(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の血管に関するボリュームデータを記憶する記憶部と、
前記ボリュームデータに基づいて狭窄部位を含む血管領域に関する３次元画像のデータを発生する３次元画像発生部と、
超音波診断装置の超音波プローブ又は光干渉断層撮影装置のＯＣＴプローブからのスキャンデータに基づいて前記血管に関する血管内画像のデータを発生する血管内画像発生部と、
前記超音波プローブ又はＯＣＴプローブの位置を検出する位置検出部と、
前記検出された位置に基づいて、前記３次元画像に前記位置を示すマークを位置整合して、前記血管内画像と並べて表示する表示部と、
を具備する血管内画像診断装置であって、
前記表示部は、前記位置を示すマークに加え、前記超音波プローブ又はＯＣＴプローブの向きを示すマークを前記３次元画像に表示する、
ことを特徴とする血管内画像診断装置。
【請求項２】
前記検出された位置と前記狭窄部位の領域とに基づいて前記位置が前記狭窄部位に到達したか否かを判定する第１判定部をさらに備え、
前記表示部は、前記位置が前記狭窄部位に到達したと判定された場合、前記血管内画像に前記到達を示すマークを表示する、
請求項１記載の血管内画像診断装置。
【請求項３】
前記表示部は、前記３次元画像に含まれる前記狭窄部位の領域と狭窄されていない部位の領域とを異なる色で表示する請求項１記載の血管内画像診断装置。
【請求項４】
前記ボリュームデータから血管領域を抽出する抽出部をさらに備え、
前記３次元画像発生部は、前記抽出された血管領域に、所定の投影方向による平行投影法によるレンダリングをすることにより前記３次元画像のデータを発生する、
請求項１記載の血管内画像診断装置。
【請求項５】
前記狭窄部位の前記ボリュームデータにおける位置に基づいて、前記表示されている３次元画像上の血管領域を回転させるか否かを判定する第２判定部と、
前記第２判定部が回転させると判定した場合、前記狭窄部位の基準点と前記ボリュームデータの基準点とに基づいて、回転角度を算出する回転角度算出部と、をさらに備え、
前記３次元画像発生部は、前記算出された回転角度だけ前記所定の投影方向から回転させた投影方向に基づいて、前記ボリュームデータをレンダリングし３次元画像のデータを発生する、
請求項４記載の血管内画像診断装置。
【請求項６】
被検体の血管に関するボリュームデータを記憶する記憶部と、
前記ボリュームデータに基づいて狭窄部位を含む血管領域に関する３次元画像のデータを発生する３次元画像発生部と、
超音波診断装置の超音波プローブ又は光干渉断層撮影装置のＯＣＴプローブからのスキャンデータに基づいて前記血管に関する血管内画像のデータを発生する血管内画像発生部と、
前記超音波プローブ又はＯＣＴプローブの位置を検出する位置検出部と、
前記検出された位置に基づいて、前記３次元画像に前記位置を示すマークを位置整合して、前記血管内画像と並べて表示する表示部と、
を具備する血管内画像診断装置であって、
前記検出された位置と前記狭窄部位の領域とに基づいて前記位置が前記狭窄部位に到達したか否かを判定する第１判定部をさらに備え、
前記表示部は、前記位置が前記狭窄部位に到達したと判定された場合、前記血管内画像に前記到達を示すマークを表示する、
ことを特徴とする血管内画像診断装置。
【請求項７】
被検体の血管に関するボリュームデータを記憶する記憶部と、
前記ボリュームデータに基づいて狭窄部位を含む血管領域に関する３次元画像のデータを発生する３次元画像発生部と、
超音波診断装置の超音波プローブ又は光干渉断層撮影装置のＯＣＴプローブからのスキャンデータに基づいて前記血管に関する血管内画像のデータを発生する血管内画像発生部と、
前記超音波プローブ又はＯＣＴプローブの位置を検出する位置検出部と、
前記検出された位置に基づいて、前記３次元画像に前記位置を示すマークを位置整合して、前記血管内画像と並べて表示する表示部と、
を具備する血管内画像診断装置であって、
前記表示部は、前記３次元画像に含まれる前記狭窄部位の領域と狭窄されていない部位の領域とを異なる色で表示する、
ことを特徴とする血管内画像診断装置。
【請求項８】
被検体の血管に関するボリュームデータを記憶する記憶部と、
前記ボリュームデータに基づいて狭窄部位を含む血管領域に関する３次元画像のデータを発生する３次元画像発生部と、
超音波診断装置の超音波プローブ又は光干渉断層撮影装置のＯＣＴプローブからのスキャンデータに基づいて前記血管に関する血管内画像のデータを発生する血管内画像発生部と、
前記超音波プローブ又はＯＣＴプローブの位置を検出する位置検出部と、
前記検出された位置に基づいて、前記３次元画像に前記位置を示すマークを位置整合して、前記血管内画像と並べて表示する表示部と、
を具備する血管内画像診断装置であって、
前記ボリュームデータから血管領域を抽出する抽出部と、
前記狭窄部位の前記ボリュームデータにおける位置に基づいて、前記表示されている３次元画像上の血管領域を回転させるか否かを判定する第２判定部と、
前記第２判定部が回転させると判定した場合、前記狭窄部位の基準点と前記ボリュームデータの基準点とに基づいて、回転角度を算出する回転角度算出部と、をさらに備え、
前記３次元画像発生部は、前記算出された回転角度だけ前記所定の投影方向から回転させた投影方向に基づいて、前記ボリュームデータをレンダリングし３次元画像のデータを発生する、
ことを特徴とする血管内画像診断装置。
【請求項９】
被検体の血管に関するボリュームデータを発生するボリュームデータ発生装置と、
前記発生されたボリュームデータに基づいて狭窄部位を含む血管領域に関する３次元画像のデータを発生する３次元血管画像発生部と、
カテーテルに装着された超音波診断装置の超音波プローブ又は光干渉断層撮影装置のＯＣＴプローブであるプローブと、
前記プローブによるスキャンデータに基づいて前記血管内領域に関する血管内画像のデータを発生する血管内画像発生部と、
前記プローブの位置を検出する位置検出部と、
前記検出された位置に基づいて、前記３次元画像に前記位置を示すマークを位置整合して、前記血管内画像と並べて表示する表示部と、
を具備する血管内画像診断システムであって、
前記表示部は、前記位置を示すマークに加え、前記超音波プローブ又はＯＣＴプローブの向きを示すマークを前記３次元画像に表示する、
ことを特徴とする血管内画像診断システム。
【請求項１０】
被検体の血管に関するボリュームデータを発生するボリュームデータ発生装置と、
前記発生されたボリュームデータに基づいて狭窄部位を含む血管領域に関する３次元画像のデータを発生する３次元血管画像発生部と、
カテーテルに装着された超音波診断装置の超音波プローブ又は光干渉断層撮影装置のＯＣＴプローブであるプローブと、
前記プローブによるスキャンデータに基づいて前記血管内領域に関する血管内画像のデータを発生する血管内画像発生部と、
前記プローブの位置を検出する位置検出部と、
前記検出された位置に基づいて、前記３次元画像に前記位置を示すマークを位置整合して、前記血管内画像と並べて表示する表示部と、
を具備する血管内画像診断システムであって、
前記検出された位置と前記狭窄部位の領域とに基づいて前記位置が前記狭窄部位に到達したか否かを判定する第１判定部をさらに備え、
前記表示部は、前記位置が前記狭窄部位に到達したと判定された場合、前記血管内画像に前記到達を示すマークを表示する、
ことを特徴とする血管内画像診断システム。
【請求項１１】
被検体の血管に関するボリュームデータを発生するボリュームデータ発生装置と、
前記発生されたボリュームデータに基づいて狭窄部位を含む血管領域に関する３次元画像のデータを発生する３次元血管画像発生部と、
カテーテルに装着された超音波診断装置の超音波プローブ又は光干渉断層撮影装置のＯＣＴプローブであるプローブと、
前記プローブによるスキャンデータに基づいて前記血管内領域に関する血管内画像のデータを発生する血管内画像発生部と、
前記プローブの位置を検出する位置検出部と、
前記検出された位置に基づいて、前記３次元画像に前記位置を示すマークを位置整合して、前記血管内画像と並べて表示する表示部と、
を具備する血管内画像診断システムであって、
前記表示部は、前記３次元画像に含まれる前記狭窄部位の領域と狭窄されていない部位の領域とを異なる色で表示する、
ことを特徴とする血管内画像診断システム。
【請求項１２】
被検体の血管に関するボリュームデータを発生するボリュームデータ発生装置と、
前記発生されたボリュームデータに基づいて狭窄部位を含む血管領域に関する３次元画像のデータを発生する３次元血管画像発生部と、
カテーテルに装着された超音波診断装置の超音波プローブ又は光干渉断層撮影装置のＯＣＴプローブであるプローブと、
前記プローブによるスキャンデータに基づいて前記血管内領域に関する血管内画像のデータを発生する血管内画像発生部と、
前記プローブの位置を検出する位置検出部と、
前記検出された位置に基づいて、前記３次元画像に前記位置を示すマークを位置整合して、前記血管内画像と並べて表示する表示部と、
を具備する血管内画像診断システムであって、
前記ボリュームデータから血管領域を抽出する抽出部と、
前記狭窄部位の前記ボリュームデータにおける位置に基づいて、前記表示されている３次元画像上の血管領域を回転させるか否かを判定する第２判定部と、
前記第２判定部が回転させると判定した場合、前記狭窄部位の基準点と前記ボリュームデータの基準点とに基づいて、回転角度を算出する回転角度算出部と、をさらに備え、
前記３次元画像発生部は、前記算出された回転角度だけ前記所定の投影方向から回転させた投影方向に基づいて、前記ボリュームデータをレンダリングし３次元画像のデータを発生する、
ことを特徴とする血管内画像診断システム。
【請求項１３】
前記ボリュームデータは、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置又は磁気共鳴イメージングによって発生される、請求項１、６、７、若しくは８記載の血管内画像診断装置又は請求項９、１０、１１、若しくは１２記載の血管内画像診断システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血管内超音波診断（IntraVascular UltraSound：ＩＶＵＳ）や光干渉断層撮影（Optical Coherence Tomography：ＯＣＴ）に由来する血管内の画像を表示する血管内画像診断装置及び血管内画像診断システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＶＵＳのための超音波診断装置は、カテーテルの先端部に装着された超音波プローブを介して２０〜３０ＭＨｚの超音波で血管内をスキャンし断面画像のデータを発生する。ＩＶＵＳ装置は、血管内のプラークの形状や組織の性状等を正確に描出することができるため、プラークの評価手段としてよく用いられている。
【０００３】
ＯＣＴ装置は、カテーテルの先端部に装着されたＯＣＴプローブを介して約１３００ｎｍの近赤外線で血管や組織をスキャンし超高解像度の断面画像のデータを発生する。ＯＣＴ装置は、不安定プラークの特徴である薄い皮膜をより鮮明に表示させることが出来、臨床上にて高い応用価値が期待されている。
【０００４】
ＩＶＵＳ装置やＯＣＴ装置によって血管内画像をスキャンする際、術者はＸ線透視画像を見ながらカテーテルをプラーク位置等の目的部位まで移動させる。Ｘ線透視画像は３次元情報を有さないため、Ｘ線透視画像を観察することによって関心血管に存在しているプラークによる狭窄部位を把握するのは容易ではない。従って、カテーテルのナビゲーション効率が悪く、被検体の被爆量や造影剤の量が多くなってしまう。
【０００５】
ところで、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置や磁気共鳴イメージング装置によって発生される血管ボリュームデータからプラーク領域を特定する技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特表２００７―５０２６７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、ＩＶＵＳやＯＣＴに由来する血管内の断面画像を表示することによってプローブを目的部位まで移動させるのを支援する血管内画像診断装置及び血管内画像診断システムにおいて、被検体の負担を軽減することを可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の血管内画像診断装置は、被検体の血管に関するボリュームデータを記憶する記憶部と、前記ボリュームデータに基づいて狭窄部位を含む血管領域に関する３次元画像のデータを発生する３次元画像発生部と、超音波診断装置の超音波プローブ又は光干渉断層撮影装置のＯＣＴプローブからのスキャンデータに基づいて前記血管に関する血管内画像のデータを発生する血管内画像発生部と、前記超音波プローブ又はＯＣＴプローブの位置を検出する位置検出部と、前記検出された位置に基づいて、前記３次元画像に前記位置を示すマークを位置整合して、前記血管内画像と並べて表示する表示部と、を具備する血管内画像診断装置であって、前記表示部は、前記位置を示すマークに加え、前記超音波プローブ又はＯＣＴプローブの向きを示すマークを前記３次元画像に表示する、ことを特徴とする。
【０００８】
請求項９記載の血管内画像診断システムは、被検体の血管に関するボリュームデータを発生するボリュームデータ発生装置と、前記発生されたボリュームデータに基づいて狭窄部位を含む血管領域に関する３次元画像のデータを発生する３次元血管画像発生部と、カテーテルに装着された超音波診断装置の超音波プローブ又は光干渉断層撮影装置のＯＣＴプローブであるプローブと、前記プローブによるスキャンデータに基づいて前記血管内領域に関する血管内画像のデータを発生する血管内画像発生部と、前記プローブの位置を検出する位置検出部と、前記検出された位置に基づいて、前記３次元画像に前記位置を示すマークを位置整合して、前記血管内画像と並べて表示する表示部と、を具備する血管内画像診断システムであって、前記表示部は、前記位置を示すマークに加え、前記超音波プローブ又はＯＣＴプローブの向きを示すマークを前記３次元画像に表示する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ＩＶＵＳのための超音波診断装置又はＯＣＴ装置によって収集された血管内の断面画像を表示することによってプローブを目的部位まで移動させるのを支援する血管内画像診断装置及び血管内画像診断システムにおいて、被検体の負担を軽減することを可能とすることにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
【００１１】
本実施形態に係る血管内画像診断システムは、術者が被検者の血管内に発生したプラーク（Plaque）を評価・診断するために、先端部に超音波診断装置の超音波プローブや光干渉断層撮影装置のＯＣＴプローブが装着されたカテーテルをプラークまで導くのを支援するためのナビゲーションシステムである。なお、プラークとは血管腔内に限局的に隆起した動脈硬化巣のことであり、発達したプラークは血管内腔を狭窄する。プラークには安定型と不安定型とがあり、不安定型プラークは物理的接触等により破裂しやすく、その破片が抹消血管や臓器を閉塞する恐れがある。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る血管内画像診断システムの構成を示す図である。図１に示すように、血管内画像診断システム１は、医用画像発生装置２００、Ｘ線透視撮影装置３００、プローブ４００、位置センサ５００、及び血管内画像診断装置１０を有する。
【００１３】
医用画像発生装置２００は、被検者の血管に関するボリュームデータを発生するＸ線コンピュータ断層撮影装置又は磁気共鳴イメージング装置である。以下、医用画像発生装置２００は多列の検出器を備えたＸ線コンピュータ断層撮影装置であるとする。Ｘ線コンピュータ断層撮影装置２００は、カテーテル挿入前に、被検者の造影された血管に関する単一のボリュームデータを発生する。つまり、このボリュームデータには血管領域が含まれる。
【００１４】
Ｘ線透視撮影装置３００は、カテーテル挿入中の所定期間内において、被検者をＸ線透視し、被検者のＸ線透視画像のデータを発生し、発生されたＸ線透視画像のデータを血管内画像診断装置１０に送信する。例えば、所定期間とは、カテーテルを被検体に挿入する時から、カテーテルが、目標とする狭窄部位領域への最後の血管分岐点に到達する時までである。
【００１５】
プローブ４００は、カテーテル挿入中に被検者の血管内に挿入されるカテーテルの先端部に装着された、超音波プローブ又はＯＣＴプローブである。以下、プローブ４００は超音波プローブであるとする。カテーテル挿入中、超音波プローブ４００は、カテーテルの先端部を回転しながら血管内壁へ向けて超音波を放射状に送信し、その反射波を受信する。受信された反射波は、超音波プローブ４００によってエコー信号（スキャンデータ）に変換され、血管内画像診断装置に送信される。
【００１６】
位置センサ５００は、超音波プローブ４００の位置、つまりカテーテル先端部の位置（以下、プローブ位置と呼ぶ）を検出するための位置データを発生する。位置センサ５００は、第１位置センサ５１０と第２位置センサ５２０とを備える。第１位置センサ５１０は、カテーテル先端部の超音波プローブ４００近傍に装着される。第２位置センサ５２０は、被検者の体表面の安定部分（例えば、被検者の胸骨のあたる部分）に固定して着けられる。位置センサ５００は、光学追跡（Optical Tracker）型と違いline of sightの制約がない電磁追跡（Electromagnetic Tracker）型が使用される。第１位置センサ５１０の出力である第１位置データと、第２位置センサ５２０の出力である第２位置データとは、血管内画像診断装置１０に送信される。第１位置データと第２位置データとは、位置センサシステムの座標系（以下、患者座標系と呼ぶ）によって規定される。電磁センサは周辺環境にある金属や電気装置から発生している磁場に影響されやすい。そのため、第１位置データと第２位置データとは、磁場による誤差が含まれる。
【００１７】
血管内画像診断装置１０は、ボリュームデータ記憶部１２、血管領域抽出部１４、狭窄部位特定部１６、３次元画像発生部１８、血管内画像発生部２０、キャリブレーション部２２、プローブ位置算出部２４、表示制御部２６、及び表示部２８を有する。
【００１８】
ボリュームデータ記憶部１２は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置２００により発生されたボリュームデータを記憶する。ボリュームデータを規定する座標系をボリュームデータ座標系と呼ぶことにする。ボリュームデータに含まれている血管領域には、プラーク等により狭窄された少なくとも一つの狭窄部位領域が含まれているとする。狭窄部位については後述する。
【００１９】
血管領域抽出部１４は、ボリュームデータから血管領域を抽出する。抽出処理は、例えば、特開２００３―２４３００号公報に記載の技術を用いて行なわれる。
【００２０】
狭窄部位特定部１６は、抽出された血管領域から狭窄部位領域を特定する。図２は、血管領域ＢＲと狭窄部位領域ＮＲとを示した図である。図２に示すように、血管領域ＢＲは、プラークにより狭窄されている。狭窄部位領域ＮＲとは、通常時（プラークの発生していない場合）の血管径ＲＴよりも小さい血管径ＲＫを有する血管領域である。また、狭窄部位特定部１６は、通常時の血管径ＲＴよりも小さい血管径ＲＫを有する血管壁のボリュームデータ座標系での座標を特定する。この狭窄部位特定処理は、例えば、特許文献１に記載の技術を用いて行なわれる。
【００２１】
３次元画像発生部１８は、抽出された血管領域にレンダリングし、血管に関する３次元画像（以下、３次元血管画像と呼ぶ）のデータを発生する。レンダリングは、平行投影法を用いるとする。
【００２２】
血管内画像発生部２０は、超音波プローブ４００からのスキャンデータ（エコー信号）に基づいて、血管内の断面画像のデータを発生する。この断面画像をＩＶＵＳ画像と呼ぶことにする。ＩＶＵＳ画像を規定する座標系は患者座標系である。
【００２３】
キャリブレーション部２２は、第１位置データと第２位置データとの磁場による誤差を較正（キャリブレーション）する。このキャリブレーション処理は、例えば、文献（W.Birkfellner, F.Watzinger, etc., “Calibration of Tracking Systems in a Surgical Environment”, IEEE Trans., on Medical Imaging, vol.17, no.5, October 1988）に記載の技術を用いて行なわれる。
【００２４】
プローブ位置算出部２４は、キャリブレーションされた第１位置データと第２位置データとに基づいて、ボリュームデータ座標系におけるプローブ位置を算出する。具体的には、まずプローブ位置算出部２４は、第１位置データに、患者座標系をボリュームデータ座標系に変換するための変換行列を掛け、ボリュームデータ座標系における大まかな第１位置データ、すなわち大まかなプローブ位置を算出する。次に第１位置データと第２位置データとの相対的な移動量を計算し、体動等によるプローブ位置の誤差を補正することで、体動等による誤差のない精度の高いプローブ位置を算出する。この補正処理は、例えば、文献（J.Borhet, S.Kruger, etc., “Respiration motion compensation with tracked internal and external sensor during CT-guided procedures” Computer Aided Surgery, Vol.11, Num.3, May, 2006）に記載の技術を用いて行なわれる。また、変換行列は、既存のどの方法を用いて算出されてもよい。このように、位置センサ５００とキャリブレーション部２２とプローブ位置算出部２４とは、プローブ位置検出ユニットをなす。
【００２５】
表示制御部２６は、Ｘ線透視画像、３次元血管画像、ＩＶＵＳ画像を所定のレイアウトで表示部に表示する。具体的には、表示制御部２６は、ボリュームデータ座標系におけるプローブ位置に基づいて、超音波プローブ４００の位置と向きとを示すプローブマークを３次元画像に位置整合して重ねて表示する。表示制御部２６は、３次元血管画像内の狭窄部位領域と狭窄部位領域ではない領域とを色等で区別して表示する。表示制御部２６は、プローブ位置が狭窄部位領域に到達した場合、到達したことを示すマークをＩＶＵＳ画像に表示する。表示制御部２６は、必要に応じて、狭窄部位領域を観察しやすくするために、３次元画像を回転させる回転処理を行なう。回転処理において表示制御部２６は、３次元画像発生部１８に、回転処理にて算出した回転角度に応じた投影方向での３次元画像のデータを発生させる。
【００２６】
表示部２８は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）や液晶ディスプレイ等からなる。
【００２７】
以下、図３参照しながら血管内画像診断装置１０のナビゲーション処理の流れを説明する。なお、ナビゲーション処理の開始以前に、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置２００によって発生された被検者の血管に関するボリュームデータから血管領域が抽出され、狭窄部位領域が特定されているものとする。
【００２８】
まず、血管内画像診断装置１０は、術者によるナビゲーション処理の要求を待機している（ステップＳＡ１）。術者は、被検者の血管内にカテーテルを挿入し、表示部２８に表示されているＩＶＵＳ画像やＸ線透視画像を観察しながら、プラークへ向けてカテーテルを進めている。術者は、カテーテルがプラークまで近づき、プラークまでの道のりにおける最後の血管の分岐点に到達したと判断すると、Ｘ線透視撮影装置３００を停止させ、例えば血管内画像診断装置１０に設けられたナビゲーション処理開始ボタンを押す。血管内画像診断装置１０は、ナビゲーション処理開始ボタンが押されることを契機として、ナビゲーション処理を開始する（ステップＳＡ１：ＹＥＳ）。
【００２９】
ナビゲーション処理が開始されると、キャリブレーション部２２は、位置センサ５００から第１位置データと第２位置データとを入力し（ステップＳＡ２）、入力した第１位置データと第２位置データとをキャリブレーションする（ステップＳＡ３）。プローブ位置算出部２４は、キャリブレーションされた第１位置データと第２位置データとに基づいて、ボリュームデータ座標系におけるプローブ位置を算出する（ステップＳＡ４）。
【００３０】
また、ナビゲーション処理が開始されると、血管内画像発生部２０は、超音波プローブ４００からのスキャンデータに基づいて、ＩＶＵＳ画像のデータを発生する（ステップＳＡ５）。表示制御部２６は、ＩＶＵＳ画像に並列させて、予め発生されている３次元血管画像を表示する。また、３次元画像中の狭窄部位領域と狭窄部位領域ではない領域とは、色等で区別して表示される。すなわち、狭窄された血管壁領域と狭窄されてない血管壁領域とを異なる色で表示する。
【００３１】
プローブ位置が算出されＩＶＵＳ画像のデータが発生されると、表示制御部２６は、３次元血管画像内のプローブ位置にプローブマークを表示する（ステップＳＡ６）。図４は、３次元血管画像に表示されるプローブマークＰＭ及びＯＭを示す図である。図４に示すように、３次元血管画像に表示されるプローブマークは、プローブ位置を示すプローブマークＰＭと、プローブの向きを示すプローブマークＯＭとがある。
【００３２】
プローブ位置は、十分に短い一定の時間間隔で算出される。プローブマークＰＭは、算出されたプローブ位置を通り、血管芯線に垂直な線形状を有するマークである。あるプローブ位置（プローブ位置ＰＮとする）におけるプローブの向きは、プローブ位置ＰＮの直前に算出されたプローブ位置ＰＰからプローブ位置ＰＮへのベクトルの向きを算出することによって得られる。プローブ位置ＰＰとプローブ位置ＰＮとの間の距離が小さいとき、プローブ位置ＰＮでのプローブの向きは、プローブ位置ＰＰからプローブ位置ＰＮへの向きに略一致する。プローブマークＯＭは、算出された向きを示す矢印状のマークである。
【００３３】
３次元血管画像にこれらプローブマークＰＭ及びＯＭを表示することで、Ｘ線透視画像を見ることなく、３次元血管画像を見るだけで精度よく狭窄部位までカテーテルを移動させることが可能となる。つまり、カテーテル挿入時から狭窄部位到達時までＸ線透視撮影をすることがなくなるため、被検体の被爆量や造影剤量を軽減することができる。
【００３４】
超音波プローブ４００が移動される度に３次元血管画像上のプローブマークが更新される。そして、プローブ位置を示すプローブマークＰＭが狭窄部位領域内に入ると、ＩＶＵＳ画像上に円形状を有するプローブマークを表示する。以下、表示制御部２６によるプローブマーク更新処理を説明する。
【００３５】
図５は、プローブマーク更新処理の流れを示す図である。まず、表示制御部２６は、プローブ位置が変更されることを待機している（ステップＳＢ１）。プローブ位置が変更されることを契機として（ステップＳＢ１：ＹＥＳ）、表示制御部２６は、３次元血管画像上のプローブマークの位置を更新する（ステップＳＢ２）。
【００３６】
次に表示制御部２６は、プローブ位置が狭窄部位領域にあるか否かを判定する（ステップＳＢ３）。具体的には、表示制御部２６は、発生されるＩＶＵＳ画像毎に、ＩＶＵＳ画像内における血管径と通常時の血管径とを比較する。通常時の血管径とは、その断面における、プラークが発生していない場合における血管径である。通常時の血管径は、予め決定されているものとする。ＩＶＵＳ画像内における血管径が通常時の血管径を中心とした一定長の範囲にあれば、プローブ位置は狭窄部位領域にないと判定される（ステップＳＢ３：ＮＯ）。ＩＶＵＳ画像内における血管径が通常時の血管径を中心とした一定長の範囲になければ、プローブ位置は狭窄部位領域にあると判定される（ステップＳＢ３：ＹＥＳ）。プローブ位置が狭窄部位領域にあると判定された場合、表示制御部２６は、カテーテルが狭窄部位に到達したことを示すマークである円環形状を有するマーク（以下、リング状マークと呼ぶ）を、ＩＶＵＳ画像内に表示する（ステップＳＢ４）。
【００３７】
図６は、ＩＶＵＳ画像に表示されるリング状マークＲＭを示す図である。図６に示すように、リング状マークＲＭは、その中心を血管芯線に合わせて表示される。プローブ位置が狭窄部位領域に入った時に、リング状マークＲＭが表示されることで、術者は、ＩＶＵＳ画像のみを観察しながらでも容易にカテーテルが狭窄部位に到達したことを確認することが可能となる。また、プローブマークの色を、プラーク領域の大きさ、すなわち、血管径の小ささに応じて色を変えて表示させてもよい。
【００３８】
以上でプローブマーク更新処理の動作説明を終了する。
【００３９】
上述のように、３次元血管画像において、血管領域における狭窄部位領域とその他の領域とを区別して表示される。しかし、狭窄部位領域が、レンダリングにおける視点位置から見てボリュームデータの奥側にある場合もある。この場合、その狭窄部位領域は３次元血管画像によって観察しづらくなってしまう。そのため表示制御部２６は、狭窄部位領域のボリュームデータ内における位置に基づいて３次元血管画像の血管領域を回転させるか否かを判定し、回転すると判定した場合、３次元血管画像の血管領域を自動的に回転する。以下、表示制御部２６による３次元血管画像回転処理の流れを説明をする。なお簡便のため、図７に示すように、ボリュームデータのサイズを（Ｘ、Ｙ、Ｚ）＝（−５１２〜＋５１２、−５１２〜＋５１２、−５１２〜＋５１２）とする。ここで、レンダリングにおける、回転処理前の視線方向ＦＥＤは、−Ｙから＋Ｙの方向とする。また、ボリュームデータ中のＹ座標＝−５１２〜０の領域を前領域（斜線で示した領域）ＡＲ、Ｙ座標＝０〜＋５１２の領域を奥領域（無地の領域）ＰＲと呼ぶことにする。
【００４０】
図８は、３次元血管画像回転処理の流れを示す図である。表示制御部２６は、狭窄部位領域の基準点、例えば中心点の位置に基づいて３次元血管画像を回転するか否かを判定する（ステップＳＣ１）。例えば、狭窄部位領域の中心点が前領域にあるか奥領域にあるか、すなわち、狭窄部位領域の中心点のＹ座標がプラスかマイナスかを判定し、その判定結果に基づいて回転するか否かを判定する。前領域にある場合は回転しない、奥領域にある場合は回転すると判定する。
【００４１】
回転しないと判定した場合（ステップＳＣ１：ＮＯ）、表示制御部２６は、３次元血管画像を回転せずに３次元血管画像回転処理を終了する。
【００４２】
ステップＳＣ１にて回転すると判定した場合（ステップＳＣ１：ＹＥＳ）、表示制御部２６は、狭窄部位領域の中心点とボリュームデータの基準点とに基づいて回転角度を算出する（ステップＳＣ２）。
【００４３】
図９は、ステップＳＣ２の回転角度算出処理を説明するための図であり、狭窄部位領域の中心点ＣＰを含むＸＹ断面を示す図である。このＸＹ断面は、＋Ｚから−Ｚに見た断面であるとする。図９に示すように、狭窄部位領域の中心点ＣＰは奥領域ＰＲに含まれている。最小回転角度αは、ボリュームデータの基準点であるＸＹ断面の中心点ＯＰ（Ｘ，Ｙ）＝（０，０）と中心点ＣＰとを結ぶ線分と、マイナス側のＸ軸とが成す角度である。ここで、回転方向は、反時計方向、すなわち、中心点ＯＰを回転中心として、中心点ＣＰが第１象限→第２象限→第３象限→第４象限→第１象限へと回転する方向である。回転角度βは、α≦β≦α＋１８０°の範囲で任意に設定可能である。
【００４４】
回転角度βを算出すると、表示制御部２６は、３次元血管画像の血管領域を回転角度βだけ回転させる（ステップＳＣ３）。図１０は、ステップＳＣ４の回転処理を説明するための図である。図１０に示すように、回転後における視線方向ＬＥＤは、回転前における視線方向ＦＥＤからＸＹ断面上を時計回りに回転角度βだけ回転させた方向である。３次元画像発生部１８は、回転後の視線方向ＬＥＤに基づいて、ボリュームデータをレンダリングし、回転後の３次元血管画像のデータを発生する。そして、表示制御部２６は、発生された回転後の３次元血管画像を表示部２８に表示させる。
【００４５】
図１１は、回転前の３次元血管画像と回転後の３次元血管画像との一例を示す図である。図１１に示すように、回転前の３次元血管画像には、第１狭窄部位領域ＦＮＲと第２狭窄部位領域ＳＮＲとが描出されている。回転前の３次元血管画像において、第１狭窄部位領域ＦＮＲは画像の手前側に表示されており確認しやすいが、第２狭窄部位領域ＳＢＲは画像の奥側に表示されているために確認しづらい。一方、回転後の３次元血管画像においては、第２狭窄部位領域ＳＮＲを画像の手前側に表示されとり、確認しやすい。なお、図１１に示すように、狭窄部位領域が複数あるときは、図示しないグラフィック・ユーザ・インターフェース等を介して、回転処理の対象とする狭窄部位領域を選択することが可能である。３次元血管画像回転処理を行なうことで、注目する狭窄部位領域を３次元血管画像上で常に見やすい位置に表示することが可能となる。
【００４６】
以上で、３次元血管画像回転処理の動作説明を終了する。
【００４７】
最後に、図１２を参照しながら、ナビゲーション処理に係る表示画面を説明する。図１２に示すように、表示画面は、ＩＶＵＳ画像が表示される領域であるＩＶＵＳ画像表示領域と、３次元血管画像が表示される領域である３次元血管画像表示領域と、Ｘ線透視画像が表示される領域であるＸ線透視画像表示領域と、グラフィック・ユーザ・インターフェース（Graphic User Interface：ＧＵＩ）が表示される領域であるＧＵＩ領域とに分けられている。術者は、静止画である３次元血管画像と動画表示される血管内画像とを観察しながらカテーテルをプラークのある狭窄部位まで進める。但し、ナビゲーション処理が開始されると同時にＸ線透視画像は停止される。
【００４８】
上記のように本実施形態によれば、狭窄部位を明示し、３次元血管画像とＩＶＵＳ画像とにプローブマークを表示することで、ナビゲーション処理において術者がＸ線透視画像を必要なしに、３次元血管画像やＩＶＵＳ画像を見るだけで精度よく狭窄部位までカテーテルを移動させるのを支援することが可能となる。すなわち、カテーテル挿入時から狭窄部位到達時までＸ線透視撮影をすることがなくなるため、被検体の被爆量や造影剤量を軽減することができる。かくして、ＩＶＵＳやＯＣＴに由来する血管内の断面画像を表示することによってプローブを目的部位まで移動させるのを支援する血管内画像診断装置１０及び血管内画像診断システム１において、被検体の負担を軽減することを可能とすることにある。
【００４９】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態に係る血管内画像診断システムと血管内画像診断装置との構成を示す図。
【図２】本実施形態に係る血管領域と狭窄部位領域とを示す図。
【図３】本実施形態に係るナビゲーション処理の動作を示す図。
【図４】図３のステップＳＡ６において３次元血管画像に表示されるプローブマークを示す図。
【図５】本実施形態に係るプローブマーク更新処理の流れを示す図。
【図６】図５のステップＳＢ４においてＩＶＵＳ画像に表示されるプローブマークを示す図。
【図７】本実施形態に係る３次元血管画像回転処理におけるボリュームデータを示す図。
【図８】本実施形態に係る３次元血管画像回転処理の流れを示す図。
【図９】図８のステップＳＣ２における回転角度算出処理を説明するための図。
【図１０】図８のステップＳＣ３における回転処理を説明するための図。
【図１１】図８のステップＳＣ３における回転前の３次元血管画像と回転後の３次元血管画像との一例を示す図。
【図１２】図３のナビゲーションに係る表示画面の一例を示す図。
【符号の説明】
【００５１】
１…血管内画像診断システム、１０…血管内画像診断装置、１２…ボリュームデータ記憶部、１４…血管領域抽出部、１６…狭窄部位特定部、１８…３次元画像発生部、２０…血管内画像発生部、２２…キャリブレーション部、２４…プローブ位置算出部、２６…表示制御部、２８…表示部、２００…医用画像発生装置、３００…Ｘ線透視撮影装置、４００…プローブ、５００…位置センサ、５１０…第１位置センサ、５２０…第２位置センサ
【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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