(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に関する３次元ＣＴデータから投影画像を発生する投影画像発生部と、
前記３次元ＣＴデータから複数のＣＴ値範囲に基づいて硬度の異なる複数のプラーク領域を抽出するプラーク抽出部と、
前記プラーク領域を対象としたプラーク投影画像を発生するプラーク投影画像発生部と、前記プラーク投影画像を構成する画素各々は前記プラーク領域各々のＣＴ値範囲に対応する濃度値を有し、かつ前記プラーク領域の断面積と血管断面積との合計に対する前記プラーク領域の断面積の面積比に対応するカラー値を有する、
前記プラーク投影画像を前記投影画像に重ねて表示する表示部とを具備することを特徴とする医用画像処理装置。
【請求項２】
前記面積比は数値表示されることを特徴とする請求項１に記載の医用画像処理装置。
【請求項３】
前記投影画像発生部は、前記被検体のＸ線画像を撮影するために、Ｘ線を発生するＸ線管と前記Ｘ線を検出するＸ線検出器とを有する外部のＸ線循環器装置から受信した前記Ｘ線管及び前記Ｘ線検出器の位置に応じた投影方向に従って前記投影画像及び前記プラーク投影画像を作成することを特徴とする請求項１に記載の医用画像処理装置。
【請求項４】
前記投影画像上に前記３次元データから選択された選択領域が重ねられることを特徴とする請求項３に記載の医用画像処理装置。
【請求項５】
前記投影画像に前記Ｘ線循環器装置によるＸ線画像が重ね合わされることを特徴とする請求項３に記載の医用画像処理装置。
【請求項６】
前記Ｘ線循環器装置にて収集された血管造影画像とＣＴ装置からの血管の投影画像との位置合わせを行う画像重ね合わせ手段を更に具備することを特徴とする請求項５に記載の医用画像処理装置。
【請求項７】
前記画像重ね合わせ手段は、心電波形の位相毎にＣＴ値に基づく選択領域と循環器装置によるＸ線画像を重ね合わせることを特徴とする請求項６に記載の医用画像処理装置。
【請求項８】
前記抽出部は、ＣＴ値に基づいてプラーク情報を抽出することを特徴とする請求項４に記載の医用画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医用画像処理装置に関し、より詳細には、インターベンショナルラジオロジシミュレータの情報を利用したＸ線診断治療装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人体の周囲３６０度に渡るＸ線投影画像を収集し、これを再構成演算を行うことで、２次元の断層画像に再構成するＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置がある。最近では、マルチスライスＣＴ及びヘリカルＣＴの技術によって、連続的な断層画像を短時間で収集できるようになり、Ｘ線の３次元データの動画像が得られるまでになっている。
【０００３】
また、ＣＴ画像はＣＴ値と称される、Ｘ線減弱係数の値を水が０、骨が１０００、空気が−１０００となるように標準化された値にて表示され、このＣＴ値を用いて各組織を識別することが可能である。
【０００４】
臨床現場では、心筋梗塞や脳梗塞等の循環器系の検査にＣＴを導入しようという動きが増えている。その理由としては、従来の循環器装置を用いたカテーテル検査に比べて侵襲性が低いことに加えて、上記ＣＴ値を用いてプラーク性状等の血管そのものの状態を判別することが可能であることがある。
【０００５】
一方で、検査によって狭窄や危険なプラークが見つかった場合は、Ｘ線循環器装置による透視下でのバルーニングやステンティングといったカテーテル治療（インターベンション）が一般的となる。
【０００６】
Ｘ線循環器装置は、一般的に、カテーテル挿入過程や造影剤の流れが分かりやすいように、一方向の投影画像をリアルタイムに被爆量を抑えながら表示することを特徴としており、表示される画像は、ＣＴ装置による３次元（３Ｄ）画像ではなく、２次元（２Ｄ）の投影画像となる（例えば、下記特許文献１参照）。したがって、インターベンション中に参照する画像としては、３Ｄ画像よりも２Ｄの投影画像の方が比較しやすいので、ＣＴで得られた３Ｄ画像を２Ｄに変換して表示することが重要となる。
【０００７】
ところで、前述した従来技術では、ＣＴで得られた３Ｄデータを２Ｄの投影画像に変換する際に、単純に投影画像に変換して表示するだけでは、プラーク位置の判別が容易ではない。
【０００８】
また、投影方向のプラーク量やプラーク性状といった情報も失われてしまうものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−３２０７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、３次元データを２次元の投影画像に変換する際に、プラーク位置の判別を容易にして、投影方向のプラーク量やプラーク性状の判別も容易になる医用画像処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本実施形態に係る医用画像処理装置は、被検体に関する３次元ＣＴデータから投影画像を発生する投影画像発生部と、前記３次元ＣＴデータから複数のＣＴ値範囲に基づいて硬度の異なる複数のプラーク領域を抽出するプラーク抽出部と、前記プラーク領域を対象としたプラーク投影画像を発生するプラーク投影画像発生部と、前記プラーク投影画像を構成する画素各々は前記プラーク領域各々のＣＴ値範囲に対応する濃度値を有し、かつ前記プラーク領域の断面積と血管断面積との合計に対する前記プラーク領域の断面積の面積比に対応するカラー値を有する、前記プラーク投影画像を前記投影画像に重ねて表示する表示部とを具備することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る医用画像処理装置の基本的な構成を示すブロック構成図である。
【図２】第１の実施形態に於けるプラークの表示方法について説明するための図である。
【図３】第１の実施形態の医用画像処理装置１０の動作について説明するためのフローチャートである。
【図４】Ｘ線管の焦点、Ｘ線検出器、天板の位置について説明するための図である。
【図５】第１の実施形態に於けるプラークの抽出の例について示した図である。
【図６】第１の実施形態の医用画像処理装置１０による動作を説明するための図である。
【図７】第１の実施形態の医用画像処理装置１０による動作を説明するための図である。
【図８】本発明の第２の実施形態によるＸ線投影画像からインターベンション参照画像を得るための動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】第２の実施形態に於けるプラークの抽出の例について示した図である。
【図１０】（ａ）は狭窄率画像の例を示した図、（ｂ）は血管中心線を色表示した画像の例を示した図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態によるＸ線投影画像からインターベンション参照画像を得るための動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】第３の実施形態に於けるプラークの抽出の例について示した図である。
【図１３】狭窄率画像の例を示した図である。
【図１４】ボクセル１３０内の造影された血管（造影血管）１３１及びそのプラーク１３２の例を表した図である。
【図１５】図１４の造影された血管１３１の断面図である。
【図１６】ボクセル１３０に対する投影方向の例を示した図である。
【図１７】プラーク１３２が造影された血管の手前に位置する例を表した図である。
【図１８】プラーク１４１が造影された血管の向こう側に位置する例を表した図である。
【図１９】プラーク１３２及び１４１が造影された血管の手前と向こう側の両方に位置する例を表した図である。
【図２０】プラーク１３２が造影された血管の手前に位置する他の例を表した図である。
【図２１】影方向に沿ってカラー画像が生成される例について説明するための図である。
【図２２】血管に対する投影方向と投影画像の関係の一例を示した図である。
【図２３】血管に対する投影方向と投影画像の関係の他の例を示した図である。
【図２４】本発明の第５の実施形態に係る医用画像処理装置の構成を示した図である。
【図２５】図２４に示される医用画像処理装置の詳細の一例を示すブロック構成図である。
【図２６】第５の実施形態に於けるプラークの抽出の例について示した図である。
【図２７】（ａ）はＸ線循環器装置の画像の例を示した図、（ｂ）は第５の実施形態による医用画像処理装置の画像の例を示した図である。
【図２８】第５の実施形態の第１の変形例であって、位置合わせ部１８に於いて、心臓領域等の対象血管位置が移動する場合のソフトプラーク画像の重ね合わせについて説明するための図である。
【図２９】第５の実施形態の第２の変形例であって、位置合わせについて説明するための図である。
【図３０】第５の実施形態の第２の変形例であって、画像重ね合わせについて説明するための図である。
【図３１】第５の実施形態の第２の変形例に係る医用画像処理装置の詳細の一例を示すブロック構成図である。
【図３２】第５の実施形態の第３の変形例に係る医用画像処理装置の詳細の一例を示すブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１４】
(第１の実施形態)
図１は、本発明の第１の実施形態に係る医用画像処理装置の基本的な構成を示すブロック構成図である。
【００１５】
本実施形態の医用画像処理装置１０は、循環器装置の位置入力部１１と、ＣＴ画像入力部１３と、画像抽出部１４と、投影像作成部１５、画像重ね合わせ部１６と、モニタ１７と、システムコントローラ１８とから構成される。
【００１６】
前記位置入力部１１は、図示されないが、循環器装置のＸ線管から照射されるＸ線の焦点や、検出器、天板位置等を操作して、その位置情報を入力するためのものである。また、ＣＴ画像入力部１３は、予め検査時に収集されたＣＴ画像から３次元（３Ｄ）データを入力する。画像抽出部１４は、このＣＴ画像入力部１３より入力されたＣＴ画像から、３次元位置と各位置でのＣＴ値の情報が取得され、このＣＴ値に基づいて所望の画像（プラーク領域の画像）を抽出するものである。
【００１７】
投影像作成部１５は、ＣＴ画像入力部１３より得られた画像と、画像抽出部１４で抽出された画像と、位置入力部１１により入力された情報に基づいて、当該プラークの投影画像を作成するものである。このプラークの投影画像の作成方法については、後述する。
【００１８】
そして、画像重ね合わせ部１６は、上記投影像作成部で作成されたプラークの投影画像を、通常のＣＴ画像に重ね合わせて、モニタ１７に表示させるためのものである。また、システムコントローラ１９は、この医用画像処理装置１０全体の制御動作を司るものである。
【００１９】
図２は、本実施形態に於けるプラークの表示方法について説明するための図である。
【００２０】
血管１００の管壁に、複数のプラーク１０２1 、１０２2 、１０２3 が形成されている。この血管１００内にカテーテル１０１を挿入して治療するわけであるが、従来の方法では投影画像に変換する際に、投影方向のプラーク量やプラーク症状といった情報が失われていた。そのため、本発明では、プラークの量や症状（例えば、硬軟）に応じて表示色により識別できるようにしている。
【００２１】
次に、図３のフローチャートを参照して、本医用画像処理装置１０の動作について説明する。
【００２２】
図３（ａ）は通常のＸ線投影画像からインターベンション参照画像を得るための動作を説明するためのフローチャート、図３（ｂ）は本実施形態によるＸ線投影画像からインターベンション参照画像を得るための動作を説明するためのフローチャートである。
【００２３】
先ず、図３（ａ）のフローチャートを参照して、通常のＸ線投影画像からインターベンション参照画像を得るための動作を説明する。
【００２４】
ステップＳ１にて、ＣＴ画像入力部１３より、予め検査時に収集されたＣＴ画像から３次元位置と各位置でのＣＴ値（固有値）の情報が取得される。この情報とは、例えば、Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標、及びＣＴ値の４つの情報である。次いで、ステップＳ２にて、位置入力部１１より、Ｘ線管の焦点、Ｘ線検出器や患者を載置する天板の位置情報が入力される。すると、ステップＳ３にて、図４（ａ）に示されるように、Ｘ線管（図示せず）の焦点２１、検出面２３、被写体（３Ｄデータ）２２の３次元的位置が、システムコントローラ１９で算出される。
【００２５】
すると、続くステップＳ４に於いて、投影像作成部１５にて上記ステップＳ３で算出された値が画像化される。そして、ステップＳ５にて、インターベンション参照画像として、モニタ１７に表示される。
【００２６】
次に、図３（ｂ）のフローチャートを参照して、本実施形態によるＸ線投影画像からインターベンション参照画像を得るための動作を説明する。
【００２７】
ステップＳ１１では、前述した図３（ａ）のフローチャートに於けるステップＳ１と同様に、ＣＴ画像入力部１３より、予め検査時に収集されたＣＴ画像から３次元位置と各位置でのＣＴ値（固有値）の情報が取得される。例えば、図５（ａ）に示されるように、血管１００及び該血管１００の管壁に形成されたプラーク１０２ａ、１０２ｂ、或いは１０２ｃの情報が取得される。
【００２８】
次いで、ステップＳ１２では、ＣＴ値を判断基準として、図５（ｂ）に示されるように、血管１００の管壁からプラーク１０２ａ、１０２ｂ、或いは１０２ｃの領域のみが抽出される。例えば、ＣＴ値が０〜５０であればソフトプラーク、４００以上であれば石灰化プラーク、その間の５０〜４００であれば通常のプラークであるとして抽出される。勿論、更に細かくＣＴ値を設定しプラークの種類を分けるようにしても良い。
【００２９】
そして、ステップＳ１３では、上記ＣＴ値に基づいてプラークの領域が分類され、モニタ１７に表される際の、当該プラークの性状を表す表示色が決定される。例えば、ＲＧＢの割合を表すと、図５（ｃ）に示されるように、前述したソフトプラーク（ＣＴ値；０〜５０）が赤色、石灰化プラーク（ＣＴ値；４００以上）が青色、その間のプラーク緑色、等である。勿論、更に細かくＣＴ値を設定してプラークの表示色を割り当てるようにしても良い。また、表示色でなくとも、階調の割合等で表すようにしても良い。
【００３０】
続くステップＳ１４では、前述した図３（ａ）のフローチャートに於けるステップＳ２と同様に、位置入力部１１より、Ｘ線管の焦点、Ｘ線検出器や患者を載置する天板の位置情報が入力される。そして、図４（ｂ）に示されるように、Ｘ線管（図示せず）の焦点２１、検出面２３、被写体（プラーク領域）２４の３次元的位置が算出される。
【００３１】
図６は、実際のＸ線診断の様子を示した図である。
【００３２】
患者２５が天板（載置台）２６上に載置されており、該患者２５を中心に対向配置されたＸ線管２７及びＸ線検出器２８が、Ｃアーム２９によって支持されている。そして、Ｘ線管２７の焦点２１をＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標の原点として、患者２５の血管内のプラーク１０２ａ、１０２ｂの位置が検出されるようになっている。
【００３３】
ステップＳ１５では、図７（ａ）に示されるように、前記焦点２１から検出面２３までのＸ線経路上に存在するプラーク領域１０２ｃが、プラーク領域の表示色毎に積算された積算値に応じた表示濃度が決定される。例えば、一旦、各画素に於ける積算値が求められ、検出面２３内の最大積算値に対する割合として濃度が％として決定される。
【００３４】
そして、ステップＳ１６では、図７（ｂ）に示されるように、前記ステップＳ１３で割り当てられたプラーク領域１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの表示色毎に、前記ステップＳ１５で得られた投影方向の積算値を濃度として反映させた投影像が作成される。
【００３５】
次いで、ステップＳ１７にて、このとき、背景は前述した図３（ａ）のフローチャートに於けるステップＳ４にて作成された投影画像とされ、濃度は背景に対するオーバーレイ表示の透過率として表示される。つまり、濃度が３０％であるとすれば、背景が７０％、プラーク領域の画像が３０％といった割合で表示されることになる。
【００３６】
その後、ステップＳ１８にて、インターベンション参照画像として、図７（ｃ）に示されるように、モニタ１７に表示される。
【００３７】
尚、オーバーレイされる画像は各段階毎に任意に切り替えるようにしても良く、或いは全てを合わせて表示するようにしても良い。また、近傍のものをまとめて、より粗い段階として表示するようにしてもよい。
【００３８】
このように、第１の実施形態によれば、２次元投影像上でプラークの位置、量、性状を的確に識別することができる。
【００３９】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００４０】
尚、以下に述べる実施形態に於いて、医用画像処理装置の基本的な構成については、前述した第１の実施形態と同じであるので、説明の重複を避けるため、同一の部分には同一の参照番号を付して、その図示及び説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００４１】
この第２の実施形態では、前述した第１の実施形態に順じて、狭窄が起きている場所を２次元画像上で容易に判別できるように表示するようにしている。
【００４２】
図８は、本発明の第２の実施形態によるＸ線投影画像からインターベンション参照画像を得るための動作を説明するためのフローチャートである。
【００４３】
ステップＳ２１にて、ＣＴ画像入力部１３より、図９（ａ）に示されるように、ＣＴ画像から３次元位置と各位置でのＣＴ値（固有値）の情報が取得される。次いで、ステップＳ２２にて、ＣＴ値を基に、図９（ｂ）に示されるように、血管内腔１１０及びプラーク領域１０２ａ、１０２ｂが別々に抽出される。
【００４４】
そして、ステップＳ２３にてＸ線管の焦点、Ｘ線検出器や患者を載置する天板の位置情報が入力される。続いて、ステップＳ２４にて、図９（ｃ）に示されるように、検出面での血管内腔の投影画像１１１が作成される。尚、血管内腔１１０は、造影剤のＣＴ値から選別することができる。
【００４５】
更に、ステップＳ２５では、血管走行方向を識別するために、図９（ｄ）に示されるように、血管内腔１１０の画像の中心線１１３が画像処理にて抽出される。この抽出には、画像処理ソフト等で一般的な線中心の抽出手法を用いても良い。次いで、ステップＳ２６にて、前記ステップＳ２５で求められた中心線に対する垂線が断面線１１４として定義される。この断面線１１４は、血管内腔＋プラークの幅とする。
【００４６】
そして、ステップＳ２７では、投影面上の断面線とＸ線焦点を含む平面が定義される。ここでは、図９（ｅ）に示されるようにして、設定平面に於けるプラーク領域面積と血管内腔面積が各ＣＴ値より抽出され、下記のようにして各面積比から狭窄率が算出される。  
狭窄率＝プラーク面積／（プラーク面積＋血管内腔面積）  
ステップＳ２８では、前記ステップＳ２７で算出された狭窄率に基づいて、断面線１１４の色が決定される。続いて、ステップＳ２９では、図９（ｆ）に示されるように、前記中心線１１３に対して任意間隔で設定された断面線１１４が、前述した狭窄率に基づいた表示色にて表示される。これにより、図１０（ａ）に示されるように、狭窄率画像１１８が作成される。このとき、断面線の間隔を非常に細かく設定して、連続的な狭窄画像を作成してもよいし、粗く設定した断面線間を補間によって狭窄率や色を決めても良い。
【００４７】
その後、ステップＳ３０にて、作成された狭窄画像が、前述した図３（ａ）のフローチャートで作成される投影画像にオーバーレイ表示される。
【００４８】
尚、図８のフローチャートと同様な表示方法として、図１０（ｂ）に示されるように、血管中心線そのものを色表示しても良い。
【００４９】
この第２の実施形態によれば、狭窄を容易に２次元画像上で判別することができる効果がある。
【００５０】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００５１】
この第３の実施形態では、前述した第２の実施形態に順じるために、プラーク性状と狭窄率を容易に２次元画像上で判別できる表示方法をとっている。
【００５２】
図１１は、本発明の第３の実施形態によるＸ線投影画像からインターベンション参照画像を得るための動作を説明するためのフローチャートである。
【００５３】
ステップＳ４１にて、ＣＴ画像入力部１３より、図１２（ａ）に示されるように、ＣＴ画像から３次元位置と各位置でのＣＴ値（固有値）の情報が取得される。次いで、ステップＳ４２にて、ＣＴ値を基に、図１２（ｂ）に示されるように、血管内腔１１０及びプラーク領域１０２ａ、１０２ｂが別々に抽出される。
【００５４】
そして、ステップＳ４３では、図１２（ｃ）に示されるように、前記ステップＳ４２にて抽出されたプラーク領域１０２ａ、１０２ｂに対して、ＣＴ値に基づく表示色が決定される。次いで、ステップＳ４４にてＸ線管の焦点、Ｘ線検出器や患者を載置する天板の位置情報が入力され、続くステップＳ４５にて、図１２（ｄ）に示されるように、検出面での血管内腔の投影画像１１１が作成される。
【００５５】
更に、ステップＳ４６にて、血管走行方向を識別するために、図１２（ｅ）に示されるように、血管内腔１１０の画像の中心線１１３が画像処理にて抽出される。この抽出には、画像処理ソフト等で一般的な線中心の抽出手法を用いても良い。次いで、ステップＳ４７にて、前記ステップＳ４６で求められた中心線に対する垂線が断面線１１４として定義される。この断面線１１４は、血管内腔＋プラークの幅とする。
【００５６】
そして、ステップＳ４８にて、投影面上の断面線とＸ線焦点を含む平面が定義される。ここでは、図１２（ｆ）に示されるようにして、設定平面に於けるプラーク領域面積と血管内腔面積が各ＣＴ値より抽出され、前述した式より、各面積比から狭窄率が算出される。次いで、ステップＳ４９にて、前記ステップＳ４８にて算出された狭窄率が断面線の表示形状（長さ）が決定される。この形状としては、プラーク領域＋血管内腔領域を最大の線幅として、図１３（ａ）に示されるように、狭窄率の割合に応じて両端から表示する線の長さが決定される。更に、表示色は前記ステップＳ４３で決定された色が用いられる（図１３（ｂ）参照）。逆に、中心から血管１２０の両端に向けて線を延ばしても良い（図１３（ｃ）参照）。
【００５７】
ステップＳ５０では、図１２（ｇ）に示されるように、前記中心線１１３に対して任意間隔で設定された断面線１１４が、前述した狭窄率に基づいた表示色にて表示される。これにより、狭窄率画像が作成される。また、断面線の間隔を非常に細かく設定して、連続的な狭窄画像を作成しても良い。更には、比較的粗く設定した断面線間を補間によって狭窄率を決定し、狭窄画像を作成しても良い。
【００５８】
その後、ステップＳ５１にて、作成された狭窄画像が、前述した図３（ａ）のフローチャートで作成される投影画像にオーバーレイ表示される。このとき、前記ステップＳ４３で段階的に分類した表示色毎に狭窄画像を作成し、図１３（ｄ）に示されるように、投影画像に対してオーバーレイ表示するプラーク性状を選択できるようにしても良い。
【００５９】
この第３の実施形態によれば、狭窄と性状を容易に２次元画像上で判別することができる効果がある。
【００６０】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
【００６１】
一般に、ＣＴ装置で収集されたボクセルデータからＸ線透視画像のような画像（擬似透視画像）を作成することができる。また、閾値処理等により、ボクセルデータからプラークを抽出することもできる。しかしながら、擬似透視画像上にプラークの分布情報等を表示しようとすると、深さ方向の情報が欠落してしまうものであった。また、ボリュームレンダリング画像等でも、深さ方向の情報を表現するには限界があるものであった。
【００６２】
そのため、本第４の実施形態では、擬似透視画像にカラー画像を重畳してプラークの深さ方向の分布情報を表現しようとしたものである。
【００６３】
造影された血管は周囲に比べ非常に大きなＣＴ値を有しているため、閾値処理等により、ボクセルデータから容易に抽出することができる。また、プラークは血管内に付着するため、前述した造影血管の近傍に限定して閾値処理等を行うことにより、プラークを抽出することもできる。
【００６４】
図１４は、あるボクセル１３０内の造影された血管（造影血管）１３１及びそのプラーク１３２の例を表した図である。図１５は、図１４の造影された血管１３１の断面図である。造影された血管１３１の断面内の重心１３５から所定の半径内を、プラーク探索の範囲１３６としている。尚、１３４は血管の内壁である。
【００６５】
そして、図１６に示されるように、ボクセル１３０に対して図示矢印方向を投影方向として指定することにより、造影血管１３１の（擬似）透視画像（白黒画像）を、投影面１３８上に投影された血管像１３９として生成することができる。こうした投影の際、造影された血管１３１とプラーク１３２の位置関係は、図１７乃至図２０に示されるように分類することができる。
【００６６】
すなわち、図１７は、プラーク１３２が造影された血管の手前に位置する例を表している。また、図１８は、プラーク１４１が造影された血管の向こう側に位置する例を表している。更に、図１９は、プラーク１３２及び１４１が造影された血管の手前と向こう側の両方に位置する例を表している。尚、図２０に示される例のような場合は、図１７と同様に、プラーク１４２は造影された血管の手前に位置するものと分類される。
【００６７】
このようなプラークに対して、図２１に示されるように、前記投影方向に沿ってカラー画像が生成され、前述した白黒画像に重畳されて表示される。この際、造影された血管の手前に位置するプラーク１３２を例えば赤色（Ｒ）に、造影された血管の向こう側に位置するプラーク１４１を例えば青色（Ｂ）に割り当てて画像化する。また、投影方向に沿ったプラークの厚みあるいはボクセル値の積分値は、各色成分の輝度に対応させるようにする。
【００６８】
例えば、図２２（ａ）に示されるように、造影された血管１４５に対して図示矢印方向を投影方向とする。そして、図２２（ｂ）に示されるように、血管の手前に位置するプラーク１３２は、図２２（ｅ）に示されるような投影画像として、赤色に表示される。また、図２２（ｃ）に示されるように、血管の向こう側に位置するプラーク１４１は、図２２（ｆ）に示されるような投影画像として、青色に表示される。更に、図２２（ｄ）に示されるように、血管の手前に位置するプラーク１３２と向こう側に位置するプラーク１４１の両方が存在する場合は、図２２（ｇ）に示されるように投影画像として、紫色に表示される。
【００６９】
尚、図１９のように、造影された血管の両側にプラーク１３２、１４１が位置する場合は、紫色で画像化されるようにする。
【００７０】
更に、前述したカラー重畳画像は、その投影方向を変えることにより、図２３に示されるように変化する。
【００７１】
例えば、図２３（ａ）に示される造影された血管１４５に対して、図２３（ｂ）に示されるような位置にプラーク１４２、１４３が存在する場合、投影方向１であればその投影画像は、図２３（ｄ）に示されるように、それぞれのプラーク１４２、１４３の位置に対応した色（赤、青）で表される。一方、投影方向２であれば、その投影画像は、図２３（ｃ）に示されるように、紫色で表される。
【００７２】
このようにして、プラークと造影血管の３次元的位置関係を容易に描写することができる。
【００７３】
尚、図２１に示されるような、プラークとカラー画像の成分の対応は、全てのプラークの厚み、Ｘ線減衰率積分値、或いは最大値を緑色（Ｇ）成分の輝度に対応させるようにしても良い。
【００７４】
次に、第４の実施形態の変形例について説明する。
【００７５】
前述した第４の実施形態では、造影された血管に対するプラークの位置関係を色によって表示していたが、変形例１として、前述した位置関係を無視して、プラークの厚みの総和、或いはボクセル値の積分値の総和に輝度を対応させて、単色カラー画像を生成するようにしても良い。
【００７６】
また、変形例２として、造影された血管に対するプラークの位置関係を無視して、プラークの厚みの総和、或いはボクセル値の積分値の総和を求め、その総和値をカラーのグラデーションに対応させてカラー画像を生成するようにしても良い。
【００７７】
変形例３としては、前記投影方向をＸ線撮影装置の、Ｘ線管→検出器、の方向に一致させ、前述したカラー重畳画像を表示するようにしても良い。
【００７８】
更に、変形例４として、前記投影方向をＸ線撮影装置の、Ｘ線管→検出器、の方向と直交するように設定し、前述したカラー重畳画像を表示するようにしても良い。
【００７９】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
【００８０】
前述したように、臨床現場では、心筋梗塞や脳梗塞などの循環器系の検査にＣＴを導入しようという動きが増えている。特に、急性心筋梗塞や脳梗塞の原因と考えられるソフトプラークは、循環器画像で判別可能な狭窄率がそれほど高くない場所にある場合も多く、検査としてのＣＴの有効性が高まっている。
【００８１】
そして、Ｘ線循環器装置では、石灰化プラークによる高狭窄率の部位は判別可能であるが、高狭窄を伴わないソフトプラークの位置特定は難しい。そのため、ソフトプラークに対する薬剤ステントのステンティングといった治療を実施する際には、ＣＴ画像によるソフトプラーク部位を確認した上で、循環器装置を用いて該当部位にステント留置を行うようにしている。
【００８２】
ところが、従来は、循環器画像上でプラーク位置・性状等を知ることができず、特に、急性の脳梗塞や心筋梗塞の原因と考えられているソフトプラークは、必ずしも狭窄率の大きい場所にあるわけではないため、循環器装置では識別することができない。したがって、インターベンションを実施する際にＣＴ画像と見比べながらプラーク位置・性状を確認して手技を進めざるをえず、治療時間の増大を招き効率が悪いものとなっていた。
【００８３】
そこで、この第５の実施形態では、事前に収集したＣＴ画像よりプラーク画像等、インターベンションに有用な情報を抽出し、更に循環器装置の情報に基づいて表示することで、循環器装置のような画像として確認することができる医用画像処理装置を提供するようにしている。
【００８４】
図２４は、本発明の第５の実施形態に係る医用画像処理装置の構成を示した図である。
【００８５】
図２４に於いて、この医用画像処理装置は、Ｘ線循環器装置３０と、前述した医用画像処理装置１０とを有して構成される。
【００８６】
前記Ｘ線循環器装置３０は、天板２６と、Ｘ線発生部２７と、Ｘ線検出部２８と、これらＸ線発生部２７及びＸ線検出部２８を対向関係に配置したＣ字形状のＣアーム２９と、複数の画像モニタ１７ａとから構成される。
【００８７】
図２５は、図２４に示される医用画像処理装置の詳細の一例を示すブロック構成図である。
【００８８】
前記天板２６は患者２５を載置するためのもので、この天板２６を挟んでＣアーム２９の両端部に対向関係で前記Ｘ線発生部２７とＸ線検出部２８が搭載されている。前記Ｃアーム２９は、操作部４５が操作されるとシステム制御部４０及びＣアーム・天板機構制御部４２により駆動されて回転する。このとき、Ｘ線発生部２７とＸ線検出器２８とが、同一の回転軸の軸周りを回転する。
【００８９】
Ｘ線発生部２７は、Ｘ線管３３及びＸ線絞り器３４を有している。Ｘ線管３３は、高電圧発生器３７から電力供給を受けて、Ｘ線検出部２８内の平面検出器（図示せず）に向けてＸ線を放射する。高電圧発生器３７は、Ｘ線制御部３６と共に電圧制御部３５を構成しているもので、Ｘ線制御部３６を介してシステム制御部４０によって、管電圧及びフィラメント電流が任意に調整されるようになっている。尚、システム制御部４０は、このＸ線循環器装置３０全体の制御動作を司るものである。このシステム制御部４０は、また、Ｘ線管３３によるＸ線の発生の制御と同期して、Ｘ線検出部２８内の平面検出器３８、及び画像処理回路４１の制御も併せて行う。
【００９０】
一方、Ｘ線検出部２８は、平面検出器３８と、図示されないデータ変換部を有して構成される。前記平面検出器３８は、前述したＸ線管３３より被検体２５を介して入射するＸ線を検出して、その強度に応じた電気信号をデータ変換部に出力する。このデータ変換部で変換された画像データは、画像処理回路４１を介して、画像データ記憶回路４３に供給される。また、画像処理回路４１には、画像表示回路４４を介して複数のモニタ１７ａが接続されている。
【００９１】
画像処理回路４１では、平面検出器３８で得られた画像データをモニタ１７ａに表示するべく画像処理が行われる。術者は、このモニタ１７ａに表示された画像等を確認しながら操作部４５を操作することにより、Ｘ線診断治療を行うことができる。
【００９２】
一方、医用画像処理装置１０ａは、前述したＣＴ画像入力部１３、画像抽出部１４、投影像作成部１５、画像重ね合わせ部１６、モニタ１７ｂの他、Ｘ線循環器装置３０からの画像を入力する循環器画像入力部１２と、この循環器画像入力部１２で入力された循環器画像と投影像作成部１５で作成された画像との位置合わせを行うための位置合わせ部１８とを有して構成される。
【００９３】
このような構成に医療医用画像処理装置に於いて、先ず、図２６（ａ）に示されるように、同一患者の、例えば数日前のＣＴ検査による３Ｄデータ（３次元の位置情報と各位置でのＣＴ値によるボクセルデータ）が、ＣＴ画像入力部１３から入力される。次いで、図２６（ｂ）に示されるように、前記３ＤデータからＣＴ値を基にして、ソフトプラークを含むボクセルデータのみが画像抽出部１４により抽出される。ここで、例えばＣＴ値が０〜５０のものがソフトプラークとして抽出される。
【００９４】
そして、図２６（ｃ）に示されるように、位置入力部１１から現在のＸ線管及び検出器位置が取得され、天板の位置からおおよその患者位置が検出されて、投影像作成部１５にてソフトプラーク画像の投影画像が作成される。ここでは、投影中心をＸ線焦点、投影面を検出面とした、一般的な透視投影法が用いられて抽出されたソフトプラークの投影画像が作成される。
【００９５】
次に、位置合わせ部１８に於いて画像の詳細な位置合わせを行うために、インターベンション中のＸ線循環器装置３０にて血管造影画像が収集される。（ｉ）造影剤部分はＸ線吸収量が大きいことと対象血管に連続性があることを利用して、対象血管画像が抽出される。（ii）また、一方でＣＴからの３Ｄデータから、ＣＴ値を基に血管画像のみが抽出され、前述したソフトプラークの投影画像と同様に検出面への投影画像が作成される。血管画像を鮮明に抽出するために、ＣＴ画像収集時に造影剤を使用しているとして、ＣＴ値はこの造影剤のＸ線吸収率に依存する。
【００９６】
前記（ｉ）と（ii）の画像は、心臓等の動きのある部分を除けば、概ね一致するはずであるため、並行移動しながら画像マッチング量が検出されていくことで最もマッチングが取れた位置での（ii）画像の平行移動量から位置合わせ量が算出される。尚、画像マッチングには、相関関数を利用しても良い。
【００９７】
そして、図２６（ｄ）に示されるように、前記投影像作成部１５で得られたソフトプラークの投影画像１５５が、前記位置合わせ部１８で得られた移動量に基づく平行移動処理が行われた画像１５６と、重ね合わせられた画像１５７が得られる。この際、ソフトプラークが識別しやすいように、Ｘ線画像とは異なる色にて表示しても良い。このようにして、合成された画像１５７がモニタ１７ｂに表示される。
【００９８】
例えば、Ｘ線循環器装置３０のモニタ１７ａに、図２７（ａ）に示されるように表示されていた画像は、医用画像処理装置１０ａで重ね合わされることによって、図２７（ｂ）に示されるような画像としてモニタ１７ｂに表示される。
【００９９】
尚、一旦平行移動量が算出されることにより、３Ｄデータ上での正確なＸ線管、検出器、患者位置情報を持つことができる。
【０１００】
位置合わせ後は、この正確なＸ線管、検出器、患者位置情報によるソフトプラーク投影像を都度再計算することで、検出器や天板位置の移動、拡大率の変動した場合でも正確なソフトプラークの重ね合わせを実行することができる。
【０１０１】
このように、第５の実施形態によれば、循環器画像で収集した循環器画像上で、プラーク位置、量等を確認しながら、カテーテル等の操作を実施することができる。
【０１０２】
次に、第５の実施形態の変形例について説明する。
【０１０３】
第５の実施形態の第１の変形例では、前述した位置合わせ部１８に於いて、心臓領域等の対象血管位置が移動する場合のソフトプラーク画像の重ね合わせについて述べている。
【０１０４】
先ず、ＣＴ画像入力部１３で、図２８（ａ）に示されるように、入力されるＣＴ画像に於いて心電波形１拍分の動画像が入力される。次いで、画像抽出部１４に於いて、図２８（ｂ）に示されるように、心電波形が幾つかのフェーズに分解され、各フェーズによるソフトプラーク画像が抽出される。
【０１０５】
そして、投影像作成部１５にて、図２８（ｃ）に示されるように、各フェーズ毎に現在のＸ線循環器装置３０の位置に応じた投影画像が作成される。次いで、位置合わせ部１８に於いて、図２９に示されるように、最も安定的なフェーズ（収縮後若しくは拡大後）に於ける血管造影画像による投影像１６１と、Ｘ線循環器装置３０に於ける血管造影画像１６２の位置合わせが行われ、前述した第５の実施形態と同様な方法で、より精度の良い位置合わせが実施される。
【０１０６】
更に、画像重ね合わせ部１６に於いて、図３０に示されるように、Ｘ線循環器装置３０にてＸ線画像と共に心電波形が収集され、前記画像抽出部１４で得られた各フェーズのソフトプラーク画像の中から、その時の心電波形のフェーズに応じたソフトプラーク画像が重ね合わせられる。
【０１０７】
尚、検出器、天板の移動に伴う移動や拡大率の変更は、前述した第５の実施形態と同様に行われる。
【０１０８】
次に、第５の実施形態の第２の変形例について説明する。
【０１０９】
前述した第５の実施形態及び第５の実施形態の第１の変形例では、Ｘ線循環器装置３０からの画像に対して詳細な位置合わせが行われていたが、本第５の実施形態の第２の変形例ではこの位置合わせを必要としていない例について述べる。
【０１１０】
図３１は、第５の実施形態の第２の変形例に係る医用画像処理装置の詳細の一例を示すブロック構成図である。
【０１１１】
同図に於いて、医用画像処理装置１０ｂは、位置入力部１１と、ＣＴ画像入力部１３と、画像抽出部１４と、投影像作成部１５と、画像重ね合わせ部１６と、モニタ１７ｂと、を有して構成される。
【０１１２】
このような構成に於いて、Ｘ線循環器装置３０の画像に重ね合わせる必要がない場合は、画像抽出部１４にてＣＴ値に基づく画像抽出が実施された画像の投影像と、位置入力部１１から入力されるＣＴ画像そのものの投影画像が、投影像作成部１５及び画像重ね合わせ部１６にて重ね合わせられるようにする。
【０１１３】
ＣＴ値に基づいて抽出された画像は、カラー表示する等、目立たせて表示することができる。
【０１１４】
次に、第５の実施形態の第３の変形例について説明する。
【０１１５】
前述した第５の実施形態に於いて、位置合わせにそれほど精度を必要としない場合は、図３２に示される医用画像処理装置１０ｃのように、図２５の医用画像処理装置１０ａから位置合わせ部１８を除いた構成としても良い。
【０１１６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態以外にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。
【０１１７】
更に、前述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
【符号の説明】
【０１１８】
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…Ｘ線診断治療装置、１１…位置入力部、１２…循環器画像入力部、１３…ＣＴ画像入力部、１４…画像抽出部、１５…投影像作成部、１６…画像重ね合わせ部、１７、１７ａ、１７ｂ…モニタ、１８…位置合わせ部、１９…システムコントローラ、２５…患者、２６…天板、２７…Ｘ線発生部、２８…Ｘ線検出部、２９…Ｃアーム、３０Ｘ線循環器装置、３３…Ｘ線管、３４…Ｘ線絞り器、３５…部位制御部、３６…Ｘ線制御部、３７…高電圧発生器、３８…平面検出器、４０…システム制御部、４１…画像処理回路、４３…画像データ記憶回路、４４…画像表示回路、４５…操作部、１００…血管、１０１…カテーテル、１０２、１０２1 、１０２2 、１０２3 …プラーク。
【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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【図１４】
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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１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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