(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に対しプローブを接触させて超音波画像を撮影する超音波診断装置と通信を行うＸ線診断装置において、
前記被検体に対する前記プローブの角度および位置のうち少なくともいずれかに基づき、臨床角を算出する角度算出部と、
前記超音波画像とともに、前記角度算出部で算出した前記臨床角の情報を表示する表示部と、
を有するＸ線診断装置。
【請求項２】
前記表示部は、
前記臨床角の情報としてアルファベットおよび数字を用いて表示する
請求項１に記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
ユーザが指定したＸ線撮影角度を受け付けて臨床角を再計算し、前記角度算出部で算出した前記臨床角を、再計算した臨床角に修正する撮影角度修正部を、更に有し、
前記表示部は、
前記プローブで撮影した超音波画像と、前記角度算出部で算出した前記臨床角、および前記撮影角度修正部で修正した臨床角のうち、少なくともいずれかを表示する
請求項１又は２に記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
前記再計算された臨床角について、Ｘ線照射装置と受像装置とを支持する支持器が移動可能な範囲か否かを判定する移動可能判定部と、
移動可能な範囲と判定された場合には、その臨床角を実臨床角として、前記実臨床角になるように前記支持器を移動させる駆動部と、を
更に備える請求項３に記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
前記表示部は、
前記超音波画像とともに、前記角度算出部で算出した前記臨床角の情報である方向と角度、および前記撮影角度修正部で修正した前記臨床角の情報である方向と角度のうち、少なくともいずれか一方を表示する
請求項３または４に記載のＸ線診断装置。
【請求項６】
前記表示部は、
前記臨床角の修正が可能なＧＵＩを前記超音波画像に重畳して表示する
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
【請求項７】
前記角度算出部は、
モーションセンサを備え、
前記モーションセンサが検出する加速度と角速度とに基づき、前記プローブの角度または位置を算出する
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
【請求項８】
前記移動可能判定部が、前記再計算された臨床角について前記支持器が移動可能な範囲ではないと判定した場合には、
前記表示部は、
警告表示を行う
請求項４に記載のＸ線診断装置。
【請求項９】
前記角度算出部は、
前記プローブが被検体に接する前に、少なくとも角度および位置のいずれかのキャリブレーションが行われる
請求項１乃至８のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
【請求項１０】
前記被検体の３次元画像を格納する３次元画像データ記憶部と、
前記３次元画像データ記憶部に格納された前記被検体の３次元画像を表示する第２の表示部と、
前記角度算出部が算出する前記プローブの角度または位置に基づいて、そのプローブの現在位置に対応する前記被検体の３次元空間での第１断層面を算出する断層面算出部と、
を更に有し、
前記第２の表示部は、
表示される前記３次元画像上の該当位置に、前記断層面算出部で算出した前記第１断層面を重畳表示する
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
【請求項１１】
前記３次元画像は、予め撮影された３次元ＣＴ画像又は３次元ＭＲＩ画像である
請求項１０に記載のＸ線診断装置。
【請求項１２】
前記断層面算出部は、
ユーザの指定に基づいて、前記第１断層面とは異なる第２断層面を算出し、
前記第２の表示部は、
前記第１断層面の角度を変更して前記第２断層面が作成可能なＧＵＩを前記３次元画像に重畳して表示する
請求項１０又は１１に記載のＸ線診断装置。
【請求項１３】
前記角度算出部は、
前記第２断層面における３次元座標空間から座標変換を行い、前記臨床角を算出する
請求項１２記載のＸ線診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検体内にカテーテルを入れ、Ｘ線診断装置で観察しながら治療を行うインターベンション（血管内カテーテル治療）が知られている。
【０００３】
インターベンションによる心臓の大動脈弁置換術では、カテーテルを用いて人工弁を患部に留置する手技が行われている。その際、人工弁を留置するときの位置決めが最も重要であり、誤差５ｍｍ程度の精度が必要である。医師は、高精度で大動脈弁を患部に留置するために、Ｘ線診断装置の支持器の角度を、大動脈に対して垂直に（血管の円筒に対して垂直に）設定する必要がある。このときの支持器の角度をワーキングアングルと呼ぶ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−０４７０６４号公報
【特許文献２】特開２００７−０７５５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来では医師がＸ線撮影を行いながら試行錯誤によってワーキングアングルを決定している。そのため、被検体に対する被曝量が多くなる可能性があった。一方超音波診断装置は被曝を伴わず、観察箇所を特定するために被検体に対し複数回撮影を行っても、極めて低侵襲である。しかし超音波診断装置は、Ｘ線診断装置の支持器とは連動していないため、超音波診断装置の観察箇所に合わせてＸ線診断装置の支持器の角度を制御することが出来ない。
【０００６】
本発明の実施形態はこのような点を考慮してなされたもので、被検体に対し少ない被曝量でワーキングアングルを決定し、支持器を制御することができるＸ線診断装置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】
実施形態のＸ線診断装置は、被検体に対しプローブを接触させて超音波画像を撮影する超音波診断装置と通信を行うＸ線診断装置において、前記被検体に対する前記プローブの角度および位置のうち少なくともいずれかに基づき、臨床角を算出する角度算出部と、前記超音波画像とともに、前記角度算出部で算出した前記臨床角の情報を表示する表示部と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係るＸ線診断装置のハードウェア構成を示す概略図。
【図２】本実施形態のＸ線診断装置における保持装置の外観構成を示す斜視図。
【図３】Ｘ線診断装置の制御部の詳細を示すブロック図。
【図４】超音波診断装置の構成を示すブロック図。
【図５】超音波画像上に臨床角を表示する動作を示すフローチャート。
【図６】被検体に対するＣアームの動作方向を示す図であり、（ａ）被検体の体軸と平行に被検体頭部から見た図、（ｂ）被検体の体軸と垂直に、被検体右手側から見た図。
【図７】超音波画像と臨床角とを同時表示した場合の表示例を示す図。
【図８】超音波画像上で臨床角の変更を行う場合の表示例を示す図。
【図９】３次元画像上に臨床角を表示する動作を示すフローチャート。
【図１０】（ａ）３次元座標空間の軸方向、（ｂ）超音波プローブの軸方向との関係を示す図。
【図１１】３次元画像と断面とを同時表示した場合の表示例を示す図。
【図１２】３次元画像上で断面の角度変更を行う場合の表示例を示す図。
【図１３】第２断層面と臨床角とを同時表示した場合の表示例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態のＸ線診断装置１００のハードウェア構成、およびＸ線診断装置１００とネットワークＮにより接続される超音波診断装置８００、ＣＴ装置７００、ＭＲＩ装置９００とを示す概略図である。超音波診断装置８００は超音波画像を撮影しＸ線診断装置１００に送信する。ＣＴ装置７００はＣＴ画像を撮影し、ＶＲ（Volume Rendering）処理により３次元ＣＴ画像を形成して、Ｘ線診断装置１００に送信する。ＭＲＩ装置９００はＭＲ（Magnetic Resonance）画像を撮影し、ＶＲ処理により３次元ＭＲ画像を形成して、Ｘ線診断装置１００に送信する。
【００１１】
図２は、Ｘ線診断装置１００における保持装置５０の外観構成を示す斜視図である。図１および図２は、本実施形態の一例として、天井走行式Ｃアームを備えるＸ線診断装置１００を示す。
【００１２】
Ｘ線診断装置１００は、大きくは、保持装置５０およびＤＦ（digital fluorography）装置６０から構成される。保持装置５０は、検査・治療室に、ＤＦ装置６０は機械室などに設置される。なお、本発明に係るＸ線診断装置は、天井走行式Ｃアームを備えるＸ線診断装置１００に限定されるものではなく、床走行式Ｃアームを備えるＸ線診断装置であってもよい。
【００１３】
保持装置５０は、スライド機構２１、鉛直軸回転機構２３、懸垂アーム２４、Ｃアーム回転機構２５、Ｃアーム２６、Ｘ線照射装置２７、受像装置２８、寝台２９、コントローラ３０、高電圧供給装置３１、駆動制御部３２を設ける。
【００１４】
スライド機構２１は、Ｚ軸方向レール２１１、Ｘ軸方向レール２１２、および台車２１３を設ける。スライド機構２１は、駆動制御部３２を介したコントローラ３０による制御によって、鉛直軸回転機構２３、懸垂アーム２４、Ｃアーム回転機構２５、Ｃアーム２６、Ｘ線照射装置２７、および受像装置２８を一体として水平方向にスライドさせる。
【００１５】
Ｚ軸方向レール２１１は、Ｚ軸方向（天板２９ａの長軸方向）に延設され、天井に支持される。
【００１６】
Ｘ軸方向レール２１２は、Ｘ軸方向（天板２９ａの短軸方向）に延設され、その両端のローラ（図示しない）を介してＺ軸方向レール２１１に支持される。Ｘ軸方向レール２１２は、駆動制御部３２を介したコントローラ３０による制御によって、Ｚ軸方向レール２１１上をＺ軸方向に移動される。
【００１７】
台車２１３は、ローラ（図示しない）を介してＸ軸方向レール２１２に支持される。台車２１３は、駆動制御部３２を介したコントローラ３０による制御によって、Ｘ軸方向レール２１２上をＸ軸方向に移動される。
【００１８】
台車２１３を支持するＸ軸方向レール２１２がＺ軸方向レール２１１上をＺ軸方向に移動可能であり、台車２１３がＸ軸方向レール２１２上をＸ軸方向に移動可能であるので、台車２１３は検査室内を水平方向（Ｘ軸方向およびＺ軸方向）に移動可能である。
【００１９】
鉛直軸回転機構２３は、台車２１３に回転可能に支持される。鉛直軸回転機構２３は、駆動制御部３２を介したコントローラ３０による制御によって、懸垂アーム２４、Ｃアーム回転機構２５、Ｃアーム２６、Ｘ線照射装置２７、および受像装置２８を一体として鉛直軸回転方向Ｔ１（図２に図示）に回転させる。
懸垂アーム２４は、鉛直軸回転機構２３によって支持される。
【００２０】
Ｃアーム回転機構２５は、懸垂アーム２４に回転可能に支持される。Ｃアーム回転機構２５は、駆動制御部３２を介したコントローラ３０による制御によって、Ｃアーム２６、Ｘ線照射装置２７、および受像装置２８を一体として懸垂アーム２４に対する回転方向Ｔ２（図２に図示）に回転させる。
【００２１】
Ｃアーム２６は、Ｃアーム回転機構２５によって支持され、Ｘ線照射装置２７と受像装置２８とを、被検体Ｐを中心に対向配置させる。Ｃアーム２６の背面又は側面にはレール（図示しない）が設けられ、Ｃアーム回転機構２５とＣアーム２６とによって挟み込まれる当該レールを介して、Ｃアーム２６は、駆動制御部３２を介したコントローラ３０による制御によって、Ｘ線照射装置２７、および受像装置２８を一体としてＣアーム２６の円弧方向Ｔ３（図２に図示）に円弧動させる。
【００２２】
Ｘ線照射装置２７は、Ｃアーム２６の一端に設けられる。Ｘ線照射装置２７は、駆動制御部３２を介したコントローラ３０による制御によって、前後動が可能なように設けられる。Ｘ線照射装置２７は、高電圧供給装置３１から高電圧電力の供給を受けて、高電圧電力の条件に応じて被検体Ｐの所定部位に向かってＸ線を照射する。Ｘ線照射装置２７は、Ｘ線の出射側に、複数枚の鉛羽で構成されるＸ線照射野絞りや、シリコンゴム等で形成されハレーションを防止するために所定量の照射Ｘ線を減衰させる補償フィルタ等を設ける。
【００２３】
受像装置２８は、Ｃアーム２６の他端であってＸ線照射装置２７の出射側に設けられる。受像装置２８は、駆動制御部３２を介したコントローラ３０による制御によって、前後動が可能なように設けられる。受像装置２８は、ＦＰＤ（Flat Panel Detector：平面検出器）２８ａを含む。ＦＰＤ２８ａは、平面的に配列された複数の検出素子によりＸ線を検出して電気信号に変換する。
【００２４】
寝台２９は、床面に支持され、天板（カテーテルテーブル）２９ａを支持する。寝台２９は、駆動制御部３２を介したコントローラ３０による制御によって、天板２９ａを水平（Ｘ、Ｚ軸方向）動、上下（Ｙ軸方向）動およびローリングさせる。天板２９ａは、被検体Ｐを載置可能である。なお、保持装置５０は、Ｘ線照射装置２７が天板２９ａの下方に位置するアンダーチューブタイプである場合を説明するが、Ｘ線照射装置２７が天板２９ａの上方に位置するオーバーチューブタイプである場合であってもよい。
【００２５】
コントローラ３０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを含んでいる。コントローラ３０は、後述する操作部１４からの指示に従って、高電圧供給装置３１、および駆動制御部３２等の動作を制御する。
【００２６】
高電圧供給装置３１は、コントローラ３０の制御に従って、Ｘ線照射装置２７に高電圧電力を供給する。
【００２７】
駆動制御部３２は、コントローラ３０の制御に従って、スライド機構２１、鉛直軸回転機構２３、Ｃアーム回転機構２５、Ｃアーム２６、Ｘ線照射装置２７、受像装置２８、および寝台２９の天板２９ａをそれぞれ駆動可能である。
【００２８】
ＤＦ装置６０は、コンピュータをベースとして構成されており、制御部１０、第１の表示部１１、第２の表示部１２、第３の表示部１３、操作部１４、通信部１５、記憶部１６、情報記憶媒体１７、画像処理部１８、画像データベース１９、角度データベース２０を含み、バスによって相互に通信可能に接続されて構成されている。ＤＦ装置６０の制御部１０は、保持装置５０のコントローラ３０と接続されて相互の動作を制御する。
【００２９】
操作部１４はキーボードやマウス等であり、データの入力を行う。また操作部１４は、コントローラ３０および駆動制御部３２を介して、保持装置５０の各機構の動作を指示する。第１の表示部１１、第２の表示部１２、第３の表示部１３はモニタ等である。第１の表示部１１は、被検体の超音波画像と、撮影角度算出部１１１で算出した臨床角を同時表示する。第２の表示部１２は、画像データベース１９に格納される、ＶＲ（Volume Rendering）処理された３次元ＣＴ画像を表示する。第３の表示部１３はＸ線画像を表示する。詳細は後述する。
通信部１５は、病院内ＬＡＮ等のネットワークＮに接続し、例えば超音波診断装置８００やＣＴ装置７００等といった外部の装置との通信を行う。
【００３０】
記憶部１６は、制御部１０や通信部１５などのワーク領域となるもので、ＲＡＭ（Random Access Memory）などにより実現できる。また記憶部１６は、Ｃアーム２６の可動範囲を格納する。
【００３１】
情報記憶媒体１７（コンピュータにより読み取り可能な媒体）は、プログラムやデータなどを格納するものであり、ハードディスク、或いはメモリ（Flash Memory、ＲＯＭ：Read Only Memory）などにより実現できる。情報記憶媒体１７には、本実施形態の各部としてコンピュータを機能させるためのプログラム（各部の処理をコンピュータに実行させるためのプログラム）、ＧＵＩ（Graphical User Interface）等のソフトウェア、複数のアプリケーション等が記憶される。
【００３２】
制御部１０は、全体の制御を司り、様々な演算処理や制御処理などを行う演算装置である。制御部１０の機能は各種プロセッサ（ＣＰＵ、ＤＳＰ等）、ＡＳＩＣ（ゲートアレイ等）などのハードウェアや、プログラムにより実現できる。制御部１０は、情報記憶媒体１７に格納されるプログラム（データ）に基づいて本実施形態の種々の処理を行う。
【００３３】
画像データベース１９は、投影画像データ記憶部１９１、画像処理後データ記憶部１９２、超音波画像データ記憶部１９３、３次元画像データ記憶部１９４を含む。投影画像データ記憶部１９１は、保持装置５０のＦＰＤ２８ａから出力された投影画像データを記憶する。画像処理後データ記憶部１９２は、画像処理回路１８２から出力された撮影画像をデータとして記憶する。超音波画像データ記憶部１９３は、外部の超音波診断装置８００で撮影した超音波画像を格納する。３次元画像データ記憶部１９４は、外部のＣＴ装置７００等であらかじめ撮影された被検体の３次元画像を格納する。
【００３４】
画像処理部１８は、画像データベース１９に格納される画像データの各種処理を行う。画像処理部１８は、画像取得部１８１、画像処理回路１８２を含む。
【００３５】
画像取得部１８１は、投影画像データ記憶部１９１に格納された投影画像データを取得する。また画像取得部１８１は、超音波診断装置８００で撮影された超音波画像、およびＣＴ装置７００で撮影され画像処理された３次元ＣＴ画像を通信部１５を介して取得し、それぞれ超音波画像データ記憶部１９３、３次元画像データ記憶部１９４に格納する。
【００３６】
画像処理回路１８２は、画像取得部１８１が投影画像データ記憶部１９１から取得した投影画像データに対して、対数変換処理（ＬＯＧ処理）を行なって必要に応じて加算処理して、透視画像および撮影画像（ＤＡ画像）のデータを生成し、この透視画像および撮影画像に対して画像処理を行う。画像処理としては、データに対する拡大／階調／空間フィルタ処理や、時系列に蓄積されたデータの最小値／最大値トレース処理、およびノイズを除去するための加算処理等が挙げられる。なお、画像処理回路１８２による画像処理後のデータは、第３の表示部１３に出力されると共に、画像処理後データ記憶部１９２に記憶される。
【００３７】
第３の表示部１３は、制御部１０の制御によって、画像処理回路１８２によって生成される透視画像および撮影画像のデータに、検査情報（パラメータの文字情報および目盛等）を合成し、合成信号をＤ／Ａ変換後、ビデオ信号として表示する。第３の表示部１３は、画像処理回路１８２から出力される透視画像および撮影画像をライブ表示するライブモニタや、画像処理回路１８２から出力される撮影画像を静止画像表示、また、動画再生表示する参照モニタや、ＦＯＶ（field of view）切り替えのためのデータ等、主に保持装置５０の制御を行なうためのデータを表示するシステムモニタ等を含む。
【００３８】
図３に制御部１０の詳細なブロック図を示す。制御部１０は、撮影角度算出部１１１、撮影角度修正部１１２、移動可能判定部１１３、断層面算出部１１４を含み、バスによって相互に通信可能に接続されて構成されている。
【００３９】
撮影角度算出部１１１は、後述する超音波診断装置８００の超音波プローブ８９の角度に基づき、被検体に対するＸ線撮影角度（臨床角）を算出する。また撮影角度算出部１１１は、３次元画像上に表示した断層面について、３次元座標空間から２次元座標空間への座標変換を行い、被検体に対するＸ線撮影角度（臨床角）を算出する。詳細は後述する。
【００４０】
撮影角度修正部１１２は、ＧＵＩを用いたユーザの操作により変更された角度を再度計算して、臨床角を修正する。移動可能判定部１１３は、撮影角度修正部１１２で修正したＸ線撮影角度について、Ｃアーム２６が移動可能かを判定する。
断層面算出部１１４は、被検体上の超音波プローブ８９の位置に基づき、第１の表示部１１に表示された３次元ＣＴ画像上における断層面を算出する。また断層面算出部１１４は、ユーザが操作部１４を用いて変更した、３次元ＣＴ画像上における断層面も算出する。詳細は後述する。なお、制御部１０内の各機能は、Ｘ線診断装置１００の内部に限らず、外付けの装置内にあってもよい。
【００４１】
角度データベース２０は、制御部１０内の撮影角度算出部１１１で算出した臨床角、および撮影角度修正部１１２で再度算出し修正した臨床角を格納する。詳細は後述する。
【００４２】
図４にＸ線診断装置１００とネットワークＮを介して接続する超音波診断装置８００の詳細ブロック図を示す。超音波診断装置８００は、制御部８０、表示部８２、操作部８３、通信部８５、記憶部８６、情報記憶媒体８７、画像処理部８８、超音波プローブ８９を含む。
【００４３】
制御部８０、操作部８３、通信部８５、記憶部８６、情報記憶媒体８７は、Ｘ線診断装置１００と同様の動作を行うため、説明を省略する。
【００４４】
超音波プローブ８９は角度センサ８９１および位置センサ８９２を備える。超音波プローブ８９は被検体に当てることで、当該位置における断層画像データを撮影し、角度センサ８９１および位置センサ８９２で検出した角度情報および位置情報と共に画像処理部８８に送る。画像処理部８８は、超音波プローブ８９が取得した断層画像データに画像処理を行って、角度情報および位置情報を含む超音波画像を生成する。
表示部８２は、被検体での超音波プローブ８９の位置における超音波画像を表示する。
【００４５】
次に、上記構成のＸ線診断装置１００の動作について説明する。なお、本実施形態においては、例えば心臓の大動脈弁置換術を行うために大動脈弁が観察出来る角度を決定する動作について述べる。
【００４６】
＜実施例１＞
超音波画像上に臨床角を表示する場合の超音波診断装置８００およびＸ線診断装置１００の動作の一例について、図５を用いて説明する。
【００４７】
まず超音波診断装置８００における超音波プローブ８９のキャリブレーションを行う（ステップＳ１０１）。キャリブレーションの一例を、図６に示すＣアーム２６の動作方向を参照して以下に述べる。図６（ａ）は被検体の体軸と平行に、被検体頭部から見た図である。Ｃアーム２６がＴ２方向に動作する際、被検体の左手側方向をＬＡＯ方向、右手側方向をＲＡＯ方向とする。図６（ｂ）は被検体の体軸と垂直に、被検体の右手側から見た図である。Ｃアーム２６がＴ３方向に動作する際、被検体の頭部方向をＣＲＡ方向、脚部方向をＣＡＵ方向とする。ユーザは超音波プローブ８９を垂直に立て、超音波画像のファン方向が被検体の左右方向と一致するようにする。制御部８０は、超音波プローブ８９が有する角度センサ８９１の情報を、通信部８５を介してＸ線診断装置１００の撮影角度算出部１１１に送信する。撮影角度算出部１１１は、送信された角度センサ８９１の情報より、現在の状態をＬＡＯ、ＲＡＯ方向０度、ＣＲＡ、ＣＡＵ方向０度と設定する。
【００４８】
次に、ユーザは超音波プローブ８９を被検体に接触させる（ステップＳ１０３）。次にユーザは、超音波プローブ８９を操作して表示部８２に表示される超音波画像を見ながら、大動脈弁が垂直に観察出来る位置を探す。そして当該位置が決定したら、超音波プローブ８９は超音波画像（断層画像）データを撮影して取得し（ステップＳ１０４）、角度センサ８９１は超音波プローブ８９の角度に関する情報を検出する（ステップＳ１０５）。このとき角度センサ８９１は６軸モーションセンサを用い、ｘ、ｙ、ｚ方向に水平方向の加速度a(t)と、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸まわりの角速度ω(t)を検出する。
【００４９】
制御部８０は、角度センサ８９１が検出した加速度a(t)および角速度ω(t)を通信部８５を介してＸ線診断装置１００に送る（ステップＳ１０７）。
【００５０】
Ｘ線診断装置１００内の制御部１０は、ステップＳ１０７で送信された加速度a(t)および角速度ω(t)を通信部１５を介して取得する（ステップＳ１５１）。次に制御部１０内の撮影角度算出部１１１は、ステップＳ１５１で取得した加速度a(t)および角速度ω(t)の情報に基づき、Ｘ線撮影角度（臨床角）を算出する（ステップＳ１５３）。
【００５１】
ステップＳ１５３における臨床角の算出方法の詳細について述べる。時刻ｔにおける加速度a(t)と角速度ω(t)が分かれば、（１）式、（２）式より時刻ｔにおける位置x(t)と角度θ(t)を算出することができる。
【００５２】
【数１】
0005854608.tif 000002
【００５３】
撮影角度算出部１１１は、図６より、ステップＳ１０１において超音波プローブ８９のキャリブレーションを行った時刻をｔ＝０とし、（２）式より、時刻ｔにおけるｚ軸まわりの角度θz(t)、ｘ軸まわりの角度θx(t)を算出して、臨床角を求める。求めた臨床角は、角度データベース２０内に一時的に格納する。
【００５４】
次に第１の表示部１１は、ステップＳ１５３で算出した臨床角と、ステップＳ１０４で超音波プローブ８９が撮影して取得した超音波画像とを同時表示する（ステップＳ１５５）。この同時表示の例を図７に示す。図７では、超音波プローブ８９が撮影した超音波画像上に、臨床角「ＬＡＯ４０°、ＣＡＵ１０°」を重畳して右下に表示している。この時点で第１の表示部１１に臨床角が表示されているが、Ｃアーム２６自体はまだ表示されている臨床角に動作していない。
【００５５】
大動脈弁を垂直に観察出来る断面の位置が決定しても、その断面におけるＸ線照射装置２７とＦＰＤ２８を対向配置するための角度、つまりＣアーム２６の取り得る臨床角は３６０度存在する。しかし実際には機械的な制約があるため、Ｃアーム２６の取り得る臨床角の範囲は限られている。また、ユーザが治療する際に、Ｃアーム２６がユーザにとって邪魔な位置とならず、ユーザが観察かつ治療のし易い適切な観察角度が存在する。よって、ステップＳ１５３で算出した臨床角から、Ｃアーム２６の可動範囲であり、かつユーザが観察しやすい角度（以後、実臨床角とする）に修正する必要がある。
【００５６】
そこで制御部１０は、モニタ上で角度の変更が可能なＧＵＩを情報記憶媒体１７から呼び出し、このＧＵＩに基づく表示を超音波画像上に重畳して、第１の表示部１１に表示する（ステップＳ１５６）。一例を図８に示す。図８で、超音波画像の縦軸に対して水平な矢印［Ａ１］が、ステップＳ１５３で算出した臨床角における向きとし、ポインタ［Ｘ］をドラッグすることによって矢印［Ａ１］の向きが変更されるとする。このとき、矢印［Ａ１］の角度値は右下の［ａ１］の位置に表示される。ユーザが操作部１４を用い、ポインタ［Ｘ］をドラッグして矢印を［Ａ２］の向きに変更すると、撮影角度修正部１１２は、矢印［Ａ］と矢印［Ａ２］とで成す角度φと、［ａ１］の位置に表示されている臨床角とに基づいて、矢印［Ａ２］における角度を算出し、第１の表示部１１の左下、［ａ２］の位置に角度を表示する（ステップＳ１５７）。
【００５７】
次に移動可能判定部１１３は、記憶部１６に格納されたＣアーム２６の可動範囲の角度を参照し、ステップＳ１５７で算出した矢印［Ａ２］における角度が、Ｃアーム２６の移動可能な角度であるか否かを判定する（ステップＳ１５９）。Ｃアーム２６の移動可能な角度では無い場合（ステップＳ１５９で「Ｎｏ」）、第１の表示部１１は、超音波画像上にエラー表示を行ったり、［ａ２］の角度表示の色を変更したりと、角度を修正するよう促す表示を行う（ステップＳ１６１）。
【００５８】
ステップＳ１５７で算出した角度がＣアーム２６の移動可能な角度である場合（ステップＳ１５９で「Ｙｅｓ」）、この角度が実臨床角である。コントローラ３０は駆動制御部３２を介してＣアーム２６を当該角度になるように移動し（ステップＳ１６３）、Ｘ線撮影を行う（ステップＳ１６５）。このように、ユーザにとって観察に適切な角度かつＣアーム２６が移動可能な角度である実臨床角で大動脈弁が観察出来、精度の良い治療が可能となる。
【００５９】
＜実施例２＞
上述した実施例１では、超音波プローブ８９の角度に関する情報から直接臨床角を算出したが、心臓の超音波画像を撮影する場合、肋骨等に遮られ、大動脈弁を垂直方向に観察出来る被検体の位置に超音波プローブを接触するのが困難である場合がある。そこで、ＣＴ装置７００やＭＲＩ装置９００で予め撮影していた心臓の３次元画像と超音波画像とを対応させることによって、臨床角を算出する。
【００６０】
以下、ＣＴ装置７００で予め撮影した３次元ＣＴ画像上に臨床角を表示する場合の超音波診断装置８００およびＸ線診断装置１００の動作の一例について、図９を用いて説明する。
【００６１】
まず、ステップＳ１０１と同様、超音波診断装置８００における超音波プローブ８９のキャリブレーションを行う（ステップＳ２０１）。ステップＳ２０１では、角度のキャリブレーションに加えて位置のキャリブレーションも行う。キャリブレーションの一例を、図１０（ａ）に示す３次元画像の座標空間と、図１０（ｂ）に示す超音波プローブ８９の動作方向を参照して以下に述べる。まず、角度のキャリブレーションについて述べる。ユーザは超音波プローブ８９を垂直に立て、超音波画像のファン方向が被検体の左右方向と一致するようにする。制御部８０は、超音波プローブ８９が有する角度センサ８９１の情報を、通信部８５を介してＸ線診断装置１００の断層面算出部１１４に送信する。断層面算出部１１４は、送信された角度センサ８９１の情報より、時刻ｔ＝０において超音波プローブ８９の長軸方向が３次元空間座標のｙ軸に平行、超音波プローブ８９のファン方向がｘ軸に平行、超音波プローブ８９の短軸方向がｚ軸に平行になるよう設定する。
【００６２】
次に位置のキャリブレーションの一例を以下に述べる。ユーザは、角度のキャリブレーション同様に超音波プローブ８９を垂直に立て、超音波画像のファン方向が被検体の左右方向と一致する状態を保ったまま、例えば被検体の胸骨の最下部を目印にして超音波プローブ８９を接触させ超音波画像を撮影し、第１の表示部１１にこの超音波画像を表示する。一方、Ｘ線診断装置１００内の制御部１０は３次元画像データ記憶部１９４より３次元ＣＴ画像を読み出し、第２の表示部１２に表示する。ユーザは、第２の表示部１２に表示された３次元ＣＴ画像より、現在超音波プローブ８９が接触している胸骨の最下部の位置を探し、第１の表示部１１に表示されている超音波画像と同じ断面図になる位置Ｐを３次元ＣＴ画像上で決定して位置合わせを行う。制御部８０は、超音波プローブ８９が有する位置センサ８９２の情報を、通信部８５を介してＸ線診断装置１００の断層面算出部１１４に送信する。断層面算出部１１４は、送信された位置センサ８９２の情報より、位置Ｐを時刻ｔ＝０の基準位置として設定する。これにより、超音波プローブ８９と３次元ＣＴ画像における断面とを連動させることができる。
【００６３】
次に、ステップＳ１０３同様、ユーザは超音波プローブ８９を被検体に接触させる（ステップＳ２０３）。次にユーザは、超音波プローブ８９を操作して表示部８２に表示される超音波画像を見ながら、大動脈弁が観察出来る位置を、超音波プローブ８９を被検体に接触して探す。このとき、観察位置は肋骨に邪魔されているために、超音波プローブ８９は大動脈弁と垂直とはならない。当該位置が決定したら、超音波プローブ８９は超音波画像（断層画像）データを撮影して取得し（ステップＳ２０４）、角度センサ８９１および位置センサ８９２は超音波プローブ８９の角度および位置に関する情報をそれぞれ検出する（ステップＳ２０５）。このとき角度センサ８９１は上述したように６軸モーションセンサを用い、加速度a(t)と角速度ω(t)を検出する。
【００６４】
制御部８０は、角度センサ８９１が検出した加速度a(t)および角速度ω(t)、および位置センサ８９２が検出した、位置に関する情報を通信部８５を介してＸ線診断装置１００に送る（ステップＳ２０７）。
【００６５】
Ｘ線診断装置１００内の制御部１０は、ステップＳ２０７で送信された加速度a(t)、角速度ω(t)、および位置に関する情報を通信部１５を介して取得する（ステップＳ２５１）。次に制御部１０内の断層面算出部１１４は、ステップＳ２５１で取得した加速度a(t)、角速度ω(t)、および位置に関する情報と、ステップＳ２０１で超音波プローブ８９のキャリブレーションを行った際に読み出した３次元ＣＴ画像とに基づき、超音波プローブ８９の現在位置に対応する３次元空間での断面Ｂ１を算出し、第２の表示部１２に表示される３次元ＣＴ画像の該当位置に断面Ｂ１を重畳して表示する（ステップＳ２４１）。このとき第２の表示部１２に表示される３次元ＣＴ画像と断面Ｂ１の例を図１１に示す。
【００６６】
ステップＳ２４１で得られた３次元空間での断面は、断面作成に基づく超音波プローブ８９の位置が、肋骨の位置の関係上、大動脈弁を垂直に観察可能な位置ではなかったため、大動脈弁が観察しやすい断面とは限らない。よって、Ｃアーム２６の可動範囲であり、ユーザが大動脈弁を観察しやすい断面に修正する必要がある。
【００６７】
そこで制御部１０は、モニタ上で断面の位置、角度の変更が可能なＧＵＩを情報記憶媒体１７から呼び出し、このＧＵＩに基づく表示を３次元ＣＴ画像上に重畳して、第２の表示部１２に表示する（ステップＳ２４２）。一例を図１２に示す。図１２で、ポインタＸをドラッグすることによって、ステップＳ２４１で算出した断面Ｂ１から、断面Ｂ２が作成され表示される（ステップＳ２４３）。このときの断面Ｂ２を第２断層面と呼ぶ。なお、第２断層面は図１２に表示されている平面上だけでなく、３次元空間上のどの平面をユーザが指定してもよい。
【００６８】
次に撮影角度算出部１１１は、ステップＳ２４３で作成した第２断層面における３次元座標空間から、Ｃアーム２６の動作する２次元座標空間への座標変換を行い（ステップＳ２４５）、被検体に対する臨床角を算出する（ステップＳ２５３）。このときの第２断層面および臨床角の表示の例を図１３に示す。
【００６９】
以降、ステップＳ２５５〜Ｓ２６５の第２断層面に関する動作は、実施例１におけるステップＳ１５５〜Ｓ１６５の超音波画像に関する動作と同様であるため、説明を省略する。このように、肋骨との位置関係のため超音波プローブ８９が超音波画像の撮影を所望の位置で行えなかった場合、３次元ＣＴ画像上に断面としての超音波画像を表示して、適切な観察角度かつＣアーム２６が移動可能な角度で大動脈弁を観察することが出来、精度の良い治療が可能である。
【００７０】
以上説明した実施例によれば、超音波プローブ８９を操作して大動脈弁が垂直に観察出来る位置をさがし、当該位置について超音波画像を撮影する。この時の超音波プローブ８９の角度に関する情報に基づいて、Ｘ線診断装置１００の撮影角度算出部１１１は、臨床角を算出する。算出した臨床角から、Ｃアーム２６の可動範囲であり、かつユーザが観察しやすい角度である実臨床角に変更する。これにより、超音波プローブ８９で診断位置を決定してからＸ線診断装置１００を使用するので、被検体に対し少ない被曝量でワーキングアングルを決定することが出来る。また、肋骨で遮られるために超音波プローブ８９が大動脈弁に対して垂直に観察出来ない場合は、予めＣＴ装置で撮影した３次元ＣＴ画像を用いて断面としての超音波画像を得、断面の角度を変更して大動脈弁に対し適切な観察面を得、臨床角および実臨床角を求めることができる。
【００７１】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００７２】
１００…Ｘ線診断装置、５０…保持装置、６０…ＤＦ装置、１０…制御部、１１…第１の表示部、１２…第２の表示部、１３…第３の表示部、１４…操作部、１５…通信部、１６…記憶部、１７…情報記憶媒体、１８…画像処理部、１９…画像データベース、２０…角度データベース、１１１…撮影角度算出部、１１２…撮影角度修正部、１１３…移動可能判定部、１１４…断層面算出部、１８１…画像取得部、１８２…画像処理回路、１９１…投影画像データ記憶部、１９２…画像処理後データ記憶部、１９３…超音波画像データ記憶部、１９４…３次元画像データ記憶部、８００…超音波診断装置、７００…ＣＴ装置、９００…ＭＲＩ装置。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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