(57)【要約】【課題】Ｘ線画像における非同期部位の正確な位置情報を容易に得ることを可能にする画像処理装置、Ｘ線診断装置及びプログラムを提供すること。【解決手段】実施形態の画像処理装置は、取得部と、特定部とを備える。取得部は、Ｘ線診断装置によって被検体が撮影される撮影空間と、被検体に対して超音波プローブが走査される走査空間との相対位置の情報を取得する。そして、特定部は、取得部によって取得された相対位置の情報に基づいて、撮影空間における超音波プローブによって走査された位置と略同一位置を特定する。【選択図】図６
2014061061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線診断装置によって被検体が撮影される撮影空間と、前記被検体に対して超音波プローブが走査される走査空間との相対位置の情報を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された相対位置の情報に基づいて、前記撮影空間における前記超音波プローブによって走査された位置と略同一位置を特定する特定手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記取得手段は、前記Ｘ線診断装置によって撮影されたＸ線画像、又は前記超音波プローブによって走査された超音波画像に描出された所定の物体と、前記走査空間における前記超音波プローブの位置情報とに基づいて、前記相対位置の情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記取得手段は、前記Ｘ線診断装置の寝台上に載置され、１方向から撮影された超音波プローブのＸ線画像と、前記走査空間における前記超音波プローブの位置情報とに基づいて、前記相対位置の情報を取得することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記取得手段は、前記Ｘ線診断装置によって２方向から撮影された超音波プローブのＸ線画像と、前記走査空間における前記超音波プローブの位置情報とに基づいて、前記相対位置の情報を取得することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記取得手段は、前記Ｘ線診断装置によって多方向から撮影されることで生成された前記超音波プローブの３次元データと、前記走査空間における前記超音波プローブの位置情報とに基づいて、前記相対位置の情報を取得することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記取得手段は、前記Ｘ線診断装置の寝台の所定の位置に予め設置された前記超音波プローブによって走査可能な物体と、前記走査空間における前記超音波プローブの位置情報とに基づいて、前記相対位置の情報を取得することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記取得手段は、前記Ｘ線診断装置の所定の位置及び前記超音波プローブそれぞれに付与された位置センサーに基づいて、前記相対位置の情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記取得手段は、前記Ｘ線診断装置の所定の位置に設けられた前記超音波プローブの固定場と、前記走査空間における前記超音波プローブの位置情報とに基づいて、前記相対位置の情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記Ｘ線診断装置によって撮影されたＸ線画像における前記特定手段によって特定された前記略同一位置に、前記超音波プローブによって走査された位置の走査対象を重畳した重畳画像を所定の表示部にて表示させる表示制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の画像処理装置。
【請求項１０】
被検体を撮影する撮影空間と、前記被検体に対して超音波プローブが走査される走査空間との相対位置の情報を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された相対位置の情報に基づいて、前記撮影空間における前記超音波プローブによって走査された位置と略同一位置を特定する特定手段と、
を備えたことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項１１】
Ｘ線診断装置によって被検体が撮影される撮影空間と、前記被検体に対して超音波プローブが走査される走査空間との相対位置の情報を取得する取得手順と、
前記取得手順によって取得された相対位置の情報に基づいて、前記撮影空間における前記超音波プローブによって走査された位置と略同一位置を特定する特定手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、画像処理装置、Ｘ線診断装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、心不全治療のひとつとして心臓再同期医療法(Cardiac  Resynchronization  Therapy,  ＣＲＴ)が知られている。この方法は、例えば、刺激伝導系の異常により、心室を取り巻く心筋へのタイミングが異常になってしまい、左右の心壁が同時に動かず、心室がタイミングよく収縮できず、血液の拍出が不十分になってしまう疾患などの治療に用いられる。
【０００３】
ＣＲＴは、心臓が同期して収縮するようにするために、心臓の動きが悪い部位（非同期部位：Latest  Activation）に電極を留置する治療法である。具体的には、ＣＲＴは、超音波診断装置によるストレイン解析により非同期部位を特定し、Ｘ線診断装置によって撮影されたＸ線画像を参照しながら非同期部位に最も近い静脈に電極が留置される。
【０００４】
このように留置された電極が、タイミングよく刺激電位を流すことにより、心筋がタイミングよく収縮して、心室の動きをコントロールする。しかしながら、上述した従来技術においては、Ｘ線画像における非同期部位の正確な位置情報を容易に得ることができない場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−０３９４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、Ｘ線画像における非同期部位の正確な位置情報を容易に得ることを可能にする画像処理装置、Ｘ線診断装置及びプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態の画像処理装置は、取得手段と、特定手段とを備える。取得手段は、Ｘ線診断装置によって被検体が撮影される撮影空間と、前記被検体に対して超音波プローブが走査される走査空間との相対位置の情報を取得する。特定手段は、前記取得手段によって取得された相対位置の情報に基づいて、前記撮影空間における前記超音波プローブによって走査された位置と略同一位置を特定する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る画像処理システムの構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成の一例を示す図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成の一例を示す図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係るボリュームデータ処理部による処理結果の一例を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、第１の実施形態に係るボリュームデータ処理部による処理の一例を説明するための図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、第１の実施形態に係るボリュームデータ処理部によって生成される画像の一例を示す図である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係る画像処理装置の構成の一例を示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、第１の実施形態に係る取得部による処理の一例を説明するための図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、第１の実施形態に係る特定部による処理の一例を説明するための図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、第１の実施形態に係る特定部による処理の一例を説明するための図である。
【図８】図８は、第１の実施形態に係る表示制御部の制御によって表示される表示画像の一例を示す図である。
【図９】図９は、第１の実施形態に係る画像処理装置による処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１の実施形態）
以下、本願に係る画像処理装置の詳細について説明する。なお、第１の実施形態では、本願に係る画像処理装置を含む画像処理システムを一例に挙げて説明する。図１は、第１の実施形態に係る画像処理システムの構成の一例を示す図である。
【００１０】
図１に示すように、第１の実施形態に係る画像処理システム１は、画像処理装置１００と、Ｘ線診断装置２００と、超音波診断装置３００と、画像保管装置４００とを有する。図１に例示する各装置は、例えば、病院内に設置された院内ＬＡＮ（Local  Area  Network）により、直接的、又は間接的に相互に通信可能な状態となっている。例えば、画像処理システム１にＰＡＣＳ（Picture  Archiving  and  Communication  System）が導入されている場合、各装置は、ＤＩＣＯＭ（Digital  Imaging  and  Communications  in  Medicine）規格に則って、医用画像等を相互に送受信する。
【００１１】
かかる画像処理システム１においては、Ｘ線診断装置２００及び超音波診断装置３００が、それぞれの技師の操作に応じてＸ線画像及び超音波画像を収集する。そして、画像処理装置１００が、Ｘ線画像に位置合わせされた超音波画像を表示することで、医師は、ＣＲＴにおいて、超音波診断装置で計画した留置位置に正確に電極をおくことが可能となる。
【００１２】
画像保管装置４００は、医用画像を保管するデータベースである。具体的には、第１の実施形態に係る画像保管装置４００は、Ｘ線診断装置２００から送信されたＸ線画像や、超音波診断装置３００から送信された超音波画像などを記憶部に格納し、これを保管する。すなわち、第１の実施形態に係る画像処理装置１００は、Ｘ線診断装置２００及び超音波診断装置３００から直接画像データを受信する場合でもよく、或いは、画像保管装置４００に一旦保管された画像を取得する場合でもよい。
【００１３】
まず、第１の実施形態に係るＸ線診断装置２００の構成について説明する。図２は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置２００の構成の一例を示す図である。図２に示すように、第１の実施形態に係るＸ線診断装置２００は、Ｘ線高電圧装置２１１と、Ｘ線管２１２と、Ｘ線絞り装置２１３と、天板２１４と、Ｃアーム２１５と、Ｘ線検出器２１６とを備える。また、第１の実施形態に係るＸ線診断装置２００は、Ｃアーム回転・移動機構２１７と、天板移動機構２１８と、Ｃアーム・天板機構制御部２１９と、絞り制御部２２０と、システム制御部２２１と、入力部２２２と、表示部２２３とを備える。また、第１の実施形態に係るＸ線診断装置２００は、画像データ生成部２２４と、画像データ記憶部２２５と、画像処理部２２６とを備える。
【００１４】
Ｘ線高電圧装置２１１は、システム制御部２２１による制御の下、高電圧を発生し、発生した高電圧をＸ線管２１２に供給する。Ｘ線管２１２は、Ｘ線高電圧装置２１１から供給される高電圧を用いて、Ｘ線を発生する。
【００１５】
Ｘ線絞り装置２１３は、絞り制御部２２０による制御の下、Ｘ線管２１２が発生したＸ線を、被検体Ｐの関心領域に対して選択的に照射されるように絞り込む。例えば、Ｘ線絞り装置２１３は、スライド可能な４枚の絞り羽根を有する。Ｘ線絞り装置２１３は、絞り制御部２２０による制御の下、これらの絞り羽根をスライドさせることで、Ｘ線管２１２が発生したＸ線を絞り込んで被検体Ｐに照射させる。天板２１４は、被検体Ｐを載せるベッドであり、図示しない寝台の上に配置される。なお、被検体Ｐは、Ｘ線診断装置２００に含まれない。
【００１６】
Ｘ線検出器２１６は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。例えば、Ｘ線検出器２１６は、マトリックス状に配列された検出素子を有する。各検出素子は、被検体Ｐを透過したＸ線を電気信号に変換して蓄積し、蓄積した電気信号を画像データ生成部２２４に送信する。
【００１７】
Ｃアーム２１５は、Ｘ線管２１２、Ｘ線絞り装置２１３及びＸ線検出器２１６を保持する。Ｘ線管２１２及びＸ線絞り装置２１３とＸ線検出器２１６とは、Ｃアーム２１５により被検体Ｐを挟んで対向するように配置される。
【００１８】
Ｃアーム回転・移動機構２１７は、Ｃアーム２１５を回転及び移動させるための機構であり、天板移動機構２１８は、天板２１４を移動させるための機構である。Ｃアーム・天板機構制御部２１９は、システム制御部２２１による制御の下、Ｃアーム回転・移動機構２１７及び天板移動機構２１８を制御することで、Ｃアーム２１５の回転や移動、天板２１４の移動を調整する。絞り制御部２２０は、システム制御部２２１による制御の下、Ｘ線絞り装置２１３が有する絞り羽根の開度を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の照射範囲を制御する。
【００１９】
画像データ生成部２２４は、Ｘ線検出器２１６によってＸ線から変換された電気信号を用いて画像データを生成し、生成した画像データを画像データ記憶部２２５に格納する。例えば、画像データ生成部２２４は、Ｘ線検出器２１６から受信した電気信号に対して、電流・電圧変換やＡ（Analog）／Ｄ（Digital）変換、パラレル・シリアル変換を行い、画像データを生成する。
【００２０】
画像データ記憶部２２５は、画像データ生成部２２４によって生成された画像データを記憶する。画像処理部２２６は、画像データ記憶部２２５が記憶する画像データに対して各種画像処理を行う。画像処理部２２６による画像処理については後に詳述する。
【００２１】
入力部２２２は、Ｘ線診断装置２００を操作する医師や技師などの操作者から各種指示を受け付ける。例えば、入力部２２２は、マウス、キーボード、ボタン、トラックボール、ジョイスティックなどを有する。入力部２２２は、操作者から受け付けた指示を、システム制御部２２１に転送する。例えば、入力部２２２は、Ｘ線診断装置２００の電源をＯＮの状態にするための指示を受付ける。
【００２２】
表示部２２３は、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）や、画像データ記憶部２２５が記憶する画像データなどを表示する。例えば、表示部２２３は、モニタを有する。なお、表示部２２３は、複数のモニタを有してもよい。
【００２３】
システム制御部２２１は、Ｘ線診断装置２００全体の動作を制御する。例えば、システム制御部２２１は、入力部２２２から転送された操作者の指示に従ってＸ線高電圧装置２１１を制御し、Ｘ線管２１２に供給する電圧を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量やＯＮ／ＯＦＦを制御する。また、例えば、システム制御部２２１は、操作者の指示に従ってＣアーム・天板機構制御部２１９を制御し、Ｃアーム２１５の回転や移動、天板２１４の移動を調整する。また、例えば、システム制御部２２１は、操作者の指示に従って絞り制御部２２０を制御し、Ｘ線絞り装置２１３が有する絞り羽根の開度を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の照射範囲を制御する。
【００２４】
また、システム制御部２２１は、操作者の指示に従って、画像データ生成部２２４による画像データ生成処理や、画像処理部２２６による画像処理、あるいは解析処理などを制御する。また、システム制御部２２１は、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩや画像データ記憶部２２５が記憶する画像などを、表示部２２３のモニタに表示するように制御する。
【００２５】
次に、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成について、図３を用いて説明する。図３は、第１の実施形態に係る超音波診断装置３００の構成を説明するための図である。図３に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置３００は、装置本体３１０と、超音波プローブ３２０と、入力装置３３０と、モニタ３４０と、トランスミッター３５１と、位置センサー３５２と、制御装置３５３と、心電計３６０とを有する。
【００２６】
超音波プローブ３２０は、複数の圧電振動子を有し、これら複数の圧電振動子は、後述する装置本体３１０が有する送受信部３１１から供給される駆動信号に基づき超音波を発生し、さらに、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３２０は、圧電振動子に設けられる整合層と、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などを有する。例えば、超音波プローブ３２０は、セクタ型、リニア型又はコンベックス型などの超音波プローブである。
【００２７】
超音波プローブ３２０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、反射波信号として超音波プローブ３２０が有する複数の圧電振動子にて受信される。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など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。
【００２８】
なお、本実施形態は、１次元超音波プローブの複数の圧電振動子を機械的に揺動する超音波プローブ３２０や複数の圧電振動子が格子状に２次元で配置された２次元超音波プローブである超音波プローブ３２０により、被検体Ｐを３次元でスキャンする。
【００２９】
入力装置３３０は、トラックボール、スイッチ、ボタン、タッチコマンドスクリーンなどを有し、超音波診断装置３００の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体３１０に対して受け付けた各種設定要求を転送する。例えば、入力装置３３０は、超音波画像と、Ｘ線画像などとの位置合わせに係る各種操作を受付ける。
【００３０】
モニタ３４０は、超音波診断装置３００の操作者が入力装置３３０を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）を表示したり、装置本体３１０において生成された超音波画像とＸ線ＣＴ画像などとを並列表示したりする。
【００３１】
トランスミッター３５１は、基準信号を送信する。具体的には、トランスミッター３５１は、任意の位置に配置され、自装置を中心として外側に向かって磁場を形成する。位置センサー３５２は、基準信号を受信することにより、３次元空間上の位置情報を取得する。具体的には、位置センサー３５２は、超音波プローブ３２０の表面に装着され、トランスミッター３５１によって形成された３次元の磁場を検出して、検出した磁場の情報を信号に変換して、制御装置３５３に出力する。心電計３６０は、装置本体３１０と接続され、超音波走査が行なわれる被検体Ｐの心電図（ＥＣＧ：  Electrocardiogram）を取得する。心電計３６０は、取得した心電図を装置本体３１０に送信する。
【００３２】
制御装置３５３は、位置センサー３５２から受信した信号に基づいて、トランスミッター３５１を原点とする空間における位置センサー３５２の座標及び向きを算出し、算出した座標及び向きを後述する装置本体３１０の制御部３１６に出力する。なお、被検体Ｐの診断は、超音波プローブ３２０に装着された位置センサー３５２が、トランスミッター３５１の磁場を正確に検出することが可能な磁場エリア内で行われる。なお、本実施形態においては、位置情報を取得するセンサーとして磁気センサーを用いる場合について説明するが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、磁気センサーの代わりに、赤外線センサーや、光学センサー、カメラなどを用いる場合であってもよい。
【００３３】
装置本体３１０は、超音波プローブ３２０が受信した反射波に基づいて超音波画像を生成する装置であり、図３に示すように、送受信部３１１と、Ｂモード処理部３１２と、ドプラ処理部３１３と、画像生成部３１４と、画像メモリ３１５と、制御部３１６と、内部記憶部３１７と、インターフェース部３１８と、ボリュームデータ処理部３１９とを有する。
【００３４】
送受信部３１１は、トリガ発生回路、遅延回路およびパルサ回路などを有し、超音波プローブ３２０に駆動信号を供給する。パルサ回路は、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。また、遅延回路は、超音波プローブ３２０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、パルサ回路が発生する各レートパルスに対し与える。また、トリガ発生回路は、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ３２０に駆動信号（駆動パルス）を印加する。すなわち、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、圧電振動子面からの送信方向を任意に調整する。
【００３５】
また、送受信部３１１は、アンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、加算器などを有し、超音波プローブ３２０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ない、Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換して受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与え、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なって反射波データを生成する。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。
【００３６】
このように、送受信部３１１は、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、送受信部３１１は、後述する制御部３１６の制御により、遅延情報、送信周波数、送信駆動電圧、開口素子数などを瞬時に変更可能な機能を有している。特に、送信駆動電圧の変更においては、瞬時に値を切り替えることが可能であるリニアアンプ型の発振回路、又は、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。また、送受信部３１１は、１フレームもしくはレートごとに、異なる波形を送信して受信することも可能である。
【００３７】
Ｂモード処理部３１２は、送受信部３１１からゲイン補正処理、Ａ／Ｄ変換処理および加算処理が行なわれた処理済み反射波信号である反射波データを受信し、対数増幅、包絡線検波処理などを行なって、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。 
【００３８】
ドプラ処理部３１３は、送受信部３１１から受信した反射波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、造影剤エコー成分を抽出し、平均速度、分散、パワーなどの移動体情報を多点について抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。
【００３９】
画像生成部３１４は、Ｂモード処理部３１２が生成したＢモードデータや、ドプラ処理部３１３が生成したドプラデータから、超音波画像を生成する。具体的には、画像生成部３１４は、超音波スキャンの走査線信号列を、テレビなど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）することで、Ｂモードデータやドプラデータから表示用の超音波画像（Ｂモード画像やドプラ画像）を生成する。
【００４０】
画像メモリ３１５は、画像生成部３１４によって生成された造影像や組織像などの画像データを記憶する。また、画像メモリ３１５は、後述する画像生成部３１４による処理結果を記憶する。さらに、画像メモリ３１５は、送受信部３１１を経た直後の出力信号（ＲＦ：Radio Frequency）や画像の輝度信号、種々の生データ、ネットワークを介して取得した画像データなどを必要に応じて記憶する。画像メモリ３１５が記憶する画像データのデータ形式は、後述する制御部３１６によりモニタ３４０に表示されるビデオフォーマット変換後のデータ形式であっても、Ｂモード処理部３１２及びドプラ処理部３１３によって生成されたＲａｗデータである座標変換前のデータ形式でもよい。
【００４１】
制御部３１６は、超音波診断装置３００における処理全体を制御する。具体的には、制御部３１６は、入力装置３３０を介して操作者から入力された各種設定要求や、内部記憶部３１７から読込んだ各種制御プログラムおよび各種設定情報に基づき、送受信部３１１、Ｂモード処理部３１２、ドプラ処理部３１３および画像生成部３１４の処理を制御したり、画像メモリ３１５が記憶する超音波画像などをモニタ３４０にて表示するように制御したりする。また、制御部３１６は、例えば、ＤＩＣＯＭ（Digital  Imaging  and  Communications  in  Medicine）規格に則って、他のモダリティ（例えば、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置など）の３次元画像データ（ボリュームデータ）を、ネットワークを介して送受信する。
【００４２】
内部記憶部３１７は、超音波送受信、画像処理および表示処理を行なうための制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見など）や、診断プロトコルなどの各種データを記憶する。さらに、内部記憶部３１７は、必要に応じて、画像メモリ３１５が記憶する画像の保管などにも使用される。
【００４３】
インターフェース部３１８は、入力装置３３０、制御装置３５３と装置本体３１０との間での各種情報のやり取りを制御するインターフェースである。例えは、インターフェース部３１８は、制御部３１６に対する制御装置３５３が取得した位置情報の転送を制御する。
【００４４】
ボリュームデータ処理部３１９は、ストレイン解析に係る各種処理を実行する。具体的には、３Ｄ  Ｗａｌｌ  Ｍｏｔｉｏｎ  Ｔｒａｃｋｉｎｇにより、心臓における興奮伝播の様相が描出された画像を生成する。ここで、第１の実施形態に係る超音波診断装置３００は、まず、被検体Ｐの心臓のボリュームデータを生成する。一例を挙げると、第１の実施形態に係る超音波診断装置３００は、被検体Ｐの心臓の左心室（ＬＶ：Left  Ventricular）を１心拍以上の期間にわたり時系列に沿って撮影した複数のボリュームデータ（ボリュームデータ群）を生成する。
【００４５】
ボリュームデータ処理部３１９は、被検体Ｐの心臓を超音波で３次元走査することで生成された時系列に沿ったボリュームデータ群それぞれから、心壁の運動に関する運動情報を生成する。具体的には、ボリュームデータ処理部３１９は、ボリュームデータ間のパターンマッチングにより、運動情報を生成する。より具体的には、ボリュームデータ処理部３１９は、各ボリュームデータに描出された心筋組織に設定された追跡点をスペックルパターンに基づいて追跡することで、各追跡点の移動ベクトルを算出する。そして、ボリュームデータ処理部３１９は、各追跡点の移動ベクトルを用いて、局所的な心筋の動きを示す運動情報を生成する。換言すると、ボリュームデータ処理部３１９は、３次元のスペックルトラッキングを行なって、運動情報を生成する。一例を挙げると、ボリュームデータ処理部３１９は、運動情報として、心臓組織の局所的な面積の変化率を生成する。
【００４６】
図４は、第１の実施形態に係るボリュームデータ処理部３１９による処理結果の一例を示す図である。例えば、ボリュームデータ処理部３１９は、図４の左側に示すように、Polar-map像に対して、特異領域を「時相保持型の表示方法」により重畳させた重畳画像を生成することができる。なお、図４に示す「ant-sept」は、前壁中隔であり、「ant」は、前壁であり、「lat」は、側壁であり、「post」は、後壁であり、「inf」は、下壁であり、「sept」は、中隔である。
【００４７】
また、ボリュームデータ処理部３１９は、図４の下側に示すように、時相保持型の重畳画像とともに、心電波形と、１６分画ごとの平均運動情報（平均面積変化率）の時間変化曲線のグラフとを合成することもできる。図４では、１６分画それぞれの平均面積変化率の時間変化曲線を実線で示している。ただし、実際には、ボリュームデータ処理部３１９は、各平均運動情報の時間変化曲線がどの分画に対応するものであるか判別可能なように、１６分画それぞれの平均運動情報の時間変化曲線を分画ごとに割り当てられた色調で着色する。
【００４８】
また、ボリュームデータ処理部３１９は、ボリュームデータから、短軸断面や、長軸断面の複数のＭＰＲ画像を生成する。図４に示す一例では、ボリュームデータ処理部３１９は、領域Ａにおいて、心尖部四腔像の左心室心壁上に、特異領域を時相保持型で重畳させた画像を配置した合成画像を生成している。また、図４に示す一例では、ボリュームデータ処理部３１９は、領域Ｂにおいて、心尖部二腔像の左心室心壁上に、特異領域を時相保持型で重畳させた画像を配置した合成画像を生成している。 
【００４９】
また、図４に示す一例では、ボリュームデータ処理部３１９は、領域Ｃ３において、心尖部に近い短軸断面画像の左心室心壁上に、特異領域を時相保持型で重畳させた画像を配置した合成画像を生成している。また、図４に示す一例では、ボリュームデータ処理部３１９は、領域Ｃ５において、心尖部に近い短軸断面画像の左心室心壁上に、特異領域を時相保持型で重畳させた画像を配置した合成画像を生成している。また、図４に示す一例では、ボリュームデータ処理部３１９は、領域Ｃ７において、心尖部と心基部との中間に位置する短軸断面画像の左心室心壁上に、特異領域を時相保持型で重畳させた画像を配置した合成画像を生成している。また、図４に示す一例では、ボリュームデータ処理部３１９は、領域Ｃ７において、心基部に近い短軸断面画像の左心室心壁上に、特異領域を時相保持型で重畳させた画像を配置した合成画像を生成している。 
【００５０】
なお、図４に示す一例では、カラーバー及び心電波形とともに、各種の運動情報の値がテーブルとして表示されている。図４に示すＥＤＶは、拡張末期（ＥＤ:  end  diastole）時相での心内腔の体積である。図４に示す一例では、ＥＤＶが「１５６．０１ｍＬ」であり、拡張末期（基準時相）の時間が「０ｍｓｅｃ」であることが示されている。また、図４に示すＥＳＶは、収縮末期（ＥＳ：end  systole）時相での心内腔の体積である。図４に示す一例では、ＥＳＶが「１０９．２０ｍＬ」であり、収縮末期の時間が「４２２ｍｓｅｃ」であることが示されている。 
【００５１】
また、図４に示すＥＦは、ＥＤＶ及びＥＳＶから定義される駆出率である。図４に示す一例では、ＥＦが「３０．０１％」であることが示されている。また、図４に示す「１．０５×ＭＶ」は、心筋の体積（ＭＶ）に平均的な心筋密度値である「１．０５ｇ／ｍＬ」を乗算することで求められる「心筋重量（ｇ）」である。図４に示す一例では、「１．０５×ＭＶ」が「１４０．６６ｇ」であることが示されている。また、図４に示す一例では、「１４０．６６ｇ」が左心室の心筋の体積から推定されたものであることを表す「ｅｓｔ．ＬＶ  ＭＡＳＳ」が示されている。
【００５２】
ボリュームデータ処理部３１９は、運動情報として、局所的な面積の変化率（Area  change）の時間変化率（Area  change  rate）を算出しても良い。すなわち、ボリュームデータ処理部３１９は、局所的な面積の変化率の時間微分値を推定することで、面積変化率の時間変化率を算出しても良い。かかる場合には、ボリュームデータ処理部３１９は、図５Ａに示すように、所定の値を閾値として、閾値に到達した時刻ごとに色を割り当てるように重畳画像の色調を変化させる。なお、図５Ａは、第１の実施形態に係るボリュームデータ処理部３１９による処理の一例を説明するための図である。
【００５３】
図５Ｂは、第１の実施形態に係るボリュームデータ処理部３１９によって生成される画像の一例を示す図である。ここで、図５Ｂにおいては、心臓における興奮伝播の様相が描出された画像を示す。具体的には、図５Ｂにおいては、ＮＯＭＡＬ（健常）及びＣＬＢＢＢ（完全左脚ブロック）について、サーフェスレンダリング画像に色調を重畳した重畳画像と、Polar-map像に対して色調を重畳させた重畳画像とを示す。ここで、ＣＬＢＢＢにおいて、非同期部位（Ｌａｔｅｓｔ  Ｓｉｔｅ）が示されている。
【００５４】
ＣＲＴにおいては、図５Ｂに示す重畳画像から非同期部位を特定し、造影剤を用いたＸ線画像を参照して、非同期部位に最も近い静脈に電極（ペーシングリード：Pacing  Lead）が留置される。このとき、Ｘ線画像においては、非同期部位の正確な位置が示されているわけではないため、医師は、勘を頼りに手技を行う場合もあり、誤った位置に電極を留置してしまう場合もある。そこで、本実施形態に係る画像処理装置１００では、Ｘ線画像における非同期部位に超音波の重畳画像を重畳して表示させることで、電極を正確に留置させることを可能とするとともに、その位置合わせを自動で行わせる。
【００５５】
図６は、第１の実施形態に係る画像処理装置１００の構成の一例を示す図である。図６に示すように、画像処理装置１００は、入力部１１０と、表示部１２０と、通信部１３０と、記憶部１４０と、制御部１５０とを有する。例えば、画像処理装置１００は、ワークステーションや、任意のパーソナルコンピュータなどであり、Ｘ線診断装置２００や、超音波診断装置３００、画像保管装置４００などとネットワークを介して接続される。
【００５６】
入力部１１０は、マウス、キーボード、トラックボール等であり、画像処理装置１００に対する各種操作の入力を操作者（例えば、読影医など）から受け付ける。具体的には、入力部１１０は、Ｘ線画像や、超音波画像を取得するための情報の入力などを受け付ける。
【００５７】
表示部１２０は、モニタとしての液晶パネル等であり、各種情報を表示する。具体的には、表示部１２０は、操作者から各種操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）や、後述する制御部１５０による処理結果となるＸ線画像と超音波画像との重畳画像を表示する。通信部１３０は、ＮＩＣ（Network  Interface  Card）等であり、他の装置との間で通信を行う。
【００５８】
記憶部１４０は、例えば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、フラッシュメモリ（Flash  Memory）等の半導体メモリ素子、又は、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置などであり、Ｘ線画像や、超音波画像などを記憶する。
【００５９】
制御部１５０は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）やＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）等の電子回路、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）やＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）等の集積回路であり、画像処理装置１００の全体制御を行なう。
【００６０】
また、制御部１５０は、図６に示すように、例えば、取得部１５１と、特定部１５２と、表示制御部１５３とを有する。取得部１５１は、Ｘ線診断装置２００によって被検体Ｐが撮影される撮影空間と、被検体Ｐに対して超音波プローブ３２０が走査される走査空間との相対位置の情報を取得する。具体的には、取得部１５１は、Ｘ線診断装置２００によって撮影されたＸ線画像、又は超音波プローブ３２０によって走査された超音波画像に描出された所定の物体と、走査空間における超音波プローブ３２０の位置情報とに基づいて、相対位置の情報を取得する。より具体的には、取得部１５１は、Ｘ線診断装置２００の寝台上に載置され、１方向から撮影された超音波プローブ３２０のＸ線画像と、走査空間における超音波プローブ３２０の位置情報とに基づいて、相対位置の情報を取得する。
【００６１】
図７Ａは、第１の実施形態に係る取得部１５１による処理の一例を説明するための図である。図７Ａについては、Ｘ線診断装置２００による超音波プローブ３２０の撮影を示す。例えば、取得部１５１は、図７Ａに示すように、寝台に載置された超音波プローブ３２０が１方向から撮影されたＸ線画像と、そのときの撮影条件の情報を取得する。ここで、取得部１５１は、撮影条件として、超音波プローブ３２０が撮影されたときのアームの保持装置の天井走行位置や、寝台の高さ、ＳＩＤ（Ｘ線源受像面間距離）、ＦＯＶ（視野サイズ）などを取得する。
【００６２】
そして、取得部１５１は、取得したＸ線画像に描出された超音波プローブ３２０の位置と撮影条件とから、Ｘ線画像の撮影空間における超音波プローブ３２０の位置情報（座標）を取得する。以下、Ｘ線画像の撮影空間における座標をＸ線座標系と記す。例えば、取得部１５１は、図７Ａに示すように、Ｘ線座標系における超音波プローブ３２０の先端位置の座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を取得する。ここで、取得部１５１は、例えば、Ｘ線画像に描出された圧電振動子や基板などをパターンマッチングにより抽出し、抽出した各部品から超音波プローブ３２０の先端位置の座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を取得する。
【００６３】
次に、取得部１５１は、Ｘ線画像が撮影された位置に対応する超音波座標系の座標を取得する。すなわち、取得部１５１は、Ｘ線画像が撮影された位置において、位置センサー３５２によって取得された座標（ｘ２，ｙ２，ｚ２）を取得する。これにより、取得部１５１は、Ｘ線座標系と超音波座標系との対応する位置情報（相対位置の情報）を取得することとなる。
【００６４】
図６に戻って、特定部１５２は、取得部１５１によって取得された相対位置の情報に基づいて、撮影空間における超音波プローブ３２０によって走査された位置と略同一位置を特定する。図７Ｂ及び図７Ｃは、第１の実施形態に係る特定部１５２による処理の一例を説明するための図である。例えば、特定部１５２は、図７Ｂに示すように、超音波プローブ３２０によって非同期部位の位置が特定された時点での超音波プローブ３２０のスキャン領域の座標を、超音波座標系における超音波プローブ３２０の先端の座標（ｘ２，ｙ２，ｚ２）を基準とした座標（ｘ２＋ａ，ｙ２＋ｂ，ｚ２＋ｃ）、（ｘ２＋ｄ，ｙ２＋ｅ，ｚ２＋ｆ）、（ｘ２＋ｇ，ｙ２＋ｈ，ｚ２＋ｉ）として算出する。また、特定部１５２は、その他の頂点についても同様に算出する。
【００６５】
そして、特定部１５２は、算出した各座標について、図７Ｃに示すように、Ｘ線座標系における超音波プローブ３２０の最初の先端位置の座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を基準とした座標で算出する。すなわち、特定部１５２は、超音波座標系における先端の座標（ｘ２，ｙ２，ｚ２）と、Ｘ線座標系における先端の座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）とから変換係数を算出する。そして、特定部１５２は、非同期部位の位置が特定された時点での各座標に対して、算出した変換係数を掛けることにより、Ｘ線座標系における非同期部位の位置を特定する。このとき、特定部１５２は、回転角度や拡大率なども算出することとなる。
【００６６】
図６に戻って、表示制御部１５３は、Ｘ線診断装置２００によって撮影されたＸ線画像における特定部１５２によって特定された略同一位置に、超音波プローブ３２０によって走査された位置の走査対象を重畳した重畳画像を表示部１２０にて表示させる。具体的には、表示制御部１５３は、医師が電極を留置するために参照するＸ線画像における特定部１５２によって特定された位置に、超音波診断装置３００によって生成された非同期部位が異なる色調で示された重畳画像をさらに重畳させて表示部１２０に表示させる。
【００６７】
図８は、第１の実施形態に係る表示制御部１５３の制御によって表示される表示画像の一例を示す図である。例えば、表示制御部１５３は、図８に示すように、表示部１２０にＸ線画像の上に非同期部位の位置を示す超音波画像を重畳させた表示画像を表示させる。これにより、医師は、Ｘ線画像における非同期部位の正確な位置を把握することができ、電極を正確な位置に留置することが可能になる。
【００６８】
上記した例では、Ｘ線座標系における超音波プローブ３２０の位置情報を取得する場合に、超音波プローブ３２０を１方向から撮影し、撮影した画像と、撮影条件とから位置情報（ＸＹＺの３軸の座標情報）を取得する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、種々の実施形態を適用することができる。
【００６９】
例えば、超音波プローブ３２０を２方向から撮影してもよい。かかる場合には、取得部１５１は、Ｘ線診断装置２００によって２方向から撮影された超音波プローブ３２０のＸ線画像と、走査空間における超音波プローブ３２０の位置情報とに基づいて、相対位置の情報を取得する。具体的には、取得部１５１は、２枚のＸ線画像からＸＹＺの３軸の座標を取得する。すなわち、取得部１５１は、２枚の画像それぞれから得られる２軸の座標情報を用いて３軸目の座標を算出する。
【００７０】
また、例えば、超音波プローブ３２０のボリュームデータを収集して、収集したボリュームデータから超音波プローブ３２０のＸＹＺの３軸の座標情報を取得してもよい。かかる場合には、取得部１５１は、Ｘ線診断装置２００によって多方向から撮影されることで生成された超音波プローブ３２０の３次元データと、走査空間における超音波プローブ３２０の位置情報とに基づいて、相対位置の情報を取得する。
【００７１】
また、例えば、超音波プローブ３２０にスキャンされうる物質を、例えば、寝台に埋め込んでおき、それを用いてもよい。かかる場合には、取得部１５１は、Ｘ線診断装置３００の寝台の所定の位置に予め設置された超音波プローブ３２０によって走査可能な物体と、走査空間における超音波プローブ３２０の位置情報とに基づいて、相対位置の情報を取得する。すなわち、Ｘ線座標系での走査可能な物体を設置した位置の座標と、当該物体をスキャンした際の超音波座標系とを用いて、位置合わせを実行する。
【００７２】
次に、第１の実施形態に係る画像処理装置１００の処理の手順について説明する。図９は、第１の実施形態に係る画像処理装置１００による処理の手順を示すフローチャートである。
【００７３】
図９に示すように、第１の実施形態に係る画像表示装置１００においては、Ｘ線診断装置２００が、超音波プローブ３２０のＸ線画像を取得する（ステップＳ１０１）。そして、取得部１５１は、Ｘ線座標系における超音波プローブ３２０の先端の座標を特定する（ステップＳ１０２）。
【００７４】
さらに、取得部１５１は、超音波座標系における超音波プローブ３２０の先端の座標を特定する（ステップＳ１０３）。その後、超音波診断装置３００において、非同期部位の位置を特定するための超音波画像が収集され（ステップＳ１０４）、非同期部位が特定される。
【００７５】
そして、特定部１５２は、超音波座標系における関心部位（非同期部位）の座標を特定する（ステップＳ１０５）。その後、特定部１５２は、Ｘ線座標系における超音波プローブ３２０の座標と、超音波座標系における超音波プローブ３２０の先端の座標とから、変換係数を算出する（ステップＳ１０６）。
【００７６】
続いて、特定部１５２は、算出した変換係数を用いて、超音波座標系における関心部位（非同期部位）の座標をＸ線座標系における座標に変換する（ステップＳ１０７）。その後、表示制御部１５３が、Ｘ線画像上における非同期部位の位置に、非同期部位を示す超音波画像を重畳させた重畳画像を表示させて（ステップＳ１０８）、処理を終了する。
【００７７】
上述したように、第１の実施形態によれば、取得部１５１は、Ｘ線診断装置２００によって被検体Ｐが撮影される撮影空間と、被検体Ｐに対して超音波プローブ３２０が走査される走査空間との相対位置の情報を取得する。そして、特定部１５２は、取得部１５１によって取得された相対位置の情報に基づいて、撮影空間における超音波プローブ３２０によって走査された位置と略同一位置を特定する。従って、第１の実施形態に係る画像処理装置１００は、Ｘ線画像上の非同期部位を自動で正確に特定することができ、Ｘ線画像における非同期部位の正確な位置情報を容易に得ることを可能にする。その結果、画像処理装置１００は、電極の留置を正確に実行させることを可能にする。
【００７８】
また、第１の実施形態によれば、取得部１５１は、Ｘ線診断装置２００によって撮影されたＸ線画像、又は超音波プローブ３２０によって走査された超音波画像に描出された所定の物体と、走査空間における超音波プローブ３２０の位置情報とに基づいて、相対位置の情報を取得する。従って、第１の実施形態に係る画像処理装置１００は、画像を撮影するだけで、自動で位置合わせを実行することができ、手間を掛けることなく、Ｘ線画像における非同期部位の正確な位置情報を容易に得ることを可能にする。
【００７９】
また、第１の実施形態によれば、取得部１５１は、Ｘ線診断装置２００の寝台上に載置され、１方向から撮影された超音波プローブ３２０のＸ線画像と、走査空間における超音波プローブ３２０の位置情報とに基づいて、相対位置の情報を取得する。従って、第１の実施形態に係る画像処理装置１００は、容易に相対位置を取得することができる。
【００８０】
また、第１の実施形態によれば、取得部１５１は、Ｘ線診断装置２００によって２方向から撮影された超音波プローブのＸ線画像と、走査空間における超音波プローブ３２０の位置情報とに基づいて、相対位置の情報を取得する。従って、第１の実施形態に係る画像処理装置１００は、超音波プローブ３２０の場所を寝台上に限定することなく容易に相対位置を取得することができる。
【００８１】
また、第１の実施形態によれば、取得部１５１は、Ｘ線診断装置２００によって多方向から撮影されることで生成された超音波プローブ３２０の３次元データと、走査空間における超音波プローブ３２０の位置情報とに基づいて、相対位置の情報を取得する。３次元データは、Ｘ線診断装置２００から得られた画像データを元に生成されているため、３次元データ内の超音波プローブの位置をＸ線座標系に変換するための情報を十分に有している。従って、第１の実施形態に係る画像処理装置１００は、より細かい位置情報を取得することができる。
【００８２】
また、第１の実施形態によれば、取得部１５１は、Ｘ線診断装置２００の寝台の所定の位置に予め設置された超音波プローブ３２０によって走査可能な物体と、走査空間における超音波プローブ３２０の位置情報とに基づいて、相対位置の情報を取得する。従って、第１の実施形態に係る画像処理装置１００は、予めＸ線画像を撮影することなく、非同期部位を特定するための超音波プローブ３２０の走査に加えたわずかな走査により相対位置の情報を取得することができる。
【００８３】
（第２の実施形態）
これまで第１の実施形態について説明したが、上述した第１の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
【００８４】
上述した第１の実施形態では、超音波プローブ３２０のＸ線画像、或いは、寝台上の物質の超音波画像を用いて、Ｘ線座標系と超音波座標系とを紐つける場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、位置センサーを用いる場合であってもよい。かかる場合には、まず、Ｘ線診断装置２００の所定の位置に位置センサーを設置する。ここで、位置センサーの位置は、トランスミッター３５１によって発生する磁界の中であり、金属からなる他の部品が近くにない位置が好ましい。
【００８５】
すなわち、新たに設置した位置センサーが取得して、制御装置３５３に送信する位置情報は、Ｘ線座標系では既知の座標である。従って、特定部１５２は、新たに設置した位置センサーによって取得された超音波座標系の座標と、既知であるＸ線座標系における座標とから変換係数を算出して、算出した変換係数を用いて、位置を特定する。
【００８６】
また、例えば、ジグを用いる場合であってもよい。かかる場合には、取得部１５１は、Ｘ線診断装置２００の所定の位置に設けられた超音波プローブ３２０の固定場と、走査空間における超音波プローブ３２０の位置情報とに基づいて、相対位置の情報を取得する。ここで、ジグとは、超音波プローブ３２０を固定するための道具をさす。
【００８７】
すなわち、Ｘ線診断装置２００の所定の場所に超音波プローブ３２０を固定するための固定場を新たに設ける。そして、位置合わせを行う前に、固定場に超音波プローブ３２０を固定して、そのときの超音波座標系における超音波プローブ３２０の座標を取得する。特定部１５２は、取得した座標と、固定場の座標とから変換係数を算出して、算出した変換係数を用いて、位置を特定する。
【００８８】
走査空間における超音波プローブ３２０の位置情報は制御装置３５３と超音波プローブ３２０との相対的な位置関係により決まるので、ジグを用いる場合は、制御装置３５３の位置が不変であるならば、超音波座標系における超音波プローブ３２０の座標は常に同じである。このことを利用して、制御装置３５３の位置を固定できる場合は、過去に取得した超音波座標系における超音波プローブ３２０の座標を流用することができる。
【００８９】
また、上述した実施形態では、画像処理装置１００が、Ｘ線画像上の非同期部位を特定して、特定した位置に超音波画像を重畳させる場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、上述した画像処理装置１００をＸ線診断装置２００が有する場合であってもよい。すなわち、Ｘ線診断装置２００のシステム制御部２２１が、上述した取得部１５１、特定部１５２、表示制御部１５３を備え、上述した処理を実行するようにしてもよい。
【００９０】
以上述べた少なくともひとつの実施形態の画像処理装置によれば、Ｘ線画像における非同期部位の正確な位置情報を容易に得ることが可能となる。
【００９１】
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。
【符号の説明】
【００９２】
１００  画像処理装置
１１０  入力部
１２０  表示部
１５０  制御部
１５１  取得部
１５２  特定部
１５３  表示制御部
２００  Ｘ線診断装置
３００  超音波診断装置
【図１】
2014061061.tif 000003
【図２】
2014061061.tif 000004
【図３】
2014061061.tif 000005
【図６】
2014061061.tif 000006
【図７Ａ】
2014061061.tif 000007
【図７Ｂ】
2014061061.tif 000008
【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
2014061061.tif 000014