(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体にＸ線を照射するとともに当該被検体を透過したＸ線を検出してＸ線画像を撮影するＸ線撮影装置であって、
医用画像診断装置により撮影された画像から得られた３次元ボリュームデータに基づいて、撮影対象の血管の芯線を表す３次元血管芯線を生成する３次元血管芯線生成手段と、
前記３次元血管芯線生成手段により生成された３次元血管芯線に係る位置情報に基づいて、血管の走行方向を表すように当該血管の表示を変化させた血管走行方向情報画像を作成する血管走行方向情報画像作成手段と、
前記血管走行方向情報画像作成手段により作成された血管走行方向情報画像を前記Ｘ線画像に重畳させて表示するＸ線画像表示手段と、
前記３次元血管芯線生成手段により生成された３次元血管芯線に係る位置情報および前記血管に挿入された線状構造物の先端位置および先端方向に基づいて、当該線状構造物の先端位置における前記血管の走行方向と当該線状構造物の先端方向との相対角度を算出し、算出した相対角度の大きさが所定の閾値を越えているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記相対角度の大きさが前記閾値を越えていると判定された場合に警告を出力する警告出力手段と、
を備えたことを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項２】
被検体にＸ線を照射するとともに当該被検体を透過したＸ線を検出してＸ線画像を撮影するＸ線撮影装置であって、
医用画像診断装置により撮影された画像から得られた３次元ボリュームデータに基づいて、撮影対象の血管の芯線を表す３次元血管芯線を生成する３次元血管芯線生成手段と、
前記３次元血管芯線生成手段により生成された３次元血管芯線に係る位置情報に基づいて、当該３次元血管芯線の屈曲率に応じた色彩を前記血管に付すことで当該血管の色を変化させた血管走行方向情報画像を作成する血管走行方向情報画像作成手段と、
前記血管走行方向情報画像作成手段により作成された血管走行方向情報画像を前記Ｘ線画像に重畳させて表示するＸ線画像表示手段と、
を備えたことを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項３】
前記血管走行方向情報画像作成手段は、投影方向に沿った前記３次元血管芯線の位置に応じて、前記血管走行方向情報画像における前記血管の表示を変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線撮影装置。
【請求項４】
前記血管走行方向情報画像作成手段は、投影方向に対する前記３次元血管芯線の傾きに応じて、前記血管走行方向情報画像における前記血管の表示を変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線撮影装置。
【請求項５】
前記血管走行方向情報画像作成手段は、前記３次元血管芯線の屈曲率に応じて、前記血管走行方向情報画像における前記血管の表示を変化させることを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
【請求項６】
前記血管に挿入された線状構造物の先端位置および先端方向を検出する線状構造物位置検出手段をさらに備え、
前記血管走行方向情報画像作成手段は、前記線状構造物位置検出手段により検出された前記線状構造物の先端位置および先端方向および前記３次元血管芯線に係る位置情報に基づいて、当該線状構造物の先端位置における前記血管の走行方向を示す画像を作成し、作成した画像を前記血管走行方向情報画像に重畳することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のＸ線撮影装置。
【請求項７】
前記線状構造物位置検出手段により検出された前記線状構造物の先端位置および先端方向に基づいて、当該線状構造物の先端方向を示す画像を作成する線状構造物方向情報画像作成手段をさらに備え、
前記Ｘ線画像表示手段は、前記線状構造物方向情報画像作成手段により作成された画像を前記Ｘ線画像にさらに重畳させて表示することを特徴とする請求項６に記載のＸ線撮影装置。
【請求項８】
前記３次元血管芯線生成手段により生成された３次元血管芯線に係る位置情報および前記線状構造物位置検出手段により検出された前記線状構造物の先端位置および先端方向に基づいて、当該線状構造物の先端位置における前記血管の走行方向と当該線状構造物の先端方向との相対角度を算出し、算出した相対角度の大きさが所定の閾値を越えているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記相対角度の大きさが前記閾値を越えていると判定された場合に警告を出力する警告出力手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項６又は７に記載のＸ線撮影装置。
【請求項９】
前記３次元ボリュームデータに基づいて生成された２次元画像と前記Ｘ線画像とを位置合わせすることによって、前記被検体に対する投影方向、位置および拡大率を算出する位置合わせ情報算出手段をさらに備え、
前記Ｘ線画像表示手段は、前記血管走行方向情報画像を前記Ｘ線画像に表示する際に、前記位置合わせ情報算出手段により算出された投影方向、位置および拡大率に基づいて位置合わせを行ったうえで、前記血管走行方向情報画像を前記Ｘ線画像に重畳させることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載のＸ線撮影装置。
【請求項１０】
前記３次元ボリュームデータに基づいて３次元レンダリング画像を作成するレンダリング画像作成手段と、
前記レンダリング画像作成手段により作成された３次元レンダリング画像に、前記血管走行方向情報画像作成手段により作成された血管走行方向情報画像を重畳した血管走行方向表示レンダリング画像を作成する血管走行方向表示レンダリング画像作成手段と、をさらに備え、
前記Ｘ線画像表示手段は、前記血管走行方向表示レンダリング画像作成手段により作成された血管走行方向表示レンダリング画像を前記Ｘ線画像に並べて表示することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載のＸ線撮影装置。
【請求項１１】
被検体にＸ線を照射するとともに当該被検体を透過したＸ線を検出してＸ線画像を撮影するＸ線撮影装置により撮影された画像を処理する画像処理装置であって、
医用画像診断装置により撮影された画像から得られた３次元ボリュームデータに基づいて、撮影対象の血管の芯線を表す３次元血管芯線を生成する３次元血管芯線生成手段と、
前記３次元血管芯線生成手段により生成された３次元血管芯線に係る位置情報に基づいて、血管の走行方向を表すように当該血管の表示を変化させた血管走行方向情報画像を作成する血管走行方向情報画像作成手段と、
前記血管走行方向情報画像作成手段により作成された血管走行方向情報画像を前記Ｘ線画像に重畳させて表示するＸ線画像表示手段と、
前記３次元血管芯線生成手段により生成された３次元血管芯線に係る位置情報および前記血管に挿入された線状構造物の先端位置および先端方向に基づいて、当該線状構造物の先端位置における前記血管の走行方向と当該線状構造物の先端方向との相対角度を算出し、算出した相対角度の大きさが所定の閾値を越えているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記相対角度の大きさが前記閾値を越えていると判定された場合に警告を出力する警告出力手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１２】
被検体にＸ線を照射するとともに当該被検体を透過したＸ線を検出してＸ線画像を撮影するＸ線撮影装置により撮影された画像を処理する画像処理装置であって、
医用画像診断装置により撮影された画像から得られた３次元ボリュームデータに基づいて、撮影対象の血管の芯線を表す３次元血管芯線を生成する３次元血管芯線生成手段と、
前記３次元血管芯線生成手段により生成された３次元血管芯線に係る位置情報に基づいて、当該３次元血管芯線の屈曲率に応じた色彩を前記血管に付すことで当該血管の色を変化させた血管走行方向情報画像を作成する血管走行方向情報画像作成手段と、
前記血管走行方向情報画像作成手段により作成された血管走行方向情報画像を前記Ｘ線画像に重畳させて表示するＸ線画像表示手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、Ｘ線アンギオ装置などのＸ線撮影装置、画像処理装置および画像処理プログラムに関し、特に、ガイドワイヤなどの線状構造物を血管内へ挿入して行われる治療を支援するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、心臓の冠動脈にガイドワイヤやカテーテルなどの線状構造物を挿入して、冠動脈の狭くなった部分、または、つまっている部分を拡げる治療法がある。この治療法は、「ＰＣＩ（Percutaneous Coronary Intervention；経皮的冠動脈形成術）治療」と呼ばれている。かかるＰＣＩ治療では、Ｘ線アンギオ装置などのＸ線撮影装置が用いられる。Ｘ線アンギオ装置は、ＰＣＩ治療中に、ガイドワイヤを病変部（冠動脈狭窄部）まで挿入する際のガイド画像としてＸ線透視投影画像（以下、「Ｘ線画像」と呼ぶ）を表示する。
【０００３】
さらに、冠動脈を診断するための手段として、「冠動脈解析ソフトウェア」と呼ばれるＸ線ＣＴ装置向けの臨床アプリケーションソフトウェアが知られている（たとえば、特許文献１参照）。この冠動脈解析ソフトウェアには、心臓領域の３次元ボリュームデータを使用して、冠動脈の血管芯線や、血管内壁、推定正常血管内壁などを３次元データとして求める機能がある。
【０００４】
前述したＰＣＩ治療において、Ｘ線画像をガイド画像として参照するだけでは冠動脈狭窄領域の内腔形状の把握が難しく、それにより術式の精度が落ちてしまうような場合には、上記の冠動脈解析ソフトウェアを用いて得られた冠動脈内壁の画像をＸ線アンギオ装置とは別の装置に表示したり、フィルムに現像して参照したりすることによって術者への支援が行われていた。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２８３３７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＰＣＩ治療において上述した冠動脈解析ソフトウェアを用いたとしても、ガイドワイヤを狭窄部まで進める際に、その先端が血管の走行方向に向いていないと、ガイドワイヤの先端が血管壁にぶつかって、血管内でガイドワイヤを進行させることができない場合がある。
【０００７】
図１６は、ガイドワイヤの向きと血管の走行方向との関係を説明するための図である。たとえば、同図に示すように、ガイドワイヤの進行先で血管が手前から奥に曲がっているような場合には（同図（ａ）参照）、ガイドワイヤを回転させることによって（同図（ｂ）参照）、ガイドワイヤを進行させることができる（同図（ｃ）参照）。
【０００８】
しかし、たとえば、同図（ａ）に示す矢印の投影方向から冠動脈が撮像されていた場合には、術者は、血管の走行方向が手前に向かっているのか奥に向かっているのかを把握することができない。この場合、術者は、ガイドワイヤをどちらの方向に回転させればよいかが分からず、血管内でガイドワイヤを進行させることができない。
【０００９】
本来、このような事態を回避するために、前述した冠動脈解析ソフトウェアが用いられる。しかしながら、従来の方法では、前述したように、冠動脈内壁の画像を、別の装置に表示したり、フィルムに現像したりして参照しているため、Ｘ線画像と、血管の位置および向きとの関係が把握しづらい。さらに、治療中、術者はＸ線画像を見ながらガイドワイヤを操作している状況にあるため別の画像に目を向ける余裕がない。このように、従来の技術では、術者を十分に支援することができない場合がある。
【００１０】
この発明は、上述した従来技術による課題を解決するためになされたものであり、血管の走行方向を示す情報を提供することによって、術者がガイドワイヤの適切な回転方向を容易に判断することができるＸ線撮影装置、画像処理装置および画像処理プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、被検体にＸ線を照射するとともに当該被検体を透過したＸ線を検出してＸ線画像を撮影するＸ線撮影装置であって、医用画像診断装置により撮影された画像から得られた３次元ボリュームデータに基づいて、撮影対象の血管の芯線を表す３次元血管芯線を生成する３次元血管芯線生成手段と、前記３次元血管芯線生成手段により生成された３次元血管芯線に係る位置情報に基づいて、血管の走行方向を表すように当該血管の表示を変化させた血管走行方向情報画像を作成する血管走行方向情報画像作成手段と、前記血管走行方向情報画像作成手段により作成された血管走行方向情報画像を前記Ｘ線画像に重畳させて表示するＸ線画像表示手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、被検体にＸ線を照射するとともに当該被検体を透過したＸ線を検出してＸ線画像を撮影するＸ線撮影装置により撮影された画像を処理する画像処理装置であって、医用画像診断装置により撮影された画像から得られた３次元ボリュームデータに基づいて、撮影対象の血管の芯線を表す３次元血管芯線を生成する３次元血管芯線生成手段と、前記３次元血管芯線生成手段により生成された３次元血管芯線に係る位置情報に基づいて、血管の走行方向を表すように当該血管の表示を変化させた血管走行方向情報画像を作成する血管走行方向情報画像作成手段と、前記血管走行方向情報画像作成手段により作成された血管走行方向情報画像を前記Ｘ線画像に重畳させて表示するＸ線画像表示手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、被検体にＸ線を照射するとともに当該被検体を透過したＸ線を検出してＸ線画像を撮影するＸ線撮影装置により撮影された画像を処理する画像処理プログラムであって、医用画像診断装置により撮影された画像から得られた３次元ボリュームデータに基づいて、撮影対象の血管の芯線を表す３次元血管芯線を生成する３次元血管芯線生成手順と、前記３次元血管芯線生成手順により生成された３次元血管芯線に係る位置情報に基づいて、血管の走行方向を表すように当該血管の表示を変化させた血管走行方向情報画像を作成する血管走行方向情報画像作成手順と、前記血管走行方向情報画像作成手順により作成された血管走行方向情報画像を前記Ｘ線画像に重畳させて表示部に表示させるＸ線画像表示制御手順と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、血管の走行方向を示す情報を提供することによって、術者がガイドワイヤの適切な回転方向を容易に判断することができるようになるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照して、この発明に係るＸ線撮影装置、画像処理装置および画像処理プログラムの好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下では、冠動脈など血管のＸ線撮影を行うＸ線アンギオ装置に本発明を適用した場合について説明する。
【実施例１】
【００１６】
まず、本実施例１に係るＸ線アンギオ装置による血管走行方向情報表示の概念について説明する。本実施例１に係るＸ線アンギオ装置は、ＰＣＩ治療前に、あらかじめＸ線ＣＴ（computed tomography）装置により撮影されたＣＴ画像から得られる３次元ボリュームデータ（３次元画像データ）に基づいて、撮影対象の血管の芯線を表す３次元血管芯線を生成する。そして、ＰＣＩ治療中には、Ｘ線アンギオ装置は、治療前に生成した３次元血管芯線に係る位置情報に基づいて、血管の走行方向を表すように当該血管の表示を変化させた血管走行方向情報画像を作成する。
【００１７】
図１は、本実施例１に係るＸ線アンギオ装置による血管走行方向情報表示の概念を説明するための図である。同図に示すように、たとえば、Ｘ線アンギオ装置は、投影方向に沿って手前側にあるか奥側にあるかに応じて、血管の色を変化させた血管走行情報画像を作成する。そして、Ｘ線アンギオ装置は、同図に示すように、作成した血管走行情報画像をＸ線画像に重畳させて表示する。
【００１８】
このように、本実施例１に係るＸ線アンギオ装置では、投影方向に沿って手前側に位置するか奥側に位置するかに応じて色を変えた血管の画像がＸ線画像に重ねて表示されるので、術者は、血管の走行方向を容易に把握することができる。すなわち、本実施例１に係るＸ線アンギオ装置では、血管の走行方向を示す情報を提供することによって、術者がガイドワイヤの適切な回転方向を容易に判断することができるようにしている。
【００１９】
なお、本実施例１に係るＸ線アンギオ装置は、さらに、同図に示すように、ガイドワイヤの先端方向を示すグラフィック画像（３次元の矢印）や、ガイドワイヤの先端位置における血管の走行方向を示すグラフィック画像（３次元の矢印）を表示する。また、本実施例１に係るＸ線アンギオ装置は、ガイドワイヤの先端位置における血管の走行方向とガイドワイヤの先端方向との相対角度の大きさが所定の閾値を越えていた場合には、ガイドワイヤの回転を促す警告表示もＸ線画像上に表示する。
【００２０】
次に、本実施例１に係るＸ線アンギオ装置の構成について説明する。図２は、本実施例１に係るＸ線アンギオ装置の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、このＸ線アンギオ装置は、Ｘ線発生部１と、Ｘ線検出部２と、機構部３と、高電圧発生部４と、Ｃアーム５と、天板６と、画像処理部１００と、表示部７と、操作部８と、システム制御部９とを有する。
【００２１】
Ｘ線発生部１は、天板６上の被検体に照射するＸ線を発生する装置であり、高電圧発生部４から供給される高電圧を用いてＸ線を発生するＸ線管、Ｘ線管が発生したＸ線の一部を遮蔽することによって照射野を制御するＸ線絞り器を有する。
【００２２】
Ｘ線検出部２は、被検体を透過したＸ線を検出してＸ線画像データを生成する装置であり、Ｘ線を検出する平面検出器、平面検出器から電荷を取り出すゲートドライバ、ゲートドライバにより取り出された電荷を電圧に変換する電荷・電圧変換器、電荷・電圧変換器により変換された電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器を有する。
【００２３】
機構部３は、Ｃアーム５ならびに天板６を移動する装置であり、Ｃアーム５を回転したり移動したりするＣアーム回動・移動機構、天板６を移動する天板移動機構、システム制御部９の指示に基づいてＣアーム回動・移動機構および天板移動機構を制御する機構制御部を有する。
【００２４】
高電圧発生部４は、Ｘ線発生部１がＸ線の発生に必要とする高電圧を供給する装置であり、システム制御部９の指示に基づいて高電圧の発生を制御してＸ線の発生を制御するＸ線制御部、高電圧を発生する高電圧発生器を有する。Ｃアーム５は、Ｘ線発生部１やＸ線検出部２を保持するアームであり、天板６は、被検体を載せる板である。
【００２５】
表示部７は、Ｘ線画像などの各種画像を表示する装置であり、画像を表示するモニタ、モニタへの表示を制御する表示制御部を有する。操作部８は、マウスやキーボード、ジョイスティックなどから構成され、術者による操作を受け付けるコンソールである。システム制御部９は、術者の操作に基づいてＸ線診断装置全体を制御する装置である。
【００２６】
画像処理部１００は、Ｘ線検出部２によって生成されたＸ線画像データに基づいて、Ｘ線画像を生成する処理部である。図３は、本実施例１に係る画像処理部１００の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、画像処理部１００は、ガイドワイヤ位置センサ１１０と、警告音出力部１２０と、記憶部１３０と、制御部１４０とを有する。
【００２７】
ガイドワイヤ位置センサ１１０は、ガイドワイヤの先端に取り付けられた位置センサであり、ガイドワイヤの先端位置および先端方向を検出する。
【００２８】
警告音出力部１２０は、ガイドワイヤの先端位置における血管走行方向とガイドワイヤ先端方向との相対角度が所定の閾値を超えていた場合に、アラーム音を出力する装置である。
【００２９】
記憶部１３０は、制御部１４０による各種処理に必要なデータおよびプログラムを格納する格納手段である。この記憶部１３０は、Ｘ線画像保存部１３１と、３次元ボリュームデータ保存部１３２と、ガイドワイヤ位置／方向情報保存部１３３とを有する。
【００３０】
Ｘ線画像保存部１３１は、Ｘ線アンギオ装置により撮像された心臓領域のＸ線画像を保存する記憶部である。このＸ線画像保存部１３１には、ＰＣＩ治療中に、Ｘ線画像が一定の時間間隔でリアルタイムに収集されて保存される。なお、Ｘ線画像がＩ．Ｉ．（Image Intensifier；イメージインテンシファイヤ）によって撮像される場合には、Ｉ．Ｉ．の画像の歪みをリアルタイムに補正する必要がある。
【００３１】
３次元ボリュームデータ保存部１３２は、Ｘ線ＣＴ装置により冠動脈造影を行って撮影された心臓領域の画像の３次元ボリュームデータを保存する記憶部である。この３次元ボリュームデータ保存部１３２には、ＰＣＩ治療前に、あらかじめＸ線ＣＴ装置により撮影された画像の３次元ボリュームデータが保存されている。
【００３２】
ガイドワイヤ位置／方向情報保存部１３３は、ガイドワイヤ位置センサ１１０によって検出されたガイドワイヤの先端位置および先端方向を示す情報を保存する記憶部である。保存された先端位置および先端方向を示す情報は、３次元ボリュームデータ保存部１３２から得られる３次元ボリュームデータの座標系に変換される。
【００３３】
制御部１４０は、システム制御部９による制御のもと、Ｘ線検出部２から受け取ったＸ線画像データの処理を制御する制御部である。この制御部１４０は、位置合せ情報算出部１４１と、３次元血管芯線抽出部１４２と、３次元血管内壁抽出部１４３と、方向差算出／警告判定部１４４と、血管走行方向情報画像作成部１４５と、ガイドワイヤ方向情報画像作成部１４６と、警告表示画像作成部１４７と、血管走行方向情報表示Ｘ線画像作成部１４８と、血管走行方向情報表示Ｘ線画像表示部１４９とを有する。
【００３４】
位置合せ情報算出部１４１は、３次元ボリュームデータ保存部１３２により保存された３次元ボリュームデータから、Ｘ線画像保存部１３１により保存されたＸ線画像と同じ投影方向、位置および拡大率の画像を作成するために必要となる投影方向、位置および拡大率の位置合せパラメータをそれぞれ取得する処理部である。
【００３５】
ここで、位置合せ情報算出部１４１は、各位置合せパラメータをシステム制御部９から取得することとする。なお、ここで取得される投影方向、位置、拡大率の各位置パラメータの基準となる座標系は、Ｘ線ＣＴ画像の付帯情報として得られるこれらのパラメータの基準となる座標系と等しいか、または、１対１に変換できるものとする。
【００３６】
３次元血管芯線抽出部１４２は、３次元ボリュームデータ保存部１３２によって保存されている３次元ボリュームデータのＣＴ値に基づいて、ＰＣＩ治療が行われる冠動脈の芯線を表すデータ（以下、「３次元血管芯線データ」と呼ぶ）を生成する処理部である。
【００３７】
具体的には、３次元血管芯線抽出部１４２は、３次元の点列データとして３次元血管芯線データを生成する。なお、かかる３次元血管芯線データを生成するためのデータ構造および生成アルゴリズムとしては、たとえば、特許文献１に記載されている技術など、公知の技術におけるデータ構造および生成アルゴリズムが用いられる。
【００３８】
３次元血管内壁抽出部１４３は、３次元ボリュームデータ保存部１３２により保存されている３次元ボリュームデータのＣＴ値、および、３次元血管芯線抽出部１４２により生成された３次元血管芯線に基づいて、血管芯線周りの血管内壁を表すデータ（以下、「３次元血管内壁データ」と呼ぶ）を生成する処理部である。
【００３９】
具体的には、３次元血管内壁抽出部１４３は、３次元の点列データとして３次元血管内壁データを生成する。なお、かかる３次元血管内壁データを生成するためのデータ構造および生成アルゴリズムとしては、たとえば、特許文献１に記載されている技術など、公知の技術におけるデータ構造および生成アルゴリズムが用いられる。
【００４０】
方向差算出／警告判定部１４４は、ガイドワイヤの先端位置における血管の走行方向とガイドワイヤの先端方向との相対角度の大きさが所定の閾値を超えているか否かを判定する処理部である。具体的には、方向差算出／警告判定部１４４は、３次元血管芯線抽出部１４２によって生成された３次元血管芯線データおよびガイドワイヤ位置センサ１１０によって検出されたガイドワイヤの先端位置および先端方向に基づいて、ガイドワイヤの先端位置における血管の走行方向とガイドワイヤの先端方向との相対角度を算出する。
【００４１】
そして、方向差算出／警告判定部１４４は、算出した相対角度の大きさが所定の閾値（たとえば、４５度）を越えているか否かを判定し、超えていると判定した場合には、警告音出力部１２０を制御してアラーム音を出力させる。
【００４２】
ここで、ガイドワイヤの先端位置における血管の走行方向を算出する方法の一例について説明する。図４は、ガイドワイヤの先端位置における血管の走行方向を算出する方法の一例を説明するための図である。同図に示すように、たとえば、方向差算出／警告判定部１４４は、ガイドワイヤの先端位置から３次元血管芯線に垂線を下ろした場合に、その垂線と３次元血管芯線との交点の位置と、当該交点から所定の距離（たとえば、１ｃｍ先）だけ離れた位置とを結ぶ線分で定義されるベクトルの方向を血管の走行方向として算出する。
【００４３】
血管走行方向情報画像作成部１４５は、３次元血管芯線抽出部１４２によって生成された３次元血管芯線データ、３次元血管内壁抽出部１４３によって生成された３次元血管内壁データ、および、位置合せ情報算出部１４１によって得られた位置合わせパラメータ（投影方向、位置および拡大率）に基づいて、血管の走行方向を表すように当該血管の表示を変化させた血管走行方向情報画像を作成する処理部である。
【００４４】
具体的には、血管走行方向情報画像作成部１４５は、位置合せ情報算出部１４１によって得られた位置合せパラメータに基づいて３次元血管芯線を投影した場合に、当該３次元血管芯線上の各点が存在する位置に応じて、２次元血管芯線および２次元血管領域（３次元血管内壁データを投影して得られる血管内壁で囲まれた領域）を色づけし、それ以外の領域は無色とした２次元グラフィック画像を血管走行方向情報画像として作成する。
【００４５】
ここで、血管走行方向情報画像として作成される２次元グラフィック画像は、Ｒ値（赤）、Ｇ値（緑）、Ｂ値（青）、Ａ値（透明度）の組み合わせで色が表される３２ビットカラー（ＲＧＢＡ（Red-Green-Blue-Alpha））画像である。そして、血管走行方向情報画像作成部１４５は、血管走行情報画像において、２次元血管芯線上および２次元血管領域上の画素についてはＡ値を１２８（半透明）とし、それ以外の領域の画素についてはＡ値を０（透明）とする。
【００４６】
また、血管走行方向情報画像作成部１４５は、３次元血管芯線上の各点が存在する位置に応じて、各点に対応する画素のＲＧＢ値を設定することによって、血管走行方向情報画像に投影された２次元血管芯線および２次元血管領域の色づけ処理を行う。ここで用いられる色づけ処理の方法としては、たとえば、以下に示す３つの方法がある。なお、ここでは、２次元血管芯線の色づけについて説明するが、本実施例１では、血管走行方向情報画像作成部１４５は、３次元血管内壁データを投影して得られる血管内壁で囲まれた領域である２次元血管領域についても２次元血管芯線と同様に色づけを行う。
【００４７】
（Ａ）相対距離に基づく色づけ処理
たとえば、血管走行方向情報画像作成部１４５は、血管走行方向情報画像において、投影方向に沿った３次元血管芯線の位置に応じて、２次元血管芯線のＲＧＢ値を変化させる。この場合、具体的には、血管走行方向情報画像作成部１４５は、投影方向において手前に存在する画素については赤色、奥に存在する画素については青色とする。
【００４８】
図５は、相対距離に基づく２次元血管芯線の色づけ処理を説明するための図である。同図に示すように、たとえば、血管走行方向情報画像における２次元血管芯線上の画素をｎ、３次元血管芯線上で、画素ｎに対応する点をｐｎ、投影方向で最も手前にある点をｐｍｉｎ、投影方向で最も奥にある点をｐｍａｘとし、さらに、投影方向における点ｐｎまでの距離をｄｎ、点ｐｍｉｎまでの距離をｄｍｉｎ、点ｐｍａｘまでの距離をｄｍａｘとすると、血管走行方向情報画像作成部１４５は、血管走行方向情報画像における２次元血管芯線上の画素ｎのＲＧＢ値を、以下に示す式（１）に基づいて決定する。
【００４９】
【数１】
0005405045.tif 000002
【００５０】
なお、上記の変数のうち、ｄｍｉｎおよびｄｍａｘについては、それぞれ操作者が任意の値を設定することができるようにしてもよい。
【００５１】
（Ｂ）傾きに基づく色づけ処理
または、たとえば、血管走行方向情報画像作成部１４５は、血管走行方向情報画像において、投影方向に対する３次元血管芯線の傾きに応じて、２次元血管芯線のＲＧＢ値を変化させる。この場合、具体的には、血管走行方向情報画像作成部１４５は、血管走行方向が投影方向（画面奥方向）に近い画素は青色とし、投影方向の逆方向（画面手前方向）に近い画素は赤色とする。
【００５２】
図６は、傾きに基づく２次元血管芯線の色づけ処理を説明するための図である。同図に示すように、たとえば、３次元血管芯線上で、前述した画素ｎに対応する点ｐｎから所定の距離（たとえば、１ｃｍ）だけ離れた点をｐｍとし、さらに、点ｐｎと点ｐｍとを結ぶ線分で定義される単位ベクトルをｖｎ、投影方向の単位ベクトルｖｐｒｏｊとすると、血管走行方向情報画像作成部１４５は、血管走行方向情報画像における２次元血管芯線上の画素ｎのＲＧＢ値を、以下に示す式（２）に基づいて決定する。なお、式（２）において、ｖｎ・ｖｐｒｏｊは、ベクトルｖｎとベクトルｖｐｒｏｊとの内積を表す。
【００５３】
【数２】
0005405045.tif 000003
【００５４】
（Ｃ）屈曲率に基づく色づけ処理
または、たとえば、血管走行方向情報画像作成部１４５は、血管走行方向情報画像において、３次元血管芯線の屈曲率に応じて、２次元血管芯線のＲＧＢ値を変化させる。この場合、具体的には、血管走行方向情報画像作成部１４５は、血管走行の屈曲率が高い場合は赤色、低い場合は青色とする。
【００５５】
図７は、屈曲率に基づく２次元血管芯線の色づけ処理を説明するための図である。同図に示すように、たとえば、３次元血管芯線上で、前述した画素ｎに対応する点ｐｎから所定の距離（たとえば、１ｃｍ）だけ離れた点をｐｌ、点ｐｎから所定の距離だけ点ｐｌと反対の方向へ離れた点をｐｍとし、さらに、点ｐｎと点ｐｌとを結ぶ線分で定義される単位ベクトルをｖｌ、点ｐｎと点ｐｍとを結ぶ線分で定義される単位ベクトルをｖｎとすると、血管走行方向情報画像作成部１４５は、血管走行方向情報画像における２次元血管芯線上の画素ｎのＲＧＢ値を、以下に示す式（３）に基づいて決定する。なお、式（３）において、ｖｌ・ｖｎは、ベクトルｖｌとベクトルｖｎとの内積を表す。
【００５６】
【数３】
0005405045.tif 000004
【００５７】
なお、上記の方法では、下限、上限に対応する色を、それぞれ赤、青としたが、下限、上限の色（ＲＧＢ値）および透明度（Ａ値）は、それぞれ操作者が自由に設定できるようにしてもよい。
【００５８】
また、上記で説明した３つの方法のうち、いずれの方法で血管走行方向情報画像の２次元血管芯線を表示するかは、操作者による指示に応じて表示を切り替えたり、同時に表示したりできるのが望ましい。ここで、同時に表示する方法としては、（Ａ）の方法に基づいて２次元血管芯線の色づけを行ったうえで、（Ｂ）、（Ｃ）の方法で用いたベクトルを３次元矢印記号の角度で表現するなどの方法が考えられる。
【００５９】
さらに、血管走行方向情報画像作成部１４５は、３次元血管芯線抽出部１４２によって生成された３次元血管芯線データおよびガイドワイヤ位置／方向情報保存部１３３によって保存されたガイドワイヤの先端位置および先端方向に係る情報を用いて、ガイドワイヤの先端位置における血管走行方向を算出する。
【００６０】
ここで、ガイドワイヤの先端位置における血管走行方向を算出する方法は、図４を用いて説明した方法と同じである。そして、血管走行方向情報画像作成部１４５は、算出した血管走行方向を示す画像を作成し、作成した画像を上記で説明した血管走行方向情報画像に重畳する。
【００６１】
図８は、本実施例１に係る画像処理部１００により作成される中間画像を示す図である。血管走行方向情報画像作成部１４５は、たとえば、同図（ａ）に示すように、ガイドワイヤの先端位置における血管走行方向を、位置合せ情報算出部１４１によって得られた位置合せパラメータ（投影方向、位置および拡大率）の条件で投影した３次元の矢印のグラフィック画像１０として示し、そのグラフィック画像１０を血管走行方向情報画像に重ね合わせる。
【００６２】
なお、たとえば、特許文献１に記載されている技術のように、３次元ボリュームデータから血管芯線や、血管内壁、推定正常血管内壁などを抽出する技術を用いれば、血管内の狭窄領域に関する奥行き情報をＸ線画像に重ね合わせて表示することも可能である。この場合、たとえば、奥行き情報として、プラークなどの病変部位を表すグラフィック画像を、血管芯線よりも手前側にあるか奥側にあるかに応じて色を変えて、Ｘ線画像に重ねて表示することが可能である。
【００６３】
このように、たとえば、血管の狭窄領域に関する奥行き情報を色づけして、上記で説明した血管走行方向の色づけ表示に加えてさらに表示する場合には、それぞれのカラースケールの配色を変えるなどして重ね合わせて表示すればよい（たとえば、血管走行方向情報については赤〜青、狭窄領域奥行き情報については黄〜緑で表示するなど）。
【００６４】
ガイドワイヤ方向情報画像作成部１４６は、ガイドワイヤ位置センサ１１０により検出されたガイドワイヤの先端位置および先端方向に基づいて、血管に挿入されているガイドワイヤの先端方向を示す画像（以下、「ガイドワイヤ方向情報画像」と呼ぶ）を作成する処理部である。
【００６５】
たとえば、ガイドワイヤ方向情報画像作成部１４６は、図８（ｂ）に示すように、位置合せ情報算出部１４１によって得られた位置合せパラメータ（投影方向、位置および拡大率）の条件で投影した３次元の矢印のグラフィック画像１１を、ガイドワイヤ方向情報画像として作成する。
【００６６】
警告表示画像作成部１４７は、方向差算出／警告判定部１４４によって、ガイドワイヤの先端位置における血管の走行方向とガイドワイヤの先端方向との相対角度の大きさが所定の閾値を超えていると判定された場合に、ガイドワイヤの進行方向が血管走行方向と異なることを警告する警告表示画像を作成する処理部である。
【００６７】
たとえば、警告表示画像作成部１４７は、図８（ｃ）に示すように、ガイドワイヤの回転を促すための警告表示１２を含んだ警告表示画像を作成する。
【００６８】
血管走行方向情報表示Ｘ線画像作成部１４８は、Ｘ線画像保存部１３１に保存されたＸ線画像を取得し、そのＸ線画像に、血管走行方向情報画像作成部１４５によって作成された血管走行方向情報画像と、ガイドワイヤ方向情報画像作成部１４６によって作成されたガイドワイヤ方向情報画像と、警告表示画像作成部１４７によって作成された警告表示画像とをそれぞれ重畳した２次元画像を、血管走行方向情報表示Ｘ線画像として作成する処理部である。
【００６９】
たとえば、血管走行方向情報表示Ｘ線画像作成部１４８は、図８（ａ）〜（ｃ）に示した各画像をＸ線画像に重畳することによって、同図（ｄ）に示すような血管走行方向情報表示Ｘ線画像を作成する。なお、かかる血管走行方向情報表示Ｘ線画像を作成する際、血管走行方向情報表示Ｘ線画像作成部１４８は、３２ビットのカラー画像である血管走行方向情報画像、ガイドワイヤ方向情報画像および警告表示画像を合成するために、８ビットのＸ線画像を２４ビットカラー（ＲＧＢ）画像に変換する。
【００７０】
血管走行方向情報表示Ｘ線画像表示部１４９は、血管走行方向情報表示Ｘ線画像作成部１４８によって作成された血管走行方向情報表示Ｘ線画像を、表示部７に表示する処理部である。
【００７１】
なお、ここでは、Ｘ線画像に血管走行方向情報表示Ｘ線画像を重ねて表示することによって、ガイドワイヤの先端位置における血管の走行方向を表示する場合について説明したが、さらに、血管分岐部におけるガイドワイヤ先端位置の血管走行方向を３次元的に可視化する手段として、３次元ボリュームデータのフライスルー画像（仮想内視鏡画像）を用いて血管の走行方向を示してもよい。
【００７２】
図９は、フライスルー画像を用いた場合の血管走行方向情報の表示を説明するための図である。同図に示すように、具体的には、ガイドワイヤ位置／方向情報保存部１３３によって保存されたガイドワイヤの先端位置および先端方向に係る情報に基づいて、ガイドワイヤ先端に対応する血管芯線上の位置および血管走行方向を視点とした３次元ボリュームデータのフライスルー画像上に、ガイドワイヤの先端位置および先端方向を示す３次元グラフィック（たとえば、３次元の矢印）を描画した画像を表示する。かかるフライスルー画像は、たとえば、血管走行方向情報表示Ｘ線画像と並べて表示される。
【００７３】
次に、本実施例１に係る画像処理部１００の処理手順について説明する。図１０は、本実施例１に係る画像処理部１００の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、画像処理部１００では、ＰＣＩ治療前には、まず、３次元ボリュームデータ保存部１３２により保存されている３次元ボリュームデータのＣＴ値に基づいて、３次元血管芯線抽出部１４２が、ＰＣＩ治療が行われる冠動脈の３次元血管芯線データを生成し、３次元血管内壁抽出部１４３が、血管芯線周りの３次元血管内壁データを生成する（ステップＳ１０１）。
【００７４】
そして、ＰＣＩ治療中には、位置合せ情報算出部１４１が、３次元ボリュームデータ保存部１３２により保存された３次元ボリュームデータから、Ｘ線画像保存部１３１により保存されたＸ線画像と同じ投影方向、位置および拡大率の画像を作成するために必要となる投影方向、位置および拡大率の位置合せパラメータをそれぞれ取得する（ステップＳ１０２）。
【００７５】
また、この一方で、方向差算出／警告判定部１４４が、ガイドワイヤの先端位置における血管の走行方向とガイドワイヤの先端方向との相対角度の大きさが所定の閾値を超えているか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
【００７６】
続いて、血管走行方向情報画像作成部１４５が、３次元血管芯線抽出部１４２によって生成された３次元血管芯線データと、位置合せ情報算出部１４１によって得られた位置合わせパラメータを用いて血管走行方向情報画像を作成する（ステップＳ１０４）。
【００７７】
また、ガイドワイヤ方向情報画像作成部１４６が、ガイドワイヤ位置センサ１１０により検出されたガイドワイヤの先端位置および先端方向に基づいて、血管に挿入されているガイドワイヤの先端方向を示すガイドワイヤ方向情報画像を作成する（ステップＳ１０５）。
【００７８】
また、警告表示画像作成部１４７が、方向差算出／警告判定部１４４によって、ガイドワイヤの先端位置における血管の走行方向とガイドワイヤの先端方向との相対角度の大きさが所定の閾値を超えていると判定された場合に、ガイドワイヤの進行方向が血管走行方向と異なることを警告する警告表示画像を作成し（ステップＳ１０６）、さらに、警告音出力部１２０がアラーム音を出力する（ステップＳ１０７）。
【００７９】
続いて、血管走行方向情報表示Ｘ線画像作成部１４８が、Ｘ線画像保存部１３１に保存されたＸ線画像を取得し、そのＸ線画像に、血管走行方向情報画像作成部１４５によって作成された血管走行方向情報画像と、ガイドワイヤ方向情報画像作成部１４６によって作成されたガイドワイヤ方向情報画像と、警告表示画像作成部１４７によって作成された警告表示画像とをそれぞれ重畳した血管走行方向情報表示Ｘ線画像を作成する（ステップＳ１０８）。
【００８０】
そして、血管走行方向情報表示Ｘ線画像表示部１４９が、血管走行方向情報表示Ｘ線画像作成部１４８によって作成された血管走行方向情報表示Ｘ線画像を、表示部７に表示する（ステップＳ１０９）。
【００８１】
上述してきたように、本実施例１によれば、３次元血管芯線抽出部１４２が、ＰＣＩ治療前に、Ｘ線ＣＴ装置により撮影された画像から得られた３次元ボリュームデータに基づいて、撮影対象の血管の芯線を表す３次元血管芯線を生成する。
【００８２】
また、ＰＣＩ治療中には、血管走行方向情報画像作成部１４５が、３次元血管芯線抽出部１４２によって生成された３次元血管芯線に係る位置情報に基づいて、当該３次元血管芯線を投影した２次元血管芯線の表示を血管の走行方向を表すように変化させた血管走行方向情報画像を作成する。そして、血管走行方向情報表示Ｘ線画像表示部１４９が、血管走行方向情報画像作成部１４５によって作成された血管走行方向情報画像をＸ線画像に重畳させて表示部７に表示する。
【００８３】
したがって、本実施例１によれば、血管の走行方向を示す情報を提供することによって、術者がガイドワイヤの適切な回転方向を容易に判断することができるようになる。また、術者が、血管の走行方向に合わせてガイドワイヤを円滑に進行させることができるようになるので、術式の時間短縮や、精度向上を実現することが可能になる。
【００８４】
また、本実施例１によれば、ガイドワイヤ位置センサ１１０が、血管に挿入されたガイドワイヤの先端位置および先端方向を検出する。そして、血管走行方向情報画像作成部１４５が、ガイドワイヤ位置センサ１１０によって検出されたガイドワイヤの先端位置および先端方向および３次元血管芯線に係る位置情報に基づいて、ガイドワイヤの先端位置における血管の走行方向を示すグラフィック画像１０を作成し、作成したグラフィック画像１０を血管走行方向情報画像に重畳する。したがって、本実施例１によれば、術者は、ガイドワイヤの進行先で血管がどの方向へ曲がっているかを容易に把握することができる。
【００８５】
また、本実施例１によれば、ガイドワイヤ方向情報画像作成部１４６が、ガイドワイヤ位置センサ１１０によって検出されたガイドワイヤの先端位置および先端方向に基づいて、ガイドワイヤの先端方向を示すグラフィック画像１１を作成する。そして、血管走行方向情報表示Ｘ線画像表示部１４９が、ガイドワイヤ方向情報画像作成部１４６によって作成されたグラフィック画像１１をＸ線画像にさらに重畳させて表示する。したがって、本実施例１によれば、術者は、血管内でガイドワイヤの先端がどの方向に向かっているかを容易に把握することができる。
【００８６】
また、本実施例１によれば、方向差算出／警告判定部１４４が、３次元血管芯線抽出部１４２によって生成された３次元血管芯線に係る位置情報、および、ガイドワイヤ位置センサ１１０によって検出されたガイドワイヤの先端位置および先端方向に基づいて、ガイドワイヤの先端位置における血管の走行方向とガイドワイヤの先端方向との相対角度を算出し、算出した相対角度の大きさが所定の閾値を越えているか否かを判定する。そして、方向差算出／警告判定部１４４によって相対角度の大きさが閾値を越えていると判定された場合に、警告表示画像作成部１４７が警告表示画像を作成し、さらに、警告音出力部１２０がアラーム音を出力する。したがって、本実施例１によれば、血管の走行方向とガイドワイヤの進行方向とが大きくずれていた場合に、ガイドワイヤを回転させる必要があることを術者に確実に気付かせることができる。
【００８７】
ところで、本実施例１では、位置合せ情報算出部１４１が、位置合せパラメータ（投影方向、位置および拡大率）をシステム制御部９から取得する場合について説明したが、位置合せパラメータを得る方法はこれに限られず、他の方法を用いてもよい。以下、位置合せパラメータを取得する他の方法を説明するが、ここで示す位置合せのアルゴリズムは一例であり、他の一般的な手法を用いてもかまわない。
【００８８】
たとえば、システム制御部９から位置合せパラメータを取得できないような場合には、所定のユーザインタフェースを用いてユーザに投影方向を設定させ、その投影方向に基づいて、位置および拡大率を算出するようにしてもよい。
【００８９】
図１１は、投影方向を設定するためのユーザインタフェースの一例を示す図である。たとえば、位置合せ情報算出部１４１は、同図に示すように、Ｘ線画像１３と、３次元ボリュームデータのＭＩＰ（Maximum Intensity Projection；最大値投影）画像１４とをそれぞれ表示部７に表示し、操作部８のマウスなどを介して、ＭＩＰ画像１４に対する操作をユーザから受け付ける。
【００９０】
そして、ユーザがマウスなどを用いてＭＩＰ画像１４をドラッグすると、位置合せ情報算出部１４１は、その操作に応じてレンダリングを行い、ＭＩＰ画像１４を回転させる。これにより、ユーザは、Ｘ線画像１３と同じ投影方向となるようにＭＩＰ画像１４を回転させて、ＭＩＰ画像１４の投影方向を設定する。
【００９１】
ユーザによってＭＩＰ画像１４の投影方向が設定されると、位置合せ情報算出部１４１は、Ｘ線画像１３に合わせて、ＭＩＰ画像１４の位置および拡大率を設定する。具体的には、まず、Ｘ線画像を、輝度値に基づいて、値「１」で表される造影血管領域と、値「０」で表されるそれ以外の領域とに２値化する。２つの領域に２値化する際の閾値としては、たとえば、輝度値の範囲が０〜２５５であった場合に、輝度値が１２８より小さい領域を値「１」（造影血管領域）とし、輝度値が１２８以上の領域を値「０」（それ以外の領域）とする。
【００９２】
ここで、２値化されたＸ線画像をｆ１（ｘ，ｙ）とする。図１２は、Ｘ線画像の２値化を説明するための図である。同図に示すように、Ｘ線画像をｆ１（ｘ，ｙ）とした場合に、造影血管領域はｆ１（ｘ，ｙ）＝１で表され、それ以外の領域はｆ１（ｘ，ｙ）＝０で表される。
【００９３】
続いて、位置合せ情報算出部１４１は、ユーザによって設定された投影方向で３次元ボリュームデータを投影した場合のＭＩＰ画像を作成し、作成したＭＩＰ画像をＸ線画像と同様に２値化する。２つの領域に２値化する際の閾値としては、たとえば、ＣＴ値が１２８以上の領域を値「１」（造影血管領域）とし、ＣＴ値が１２８より小さい領域を値「０」（それ以外の領域）とする。ここで、２値化されたＭＩＰ画像をｆ２（ｘ，ｙ）とする。
【００９４】
続いて、位置合せ情報算出部１４１は、Ｘ線画像の２値化画像ｆ１（ｘ，ｙ）とＭＩＰ画像の２値化画像ｆ２（ｘ，ｙ）とを位置合せするための平行移動量および拡大率を算出する。ここで、ｆ１（ｘ，ｙ）とｆ２（ｘ，ｙ）との間の相関関数は以下に示す式（４）で表される。
【００９５】
【数４】
0005405045.tif 000005
【００９６】
この相関関数においてｒ（ｌ，ｍ，ｓ）が最大となる（ｌ，ｍ，ｓ）の組（ｌ１，ｍ１，ｓ１）を算出し、（ｌ１，ｍ１）を原点としてＭＩＰ画像の２値化画像ｆ２（ｘ，ｙ）をｓ１倍に拡大すれば、Ｘ線画像の２値化画像ｆ１（ｘ，ｙ）に対して、ＭＩＰ画像の２値化画像ｆ２（ｘ，ｙ）を位置合せすることができる。位置合せ情報算出部１４１は、この計算を行うことによって、ＭＩＰ画像の平行移動量および拡大率を算出する。
【００９７】
以上のように、ＭＩＰ画像の投影方向、平行移動量および拡大率を決定することによって、位置合せ情報算出部１４１は、Ｘ線画像と同じ投影方向、位置および拡大率の画像を作成するために必要となる、投影方向、位置および拡大率の位置合せパラメータをそれぞれ算出することができる。
【００９８】
また、上記の例では、投影方向をユーザが手動で設定する場合について説明したが、式１の変数に投影方向を表す変数を追加することによって、相関関数を拡張するようにしてもよい。その場合、２値化によって投影方向も決まることになり、ユーザが手動で設定する手間を省くことができるようになる。
【００９９】
また、位置合せ情報算出部１４１が、Ｘ線画像から２次元血管芯線データを生成し、生成した２次元血管芯線データと、３次元血管芯線抽出部１４２によって抽出された３次元血管芯線データの２次元投影データとの非線形位置合せをさらに行って、位置合せパラメータを算出するようにしてもよい。これにより、血管走行方向情報表示Ｘ線画像作成部１４８によって行われるＸ線画像と血管走行方向情報画像との合成の精度を高めることができる。
【０１００】
また、Ｘ線ＣＴ装置から時系列の１心拍分の複数ボリュームデータを収集して３次元ボリュームデータ保存部１３２に保存したうえで、各ボリュームデータに対して、図１０に示したステップＳ１０１の手順を実施しておき、その中からＸ線画像収集時の心拍位相と同じ位相のボリュームデータを選んで、位置合せ情報算出部１４１による位置合せの対象とするようにしてもよい。これにより、血管走行方向情報表示Ｘ線画像作成部１４８によって行われるＸ線画像と血管走行方向情報画像との合成の精度をさらに高めることができる。
【実施例２】
【０１０１】
ところで、上記実施例１では、血管走行方向情報画像をＸ線画像に重畳して表示する場合について説明したが、治療対象の血管が複雑な形状であった場合などには、血管走行方向情報画像によってＸ線画像が見にくくなってしまうこともある。そこで、以下では実施例２として、血管走行方向情報を３次元ボリュームデータのＭＩＰ画像に重畳した画像を作成し、その画像をＸ線画像に並べて表示する場合について説明する。
【０１０２】
まず、本実施例２に係るＸ線アンギオ装置による血管走行方向情報表示の概念について説明する。図１３は、本実施例２に係るＸ線アンギオ装置による血管走行方向情報表示の概念を説明するための図である。本実施例２に係るＸ線アンギオ装置は、実施例１に係るＸ線アンギオ装置が血管走行方向情報画像をＸ線画像に重畳して表示するのに対し、同図に示すように、ＣＴ画像から得られる３次元ボリュームデータのＭＩＰ画像上に血管走行方向情報画像を重畳した画像を生成し、その画像を縮小して、Ｘ線画像に並べて表示する。
【０１０３】
このように、本実施例２に係るＸ線アンギオ装置は、ＰＣＩ治療中に、３次元血管芯線を投影した２次元血管芯線の表示を血管の走行方向を表すように変化させた血管走行方向情報画像をＭＩＰ画像に重畳した画像をＸ線画像に並べて表示する。これにより、本実施例２に係るＸ線アンギオ装置では、Ｘ線画像の視認を妨げることなく血管の走行方向を示す情報を提供することによって、治療対象の血管が複雑な形状であった場合でも、術者がガイドワイヤの適切な回転方向を容易に判断することができるようにしている。
【０１０４】
次に、本実施例２に係るＸ線アンギオ装置の構成について説明する。なお、本実施例２に係るＸ線アンギオ装置の構成は、図２に示したものと同じであり、画像処理部の詳細が異なるのみであるので、ここでは、本実施例２に係る画像処理部２００の構成および処理手順について説明する。なお、ここでは説明の便宜上、図３に示した各部と同様の役割を果たす機能部については同一符号を付すこととしてその詳細な説明を省略する。
【０１０５】
図１４は、本実施例２に係る画像処理部２００の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、画像処理部２００は、ガイドワイヤ位置センサ１１０と、警告音出力部１２０と、記憶部１３０と、制御部２４０とを有する。
【０１０６】
制御部２４０は、システム制御部９による制御のもと、Ｘ線検出部２から受け取ったＸ線画像データの処理を制御する制御部である。この制御部２４０は、位置合せ情報算出およびＭＩＰ画像作成部２４１と、３次元血管芯線抽出部１４２と、３次元血管内壁抽出部１４３と、方向差算出／警告判定部１４４と、血管走行方向情報画像作成部１４５と、ガイドワイヤ方向情報画像作成部１４６と、警告表示画像作成部１４７と、血管走行方向情報表示ＭＩＰ画像作成部２４８ａと、血管走行方向情報表示ＭＩＰ画像付きＸ線画像作成部２４８ｂと、血管走行方向情報表示ＭＩＰ画像付きＸ線画像表示部２４９とを有する。
【０１０７】
位置合せ情報算出およびＭＩＰ画像作成部２４１は、３次元ボリュームデータ保存部１３２により保存された３次元ボリュームデータから、Ｘ線画像保存部１３１により保存されたＸ線画像と同じ投影方向、位置および拡大率の画像を作成するために必要となる投影方向、位置および拡大率の位置合せパラメータをそれぞれ取得し、さらに、取得した位置パラメータに基づいてＭＩＰ画像を作成する処理部である。
【０１０８】
たとえば、この位置合せ情報算出およびＭＩＰ画像作成部２４１は、実施例１で説明した式（４）で表される相関関数を用いて決定した原点位置および拡大率でＭＩＰ画像を作成する。
【０１０９】
血管走行方向情報表示ＭＩＰ画像作成部２４８ａは、位置合せ情報算出およびＭＩＰ画像作成部２４１により作成されたＭＩＰ画像に、血管走行方向情報画像作成部１４５によって作成された血管走行方向情報画像と、ガイドワイヤ方向情報画像作成部１４６によって作成されたガイドワイヤ方向情報画像と、警告表示画像作成部１４７によって作成された警告表示画像とをそれぞれ重畳した２次元画像を、血管走行方向情報表示ＭＩＰ画像として作成する処理部である。
【０１１０】
血管走行方向情報表示ＭＩＰ画像付きＸ線画像作成部２４８ｂは、Ｘ線画像保存部１３１に保存されたＸ線画像を取得し、そのＸ線画像に、血管走行方向情報表示ＭＩＰ画像作成部２４８ａにより作成された血管走行方向情報表示ＭＩＰ画像を縮小して並べた２次元画像を、血管走行方向情報表示ＭＩＰ画像付きＸ線画像として作成する処理部である。
【０１１１】
血管走行方向情報表示ＭＩＰ画像付きＸ線画像表示部２４９は、血管走行方向情報表示ＭＩＰ画像付きＸ線画像作成部２４８ｂにより作成された血管走行方向情報表示ＭＩＰ画像付きＸ線画像を表示部７に表示する処理部である。
【０１１２】
次に、本実施例２に係る画像処理部２００の処理手順について説明する。図１５は、本実施例２に係る画像処理部２００の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、画像処理部２００では、ＰＣＩ治療前には、まず、図１０に示したステップＳ１０１と同様の処理が行われる（ステップＳ２０１）。
【０１１３】
そして、ＰＣＩ治療中には、図１０に示したステップＳ１０２〜Ｓ１０４と同様の処理が行われる（ステップＳ２０２〜Ｓ２０４）。これらの処理とともに、位置合せ情報算出およびＭＩＰ画像作成部２４１が、３次元ボリュームデータ保存部１３２により保存された３次元ボリュームデータから取得した位置パラメータに基づいてＭＩＰ画像を作成する（ステップＳ２０５）。さらに、図１０に示したステップＳ１０５〜Ｓ１０７と同様の処理が行われる（ステップＳ２０６〜Ｓ２０８）。
【０１１４】
続いて、血管走行方向情報表示ＭＩＰ画像作成部２４８ａが、位置合せ情報算出およびＭＩＰ画像作成部２４１により作成されたＭＩＰ画像に、血管走行方向情報画像作成部１４５によって作成された血管走行方向情報画像と、ガイドワイヤ方向情報画像作成部１４６によって作成されたガイドワイヤ方向情報画像と、警告表示画像作成部１４７によって作成された警告表示画像とをそれぞれ重畳した血管走行方向情報表示ＭＩＰ画像を作成する（ステップＳ２０９）。
【０１１５】
その後、血管走行方向情報表示ＭＩＰ画像付きＸ線画像作成部２４８ｂが、Ｘ線画像保存部１３１に保存されたＸ線画像を取得し、そのＸ線画像に、血管走行方向情報表示ＭＩＰ画像作成部２４８ａにより作成された血管走行方向情報表示ＭＩＰ画像を縮小して並べた血管走行方向情報表示ＭＩＰ画像付きＸ線画像を作成する（ステップＳ２１０）。
【０１１６】
そして、血管走行方向情報表示ＭＩＰ画像付きＸ線画像表示部２４９が、血管走行方向情報表示ＭＩＰ画像付きＸ線画像作成部２４８ｂにより作成された血管走行方向情報表示ＭＩＰ画像付きＸ線画像を表示部７に表示する（ステップＳ２１１）。
【０１１７】
上述してきたように、本実施例２によれば、位置合せ情報算出およびＭＩＰ画像作成部２４１が、３次元ボリュームデータに基づいて、血管のＭＩＰ画像を作成する。また、血管走行方向情報表示ＭＩＰ画像作成部２４８ａが、位置合せ情報算出およびＭＩＰ画像作成部２４１によって作成された３次元レンダリング画像に、血管走行方向情報画像作成部１４５によって作成された血管走行方向情報画像を重畳した血管走行方向表示ＭＩＰ画像を作成する。
【０１１８】
また、血管走行方向情報表示ＭＩＰ画像付きＸ線画像作成部２４８ｂが、Ｘ線画像に、血管走行方向情報表示ＭＩＰ画像作成部２４８ａにより作成された血管走行方向情報表示ＭＩＰ画像を縮小して並べた血管走行方向情報表示ＭＩＰ画像付きＸ線画像を作成する。そして、血管走行方向情報表示ＭＩＰ画像付きＸ線画像表示部２４９が、血管走行方向情報表示ＭＩＰ画像付きＸ線画像作成部２４８ｂにより作成された血管走行方向情報表示ＭＩＰ画像付きＸ線画像を表示部７に表示する。
【０１１９】
したがって、本実施例２によれば、Ｘ線画像の視認を妨げることなく血管の走行方向を示す情報を提供することによって、治療対象の血管が複雑な形状であった場合でも、術者がガイドワイヤの適切な回転方向を容易に判断することができるようになる。
【０１２０】
なお、本実施例２では、ＭＩＰ画像を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限られるわけではなく、たとえば、ＡｖＩＰ（Average Intensity Projection；加重平均投影）や、ＶＲ（Volume Rendering）画像など他の３次元レンダリング画像を用いてもよい。
【０１２１】
また、上記実施例では、Ｘ線ＣＴ装置によって撮影された心臓領域の画像の３次元ボリュームデータを用いて血管走行情報画像を作成する場合について説明したが、本発明はこれに限られるわけではなく、Ｘ線診断装置やＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging；磁気共鳴イメージング）装置など、他の医用画像診断装置により撮影された画像の３次元ボリュームデータが用いられてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
以上のように、本発明に係るＸ線撮影装置、画像処理装置および画像処理プログラムは、Ｘ線アンギオ装置など血管を撮影するＸ線撮影装置に有用であり、特に、冠動脈などのＰＣＩ治療に用いられるＸ線撮影装置に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本実施例１に係るＸ線アンギオ装置による血管走行方向情報表示の概念を説明するための図である。
【図２】本実施例１に係るＸ線アンギオ装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】本実施例１に係る画像処理部の構成を示す機能ブロック図である。
【図４】ガイドワイヤの先端位置における血管の走行方向を算出する方法の一例を説明するための図である。
【図５】相対距離に基づく２次元血管芯線の色づけ処理を説明するための図である。
【図６】傾きに基づく２次元血管芯線の色づけ処理を説明するための図である。
【図７】屈曲率に基づく２次元血管芯線の色づけ処理を説明するための図である。
【図８】本実施例１に係る画像処理部により作成される中間画像を示す図である。
【図９】フライスルー画像を用いた場合の血管走行方向情報の表示を説明するための図である。
【図１０】本実施例１に係る画像処理部の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】投影方向を設定するためのユーザインタフェースの一例を示す図である。
【図１２】Ｘ線画像の２値化を説明するための図である。
【図１３】本実施例２に係るＸ線アンギオ装置による血管走行方向情報表示の概念を説明するための図である。
【図１４】本実施例２に係る画像処理部の構成を示す機能ブロック図である。
【図１５】本実施例２に係る画像処理部の処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】ガイドワイヤの向きと血管の走行方向との関係を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１    Ｘ線発生部
２    Ｘ線検出部
３    機構部
４    高電圧発生部
５    Ｃアーム
６    天板
７    表示部
８    操作部
９    システム制御部
１００，２００    画像処理部
１１０    ガイドワイヤ位置センサ
１２０    警告音出力部
１３０    記憶部
１３１    Ｘ線画像保存部
１３２    ３次元ボリュームデータ保存部
１３３    ガイドワイヤ位置／方向情報保存部
１４０，２４０    制御部
１４１    位置合せ情報算出部
１４２    ３次元血管芯線抽出部
１４３    ３次元血管内壁抽出部
１４４    方向差算出／警告判定部
１４５    血管走行方向情報画像作成部
１４６    ガイドワイヤ方向情報画像作成部
１４７    警告表示画像作成部
１４８    血管走行方向情報表示Ｘ線画像作成部
１４９    血管走行方向情報表示Ｘ線画像表示部
２４１    位置合せ情報算出およびＭＩＰ画像作成部
２４８ａ    血管走行方向情報表示ＭＩＰ画像作成部
２４８ｂ    血管走行方向情報表示ＭＩＰ画像付きＸ線画像作成部
２４９    血管走行方向情報表示ＭＩＰ画像付きＸ線画像表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図９】
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【図１０】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図７】
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【図８】
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【図１１】
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【図１２】
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