(57)【要約】【課題】所望の関心領域を介してガイドワイヤを適切に挿入する際の補助情報を取得する。【解決手段】画像診断装置であって、超音波送受信部及び光送受信部を備えるプローブを用いて超音波断層画像及び光断層画像を取得する画像取得部と、光断層画像に基づいて関心領域の決定に用いる画像を生成する生成部と、当該画像上における関心領域を決定する決定部と、超音波断層画像のうち関心領域に対応する超音波断層関心画像を特定する特定部とを備える。【選択図】  図５
2018075080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波送受信部及び光送受信部を備えるプローブを用いて超音波断層画像及び光断層画像を取得する画像取得手段と、
前記光断層画像に基づいて関心領域の決定に用いる画像を生成する生成手段と、
前記画像における前記関心領域を決定する決定手段と、
前記超音波断層画像のうち前記関心領域に対応する超音波断層関心画像を特定する特定手段と、
を備えることを特徴とする画像診断装置。
【請求項２】
前記特定手段により前記超音波断層関心画像が特定された後に、リアルタイムの超音波断層画像を取得する第２の画像取得手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の画像診断装置。
【請求項３】
前記特定手段により前記超音波断層関心画像が特定された後に、前記関心領域に基づいて前記プローブを配置する目標位置を決定し、前記目標位置に応じて前記プローブを移動させる移動手段をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像診断装置。
【請求項４】
前記プローブの回転軸に沿った位置をプローブ情報として取得するプローブ情報取得手段をさらに備え、
前記移動手段は、前記プローブ情報と前記目標位置とからプローブ移動量をさらに決定し、前記プローブ移動量に基づいて前記プローブを移動させることを特徴とする請求項３に記載の画像診断装置。
【請求項５】
前記プローブ情報取得手段は、前記プローブの回転軸に交差する面内の向きを前記プローブ情報としてさらに取得することを特徴とする請求項４に記載の画像診断装置。
【請求項６】
前記画像取得手段は、前記光送受信部による送受信を阻害する物質を除外した上で前記超音波断層画像及び前記光断層画像を取得することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像診断装置。
【請求項７】
前記関心領域の決定に用いる画像は、前記光断層画像に基づく３次元画像、前記３次元画像を平面上に展開した略２次元画像、前記３次元画像又は前記略２次元画像の断面画像、前記３次元画像又は前記略２次元画像の平面投影画像のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の画像診断装置。
【請求項８】
前記特定手段は、前記光断層画像のうち前記関心領域に対応する光断層関心画像を特定し、当該特定された光断層関心画像に対応する画像を前記超音波断層関心画像として特定することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像診断装置。
【請求項９】
前記画像取得手段により取得された前記超音波断層画像と、前記第２の画像取得手段により取得されるリアルタイムの超音波断層画像との類似度を算出する算出手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の画像診断装置。
【請求項１０】
前記特定手段により前記超音波断層関心画像が特定された後に、前記関心領域に基づいて前記プローブを配置する目標位置を決定し、前記目標位置に応じて前記プローブを移動させる移動手段をさらに備え、
前記移動手段は、前記算出手段により算出される前記目標位置の超音波断層画像と前記リアルタイムの超音波断層画像との類似度に基づいて前記プローブを移動させることを特徴とする請求項９に記載の画像診断装置。
【請求項１１】
前記類似度を提示する類似度提示手段をさらに備えることを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像診断装置。
【請求項１２】
前記特定手段により特定された前記超音波断層関心画像と、前記第２の画像取得手段により取得されるリアルタイムの超音波断層画像とを表示装置に表示させる表示制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項９乃至１１の何れか１項に記載の画像診断装置。
【請求項１３】
前記特定手段は、前記関心領域に対応する前記超音波断層関心画像上の関心方向をさらに特定することを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載の画像診断装置。
【請求項１４】
前記超音波断層関心画像上の関心方向を示す情報を提示する提示手段をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の画像診断装置。
【請求項１５】
前記生成手段により生成された前記画像からステントストラット及びステントリンクを抽出する抽出手段をさらに備え、
前記決定手段は、前記抽出手段により抽出された情報と、予め保持しているステントデザイン情報とに基づいて、前記画像上で前記関心領域を決定することを特徴とする請求項１乃至１４の何れか１項に記載の画像診断装置。
【請求項１６】
前記特定手段により特定された前記関心領域に対応する超音波断層関心画像と、前記第２の画像取得手段により取得されるリアルタイムの超音波断層画像との、前記プローブの回転軸に交差する面内の向きがそれぞれ揃うように前記プローブを調整する調整手段をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の画像診断装置。
【請求項１７】
前記特定手段により特定された前記関心領域に対応する超音波断層関心画像と、前記第２の画像取得手段により取得されるリアルタイムの超音波断層画像との共通特徴を抽出する特徴抽出手段と、
前記共通特徴の向きが揃うように、少なくとも一方の画像を回転させることで向きを調整する調整手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の画像診断装置。
【請求項１８】
前記共通特徴は、脈管腔、脈管表面、脈管分岐部、脈管以外の臓器、人為的に体内又は体表に置かれた物体、若しくは、当該物体に由来するシャドー又はアーチファクト、のうちの少なくとも何れか１つに基づく特徴であることを特徴とする請求項１７に記載の画像診断装置。
【請求項１９】
画像診断装置の制御方法であって、
超音波送受信部及び光送受信部を備えるプローブを用いて超音波断層画像及び光断層画像を取得する画像取得工程と、
前記光断層画像に基づいて関心領域の決定に用いる画像を生成する生成工程と、
前記画像上における前記関心領域を決定する決定工程と、
前記超音波断層画像のうち前記関心領域に対応する超音波断層関心画像を特定する特定工程と、
を有することを特徴とする画像診断装置の制御方法。
【請求項２０】
コンピュータを、請求項１乃至１８の何れか１項に記載の画像診断装置として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像診断装置、画像診断装置の制御方法およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
血管及び脈管などの生体管腔内に生じる心筋梗塞等の原因となる狭窄部の経皮的な治療に際し、狭窄部の性状を観察するため、又は治療後の状態を観察するため、超音波又は光等の検査波を利用して生体管腔の画像を取得する診断用のカテーテルが用いられている。
【０００３】
血管内超音波診断（ＩＶＵＳ：Ｉｎｔｒａ  Ｖａｓｃｕｌａｒ  Ｕｌｔｒａ  Ｓｏｕｎｄ）では、挿入部の先端に超音波振動子を有するイメージングコアを回転自在に設け、体腔内に挿入した後、手元側の駆動部から延在するドライブシャフト等を介して回転させながら走査（ラジアルスキャン）するものが一般的である。
【０００４】
また、波長掃引を利用した光干渉断層画像診断（ＯＣＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）では、光ファイバの先端に光学レンズおよび光学ミラー（送受信部）が取り付けられたイメージングコアを内挿した光プローブ部を血管内に挿入し、イメージングコアを回転させながら先端の送受信部から血管内に測定光を出射するとともに、生体組織からの反射光を受光することで血管内におけるラジアル走査を行う。そして、該受光した反射光と参照光とを干渉させることにより生成した干渉光に基づいて、血管の断面画像を描出するものが一般的である。
【０００５】
ＯＣＴは血管の内腔面に対して高い解像度の画像が得られるが、その血管内腔面から比較的浅い組織までの像しか得られない。一方、ＩＶＵＳの場合は、得られる画像の解像度という点ではＯＣＴよりは低いものの、逆に、ＯＣＴより深い血管組織の像を得ることができる。そこで、最近では、ＩＶＵＳの機能とＯＣＴの機能とを組み合わせたデュアルセンサを搭載したイメージングコアを有する画像診断装置（超音波を送受信可能な超音波送受信部と、光を送受信可能な光送受信部とを備える画像診断装置）が提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
高機能カテーテルを用いた血管内治療では、血管の分岐部にステントが留置されることがある。そして、血管の本幹から側枝への血流確保や、側枝へのステントの留置を目的に、本幹に留置されたステントに対して二次的な処置が行われることがある。その際、本幹に留置されたステントのセルの一つを介してガイドワイヤを側枝へ挿入させることがある。これに対して、特許文献２では、ＯＣＴ画像を用いて、どのセルにガイドワイヤを通せばよいかの指針を提示する技術が開示されている。
【０００７】
一方、画像取得時に血液の除去が不要なＩＶＵＳを使用して、ＩＶＵＳ画像を観察しながらガイドワイヤをセルに挿入することも行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−５６７５２号公報
【特許文献２】国際公開２０１５−０４４９８７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、ＩＶＵＳ画像について所望のセルを同定してガイドワイヤを挿入するには、依然としてユーザの経験や技量に依存しているのが現状である。
【００１０】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、所望の関心領域を介してガイドワイヤを適切に挿入する際の補助を行うための技術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】
上記の目的を達成するために、本発明の一態様による画像診断装置は以下の構成を備える。即ち、
超音波送受信部及び光送受信部を備えるプローブを用いて超音波断層画像及び光断層画像を取得する画像取得手段と、
前記光断層画像に基づいて関心領域の決定に用いる画像を生成する生成手段と、
前記画像上における前記関心領域を決定する決定手段と、
前記超音波断層画像のうち前記関心領域に対応する超音波断層関心画像を特定する特定手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、所望の関心領域を介してガイドワイヤを適切に挿入する際の補助を行うことが可能となる。補助を行うための情報の適切な提示により、例えばステントが留置された血管の分岐部において、ガイドワイヤを側枝へ挿入させる際の補助をＩＶＵＳ画像についても実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像診断装置の外観構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像診断装置（制御装置及びその周辺装置）の構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る断面画像の再構成処理を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る再構成された血管の３次元モデルデータの例を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る画像診断装置が実施する処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に係る、関心領域の決定に用いる画像、光断層関心画像、超音波断層関心画像の一例を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る、リアルタイム画像である超音波断層画像と、参照画像である超音波断層関心画像の表示の一例を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る、リアルタイム画像である超音波断層画像と、参照画像である超音波断層関心画像との類似度の表示の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の各実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００１５】
＜１．画像診断装置の外観構成＞
本実施形態に係る画像診断装置は、ＩＶＵＳ機能とＯＣＴ機能を有するものとして説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像診断装置１００の外観構成を示す図である。図１に示すように、画像診断装置１００は、プローブ１０１と、スキャナ及びプルバック部１０２と、制御装置１０３と、表示装置１１３とを備え、スキャナ及びプルバック部１０２と制御装置１０３とは、コネクタ１０５を介して、信号線や光ファイバを収容したケーブル１０４により接続されている。なお、本実施形態では制御装置１０３と表示装置１１３とを別体として説明するが、制御装置１０３が表示装置１１３を備える構成であってもよい。
【００１６】
プローブ１０１は、直接血管内に挿入されるものであり、パルス信号に基づく超音波を送信すると共に血管内からの反射波を受信する超音波送受信部と、伝送されてきた光を（測定光）を連続的に血管内に送信するとともに、血管内からの反射光を連続的に受信する光送受信部とを備えるイメージングコアを収容するカテーテルが内挿されている。画像診断装置１００は、該イメージングコアを用いることで血管内部の状態を測定する。
【００１７】
スキャナ及びプルバック部１０２は、プローブ１０１が着脱可能に取り付けられ、内蔵されたモータを駆動させることでプローブ１０１に内挿されたカテーテル内のイメージングコアの血管内の軸方向の動作及び回転方向の動作を規定している。また、スキャナ及びプルバック部１０２は、イメージングコア内の超音波送受信部において受信された反射波の信号及び光送受信部において受信された反射光を取得し、制御装置１０３に対して送信する。
【００１８】
制御装置１０３は、測定を行うにあたり、各種設定値を入力するための機能や、測定により得られた超音波データや光干渉データを処理し、各種血管像を表示するための機能を備える。
【００１９】
制御装置１０３において、１１１は本体制御部である。本体制御部１１１は、測定により得られた超音波の反射波の信号からラインデータを生成し、補間処理を経て超音波断層画像（ＩＶＵＳ画像）を生成する。さらに、本体制御部１１１は、イメージングコアからの反射光と、光源からの光を分離することで得られた参照光とを干渉させることで干渉光データを生成するとともに、該干渉光データに基づいてラインデータを生成し、補間処理を経て光干渉に基づく血管の光断層画像を生成する。
【００２０】
１１１−１はプリンタ及びＤＶＤレコーダであり、本体制御部１１１における処理結果を印刷したり、データとして記憶したりする。１１２は操作パネルであり、ユーザは該操作パネル１１２を介して、各種設定値及び指示の入力を行う。１１３は表示装置としてのＬＣＤモニタであり、本体制御部１１１において生成された各種断面画像を表示する。１１４は、ポインティングデバイス（座標入力装置）としてのマウスである。
【００２１】
＜２．画像診断装置（主に制御装置）の機能構成＞
続いて、画像診断装置１００（主に制御装置１０３）の機能構成について説明する。図２は、画像診断装置１００のブロック構成図である。以下、同図を用いて、波長掃引型の光干渉断層画像診断を実現するための機能構成について説明する。
【００２２】
図中、２０１は画像診断装置の全体の制御を司る信号処理部であり、マイクロプロセッサをはじめ、いくつかの回路で構成される。２１０はハードディスクに代表される不揮発性の記憶装置であり、信号処理部２０１が実行する各種プログラムやデータファイルを格納している。２０２は信号処理部２０１内に設けられたメモリ（ＲＡＭ）である。２０３は波長掃引光源であり、時間軸に沿って、予め設定された範囲内で変化する波長の光を繰り返し生成する光源である。ここで、２０１０は画像取得部であり、後述のイメージングコア２５０で撮影された超音波断層画像（ＩＶＵＳ画像）や光断層画像を取得する。２０１１は制御部であり、各種処理を行うとともに表示装置１１３への表示を制御する。２０１２は選択受付部であり、操作パネル１１２、表示装置１１３がタッチ機能を有する場合は当該表示装置１１３、およびマウス１１４等を通じてユーザからの入力を受け付け、各種の選択処理を行う。
【００２３】
波長掃引光源２０３から出力された光は、第１のシングルモードファイバ２７１の一端に入射され、先端側に向けて伝送される。第１のシングルモードファイバ２７１は、途中の光ファイバカップラ２７２において第４のシングルモードファイバ２７５と光学的に結合されている。
【００２４】
第１のシングルモードファイバ２７１に入射され、光ファイバカップラ２７２より先端側に発した光は、コネクタ１０５を介して、第２のシングルモードファイバ２７３に導かれる。第２のシングルモードファイバ２７３の他端はプルバック部１０２内の光ロータリジョイント２３０に接続されている。
【００２５】
一方、プローブ１０１はプルバック部１０２と接続するためのアダプタ１０１ａを有する。そして、アダプタ１０１ａによりプローブ１０１をプルバック部１０２に接続することで、プローブ１０１が安定してプルバック部１０２に保持される。さらに、プローブ１０１内に回転自在に収容された第３のシングルモードファイバ２７４の端部が、光ロータリジョイント２３０に接続される。この結果、第２のシングルモードファイバ２７３と第３のシングルモードファイバ２７４が光学的に結合される。第３のシングルモードファイバ２７４の他方端（プローブ１０１の先頭部分側）には、光を回転軸に対してほぼ直交する方向に出射するミラーとレンズで構成される光送受信部を搭載したイメージングコア２５０が設けられている。
【００２６】
上記の結果、波長掃引光源２０３が発した光は、第１のシングルモードファイバ２７１、第２のシングルモードファイバ２７３、第３のシングルモードファイバ２７４を介して、第３のシングルモードファイバ２７４の端部に設けられたイメージングコア２５０に導かれる。イメージングコア２５０の光送受信部は、この光を、ファイバの軸にほぼ直交する方向に出射するとともに、その反射光を受信し、その受信した反射光が今度は逆に導かれ、制御装置１０３に返される。
【００２７】
一方、光ファイバカップラ２７２に結合された第４のシングルモードファイバ２７５の反対の端部には、参照光の光路長を微調整する光路長調整機構２２０が設けられている。光路長調整機構２２０は、プローブ１０１を交換した場合など、個々のプローブ１０１の長さのばらつきを吸収できるよう、その長さのばらつきに相当する光路長を変化させる光路長変更手段として機能する。そのため、第４のシングルモードファイバ２７５の端部に位置するコリメートレンズ２２５が、その光軸方向である矢印２２６で示すように移動自在な１軸ステージ２２４上に設けられている。
【００２８】
具体的には、１軸ステージ２２４はプローブ１０１を交換した場合に、プローブ１０１の光路長のばらつきを吸収できるだけの光路長の可変範囲を有する光路長変更手段として機能する。さらに、１軸ステージ２２４はオフセットを調整する調整手段としての機能も備えている。例えば、プローブ１０１の先端が生体組織の表面に密着していない場合でも、１軸ステージにより光路長を微小変化させることにより、生体組織の表面位置からの反射光と干渉させる状態に設定することが可能である。
【００２９】
１軸ステージ２２４で光路長が微調整され、グレーティング２２１、レンズ２２２を介してミラー２２３にて反射された光は再び第４のシングルモードファイバ２７５に導かれ、光ファイバカップラ２７２にて、第２のシングルモードファイバ２７３側から得られた光と混合されて、干渉光としてフォトダイオード２０４にて受光される。
【００３０】
このようにしてフォトダイオード２０４にて受光された干渉光は光電変換され、アンプ２０５により増幅された後、復調器２０６に入力される。復調器２０６では干渉した光の信号部分のみを抽出する復調処理を行い、その出力は干渉光信号としてＡ／Ｄ変換器２０７に入力される。
【００３１】
Ａ／Ｄ変換器２０７では、干渉光信号を例えば９０ＭＨｚで２０４８ポイント分サンプリングして、１ラインのデジタルデータ（干渉光データ）を生成する。なお、サンプリング周波数を９０ＭＨｚとしたのは、波長掃引の繰り返し周波数を４０ｋＨｚにした場合に、波長掃引の周期（２５μｓｅｃ）の９０％程度を２０４８点のデジタルデータとして抽出することを前提としたものであり、特にこれに限定されるものではない。
【００３２】
Ａ／Ｄ変換器２０７にて生成されたライン単位の干渉光データは、信号処理部２０１に入力され、一旦、メモリ２０２に格納される。そして、信号処理部２０１では干渉光データをＦＦＴ（高速フーリエ変換）により周波数分解して深さ方向のデータ（ラインデータ）を生成し、これを座標変換することにより、血管内の各位置での光断層画像を構築し、所定のフレームレートで表示装置１１３に出力する。
【００３３】
信号処理部２０１は、更に光路長調整用駆動部２０９、通信部２０８と接続されている。信号処理部２０１は光路長調整用駆動部２０９を介して１軸ステージ２２４の位置の制御（光路長制御）を行う。
【００３４】
通信部２０８は、いくつかの駆動回路を内蔵するとともに、信号処理部２０１の制御下にてプルバック部１０２と通信する。具体的には、プルバック部１０２内の光ロータリジョイント２３０による第３のシングルモードファイバ２７４の回転を行うためのラジアル走査モータへの駆動信号の供給、ラジアルモータの回転位置を検出するためのエンコーダ部２４２からの信号受信、並びに、直線駆動部２４３への駆動信号の供給を行うために使用される。
【００３５】
なお、信号処理部２０１における上記処理も、所定のプログラムがコンピュータによって実行されることで実現されるものとする。
【００３６】
上記構成において、プローブ１０１を患者の診断対象の血管位置（冠状動脈など）に位置させて、ユーザの操作によりプローブ１０１の先端に向けて、ガイディングカテーテルなどを通じて透明なフラッシュ液を血管内に放出させる。血液の影響を除外するためである。そして、ユーザがスキャン開始の指示入力を行うと、信号処理部２０１は、波長掃引光源２０３を駆動し、ラジアル走査モータ２４１並びに直線駆動部２４３を駆動させる（以降、ラジアル走査モータ２４１と直線駆動部２４３の駆動による光の照射と受光処理をスキャニングとも称する）。この結果、波長掃引光源２０３から波長掃引光が、上記のような経路でイメージングコア２５０に供給される。このとき、プローブ１０１の先端位置にあるイメージングコア２５０は回転しながら回転軸に沿って移動することになるので、イメージングコア２５０は、回転しながら且つ血管軸に沿って移動しながら、血管内腔面への光の出射とその反射光の受信を行うことになる。
【００３７】
ここで、１枚の光断層画像の生成にかかる処理を図３を用いて簡単に説明する。同図はイメージングコア２５０が位置する血管の内腔面３０１の断層画像の再構成処理を説明するための図である。イメージングコア２５０が１回転（３６０度）する間に、複数回の測定光の送信と受信を行う。１回の光の送受信により、その光を照射した方向の１ラインのデータを得ることができる。従って、１回転の間に、例えば５１２回の光の送受信を行うことで、回転中心３０２から放射線状に延びる５１２個のラインデータを得ることができる。５１２個のラインデータは、回転中心位置の近傍では密で、回転中心位置から離れるにつれて互いに疎になっていく。そこで、各ラインの空いた空間における画素については、周知の補間処理を行なって生成していき、人間が視覚できる２次元の断層画像を生成することになる。
【００３８】
そして、図４に示すごとく、生成された２次元断層画像４０１を血管軸に沿って互いに接続することで、３次元血管画像４０２を得ることができる。なお、２次元の断層画像の中心位置は、イメージングコア２５０の回転中心位置と一致するが、血管断面の中心位置ではない点に注意されたい。また、微弱ではあるが、イメージングコア２５０のレンズ表面、カテーテルの表面などで光が反射するので、図示の符号３０３に示すように、回転中心軸に対して同心円がいくつか発生する。
【００３９】
次に、超音波を用いた画像形成にかかる構成とその処理内容を説明する。超音波を用いたスキャニングは、上記の光干渉のスキャニングと同時に行われる。すなわち、スキャニングを行い、イメージングコア２５０を回転させながら、プローブ１０１のカテーテルシース内を移動している間、そのイメージングコア２５０に収容された超音波送受信部から超音波の出射とその反射波の検出を行う。このため、イメージングコア２５０に収容された超音波送受信部への駆動するための駆動信号の生成、並びに、超音波送受信部が出力した超音波の検出信号を受信する必要がある。駆動信号の送信と、検出した信号の受信を行うのが、超音波送受信制御部２３２である。超音波送受信制御部２３２と、イメージングコア２５０とは、信号線ケーブル２８１、２８２、２８３を介して接続される。イメージングコア２５０は回転するので、プルバック部１０２内に設けられたスリップリング２３１を介して、信号線ケーブル２８２と２８３とが電気的に接続されることになる。なお、図示では信号線ケーブル２８１乃至２８３は一本の線で結ばれているように示しているが、実際には、複数の信号線を収容している。
【００４０】
超音波送受信制御部２３２は、信号処理部２０１の制御下で動作し、イメージングコア２５０に収容された超音波送受信部を駆動し、超音波のパルス波を発生させる。超音波送受信部は、血管組織からの反射波を電気信号に変換し、超音波送受信制御部２３２に供給する。超音波送受信制御部２３２は、受信した超音波信号をアンプ２３３に出力し、増幅させる。このあと、増幅された超音波信号は、検波器２３４、Ａ／Ｄ変換器２３５を経て、超音波データとして信号処理部２０１に供給され、メモリ２０２に一旦格納される。なお、Ａ／Ｄ変換器２３５では、検波器２３４より出力された超音波信号を３０．６ＭＨｚで２００ポイント分サンプリングして、１ラインのデジタルデータ（超音波データ）を生成する。なお、ここでは、３０．６ＭＨｚとしているが、これは音速を１５３０ｍ／ｓｅｃとしたときに、深度５ｍｍに対して２００ポイントサンプリングすることを前提として算出されたものである。したがって、サンプリング周波数は特にこれに限定されるものではない。
【００４１】
信号処理部２０１は、メモリ２０２に格納された超音波データから、グレースケールに変換することにより、血管内の各位置での超音波画像を生成することになる。
【００４２】
＜３．処理＞
次に、図５のフローチャートを参照しながら、本発明の一実施形態に係る画像診断装置１００が実施する処理の手順を説明する。血管の分岐部にステントが留置された状態で、ステントを形成するセルの一部を介して血管の側枝に向けてガイドワイヤを通す手技を実施する際に、適切な超音波画像を提示することによりユーザの補助を行う例を説明する。
【００４３】
Ｓ５０１では、画像診断装置１００は、超音波送受信部及び光送受信部を備えるプローブ１０１を用いて超音波断層画像及び光断層画像を取得する。その際、通常は、超音波送受信部による血管への超音波送受信を阻害する物質（空気等の気体）を生理食塩水等のプライミング液を用いて除外し、光送受信部による血管への光送受信を阻害する物質（血液）を生理食塩水や造影剤等のフラッシュ液を用いて除外（フラッシュ）した上で超音波断層画像及び光断層画像を取得する。
【００４４】
Ｓ５０２において、画像診断装置１００は、Ｓ５０１で取得された光断層画像に基づいて関心領域の決定に用いる画像を生成する。ここでの関心領域とは、例えばステントを形成する各セルのうち、ガイドワイヤを通して側枝へ当該ガイドワイヤを挿入する時に使用されるセルと側枝６０５をあらわす閉曲線内領域とが重複する領域である。
【００４５】
また、関心領域の決定に用いる画像とは、光断層画像に基づく３次元画像や、３次元画像を平面上に展開した略２次元画像である。あるいは、３次元画像又は略２次元画像の断面画像、３次元画像又は略２次元画像の平面投影画像であってもよい。これらのうちの少なくとも何れか１つであってもよい。
【００４６】
ここで、図６の６０１は、本実施形態に係る関心領域の決定に用いる画像の一例を示す図であり、光断層画像から再構成された３次元画像を平面上に展開した略２次元画像を示している。６０２はステントストラットを、６０３はセルをそれぞれ示している。そして、６０４の白ドットで示した領域が関心領域を示している。ここでの関心領域は、複数のセルのうちの血管の側枝６０５と重複する領域であるが、当該セル全体であってもよい。
【００４７】
ステントは、細い金属線を円筒状に編み込んだような構造を有し、血管内に配置するまでの状態で径は細く、位置決めした際にはバルーンなどの作用で径が膨張する構造となっている。ステントは、ステントストラット６０２により構成された空洞部分であるセル６０３を多数含んだ構造を成し、ステントリンク６０６がステントストラットの血管の軸方向の動きを拘束する構造を成すのが一般的である。
【００４８】
Ｓ５０３において、画像診断装置１００は、Ｓ５０２で生成された画像上で関心領域を決定する。関心領域の決定は、血管の側枝へガイドワイヤを挿入する時に使用されるべきステントのセルを自動で抽出することにより決定してもよいし、ユーザが画像上で関心領域を指定することにより決定してもよい。ステントのセルの自動抽出には、例えば特許文献２に開示の技術を用いることができる。特許文献２では、関心領域の決定に用いる画像として、例えば、３次元画像を平面上に展開した略２次元画像を利用し、ステントストラットの抽出によってセルを作成している。そして、血管分岐部を特定することにより、セルと分岐部領域との重複部分の面積やセルの分岐部領域に対する相対的な位置を算出し、スコアリングされた結果からガイドワイヤを挿入するのに好適なセルを抽出している。
【００４９】
さらに、セルの自動抽出の際にステントリンクの情報を併せて取得してもよく、当該ステントリンクと分岐部領域の相対的な位置を算出し、スコアリングに反映させてもよい。
【００５０】
より具体的には、ステントストラット６０２及びステントリンク６０６を抽出して、当該抽出された情報と、予め保持しているステントデザイン情報とに基づいて、関心領域を決定してもよい。例えば、取得した光断層画像からステントストラットが十分に抽出されない場合、当該ステントデザイン情報を用いて十分に抽出されなかったステントストラットを補間して作成することが可能となり、また同様に、不明瞭なステントリンクの同定にも用いることができるため、より適切に関心領域を決定することが可能となる。
【００５１】
Ｓ５０４において、画像診断装置１００は、Ｓ５０１で取得された超音波断層画像のうち、Ｓ５０３で決定された関心領域に対応する位置の超音波断層画像のフレームを特定し、超音波断層関心画像を特定する。例えば、予め関心領域を決定する際に用いる画像において、回転もしくはプルバックのモータのエンコーダ信号に基づいたカウンタ情報がリンクされており、関心領域が決定すると対応するカウンタが定まり、それに対応するフレームの超音波断層画像が超音波断層関心画像として特定される。また例えば、Ｓ５０１で取得された光断層画像のうち、Ｓ５０３で決定された関心領域に対応する位置の光断層関心画像を特定し、当該光断層関心画像に対応する超音波断層関心画像を、Ｓ５０１で取得された超音波断層画像から特定する。すなわち、関心領域であるセルを含む光断層画像のフレームを特定し、対応する超音波断層画像のフレームを特定する。何れの具体例においても、略等しい空間位置で取得された光断層画像のフレーム番号と超音波断層画像のフレーム番号との間には一定の差があり、その差は、光送受信部と超音波送受信部の位置関係と回転及びプルバックの速度から予め定められているものとする。
【００５２】
ここで、図６の６１１は、特定された光断層画像の各フレーム（光断層関心画像）を示しており、６２１は、対応する超音波断層画像のフレーム（超音波断層関心画像）を示す。６１２、６２２は、それぞれステントを示している。また、６１２、６２２では、紙面左方向に血管の側枝が存在することが見て取れる。
【００５３】
なお、超音波断層関心画像上の関心方向（例えば、血管の側枝が存在する方向）をさらに特定してもよい。当該処理で特定された超音波断層関心画像、さらには当該超音波断層関心画像上の関心方向を示す情報を表示装置１１３に表示することにより、ユーザに対して提示してもよい。超音波断層関心画像に関するこれらの情報は、その後の処理で取得されるリアルタイムの超音波断層画像と共に表示装置１１３に表示することにより、ユーザに対して提示してもよい。これにより、ガイドワイヤを通して側枝へ当該ガイドワイヤを挿入する手技の際の利便性が向上する。以上で図５の一連の処理が終了する。
【００５４】
なお、具体的には以降の処理において、画像診断装置１００は、Ｓ５０４で超音波断層関心画像が特定された後に、リアルタイムの超音波断層画像を取得する。そして、当該リアルタイムの超音波断層画像を表示装置１１３に表示することにより、ユーザに対して提示する。
【００５５】
図７の７０１は、リアルタイム画像である超音波断層画像を示す。その際、超音波断層関心画像の少なくとも１つである参照画像７０２を並べて表示する。さらに、７１１、７１２に示すように、関心方向（ガイドワイヤを挿入すべき方向）を示す表示を行ってもよい。縦断面画像７０３において、７２１は、参照画像７０２の断面位置に対応しており、超音波断層関心画像の各フレームは、断面位置７２２から断面位置７２３の間に含まれているものとする。
【００５６】
さらには、図８に示すように、リアルタイム画像である超音波断層画像８０１と、超音波断層関心画像の少なくとも１つである参照画像８０２との類似度８０３を表示装置１１３に提示する表示制御を行ってもよい。ここで表示される参照画像８０２は、超音波断層関心画像のうち最も現在の超音波断層画像８０１と最も類似度が高い画像であってもよい。すなわち、関心領域に対応する超音波断層関心画像の任意の１つのフレームと、取得されたリアルタイムの超音波断層画像との類似度を算出し、算出した類似度を提示する。また、プローブ１０１を配置すべき目標位置（詳細は後述）の超音波断層画像と、リアルタイムの超音波断層画像との類似度を算出し、当該算出した類似度に基づいてプローブを目標位置へ移動させてもよい。さらに、当該類似度を提示してもよい。
【００５７】
また、ｐｒｏｘｉｍａｌ〜ｄｉｓｔａｌに渡ってプローブ１０１の軸方向の超音波断層関心画像の各フレームのサムネイル画像８０４と、超音波断層画像８０１と各サムネイル画像との類似度８０５を並べて提示してもよい。
【００５８】
なお、リアルタイムの超音波断層画像の取得の前に、画像診断装置１００は、Ｓ５０３で決定された関心領域に基づいてプローブ１０１を配置すべき目標位置を決定し、当該目標位置に応じてプローブを移動させてもよい。ここでの目標位置とは、例えばプローブ１０１の元の位置であり、また例えば、超音波断層関心画像の各フレームのうちの何れか１つと合致するプローブ１０１の回転軸の軸方向の位置である。
【００５９】
より具体的には、画像診断装置１００は、プローブ１０１の回転軸に沿った位置をプローブ情報として取得し、当該プローブ情報と目標位置とからプローブ移動量を決定し、当該プローブ移動量に基づいてプローブを移動させる。
【００６０】
画像診断装置１００は、プローブの回転軸に交差（直交）する面内の向きをプローブ情報としてさらに取得し、当該面内の向きも調整して目標位置へプローブ１０１を移動させてもよい。ユーザが手動で（例えば、回転軸方向にプローブ１０１を前進又は後退させるボタン等のスイッチの押下に応じて）プローブ１０１の位置を調節できるように半自動化してもよく、その場合、目標位置へ自動で移動させた後に微調整として用いてもよいし、初めからこの半自動化機能を用いて目標位置へ移動させてもよい。
【００６１】
プローブ１０１の回転軸に沿った位置は、プローブ１０１を回転軸の軸方向に沿って移動させる駆動装置２４０（直線駆動部２４３）のエンコーダ信号から取得することができる。同様に、プローブ１０１の回転軸に直交する面内の向きは、プローブ１０１を回転させる駆動装置２４０（ラジアル走査モータ２４１）のエンコーダ信号から取得することができる。また、駆動装置２４０とは別に、プローブ１０１の位置や向きの変化を検知する装置を設けてもよい。
【００６２】
画像診断装置１００は、超音波断層関心画像と、リアルタイムに取得される超音波断層画像との、プローブ１０１の回転軸に交差する面内の向きがそれぞれ揃うようにプローブ１０１を調整する。あるいは、超音波断層関心画像と、リアルタイムの超音波断層画像との共通特徴を画像処理により抽出し、共通特徴の向きが揃うように、少なくとも一方の画像を回転させることで向きを調整するように構成してもよい。
【００６３】
ここでの共通特徴とは、脈管腔、脈管表面、脈管分岐部、脈管以外の臓器、人為的に体内又は体表に置かれた物体（ステント等）、若しくは、当該物体に由来するシャドー又はアーチファクト、のうちの少なくとも何れか１つに基づく特徴であってもよい。なお、ここでの画像（断層画像）の「回転」とは、生成された断層画像を回転させることだけではなく、断層画像を生成する前に、断層画像を構成するＡラインの開始ラインを変更することも含む。断層画像は所定数のＡラインにより構成されている。例えば５１３ライン目から１０２４ライン目までの５１２ラインを放射状に並べて断層画像の１フレームが生成される場合を考える。Ａラインの開始ラインを５１３ライン目ではなく５０１ライン目へと変更し、５０１ライン目から１０１２ライン目までの５１２ラインを用いて断層画像を生成することで、断層画像を実際に回転させるのと同様の効果が得られる。
【００６４】
また、ガイドワイヤが関心領域（ステントの所望のセル）を介して適切に側枝に挿入されたかどうかの判定をさらに行ってもよい。超音波断層画像を取得し、ガイドワイヤの側枝への挿入位置の前後で各断面画像中のガイドワイヤの検出を行い、挿入位置の前後でガイドワイヤが検出されなくなった場合に、適切に側枝に挿入されたと判定してもよい。判定結果をユーザに対して提示してもよい。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態によれば、所望の関心領域（側枝へのガイドワイヤの挿入に適したステントの所望セル）を介してガイドワイヤを適切に挿入する際の補助をＩＶＵＳ画像についても実現することができる。
【００６６】
当該補助情報の適切な提示、例えば、取得した超音波断層関心画像とリアルタイムの超音波断層画像との表示、さらには関心方向（所望のセルの存在する方向）を示す情報の表示によって、例えばステントが留置された血管の分岐部において、ガイドワイヤを側枝へ挿入させる際の補助を実現することができる。
【００６７】
なお、本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の要旨及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。
【符号の説明】
【００６８】
１００：画像診断装置、１０１：プローブ、１０２：プルバック部、１０３：制御装置、１０４：ケーブル、１０５：コネクタ、１１１：本体制御部、１１２：操作パネル、
１１３：表示装置、１１４：マウス、２０１：信号処理部、２０２：メモリ、２０１０：画像取得部、２０１１：制御部、２０１２：選択受付部
【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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