(57)【要約】  本開示に係る画像処理装置は、体表面から心臓の画像を撮像可能な撮像部と、前記心臓内に挿入される管状部材の外径情報を取得する取得部と、前記取得部が取得した前記外径情報に基づいて、前記画像における前記管状部材の輪郭を補正する画像処理部と、を備える。
2018212248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体表面から心臓の画像を撮像可能な撮像部と、
前記心臓内に挿入される管状部材の外径情報を取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記外径情報に基づいて、前記画像における前記管状部材の輪郭を補正する画像処理部と、を備える画像処理装置。
【請求項２】
前記画像処理部は、前記外径情報と前記画像のスケール情報とに基づいて、前記画像における前記管状部材の輪郭を補正する、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記撮像部は、
超音波を発信する超音波発信部と、
超音波を受信する超音波受信部と、
前記超音波受信部が受信した測定情報から前記画像を形成する画像形成部と、を備える、請求項１又は２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記撮像部は、所定時間ごとに前記画像を撮像する、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記画像処理部により補正された前記画像を表示可能な表示部を備える、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記外径情報を前記取得部に入力する入力部を備える、請求項１乃至５のいずれか１つに記載の画像処理装置。
【請求項７】
ユーザーによる操作を受け付ける操作部を備え、
前記入力部は、前記操作部が受け付けた前記外径情報を前記取得部に入力する、請求項６に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記外径情報を記憶する記憶部を備え、
前記入力部は、前記記憶部が記憶する前記外径情報を前記取得部に入力する、請求項６に記載の画像処理装置。
【請求項９】
心臓内に挿入される管状部材の外径情報を取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記外径情報に基づいて、体表面から撮像された心臓の画像における前記管状部材の輪郭を補正する画像処理部と、を備える画像処理装置。
【請求項１０】
体表面から心臓の画像を撮像する撮像工程と、
前記心臓内に挿入される管状部材の外径情報を取得する取得工程と、
前記外径情報に基づいて、前記画像における前記管状部材の輪郭を補正する画像処理工程と、を含む画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は画像処理装置及び画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、血管や心臓などの内部に医療用器具を挿入し、体外用３次元超音波診断装置を用いて体内の医療用器具の位置を検出しながら診断や治療を行うことが知られている。特許文献１には、この種の診断を行う医療システムが記載されている。【０００３】
特許文献１に記載の医療システムは、対象体内に挿入されて対象体内の病巣を除去するためのニードルおよびこのニードルに振動を印加する振動印加部を含む医療用器具を備える。また、特許文献１に記載の医療システムは、超音波信号を対象体に送信し、対象体から反射される超音波エコー信号を受信して超音波データを取得する超音波データ取得部を備える。更に、特許文献１に記載の医療システムは、医療用器具および超音波データ取得部に連結され、超音波データを用いて複数の超音波映像を形成し、複数の超音波映像のそれぞれにモーショントラッキングを行ってニードルの位置を検出し、検出されたニードルの位置に基づいて超音波映像の画質を改善させるための映像処理を複数の超音波映像に行うプロセッサを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１０５９４８号公報
【特許文献２】特開２００１−２９９７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
超音波映像を用いればリアルタイムで映像を得ることができるが、超音波映像の場合には、超音波の減衰により、ニードルなどの医療用器具の位置や輪郭を明確に識別することが難しく、超音波映像を確認しながら医療用器具を操作して診断や治療を行うことは困難である。これに対して、特許文献１に記載の医療システムでは、モーショントラッキングを行ってニードルの位置を検出し、検出されたニードルの位置に基づいて超音波映像の画質を改善させるための映像処理を行っている。しかしながら、超音波映像やその基となる画像における医療用器具の輪郭補正の精度については、依然として改良の余地がある。【０００６】
本開示は、画像における医療用器具としての管状部材の輪郭補正の精度を向上可能な画像処理装置及び画像処理方法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】
【０００７】
本開示の第１の態様としての画像処理装置は、体表面から心臓の画像を撮像可能な撮像部と、前記心臓内に挿入される管状部材の外径情報を取得する取得部と、前記取得部が取得した前記外径情報に基づいて、前記画像における前記管状部材の輪郭を補正する画像処理部と、を備える。【０００８】
本開示の１つの実施形態として、前記画像処理部は、前記外径情報と前記画像のスケール情報とに基づいて、前記画像における前記管状部材の輪郭を補正する。【０００９】
本開示の１つの実施形態として、前記撮像部は、超音波を発信する超音波発信部と、超音波を受信する超音波受信部と、前記超音波受信部が受信した測定情報から前記画像を形成する画像形成部と、を備える。【００１０】
本開示の１つの実施形態として、前記撮像部は、所定時間ごとに前記画像を撮像する。【００１１】
本開示の１つの実施形態としての画像処理装置は、前記画像処理部により補正された前記画像を表示可能な表示部を備える。【００１２】
本開示の１つの実施形態としての画像処理装置は、前記外径情報を前記取得部に入力する入力部を備える。【００１３】
本開示の１つの実施形態としての画像処理装置は、ユーザーによる操作を受け付ける操作部を備え、前記入力部は、前記操作部が受け付けた前記外径情報を前記取得部に入力する。【００１４】
本開示の１つの実施形態としての画像処理装置は、前記外径情報を記憶する記憶部を備え、前記入力部は、前記記憶部が記憶する前記外径情報を前記取得部に入力する。【００１５】
本開示の第２の態様としての画像処理装置は、心臓内に挿入される管状部材の外径情報を取得する取得部と、前記取得部が取得した前記外径情報に基づいて、体表面から撮像された心臓の画像における前記管状部材の輪郭を補正する画像処理部と、を備える。【００１６】
本開示の第３の態様としての画像処理方法は、体表面から心臓の画像を撮像する撮像工程と、前記心臓内に挿入される管状部材の外径情報を取得する取得工程と、前記外径情報に基づいて、前記画像における前記管状部材の輪郭を補正する画像処理工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１７】
本開示によれば、画像における医療用器具としての管状部材の輪郭補正の精度を向上可能な画像処理装置及び画像処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本開示の一実施形態としての画像処理装置を示すブロック図である。
【図２】図１の画像処理装置を用いて行う施術の概要を示す概要図である。
【図３】図１の画像処理装置の撮像部により撮像される心臓の３次元画像の一例を示す図である。
【図４】図１に示す画像処理装置により実行される画像処理方法を示すフローチャートである。
【図５】本開示の一実施形態としての画像処理装置セットを示すブロック図である。
【図６】図５に示す画像処理装置セットを用いて行う施術の概要を示す概要図である。
【図７】図５の画像処理装置セットにおける画像処理装置の撮像部により撮像される心臓の３次元画像の一例を示す図である。
【図８】図５の画像処理装置セットにおける画像処理装置により実行される画像処理方法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】
【００１９】
以下、本開示に係る画像処理装置及び画像処理方法の実施形態について図面を参照して説明する。各図において共通する部材・部位には同一の符号を付している。
【００２０】
図１は、本開示に係る画像処理装置の１つの実施形態としての画像処理装置１を示すブロック図である。また、図２は、画像処理装置１を用いて行う施術の概要を示す概要図である。
【００２１】
図２に示すように、本実施形態の画像処理装置１は、血管を通じて心臓内へと医療用器具をデリバリーし、心臓内で所定の診断や治療などの施術を実行する際に、施術中の心臓内の様子をモニタリング可能とするモニタリング装置である。画像処理装置１としてのモニタリング装置は、例えば、大腿動脈ＦＡから大動脈ＡＯ及び大動脈弁ＡＶを通じて左心室ＬＶに挿入される管状部材３１としてのカテーテルの左心室ＬＶ内の位置や輪郭を、体外からモニタリングできるように表示する。医師等の医療従事者は、画像処理装置１としてのモニタリング装置に表示される左心室ＬＶ内の管状部材３１の位置や輪郭を頼りに、この管状部材３１を通じて左心室ＬＶ内にデリバリーされた各種医療用器具を用いて所定の診断や治療などの施術を実行する。
【００２２】
左心室ＬＶ内で実行される所定の治療としては、例えば、心疾患等を治療するために心筋内に各種の治療物質を投与する治療が挙げられる。各種の治療物質としては、細胞の補充、血管新生誘導、心臓壁補強、足場材料、またはアポトーシス・ネクローシスの予防による組織修復あるいは再生などの治療効果が得られる物質が挙げられ、例えば、細胞、薬液又はポリマー等である。治療物質としての細胞は、例えば、生理食塩水等の液体中に分散した細胞懸濁液の状態で心筋内に投与される。
【００２３】
治療物質としての細胞は、例えば、接着細胞（付着性細胞）を含む。接着細胞は、例えば、接着性の体細胞（例えば、心筋細胞、線維芽細胞、上皮細胞、内皮細胞、肝細胞、膵細胞、腎細胞、副腎細胞、歯根膜細胞、歯肉細胞、骨膜細胞、皮膚細胞、滑膜細胞、軟骨細胞など）及び幹細胞（例えば、筋芽細胞、心臓幹細胞などの組織幹細胞、胚性幹細胞、ｉＰＳ（induced pluripotent stem）細胞などの多能性幹細胞、間葉系幹細胞等）などを含む。体細胞は、幹細胞、特にｉＰＳ細胞から分化させた細胞であってもよい。治療物質としての細胞の非限定例としては、例えば、筋芽細胞（例えば、骨格筋芽細胞など）、間葉系幹細胞（例えば、骨髄、脂肪組織、末梢血、皮膚、毛根、筋組織、子宮内膜、胎盤、臍帯血由来の細胞など）、心筋細胞、線維芽細胞、心臓幹細胞、胚性幹細胞、ｉＰＳ細胞、滑膜細胞、軟骨細胞、上皮細胞（例えば、口腔粘膜上皮細胞、網膜色素上皮細胞、鼻粘膜上皮細胞など）、内皮細胞（例えば、血管内皮細胞など）、肝細胞（例えば、肝実質細胞など）、膵細胞（例えば、膵島細胞など）、腎細胞、副腎細胞、歯根膜細胞、歯肉細胞、骨膜細胞、皮膚細胞等が挙げられる。
【００２４】
治療物質としての薬剤は、例えば、タンパク質、プラスミド、遺伝子、成長因子、化学誘因物質、合成ポリペプチド、種々の医薬組成物等が挙げられ、さらには他の治療的に有益な物質を単独で、または任意の組合せで含むこともできる。
【００２５】
治療物質としてのポリマーは、注入可能な生体適合性を有する単一成分または多成分材料、ポリマーベースのビーズ、ポリマーヒドロゲル、フィブリン接着剤、コラーゲン、アルギン酸塩、ポリエチレングリコールなどの合成高分子材料、およびキトサン等が挙げられる。
【００２６】
本実施形態では、図２に示すように、左心室ＬＶの心筋の梗塞部位Ｘ又はその近傍に対して左心室ＬＶ内から治療物質を投与する施術を、画像処理装置１としてのモニタリング装置でモニタリングしながら実行する例を示すが、画像処理装置１としてのモニタリング装置でモニタリングしながら実行する施術は、所定の治療物質の投与に限らず、例えば、左心室ＬＶの心筋の梗塞状態を診断する施術等であってもよい。左心室ＬＶの心筋の梗塞部位Ｘは、磁気共鳴映像装置（以下、ＭＲＩ装置という）又はＸ線コンピュータ断層撮影装置（以下、Ｘ線ＣＴ装置という）を用いて体外から心臓の断層画像を取得し、取得した断層画像から予め特定しておくことができる。
【００２７】
また、本実施形態の画像処理装置１としてのモニタリング装置は、上述の左心室ＬＶ内の施術をモニタリング可能にする装置に限らず、右心室、左心房および右心房のいずれかの内部で実行される施術を体外からモニタリング可能な装置としてもよい。後述するように、本実施形態の画像処理装置１は、３次元超音波診断装置である。そのため、左心室ＬＶ、右心室、左心房および右心房のいずれの内部であっても異なる断面での断層画像を取得可能であり、これら断層画像を利用することによりモニタリング可能である。
【００２８】
以下、本実施形態の画像処理装置１の詳細について説明する。
【００２９】
図１に示すように、画像処理装置１は、撮像部２と、取得部３と、画像処理部４と、表示部５と、入力部６と、操作部７と、記憶部８と、制御部９と、を備える。
【００３０】
撮像部２は、体表面から心臓の画像としての心臓の断層画像及び心臓の３次元画像を撮像可能である。
【００３１】
具体的に、撮像部２は、超音波を発信する超音波発信部１１と、超音波を受信する超音波受信部１２と、この超音波受信部１２が受信した超音波の測定情報としての超音波データから断層画像を形成する画像形成部１３と、を備える。超音波発信部１１から発信され、心臓の各部位から反射される超音波を超音波受信部１２が受信する。
【００３２】
より具体的に、本実施形態の画像処理装置１としてのモニタリング装置は、３次元超音波診断装置である。「３次元超音波診断装置」とは、３次元画像を撮像可能な超音波診断装置を意味する。そして、本実施形態の画像処理装置１としての３次元超音波診断装置は、体表面上に接触させる３次元超音波プローブ１ａと、この３次元超音波プローブ１ａと有線又は無線により通信可能な装置本体１ｂと、を備える。３次元超音波プローブ１ａは、撮像部２の超音波発信部１１及び超音波受信部１２を備える。装置本体１ｂは、撮像部２の画像形成部１３を備える。画像形成部１３はＣＰＵやＭＰＵなどのプロセッサにより構成される。
【００３３】
図２に示すように、３次元超音波プローブ１ａは、肋骨の間から超音波の発信及び受信が可能なように、体表面のうち体前面の肋骨近傍の皮膚上に配置される。その状態で、超音波発信部１１及び超音波受信部１２を用いて超音波診断を実行する。
【００３４】
装置本体１ｂは、３次元超音波プローブ１ａから超音波の測定情報を取得する。次いで、装置本体１ｂの画像形成部１３が、取得した超音波の測定情報に基づいて、心臓の断層画像を形成する。
【００３５】
撮像部２は、このようにして、心臓の各種断面での断層画像を撮像することができる。つまり、撮像部２の画像形成部１３は、超音波受信部１２が受信した所定の一平面の測定情報に基づき、この所定の一平面についての断層画像を形成する。更に、撮像部２は、撮像された心臓の複数の断層画像を積層させる処理や、複数の断層画像を撮像する走査時に収集される各断層画像の基となる３次元データの処理により、レンダリングを実行し、心臓の３次元画像を撮像することができる。具体的に、撮像部２の画像形成部１３は、複数の断層画像を組み合わせることにより、又は、各断層画像を撮像する際に収集される３次元データを処理することにより、心臓の３次元モデルを形成すると共に、この３次元モデルに基づき心臓の任意の３次元画像を形成することができる。
【００３６】
図３は、撮像部２により撮像される心臓の３次元画像の一例を示す図である。より具体的に、図３は、撮像部２により形成される心臓の３次元モデルの左心室ＬＶの断面画像が表示部５に表示されている状態を示している。より具体的に、図３は、大動脈弁ＡＶ（図２参照）と左心室ＬＶの心尖部Ｙ（図２参照）とを結ぶ線分と所定の角度で交差する（本実施形態では略直交する）断面の断面画像であり、大動脈弁ＡＶ側から心尖部Ｙ側を見た画像である。このように、撮像部２により心臓の３次元モデルを形成すれば、図３に示す断面に限らず、心臓の所望の断面を後述する表示部５に表示することができる。本実施形態では、図３に示すような、大動脈弁ＡＶ（図２参照）と左心室ＬＶの心尖部Ｙとを結ぶ線分と交差する断面を後述する表示部５に表示した状態で施術のモニタリングを行うが、大動脈弁ＡＶと左心室ＬＶの心尖部Ｙとを結ぶ線分と略平行する断面の断面画像により施術のモニタリングを行ってもよい。
【００３７】
また、撮像部２は、所定時間ごとに画像を撮像する。具体的に、撮像部２は、所定時間ごとに同一位置での断層画像を撮像し、動画として経時的に表示部５に表示することができる。また、撮像部２は、所定時間ごとに同一視点での心臓の３次元画像（３次元モデルから形成される断面画像を含む）を撮像し、動画として経時的に表示部５に表示することができる。３次元画像の撮像間隔（本実施形態では３次元モデルの形成間隔と略等しい）を例えば１秒に設定し、同間隔で表示部５に断層画像、３次元画像などを動画として経時的に表示させるようにすれば、心臓の断層画像、３次元画像などをリアルタイムにモニタリングすることができる。換言すれば、表示部５に心臓内の映像を表示することができる。但し、図３では、一例として、３次元モデルから形成された、心臓の３次元画像としての断面画像のみを示している。
【００３８】
３次元画像の撮像間隔は１秒に限らず適宜設定可能であるが、施術中の心臓の断層画像、３次元画像などをリアルタイムで表示するために、心臓の３次元画像については、少なくとも３秒以下の間隔で撮像を実行するようにすることが好ましい。また、表示部５に表示する断層画像や３次元画像を経時的に切り替える時間間隔は、３次元画像の撮像間隔と同間隔であってもよく、異なる間隔としてもよい。例えば、表示部５に断層画像のみをリアルタイムに表示する場合に、同位置での断層画像を撮像する撮像間隔を２００ｍｓｅｃ等にして、この撮像間隔と同間隔で表示部５の表示を切り替えるようにしてもよいし、撮像間隔とは異なる時間間隔で表示を切り替えてもよい。撮像間隔と異なる時間間隔で表示部５の切り替えを実行する例としては、例えば、所定時間ごとに、表示部５に表示する断層画像と、表示部５に表示しない断層画像と、を交互に撮像する構成が挙げられる。また、表示部５に３次元画像のみをリアルタイムに表示する場合に、同位置での３次元画像を撮像する撮像間隔を１秒等にして、この撮像間隔と同間隔で表示部５の表示を切り替えるようにしてもよいし、撮像間隔とは異なる時間間隔で表示を切り替えてもよい。撮像間隔と異なる時間間隔で表示部５の切り替えを実行する例としては、例えば、所定時間ごとに、表示部５に表示する３次元画像と、表示部５に表示しない３次元画像と、を交互に撮像する構成が挙げられる。
【００３９】
このように、本実施形態の画像処理装置１としてのモニタリング装置では、心臓内の映像をリアルタイムに表示しながら、この映像を頼りにして、所定の治療物質を投与する施術を実行する。そのため、この施術の間、３次元超音波プローブ１ａは、上述した体表面上の所定位置で固定された状態とされる。３次元超音波プローブ１ａの体表面上での固定は、粘着剤等による体表面への貼着等により実現可能である。
【００４０】
取得部３は、心臓内に挿入される医療用器具としての管状部材３１の外径情報を取得する。具体的に、取得部３は、後述の入力部６により入力された管状部材３１としてのカテーテルの外径情報を取得する。管状部材３１の外径情報とは、管状部材３１の外径を特定可能な情報であればよく、外径寸法に限られない。例えば、周長など、間接的に外径を特定できる情報としてもよい。本実施形態の取得部３は、装置本体１ｂに設けられているが、３次元超音波プローブ１ａに設けてもよい。画像処理装置１は、ＣＰＵやＭＰＵにより構成されたプロセッサ２０（図１参照）を備えており、このプロセッサ２０が、後述する画像処理部４と共に、取得部３を構成している。
【００４１】
画像処理部４は、取得部３が取得した管状部材３１の外径情報に基づいて、撮像部２が撮像する心臓の断層画像や心臓の３次元画像における管状部材３１の輪郭を補正する。管状部材３１の外径情報を予め取得できれば、断層画像中に表示される管状部材３１の輪郭を補正し易くなる。また、管状部材３１の外径情報を予め取得できれば、心臓の３次元画像中に表示される管状部材３１の輪郭を補正し易くなる。より具体的に、本実施形態の画像処理部４は、管状部材３１の外径情報と、撮像部２が撮像する断層画像や３次元画像などの画像のスケール情報とに基づいて、画像における管状部材３１の輪郭を補正する。撮像部２が撮像する画像のスケール情報としては、例えば、画像中の所定の２点間に関しての、実距離と画像における画像距離との比率情報が挙げられる。このように画像のスケール情報を取得すれば、画像中に表示される管状部材３１の輪郭をより鮮明に補正することができる。画像のスケール情報は、後述する操作部７のユーザー操作により取得した情報としてもよく、後述する記憶部８に記憶されている情報としてもよい。取得部３は、このような画像のスケール情報を、後述する入力部６により入力されることで取得する。
【００４２】
心臓の断層画像や心臓の３次元画像での、管状部材３１の輪郭補正は、補正精度の向上の観点から、上述の外径情報及びスケール情報に加えて、別の情報に基づいて実行することが好ましい。別の情報としては、例えば、管状部材３１の内径情報や肉厚情報などが挙げられる。また、画像処理部４は、上述したように、ＣＰＵやＭＰＵにより構成されたプロセッサ２０（図１参照）により構成することができる。
【００４３】
表示部５は、画像処理部４により管状部材３１の輪郭が補正された断層画像を表示可能である。また、表示部５は、画像処理部４により管状部材３１の輪郭が補正された、心臓の３次元画像としての、心臓の３次元モデルから形成される心臓の断面画像を表示可能である。表示部５は、例えば、液晶ディスプレイなどで構成することができる。表示部５は、画像処理装置１の装置本体１ｂに設けられているが、装置本体１ｂに加えて、３次元超音波プローブ１ａに設ける構成としてもよい。図３に示す表示部５は、心臓の３次元モデルから形成される心臓の断面画像のみを表示する例を示しているが、心臓の断層画像や、断面画像以外の３次元画像を同時に表示することもできる。
【００４４】
上述したように、ここで例示する施術において、左心室ＬＶの心筋の梗塞部位Ｘの位置及びその大きさは、ＭＲＩ装置又はＸ線ＣＴ装置を用いて予め取得されている。そして、表示部５には、撮像部２が撮像した断層画像が表示されるが、表示される断層画像には、梗塞部位Ｘの位置及び大きさを示す表示が重畳又は合成されている。すなわち、随時最新の状態に切り替わるリアルタイムの断層画像において、施術の対象となる梗塞部位Ｘ又はその近傍の位置や大きさを示すことができる。そのため、治療物質を投与する施術の標的部位となる梗塞部位Ｘやその近傍の位置及び大きさを、断層画像においてリアルタイムで確認しながら、実際の施術を実行することができる。
【００４５】
更に、表示部５には、上述の断層画像に加えて、図３に示すように、撮像部２が撮像した心臓の３次元画像を表示可能であるが、上述の断層画像と同様、梗塞部位Ｘの位置及び大きさを示す表示が重畳又は合成されている（図３参照）。
【００４６】
また、上述の断層画像及び３次元画像において表示される梗塞部位Ｘ又はその近傍に対して治療物質が投与された場合には、例えば投与位置に所定の印を表示するなど、治療物質が投与された位置を識別可能とする表示を表示部５に表示させる。このようにすれば、医師等の医療従事者が、画像処理装置１を確認しながら施術の進捗状況を把握することが容易となる。
【００４７】
入力部６は、管状部材３１の外径情報を取得部３に入力する。具体的に、入力部６は、後述する操作部７が受け付けた管状部材３１の外径情報を取得部３に入力する。更に、入力部６は、後述する記憶部８が記憶する管状部材３１の外径情報を取得部３に入力する。このように、入力部６は、操作部７及び記憶部８から管状部材３１の外径情報を取得部３に入力することができる。この入力部６も、上述した取得部３及び画像処理部４と同様、プロセッサ２０（図１参照）により構成される。
【００４８】
操作部７は、ユーザーによる操作を受け付ける部位である。操作部７は、例えば、画像処理装置１の装置本体１ｂの外壁に設けられるスイッチや液晶タッチパネルなどの各種ユーザーインターフェイスにより構成することができる。
【００４９】
記憶部８は、管状部材の外径情報を記憶する部位である。記憶部８は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memoryの略）やＲＡＭ（Random Access Memoryの略）などのメモリにより構成することができる。
【００５０】
制御部９は、上述した撮像部２、取得部３、画像処理部４、表示部５、入力部６、操作部７、及び記憶部８の各部に対して、所定のタイミングで上述した動作を実行するように指示する。制御部９は、例えば、記憶部８に記憶されている画像処理プログラムを読み出し、画像処理部４に画像処理を実行させる。制御部９は、上述した取得部３、画像処理部４及び入力部６と同様、ＭＰＵやＣＰＵなどのプロセッサ２０（図１参照）により構成される。取得部３、画像処理部４、入力部６及び制御部９を、単一のプロセッサ２０から構成されているが、複数のプロセッサから構成してもよい。
【００５１】
以上のとおり、上述した画像処理装置１によれば図４にフローチャートで示す画像処理方法が実行される。具体的に、画像処理装置１による画像処理方法は、体表面から心臓の画像を撮像する撮像工程Ｓ１と、心臓内に挿入される管状部材３１の外径情報を取得する取得工程Ｓ２と、管状部材３１の外径情報に基づいて、撮像工程Ｓ１で撮像された画像における管状部材３１の輪郭を補正する画像処理工程Ｓ３と、を含む。各工程Ｓ１〜Ｓ３における処理は上述した通りであるためここでは説明を省略する。
【００５２】
本開示に係る画像処理装置及び画像処理方法は、上述した実施形態で示す具体的な構成及び工程に限定されず、請求の範囲の記載を逸脱しない限り、種々の変更、変形が可能である。例えば、管状部材３１を通じて心臓内にデリバリーされる医療用器具としての穿刺部材の外径情報、形状情報などの各種情報を利用して、画像における管状部材３１の輪郭を補正してもよい。穿刺部材は、心筋に穿刺され、治療物質を心筋内に注入する際に利用され、管状部材３１の先端開口から突出させて使用する。そのため、穿刺部材は、心臓の断面画像（図３参照）において、管状部材３１と共に映り込む。したがって、穿刺部材の各種情報を取得し、管状部材３１の輪郭補正に利用してもよい。穿刺部材の各種情報は、例えば、管状部材３１の外形情報と同様、取得部３により取得される。
【００５３】
また、上述の実施形態では、大動脈弁ＡＶ（図２参照）と左心室ＬＶ（図２、図３参照）の心尖部Ｙ（図２参照）とを結ぶ直線状の線分と略直交する断面の断面画像（図３参照）において、管状部材３１の輪郭を補正しているが、心臓の断層画像や、図３とは異なる位置での心臓の断面画像において、同様の手法により、管状部材３１の輪郭を補正してもよい。更に、上述の実施形態では、超音波画像における管状部材３１の輪郭を補正しているが、超音波以外の画像における管状部材３１の輪郭補正に同様の手法を適用してもよい。但し、リアルタイムでのモニタリングを実現する上では、上述の実施形態で示す超音波画像を利用することが好ましい。
【００５４】
また、上述の実施形態では、画像処理装置１が撮像部２を備える構成であったが、撮像部２を備えず、外部の撮像装置で撮像された心臓の画像を取得し、画像処理を実行する画像処理装置としてもよい。かかる場合には、画像処理装置１の取得部３が、外部の撮像装置から心臓の画像データを取得するようにすればよい。
【００５５】
以下、上述した画像処理装置及び画像処理方法とは別の画像処理装置及び画像処理方法を例示説明する。
【００５６】
血管や心臓などの内部に医療用器具を挿入し、体外用３次元超音波診断装置を用いて体内の医療用器具の位置を検出しながら診断や治療を行うことがある。特許文献２には、この種の診断に利用される超音波診断装置が記載されている。
【００５７】
特許文献２に記載の超音波診断装置は、先端付近に超音波を発生する超音波発生手段を備え、被検体内に挿入されるカテーテル又は細径プローブと、被検体に対して超音波を送受波する複数の超音波振動子を二次元的に配列してなる超音波プローブと、を備える。また、特許文献２に記載の超音波診断装置は、超音波プローブが超音波画像生成用の超音波送波を行うように駆動信号を発生する第１の送信駆動手段と、超音波発生手段が位置検出用超音波送波を複数回行うように駆動信号を発生する第２の送信駆動手段と、複数の位置検出用超音波に基づく超音波受信信号を加算し、加算後の受信信号に基づいてカテーテル又は細径プローブの位置情報を求める位置演算手段と、を備える。更に、特許文献２に記載の超音波診断装置は、超音波画像生成用の超音波送波に対応する超音波受信信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成手段と、カテーテル又は細径プローブの位置情報に基づいて、超音波画像と共にカテーテル又は細径プローブの位置を表示する表示手段と、を備える。
【００５８】
特許文献２に記載の超音波診断装置では、血管や胆管などの管腔に挿入されるカテーテルや細径プローブ等の挿入手段が、先端付近に超音波を発生する超音波発生手段を備える。挿入手段を挿入し診断や治療を行う際に、挿入手段から発せられる超音波を利用できるため、特許文献２に記載の超音波診断装置によれば、体内での挿入手段の位置をより正確に特定することができる。しかしながら、超音波画像等の画像に心臓内の挿入手段をリアルタイムに表示し、その画像をモニタリングしながら心臓内の診断や治療を行う場合には、心臓内での挿入手段の位置のみならず、心臓内での挿入手段の輪郭を明確に表示することが望ましく、特許文献２に記載の超音波診断装置では、画像における挿入手段の輪郭補正を行うことが難しい。
【００５９】
以下に例示説明する画像処理装置及び画像処理方法によれば、撮像された心臓の画像における挿入部材の輪郭補正を実現し易くなる。
【００６０】
図５は、本開示に係る画像処理装置セットの１つの実施形態としての画像処理装置セット１１００を示すブロック図である。図５に示す画像処理装置セット１１００は、本開示に係る画像処理装置の１つの実施形態としての画像処理装置１００１と、心臓内に挿入される挿入部材１０３１と、を備える。図６は、画像処理装置セット１１００を用いて行う施術の概要を示す概要図である。
【００６１】
図６に示すように、本実施形態の画像処理装置１００１は、血管を通じて心臓内へと医療用器具をデリバリーし、心臓内で所定の診断や治療などの施術を実行する際に、施術中の心臓内の様子をモニタリング可能とするモニタリング装置である。画像処理装置１００１としてのモニタリング装置は、例えば、大腿動脈ＦＡから大動脈ＡＯ及び大動脈弁ＡＶを通じて左心室ＬＶに挿入される挿入部材１０３１としてのカテーテルの左心室ＬＶ内の位置や輪郭を、体外からモニタリングできるように表示する。医師等の医療従事者は、画像処理装置１００１としてのモニタリング装置に表示される左心室ＬＶ内の挿入部材１０３１の位置や輪郭を頼りに、この挿入部材１０３１を通じて左心室ＬＶ内にデリバリーされた各種医療用器具を用いて所定の診断や治療などの施術を実行する。
【００６２】
左心室ＬＶ内で実行される所定の治療としては、例えば、心疾患等を治療するために心筋内に各種の治療物質を投与する治療が挙げられる。各種の治療物質としては、細胞の補充、血管新生誘導、心臓壁補強、足場材料、またはアポトーシス・ネクローシスの予防による組織修復あるいは再生などの治療効果が得られる物質が挙げられ、例えば、細胞、薬液又はポリマー等である。治療物質としての細胞は、例えば、生理食塩水等の液体中に分散した細胞懸濁液の状態で心筋内に投与される。
【００６３】
治療物質としての細胞は、例えば、接着細胞（付着性細胞）を含む。接着細胞は、例えば、接着性の体細胞（例えば、心筋細胞、線維芽細胞、上皮細胞、内皮細胞、肝細胞、膵細胞、腎細胞、副腎細胞、歯根膜細胞、歯肉細胞、骨膜細胞、皮膚細胞、滑膜細胞、軟骨細胞など）及び幹細胞（例えば、筋芽細胞、心臓幹細胞などの組織幹細胞、胚性幹細胞、ｉＰＳ（induced pluripotent stem）細胞などの多能性幹細胞、間葉系幹細胞等）などを含む。体細胞は、幹細胞、特にｉＰＳ細胞から分化させた細胞であってもよい。治療物質としての細胞の非限定例としては、例えば、筋芽細胞（例えば、骨格筋芽細胞など）、間葉系幹細胞（例えば、骨髄、脂肪組織、末梢血、皮膚、毛根、筋組織、子宮内膜、胎盤、臍帯血由来の細胞など）、心筋細胞、線維芽細胞、心臓幹細胞、胚性幹細胞、ｉＰＳ細胞、滑膜細胞、軟骨細胞、上皮細胞（例えば、口腔粘膜上皮細胞、網膜色素上皮細胞、鼻粘膜上皮細胞など）、内皮細胞（例えば、血管内皮細胞など）、肝細胞（例えば、肝実質細胞など）、膵細胞（例えば、膵島細胞など）、腎細胞、副腎細胞、歯根膜細胞、歯肉細胞、骨膜細胞、皮膚細胞等が挙げられる。
【００６４】
治療物質としての薬剤は、例えば、タンパク質、プラスミド、遺伝子、成長因子、化学誘因物質、合成ポリペプチド、種々の医薬組成物等が挙げられ、さらには他の治療的に有益な物質を単独で、または任意の組合せで含むこともできる。
【００６５】
治療物質としてのポリマーは、注入可能な生体適合性を有する単一成分または多成分材料、ポリマーベースのビーズ、ポリマーヒドロゲル、フィブリン接着剤、コラーゲン、アルギン酸塩、ポリエチレングリコールなどの合成高分子材料、およびキトサン等が挙げられる。
【００６６】
本実施形態では、図６に示すように、左心室ＬＶの心筋の梗塞部位Ｘ又はその近傍に対して左心室ＬＶ内から治療物質を投与する施術を、画像処理装置１００１としてのモニタリング装置でモニタリングしながら実行する例を示すが、画像処理装置１００１としてのモニタリング装置でモニタリングしながら実行する施術は、所定の治療物質の投与に限らず、例えば、左心室ＬＶの心筋の梗塞状態を診断する施術等であってもよい。左心室ＬＶの心筋の梗塞部位Ｘは、磁気共鳴映像装置（以下、ＭＲＩ装置という）又はＸ線コンピュータ断層撮影装置（以下、Ｘ線ＣＴ装置という）を用いて体外から心臓の断層画像を取得し、取得した断層画像から予め特定しておくことができる。
【００６７】
また、本実施形態の画像処理装置１００１としてのモニタリング装置は、上述の左心室ＬＶ（図６参照）内の施術をモニタリング可能にする装置に限らず、右心室、左心房および右心房のいずれかの内部で実行される施術を体外からモニタリング可能な装置としてもよい。後述するように、本実施形態の画像処理装置１００１は、３次元超音波診断装置である。そのため、左心室ＬＶ、右心室、左心房および右心房のいずれの内部であっても異なる断面での断層画像を取得可能であり、これら断層画像を利用することによりモニタリング可能である。
【００６８】
以下、本実施形態の画像処理装置１００１の詳細について説明する。
【００６９】
図５に示すように、画像処理装置１００１は、撮像部１００２と、画像処理部１００３と、表示部１００４と、操作部１００５と、記憶部１００６と、制御部１００７と、を備える。
【００７０】
撮像部１００２は、体表面から心臓の画像としての心臓の断層画像及び心臓の３次元画像を撮像可能である。
【００７１】
具体的に、撮像部１００２は、超音波を発信する超音波発信部１０１１と、超音波を受信する超音波受信部１０１２と、この超音波受信部１０１２が受信した超音波の測定情報としての超音波データから断層画像を形成する画像形成部１０１３と、を備える。超音波発信部１０１１から発信され、心臓の各部位から反射される超音波を超音波受信部１０１２が受信する。
【００７２】
より具体的に、本実施形態の画像処理装置１００１としてのモニタリング装置は、３次元超音波診断装置である。「３次元超音波診断装置」とは、３次元画像を撮像可能な超音波診断装置を意味する。そして、本実施形態の画像処理装置１００１としての３次元超音波診断装置は、体表面上に接触させる３次元超音波プローブ１００１ａと、この３次元超音波プローブ１００１ａと有線又は無線により通信可能な装置本体１００１ｂと、を備える。３次元超音波プローブ１００１ａは、撮像部１００２の超音波発信部１０１１及び超音波受信部１０１２を備える。装置本体１００１ｂは、撮像部１００２の画像形成部１０１３を備える。画像形成部１０１３はＣＰＵやＭＰＵなどのプロセッサにより構成される。
【００７３】
図６に示すように、３次元超音波プローブ１００１ａは、肋骨の間から超音波の発信及び受信が可能なように、体表面のうち体前面の肋骨近傍の皮膚上に配置される。その状態で、超音波発信部１０１１及び超音波受信部１０１２を用いて超音波診断を実行する。
【００７４】
装置本体１００１ｂは、３次元超音波プローブ１００１ａから超音波の測定情報を取得する。次いで、装置本体１００１ｂの画像形成部１０１３が、取得した超音波の測定情報に基づいて、心臓の断層画像を形成する。
【００７５】
撮像部１００２は、このようにして、心臓の各種断面での断層画像を撮像することができる。つまり、撮像部１００２の画像形成部１０１３は、超音波受信部１０１２が受信した所定の一平面の測定情報に基づき、この所定の一平面についての断層画像を形成する。更に、撮像部１００２は、撮像された心臓の複数の断層画像を積層させる処理や、複数の断層画像を撮像する走査時に収集される各断層画像の基となる３次元データの処理により、レンダリングを実行し、心臓の３次元画像を撮像することができる。具体的に、撮像部１００２の画像形成部１０１３は、複数の断層画像を組み合わせることにより、又は、各断層画像を撮像する際に収集される３次元データを処理することにより、心臓の３次元モデルを形成すると共に、この３次元モデルに基づき心臓の任意の３次元画像を形成することができる。
【００７６】
図７は、撮像部１００２により撮像される心臓の３次元画像の一例を示す図である。より具体的に、図７は、撮像部１００２により形成される心臓の３次元モデルの左心室ＬＶの断面画像が表示部１００４に表示されている状態を示している。より具体的に、図７は、大動脈弁ＡＶ（図６参照）と左心室ＬＶの心尖部Ｙ（図６参照）とを結ぶ線分と所定の角度で交差する（本実施形態では略直交する）断面の断面画像であり、大動脈弁ＡＶ側から心尖部Ｙ側を見た画像である。このように、撮像部１００２により心臓の３次元モデルを形成すれば、図７に示す断面に限らず、心臓の所望の断面を後述する表示部１００４に表示することができる。本実施形態では、図７に示すような、大動脈弁ＡＶ（図６参照）と左心室ＬＶの心尖部Ｙとを結ぶ線分と交差する断面を後述する表示部１００４に表示した状態で施術のモニタリングを行うが、大動脈弁ＡＶと左心室ＬＶの心尖部Ｙとを結ぶ線分と略平行する断面の断面画像により施術のモニタリングを行ってもよい。
【００７７】
また、撮像部１００２は、所定時間ごとに画像を撮像する。具体的に、撮像部１００２は、所定時間ごとに同一位置での断層画像を撮像し、動画として経時的に表示部１００４に表示することができる。また、撮像部１００２は、所定時間ごとに同一視点での心臓の３次元画像（３次元モデルから形成される断面画像を含む）を撮像し、動画として経時的に表示部１００４に表示することができる。３次元画像の撮像間隔（本実施形態では３次元モデルの形成間隔と略等しい）を例えば１秒に設定し、同間隔で表示部１００４に断層画像、３次元画像などを動画として経時的に表示させるようにすれば、心臓の断層画像、３次元画像などをリアルタイムにモニタリングすることができる。換言すれば、表示部１００４に心臓内の映像を表示することができる。但し、図７では、一例として、３次元モデルから形成された、心臓の３次元画像としての断面画像のみを示している。
【００７８】
３次元画像の撮像間隔は１秒に限らず適宜設定可能であるが、施術中の心臓の断層画像、３次元画像などをリアルタイムで表示するために、心臓の３次元画像については、少なくとも３秒以下の間隔で撮像を実行するようにすることが好ましい。また、表示部１００４に表示する断層画像や３次元画像を経時的に切り替える時間間隔は、３次元画像の撮像間隔と同間隔であってもよく、異なる間隔としてもよい。例えば、表示部１００４に断層画像のみをリアルタイムに表示する場合に、同位置での断層画像を撮像する撮像間隔を２００ｍｓｅｃ等にして、この撮像間隔と同間隔で表示部１００４の表示を切り替えるようにしてもよいし、撮像間隔とは異なる時間間隔で表示を切り替えてもよい。撮像間隔と異なる時間間隔で表示部１００４の切り替えを実行する例としては、例えば、所定時間ごとに、表示部１００４に表示する断層画像と、表示部１００４に表示しない断層画像と、を交互に撮像する構成が挙げられる。また、表示部１００４に３次元画像のみをリアルタイムに表示する場合に、同位置での３次元画像を撮像する撮像間隔を１秒等にして、この撮像間隔と同間隔で表示部１００４の表示を切り替えるようにしてもよいし、撮像間隔とは異なる時間間隔で表示を切り替えてもよい。撮像間隔と異なる時間間隔で表示部１００４の切り替えを実行する例としては、例えば、所定時間ごとに、表示部１００４に表示する３次元画像と、表示部１００４に表示しない３次元画像と、を交互に撮像する構成が挙げられる。
【００７９】
このように、本実施形態の画像処理装置１００１としてのモニタリング装置では、心臓内の映像をリアルタイムに表示しながら、この映像を頼りにして、所定の治療物質を投与する施術を実行する。そのため、この施術の間、３次元超音波プローブ１００１ａは、上述した体表面上の所定位置で固定された状態とされる。３次元超音波プローブ１００１ａの体表面上での固定は、粘着剤等による体表面への貼着等により実現可能である。
【００８０】
また、撮像部１００２は、受信装置１００２ａを備えている。この受信装置１００２ａは、後述するように、挿入部材１０３１から発信される複数の位置情報を受信する。本実施形態の挿入部材１０３１から発信される複数の位置情報は、後述するように超音波信号である。そのため、本実施形態の受信装置１００２ａは、挿入部材１０３１から発信される超音波信号を受信する超音波受信装置である。そして、本実施形態の受信装置１００２ａとしての超音受信装置は、３次元超音波プローブ１００１ａに設けられている。より具体的に、本実施形態の受信装置１００２ａとしての超音受信装置は、超音波受信部１０１２を構成している。つまり、本実施形態の受信装置１００２ａとしての超音受信装置は、断層画像を撮像する際に超音波の測定情報を受信する超音波受信部１０１２と、心臓内に位置する挿入部材１０３１から発信される位置情報を受信する受信部と、を兼ねている。
【００８１】
画像処理部１００３は、撮像部１００２により撮像される心臓の画像において、心臓内に挿入されている挿入部材１０３１の輪郭を補正する。具体的に、画像処理部１００３は、受信装置１００２ａが受信する、挿入部材１０３１の複数の位置情報に基づいて、画像における挿入部材１０３１の輪郭を補正する。より具体的に、画像処理部１００３は、受信装置１００２ａが受信する複数の位置情報の受信タイミングの差に基づいて、画像における挿入部材１０３１の輪郭を補正する。ここで、挿入部材１０３１の「複数の位置情報」とは、任意のタイミングにおける挿入部材１０３１の異なる位置を示す位置情報である。挿入部材１０３１の異なる部位の位置関係が特定できれば、その位置関係に一致するように画像中の挿入部材１０３１の輪郭を補正することができる。上述したように、受信タイミングの差を利用すれば、予め設定された異なる部位どうしの位置関係を特定するこができる。この「複数の位置情報」の具体例については後述する。
【００８２】
本実施形態の画像処理部１００３は、上述した挿入部材１０３１の複数の位置情報と、撮像部１００２が撮像する断層画像や３次元画像などの画像のスケール情報とに基づいて、画像における挿入部材１０３１の輪郭を補正する。撮像部１００２が撮像する画像のスケール情報としては、例えば、画像中の所定の２点間に関しての、実距離と画像における画像距離との比率情報が挙げられる。このように画像のスケール情報を取得すれば、画像中に表示される挿入部材１０３１の輪郭をより鮮明に補正することができる。画像のスケール情報は、後述する操作部１００５のユーザー操作により取得した情報としてもよく、後述する記憶部１００６に記憶されている情報としてもよい。
【００８３】
心臓の断層画像や心臓の３次元画像での、挿入部材１０３１の輪郭補正は、補正精度の向上の観点から、上述の複数の位置情報及びスケール情報に加えて、別の情報に基づいて実行することが好ましい。別の情報としては、例えば、挿入部材１０３１の長さ情報などが挙げられる。
【００８４】
画像処理部１００３は、ＣＰＵやＭＰＵにより構成されたプロセッサ１０２０（図５参照）により構成することができる。
【００８５】
表示部１００４は、画像処理部１００３により挿入部材１０３１の輪郭が補正された断層画像を表示可能である。また、表示部１００４は、画像処理部１００３により挿入部材１０３１の輪郭が補正された、心臓の３次元画像としての、心臓の３次元モデルから形成される心臓の断面画像を表示可能である。表示部１００４は、例えば、液晶ディスプレイなどで構成することができる。表示部１００４は、画像処理装置１００１の装置本体１００１ｂに設けられているが、装置本体１００１ｂに加えて、３次元超音波プローブ１００１ａに設ける構成としてもよい。図７に示す表示部１００４は、心臓の３次元モデルから形成される心臓の断面画像のみを表示する例を示しているが、心臓の断層画像や、断面画像以外の３次元画像を同時に表示することもできる。
【００８６】
上述したように、ここで例示する施術において、左心室ＬＶ（図６等参照）の心筋の梗塞部位Ｘの位置及びその大きさは、ＭＲＩ装置又はＸ線ＣＴ装置を用いて予め取得されている。そして、表示部１００４には、撮像部１００２が撮像した断層画像が表示されるが、表示される断層画像には、梗塞部位Ｘの位置及び大きさを示す表示が重畳又は合成されている。すなわち、随時最新の状態に切り替わるリアルタイムの断層画像において、施術の対象となる梗塞部位Ｘ又はその近傍の位置や大きさを示すことができる。そのため、治療物質を投与する施術の標的部位となる梗塞部位Ｘやその近傍の位置及び大きさを、断層画像においてリアルタイムで確認しながら、実際の施術を実行することができる。
【００８７】
更に、表示部１００４には、上述の断層画像に加えて、図７に示すように、撮像部１００２が撮像した心臓の３次元画像を表示可能であるが、上述の断層画像と同様、梗塞部位Ｘの位置及び大きさを示す表示が重畳又は合成されている（図７参照）。
【００８８】
また、上述の断層画像及び３次元画像において表示される梗塞部位Ｘ又はその近傍に対して治療物質が投与された場合には、例えば投与位置に所定の印を表示するなど、治療物質が投与された位置を識別可能とする表示を表示部１００４に表示させる。このようにすれば、医師等の医療従事者が、画像処理装置１００１を確認しながら施術の進捗状況を把握することが容易となる。
【００８９】
操作部１００５は、ユーザーによる操作を受け付ける部位である。操作部１００５は、例えば、画像処理装置１００１の装置本体１００１ｂの外壁に設けられるスイッチや液晶タッチパネルなどの各種ユーザーインターフェイスにより構成することができる。
【００９０】
記憶部１００６は、挿入部材１０３１の予め設定された異なる部位どうしの位置関係と、その位置関係に対応した挿入部材１０３１の輪郭形状と、を紐付けて記憶する部位である。記憶部１００６は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memoryの略）やＲＡＭ（Random Access Memoryの略）などのメモリにより構成することができる。
【００９１】
制御部１００７は、上述した撮像部１００２、画像処理部１００３、表示部１００４、操作部１００５、及び記憶部１００６の各部に対して、所定のタイミングで上述した動作を実行するように指示する。制御部１００７は、例えば、記憶部１００６に記憶されている画像処理プログラムを読み出し、画像処理部１００３に画像処理を実行させる。制御部１００７は、上述した画像処理部１００３と同様、ＭＰＵやＣＰＵなどのプロセッサ１０２０（図５参照）により構成される。画像処理部１００３及び制御部１００７を、単一のプロセッサ１０２０から構成してもよく、複数のプロセッサから構成してもよい。
【００９２】
次に、画像処理装置セット１１００の挿入部材１０３１について説明する。
【００９３】
挿入部材１０３１は心臓内に挿入される部材である。本実施形態の挿入部材１０３１は、複数の位置情報を発信する発信装置１０３１ａを備えている。より具体的に、本実施形態の挿入部材１０３１は、心臓内に挿入される管状部材１０３１ｂを備えており、上述の発信装置１０３１ａは、管状部材１０３１ｂの外周面に取り付けられている。更に、本実施形態では、発信装置１０３１ａが、管状部材１０３１ｂの周方向の異なる位置に、複数取り付けられている。そして、挿入部材１０３１の複数の位置情報は、異なる位置に取り付けられた複数の発信装置１０３１ａからそれぞれ発信されている。そのため、複数の発信装置１０３１ａからそれぞれ発信される位置情報により、管状部材１０３１ｂの外径情報を取得できる。管状部材１０３１ｂの外径情報とは、管状部材１０３１ｂの外径を特定可能な情報であればよく、外径寸法に限られない。例えば、周長など、間接的に外径を特定できる情報としてもよい。この外径情報を利用すれば、画像における管状部材１０３１ｂの輪郭を補正可能である。本実施形態の発信装置１０３１ａは、超音波信号を発信可能であり、位置情報として超音波信号を発信している。
【００９４】
本実施形態では、挿入部材１０３１の「複数の位置情報」として、管状部材１０３１ｂの周方向の異なる位置の位置情報を利用し、挿入部材１０３１の外径情報を取得しているが、画像における挿入部材１０３１の輪郭を補正する上で利用可能な挿入部材１０３１の情報であれば、外径情報に限られない。
【００９５】
本実施形態の挿入部材１０３１は管状部材１０３１ｂを備えるが、挿入部材１０３１は管状部材１０３１ｂを備える構成に限られず、例えば、カテーテルなどの管状部材を通じて標的部位にデリバリーされる施術用デバイスなどの別の医療用器具であってもよい。
【００９６】
以上のとおり、上述した画像処理装置１００１によれば図８にフローチャートで示す画像処理方法が実行される。具体的に、画像処理装置１００１による画像処理方法は、心臓内に挿入された挿入部材１０３１から発信される複数の位置情報を受信する受信工程Ｓ１と、体表面から心臓の画像を撮像する撮像工程Ｓ２と、画像における心臓内の挿入部材１０３１の輪郭を、挿入部材１０３１から発信される複数の位置情報に基づいて補正する画像処理工程Ｓ３と、を含む。各工程Ｓ１〜Ｓ３における処理は上述した通りであるためここでは説明を省略する。
【００９７】
画像処理装置１００１、画像処理装置セット１１００、及び、画像処理装置１００１により実行可能な画像処理方法は、上述した具体的な構成及び工程に限定されず、種々の変更、変形が可能である。例えば、挿入部材１０３１としての管状器具（例えばカテーテル）の複数の位置情報に加えて、この挿入部材１０３１としての管状器具を通じて心臓内にデリバリーされる医療用器具としての穿刺部材の外径情報、形状情報などの各種情報を利用して、画像における挿入部材１０３１の輪郭を補正してもよい。穿刺部材は、心筋に穿刺され、治療物質を心筋内に注入する際に利用され、挿入部材１０３１としての管状器具の先端開口から突出させて使用する。そのため、穿刺部材は、心臓の断面画像（図７参照）において、挿入部材１０３１としての管状器具と共に映り込む。したがって、穿刺部材の各種情報を取得し、挿入部材１０３１の輪郭補正に利用してもよい。穿刺部材の各種情報は、例えば、操作部１００５から入力されてもよく、記憶部１００６に記憶されていてもよい。
【００９８】
また、上述の実施形態では、大動脈弁ＡＶ（図６参照）と左心室ＬＶ（図６、図７参照）の心尖部Ｙ（図６参照）とを結ぶ線分と略直交する断面の断面画像（図７参照）において、挿入部材１０３１の輪郭を補正しているが、心臓の断層画像や、図７とは異なる位置での心臓の断面画像において、同様の手法により、挿入部材１０３１の輪郭を補正してもよい。
【００９９】
以上のように、上述した画像処理装置１００１は、
（１）：体表面から前記心臓の画像を撮像可能な撮像部１００２と、前記画像において、前記心臓内に挿入されている挿入部材１０３１の輪郭を補正する画像処理部１００３と、を備え、前記撮像部１００２は、前記挿入部材１０３１から発信される複数の位置情報を受信する受信装置１００２ａを備え、前記画像処理部１００３は、前記受信装置１００２ａが受信する前記複数の位置情報に基づいて、前記画像における前記挿入部材１０３１の輪郭を補正する。
【０１００】
（２）：上記（１）に記載の画像処理装置１００１において、前記画像処理部１００３は、前記受信装置１００２ａが受信する前記複数の位置情報の受信タイミングの差に基づいて、前記画像における前記挿入部材１０３１の輪郭を補正する。
【０１０１】
（３）：上記（１）又は上記（２）に記載の画像処理装置１００１において、前記撮像部１００２は、超音波を発信する超音波発信部１０１１と、超音波を受信する超音波受信部１０１２と、前記超音波受信部１０１２が受信した測定情報から前記画像を形成する画像形成部１０１３と、を備える。
【０１０２】
（４）：上記（３）に記載の画像処理装置１００１において、前記複数の位置情報は超音波信号であり、前記受信装置１００２ａは、前記超音波信号を受信する超音波受信装置であり、前記超音受信装置が、前記超音波受信部１０１２を構成する。
【０１０３】
（５）：上記（１）〜上記（４）に記載の画像処理装置１００１において、前記撮像部１００２は、所定時間ごとに前記画像を撮像する。
【０１０４】
（６）：上記（１）〜上記（５）に記載の画像処理装置１００１において、前記画像処理部１００３により補正された前記画像を表示可能な表示部１００４を備える。
【０１０５】
また、上述した画像処理装置セット１１００は、
（７）：上記（１）〜上記（６）に記載の画像処理装置１００１と、前記複数の位置情報を発信する発信装置１０３１ａを備え、前記心臓内に挿入される前記挿入部材１０３１と、を備える。
【０１０６】
（８）：上記（７）に記載の画像処理装置セット１１００において、前記挿入部材１０３１は、前記心臓内に挿入される管状部材１０３１ｂを備え、前記発信装置１０３１ａは、前記管状部材１０３１ｂの外周面に取り付けられている。
【０１０７】
（９）：上記（８）に記載の画像処理装置セット１１００において、前記発信装置１０３１ａは、前記管状部材１０３１ｂの周方向の異なる位置に、複数取り付けられており、前記複数の位置情報は、前記複数の発信装置１０３１ａから発信されている。
【０１０８】
更に、上述した画像処理装置１００１は、以下の（１０）の画像処理方法を実行する。
（１０）：心臓内に挿入された挿入部材１０３１から発信される複数の位置情報を受信する受信工程Ｓ１と、体表面から前記心臓の画像を撮像する撮像工程Ｓ２と、前記画像における前記心臓内の前記挿入部材１０３１の輪郭を、前記複数の位置情報に基づいて補正する画像処理工程Ｓ３と、を含む。
【０１０９】
更に、上述した画像処理装置１の構成要素と、上述した画像処理装置１００１の構成要素と、を適宜組み合わせることにより、別の画像処理装置を構成してもよい。また、画像処理装置１の構成要素が、画像処理装置１００１の構成要素の機能を兼ね備えるようにしてもよい。例えば、画像処理装置１の画像処理部４が、画像処理装置１００１の画像処理部１００３の機能を併せ持つ構成としてもよい。したがって、例えば、上述した画像処理装置１及び画像処理装置１００１の構成要素を組み合わせると共に、必要に応じて複数の構成要素の機能を１つの構成要素に集約する等して、上述した画像処理装置１及び画像処理装置１００１の両方の機能を併せ持つ画像処理装置を構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本開示は画像処理装置及び画像処理方法に関する。
【符号の説明】
【０１１１】
１：画像処理装置
１ａ：３次元超音波プローブ
１ｂ：装置本体
２：撮像部
３：取得部
４：画像処理部
５：表示部
６：入力部
７：操作部
８：記憶部
９：制御部
１１：超音波発信部
１２：超音波受信部
１３：画像形成部
２０：プロセッサ
３１：管状部材
１００１：画像処理装置
１００１ａ：３次元超音波プローブ
１００１ｂ：装置本体
１００２：撮像部
１００２ａ：受信装置
１００３：画像処理部
１００４：表示部
１００５：操作部
１００６：記憶部
１００７：制御部
１０１１：超音波発信部
１０１２：超音波受信部
１０１３：画像形成部
１０２０：プロセッサ
１０３１：挿入部材
１０３１ａ：発信装置
１０３１ｂ：管状部材
１１００：画像処理装置セット
ＡＯ：大動脈
ＡＶ：大動脈弁
ＦＡ：大腿動脈
ＬＶ：左心室
Ｘ：梗塞部位
Ｙ：心尖部
【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７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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