(57)【要約】【課題】カテーテルの進行方向と血管の走行方向との関係を視覚的に表すことで、カテーテル操作の安全性および操作性を向上させるＸ線診断装置を提供する。【解決手段】本実施形態にかかるＸ線診断装置は、被検体内の血管にカテーテルを挿入しながら撮像したライブ画像を入力する、データ入力部と、前記カテーテルが挿入された血管について、前記ライブ画像に基づき、前記血管の走行方向を示す血管ベクトルを抽出する、血管ベクトル抽出部と、前記カテーテルの先端の所定の部分について、前記ライブ画像に基づき、前記カテーテルの進行方向を示すカテーテルベクトルを抽出する、カテーテルベクトル抽出部と、前記カテーテルのベクトルと前記血管ベクトルとから相対角度を算出し、前記相対角度から角度情報表示を生成する、角度情報表示作成部と、前記角度情報表示を表示する、表示部と、を備えたことを特徴とする。【選択図】  図２
2015083082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内の血管にカテーテルを挿入しながら撮像したライブ画像を入力する、データ入力部と、
前記カテーテルが挿入された血管について、前記ライブ画像に基づき、前記血管の走行方向を示す血管ベクトルを抽出する、血管ベクトル抽出部と、
前記カテーテルの先端の所定の部分について、前記ライブ画像に基づき、前記カテーテルの進行方向を示すカテーテルベクトルを抽出する、カテーテルベクトル抽出部と、
前記カテーテルのベクトルと前記血管ベクトルとから相対角度を算出し、前記相対角度から角度情報表示を生成する、角度情報表示作成部と、
前記角度情報表示を表示する、表示部と、
を備えたことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項２】
前記データ入力部には、前記被検体に対して予め取得された３次元画像データである準備画像データがさらに入力され、
前記血管ベクトル抽出部は、前記ライブ画像から特定された位置情報に基づき、前記準備画像データから前記カテーテルが挿入された血管の前記血管ベクトルを抽出すること、
を特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
前記角度情報表示生成部は、前記相対角度に応じた色を選択できるカラーチャートを用いて、前記ライブ画像上の所定の範囲が前記相対角度に応じた色で着色されたカラーマップを作成し、
前記表示部は、前記ライブ画像と前記カラーマップとを重ねて表示すること、
を特徴とする請求項１または２に記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
前記角度情報表示生成部は、前記血管ベクトルを基準として、前記カテーテルベクトルの相対角度を算出し、前記ライブ画像上の前記血管ベクトルが抽出されたデータに対応する血管の所定の範囲が前記色で着色されたカラーマップを作成すること、
を特徴とする請求項３に記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
前記角度情報表示生成部は、前記カテーテルベクトルを基準として、前記血管ベクトルの相対角度を算出し、前記ライブ画像上の前記カテーテルベクトルが抽出されたデータに対応するカテーテルの所定の範囲が前記色で着色されたカラーマップを作成すること、
を特徴とする請求項３に記載のＸ線診断装置。
【請求項６】
前記角度情報表示生成部は、前記相対角度に対応する文字情報および図形のうち少なくともいずれか一方を生成し、
前記表示部は、前記文字情報および図形のうち少なくともいずれか一方を表示すること、
を特徴とする請求項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】
前記被検体の施術者が頭部に装着して使用する表示装置である、ヘッドマウントディスプレイをさらに備え、
前記ヘッドマウントディスプレイが前記角度情報表示を表示すること、
を特徴とする請求項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】
前記ヘッドマウントディスプレイは前記施術者の視野を撮影する、ヘッドマウントディスプレイカメラと、
前記ライブ画像にマーカーを付したマーカー付きライブ画像を生成する、マーカー付与部と、
前記カメラにより前記表示部に表示されたライブ画像を撮影し、前記ヘッドマウントディスプレイに表示された前記角度情報表示と、前記表示部に表示されたライブ画像とを同時に観察した場合に、前記施術者に視野において前記角度情報表示と前記ライブ画像とが重ねて表示されるように、前記ヘッドマウントディスプレイに表示される前記角度情報表示の位置合わせを行う、位置合わせ補正部と、
をさらに備え、
前記表示部は、前記マーカー付きライブ画像を表示し、
前記ヘッドマウントディスプレイは位置合わせ補正された、補正後の角度情報表示を表示すること、
を特徴とする請求項７に記載のＸ線診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様としての実施形態は、Ｘ線診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、Ｘ線撮像装置や磁気共鳴撮像（ＭＲＩ：Magnetic Resonance Imaging）装置などの医用画像撮像機器（以下、モダリティ装置とする）による撮像下で、カテーテルや内視鏡などの器具を体内に挿入するインターベンション（ＩＶ：intervention）と呼ばれる手術が行われるようになってきている。ＩＶにはガイドワイヤと細い管状のカテーテル（総じてカテーテルと呼ぶ）を血管内腔に挿入することで、心臓や脳などの血管系における塞栓の除去や、動脈瘤の解消、ステントの留置による狭窄の解消などを行うカテーテル手術が含まれる。たとえば、経皮的冠動脈形成術（ＰＴＣＡ：percutaneous transluminal coronary angioplasty）では、カテーテルを心臓の冠動脈に挿入し、血管の狭窄を解消する手術である。このＰＴＣＡは、モダリティ装置で患部を撮像しながら血管内腔にカテーテルを挿入し、挿入したカテーテルの先端からバルーンを膨らませることで血管の狭窄部を拡張する。
【０００３】
このようなＩＶでは、カテーテルや内視鏡などの器具を挿入するための非常に小さな傷のみで済むため、患者への負担が少なく低侵襲に手術を行うことができるという利点がある。そのため、老齢のため開胸手術が難しい場合などにも対応でき、高齢者医療においては欠かせない技術となってきている。
【０００４】
一方、開胸手術と異なり、ＩＶではカテーテルなどの器具を体内に挿入して操作を行うため、医師は患部を直接観察することができない。そのため、医師は手元のカテーテルなどの器具の操作感覚とモダリティ装置により撮像された画像とを頼りに手術を行う必要がある。たとえば、カテーテルは大腿部などの患部から離れた部位から挿入され、患部まで進められる。Ｘ線撮像装置によって取得された画像では、血管の重なりや奥行まで表示することはできず、医師は解剖学的知識に基づいて複数の分岐を有する血管内部にカテーテルを進行させ、患部まで到達させなければならない。
【０００５】
このようなＩＶにおいて、カテーテルや内視鏡などの器具を被検体内で進行させるための様々な操作支援が提供されている。たとえば、ＩＶでの手術ではモダリティ装置だけではなく呼吸や心拍数のモニタなど、様々な機械を寝台の周りに設置し、かつ、施術者が患部にアクセスするため、撮像系のスペースが限られている。そこでオープン型のＭＲＩ装置や撮像系の保持装置がＣアームからなるシングルプレーンＸ線撮像装置、さらに、Ｃアームに加えて天井走行式のΩアームを備えたバイプレーンのＸ線撮像装置が提供されている。
【０００６】
また、患部を直接観察することができないことから、モダリティ装置によって取得された画像データの表示による操作支援が発展している。たとえば、カテーテル挿入のＩＶにおいて、Ｘ線撮像装置によって取得された画像では血管の走行方向が判別しにくい。そこで、取得した投影画像に、投影方向に対する血管の走行方向を色に置き換えた画像を重ねて表示する画像処理装置が提供されている（たとえば、特許文献１等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２３９２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の画像処理装置を用いても、医師は操作しているカテーテルの方向を投影画像から予測してカテーテルを進行させなければならない。したがって、カテーテルの方向を予測するために経験や技術が求められることになる。カテーテルの操作を誤り、意図しない方向に進行させてしまうと、血管は複数に分岐しているため異なる血管に挿入されてしまい、手術時間の超過につながる。また、造影剤を用いた検査の場合は造影剤の追加が必要になる場合もある。
【０００９】
また、バイプレーンＸ線撮像装置で撮像しながら施術を行う場合は、ＣアームとΩアームの２つのプレーンが異なる角度にて取得した２枚の２次元画像が並べて表示される。医師はこの２つの２次元画像を対比させながら、解剖学的知識をもとに血管の奥行や走行方向を予測しなければならない。そのため、カテーテルの操作に加えてこの２種類の画像への視線の移動も行わなければならず、身体的な負担が大きかった。
【００１０】
このように、血管内に挿入されたカテーテルの進行方向は、モダリティ装置によって取得された画像の表示に基づき、医師は常にカテーテルの向きと血管の走行方向とを推測しながら操作しなければならず、操作性および安全性の面で不十分であった。
【００１１】
そこで、カテーテルの進行方向と血管の走行方向との関係を視覚的に表すことで、カテーテル操作の安全性および操作性を向上させるＸ線診断装置が求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本実施形態にかかるＸ線診断装置は、被検体内の血管にカテーテルを挿入しながら撮像したライブ画像を入力する、データ入力部と、前記カテーテルが挿入された血管について、前記ライブ画像に基づき、前記血管の走行方向を示す血管ベクトルを抽出する、血管ベクトル抽出部と、前記カテーテルの先端の所定の部分について、前記ライブ画像に基づき、前記カテーテルの進行方向を示すカテーテルベクトルを抽出する、カテーテルベクトル抽出部と、前記カテーテルのベクトルと前記血管ベクトルとから相対角度を算出し、前記相対角度から角度情報表示を生成する、角度情報表示作成部と、前記角度情報表示を表示する、表示部と、を備えたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係るＸ線診断装置におけるバイプレーンシステムのハードウェア構成の一例を示す概念的な構成図。
【図２】実施形態に係るＸ線診断装置の第１の実施形態の機能構成例を示す機能ブロック図。
【図３】実施形態に係るＸ線診断装置において抽出されるカテーテルの先端部分を説明する図。
【図４】実施形態に係るＸ線診断装置の第１の実施形態の動作の一例を示すフローチャート。
【図５】実施形態に係るＸ線診断装置においてバイプレーンシステムで取得されるライブ画像を説明する図。
【図６】実施形態に係るＸ線診断装置の血管ベクトルおよびカテーテルベクトルの抽出方法を説明する図。
【図７】実施形態に係るＸ線診断装置の血管の平面ベクトルから血管の空間ベクトルの算出方法を説明する図。
【図８】実施形態に係るＸ線診断装置における準備画像データを用いた血管の空間ベクトルの抽出方法を説明する図。
【図９】実施形態に係るＸ線診断装置の血管ベクトルとカテーテルベクトルとの相対角度の算出方法を説明する図。
【図１０】実施形態に係るＸ線診断装置におけるカラーチャートおよびカラーチャートに基づく相対角度に応じた色の選択について説明する図。
【図１１】実施形態に係るＸ線診断装置における角度情報表示部で生成されるカラーマップについて説明する図。
【図１２】実施形態に係るＸ線診断装置の表示部に表示されるライブ画像とカラーマップについて説明する図。
【図１３】実施形態に係るＸ線診断装置のライブ画像の血管部分にカラーマップが重ねて表示された表示例を説明する図。
【図１４】実施形態に係るＸ線診断装置のライブ画像のカテーテル部分にカラーマップが重ねて表示された表示例を説明する図。
【図１５】実施形態に係るＸ線診断装置の角度情報表示生成部で生成される文字情報または図形による相対角度の表示例を説明する図。
【図１６】実施形態に係るＸ線診断装置の第２の実施形態の機能構成例を示す機能ブロック図。
【図１７】実施形態に係るＸ線診断装置の第２の実施形態の動作の一例を示すフローチャート。
【図１８】実施形態に係るＸ線診断装置において施術者がヘッドマウントディスプレイ装置を通して表示部を観察する様子を説明する図。
【図１９】実施形態に係るＸ線診断装置のヘッドマウントディスプレイに表示されるカラーマップの補正方法について説明する図。
【図２０】実施形態に係るＸ線診断装置の角度情報表示部で生成される文字情報または図形による相対角度の第２の実施形態における表示例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、Ｘ線診断装置の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、実施形態に係るＸ線診断装置におけるバイプレーンシステムのハードウェア構成の一例を示す概念的な構成図である。図１が示すＸ線診断装置１は撮像部１０と画像処理装置２０とから構成されている。撮像部１０においてＩＶ下で撮像された画像データ（以下、ライブ画像と呼ぶ）は、画像処理装置２０へと伝達される。本実施形態に係るＸ線診断装置１の撮像部１０は、図１に示すようなバイプレーンＸ線撮像装置を備えた構成であってもよいし、シングルプレーンＸ線撮像装置を備えた構成であってもよい。また、Ｘ線撮像装置に限定するものではなく、ＩＶに対応したオープンＭＲＩ装置やＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置であってもよい。
【００１６】
まず、図１に例示されたバイプレーンＸ線撮像装置を備えた撮像部１０について説明する。撮像部１０はΩアーム１３０およびＣアーム１４０の２つの撮像系を備えている。Ωアーム１３０の撮像系はＸ線検出部１３１とＸ線照射装置１３２とから構成されており、それぞれ対向するようにアームの両端に配置されている。同様に、Ｃアーム１４０の撮像系もＸ線検出部１４１とＸ線照射装置１４２とから構成されており、それぞれ対向するようにアームの両端に配置されている。Ωアーム１３０の両端に設置されたＸ線検出部１３１およびＸ線照射装置１３２は、駆動制御部１１０による制御によって、Ωアーム１３０の弦および弦と垂直な軸の２軸により被検体Ｐを中心として回転可能なように設けられる。同様に、Ｃアーム１４０のＸ線検出部１３１およびＸ線照射装置１４２も、駆動制御部１１０による制御によって、２軸により回転可能なように設けられる。駆動制御部１１０はコントローラ１００の制御に従って、Ωアーム１３０およびＣアーム１４０の駆動を制御する。
【００１７】
Ｘ線照射装置１３２およびＸ線照射装置１４２は、高圧電源１２０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Ｘ線を発生する。そして、Ｘ線検出部１３１およびＸ線検出部１４１は、平面検出器（ＦＰＤ：flat panel detector）およびＡ／Ｄ（analog to digital）変換回路（図示しない）を備える。ＦＰＤは、２次元に配列された複数の検出素子を有する。ＦＰＤの各検出素子間は、走査線と信号線とが直交するように配設される。なお、ＦＰＤの前面に、グリッド（図示しない）が備えられてもよい。グリッドは、ＦＰＤに入射する散乱線を吸収してＸ線画像のコントラストを改善するために、Ｘ線吸収の大きい鉛等によって形成されるグリッド板と透過しやすいアルミニウムや木材等とが交互に配置される。Ａ／Ｄ変換回路は、ＦＰＤから出力される時系列的なアナログ信号（ビデオ信号）の投影データをデジタル信号に変換し、コントローラ１００に出力する。
【００１８】
なお、Ｘ線検出部１３１およびＸ線検出部１４１は、Ｉ．Ｉ．（image intensifier）−ＴＶ系であってもよい。Ｉ．Ｉ．−ＴＶ系では、被検体Ｐを透過したＸ線および直接入射されるＸ線を可視光に変換し、さらに、光−電子−光変換の過程で輝度の倍増を行なって感度のよい投影データを形成させ、ＣＣＤ（charge coupled device）撮像素子を用いて光学的な投影データを電気信号に変換する。
【００１９】
高圧電源１２０は、コントローラ１００の制御に従って、Ｘ線照射装置１３２およびＸ線照射装置１４２のＸ線管に高電圧電力を供給可能である。
【００２０】
Ωアーム１３０およびＣアーム１４０は、駆動制御部１１０による制御によって、Ｘ線照射装置およびＸ線検出部を一体として回転する。
【００２１】
寝台装置１５０は、床面に支持され、天板を支持する。寝台装置１５０は、コントローラ１００による制御によって、被検体Ｐを載置した天板を移動させる。
【００２２】
コントローラ１００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１００は、通信制御装置２１０を介して撮像部１０で撮像されたライブ画像を画像処理装置２０に伝達する。
【００２３】
次に、画像処理装置２０について説明する。図１に示されるように、画像処理装置２０は、通信制御装置２１０、記憶部２２０、主制御部２３０、入力部２４０、表示部２５０、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ：Head Mounted Display）装置２６０を備えて構成される。
【００２４】
通信制御装置２１０は、電子ネットワーク形態に応じた種々の通信プロトコルを実装する。ここで、電子ネットワークとは、電気通信技術を利用した情報通信網全体を意味し、病院基幹ＬＡＮ、無線／有線ＬＡＮやインターネット網のほか、電話通信回線網、光ファイバー通信ネットワーク、ケーブル通信ネットワークおよび衛星通信ネットワークなどを含む。通信制御装置２１０は、画像データを撮像部１０および医用画像一元管理サーバ３０などから電子ネットワーク経由で取得する。
【００２５】
記憶部２２０は、ＲＡＭとＲＯＭをはじめとする磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、主制御部２３０のＣＰＵにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有する。記憶部２２０は、撮像部１０によって収集された画像データなどを記憶する他、主制御部２３０のＣＰＵで実行する各種機能を実現するためのプログラムを記憶する。これらの記憶媒体内のプログラムおよびデータの一部または全部は電子ネットワークを介してダウンロードされるように構成してもよい。このようなプログラムによって血管とカテーテルの相対角度が算出され、相対角度に基づいて角度情報表示が生成され、表示される。
【００２６】
入力部２４０は、たとえばキーボード、タッチパネル、テンキー、マウスなどの一般的な入力装置により構成される。入力部２４０はユーザの選択や入力などに対応した入力信号を主制御部２３０に出力する。
【００２７】
表示部２５０は、たとえば液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイなどの一般的な表示装置により構成されるほか、主制御部２３０の制御に従って角度情報表示をディスプレイ表示する。
【００２８】
ＨＭＤ装置２６０は、施術者であるユーザが頭部に装着して用いられ、ユーザの視野に情報を映し出す表示装置である。ＨＭＤ装置２６０の表示装置はメガネやゴーグルのレンズの形状をしたものや、そのレンズの一部に画像が表示されるものなど、様々なタイプがある。また、両眼を覆うタイプ、片眼のみのタイプがあり、透過型と呼ばれるＨＭＤ装置２６０は表示装置であるレンズを介してユーザが外界の様子を知覚できる。さらに、ＨＭＤ装置２６０には装着者の視野情報を得るためのカメラや、装着者の頭の角度やモニタとの距離などを測るセンサ等を備えたものがある。ＨＭＤ装置２６０の表示装置を単にＨＭＤ、ＨＭＤ装置２６０のカメラをＨＭＤカメラと呼ぶこととする。このようなＨＭＤ装置２６０は、主制御部２３０の制御に従って角度情報表示をディスプレイ表示する。
【００２９】
以下、一般的な表示装置である表示部２５０にライブ画像と角度情報表示が同時に表示される実施形態を「第１の実施形態」とし、施術者が頭部に装着して使用する表示装置であるヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）に角度情報表示が表示される実施形態を「第２の実施形態」として説明する。
【００３０】
[第１の実施形態]
（１）構成
図２は、実施形態に係るＸ線診断装置１の第１の実施形態の機能構成例を示す機能ブロック図である。図１で説明したとおり、実施形態に係るＸ線診断装置１は、大きく撮像部１０と画像処理装置２０とから構成されている。実施形態に係るＸ線診断装置１は、ＩＶ下でカテーテルが挿入された被検体Ｐについて撮像部１０で撮像されたライブ画像をもとに、画像処理装置２０においてカテーテルの進行方向と血管の走行方向との関係を視覚的に表す表示をリアルタイムで生成し表示する。
【００３１】
図２に示すように、画像処理装置２０は、データ入力部２３１、血管ベクトル抽出部２３２、カテーテルベクトル抽出部２３３、角度情報表示生成部２３４、表示部２５０から構成される。そのうちデータ入力部２３１、血管ベクトル抽出部２３２、カテーテルベクトル抽出部２３３、角度情報表示生成部２３４は、記憶部２２０に格納されたプログラムが主制御部２３０によって実行されることによって実現される機能である。
【００３２】
データ入力部２３１は、撮像部１０および医用画像一元管理サーバ３０から電子ネットワーク経由で画像データが入力される。データ入力部２３１が取得する画像データは、撮像部１０で取得されるライブ画像と、ＭＲＩ装置やＣＴ装置などで予め撮像され、医用画像一元管理サーバ３０に蓄積された準備画像データである。
【００３３】
図１に例示された撮像部１０に示されたバイプレーンＸ線撮像装置で取得されるライブ画像は、カテーテルが挿入された被検体Ｐに対して異なる２つの方向から同時に撮像された２次元画像データである。また、ＩＶに使用されるモダリティ装置がオープンＭＲＩ装置やＣＴ装置などの場合は、ライブ画像は複数の角度から被検体Ｐを撮像することによってリアルタイムに得られる３次元画像データとなる。
【００３４】
医用画像一元管理サーバ３０に蓄積されている準備画像データは、被検体Ｐについて予め取得された３次元画像データである。準備画像データは、ＩＶの開始以前に取得された３次元画像データであれば、取得するモダリティ装置は特に限定されない。たとえば、バイプレーン式のＸ線撮像装置を用いて様々な角度で３次元的に被検体Ｐを撮像することによって取得されたものであってもよいし、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置などの他のモダリティ装置によって取得された３次元画像データであってもよい。
【００３５】
血管ベクトル抽出部２３２は、カテーテルが挿入された特定の血管について、血管の走行方向を示すベクトルを抽出する。以降、単に血管と記載した場合は、カテーテルが挿入された特定の血管を示すこととする。血管ベクトルの抽出は一般的な算出方法を用いて行う。たとえば、特許文献１と同様に血管の中心軸である血管芯線を抽出し、その血管芯線について算出される接線ベクトルを血管ベクトルとして抽出する。なお、血管ベクトルの抽出は、データ入力部２３１に入力されるデータがライブ画像データのみの場合は、ライブ画像データから、準備画像データが入力される場合は準備画像データから抽出される。血管のベクトルを抽出する方法については後述する。
【００３６】
カテーテルベクトル抽出部２３３は、カテーテルの先端の所定の部分の進行方法を示すベクトルを抽出する。カテーテルベクトルの抽出も、血管ベクトルと同様一般的な算出方法を用いる。カテーテルベクトルはカテーテルが挿入された状態で取得されるライブ画像から抽出される。カテーテルのベクトルの抽出方法については後述する。
【００３７】
図３は、実施形態に係るＸ線診断装置１において抽出されるカテーテルの先端部分を説明する図である。
【００３８】
図３（ａ）は、被検体Ｐの血管にカテーテルが挿入されている状態を模式的に示した図である。図３（ａ）の例示から、血管は複雑に分岐または、屈曲した構造であることがわかる。このような血管内部に挿入されたカテーテルは矢印Ａの方向に進められ、心臓や脳など治療の目的となる部位まで挿入される。
【００３９】
図３（ｂ）および図３（ｃ）はカテーテルの先端を説明した図である。カテーテルには、図３（ｂ）に示すような先端が直線状であるカテーテルや、図３（ｃ）に示すような、先端が円状に屈曲した構造のものなど、様々な形状のものがある。本実施形態に係るＸ線診断装置１では、カテーテルの先端の進行方向のベクトルが算出される。そのため、カテーテルの先端部分とはカテーテルの先端の末端部分を指すのではなく、カテーテルの末端が図３（ｃ）のように屈曲している場合は、その屈曲部分が終わり平坦になった部分をカテーテルの先端部分としベクトルを抽出する。したがって、図３（ｂ）に示すような先端が直線状のカテーテルにおいては、矢印で図示したように、末端部から所定の長さの部分についてベクトルが抽出されるが、図３（ｃ）のような場合は、矢印で図示したように、屈曲部分が終わり平坦になった箇所から所定の長さの部分についてベクトルが抽出される。
【００４０】
角度情報表示生成部２３４は、血管ベクトル抽出部２３２およびカテーテルベクトル抽出部２３３で抽出されたそれぞれのベクトルの相対角度を算出し、その相対角度を視覚的に表示するためのカラーマップ、文字情報および図形のいずれかの角度情報表示を生成する。角度情報表示生成部２３４で算出される相対角度は、カテーテルベクトルを基準としてもよいし血管ベクトルを基準としてもよい。カテーテルベクトルを基準とした場合は、カテーテルの先端の進行方向に対する血管の走行方向についての相対角度が算出される。一方、血管ベクトルを基準とした場合は、血管の走行方向に対するカテーテルの先端の進行方向についての相対角度が算出される。角度情報表示生成部２３４での相対角度の算出方法と、生成されるこれらの角度情報表示については後述する。
【００４１】
表示部２５０は、角度情報表示生成部２３４で生成された角度情報表示と、ライブ画像を同時にディスプレイに表示する。表示部２５０の表示内容については後述する。
【００４２】
（２）動作
図４は、実施形態に係るＸ線診断装置１の第１の実施形態の動作の一例を示すフローチャートである。
【００４３】
ＳＴ１０１では、データ入力部２３１に撮像部１０からライブ画像データが入力され、医用画像一元管理サーバ３０から準備画像データが入力される。撮像部１０から入力されるライブ画像データはカテーテルが挿入されている被検体Ｐに対してリアルタイムに取得された画像データである。一方、医用画像一元管理サーバ３０から取得される準備画像データは、予め被検体Ｐについて取得された画像データである。
【００４４】
図４のＳＴ１０３では、血管ベクトル抽出部２３２により、ライブ画像データまたは準備画像データのいずれかから、カテーテルが挿入されている血管の血管ベクトルが抽出される。
【００４５】
ＳＴ１０５では、カテーテルベクトル抽出部２３３により、ライブ画像データからカテーテルベクトルが抽出される。
【００４６】
データ入力部２３１に入力されるデータは、ライブ画像データのみの場合と、ライブ画像データと準備画像データの２つのデータが入力される場合とがある。前述したとおり、ライブ画像はＩＶ下でカテーテルを被検体Ｐ体内に挿入しながら取得される画像データであり、準備画像データは予め取得された画像データである。したがって、カテーテルベクトルはいずれの場合もライブ画像データから抽出されるが、血管ベクトルは画像処理装置２０に入力されるデータの種類によって抽出方法が異なる。そこで、図５乃至図７で、ライブ画像データから血管およびカテーテルのベクトルを抽出する方法について説明し、図８で、準備画像データから血管ベクトルを抽出する方法を説明する。
【００４７】
（ライブ画像データから血管およびカテーテルベクトルを抽出する方法）
図５は、実施形態に係るＸ線診断装置１においてバイプレーンシステムで取得されるライブ画像を説明する図である。図１に示すようにバイプレーン式のＸ線撮像装置１には、２つの撮像系（Ｘ線検出部１３１とＸ線照射装置１３２およびＸ線検出部１４１とＸ線照射装置１４２）が設けられている。図５は、被検体Ｐ内の血管をＦ側（正面側：Frontal）からと、Ｌ側（側面側：Lateral）から撮像した例を示している。それぞれの撮像系の角度は既知であり、図５のＲで示した角度で撮像される。図５のＦおよびＬは、Ｆ側とＬ側とで取得された画像を例示したものである。図５のＦとＬに示した領域Ｖは、それぞれ被検体Ｐの血管に示した領域Ｖと同じ領域を示している。対応する血管の位置関係などから、この２つの２次元画像データの各データを対応づけることができる。
【００４８】
図６は、実施形態に係るＸ線診断装置１の血管ベクトルおよびカテーテルベクトルの抽出方法を説明する図である。図６（ａ）は図５のＦに示した画像の領域Ｖを拡大して表示した例である。同様に、図６（ｂ）は図５のＬに示した画像の領域Ｖを拡大して表示した例である。それぞれの画像において一点鎖線で示したのは血管の中心を示す血管芯線である。実線で示されているのは血管内に挿入されたカテーテルである。図６（ａ）および図６（ｂ）はそれぞれ撮像部１０で取得された２次元のライブ画像であり、これらのライブ画像から血管およびカテーテルの平面ベクトルがそれぞれ抽出される。図６では、血管の平面ベクトルは一点鎖線の矢印で示され、カテーテルの平面ベクトルは実線の矢印で示されている。血管の平面ベクトルは血管芯線の接線ベクトルであり、カテーテルのベクトルは、図３で説明したカテーテルの先端部分の所定の長さについて抽出される。カテーテルの先端のベクトルは血管と同様に接線ベクトルであってもよい。また、ライブ画像はＩＶ下において一定間隔で取得されることから、１つ前に撮像された画像と新たに取得された画像とに投影されたカテーテルの先端の位置を比較して、前後の画像に投影されたカテーテルの先端の軌跡を、カテーテルの先端のベクトルとして算出してもよい。それぞれのベクトルは２次元画像上の多点について抽出される。たとえば、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、血管の平面ベクトル１、血管の平面ベクトル２が示すように、複数の点について平面ベクトルが抽出される。
【００４９】
図７は、実施形態に係るＸ線診断装置１の血管の平面ベクトルから血管の空間ベクトルの算出方法を説明する図である。撮像部１０で取得された２枚のライブ画像をもとに抽出された血管の平面ベクトルは、被検体Ｐの血管の正射影ベクトルに相当する。また、図７に示すように、ＦとＬは角度Ｒで取得された平行でない平面から成ることから、ＦおよびＬについて抽出されたそれぞれの血管の平面ベクトルから血管の空間ベクトルを算出することができる。たとえば、ＦとＬの角度Ｒが９０°である場合、Ｆ平面をＸＹ平面とすると、Ｌ平面がＸＹ平面に対して直交するＹＺ平面を形成する。すなわち、２つの血管の平面ベクトルの和をもとめることで血管の空間ベクトルを算出できる。ＦとＬの２つの平面の角度が直行していなくとも、２つの平面の角度はＸ線検出部１３１およびＸ線検出部１４１の角度として測定可能であるため、一方の平面を基準として他方の平面のベクトルを直交座標系に変換することで空間ベクトルを算出できる。
【００５０】
図７と同様にして、カテーテルについて抽出された２つの平面ベクトルから、カテーテルの空間ベクトルを算出することができる。
【００５１】
このように、２次元画像データから成るライブ画像のみがデータ入力部２３１に入力される場合、２方向から取得された２枚の画像からそれぞれ抽出された血管またはカテーテルの平面ベクトルからそれぞれの空間ベクトルを算出することができる。このようにして算出された血管およびカテーテルの空間ベクトルから角度情報表示生成部２３４は相対角度を算出する。
【００５２】
（準備画像データから血管ベクトルを抽出する方法）
次に、データ入力部２３１にライブ画像データと準備画像データとが入力される場合の血管ベクトルの抽出方法を説明する。
【００５３】
図８は、実施形態に係るＸ線診断装置１における準備画像データを用いた血管の空間ベクトルの抽出方法を説明する図である。図８（ａ）はライブ画像を、図８（ｂ）は準備画像データを示している。前述のとおり、図８（ａ）に示すライブ画像はカテーテルを挿入しながら撮像部１０によりリアルタイムで取得される２次元画像データである。一方、図８（ｂ）に示す準備画像データは、医用画像一元管理サーバ３０に蓄積された、予め取得された３次元画像データであり、ＣＴ装置、ＭＲＩ装置など異なるモダリティ装置で取得された画像データであってもよい。図８（ｂ）の平面Ｖは準備画像データを矢印Ａの方向から観察して得られる平面の１つである。血管ベクトル抽出部２３２は図８（ａ）のライブ画像に示された領域Ｖに示された血管の位置関係等に基づいて、図８（ｂ）に示した準備画像データの中から、領域Ｖに対応する平面Ｖを抽出する。準備画像データは３次元情報を有するため総ての血管の空間ベクトルが算出されている。したがって、取得したライブ画像データに対応する準備画像データの平面Ｖに含まれるデータから血管の空間ベクトルを抽出することができる。
【００５４】
上述したように、予め準備画像データがあれば血管の空間ベクトルは容易に抽出することができる。一方、準備画像データが無くとも、リアルタイムで撮像部１０から取得される２枚の２次元画像データから血管の空間ベクトルを算出することができる。なお、ライブ画像データをオープンＭＲＩ装置やＸ線ＣＴ装置などのモダリティ装置を用いて３次元画像データとして取得した場合は、血管およびカテーテルの両方について空間ベクトルを算出することができる。
【００５５】
予めＸ線ＣＴ装置で準備画像を取得する場合は、ライブ画像データのみを使用する場合と比較して被ばく量は増大するが、被検体Ｐについて様々な方向から撮像した３次元画像データを用いて空間ベクトルを算出できるため、より正確な血管の空間ベクトルを算出することができる。また、予め血管の空間ベクトルを算出しておくことができるため、少ない処理で相対角度を算出することができる。
【００５６】
（相対角度の算出方法）
図４のＳＴ１０７では、角度情報表示生成部２３４が血管ベクトル抽出部２３２およびカテーテルベクトル抽出部２３３で抽出された空間ベクトルから相対角度を算出する。
【００５７】
図９は、実施形態に係るＸ線診断装置１の血管ベクトルとカテーテルベクトルとの相対角度の算出方法を説明する図である。図９には、血管ベクトル抽出部２３２およびカテーテルベクトル抽出部２３３から抽出された血管およびカテーテルの空間ベクトルが例示されている。それぞれ矢印Ａの方向から観察した場合、上下方向の角度θと、左右方向の角度φが算出される。たとえば、図９の下方に実線で示されたカテーテルの空間ベクトルからは(θｃ１、φｃ１）が、上方に一点鎖線で示された血管の空間ベクトルからは（θｖ１、φｖ１）が算出される。したがって、カテーテルベクトルを基準とした場合、血管ベクトルの相対角度（θｖ、φｖ）はそれぞれ、θｖ＝θｃ１−θｖ１、φｖ＝φｃ１−φｖ１で求めることができる。同様に、血管ベクトルを基準とした場合、カテーテルの相対角度（θｃ、φｃ）は、θｃ＝θｖ１−θｃ１、φｃ＝φｖ１−φｃ１で求められる。このように求められた相対角度から、カテーテルの先端に対する血管の走行方向または、血管の走行方向に対するカテーテルの先端の進行方向がわかる。たとえば、カテーテルベクトルを基準として血管ベクトルの相対角度を算出した場合、カテーテルに対して血管が上方に屈曲している場合は、θｖがプラスの値となり、下方に屈曲している場合はθｖがマイナスになる。同様に、右に屈曲している場合はφｖがプラスとなり、左に屈曲している場合はφｖがマイナスの値となると設定することができる。本発明は、このような相対角度に色や文字情報等を割り当てた角度情報表示を表示することで、視覚的にカテーテルに対する血管の相対的な方向を表示するものである。
【００５８】
（角度情報表示の生成）
図４のＳＴ１０９では、角度情報表示生成部２３４にて相対角度を表す表示が生成される。
【００５９】
ＳＴ１１１では、生成された角度情報表示が表示部２５０に表示される。
【００６０】
角度情報表示生成部２３４では、たとえば、色の違いにより相対角度の違いを表現したカラーマップによる表示、相対角度を表す文字情報による表示、および相対角度を表す図形による表示などが生成される。以下、図１０乃至図１５にて角度情報表示生成部２３４で生成される角度情報表示について説明する。
【００６１】
図１０は、実施形態に係るＸ線診断装置１におけるカラーチャートおよびカラーチャートに基づく相対角度に応じた色の選択について説明する図である。たとえば、図１０（ａ）はθとφの直交座標系によるカラーチャートを例示したものである。図１０において例示されたカラーチャートは、色の明度をある値に固定した色度図から作成されたものである。たとえば一般的なＸＹＺ表色系のような、ＲＧＢ（Red-Green-Blue color model）から変換可能なＸＹＺの仮想的な３原色により求められる色度座標に基づき、カラーチャートを作成することができる。図１０で例示したカラーチャートは、上下方向を示すθについて＋９０°の場合を赤色、-９０°の場合を青と設定した場合、θは赤から青へ変化する色のいずれかが割り当てられている。また、θが０°のときは白色が割り当てられている。同様に、左右方向を示すφについて、＋９０°の場合を黄色、-９０°の場合を緑と設定した場合、φは黄色から緑へと変化する色のいずれかが割り当てられている。なお、θと同様φが０°のときは白色が割り当てられているものとする。上下および左右の角度が０°以外の場合は、それぞれの角度に割り当てられた色が混合された色となる。このようにθとφの直交座標系に色を割り当てることで、算出された相対角度から該当する１色をカラーチャートに従って選択することができる。図１０（ｂ）に示すように、角度情報表示生成部２３４で算出されたカテーテルベクトルに対する、血管ベクトル１の相対角度が（θｖａ、φｖａ）である場合、図１０に示すように、θ軸上のθｖａと、φ軸上のφｖａとが交わる位置の色が、この点における相対角度に対応する色として選択される。同様に、図１０（ｃ）に示すように、角度情報表示生成部２３４で算出されたカテーテルベクトルに対する、血管ベクトル２の相対角度が（θｖｂ、φｖｂ）である場合、θ軸上のθｖｂと、φ軸上のφｖｂとが交わる位置の色が、この点における相対角度に対応する色となる。血管ベクトル１の相対角度（θｖａ、φｖａ）および血管ベクトル２相対角度（θｖｂ、φｖｂ）はそれぞれ赤と黄が混ざった色（橙色）となるが、血管ベクトル１の相対角度のほうがカラーチャート上で上方にあることから、より赤が濃い橙色で表示される。角度情報表示生成部２３４は、このように選択された色を用いて、カラーマップを生成することができる。
【００６２】
図１１は、実施形態に係るＸ線診断装置１における角度情報表示生成部２３４で生成されるカラーマップについて説明する図である。図１１（ａ）は相対角度の算出の基となるライブ画像データのうち、Ｆ側のライブ画像データを示している。図１１（ａ）の画像には、角度情報表示生成部２３４で相対角度が算出された血管ベクトル１および２が示されている。図１０（ｂ）および図１０（ｃ）で例示されたように、血管ベクトル１および２の相対角度に対応する色がカラーチャートからそれぞれ選択される。カラーマップはこれらのベクトルが抽出されたライブ画像データ上の各点に対応する血管の所定の領域に、図１０で選択された色を表示した色を配置した画像である。図１１（ｂ）は、図１０で血管ベクトル１および２に対して選択されたそれぞれの色をライブ画像データの所定の領域に彩色したカラーマップの例を示している。点線は実際のカラーマップでは表示されないが、ライブ画像データにおける血管およびカテーテルの位置を示している。図１１（ｂ）に示すように、カラーマップは色のみを示す画像、すなわち、血管ベクトルとカテーテルベクトルとの相対角度に対応づけられた色のみが表示された画像である。
【００６３】
図１２は、実施形態に係るＸ線診断装置１の表示部２５０に表示されるライブ画像とカラーマップについて説明する図である。図１２（ａ）はライブ画像である。Ｘ線診断装置で取得されたライブ画像は白黒で表示部２５０に表示される。図１２（ｂ）はカラーマップを示しており、表示部２５０に図１２（ａ）で示したライブ画像とカラーマップとが重ねて表示されることで、カテーテルと血管の相対角度を色により視覚的に把握することができる。図１２（ａ）が示すように、表示部２５０に表示されるライブ画像は、撮像部１０で撮像されたＦおよびＬのライブ画像のうち、一方が用いられる。生成されるカラーマップも、ＦおよびＬのライブ画像のうち、一方を基準として作成される。
【００６４】
図１３は、実施形態に係るＸ線診断装置１のライブ画像の血管部分にカラーマップが重ねて表示された表示例を説明する図である。図１３（ａ）は、カテーテルのベクトルを基準として、血管のベクトルの相対角度を算出した場合の表示例を示している。この表示例では、カテーテルの先端に対して血管がどのように走行しているかを視覚的に表示することができる。図１３（ａ）では、カテーテルの先端から所定の距離前方の血管のベクトルの相対角度を色で表示する例を示している。図１３（ａ）に示した模式図では、カテーテルの先端から前方にかけて、血管は上方に屈曲している。またその屈曲の程度も、カテーテルの先端から遠方に向かって大きく屈曲している。また、図１３（ａ）に例示されたカテーテルの先端の向きは血管に対してやや下向きであるため、カテーテルの先端から前方に行くにしたがってカテーテルの先端に対する血管の走行方向は上方に向かっていることになる。カテーテルの進行方向に対する血管の走行方向が図１３（ａ）に示された状態である場合、生成されるカラーマップは、薄い赤色から濃い赤色に徐々に変化する色で表現されることになる。
【００６５】
図１３（ｂ）は、図１３（ａ）と同様に、カテーテルのベクトルを基準として、血管のベクトルの相対角度を算出した場合の表示例を示している。図１３（ａ）と異なるのは、既にカテーテルの先端が通り過ぎた血管の一部にも着色を施している点である。このように、既にカテーテルが通り過ぎた箇所について着色することで、カテーテルの先端を中心として血管の走行の前後関係を把握することができ、カテーテルを前方に挿入するだけではなく、後方に引く場合に有効な表示となり得る。
【００６６】
このように、カテーテルの先端のベクトルを基準として、血管のベクトルの相対角度に対応する色を割り当てて作成したカラーマップを、撮像部１０で撮像された白黒の２次元画像であるライブ画像に重ねて表示することで、カテーテルを操作する医師は血管の走行方向に対してカテーテルの向きを推測しなくとも視覚的に把握することができる。また、撮像部１０はライブ画像をリアルタイムで取得し、角度情報表示生成部２３４はライブ画像にカラーマップを重ねた表示を生成し、表示部２５０の表示をリアルタイムに更新することにより、ユーザである医師は血管およびカテーテル現在の相対角度から、カテーテルの操作方向を容易に把握することができる。したがって、本実施形態に係るＸ線診断装置１では、瞬時にカテーテルの挿入方向を判断することができ、カテーテルの操作性および安全性が向上する。
【００６７】
図１４は、実施形態に係るＸ線診断装置１のライブ画像のカテーテル部分にカラーマップが重ねて表示された表示例を説明する図である。図１３では、カテーテルベクトルを基準とした血管ベクトルの相対角度に基づくカラーマップについて説明したが、血管ベクトルを基準としたカテーテルベクトルの相対角度に基づくカラーマップを表示してもよい。図１４（ａ）は、血管ベクトルを基準としてカテーテルの先端のベクトルに対して算出された相対角度に基づいて生成されたカラーマップを、ライブ画像に重ねて表示した例を示している。算出された相対角度がカテーテルベクトルに対するものである場合は、カテーテルベクトルが抽出された点に対応するカテーテルの所定の領域が着色される。図１４（ａ）に示されるように、カテーテルは先端に行くにしたがって血管に対して下方に屈曲している。したがって、先端にむかって徐々に濃い青色に着色される。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）の領域Ｖを拡大表示した例である。図１４（ｂ）が示すように、カテーテルの先端に向かって、徐々に濃い色が着色されている。
【００６８】
図１５は、実施形態に係るＸ線診断装置１の角度情報表示生成部２３４で生成される文字情報または図形による相対角度の表示例を説明する図である。相対角度から数値および文字または数値を表す図形を生成し、カラーマップの代わりに表示することで、カラーマップ同様、カテーテルの挿入する向きをライブ画像から想像せずとも視覚的に把握することができる。
【００６９】
図１５（ａ）は、角度情報表示生成部２３４で算出された相対角度（θ、φ）が（３０°、０°）の例を示している。たとえば、カテーテルのベクトルを基準とした場合、血管が上方に３０°屈曲して走行していることを示している。そこで、文字の表示として図１５（ａ）右側に示すように「Ｕｐ  ３０°」といった文字情報を表示Ｄの領域に示すことで、カテーテルの方向に対する血管の方向を把握することができる。したがって、施術者はカテーテルを３０°上方に傾ければ血管に対して水平に進行させることができることがわかる。同様に、図１５（ａ）左側は、θ＝３０°を矢印の長さと方向で示した表示例である。
【００７０】
図１５（ｂ）は、算出された相対角度（θ、φ）が（-４５°、０°）の例を示している。図１５（ａ）と異なり、カテーテルのベクトルを基準とした場合、血管が下方に４５°屈曲して走行していることを示している。したがって、右側の文字表示は「Ｄｏｗｎ  ４５°」のように表示され、左側の図形は、下向きの矢印で、図１５（ａ）に示した矢印より長い矢印が表示される。
【００７１】
図１５（ｃ）は、算出された相対角度（θ、φ）が（３０°、４５°）の例を示している。図１５（ａ）と異なり、血管が右上に屈曲して走行している場合を示している。したがって、右側の文字表示は「Ｕｐ３０°  Ｒｉｇｈｔ４５°」のように表示され、左側の図形は、上向きの矢印と右向き矢印の両方が示される。また、表示される図形は、上向きの矢印と右向き矢印とを合成した斜めの矢印であってもよい。
【００７２】
図１５（ｄ）は表示部２５０にライブ画像が表示された例を示している。この表示部２５０の右上に示したＤ１に、図１５（ａ）乃至（ｃ）の表示Ｄが表示される例を示している。なお、表示Ｄには文字情報または図形のいずれかが表示されてもよいし、文字情報および図形の組み合わせで表示されてもよい。さらに、同時に図形や文字自体または、これらを表示する領域などに、カラーチャートで取得される色を付けて表示し、これらの表示をさらに強調することもできる。
【００７３】
このように、数値および文字または図形でカテーテルのベクトルと血管のベクトルとの相対角度を示すことで、施術者はカテーテルの先端の挿入方向または血管の走行方向について客観的な情報を取得することができ、カテーテルに対してより細かな操作が可能となる。したがって、このような表示により、カテーテルの操作性および安全性を向上させることができる。
【００７４】
第１の実施形態として、一般的な表示装置である表示部２５０にライブ画像と角度情報が同時に表示される実施形態について説明した。しかしながら、図１に示したように、表示装置は一般的な表示装置にかぎられるものではなく、施術者が頭部に装着して使用する表示装置であるヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）に角度情報表示が表示されてもよい。ＨＭＤ装置２６０を備えた第２の実施形態について以下で説明する。
【００７５】
[第２の実施形態]
（１）構成
図１６は、実施形態に係るＸ線診断装置１の第２の実施形態の機能構成例を示す機能ブロック図である。図１６に示すように、第２の実施形態では第１の実施形態に加えて、マーカー付与部２３５、位置合わせ補正部２３６、ＨＭＤ２６１、ＨＭＤカメラ２６２をさらに備えて構成される。そのうちマーカー付与部２３５、位置合わせ補正部２３６は記憶部２２０に格納されたプログラムが主制御部２３０によって実行されることによって実現される機能である。
【００７６】
マーカー付与部２３５は、ライブ画像に位置合わせ補正用のマーカーを付与したマーカー付きライブ画像を生成する。マーカー付きライブ画像は表示部２５０に表示される。
【００７７】
位置合わせ補正部２３６は、ＨＭＤカメラ２６２により撮影された表示部２５０に表示されたマーカー付きライブ画像のマーカーと、ライブ画像に実際に付与されたマーカーとからＨＭＤ２６１に表示される角度情報表示の大きさや表示位置などの補正値を算出する。算出した補正値により角度情報表示を補正し、補正後の角度情報表示をＨＭＤ２６１に表示する。
【００７８】
（２）動作
図１７は、実施形態に係るＸ線診断装置１の第２の実施形態の動作の一例を示すフローチャートである。第２の実施形態は、第１の実施形態と角度情報表示生成部２３４での角度情報表示の生成方法は共通するが、表示装置への表示方法が異なる。そこで、図１７では、第１の実施形態の角度情報表示の生成処理を示すフローは図４と同一の番号で示されている。
【００７９】
ＳＴ１５１では、マーカー付与部２３５がライブ画像に位置合わせ補正用のマーカーを付与した、マーカー付きライブ画像を生成する。
【００８０】
ＳＴ１５３では、マーカー付きライブ画像が表示部２５０に表示される。
【００８１】
ＳＴ１５５では、表示部２５０に表示されたマーカー付きライブ画像がＨＭＤカメラ２６２によって撮影される。
【００８２】
ＳＴ１５７では、位置合わせ補正部２３６がＨＭＤカメラ２６２で撮影されたマーカー付きライブ画像の画像と、マーカー付きライブ画像に実際に付与されたマーカーとを比較して、ＨＭＤ２６１に表示する角度情報表示の大きさや表示位置を補正する。
【００８３】
ＳＴ１５９では、補正後の角度情報表示をＨＭＤ２６１に表示する。
【００８４】
図１８は、実施形態に係るＸ線診断装置１において施術者がヘッドマウントディスプレイ装置２６０を通して表示部２５０を観察する様子を説明する図である。図１８（ａ）に示すように、施術者はカメラ付きのＨＭＤ装置２６０を装着し、離れた位置にある表示部２５０を矢印で示した方向から観察する。表示部２５０に表示されたマーカー付きライブ画像は、ＨＭＤ装置２６０に搭載されたＨＭＤカメラ２６２で撮影される。図１８（ａ）の表示部２５０にはＭで示したマーカーが付与されたマーカー付きライブ画像が表示されている。図１８（ｂ）は、表示部２５０に表示されたマーカー付きライブ画像をＨＭＤカメラ２６２が撮影した画像を例示している。ＨＭＤカメラ２６２はＨＭＤ装置２６０を装着したユーザの視野が実際に捉えている映像を取得する。したがって、図１８（ｂ）が例示するように、ＨＭＤカメラ２６２により取得される表示部２５０の画像はユーザの頭部の傾きや、表示部２５０を見ている距離や角度などが反映された画像となる。ライブ画像に付与されたマーカーＭは、ユーザの頭部の傾きや、表示部２５０を見ている距離や角度などの視野情報を取得するためのものである。
【００８５】
図１９は、実施形態に係るＸ線診断装置１のヘッドマウントディスプレイ２６１に表示されるカラーマップの補正方法について説明する図である。図１９（ａ）は図１８（ｂ）と同じ画像であり、表示部２５０に表示されたマーカー付きライブ画像をＨＭＤカメラ２６２が撮影した画像を示している。この画像に表示されたマーカーＭはユーザの頭部の傾きにより左に傾斜している。したがって、ＨＭＤカメラ２６２で撮影したマーカーＭの傾きと、実際に表示部２５０に表示されているマーカーＭの傾きを比較することで、ＨＭＤ２６１に表示する角度情報表示の回転角度および方向を算出することができる。さらに、ＨＭＤカメラ２６２で撮影したマーカーＭの大きさと、実際に表示部２５０に表示されているマーカーＭの大きさを比較することで、ＨＭＤ２６１に表示する角度情報表示の縮小率を算出することができる。また、マーカーＭの相対的な位置から、ＨＭＤ２６１に表示する角度情報表示の相対位置を割り出すことができる。
【００８６】
図１９（ｂ）は、位置合わせ補正部２３６により補正されたカラーマップがＨＭＤ２６１に表示される例を示している。点線は実際のカラーマップには表示されていないが、ＨＭＤカメラ２６２で撮影されたライブ画像の血管、カテーテルの位置ならびに、ライブ画像が表示された表示部２５０の輪郭を示している。図１９（ｂ）に示すように、位置合わせ補正部２３６によりカラーマップの大きさおよび表示位置が補正されることで、ユーザが表示部２５０に表示されたライブ画像とＨＭＤ２６１に表示されたカラーマップを同時に観察した時に、図１９（ｃ）に示すように２つの画像が重なった表示を観察できる。
【００８７】
このように、ＨＭＤ２６１にカラーマップを表示することによって、白黒で表示された通常のライブ画像と、カラーマップにより着色された画像との両方の画像を、施術者が見方を変えることで容易に切り替えることができる。すなわち、施術者は通常のライブ画像のみを観察しようと考えた場合は、表示部２５０のみを視野に入れればよく、カラーマップにより着色された態様で観察したい場合は、ＨＭＤ２６１と表示部２５０の両方を視野に入れることで、重なった画像を観察することができる。
【００８８】
また、上述した位置合わせはＨＭＤカメラ２６２によって取得された画像によって行われるものに限定されず、ＨＭＤ装置２６０に表示部２５０とＨＭＤ２６１との相対距離やＨＭＤ装置２６０を装着している施術者の頭の傾き等を測定できるセンサなどを取付けることでも可能である。
【００８９】
上述の例では、角度情報表示としてカラーマップがＨＭＤ２６１に表示される例を説明したが、第１の実施形態と同様に角度情報表示部２３４で生成される角度情報表示はカラーマップにかぎられない。
【００９０】
図２０は、実施形態に係るＸ線診断装置１の角度情報表示生成部２３４で生成される文字情報または図形による相対角度の第２の実施形態における表示例を説明する図である。図２０（ａ）は図１５（ａ）と同じ角度情報表示で、相対角度（θ、φ）が（３０°、０°）の例を示している。図２０（ｂ）左側に示すように、図２０（ａ）に示した角度情報表示をＨＭＤ２６１に表示し、２つの画像がユーザの視野において重なって観察されるようにしてもよい。図２０（ｃ）は実際にユーザによりＨＭＤ２６１を介して観察される画像を示している。文字情報または図形による角度情報表示を、ライブ画像の左上に表示させる場合、図２０（ｂ）右側に示した表示部２５０を撮影した画像が傾いているため、位置合わせ補正部２３６により図２０（ｂ）左側に示したＤ２の位置に図２０（ａ）の表示Ｄが表示される。
【００９１】
図２０では、文字情報または図形による角度情報表示に対して位置合わせ補正を行う例を示したが、位置合わせ補正を行わずＨＭＤ２６１の所定の位置にこれらが表示されるようにしてもよい。
【００９２】
また、第１の実施形態における角度情報表示の例と同様に、カラーマップと文字情報または図形による角度情報表示とを組み合わせて表示してもよい。
【００９３】
本発明に係る実施形態についてカテーテルを用いたＩＶの例に沿って説明したが、実施形態はそれにかぎらず、内視鏡などの器具を被検体内に挿入し、器具を表示装置に表示された画像に基づいて操作するＩＶについても同様である。
【００９４】
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とする。
【符号の説明】
【００９５】
１  Ｘ線診断装置
１０  撮像部
２０  画像処理装置
３０  医用画像一元管理サーバ
１００  コントローラ
１１０  駆動制御部
１２０  高圧電源
１３０  Ωアーム
１３１  Ｘ線検出部
１３２  Ｘ線照射装置
１４０  Ｃアーム
１４１  Ｘ線検出部
１４２  Ｘ線照射装置
１５０  寝台装置
２１０  通信制御装置
２２０  記憶部
２３０  主制御部
２３１  データ入力部
２３２  血管ベクトル抽出部
２３３  カテーテルベクトル抽出部
２３４  角度情報表示生成部
２３５  マーカー付与部
２３６  位置合わせ補正部
２４０  入力部
２５０  表示部
２６０  ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）装置
２６１  ＨＭＤ
２６２  ＨＭＤカメラ
【図１】
2015083082.tif 000003
【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１１】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図２０】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１９】
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