(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＶＵＳのプローブを血管中に挿入していくときの各時刻ごとに得られるＩＶＵＳ画像をそのプローブの位置情報に関連付けて記録する記録装置と、この記録装置から読み出したＩＶＵＳ画像から血管輪郭データを得、この血管輪郭データと上記の位置情報により血管輪郭を立体画像化する画像処理回路と、リアルタイムで入力されたＸ線画像と上記の血管輪郭の立体画像とを１つのビデオタイミングに同期合わせしながら合成し、上記の血管輪郭の立体画像がリアルタイムで得られるＸ線画像に重ね合わされた１つの画像信号として出力するミキサーとを備えることを特徴とする医用画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、医療の診断のための画像を処理する装置に関し、とくに循環器検査に好適な医用画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
循環器検査は、従来、カテーテルを挿入して行なう血管造影法によるＸ線画像を観察することにより行われてきた。近年では、これに超音波血管内視鏡（ＩＶＵＳ）を併用することも普及してきている。すなわち、これら血管造影法によるＸ線画像とＩＶＵＳ画像とにより血管の狭窄部を特定し、バルーンカテーテルを血管のその部分に挿入して狭窄部を広げるという治療が行われるようになってきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、血管造影法を行なうＸ線ＴＶ装置とＩＶＵＳとはまったく別の装置であって、それら両画像を対照しながら観察するには不便であるとともに、煩雑さがつきまとうという問題がある。すなわち、術者は通常これらの画像を必要に応じて使い分けているのであるが、それぞれ専用の画像モニター装置に表示されていることもあって煩雑である。また、両装置は別々の装置であって、それぞれの画像の間にはなんらの関連付けもなされていず、ＩＶＵＳ画像が血管造影によるＸ線画像のどの位置で得られたかの位置情報がないため、狭窄部の正確な位置を特定することが難しい。
【０００４】
この発明は、上記に鑑み、Ｘ線画像とＩＶＵＳ画像とを同時に観察することを容易にできるようにするとともに、それらの間の位置関係を把握し易くすることができる、医用画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明による医用画像処理装置においては、ＩＶＵＳのプローブを血管中に挿入していくときの各時刻ごとに得られるＩＶＵＳ画像をそのプローブの位置情報に関連付けて記録する記録装置と、この記録装置から読み出したＩＶＵＳ画像から血管輪郭データを得、この血管輪郭データと上記の位置情報により血管輪郭を立体画像化する画像処理回路と、リアルタイムで入力されたＸ線画像と上記の血管輪郭の立体画像とを１つのビデオタイミングに同期合わせしながら合成し、上記の血管輪郭の立体画像がリアルタイムで得られるＸ線画像に重ね合わされた１つの画像信号として出力するミキサーとが備えられることが特徴となっている。
【０００６】
ＩＶＵＳのプローブを血管中に挿入していくとき、ＩＶＵＳ画像が各時刻ごとに得られ、これが記録装置に記録される。この画像記録の際、プローブの位置情報に関連付けて記録される。記録装置からＩＶＵＳ画像を読み出し、画像処理回路により血管輪郭データを得る。この画像輪郭データと上記の位置情報により、画像処理回路において、血管輪郭の立体画像化処理が行われる。こうして得られた血管輪郭の立体画像はミキサーに入力されて１つのビデオタイミングに同期合わせさせられながら合成されることにより、リアルタイムで得られるＸ線画像に重ね合わせられて、１つの画像信号として出力される。そのため、バルーンカテーテルを血管中に挿入して治療するときのリファレンス画像として非常に適切な画像を表示できる。すなわち、リファレンス画像は、そのカテーテルが血管とともに写るようにＸ線画像をリアルタイムで得てこれを観察し、カテーテルの血管中での進行状態や位置を確認するためのものであるが、そのリファレンス画像として、リアルタイムで得られるＸ線画像に上記の血管輪郭の立体画像が重ね合わされた画像が表示されることになるので、カテーテルと狭窄部等との立体的な位置関係の把握が容易になる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１において、この発明にかかる医用画像処理装置１０は、Ｘ線ＴＶ装置３０からのＸ線画像信号を入力する入力端子１１と、ＩＶＵＳ４０からの画像信号を入力する入力端子１２とを備えている。Ｘ線ＴＶ装置３０は、被検体５０にＸ線を照射するＸ線管３１と、このＸ線管３１に対向配置されたイメージインテンシファイア３２およびこれに結合されたＴＶカメラ３３とからなる。この被検体５０にはプローブ４１が挿入されており、このプローブ４１から発射された超音波の反射波による画像信号がＩＶＵＳ４０で得られる。
【０００８】
入力端子１１を経て入力されたＸ線画像信号は、Ａ／Ｄコンバータ１３によりデジタルデータに変換された後、画像処理回路１５に送られる。この画像処理回路１５はフレームメモリ１７を用いて造影剤のある状態の画像から造影剤のない状態の画像を引き算して血管像をリアルタイムで抽出するなどの処理を行なう。この処理後の（あるいは処理前の）画像データはハードディスクなどの記録装置１９に記録される。
【０００９】
他方、入力端子１２を経て入力されたＩＶＵＳ画像信号はＡ／Ｄコンバータ１４によってデジタルデータに変換され、さらに画像処理回路１６に送られて種々の処理を受け、フレームメモリ１８に格納され、あるいは記録装置２０に記録される。
【００１０】
これら画像処理回路１５、１６はＣＰＵ２３によりコントロールされている。画像処理回路１５、１６のそれぞれから出力される画像データは、ＣＰＵ２３によりコントロールされているミキサー２１において、１つのビデオタイミングに同期合わせさせられながらリアルタイムで合成される。このミキサー２１の出力画像データはＤ／Ａコンバータ２２でアナログ画像信号に戻されて出力端子２４を経て画像モニター装置２５に送られる。ミキサー２１では、両画像の異なるマトリクス、フレームレートなどを一つの表示タイミングの下で統合して、たとえば一方の画像が他方の画像の中にスーパーインポーズされるようにして合成したり、画面を分割してそれぞれの画像が表示されるようにしたり、あるいは両画像を切り換えてその一方のみが表示されるようにする。
【００１１】
ＩＶＵＳプローブ４１の挿入時のＸ線画像はたとえば図２の（ａ）のようになる。ここでは、Ｘ線画像６１は血管造影によって得た血管像を白黒反転し、これにＴＶカメラ３３から現在リアルタイムで得られているＸ線画像を重ねたマップ像となっており、血管像６２が白く表れている。血管造影はその直前に行なっておき、それによって得られた画像をフレームメモリ１７等に格納し、これを読み出してリアルタイムのＸ線画像に重ねるのである。このようにリアルタイムのＸ線画像が表示されるため、この血管像６２中を進行するプローブ像６３が写し出されることになる。
【００１２】
このＩＶＵＳプローブ４１の先端から超音波が出されてその反射波が捉えられ、ＩＶＵＳ画像が得られる。このＩＶＵＳ画像のみを画像モニター装置２５で表示すると図２の（ｂ）のようにＩＶＵＳ画像６４が画面の全体に表示されることになる。このＩＶＵＳ画像６４は一定時間間隔で順次リアルタイムに得られ、そのため動画風に変化していく。
【００１３】
表示方式を切り換えてＸ線画像６１中にＩＶＵＳ画像６４を縮小した画像６５をスーパーインポーズすると図２の（ｃ）のようになる。縮小ＩＶＵＳ画像６５はリアルタイムで変化しており、プローブ４１を挿入していくと、それに応じてプローブ像６３も移動していく様子が観察できるとともに、縮小ＩＶＵＳ画像６５がその移動した先端位置での画像を順次リアルタイムで表示していく。この図２ではプローブ４１の先端は狭窄部に近づいているので、ＩＶＵＳ画像６４および縮小ＩＶＵＳ画像６５はその狭窄部を写し出している。
【００１４】
そして、プローブ像６３の先端部をマーカー（ここでは×印）６６で指定する。さらに、プローブ４１を血管中で回転させてみて、縮小ＩＶＵＳ画像６５を回転させ、どの方向が画像モニター装置２５の表示画面と直角な前面方向（Ｘ線管３１側の方向）であるかを探り、その方向を矢印カーソル６７で指示する。このような操作を行なって、プローブ４１の先端位置および回転方向の基準を入力した後は、それからのプローブ４１の先端位置の移動はプローブ４１の検出送り出し量で、プローブ４１の回転は検出回転量で、それぞれ自動的に知ることができる。そこで、各時刻ごとのＩＶＵＳ画像６４を記録装置２０等に記録するとき、その画像６４を得た位置情報と、回転情報とを関連付けて記録しておく。これにより、後にこのＩＶＵＳ画像６４を読み出して利用するときに、どの位置でどのようなＩＶＵＳ画像６４が得られたかが直ちに分かり、しかもその画像６４のどの方向がＸ線管３１側の方向であるかも分かる。
【００１５】
バルーンカテーテルを血管中に挿入して狭窄部を拡大する治療を行なう場合、リファレンス画像として血管造影によって得た画像とこれにリアルタイムのＸ線画像を重ねたものを用い、この画像上でカテーテルが血管中を正しく挿入されているかを確認する。このリファレンス画像は図３の（ａ）で示されたＸ線画像６１のようになり、この画像６１の血管像６２中にカテーテル像７１が進行していく様子を観察できる。このとき、画像処理回路１５でカテーテル像７１の先端位置を検出し、その位置情報をＣＰＵ２３を介して画像処理回路１６に送り、記録装置２０からその位置付近のＩＶＵＳ画像を読み出し、図３の（ａ）のように縮小ＩＶＵＳ画像６５をスーパーインポーズする。この縮小ＩＶＵＳ画像６５は、たとえばＸ線管３１の方向がつねに画面の上側となるように回転させられて表示されることが望ましい。
【００１６】
これにより、図３の（ｂ）で示すように、カテーテル像７１からカテーテルが血管中で狭窄部に近づいたことが分かるとともに、そのことは同時に縮小ＩＶＵＳ画像６５が狭窄部を表示することからも確認できる。そこで、治療に最適な位置を探すことが容易になり、その最適位置にカテーテルの先端を置いて治療することができる。
【００１７】
バルーンカテーテルによる治療のためのリファレンス画像としては、上記のようなＸ線画像に縮小ＩＶＵＳ画像６５をスーパーインポーズしたものだけではなく、図３の（ｃ）で示すような３Ｄ画像８１を用いることもできる。この３Ｄ画像８１は、記録装置２０から読み出したＩＶＵＳ画像を画像処理回路１６において所定のしきい値を用いて２値化し、辺縁を抽出して、血管輪郭データを得、これとＩＶＵＳ画像を得た位置情報とにより立体画像化し、陰影などを施したものである。このように３Ｄ画像８１は血管輪郭を立体表示するもので、リアルタイムで得られるＸ線画像に重ね合わせて表示されることにより、血管中を進むカテーテル像７１と狭窄部との立体的な位置関係の把握が容易である。
【００１８】
なお、上記の説明は一つの例示に関するものであり、この発明が上記に限定されるものでないことはもちろんである。リアルタイムで得られるＸ線画像とともに表示するＩＶＵＳ画像は、上記のような元のＩＶＵＳ画像そのままやそれから得た３Ｄ画像だけでなく、他の方法で処理した画像を用いることもできる。また、ＩＶＵＳ画像（ＩＶＵＳプローブ）の回転については回転を検出するのではなく、ＩＶＵＳ画像のどの方向が前面方向であるかを捉えた上でプローブが回転しないように保ちながら挿入させるようにして、ＩＶＵＳ画像の方向が変化しないようにしておいてもよい。その他、画像処理回路１５、１６、フレームメモリ１７、１８、記録装置１９、２０、ミキサー２１、ＣＰＵ２３等の具体的構成については種々の構成をとることが可能である。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明による医用画像処理装置によれば、Ｘ線画像とＩＶＵＳ画像とを同時に観察することが容易にできるようになって、術者の負担が軽減される。さらに、カテーテル操作時のリファレンス画像として非常に適切な画像を表示でき、狭窄部等の特定が容易であり、しかも狭窄部等の立体的な把握も容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示すブロック図。
【図２】ＩＶＵＳプローブ挿入時の各画像を表わす図。
【図３】カテーテル挿入時の各画像を表わす図。
【符号の説明】
１０                        医用画像処理装置
１１、１２    入力端子
１３、１４    Ａ／Ｄコンバータ
１５、１６    画像処理回路
１７、１８    フレームメモリ
１９、２０    記録装置
２１                        ミキサー
２２                        Ｄ／Ａコンバータ
２３                        ＣＰＵ
２４                        出力端子
２５                        画像モニター装置
３０                        Ｘ線ＴＶ装置
３１                        Ｘ線管
３２                        イメージインテンシファイア
３３                        ＴＶカメラ
４０                        ＩＶＵＳ
４１                        プローブ
６１                        Ｘ線画像（マップ像）
６２                        血管像
６３                        プローブ像
６４                        ＩＶＵＳ画像
６５                        縮小ＩＶＵＳ画像
６６                        マーカー
６７                        方向矢印カーソル
７１                        カテーテル像
８１                        血管輪郭３Ｄ画像
【図１】
0003668822.tif 000002
【図２】
0003668822.tif 000003
【図３】
0003668822.tif 000004