(57)【要約】【課題】ユーザによる入力作業を低減させることが可能なＸ線撮影装置及び医用画像処理装置を提供することである。【解決手段】実施形態に係るＸ線撮影装置は、Ｘ線画像収集部、基準位置取得部及び条件設定部を備える。Ｘ線画像収集部は、互いに異なるＸ線の照射方向に対応する２次元の複数のＸ線画像データを、撮影系を用いて収集する。基準位置取得部は、前記複数のＸ線画像データを参照して空間的に基準となる向き及び基準となる位置を求める。条件設定部は、前記基準となる向き及び前記基準となる位置に応じた情報に基づいて前記撮影系の制御条件及びＸ線画像の画像処理条件の少なくとも一方を自動的に設定する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なるＸ線の照射方向に対応する２次元の複数のＸ線画像データを、撮影系を用いて収集するＸ線画像収集部と、
前記複数のＸ線画像データを参照して空間的に基準となる向き及び基準となる位置を求める基準位置取得部と、
前記基準となる向き及び前記基準となる位置に応じた情報に基づいて前記撮影系の制御条件及びＸ線画像の画像処理条件の少なくとも一方を自動的に設定する条件設定部と、
を備えるＸ線撮影装置。
【請求項２】
前記条件設定部は、
前記撮影系の制御条件及びＸ線画像の画像処理条件の少なくとも一方を自動的に設定するためのソフトウェアを実行するソフトウェア実行部と、
前記ソフトウェアへの入力として前記基準となる向き及び前記基準となる位置に応じた情報を用いるソフトウェア入力部と、
を有する請求項１記載のＸ線撮影装置。
【請求項３】
前記ソフトウェア入力部は、前記ソフトウェアの実行開始を示す操作情報を入力装置から取得した場合に前記基準となる向き及び前記基準となる位置の少なくとも一方に応じた入力データを自動的に前記ソフトウェアに入力するように構成される請求項２記載のＸ線撮影装置。
【請求項４】
前記Ｘ線画像収集部は、デバイス及び複数のマーカの少なくとも一方が描出された２次元の複数のＸ線画像データを収集するように構成され、
前記基準位置取得部は、前記複数のＸ線画像データにおける前記デバイス又は前記複数のマーカの位置をそれぞれ検出することによって前記基準となる向き及び前記基準となる位置を求めるように構成される請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項５】
前記基準位置取得部は、前記複数のＸ線画像データを参照してそれぞれ指定された少なくとも２点の位置に基づいて前記基準となる向き及び前記基準となる位置を求めるように構成される請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項６】
前記基準位置取得部は、心臓の弁又は血管に留置される人工弁の留置目標となる向き及び位置をそれぞれ前記基準となる向き及び前記基準となる位置として求めるように構成される請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項７】
前記条件設定部は、前記複数のマーカを結ぶ線分の中心又は前記線分を所定の比で分割する位置を前記Ｘ線画像に重畳表示させるため画像処理条件を設定するように構成される請求項１乃至６のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項８】
前記基準位置取得部は、非造影の複数のＸ線画像データから前記デバイス又は前記複数のマーカの位置をそれぞれ検出するように構成される請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項９】
前記条件設定部は、前記複数のマーカのうちの少なくとも１つのマーカの位置又は前記デバイスの位置を前記撮影系の回転中心から所定の範囲内とするための前記撮影系の制御条件を自動設定するように構成される請求項１乃至６のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項１０】
前記条件設定部は、Ｘ線CT画像データ又は磁気共鳴画像データに対する位置合わせを行うための前記撮影系の制御条件又は前記Ｘ線画像の画像処理条件を設定するように構成される請求項１乃至６のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項１１】
互いに異なるＸ線の照射方向に対応する２次元の複数のＸ線画像データを取得するＸ線画像収集部と、
前記複数のＸ線画像データを参照して空間的に基準となる向き及び基準となる位置を求める基準位置取得部と、
前記基準となる向き及び前記基準となる位置に応じた情報に基づいてＸ線撮影装置に備えられる撮影系の制御条件及びＸ線画像の画像処理条件の少なくとも一方を自動的に設定する条件設定部と、
を備える医用画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線撮影装置及び医用画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線撮影装置で被検体の体内を撮影した画像を観察しながらリアルタイムにインターベンション治療を行う技術が知られている。例えば、血管に挿入した管を通じてカテーテル、ガイドワイヤ、ステント、ステントグラフ、人工弁等の器具を被検体の体内に設置することができる。
【０００３】
体内に器具を設置する治療の１つとして、大動脈弁の置換が挙げられる。大動脈弁の置換は、大腿部の血管から挿入されたカテーテルを通じて大動脈に人工弁を設置する治療技術である。カテーテルを用いた大動脈弁の置換術は、TAVR(Trans-catheter Aortic Valve Replacement)又はTAVI(Trans-catheter Aortic Valve Implantation)と呼ばれる。
【０００４】
大動脈弁の置換術においては、人工弁を適切な位置に精度よく留置することが重要である。しかしながら、人工弁の留置の際にＸ線撮影装置によりリアルタイム表示されるＸ線透視画像には、人工弁の留置目標となる大動脈弁が描出されない。そこで、大動脈弁の置換術を支援するための様々なアプリケーションソフトウェアが提供されている。
【０００５】
例えば、予め撮影した大動脈弁を含む血管の造影画像上に人工弁の留置目標となる線を描き、人工弁の留置の際には、Ｘ線透視画像上に人工弁の留置目標を示す線を重畳表示させるためのソフトウェアが市販されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−３６４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、大動脈弁の置換術を支援するための従来の技術では、血管のＸ線造影画像において大動脈を特定するためのユーザによる操作が必要となる。具体的には、入力装置の操作によって大動脈弁をなぞったり、線を入力する等のユーザの入力作業が必要である。
【０００８】
一方、大動脈弁の置換術は、非常に複雑でリスクを伴う手術である。大動脈弁の置換術においてＸ線撮影装置は、ユーザの手技を支援するために被検体の体内を観察するためのイメージガイド装置としての役割を担っている。従って、ユーザが手技に専念できるように、Ｘ線撮影装置において要求される操作を低減させることが望まれる。
【０００９】
これは、大動脈弁の置換術に限らず、Ｘ線撮影装置を用いた様々な診断や治療等においても同様である。
【００１０】
そこで、本発明は、ユーザによる入力作業を低減させることが可能なＸ線撮影装置及び医用画像処理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】
【００１１】
本発明の実施形態に係るＸ線撮影装置は、Ｘ線画像収集部、基準位置取得部及び条件設定部を備える。Ｘ線画像収集部は、互いに異なるＸ線の照射方向に対応する２次元の複数のＸ線画像データを、撮影系を用いて収集する。基準位置取得部は、前記複数のＸ線画像データを参照して空間的に基準となる向き及び基準となる位置を求める。条件設定部は、前記基準となる向き及び前記基準となる位置に応じた情報に基づいて前記撮影系の制御条件及びＸ線画像の画像処理条件の少なくとも一方を自動的に設定する。
また、本発明の実施形態に係る医用画像処理装置は、Ｘ線画像収集部、基準位置取得部及び条件設定部を備える。Ｘ線画像収集部は、互いに異なるＸ線の照射方向に対応する２次元の複数のＸ線画像データを取得する。基準位置取得部は、前記複数のＸ線画像データを参照して空間的に基準となる向き及び基準となる位置を求める。条件設定部は、前記基準となる向き及び前記基準となる位置に応じた情報に基づいてＸ線撮影装置に備えられる撮影系の制御条件及びＸ線画像の画像処理条件の少なくとも一方を自動的に設定する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係るＸ線撮影装置及び医用画像処理装置の構成図。
【図２】Ｘ線撮影装置及び医用画像処理装置を用いた大動脈弁の置換術の流れを示す図。
【図３】図１に示すＸ線撮影装置及び医用画像処理装置を用いた大動脈弁の置換術のための心臓のＸ線撮影の流れを示すフローチャート。
【図４】図１に示すＸ線撮影装置及び医用画像処理装置において取得される、デバイスが描出された2DＸ線画像のイメージの第１の例を示す図。
【図５】図１に示すＸ線撮影装置及び医用画像処理装置において取得される、デバイスが描出された2DＸ線画像のイメージの第２の例を示す図。
【図６】大動脈が鉛直方向となる角度で撮影されたＸ線透視画像の例を示す図。
【図７】図１に示す表示装置に２つのマーカ間の中心を示す線分とともに表示されるＸ線透視画像の一例を示す図。
【図８】時系列のＸ線透視画像をマーカに固定された座標系で表示させた例を示す図。
【図９】心臓のＸ線造影画像を参照画像として線分を指定した例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態に係るＸ線撮影装置及び医用画像処理装置について添付図面を参照して説明する。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は本発明の実施形態に係るＸ線撮影装置及び医用画像処理装置の構成図である。
【００１５】
Ｘ線撮影装置１は、撮影系２、制御系３、データ処理系４、入力装置５及び表示装置６を備えている。撮影系２は、Ｘ線照射部７、Ｘ線検出器８、駆動機構９及び寝台１０を有する。制御系３は、高電圧発生装置１１及び撮影位置制御装置１２を有する。
【００１６】
Ｘ線照射部７は、Ｘ線管を備え、寝台１０にセットされた被検体Ｏを挟んでＸ線検出器８と対向配置される。Ｘ線照射部７及びＸ線検出器８は、駆動機構９の駆動によって相対位置を維持しながら被検体Ｏに対する角度及び相対位置を変えることができる。具体的には、回転機能を備えたＣ型アームの両端にＸ線照射部７及びＸ線検出器８が固定される。そして、Ｘ線照射部７は、Ｘ線管により被検体Ｏに向けて所定の角度からＸ線を照射し、被検体Ｏを透過したＸ線をＸ線検出器８で検出できるように構成される。
【００１７】
また、寝台１０の天板の傾斜及び位置を駆動機構９によって調整することができる。従って、Ｘ線照射部７及びＸ線検出器８の被検体Ｏに対する角度を調整するのみならず、天板の角度を調整することによっても、被検体Ｏに対するＸ線の照射方向を変えることができる。
【００１８】
更に、寝台１０にセットされた被検体Ｏの近傍には、必要に応じて被検体Ｏに造影剤を注入するための造影剤注入装置１３が設けられる。また、心臓を200 beat per minutes程度で高速拍動させるペーシング(pacing)を行う場合には、心臓にペーシング装置１４が挿入される。
【００１９】
制御系３の高電圧発生装置１１は、Ｘ線照射部７のＸ線管に高電圧を印加することによって、所望のエネルギを有するＸ線を被検体Ｏに向けて照射させる装置である。撮影位置制御装置１２は、駆動機構９に制御信号を出力して制御する装置である。すなわち、Ｘ線照射部７及びＸ線検出器８の回転角度及び位置並びに寝台１０の天板の傾斜及び位置は、撮影位置制御装置１２から駆動機構９に出力される制御信号によって制御される。
【００２０】
データ処理系４は、A/D(analog to digital)変換器１５及びコンピュータ１６を有する。但し、A/D変換器１５は、Ｘ線検出器８と一体化される場合もある。コンピュータ１６は、プログラムを実行することにより医用画像処理装置１６として機能する。すなわち、Ｘ線撮影装置１には、医用画像処理装置１６が内蔵される。
【００２１】
但し、同様な機能を有する独立した医用画像処理装置を、ネットワークを介してＸ線撮影装置１に接続するようにしても良い。また、Ｘ線撮影装置１に内蔵される医用画像処理装置１６又はＸ線撮影装置１とネットワークを介して接続される医用画像処理装置を構成するために回路を用いてもよい。
【００２２】
医用画像処理装置１６は、Ｘ線画像生成部１７、Ｘ線画像取得部１８、基準位置取得部１９、ソフトウェア保存部２０、条件設定部２１及び表示処理部２２を有する。
【００２３】
Ｘ線画像生成部１７は、Ｘ線検出器８からA/D変換器１５を通じてデジタル化されたＸ線検出データを取り込んで、データ処理を行うことによりＸ線画像データを生成する機能を有する。特に、Ｘ線画像生成部１７では、大動脈弁の置換に必要又は有用なＸ線画像データを生成することができる。
【００２４】
具体例として、大動脈弁の位置を含むＸ線透視画像データ、DSA (digital subtraction angiography)画像データ、ロードマップ画像データ、血管造影画像データ及びデバイス画像データが挙げられる。大動脈弁の置換を行う場合には、人工弁を本来の大動脈弁の位置に留置することが作業対象となる。しかしながら、人工弁の留置位置となる大動脈及び大動脈弁は、Ｘ線透視画像において視認することができない。そこで、必要に応じて造影剤を投与することによって大動脈が描出された血管造影画像データを事前に収集することもできる。
【００２５】
DSA画像データは、造影剤注入前後におけるＸ線画像データの差分画像データである。ロードマップ画像データは、人工弁を留置するためのカテーテルを目的位置まで誘導するために血管の造影画像データと透視画像データとの合成画像データとして生成される血管画像データである。また、デバイス画像データは、バルーン、ワイヤ又は人工弁等のデバイスが描出されたＸ線画像データである。
【００２６】
デバイス画像データにおいて描出されるデバイスにはマーカを取り付けることができる。従って、デバイスに取り付けられたマーカを、Ｘ線画像データを用いた様々なデータ処理用に利用することができる。また、デバイス自体をマーカとして様々なデータ処理用に利用することもできる。そこで、Ｘ線画像生成部１７では、少なくとも互いに異なるＸ線の照射方向に対応する２次元(2D: two dimensional)のデバイス画像データが生成される。
【００２７】
そして、Ｘ線画像生成部１７が撮影系２及び制御系３と協働することにより、Ｘ線撮影装置１には、互いに異なるＸ線の照射方向に対応し、デバイス及び複数のマーカの少なくとも一方が描出された2Dの複数のＸ線画像データを、撮影系２を用いて収集するＸ線画像収集部としての機能が備えられる。
【００２８】
Ｘ線画像取得部１８は、Ｘ線画像生成部１７において生成されたＸ線画像データを取得する機能を有する。特に、Ｘ線撮影装置１にネットワークを介して接続された独立した医用画像処理装置においては、Ｘ線画像生成部１７を省略することもできる。この場合には、Ｘ線撮影装置１に備えられるＸ線画像生成部１７からネットワークを介してＸ線画像データを取得する機能がＸ線画像取得部１８に備えられる。つまり、Ｘ線画像取得部１８は、互いに異なるＸ線の照射方向に対応し、デバイス及び複数のマーカの少なくとも一方が描出された2Dの複数のＸ線画像データを少なくとも取得するように構成される。
【００２９】
基準位置取得部１９は、Ｘ線画像取得部１８から取得した複数のＸ線画像データにおけるデバイス又は複数のマーカの位置をそれぞれ検出することによって空間的に基準となる向き及び基準となる位置を求める機能を有する。大動脈弁の置換術を行う場合には、大動脈弁に留置される人工弁の留置目標となる向き及び位置をそれぞれ基準となる向き及び基準となる位置として求めることが直接的かつ有効な方法である。
【００３０】
尚、基準位置取得部１９では、造影剤の投与を伴って収集されたＸ線造影画像データに限らず、非造影の複数のＸ線画像データからデバイス又は複数のマーカの位置をそれぞれ検出することもできる。デバイス又は複数のマーカの位置の検出用に非造影の複数のＸ線画像データを用いれば、造影剤の投与を省略することができる。
【００３１】
ソフトウェア保存部２０には、予め撮影系２の制御条件やＸ線画像の画像処理条件を設定するための様々なアプリケーションソフトウェアが保存される。
【００３２】
条件設定部２１は、基準位置取得部１９において求められた基準となる向き及び基準となる位置に応じた情報に基づいて撮影系２の制御条件及びＸ線画像の画像処理条件の少なくとも一方を自動的に設定する機能を有する。撮影系２の制御条件及びＸ線画像の画像処理条件の設定には、ソフトウェア保存部２０に保存されたアプリケーションソフトウェアを利用することができる。
【００３３】
そのために、条件設定部２１は、ソフトウェア実行部２１Ａ及びソフトウェア入力部２１Ｂを有する。
【００３４】
ソフトウェア実行部２１Ａは、ソフトウェア保存部２０から撮影系２の制御条件及びＸ線画像の画像処理条件の少なくとも一方を自動的に設定するための必要なソフトウェアを読み込んで実行する機能を有する。このため、条件設定部２１では、ソフトウェア実行部２１Ａにおけるソフトウェアの実行結果として、撮影系２の制御条件及びＸ線画像の画像処理条件を取得することができる。
【００３５】
ソフトウェア入力部２１Ｂは、ソフトウェア実行部２１Ａにおいて実行されるソフトウェアへの入力として、基準位置取得部１９において求められた基準となる向き及び基準となる位置に応じた情報を用いる機能を有する。特に、ソフトウェア入力部２１Ｂは、ソフトウェアの実行開始を示す操作情報を入力装置５から取得した場合に、基準となる向き及び基準となる位置の少なくとも一方に応じた入力データを自動的にソフトウェアに入力するように構成されている。
【００３６】
ソフトウェアの実行開始を示す入力装置５の操作情報としては、ソフトウェアの起動ボタン等を押すことによって入力されるソフトウェアの起動指示情報、ソフトウェアの実行開始ボタン等を押すことによって入力されるソフトウェアの実行開始指示情報、或いは一旦起動したソフトウェアの操作画面が表示されたウィンドウをアクティブにする指示情報などが挙げられる。すなわち、入力装置５の所望の操作情報を、ソフトウェアの実行開始を示す操作情報として扱うことができる。
【００３７】
この結果、ユーザによるソフトウェアの実行のための入力操作を不要にすることができる。或いは、入力操作を低減させることができる。
【００３８】
そして、条件設定部２１において設定された撮影系２の制御条件は、制御系３に撮影系２の制御情報として出力することができる。これにより、基準位置取得部１９において求められた基準となる向き及び基準となる位置に応じた情報に基づく撮影系２の自動制御が可能となる。一方、条件設定部２１において設定されたＸ線画像の画像処理条件は、表示処理部２２に画像処理条件として出力することができる。
【００３９】
表示処理部２２は、Ｘ線画像取得部１８からＸ線画像データを取得する機能、取得したＸ線画像データに必要な画像処理を施して表示用の2D画像データを生成する機能、表示用の2D画像データを表示装置６に出力することによってＸ線画像を表示装置６に表示させる機能を有する。特に、表示処理部２２は、Ｘ線画像取得部１８から取得したＸ線画像データに対する画像処理を条件設定部２１において設定された画像処理条件に従って実行するように構成される。これにより、基準位置取得部１９において求められた基準となる向き及び基準となる位置に応じた情報に基づくＸ線画像データの自動的な画像処理及び表示が可能となる。
【００４０】
また、表示処理部２２は、ネットワーク２３を介して他の画像診断装置や医用画像サーバ等の医用システム２４から画像データを取得し、取得した画像データを用いてＸ線画像データの画像処理を実行できるように構成される。例えば、Ｘ線CT(computed tomography)装置において事前に収集されたＸ線CT画像をＸ線撮影装置１において撮影されたＸ線画像と重畳表示させるための画像処理を行うことができる。
【００４１】
次にＸ線撮影装置１及び医用画像処理装置１６の動作及び作用について説明する。
【００４２】
図２は、Ｘ線撮影装置１及び医用画像処理装置１６を用いた大動脈弁の置換術の流れを示す図である。
【００４３】
図２において横軸は時間を示す。図２に示すように、大動脈弁の置換術は計画及び手技の順に実行される。計画時には、患者である被検体ＯがＸ線撮影装置１にセットされ、プレ撮像が実行される。プレ撮像では、Ｘ線透視画像データ、DSA画像データ、ロードマップ画像データ、血管造影画像データ及びデバイス画像データ等の必要なＸ線画像データが収集される。また、計画時において人工弁、バルーン、ワイヤ等のデバイスがカテーテルによって被検体Ｏに挿入される。このため、プレ撮像によってデバイス又はデバイスに取付けられたマーカが描出されたＸ線画像データが取得される。
【００４４】
そこで、基準位置取得部１９において、Ｘ線画像データからデバイス又はデバイスに取付けられたマーカを検出することができる。そうすると、検出されたデバイス又はマーカの位置に基づいて、手技において重要となる、基準となる向き及び基準となる位置をベクトル情報や座標情報として事前に求めておくことができる。
【００４５】
計画が終了すると手技が開始される。手技の際にもイメージガイドとしてＸ線透視画像データの収集及び表示がリアルタイムに行われる。また、手技に必要な各種ソフトウェアがソフトウェア実行部２１Ａにより起動及び実行される。但し、手技の際には、ソフトウェアの操作やソフトウェアへの入力作業が大きな妨げとなる。
【００４６】
そこで、ソフトウェア入力部２１Ｂにおいて、計画時に予め求めておいたベクトル情報又は座標情報に基づいて、各種ソフトウェアへの入力データを自動的に作成することができる。そして、ソフトウェアが起動されると自動的に入力データが起動されたソフトウェアに入力されるようにすることができる。これにより、ユーザは、ソフトウェアの起動等の最小限の操作を行うのみで、手技に専念することが可能となる。
【００４７】
尚、ソフトウェアを計画時に起動しておき、手技の際にソフトウェアを操作するためのウィンドウをアクティブにする場合やソフトウェアの実行開始指示を行う場合においても、同様な入力データの自動入力が可能である。その場合には、計画時、ウィンドウをアクティブにするタイミング或いはソフトウェアの実行開始を指示するタイミングのいずれかにおいて入力データをソフトウェアに自動入力することができる。
【００４８】
つまり、手技の計画時において少なくとも基準となる向き及び基準となる位置を求めておくことができる。そして、手技の際に、撮影系２の制御条件及びＸ線画像の画像処理条件の少なくとも一方を設定するためのソフトウェアに、基準となる向き及び基準となる位置に対応する入力データを入力することができる。また、入力データの入力は、ソフトウェアの実行開始を示す入力装置５からの操作情報をトリガとして自動的に行うことができる。
【００４９】
以下、計画時に収集された非造影回転DA画像データに基づいて基準となるベクトル情報及び座標情報を作成し、作成したベクトル情報及び座標情報に基づいて各種ソフトウェアに入力データを自動入力する場合を例に、Ｘ線撮影装置１及び医用画像処理装置１６の詳細な動作及び作用を説明する。
【００５０】
図３は、図１に示すＸ線撮影装置１及び医用画像処理装置１６を用いた大動脈弁の置換術のための心臓のＸ線撮影の流れを示すフローチャートである。
【００５１】
まず、手技の計画が行われる。そのために、寝台１０に被検体Ｏがセットされ、大動脈弁の置換のために挿入されるデバイスの確認用のＸ線画像がＸ線撮影装置１により撮影及び表示される。一方、カテーテルにデバイスを取り付けて被検体Ｏの内部に挿入される。被検体Ｏに挿入されるデバイスとしては、人工弁、バルーン、ワイヤ及びカテーテルが挙げられる。バルーンは、人工弁の挿入に先立って大動脈弁付近に挿入されるデバイスである。これらのデバイスには、複数のマーカが取り付けられていることが望ましい。
【００５２】
次に、ステップＳ１において、医師等のユーザは、カテーテルを操作することによって大動脈弁の近傍等の観察対象となる血管内の所定の位置にデバイスを進めて設置する。デバイスは、大動脈の血管の軸と長手方向が一致するように設置される。このため、デバイスが人工弁であれば、人工弁の長さ方向が血管の軸方向となる。また、大動脈弁付近においてバルーンを拡張した場合には、ワイヤ及びカテーテルが血管の中心線に沿うことになる。
【００５３】
従って、人工弁やバルーン等のデバイスを大動脈弁に挿入した状態とすることが好適である。人工弁やバルーンの長手方向の両端にマーカが取り付けられている場合には、マーカ間の中点を大動脈弁の位置にすることができる。
【００５４】
次に、ステップＳ２において、必要に応じてペーシング装置１４を作動させ、心臓のRapid Pacingが実行される。
【００５５】
次に、ステップＳ３において、Ｘ線を照射しながら撮影系２を回転させることによって異なるＸ線の照射角度に対応する複数の2D-DA画像データが収集される。撮影系２の回転角度は、30度程度あれば十分である。また、造影剤の投与は不要である。
【００５６】
Ｘ線撮影装置１の具体的な動作としては、まず撮影位置制御装置１２からの制御情報に従って駆動機構９が駆動する。そして、寝台１０、Ｘ線照射部７及びＸ線検出器８が所定の回転角度及び空間位置に位置決めされる。Ｘ線照射部７及びＸ線検出器８については、所定の速度で回転する。
【００５７】
一方、高電圧発生装置１１からＸ線照射部７のＸ線管に高電圧が印加されると、Ｘ線管から被検体ＯにＸ線が曝射される。被検体Ｏを透過したＸ線は、Ｘ線検出器８によって検出される。Ｘ線検出器８において取得されたＸ線検出データは、データ処理系４に出力される。
【００５８】
そうすると、Ｘ線画像生成部１７は、A/D変換器１５においてデジタル化されたＸ線検出データに対するデータ処理によってＸ線画像データを生成する。生成されたＸ線画像データは、Ｘ線画像取得部１８において取得される。
【００５９】
図４は、図１に示すＸ線撮影装置１及び医用画像処理装置１６において取得される、デバイスが描出された2DＸ線画像のイメージの第１の例を示す図である。
【００６０】
人工弁が本来の大動脈弁の近傍に挿入されると、図４に示すように、大動脈及び大動脈弁を視認することはできないが、人工弁が描出された非造影Ｘ線透視画像を撮影することができる。人工弁の両端にマーカが取り付けられている場合には、各マーカも描出される。
【００６１】
図４は、カテーテル３０の操作によって心臓に挿入された人工弁３１及び人工弁３１の両端に取りけられた２つのマーカ３２、３３が描出されているＸ線画像の例を示している。尚、図４において点線は推定される心臓の輪郭を示し、実際には視認できない線である。
【００６２】
図５は、図１に示すＸ線撮影装置１及び医用画像処理装置１６において取得される、デバイスが描出された2DＸ線画像のイメージの第２の例を示す図である。
【００６３】
図５に示すように、バルーン４０を大動脈弁に挿入して拡張すると、大動脈及び大動脈弁を視認することはできないが、バルーン４０が描出された非造影Ｘ線透視画像を撮影することができる。バルーン４０の両端にマーカ４１、４２が取り付けられている場合には、各マーカ４１、４２も描出される。図５においても点線は推定される心臓の輪郭を示し、実際には視認できない線である。
【００６４】
デバイスが挿入されたＸ線画像としては、人工弁が描出されたＸ線画像及びバルーンが描出されたＸ線画像のいずれを取得してもよい。但し、バルーンは大動脈の血管壁に密着するため、大動脈の走行方向とバルーンの長手方向とがより平行とみなせる状態となる。従って、大動脈の走行方向をより正確に把握できる観点からは、バルーンが描出されたＸ線画像を撮影することが有利である。
【００６５】
次に、ステップＳ４において、基準位置取得部１９は、Ｘ線画像取得部１８から少なくとも２フレームのＸ線画像データを取得する。そして、2Dの各Ｘ線画像データにおいて、デバイス又は各マーカの座標を自動検出する。例えば、30フレーム分のＸ線画像データが収集されている場合には、30フレームのＸ線画像データそれぞれについてデバイス又はマーカの座標をトラッキングするようにしてもよい。また、デバイス又は２つのマーカの座標を検出する場合には、デバイスの長手方向の位置又はマーカ間を結ぶ線分を表す式を求めるようにしてもよい。
【００６６】
尚、Ｘ線画像データにおいて描出された構造物が複雑である等の理由によってデバイスやマーカのトラッキングが困難である場合に備えて、入力装置５から基準位置取得部１９に支援情報を入力できるようにしてもよい。
【００６７】
例えば、１つ以上のフレームのＸ線画像データについてマーカ又はデバイスの座標を入力装置５の操作によって指定し、他のフレームのＸ線画像データにおけるマーカ又はデバイスの座標を、指定したマーカ又はデバイスの座標に対応する座標として自動検出することができる。或いは、マーカ又はデバイスを含む関心領域(ROI: region of interest)を入力装置５の操作によって指定し、基準位置取得部１９が指定されたROI内からデバイス又は各マーカの座標を自動検出するようにしてもよい。
【００６８】
次に、ステップＳ５において、基準位置取得部１９は、異なるＸ線の照射角度に対応する複数フレームの2DＸ線画像データから検出されたデバイス又はマーカの複数の2D座標位置に基づいて、デバイス又はマーカの三次元(3D: three dimensional)空間内における座標を基準位置として算出する。更に、基準位置取得部１９は、デバイスの向きを示す線ベクトル又は２つのマーカ間を結ぶ線ベクトルを計算する。この計算は、空間内においてデバイス又は複数のマーカを通る線分を表す式の計算と等価である。また、これらの計算は、エピポラー幾何 (Epipolar Geometry)等に基づく公知の理論式に基づいて幾何学的に行うことができる。
【００６９】
次に、ステップＳ６において、基準位置取得部１９は、デバイスの位置又はマーカ間を結ぶ線分の位置を示す線ベクトルに直交する平面の式を求める。また、3D空間座標系におけるデバイス又はマーカの座標を、現在表示装置６に表示させているＸ線画像の2D X-Y座標系に投影する。これにより、人工弁の位置決めのために表示されているＸ線画像上に投影したデバイスの両端又は２つのマーカの２点におけるX-Y座標(X1, Y1), (X2, Y2)を推定することができる。
【００７０】
これにより条件設定部２１は、基準位置取得部１９において求められた線ベクトル、線ベクトルに直交する平面及び２点の投影座標(X1, Y1), (X2, Y2)等の位置情報を、基準となる向き及び基準となる位置に応じた情報として撮影系２の制御条件及びＸ線画像の画像処理条件の一方又は双方を自動的に設定することが可能となる。
【００７１】
このような計画が終了すると、手技を開始することができる。手技においてもＸ線透視画像の撮影が行われる。すなわち、Ｘ線透視画像をガイドとして手技が行われる。そこで、Ｘ線透視画像を撮影するための撮影系２の制御条件及びＸ線画像の画像処理条件が設定される。
【００７２】
撮影系２の制御条件及びＸ線画像の画像処理条件の設定には、ソフトウェア保存部２０に保存されたアプリケーションソフトウェアを利用することができる。その場合にはソフトウェア実行部２１Ａがソフトウェア保存部２０から対応するソフトウェアを読み込んで実行する。また、ソフトウェア入力部２１Ｂは、ソフトウェアへの入力として、基準位置取得部１９においてベクトル情報として求められた基準となる向き及び基準となる位置を用いる。すなわち、ソフトウェア入力部２１Ｂは、ベクトル情報に基づいて自動的に各種ソフトウェアへの入力データを生成し、生成した入力データを対応するソフトウェアに自動的に入力する。
【００７３】
ここでは具体例として、ソフトウェアによる７つの撮影系２の制御条件及びＸ線画像の画像処理条件の設定例について説明する。
【００７４】
第１の具体例として、人工弁の留置作業に最適な観察角度でＸ線画像を表示させるための撮影系２の制御条件を条件設定部２１において自動的に求めることができる。その場合には、入力装置５からの起動指示に従ってソフトウェア実行部２１Ａが撮影角度の設定ソフトウェアをソフトウェア保存部２０から読み込んで起動する。そうすると、ソフトウェア入力部２１Ｂが撮影角度の設定ソフトウェアに入力データとして線ベクトルに直交する平面の式を自動的に入力する。
【００７５】
次に、ステップＳ７−１において条件設定部２１は、デバイスの長手方向として求められた線ベクトルに直交する平面の式を、左前斜位(LAO: left anterior oblique)方向、右前斜位(RAO: right anterior oblique)方向、頭部(CRA: cranial方向及び尾部(CAU: caudal)方向を座標軸とする座標系の式に変換する。尚、変換前後の平面をグラフとして表示装置６に表示させるようにしてもよい。
【００７６】
TAVIにおける最適な観察方向とは、大動脈が鉛直方向となる角度、すなわち大動脈弁が一直線となる角度である。尚、大動脈弁が一直線となる角度は一意には定まらず、複数の候補が存在する。
【００７７】
そこで、ステップＳ７−２において、条件設定部２１は、大動脈の走行方向として推定される線ベクトルの向きが垂直となり、大動脈弁が一直線に見える方向にＸ線を照射するためのＸ線照射部７及びＸ線検出器８のび角度を求める。この計算には、線ベクトルの式又はLAO方向、RAO方向、CRA方向及びCAU方向を座標軸とする座標系における平面の式が用いられる。このため、Ｘ線照射部７及びＸ線検出器８のび角度を自動的に計算することができる。
【００７８】
次に、ステップＳ７−３において、条件設定部２１は、Ｘ線照射部７及びＸ線検出器８の角度が、求めた角度となるように制御系３に制御情報を出力する。この結果、制御系３による制御によって駆動機構９が備えるＣ型アームが駆動し、Ｘ線照射部７及びＸ線検出器８を備えたガントリが回転する。そして、Ｘ線照射部７及びＸ線検出器８の角度が、最適な観察方向に対応する角度となるように自動的に調整される。
【００７９】
従って、従来行われていたユーザによる最適な観察方向の決定のための操作を低減させることができる。また、非造影画像データに基づいてＸ線照射部７及びＸ線検出器８の最適な角度を自動設定できるため、造影剤が不要である。
【００８０】
図６は、大動脈が鉛直方向となる角度で撮影されたＸ線透視画像の例を示す図である。
【００８１】
図６は、カテーテル３０の操作によって心臓に挿入された人工弁３１及び人工弁３１の両端に取りけられた２つのマーカ３２、３３が描出されているＸ線透視画像の例を示している。尚、図６において点線は推定される心臓の輪郭を示し、実際には視認できない線である。
【００８２】
図６に示すように、大動脈及び大動脈弁を視認することはできないが、大動脈が鉛直方向となる角度でＸ線透視画像が表示されるように撮影系２を制御することができる。これにより、ユーザは、人工弁３１の長手方向が鉛直方向となるように、人工弁３１を留置することが可能となる。
【００８３】
第２の具体例として、条件設定部２１では、複数のマーカの中心をＸ線画像に重畳表示させるため画像処理条件を設定することができる。その場合には、入力装置５からの起動指示に従ってソフトウェア実行部２１Ａが複数のマーカの中心を描画する画像処理ソフトウェアをソフトウェア保存部２０から読み込んで起動する。そうすると、ソフトウェア入力部２１Ｂが画像処理ソフトウェアに入力データとして２つのマーカのX-Y投影座標(X1, Y1), (X2, Y2) を自動的に入力する。
【００８４】
次に、ステップＳ８−１において条件設定部２１が、基準位置取得部１９において求められた２点のマーカのX-Y投影座標(X1, Y1), (X2, Y2)間を結ぶ線の垂直二等分線の式を算出する。そして、条件設定部２１は、算出した垂直二等分線を表示中のＸ線透視画像に重畳表示させるため画像処理条件を設定する。また、条件設定部２１は、垂直二等分線の座標情報を含む画像処理条件を表示処理部２２に出力する。
【００８５】
一方、撮影系２の駆動によってＸ線透視画像データが順次収集され、収集されたＸ線透視画像データがＸ線画像取得部１８において取得される。そして、Ｘ線画像取得部１８は、取得したＸ線透視画像データを順次表示処理部２２に与える。
【００８６】
次に、ステップＳ８−２において、表示処理部２２は、Ｘ線画像取得部１８から順次取得したＸ線透視画像データに対する画像処理によって、２つのマーカ間の中心を示す垂直二等分線を重畳表示させるためのＸ線透視画像データを生成する。生成されたＸ線透視画像データは表示装置６に出力される。これにより、表示装置６には、２つのマーカ間の中心を示す線分が重畳されたＸ線透視画像が表示される。
【００８７】
図７は、図１に示す表示装置６に２つのマーカ間の中心を示す線分とともに表示されるＸ線透視画像の一例を示す図である。
【００８８】
図７は、２つのマーカの投影位置を示す記号５０、５１及びマーカ間の中心を示す垂直二等分線５２がＸ線投影画像に重畳表示されている例を示す。このため、記号５０、５１及び垂直二等分線５２が、予め挿入されたバルーンやカテーテル等のデバイスによって作成された場合には、垂直二等分線５２を人工弁の留置目標として利用することができる。
【００８９】
尚、記号５０、５１及び垂直二等分線５２は、表示中のＸ線透視画像の観察角度を変えても、空間的な投影処理によって観察角度に追従して更新表示させることができる。
【００９０】
また、垂直二等分線５２以外の線分を描画することもできる。特に、２つのマーカに対応する記号５０、５１を結ぶ線分の垂線を、垂線によって分割される線分の左室側における長さが短くなるように描画することが望ましい場合がある。そこで、大動脈側の線分の長さと左室側の線分の長さの比が７：３から５：５の範囲となるように垂線の位置を可変設定できるようにすることもできる。つまり、複数のマーカを結ぶ線分の中心又は複数のマーカを結ぶ線分を所定の比で分割する位置をＸ線画像に重畳表示させるため画像処理条件を自動的に設定することができる。
【００９１】
このため、手技に専念することが望ましい人工弁の操作中において、人工弁の留置目標をＸ線透視画像上に描画するための入力作業を不要にすることができる。
【００９２】
第３の具体例として、条件設定部２１では、デバイスとともに移動する座標系を用いてＸ線画像をダイナミック表示させるため画像処理条件を設定することができる。その場合には、入力装置５からの起動指示に従ってソフトウェア実行部２１Ａがデバイスに固定された座標系でＸ線画像を表示させるための画像処理ソフトウェアをソフトウェア保存部２０から読み込んで起動する。そうすると、ソフトウェア入力部２１Ｂが画像処理ソフトウェアに入力データとして２つのマーカのX-Y投影座標(X1, Y1), (X2, Y2) を自動的に入力する。
【００９３】
次に、ステップＳ９−１において条件設定部２１が、Ｘ線画像取得部１８から表示対象となる時系列のＸ線透視画像データを取得し、基準位置取得部１９において求められた２点のマーカのX-Y投影座標(X1, Y1), (X2, Y2)近傍においてマーカを順次自動検出する。マーカの検出は、例えば２点のX-Y投影座標(X1, Y1), (X2, Y2)を中心とする所定の領域内を対象とする、信号値に基づく閾値処理等の公知の画像処理によって行うことができる。
【００９４】
そして、条件設定部２１は、時系列のＸ線画像データを、検出したマーカの位置に固定した座標系に座標変換するための画像処理条件を設定する。具体的には、時間的に変化するマーカの時系列の位置情報を画像処理条件とすることができる。設定された画像処理条件は、表示処理部２２に与えられる。
【００９５】
次に、ステップＳ９−２において、表示処理部２２は、Ｘ線画像取得部１８から表示対象となる時系列のＸ線透視画像データを取得し、動きを伴うマーカに固定した座標系のＸ線透視画像データにそれぞれ座標変換する。すなわち、時間的に変動するマーカの位置を同一の位置にする、時系列のＸ線透視画像データの動き補正が実行される。そして、座標変換後の時系列のＸ線透視画像が表示装置６に順次表示される。
【００９６】
図８は、時系列のＸ線透視画像をマーカに固定された座標系で表示させた例を示す図である。
【００９７】
図８において点線で示す矢印は、拍動によって動きを伴う２つのマーカ３２、３３に固定された座標系を示す。尚、図８において点線は推定される心臓の輪郭を示し、実際には視認できない線である。
【００９８】
図８に矢印で示すような２つのマーカ３２、３３に固定された座標系が静止して表示されるように、時系列のＸ線透視画像データの動き補正を実行することができる。２つのマーカ３２、３３は、カテーテル３０の操作によって心臓に挿入された人工弁３１に取付けられている。
【００９９】
従って、実際には拍動の影響を受けて動く人工弁３１が停止したように見えるＸ線透視画像をリアルタイムに動画として表示させることができる。このため、人工弁３１の視認性を向上させることができる。また、マーカ３２、３３の検索が予め取得されたマーカのX-Y投影座標(X1, Y1), (X2, Y2)の周辺領域について実行されるため、マーカ３２、３３の位置検出精度及び検出速度を飛躍的に向上させることができる。加えて、マーカの誤認識を回避させることもできる。
【０１００】
第４の具体例として、条件設定部２１では、マーカの位置を一致させる動き補正を伴って造影画像データと透視画像データとを合成することによってロードマップ画像データを生成するための画像処理条件を設定することができる。ロードマップ画像データは、上述のように、血管の造影画像データと透視画像データとの合成画像データである。
【０１０１】
その場合には、入力装置５からの起動指示に従ってソフトウェア実行部２１Ａがロードマップ画像データを生成するための画像処理ソフトウェアをソフトウェア保存部２０から読み込んで起動する。そうすると、ソフトウェア入力部２１Ｂが画像処理ソフトウェアに入力データとして２つのマーカのX-Y投影座標(X1, Y1), (X2, Y2)を自動的に入力する。
【０１０２】
次に、ステップＳ１０−１において条件設定部２１が、Ｘ線画像取得部１８からロードマップ画像データの生成用の時系列のＸ線透視画像データを取得し、基準位置取得部１９において求められた２点のマーカのX-Y投影座標(X1, Y1), (X2, Y2)近傍の領域においてマーカを順次自動検出する。
【０１０３】
また、予め収集されたＸ線造影画像データにおいてもマーカの位置が閾値処理等の画像処理によって検出される。但し、Ｘ線造影画像データの収集に先だって２点のマーカのX-Y投影座標(X1, Y1), (X2, Y2)が得られている場合には、マーカの位置の検出処理を行うエリアをX-Y投影座標(X1, Y1), (X2, Y2)の近傍におけるエリアに限定することができる。
【０１０４】
そして、条件設定部２１は、事前に収集されたＸ線造影画像データ及び時系列のＸ線透視画像データを、検出したマーカの位置に固定した座標系に座標変換するための画像処理条件を設定する。具体的には、時間的に変化するマーカの時系列の位置情報を画像処理条件とすることができる。設定された画像処理条件は、表示処理部２２に与えられる。
【０１０５】
次に、ステップＳ１０−２において、表示処理部２２は、Ｘ線画像取得部１８からロードマップ画像データの生成用のＸ線造影画像データ及び時系列のＸ線透視画像データを取得し、マーカに固定した座標系のＸ線造影画像データ及びＸ線透視画像データにそれぞれ座標変換する。そして、表示処理部２２は、座標変換後の時系列のＸ線透視画像データを、座標変換後のＸ線造影画像データに順次合成して表示装置６に出力させる。これにより、マーカの位置を基準として動き補正されたロードマップ画像が表示装置６に表示される。
【０１０６】
このため、デバイスを停止させてＸ線透視画像を表示させる場合と同様に、Ｘ線透視画像データからマーカの位置が限られた領域内で検出されるため、マーカの位置検出精度及び検出速度を飛躍的に向上させることができる。加えて、マーカの誤認識を回避させることもできる。また、ソフトウェアの信頼性を向上させることができる。
【０１０７】
第５の具体例として、条件設定部２１では、デバイスの長手方向又は複数のマーカ間を結ぶ線分が水平又は鉛直に表示されるようにするための画像処理条件を設定することができる。ここでは、デバイスの長手方向又は複数のマーカ間を結ぶ線分を鉛直に表示させる場合について説明するが水平に表示させる場合においても同様である。
【０１０８】
その場合には、入力装置５からの起動指示に従ってソフトウェア実行部２１Ａがデバイスの長手方向又は複数のマーカ間を結ぶ線分が水平又は鉛直に表示されるようにするための画像処理ソフトウェアをソフトウェア保存部２０から読み込んで起動する。そうすると、ソフトウェア入力部２１Ｂが画像処理ソフトウェアに入力データとして２つのマーカのX-Y投影座標(X1, Y1), (X2, Y2)を自動的に入力する。
【０１０９】
次に、ステップＳ１１−１において条件設定部２１が、Ｘ線画像取得部１８から表示対象となる時系列のＸ線画像データを取得し、基準位置取得部１９において求められた２点のX-Y投影座標(X1, Y1), (X2, Y2)近傍の領域においてマーカを順次自動検出する。或いは、デバイスの長手方向を示す線分の近傍の領域においてデバイスの長手方向の中心線を公知のエッジ検出法によって検出するようにしてもよい。
【０１１０】
そして、条件設定部２１は、時系列のＸ線画像データを、検出したマーカ間を結ぶ線分又はデバイスの長手方向の中心線が鉛直方向となるように回転させるための画像処理条件を設定する。すなわち、座標系を回転させる座標変換処理の条件が画像処理条件として設定される。設定された画像処理条件は、表示処理部２２に与えられる。
【０１１１】
次に、ステップＳ１１−２において、表示処理部２２は、Ｘ線画像取得部１８から表示対象となるＸ線画像データを取得し、画像処理条件に従ってＸ線画像データを回転表示させるための座標変換処理を実行する。そして、表示処理部２２は、座標変換後のＸ線画像データを、表示装置６に出力させる。これにより、デバイスの長手方向が鉛直方向となって描出されたＸ線画像が表示装置６に表示される。表示装置６に表示されるＸ線画像は、図６に示すＸ線透視画像と同様なＸ線透視画像となる。
【０１１２】
このため、ユーザの視認性を向上させることができる。また、第４の具体例と同様な効果を得ることができる。
【０１１３】
第６の具体例として、条件設定部２１では、Ｃ型アームを回転させて観察角度を変更しても観察対象が常にＸ線画像に描出されるようにするための撮影系２の制御条件を自動設定することができる。その場合には、入力装置５からの起動指示に従ってソフトウェア実行部２１Ａが撮影系２の制御条件の設定ソフトウェアをソフトウェア保存部２０から読み込んで起動する。
【０１１４】
TAVIにおける観察対象は、大動脈弁又は人工弁である。従って、条件設定部２１において、複数のマーカのうちの少なくとも１つのマーカの位置又はデバイスの位置を撮影系２の回転中心から所定の範囲内とするための撮影系２の制御条件を設定すればよいことになる。このため、ソフトウェア入力部２１Ｂが制御条件の設定ソフトウェアに入力データとして少なくとも１つのマーカの3D空間位置又はデバイスの3D空間位置を自動的に入力する。
【０１１５】
次に、ステップＳ１２−１において条件設定部２１が、基準位置取得部１９において求められた複数のマーカのうちの少なくとも１つのマーカの3D空間位置又はデバイスの位置を示す点や線分の3D空間位置がＣ型アームの回転中心から所定の範囲内となるように撮影系２の制御条件を自動設定する。この場合、撮影系２の制御条件は、寝台１０の天板及びガントリの少なくとも一方の位置決め情報となる。
【０１１６】
次に、ステップＳ１２−２において条件設定部２１は、自動設定した撮影系２の制御条件を制御系３に出力する。この結果、制御系３による制御によって駆動機構９が駆動し、寝台１０の天板及びガントリの一方又は双方が移動する。これにより、デバイス又はデバイスに取り付けられたマーカが撮影系２の回転中心近傍となる。
【０１１７】
従って、ユーザが入力装置５を操作して撮影系２をどのように回転させても、大動脈弁や人工弁等の観察対象をＸ線画像が表示されている画面の中央付近に常に表示させることができる。このため、観察対象を複数の方向から観察する場合において、Ｃ型アームを回転させる度に従来必要であったＸ線画像の表示位置を調整するための操作を不要にすることができる。
【０１１８】
第７の具体例として、条件設定部２１では、Ｘ線CT装置において収集されたＸ線CT画像データに対する位置合わせを行うための撮影系２の制御条件又はＸ線画像の画像処理条件を設定することができる。すなわち、Ｘ線撮影装置１において収集されるＸ線画像データとＸ線CT装置において収集されたＸ線CT画像データとの間における位置合わせ行うために、基準位置取得部１９において求められた２つのマーカ間を結ぶ線分又はデバイスの長手方向を示す線分を利用することができる。
【０１１９】
その場合には、入力装置５からの起動指示に従ってソフトウェア実行部２１ＡがＸ線CT画像データに対する位置合わせを行うソフトウェアをソフトウェア保存部２０から読み込んで起動する。そうすると、ソフトウェア入力部２１Ｂがソフトウェアに入力データとして２つのマーカ間を結ぶ線分又はデバイスの長手方向を示す線分を自動的に入力する。
【０１２０】
次に、ステップＳ１３−１において条件設定部２１が、ネットワーク２３を介してＸ線CT装置、医用画像処理装置又は医用画像サーバ等の医用システム２４から位置合わせの対象となるＸ線CT画像データを取得する。
【０１２１】
Ｘ線CT画像データからは予め大動脈の走行方向を医用画像処理装置等の医用システム２４において検出しておくことができる。検出された大動脈の位置情報は、Ｘ線CT画像データに付帯する情報として条件設定部２１がＸ線CT画像データとともにネットワーク２３を介して医用システム２４から取得することができる。但し、条件設定部２１において公知のエッジ検出処理等の画像処理によってＸ線CT画像データから大動脈の走行方向を検出するようにしてもよい。
【０１２２】
また、位置合わせの対象となるＸ線画像データが既に撮影されている場合には、条件設定部２１がＸ線画像取得部１８から位置合わせの対象となるＸ線画像データを取得する。
【０１２３】
次に、ステップＳ１３−２において条件設定部２１は、基準位置取得部１９において求められた２つのマーカ間を結ぶ線分又はデバイスの長手方向を示す線分と、Ｘ線CT画像データにおいて検出された大動脈の走行方向との幾何学的関係に基づいて、撮影系２の制御条件又は画像処理条件を自動設定する。
【０１２４】
撮影系２の制御条件を設定する場合には、２つのマーカ間を結ぶ線分又はデバイスの長手方向を示す線分を投影した場合に、Ｘ線CT画像データにおいて検出された大動脈の走行方向と一致するような投影面を撮影するための撮影系２の制御条件が設定される。すなわち、Ｘ線CT画像データにおいて描出された大動脈の中心線の位置及び向きに基づいて、デバイスの長手方向が同一の位置及び向きとなって撮影されるように撮影系２の制御条件が設定される。
【０１２５】
一方、画像処理条件を設定する場合には、位置合わせの対象となる2DＸ線画像データに投影された２つのマーカ間を結ぶ線分又はデバイスの長手方向を示す線分とＸ線CT画像データにおいて描出された大動脈の中心線とを一致させるための座標変換処理条件が設定される。すなわち、Ｘ線画像データ及びＸ線CT画像データの一方又は双方を回転移動及び平行移動させることによって、２つのマーカ間を結ぶ線分又はデバイスの長手方向を示す線分と大動脈の中心線とを一致させるための画像処理条件が設定される。
【０１２６】
そして、設定された撮影系２の制御条件は制御系３に出力される。一方、画像処理条件は表示処理部２２に与えられる。
【０１２７】
次に、ステップＳ１３−３において、設定された撮影系２の制御条件に基づくＸ線画像データの撮影又は設定された画像処理条件に基づくＸ線画像データの画像処理が実行される。
【０１２８】
Ｘ線画像データの撮影であれば、制御系３が撮影系２の制御条件に従って撮影系２を制御する。そして、Ｘ線CT画像データにおいて描出された大動脈の走行方向とマーカ間を結ぶ線分又はデバイスの長手方向を示す線分とが一致するＸ線画像データが収集される。
【０１２９】
Ｘ線画像データの画像処理であれば、表示処理部２２が画像処理条件に従ってＸ線画像データ及びＸ線CT画像データの一方又は双方に画像処理を施す。これにより、Ｘ線CT画像データにおいて描出された大動脈の走行方向とマーカ間を結ぶ線分又はデバイスの長手方向を示す線分とが一致するＸ線画像データが生成される。
【０１３０】
そして、このように取得されたＸ線画像データ及びＸ線CT画像データは、表示装置６に並列表示又は重畳表示させることができる。Ｘ線CT画像には、Ｘ線画像に描出することが困難な石灰化部や血栓等の物質を描出することができる。このため、Ｘ線CT画像を参照したTAVIの治療計画を行うことが可能となる。また、Ｘ線画像データの撮影時とＸ線CT画像データの撮影時との間において被検体Ｏの位置や様態が異なっていても画像間における位置合わせを自動的に行うことができる。
【０１３１】
尚、ここではＸ線CT画像データに対する位置合わせについて述べたが磁気共鳴イメージング(MRI: Magnetic Resonance Imaging)装置において収集された磁気共鳴(MR :Magnetic Resonance)画像データ等の他のモダリティで収集された診断画像データに対する位置合わせについても同様に行うことができる。
【０１３２】
以上のようなＸ線撮影装置１は、大動脈弁の近傍に挿入される人工弁等のデバイス又は複数のマーカが描出された複数のＸ線画像データを異なるＸ線の照射角度で収集し、デバイス又は複数のマーカの空間位置を求めることによって、手技の際に実行される各種ソフトウェアへの必要なデータ入力を自動的に行えるようにしたものである。また、その結果として、Ｘ線撮影装置１は、手技の際に、撮影系２の制御条件及びＸ線画像の画像処理条件を自動的に設定できるようにしたものである。
【０１３３】
このため、Ｘ線撮影装置１によれば、撮影系２の制御条件やＸ線画像の画像処理条件を設定するために従来必要であった、大動脈のエッジ抽出のために輪郭をなぞる操作や大動脈弁の位置を指示するといったユーザの入力作業を低減することができる。また、入力装置の操作を行うことなく自動で人工弁の留置目標となる位置を表示させることができる。これにより、手技に集中できる環境を生み出すことができる。
【０１３４】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、デバイス及び複数のマーカの少なくとも一方が描出された２次元の複数のＸ線画像データを収集し、複数のＸ線画像データにおけるデバイス又は複数のマーカの位置をそれぞれ検出することによって基準となる向き及び基準となる位置を求めるようにしたが、複数のＸ線画像データを参照してそれぞれ指定された少なくとも２点の位置に基づいて基準となる向き及び基準となる位置を求めるようにしてもよい。
【０１３５】
図９は、心臓のＸ線造影画像を参照画像として線分を指定した例を示す図である。
【０１３６】
手技の計画時において心臓のＸ線造影画像を撮影すると、図９に示すように大動脈及び大動脈弁が描出されたＸ線画像が得られる。そこで、入力装置５の操作によって、人工弁の留置目標としてマニュアルでＸ線造影画像上に線分を描画することができる。そうすると、Ｘ線造影画像データを参照画像データとして、線分の両端における位置を含む複数の位置情報を基準位置取得部１９において取得することができる。もちろん、Ｘ線造影画像上にマニュアルで２点を指定することもできる。
【０１３７】
そして、互いに異なるＸ線の照射方向に対応する複数のＸ線造影画像データを通じてそれぞれ線分や点等の入力によって少なくとも２点の位置を指定すれば、基準位置取得部１９において空間的に基準となる向き及び基準となる位置を幾何学的に求めることができる。このため、第１の実施形態と同様な各種ソフトウェアへの入力データの自動入力を含む撮影系２の制御条件及びＸ線画像の画像処理条件の設定を行うことができる。
【０１３８】
尚、Ｘ線造影画像データに限らず、任意の複数のＸ線画像データを参照して空間的に基準となる向き及び基準となる位置を求めることができる。
【０１３９】
（他の実施形態）
以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。
【０１４０】
例えば、大動脈弁以外の心臓の弁や血管に人工弁を留置する場合のようにTAVI以外の血管系や消化器系等の様々な部位に対する治療や診断においても同様なデバイス又はマーカの3D位置の検出を行うことができる。そして、検出したデバイス又は少なくとも２つのマーカの3D位置に基づいて撮影系の制御条件又はＸ線画像の画像処理条件の一部又は全部を自動設定することができる。また、異なる撮影角度に対応する複数のＸ線画像を参照した少なくとも２点の位置のマニュアル設定によっても、撮影系の制御条件又はＸ線画像の画像処理条件の一部又は全部を自動設定することができる。
【符号の説明】
【０１４１】
１...Ｘ線撮影装置、２...撮影系、３...制御系、４...データ処理系、５...入力装置、６...表示装置、７...Ｘ線照射部、８...Ｘ線検出器、９...駆動機構、１０...寝台、１１...高電圧発生装置、１２...撮影位置制御装置、１３...造影剤注入装置、１４...ペーシング装置、１５...A/D変換器、１６...医用画像処理装置（コンピュータ）、１７...Ｘ線画像生成部、１８...Ｘ線画像取得部、１９...基準位置取得部、２０...ソフトウェア保存部、２１...条件設定部、２１Ａ...ソフトウェア実行部、２１Ｂ...ソフトウェア入力部、２２...表示処理部、２３...ネットワーク、２４...画像診断装置、３０...カテーテル、３１...人工弁、３２，３３...マーカ、４０...バルーン、４１，４２...マーカ、５０，５１...記号、５２...垂直二等分線、Ｏ...被検体
【図１】
2013236919.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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