイバ２７４を所定速度で引っ張るための直線駆動部２４３への駆動信号の供給である。

　なお、信号処理部２０１における上記処理も、所定のプログラムがコンピュータによって実行されることで実現されるものとする。

　上記構成において、ユーザはプローブ１０１を患者の診断対象の血管位置（冠状動脈など）に位置させ、ユーザの操作によってプローブ先端から透明なフラッシュ液（通常は生理食塩水や造影剤）を血管内に放出させる。撮影時における血液の影響を除外するためである。そして、ユーザがスキャン開始の指示入力を行うと、信号処理部２０１は、波長掃引光源２０３を駆動し、ラジアル走査モータ２４１並びに直線駆動部２４３を駆動させる（以降、ラジアル走査モータ２４１と直線駆動部２４３の駆動による光の照射と受光処理をスキャニングと呼ぶ）。この結果、波長掃引光源２０３から波長掃引光が、上記のような経路でイメージングコア２５０に供給される。このとき、プローブ１０１の先端位置にあるイメージングコア２５０は回転しながら、回転軸に沿って移動することになるので、イメージングコア２５０は、回転しながら、なおかつ、血管軸に沿って移動しながら、血管内腔面への光の出射とその反射光の受信を行うことになる。

　ここで、１枚の光断面画像の生成にかかる処理を図３Ａを用いて簡単に説明する。図３Ａはイメージングコア２５０が位置する血管の内腔面３０１の断面画像の再構成処理を説明するための図である。イメージングコア２５０の１回転（３６０度）する間に、複数回の測定光の送信と受信を行う。１回の光の送受信により、その光を照射した方向の１ラインのデータを得ることができる。従って、１回転の間に、例えば５１２回の光の送受信を行うことで、回転中心３０２から放射線状に延びる５１２個のラインデータを得ることができる。この５１２個のラインデータは、回転中心位置の近傍では密で、回転中心位置から離れるにつれて互いに疎になっていく。そこで、この各ラインの空いた空間における画素については、周知の補間処理を行なって生成していき、人間が視覚できる２次元の断面画像を生成することになる。そして、図４に示すごとく、生成された２次元断面画像４０１を血管軸に沿って互いに接続することで、３次元血管画像４０２を得ることができる。なお、２次元の断面画像の中心位置は、イメージングコア２５０の回転中心位置と一致するが、血管断面の中心位置ではない点に注意されたい。

　波長掃引を利用した画像診断装置では、図３Ａの或る１ライン分の光の出力と受信を行う期間、波長掃引光源２０３は時間軸に対して出力する光の波長を徐々に変えて出射する。波長掃引光源２０３は、公知の構成であるので特に説明はしないが、１ライン分の光の出力と受信する期間で波長λmaxからλminの光を出力する。換言すれば、このλmax：λminの期間が、図３Ａの１ライン分のデータを得るための期間（実施の形態では２５μｓｅｃ）となる。

　なお、光の送受信の際には、プローブ１０１のカテーテルシース自身からの反射もあるので、図示の如く、断面画像にはカテーテルシースの影３０３が形成される。また、図示の符号３０４は、プローブ１０１を患部まで案内するガイドワイヤの影である。そして、符号３０５はステントの影である。ガイドワイヤやステンドは金属製であり、光を透過しない。よって、回転中心３０２から見てガイドワイヤやステントの裏側部分の画像を得ることはできない。図示はあくまで概念図であると認識されたい。

　本実施形態では、プルバックスキャンして得た情報から、ステントと血管の分岐部を特定する。そして、特定したステントが形成するセルと分岐部との関係から、ガイドワイヤの経路（ガイドワイヤを通すべきセルを選択するための補助情報を表示する。

　かかるためには、プルバックスキャンした情報から、ステントを特定するための情報を抽出することが必要になる。その例を以下に説明する。

　まず、画像からのステントの区別法であるが、ステント部分は金属であるので、血管組織と比較して、極端に輝度が高い。従って、それを区別できる閾値を設定し、閾値以上の画素がステントを構成している画素とみなせばよい。ただし、ガイドワイヤ（図３Ａの符号３０４）も金属製であり、やはりその輝度は非常に高く、輝度のみでは区別できない。しかし、図３Ａからもわかるように、輝度の高い部分を結んで行ったとき、その形状はなだらかな円又は楕円形を成す。すなわち、なだらかな円や楕円形状から、所定閾値以上外れた高輝度の画素をガイドワイヤとみなし、その画素は除外すれば、ステントのみを特定できる。

　次に、ステントの抽出処理を説明する。プルバックスキャンして得た情報に基づき、図４のＡ－Ａ断面で切り開いて得た２次元平面展開画像を算出する。ただし、図３Ａに示すように、イメージングコア２５０の回転中心位置３０２が、ステントの中央に位置しているとは限らない。すなわち、ステントの部位には、回転中心位置３０２との距離が長い部位と短い部位があることになる。周知のごとく、視点位置からの距離が近いほど物体は大きく見え、距離が長いほど小さく見える。従って、単純に図４のＡ－Ａ断面で切り開いた場合、回転中心位置３０２に近いステントの部位は拡大して現れ、遠いステントの部位は縮小して現れることになる。幸い、回転中心位置３０２からステントの部位までの距離は、スキャンデータから算出できる。実施形態では、この距離に応じた拡縮の補正処理を行い、全周にステントの部位が回転中心位置３０２から等距離にあると見なせる、図４のＡ－Ａ断面での切り開いた２次元の平面画像を生成する。以降、この２次元平面画像を２次元血管内腔画像という。

　上記の２次元血管内腔画像が生成されると、その中のステントの像はその位置に依存しないで一様な分布となった整列した像となるので、ステントの特徴情報を高い精度で抽出できる。
　上記の２次元血管内腔画像が生成されると、その中のステントの像はその位置に依存せずに、実際の大きさに基づいた像となる。図５は、２次元展開されたステントの像と血管壁がＬＣＤモニタ１１３に表示された様子を示している。

　周知の通り、ステントは細い金属線を円筒状に編み込んだような構造を有し、血管内に配置するまでの状態で径は細く、位置決めした際にはバルーンなどの作用で径が膨張する構造となっている。図５では、説明のためにステント構造を簡略化して示している。ステントは、ステントストラット５０１により構成された空洞部分であるセル５００を多数含んだ構造を成し、セルどうしがリンク５０２で接続された構造を成すのが一般的である。図示の場合はいずれも、１つのセル５００の形状は菱形（四角形）の例を示している。

　また、２次元展開された血管壁の画像において、血管の分岐部は輝度が極端に低く、黒領域として出現する。したがって、輝度が所定値以下の連続した領域であって、その大きさが所定サイズを超える領域を血管の分岐部として抽出する。図５の５１０は血管の分岐部の一例である。

　さらに、図５に示されるように、ＬＣＤモニタ１１３には、ガイドワイヤの大きさを示す表示５２０が表示されている。ユーザがプルダウンリストであるガイドワイヤリスト５２１から、使用するガイドワイヤの型番を選択すると、選択されたガイドワイヤの径に対応した大きさの図形としての円５２２が表示される。ガイドワイヤの大きさを表示する円５２２のピクセル当たりのサイズは、２次元血管内腔画像の表示におけるピクセル当たりのサイズと等しくなっている。そのため、ユーザは、ガイドワイヤを通すセルを選択するために、セルの大きさとガイドワイヤの大きさを比較することができる。また、表示内容を指定するためのプルダウンメニューである、表示メニュー５４０が用意されており、ユーザは、表示メニュー５４０から所望の表示内容を選択することができる。２次元血管内腔画像を表示している図５は、表示メニューのうちの『画像表示』が選択された状態である。

　以上のような構成の画像診断装置１００による、ガイドワイヤ経路の決定支援処理について説明する。図６はガイドワイヤ経路の決定支援処理を行うための機能構成例を示すブロック図である。また、図１１Ａ、図１１Ｂは、本実施形態による決定支援処理を説明するフローチャートである。本実施形態では、信号処理部２０１内のＣＰＵ（不図示）が所定のプログラムを実行することにより図６に示される各機能ブロックが実現され、図１１Ａ、図１１Ｂに示される処理が実行されるものとするが、これに限られるものではない。たとえば、図６に示す機能ブロックの一部あるいは全てを専用の処理ＩＣにより実現するようにしてもよい。

　３次元画像構成部６０１は、図３Ａ、図４で説明したように、イメージングコア２５０のスキャニングにより得られた干渉光に基づいて３次元の血管画像を生成する（Ｓ１１０１）。２次元画像生成部６０２では、３次元画像生成部６０１により生成された３次元画像から図５に示すような２次元血管内腔画像を生成する（Ｓ１１０２）。表示部６０３は、生成された２次元血管内腔画像と表示メニュー５４０をＬＣＤモニタ１１３に表示する（Ｓ１１０３）。『画像表示』が選択されると処理はＳ１１０３へ戻る。

　ユーザは、表示メニュー５４０から所望の表示内容を選択することができる。表示メニュー５４０から『面積計測結果（Ｓ）』が選択されると処理はＳ１１０４からＳ１１１０へ進み、分岐部特定部により特定された血管の分岐部において、ステント抽出部が抽出したステントストラットによる分割される分割領域の面積を計測する面積計測処理が行われる。ステント抽出部６０４は、上述した処理により、２次元血管内腔画像からステントストラット５０１を抽出する（Ｓ１１１１）。分岐部特定部６０５は、上述した処理により、２次元血管内腔画像から血管の分岐部５１０を抽出する（Ｓ１１１２）。

　評価部６０６は、ステントストラット５０１により形成される各セルと分岐部との重なりや、ステントの装着状態の解析に基づいて、ガイドワイヤを通すべきセルの候補を特定するための評価値を算出する。評価部６０６の面積計測部６１１は、分岐部特定部６０５により特定された血管の分岐部において、ステント抽出部６０４が抽出したステントストラット５０１により分割される分割領域の面積を計算する（Ｓ１１１３）。すなわち、ステントストラットが形成する各セルについて、分岐部特定部６０５により特定された分岐部と重複する領域の面積が計算される。図７Ａ、図７Ｂは、面積計測部６１１の動作を説明する図である。図７Ａにおいて、領域７０１のようにセル全体が分岐部５１０に含まれる場合は、セル全体の領域７１１の大きさが面積として計測される。しかしながら、領域７０２～７０５では、一部が分岐部５１０からはみ出しており、それぞれ７１２～７１５に示される領域の面積が計測されることになる。

　この面積が大きいほど、ガイドワイヤを通しやすいので、ガイドワイヤを通すべきセルの候補を特定するための要因の一つとして面積を用いることができる。図７Ｂは、面積計測部６１１による、面積計測結果の得点への換算の一例を示している。面積計測部６１１は、各セルについて算出された面積とガイドワイヤリスト５２１から選択されているガイドワイヤの断面積との比を算出し、得点（以下、この得点を面積に関する得点Ｓとする）を付与する（Ｓ１１１４）。たとえば、セルの分岐部との重複部分の面積がガイドワイヤの面積の１．３倍（１３０％）であれば、得点「２」がそのセルに付与されることになる。

　そして、面積計測部６１１は、計測された面積をユーザが判別できるようにセルの表示形態を変えて表示することで、術者がガイドワイヤの経路を決定するための支援を提供する（Ｓ１１１５）。たとえば、図５の２次元血管内腔画像の表示において上記の得点に応じてセルを色分けして表示すること、また、その他にも上記セルにガイドワイヤを重ね合わせて表示することが挙げられる。

　なお、面積計測部６１１は、分岐部においてステントストラットにより形成される閉領域の大きさ（画素数）を計測するものとする。但し、一般にステントのセルの形状は複雑であり、セルも一部にリンクが存在しない開放部を有する場合がある。そのようなセルについて閉領域の大きさを計測すると複数のセルがつながった大きさが計測される可能性があるが、これら複数のセルを含む閉領域を一つのセルとして評価してもよいし、くびれた部分（所定値よりも狭い部分）を検出して分割して評価してもよい。

　次に、表示メニュー５４０から『評価結果』→『Ｓ＋位置（Ｐ）』が選択された場合について説明する。この場合、処理はＳ１１０４からＳ１１２０へ進む。評価部６０６は、上述した面積に関する得点Ｓと、以下に説明する位置の関する得点Ｐとに基づいて評価値を算出し、この評価値にしたがってガイドワイヤを通過させる候補セルを選択してユーザに提示する。

　位置評価部６１２は、セルの位置と分岐部との位置関係を評価し、セルに得点Ｐを付与する。実際に分岐部に留置されたステントのセルにガイドワイヤを通す場合、ガイドワイヤの進入方向に沿って遠い位置にあるセルが優先的に選択される。本実施形態では、分岐部特定部６０５により特定された分岐部を、進入方向に沿って所定数に分割し、分割された各エリアに得点を設定する（Ｓ１１２１）。たとえば、図８に示されるように、分岐部５１０を血管軸に沿って４つの領域に分け、上流側から下流側へ向かって得点が高くなるようにしている。なお、分岐部５１０の分割数が４つに限られるものではないことは言うまでもない。

　位置評価部６１２は、２次元血管内腔画像から抽出された各セルに対し、この得点の割り当てにしたがって、各セルの位置に関する得点を決定する（Ｓ１１２２）。なお、一つのセルが複数の得点の領域をまたぐ場合は、たとえば、セル内における各スコアの領域の面積比により合成した得点を用いるものとする。図８のセル８０１の場合、３×ｘ（％）／１００＋４×ｙ（％）／１００により位置に関する得点Ｐが算出される。なお、分岐部５１０の外部は「０点」とする。

　評価値算出部６１５は、Ｓ１１１５で得られた各セルの得点ＳとＳ１１２２で得られた各セルの得点Ｐとに基づいて、評価値を算出する（Ｓ１１２３）。評価値算出部６１５は、評価値の高いセルを候補セルとして識別できるようにＬＣＤモニタ１１３に表示する（Ｓ１１２４）。たとえば、図５に示した２次元血管内腔画像の表示において、評価値の高い順に所定数のセルを着色して表示する。なお、この時点で面積に関する得点Ｓが算出されていない場合には、Ｓ１１１１～Ｓ１１１４が実行され、得点Ｓが取得されるようにすればよい。また、他にも評価値の高い順にセル上に順位を示す数字を表示することも可能である。

　表示メニュー５４０から『マルアポジション（ＭＡ）』が選択されると、処理はＳ１１０４からＳ１１３０へ進み、マルアポジションの評価が実行される。

　マルアポジション算出部６１３は、分岐部の周辺におけるステントストラットと血管内壁との間の距離算出を行う。ステントを血管内に配置している状態を診断する際の、診断対象の項目の１つにマルアポジション（mal apposition）がある。マルアポジションとは、ステントと血管内腔面との隙間、又はその隙間の度合い（距離）をいう。図３Ｂで示せば、符号「ＭＡ」がこのマルアポジションになる。ステントのエッジに近接し、そのエッジ外の、回転中心３０２から血管内腔面３０１までの距離をＬ１，並びに、回転中心３０２からステントの内側のエッジまでの距離をＬ２、ステントの厚みＤとすると、図３Ｂから、
Ｌ１≒ＭＡ＋Ｄ＋Ｌ２
の関係が成り立つのは容易に理解できる。つまりマルアポジションＭＡは、
ＭＡ≒Ｌ１－Ｄ－Ｌ２
として算出できる。このうち、スキャンによって直接得ることができるのはＬ１，Ｌ２であり、ステントの厚みＤは、別途ユーザにより指定される。たとえば、留置されているステントのタイプをユーザが入力する（例えばリストから選択する）ことにより、ステントの厚みＤが与えられ、マルアポジションＭＰが算出される。

　マルアポジションの評価の実行に際して、マルアポジション算出部６１３は、まずマルアポジションポジションの算出対象の領域を設定する（Ｓ１１３１）。マルアポジションの算出対象の領域は、図９に示されるように、分岐部５１０の境界から所定距離（例えば５ｍｍ）の範囲９２１とする。マルアポジション算出部６１３は、この範囲９２１に存在するステントストラットの各部について上述したマルアポジション（ＭＡ）を算出し（Ｓ１１３２）、算出されたマルアポジションの大きさをランク分けする（Ｓ１１３３）。マルアポジションに基づいて割り当てられたランクをＭとする。そして、マルアポジション算出部６１３は、範囲９２１内のステントストラットについて、マルアポジションのランクＭをユーザが認識できるように表示する（Ｓ１１３４）。たとえば、図５の２次元血管内腔画像の表示において、マルアポジションのランクＭが算出されたステントストラットを、その算出されたランクＭに対応した色で着色して表示する。このような表示により、ユーザは、分岐部５１０の周辺におけるマルアポジションの傾向、すなわちステントストラットと血管壁との離れ具合を容易に認識することができ、ガイドワイヤを通すセルを選択する際の参考にすることができる。

　表示メニュー５４０から『角度（Ａ）』が選択された場合、処理はＳ１１０４からＳ１１４０へ進み、血管壁に対するステントストラットの角度を算出する処理が行われる。

　角度算出部６１４は、血管壁に対するステントストラットの角度を算出する。この角度の算出には、血管壁とステントを側面方向から観察した側面画像を用いる。側面画像は側面画像生成部６０７により生成される。図１０の１０ａに示されるように、側面画像生成部６０７は、分岐部を血管方向に直交する方向へ所定数（図１０の１０ａの例では３つ）に分割されるようにバンド状の領域（バンド領域１００１～１００３）を設定する（Ｓ１１４１）。側面画像生成部６０７は、バンド状の各領域について、３次元画像の観察方向１０１０に並ぶ、各領域内のボクセルの値を平均することで、各領域ごとに図１０の１０ｂに示されるような側面画像を得る（Ｓ１１４２）。

　図１０の１０ｂでは、たとえばバンド領域１００２の観察方向１０１０に並ぶ複数のステントストラット５０１が重なって観察されるため、一般にステントストラット像１０２０は複数本に分かれたり太くなったりする。そこで、角度算出部６１４は、ステントストラット像１０２０を束ねて一本の線とし、ステントストラット像１０２０の各部における分岐部周囲のステントストラットを一次近似させた基準線に対する角度を算出する（Ｓ１１４３）。さらに角度算出部６１４は、算出された角度をランク分けし、ステントストラットの各部に付与する（Ｓ１１４４）。

　角度算出部６１４は上述のようにして得られた角度に関するランクでステントストラットを色分けして表示する（Ｓ１１４５）。なお、バンド領域１００１～１００３の全範囲について角度を算出する必要はなく、たとえば、バンド領域１００１～１００３のうちの、分岐部５１０とその周囲に図９で示した範囲９２１を付与した範囲１００５について角度の算出を行えば十分である。なお、図１０の１０ｂに示されるような側面画像をＬＣＤモニタ１１３に表示するようにしてもよい。

　表示メニュー５４０から『評価結果』→『Ｓ＋Ｐ＋Ｍ』が選択された場合、処理はＳ１１０４からＳ１１５０へ進む。

　評価値算出部６１５は、各セルについて、面積計測部６１１により計測された面積に関する得点（Ｓ）、位置評価部６１２により取得された位置に関する得点（Ｐ）、マルアポジション算出部６１３により算出されたマルアポジションのランク（Ｍ）に基づいて、ガイドワイヤ経路としての評価値を各セルまたは各ステントストラットについて算出する（Ｓ１１５１）。

　そして、評価値算出部６１５は、Ｓ１１５１で算出された評価値の高いセルまたはステントストラットを候補セルまたは候補ステントストラットとして識別できるようにＬＣＤモニタ１１３に表示する（Ｓ１１５２）。たとえば、図５に示した２次元血管内腔画像の表示において、評価値の高い順に所定数のセルまたはステントストラットを着色して表示する。

　表示メニュー５４０から『評価結果』→『Ｓ＋Ｐ＋Ｍ＋Ａ』が選択された場合、処理はＳ１１０４からＳ１１６０へ進む。

　評価値算出部６１５は、各セルについて、面積計測部６１１により計測された面積に関する得点（Ｓ）、位置評価部６１２により取得された位置に関する得点（Ｐ）、マルアポジション算出部６１３により付与されたマルアポジションのランク（Ｍ）、角度算出部６１４により付与された角度のランク（Ａ）に基づいて、ガイドワイヤ経路としての評価値を各セルについて算出する（Ｓ１１６１）。なお、角度のランク（Ａ）は、マルアポジションのランクと同様にステントストラットに付与されているので、セルを構成するステントストラットに付与されている角度のランクを統計処理して得られた値をセルに付与して用いるものとする。

　そして、評価値算出部６１５は、Ｓ１１５１で算出された評価値の高いセルを候補セルとして識別できるようにＬＣＤモニタ１１３に表示する（Ｓ１１６２）。たとえば、図５に示した２次元血管内腔画像の表示において、評価値の高い順に所定数のセルを着色して表示する。

　たとえば、評価値算出部６１５は、面積に関する得点（Ｓ）と位置に関する得点（Ｐ）を加算することにより、『Ｓ＋位置（Ｐ）』のための評価値を算出する。また、評価対象のセルを構成するステントストラットが、マルアポジションのランク（Ｍ）が算出されたステントストラットを含む場合は、ランクとそのランクが付与されているステントストラットの長さに基づいて平均値を算出する。こうして得られた値をそのセルに対するマルアポジションの得点とする。また、評価対象のセルを形成するステントストラットが角度に関するランクが付与されたステントストラットを含む場合も、同様に平均値を算出し、そのセルに対する角度の得点とする。

　評価値算出部６１５は、以上のようにして得られた「面積に関する得点」、「位置に関する得点」、「マルアポジションに関する得点」、「角度に関する得点」に基づいて評価値を算出し、算出された評価値の高い順に、ガイドワイヤを通すべきセルの候補として表示する。表示メニュー５４０から『評価結果』の『Ｓ＋位置（Ｐ）』が選択された場合には、評価値算出部６１５は、「面積に関する得点」と「位置に関する得点」に基づいて各セルの評価値を算出する。また、表示メニュー５４０から『評価結果』の『Ｓ＋Ｐ＋Ｍ』が選択された場合には、評価値算出部６１５は、「面積に関する得点」、「位置に関する得点」および「マルアポジションに関する得点」に基づいて各セルの評価値を算出する。表示メニュー５４０から『評価結果』の『Ｓ＋Ｐ＋Ｍ＋Ａ』が選択された場合には、評価値算出部６１５は、「面積に関する得点」、「位置に関する得点」、「マルアポジションに関する得点」および「角度に関する得点」に基づいて各評価値を算出する。

　なお、上記実施形態の処理に、セルの面積、セルの位置、ステントストラットの角度に基づいて評価値を算出するメニューおよび処理を追加してもよい。すなわち、表示メニュー５４０に『評価結果』→『Ｓ＋Ｐ＋Ａ』を追加し、各セルについて面積（Ｓ）、位置（Ｐ）、角度（Ａ）から評価値を算出する処理を追加してもよい。

　以上のように、上記実施形態によれば、血管の分岐部に留置されたステントのセルを介して側枝へガイドワイヤを侵入させる際に、ガイドワイヤを通すべきセルを選択するのに参照される多様な指標を提示することができる。たとえば、
・各セルの分岐部と重複する面積、
・ステントストラットのマルアポジションの状態、
・ステントストラットの血管壁に対する角度、である。

　さらに、上記実施形態によれば、上記指標に基づいて算出された評価値に基づいて、ガイドワイヤを通すべきセル（ガイドワイヤのアクセス経路）として好ましいものをユーザに提示することができ、ユーザによるセルの選択を効果的に支援することができる。

　図５に示したような２次元血管内腔画像の表示において、複数の分岐部が特定された場合は、所望の分岐部をユーザが指定できるようにする。また、２次元血管内腔画像の表示において、ガイドワイヤを侵入させる分岐部が上下に分かれてしまった場合は、図４のＡ－Ａにより示される位置を変更して、対象となる分岐部が連続するように２次元血管内腔画像を生成し直す。

　上記実施形態からもわかるように、実施形態における特徴部分の一部は、すくなくともマイクロプロセッサで構成される信号処理部２０１によるものである。マイクロプロセッサはプログラムを実行することで、その機能を実現するわけであるから、当然、そのプログラムも本願発明の範疇になる。また、通常、プログラムは、ＣＤ－ＲＯＭやＤＶＤ－ＲＯＭ等のコンピュータ可読記憶媒体に格納されており、それのコンピュータが有する読み取り装置（ＣＤ－ＲＯＭドライブ等）にセットし、システムにコピーもしくはインストールすることで実行可能になるわけであるから、係るコンピュータ可読記憶媒体も本願発明の範疇に入ることも明らかである。

　本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の要旨及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。

Claims (11)

1. 　血管の内腔面に向けて光を出射し、その反射光と参照光との干渉光を検出することにより血管の断面画像を再構成する画像診断装置であって、
   　前記断面画像から、血管の分岐部を特定する特定手段と、
   　前記断面画像から、ステントストラットを抽出する抽出手段と、
   　前記特定手段により特定された前記分岐部が、前記抽出手段により抽出された前記ステントストラットにより分割された分割領域の面積を計測する面積計測手段と、
   　前記断面画像とともに前記面積計測手段により計測された面積の情報を表示する表示手段と、を備えることを特徴とする画像診断装置。
2. 　前記特定手段は、前記断面画像において、輝度が所定値以下の、所定サイズを超える連続した領域を前記分岐部として特定することを特徴とする請求項１に記載の画像診断装置。
3. 　前記表示手段は、さらに、ガイドワイヤの大きさを示す図形を表示することを特徴とする請求項１または２に記載の画像診断装置。
4. 　前記ステントストラットにより形成されるセルについて、前記面積計測手段により計測された面積と、前記セルの前記分岐部に対する位置とに基づいて評価値を算出する評価手段を更に備え、
   　前記表示手段は、前記評価手段により算出された評価値に基づいてセルの表示形態を変更して表示することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像診断装置。
5. 　前記干渉光から得られたデータに基づいて、血管の内腔面とステントストラットとの距離を算出する距離算出手段を更に備え、
   　前記表示手段は、前記ステントストラットの表示形態を前記距離算出手段で算出された距離に基づいて変更することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像診断装置。
6. 　前記ステントストラットにより形成されるセルについて、前記面積計測手段により計測された面積と、前記セルの前記分岐部に対する位置と、前記距離算出手段により算出された前記セルを構成するステントストラットの距離とに基づいて、評価値を算出する評価手段を更に備え、
   　前記表示手段は、前記評価手段により算出された評価値に基づいてセルの表示形態を変更して表示することを特徴とする請求項５に記載の画像診断装置。
7. 　前記特定手段により特定された血管の分岐部の領域とその周囲に関して、血管の軸方向に沿った側面画像を生成する側面画像生成手段と、
   　前記側面画像に基づいてステントストラットの前記軸方向に対する角度を算出する角度算出手段と、を更に備え、
   　前記ステントストラットの表示形態を前記角度算出手段で算出された角度に基づいて変更することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像診断装置。
8. 　前記ステントストラットにより形成されるセルについて、前記面積計測手段により計測された面積と、前記セルの前記分岐部に対する位置と、前記セルを構成するステントストラットの前記角度算出手段により算出された角度とに基づいて、評価値を算出する評価手段を更に備え、
   　前記表示手段は、前記評価手段により算出された評価値に基づいてセルの表示形態を変更して表示することを特徴とする請求項７に記載の画像診断装置。
9. 　血管の内腔面に向けて光を出射し、その反射光と参照光との干渉光を検出することにより血管の断面画像を再構成する画像診断装置により、ガイドワイヤのアクセス経路の決定を支援する方法であって、
   　前記断面画像から、血管の分岐部を特定する特定工程と、
   　前記断面画像から、ステントストラットを抽出する抽出工程と、
   　前記特定工程で特定された前記分岐部が、前記抽出工程で抽出された前記ステントストラットにより分割された分割領域の面積を計測する面積計測工程と、
   　前記断面画像とともに前記面積計測工程で計測された面積の情報を表示手段に表示する表示工程と、を有することを特徴とするガイドワイヤのアクセス経路の決定支援方法。
10. 　請求項９に記載の方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
11. 　請求項１０に記載のプログラムを格納したコンピュータ可読記憶媒体。

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