(57)【要約】【課題】より精度の高い位置合わせを可能にするＸ線診断装置、画像処理装置及び画像処理方法を提供すること。【解決手段】実施形態のＸ線診断装置は、Ｘ線画像生成部と、投影画像生成部と、位置合わせ部と、重畳画像生成部とを備える。Ｘ線画像生成部は、医療器具が所定の部位に挿入された被検体を透過したＸ線に基づいて、当該部位のＸ線画像データを生成する。投影像生成部は、前記部位が撮像された３次元医用画像データに基づいて、前記Ｘ線画像データの撮影方向と略同一の方向から投影した投影像データを生成する。位置合わせ部は、前記Ｘ線画像データにおける前記医療器具の形状と、前記投影像データにおける前記部位の輪郭とを用いて、当該Ｘ線画像データ及び当該投影像データの位置合わせを行う。重畳画像生成部は、前記Ｘ線画像データと、前記３次元医用画像データに基づく画像とを重畳させた重畳画像データを生成する。【選択図】図２
2016041166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療器具が所定の部位に挿入された被検体を透過したＸ線に基づいて、当該部位のＸ線画像データを生成するＸ線画像生成部と、
前記部位が撮像された３次元医用画像データに基づいて、前記Ｘ線画像データの撮影方向と略同一の方向から投影した投影像データを生成する投影像生成部と、
前記Ｘ線画像データにおける前記医療器具の形状と、前記投影像データにおける前記部位の輪郭とを用いて、当該Ｘ線画像データ及び当該投影像データの位置合わせを行う位置合わせ部と、
前記Ｘ線画像データと、前記３次元医用画像データに基づく画像とを重畳させた重畳画像データを生成する重畳画像生成部と
を備えることを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項２】
前記医療器具は、柔軟性及び特徴的な形状の少なくとも一方を有し、
前記所定の部位は、当該部位の周囲の組織とは異なる特徴的な構造を有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】
前記医療器具は、前記部位の輪郭の少なくとも一部に接触可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
前記医療器具は、ピッグテールカテーテルであり、
前記所定の部位は、バルサルバ洞であ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５】
医療器具が所定の部位に挿入された被検体が撮影されたＸ線画像データと、当該部位が撮像された３次元医用画像データとを取得する取得部と、
前記３次元医用画像データに基づいて、前記Ｘ線画像データの撮影方向と略同一の方向から投影した投影像データを生成する投影像生成部と、
前記Ｘ線画像データにおける前記医療器具の形状と、前記投影像データにおける前記部位の輪郭とを用いて、当該Ｘ線画像データ及び当該投影像データの位置合わせを行う位置合わせ部と、
前記Ｘ線画像データと、前記３次元医用画像データに基づく画像とを重畳させた重畳画像データを生成する重畳画像生成部と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
医療器具が所定の部位に挿入された被検体が撮影されたＸ線画像データと、当該部位が撮像された３次元医用画像データとを取得し、
前記３次元医用画像データに基づいて、前記Ｘ線画像データの撮影方向と略同一の方向から投影した投影像データを生成し、
前記Ｘ線画像データにおける前記医療器具の形状と、前記投影像データにおける前記部位の輪郭とを用いて、当該Ｘ線画像データ及び当該投影像データの位置合わせを行い、
前記Ｘ線画像データと、前記３次元医用画像データに基づく画像とを重畳させた重畳画像データを生成する
ことを含んだことを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置、画像処理装置及び画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医師による診断や手術を支援するために、Ｘ線透視画像上に、予め撮像された立体画像等を重畳表示させる技術が存在する。例えば、カテーテル手術等においては、手術中に撮影したＸ線透視画像と、ＣＴ（Computed  Tomography）血管造影によるボリュームデータとの間で位置合わせを行って、Ｘ線透視画像上に３次元の血管像を重畳表示させることが行われている。これにより、医師は身体的構造物の認識が容易になり、手技の正確性や安全性を向上させることが可能となる。
【０００３】
Ｘ線透視画像とボリュームデータとの位置合わせにおいては、関心領域の周囲にある特徴的な構造物や造影により得られる血管や心臓内腔の形状が特徴点として用いられる。このため、適切な特徴点が得られれば高精度に位置合わせできるものの、得られなければ精度が低くなる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２１２３６４号公報
【特許文献２】特開２０１３−０３９２７４号公報
【特許文献３】特開２００９−１０６５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、より精度の高い位置合わせを可能にするＸ線診断装置、画像処理装置及び画像処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態のＸ線診断装置は、Ｘ線画像生成部と、投影画像生成部と、位置合わせ部と、重畳画像生成部とを備える。Ｘ線画像生成部は、医療器具が所定の部位に挿入された被検体を透過したＸ線に基づいて、当該部位のＸ線画像データを生成する。投影像生成部は、前記部位が撮像された３次元医用画像データに基づいて、前記Ｘ線画像データの撮影方向と略同一の方向から投影した投影像データを生成する。位置合わせ部は、前記Ｘ線画像データにおける前記医療器具の形状と、前記投影像データにおける前記部位の輪郭とを用いて、当該Ｘ線画像データ及び当該投影像データの位置合わせを行う。重畳画像生成部は、前記Ｘ線画像データと、前記３次元医用画像データに基づく画像とを重畳させた重畳画像データを生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る画像処理システムの構成例を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る画像処理システムにおける処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、Ｘ線ＣＴ画像データに基づくレンダリング画像の一例を示す図である。
【図５】図５は、ＴＡＶＲにおいて撮影されるＸ線画像データの一例を示す図である。
【図６】図６は、ピッグテールカテーテルについて説明するための図である。
【図７Ａ】図７Ａは、ピッグテールカテーテルの形状の検出について説明するための図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、ピッグテールカテーテルの形状の検出について説明するための図である。
【図８】図８は、Ｘ線ＣＴ画像データに基づく投影像データの一例を示す図である。
【図９】図９は、重畳画像データの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、実施形態に係るＸ線診断装置、画像処理装置及び画像処理方法を説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る画像処理システムの構成例を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る画像処理システムは、Ｘ線ＣＴ（Computed  Tomography）装置１０と、画像保管装置２０と、画像処理装置３０と、Ｘ線診断装置１００とを備える。図１に例示する各装置は、例えば、病院内に設置された院内ＬＡＮ（Local  Area  Network）５により、直接的、又は、間接的に相互に通信可能な状態となっている。例えば、画像処理システムにＰＡＣＳ（Picture  Archiving  and  Communication  System）が導入されている場合、各装置は、ＤＩＣＯＭ（Digital  Imaging  and  Communications  in  Medicine）規格に則って、医用画像データ等を相互に送受信する。
【００１０】
なお、図１は一例に過ぎない。例えば、画像処理システムは、図１に例示する各装置以外にも、超音波診断装置や磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ：Magnetic  Resonance  Imaging）装置等の他の医用画像診断装置を備えていても良い。
【００１１】
Ｘ線ＣＴ装置１０は、Ｘ線を照射するＸ線管と、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器とを対向する位置に支持して回転可能な回転フレームを有する。Ｘ線ＣＴ装置１０は、Ｘ線管からＸ線を照射させながら回転フレームを回転させることで、透過、吸収、減衰を受けたＸ線のデータを収集し、収集したデータから３次元ボリュームデータであるＸ線ＣＴ画像データを再構成する。なお、Ｘ線ＣＴ画像データは、３次元医用画像データの一例である。
【００１２】
画像保管装置２０は、医用画像データを保管するデータベースである。具体的には、画像保管装置２０は、Ｘ線診断装置１００から送信されるＸ線画像データやＸ線ＣＴ装置１０から送信されるＸ線ＣＴ画像データを自装置の記憶部に格納し、保管する。画像保管装置２０に保管された医用画像データは、例えば、患者ＩＤ、検査ＩＤ、装置ＩＤ、シリーズＩＤ等の付帯情報と対応付けて保管される。
【００１３】
画像処理装置３０は、例えば、病院内に勤務する医師や検査技師が医用画像の閲覧に用いるワークステーションやＰＣ（Personal  Computer）等である。画像処理装置３０の操作者は、患者ＩＤ、検査ＩＤ、装置ＩＤ、シリーズＩＤ等を用いた検索を行なうことで、必要な医用画像データを画像保管装置２０から取得することができる。或いは、画像処理装置３０は、Ｘ線診断装置１００やＸ線ＣＴ装置１０から直接、医用画像データを受信しても良い。また、画像処理装置３０は、医用画像データを閲覧用に表示する他に、医用画像データに対して各種画像処理を行っても良い。
【００１４】
Ｘ線診断装置１００は、Ｘ線管とＸ線検出器とを支持するＣアームの位置を固定した状態で撮影を行なうことで、２次元のＸ線画像データを生成する。
【００１５】
図２は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成例を示すブロック図である。図２に示すように、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、Ｘ線高電圧装置１１１と、Ｘ線管１１２と、Ｘ線絞り装置１１３と、天板１１４と、Ｃアーム１１５と、Ｘ線検出器１１６とを備える。また、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、Ｃアーム回転・移動機構１１７と、天板移動機構１１８と、Ｃアーム・天板機構制御部１１９と、絞り制御部１２０と、システム制御部１２１と、入力部１２２と、表示部１２３とを備える。また、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、画像データ生成部１２４と、画像データ記憶部１２５と、画像処理部１２６とを備える。
【００１６】
Ｘ線高電圧装置１１１は、システム制御部１２１の制御に基づいて、高電圧を発生し、発生した高電圧をＸ線管１１２に供給する。Ｘ線管１１２は、Ｘ線高電圧装置１１１から供給される高電圧を用いて、Ｘ線を発生する。
【００１７】
Ｘ線絞り装置１１３は、絞り制御部１２０の制御に基づいて、Ｘ線管１１２が発生したＸ線を、被検体Ｐの関心領域に対して選択的に照射されるように絞り込む。例えば、Ｘ線絞り装置１１３は、スライド可能な４枚の絞り羽根を有する。Ｘ線絞り装置１１３は、絞り制御部１２０の制御に基づいて、これらの絞り羽根をスライドさせることで、Ｘ線管１１２が発生したＸ線を絞り込んで被検体Ｐに照射させる。天板１１４は、被検体Ｐを載せるベッドであり、図示しない寝台の上に配置される。
【００１８】
Ｘ線検出器１１６は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。例えば、Ｘ線検出器１１６は、マトリックス状に配列された検出素子を有する。各検出素子は、被検体Ｐを透過したＸ線を電気信号に変換して蓄積し、蓄積した電気信号を画像データ生成部１２４に送信する。
【００１９】
Ｃアーム１１５は、Ｘ線管１１２、Ｘ線絞り装置１１３及びＸ線検出器１１６を保持する。Ｘ線管１１２及びＸ線絞り装置１１３とＸ線検出器１１６とは、Ｃアーム１１５により被検体Ｐを挟んで対向するように配置される。
【００２０】
Ｃアーム回転・移動機構１１７は、Ｃアーム１１５を回転及び移動させるための機構であり、天板移動機構１１８は、天板１１４を移動させるための機構である。Ｃアーム・天板機構制御部１１９は、システム制御部１２１の制御に基づいて、Ｃアーム回転・移動機構１１７及び天板移動機構１１８を制御することで、Ｃアーム１１５の回転や移動、天板１１４の移動を調整する。絞り制御部１２０は、システム制御部１２１の制御に基づいて、Ｘ線絞り装置１１３が有する絞り羽根の開度を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の照射範囲を制御する。
【００２１】
画像データ生成部１２４は、Ｘ線検出器１１６によってＸ線から変換された電気信号を用いてＸ線画像データを生成し、生成したＸ線画像データを画像データ記憶部１２５に格納する。例えば、画像データ生成部１２４は、Ｘ線検出器１１６から受信した電気信号に対して、電流・電圧変換やＡ（Analog）／Ｄ（Digital）変換、パラレル・シリアル変換を行なって、Ｘ線画像データを生成する。
【００２２】
画像データ記憶部１２５は、画像データ生成部１２４によって生成された画像データを記憶する。画像処理部１２６は、画像データ記憶部１２５が記憶する画像データに対して各種画像処理を行う。画像処理部１２６が行なう画像処理については後に詳述する。
【００２３】
入力部１２２は、Ｘ線診断装置１００を操作する医師や技師等の操作者から各種指示を受け付ける。例えば、入力部１２２は、マウス、キーボード、ボタン、トラックボール、ジョイスティック等を有する。入力部１２２は、操作者から受け付けた指示を、システム制御部１２１に転送する。
【００２４】
表示部１２３は、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）や、画像データ記憶部１２５が記憶する画像データ等を表示する。例えば、表示部１２３は、モニタを有する。なお、表示部１２３は、複数のモニタを有しても良い。
【００２５】
システム制御部１２１は、Ｘ線診断装置１００全体の動作を制御する。例えば、システム制御部１２１は、入力部１２２から転送された操作者の指示に従ってＸ線高電圧装置１１１を制御し、Ｘ線管１１２に供給する電圧を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量や、Ｘ線照射のＯＮ／ＯＦＦを制御する。また、例えば、システム制御部１２１は、操作者の指示に従ってＣアーム・天板機構制御部１１９を制御し、Ｃアーム１１５の回転や移動、天板１１４の移動を調整する。また、例えば、システム制御部１２１は、操作者の指示に従って絞り制御部１２０を制御し、Ｘ線絞り装置１１３が有する絞り羽根の開度を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の照射範囲を制御する。
【００２６】
また、システム制御部１２１は、操作者の指示に従って、画像データ生成部１２４による画像データ生成処理や、画像処理部１２６による画像処理等を制御する。また、システム制御部１２１は、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩや画像データ記憶部１２５が記憶する画像データなどを、表示部１２３のモニタに表示するように制御する。
【００２７】
第１の実施形態に係るシステム制御部１２１は、取得部１２１Ａと、投影像生成部１２１Ｂと、位置合わせ部１２１Ｃと、重畳画像生成部１２１Ｄとを備える。なお、システム制御部１２１が備える各部が行う処理については後述する。
【００２８】
インターフェース部１２７は、院内ＬＡＮ５、Ｘ線診断装置１００、Ｘ線ＣＴ装置１０、画像保管装置２０及び画像処理装置３０に対するインターフェースである。例えば、本実施形態に係るインターフェース部１２７は、Ｘ線ＣＴ装置１０が出力した出力データを受信し、受信した出力データをシステム制御部１２１が有する取得部１２１Ａに転送する。
【００２９】
以上、第１の実施形態に係る画像処理システムの全体構成について説明した。かかる構成において、第１の実施形態に係る画像処理システムは、Ｘ線画像データ及びＸ線ＣＴ画像データを重畳表示する場合に、より精度の高い位置合わせを可能にする。
【００３０】
ところで、従来、Ｘ線画像データ及びＸ線ＣＴ画像データの位置合わせにおいては、関心領域の周囲にある特徴的な構造物や造影により得られる血管や心臓内腔の形状が特徴点として用いられる。このため、適切な特徴点が得られれば高精度に位置合わせできるものの、得られなければ精度が低くなる場合がある。
【００３１】
位置合わせの精度が低い場合の一例として、経カテーテル大動脈弁置換術（ＴＡＶＲ：Transcatheter  Aortic  Valve  Replacement）におけるＸ線画像データ及びＸ線ＣＴ画像データの重畳表示が挙げられる。このＴＡＶＲは、大動脈弁狭窄症等の患者に対してカテーテルを用いて人工弁を埋め込む手術であって、低侵襲な大動脈弁置換術である。ＴＡＶＲでは、Ｘ線画像データのみで医師が大動脈弁の位置を認識することが困難であるため、Ｘ線画像データにＸ線ＣＴ画像データを重畳表示できれば有用である。
【００３２】
しかしながら、ＴＡＶＲの場合、Ｘ線画像上で認識できる大動脈弁の周辺臓器に乏しいため、精度良く位置合わせを行うことが難しかった。また、大動脈弁の付近には、バルサルバ洞と呼ばれる特徴的な血管構造が存在するものの、血流の向きの関係上、バルサルバ洞には造影剤が入りにくく、入ったとしても一様に広がらないため、その形状を認識するのが難しい。このため、造影剤を用いたとしても、精度良く位置合わせを行うことが難しかった。
【００３３】
そこで、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、バルサルバ洞まで挿入されたピッグテールカテーテルを含むＸ線画像データを撮影し、これを予め撮像したＸ線ＣＴ画像データのバルサルバ洞と位置合わせする。このピッグテールカテーテルは、その先端が円構造であり、バルサルバ洞の内壁に密着可能である。これにより、Ｘ線診断装置１００は、より精度の高い位置合わせを可能にする。
【００３４】
具体的には、Ｘ線診断装置１００において、画像データ生成部１２４は、ピッグテールカテーテルがバルサルバ洞に挿入された被検体を透過したＸ線に基づいて、バルサルバ洞を含むＸ線画像データを生成する。取得部１２１Ａは、Ｘ線ＣＴ画像データを取得する。投影像生成部１２１Ｂは、Ｘ線ＣＴ画像データに基づいて、Ｘ線画像データの撮影方向と略同一の方向から投影した投影像データを生成する。位置合わせ部１２１Ｃは、Ｘ線画像データにおけるピッグテールカテーテルの形状と、投影像データにおけるバルサルバ洞の輪郭とを用いて、Ｘ線画像データ及び投影像データの位置合わせを行う。重畳画像生成部１２１Ｄは、Ｘ線画像データと、Ｘ線ＣＴ画像データに基づく画像（例えば、レンダリング画像）とを重畳させた重畳画像データを生成する。
【００３５】
図３を用いて、ＴＡＶＲにおけるＸ線画像データ及びＸ線ＣＴ画像データの重畳表示について、より精度の高い位置合わせを実現する場合を説明する。図３は、第１の実施形態に係る画像処理システムにおける処理の一例を示すフローチャートである。図３において、ステップＳ１０５〜ステップＳ１１１の処理はＴＡＶＲにおける画像処理システムの処理に対応し、ステップＳ１０１〜Ｓ１０４の処理は事前に行われる処理に対応する。なお、図３では、ＴＡＶＲが行われる場合の画像処理システムの処理を説明するが、実施形態はこれに限定されるものではなく、Ｘ線画像データ及び３次元医用画像データが位置合わせされる際に広く適用可能である。
【００３６】
以下の説明では、図４〜図９を参照しつつ、画像処理システムの処理を説明する。図４は、Ｘ線ＣＴ画像データに基づくレンダリング画像の一例を示す図である。図５は、ＴＡＶＲにおいて撮影されるＸ線画像データの一例を示す図である。図６は、ピッグテールカテーテルについて説明するための図である。図７Ａ及び図７Ｂは、ピッグテールカテーテルの形状の検出について説明するための図である。図８は、Ｘ線ＣＴ画像データに基づく投影像データの一例を示す図である。図９は、重畳画像データの一例を示す図である。
【００３７】
図３に示すように、例えば、Ｘ線ＣＴ装置１０は、造影ＣＴＡ（Computed  Tomography  Angiography）撮影を行う（ステップＳ１０１）。例えば、医師は、ＴＡＶＲを行う数時間〜数日前に、被検体の大動脈弁を含む領域（例えば心臓上部）の造影ＣＴＡ撮影を行う旨のオーダを出す。このオーダに従い、検査技師は、Ｘ線ＣＴ装置１０を用いて被検体の心臓上部の造影ＣＴＡ撮影行う。これにより、被検体の心臓上部のＸ線ＣＴ画像データが生成され、画像保管装置２０に格納される。そして、Ｘ線診断装置１００において、取得部１２１Ａは、Ｘ線診断装置１００の操作者により指定されたＸ線ＣＴ画像データを画像保管装置２０（若しくはＸ線ＣＴ装置１０）から取得する。
【００３８】
次に、Ｘ線診断装置１００は、Ｘ線ＣＴ装置１０によって生成されたＸ線ＣＴ画像データから大動脈を抽出する（ステップＳ１０２）。例えば、Ｘ線診断装置１００は、取得したＸ線ＣＴ画像データに対して、セグメンテーションや閾値処理等の公知の技術を適用することで、図４に例示するように、大動脈を抽出する。なお、図４に例示のレンダリング画像４０は、Ｘ線ＣＴ画像データに対してボリュームレンダリング処理を行って立体的に表示された画像であり、心臓上部から伸びる大動脈のうち大動脈弁を含む領域を抜き出したものである。レンダリング画像４０の下方において、大動脈から隆起した部位がバルサルバ洞に対応する。
【００３９】
続いて、Ｘ線診断装置１００は、大動脈弁の位置を判定する（ステップＳ１０３）。例えば、Ｘ線診断装置１００は、大動脈が抽出されたＸ線ＣＴ画像データに対して、複数の特徴点を用いたパターンマッチング等の公知の技術を適用することで、大動脈弁の位置を判定する。なお、ここで判定された大動脈弁の位置は、操作者（例えば医師）の判断で適宜調整されて良い。また、パターンマッチング等の技術を用いることなく、医師がＸ線ＣＴ画像データの断面を閲覧して大動脈弁の位置を判断しても良い。
【００４０】
そして、Ｘ線診断装置１００は、大動脈弁の位置を示す表示マーカ４１を生成する（ステップＳ１０４）。なお、図４の例では説明の都合上、大動脈弁の位置を表す線分で表示マーカ４１を示したが、これに限定されるものではない。例えば、表示マーカ４１は、大動脈弁の中心を通る面状のマーカであっても良いし、大動脈弁を含む領域を囲む立方体状のマーカであっても良い。
【００４１】
以上、ＴＡＶＲに先だって行われる処理について説明した。次に、ＴＡＶＲが行われる際の処理について説明する。
【００４２】
Ｘ線診断装置１００において、画像データ生成部１２４は、Ｘ線画像データを撮影する（ステップＳ１０５）。例えば、ＴＡＶＲにおいて、医師は、大動脈弁を撮影しやすい位置及び角度にＣアーム１１５を固定し、心臓上部の撮影を行う。これにより、画像データ生成部１２４は、図５に例示するように、大動脈弁を含む領域のＸ線画像データ５０を生成する。ここで、大動脈と心臓の結合部にある隆起構造がバルサルバ洞である。なお、図５の例では説明の都合上、大動脈及び心臓（左心室、左心房）を線図で示したが、これらの組織のみが図示のように明確に撮影されることは稀であり、実際には他の周辺組織を含む透過像が得られる。また、このＸ線画像データ５０の撮影は、このタイミングのみならず、任意のタイミングで適宜繰り返されるものである。例えば、医師は、カテーテルや人工弁等のデバイスが大動脈弁付近に到達したか確認するために、デバイスを徐々に挿入しながら数回に分けてＸ線画像データ５０を撮影する。
【００４３】
続いて、医師は、ピッグテールカテーテル６０をバルサルバ洞へ挿入する（ステップＳ１０６）。図６に例示するように、ピッグテールカテーテル６０は、その先端部６１が豚の尻尾のように１周分湾曲した形状（ピッグテール形状）である。この先端部６１は、カテーテルの内針が挿入された状態では直線形状であるが、内針を抜去することでピッグテール形状となる。この先端部６１は、適度な柔軟性を有し、血管の内壁に密着（フィット）する性質を有する。例えば、医師は、被検体の上腿からピッグテールカテーテル６０を挿入する。そして、医師は、ピッグテールカテーテル６０がバルサルバ洞に到達した段階で内針を抜去して、その先端部６１をバルサルバ洞の内壁に密着させる。なお、ここで言う密着とは、先端部６１の全てが完全に密着することを意味するのではなく、以下の処理に影響の無い範囲内であれば、その一部が密着していなくても良い。
【００４４】
そして、画像データ生成部１２４は、Ｘ線画像データ上でピッグテールカテーテル６０の形状を検出する（ステップＳ１０７）。例えば、医師は、ピッグテールカテーテル６０がバルサルバ洞へ挿入された状態で、Ｘ線画像データ５０を撮影する。これにより、画像データ生成部１２４は、図７Ａに例示するように、ピッグテールカテーテル６０の投影像を含むＸ線画像データ５０を生成する。そして、画像データ生成部１２４は、低信号（画像の黒い部分）を識別するための閾値を用いた閾値処理や、管状（Tube状）の構造物を抽出するVesselness  filterを用いることで、ピッグテールカテーテル６０を抽出する。そして、画像データ生成部１２４は、ピッグテールカテーテル６０の挿入前後の画像で差分処理（図７ＡのＸ線画像データ５０と図５のＸ線画像データ５０との差分を求める処理）を行うことで、図７Ｂに例示するように、ピッグテールカテーテル６０のみを抽出した差分画像データ７０を生成する。なお、差分処理の対象となる２つの画像データは、同じ角度で撮影された画像である。
【００４５】
そして、投影像生成部１２１Ｂは、Ｘ線ＣＴ画像データに基づいて、Ｘ線画像データ５０の撮影方向と略同一の方向から投影した投影像データを生成する（ステップＳ１０８）。例えば、投影像生成部１２１Ｂは、Ｃアーム・天板機構制御部１１９から撮影時のＣアーム１１５の位置及び角度を取得する。そして、投影像生成部１２１Ｂは、取得したＣアーム１１５の位置及び角度から被検体に対する撮影方向を推定し、推定した撮影方向からＸ線ＣＴ画像データを投影した投影像データ８０を生成する（図８参照）。なお、投影像データ８０は、造影ＣＴＡ撮影により得られたＸ線ＣＴ画像データに基づく画像データであるので、位置合わせ処理可能な程度の輪郭が描出されている。また、ここで言う略同一とは、被検体に対する撮影方向が完全に同一であることに限らず、処理に影響の無い範囲で多少のずれが許容されることを意味する。
【００４６】
そして、位置合わせ部１２１Ｃは、Ｘ線画像データ５０におけるピッグテールカテーテル６０の形状と、投影像データ８０におけるバルサルバ洞の輪郭とを用いて、Ｘ線画像データ５０及び投影像データ８０の位置合わせを行う（ステップＳ１０９）。例えば、位置合わせ部１２１Ｃは、まず、Ｘ線画像データ５０及び投影像データ８０について、両画像データの特徴点を相互に参照する処理（相互相関）等の公知の技術を適用することで、初期の位置合わせを行う。これにより、位置合わせ部１２１Ｃは、Ｘ線画像データ５０の座標と、投影像データ８０の座標とを対応づける。なお、この初期の位置合わせにおいて、投影像データ８０については位置合わせ処理可能な程度の輪郭が描出されているものの、Ｘ線画像データ５０（図５参照）については他の周辺組織を含む透過像であるため、位置合わせの精度が十分ではない。そこで、位置合わせ部１２１Ｃは、初期の位置合わせを行った後に、ピッグテールカテーテル６０の投影像を用いた位置合わせを行う。
【００４７】
具体的には、位置合わせ部１２１Ｃは、バルサルバ洞の特徴のパターンを記憶する。そして、位置合わせ部１２１Ｃは、このパターンを用いて投影像データ８０からバルサルバ洞を含む大動脈部の輪郭を抽出する。そして、位置合わせ部１２１Ｃは、抽出した投影像データ８０における大動脈部の輪郭と、差分画像データ７０に描出されたピッグテールカテーテル６０の先端の円構造とを位置合わせする。ここで、ピッグテールカテーテル６０の先端部６１は、大動脈部のバルサルバ洞の内壁に密着しているので、大動脈部の輪郭と略一致する。これにより、位置合わせ部１２１Ｃは、初期の位置合わせによって対応づけられたＸ線画像データ５０の座標と投影像データ８０の座標とを補正する。なお、上記の位置合わせ部１２１Ｃの処理は一例に過ぎず、これに限定されるものではない。例えば、位置合わせ部１２１Ｃは、初期の位置合わせを行わず、ピッグテールカテーテル６０の投影像を用いた位置合わせのみを行う場合であっても良い。
【００４８】
そして、重畳画像生成部１２１Ｄは、重畳画像データを生成する（ステップＳ１１０）。例えば、重畳画像生成部１２１Ｄは、図４に示したレンダリング画像４０及び表示マーカ４１の座標を、同じくＸ線ＣＴ画像データから生成された投影像データ８０の座標を用いることで、Ｘ線画像データ５０の座標と対応づける。そして、重畳画像生成部１２１Ｄは、図９に例示するように、Ｘ線画像データ５０上の対応する位置に、レンダリング画像４０及び表示マーカ４１を重畳させた重畳画像データ９０を生成する。なお、図９は一例に過ぎず、例えば、レンダリング画像４０及び表示マーカ４１のいずれか一方のみがＸ線画像データ５０上に重畳されても良い。また、例えば、レンダリング画像４０及び表示マーカ４１に限らず、Ｘ線ＣＴ画像データに基づく画像であれば重畳可能である。
【００４９】
そして、重畳画像生成部１２１Ｄは、重畳画像データ９０を表示させる（ステップＳ１１１）。例えば、重畳画像生成部１２１Ｄは、Ｘ線診断装置１００の表示部１２３やインターフェース部１２７を介して接続された表示端末（図示せず）に図９に例示の重畳画像データ９０を送信し、表示させる。
【００５０】
このように、第１の実施形態に係る画像処理システムは、ＴＡＶＲにおけるＸ線画像データ及びＸ線ＣＴ画像データの重畳表示について、より精度の高い位置合わせを実現する。なお、上述したように、Ｘ線画像データ５０の撮影は、適宜繰り返されるものである。このため、Ｘ線診断装置１００は、Ｘ線画像データ５０の再撮影が行われるごとに、上記のステップＳ１０８〜Ｓ１１１の処理を再度実行して、現在のＸ線画像データ５０上にレンダリング画像４０や表示マーカ４１を重畳させる。
【００５１】
なお、図３は一例に過ぎない。例えば、上記の処理手順は、処理内容が矛盾しない範囲で適宜変更可能である。一例としては、投影像データ８０を生成する処理であるステップＳ１０８の処理は、Ｃアーム１１５の位置及び角度が決まってから（ステップＳ１０５の処理後）、位置合わせが行われるまで（ステップＳ１０９の処理前）の間であれば、任意のタイミングで実行されて良い。
【００５２】
上述してきたように、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、ピッグテールカテーテル６０がバルサルバ洞に挿入された被検体を透過したＸ線に基づいて、バルサルバ洞を含むＸ線画像データ５０を生成する。Ｘ線診断装置１００は、Ｘ線ＣＴ画像データを取得する。Ｘ線診断装置１００は、取得したＸ線ＣＴ画像データに基づいて、Ｘ線画像データ５０の撮影方向と略同一の方向から投影した投影像データ８０を生成する。Ｘ線診断装置１００は、Ｘ線画像データ５０におけるピッグテールカテーテル６０の形状と、投影像データ８０におけるバルサルバ洞の輪郭とを用いて、Ｘ線画像データ５０及び投影像データ８０の位置合わせを行う。Ｘ線診断装置１００は、Ｘ線画像データ５０と、Ｘ線ＣＴ画像データに基づく画像（例えば、レンダリング画像）とを重畳させた重畳画像データ９０を生成する。これによれば、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、より精度の高い位置合わせを可能にする。例えば、Ｘ線診断装置１００は、ＴＡＶＲに適用することで、医師によるＴＡＶＲの手技を安全かつ正確に行わせることを可能にする。
【００５３】
（その他の実施形態）
さて、これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されて良いものである。
【００５４】
例えば、上記の実施形態では、Ｘ線画像データ５０上に、Ｘ線ＣＴ画像データに基づく画像を重畳表示させる場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、Ｘ線画像データ５０と位置合わせされる画像データは、ＭＲＩ装置や超音波診断装置等、他の医用画像診断装置によって撮像された３次元医用画像データであっても良い。これにより、各種の医用画像診断装置によって撮像された３次元医用画像データであっても、Ｘ線画像データ５０上に重畳表示可能となる。
【００５５】
また、例えば、上記の実施形態では、バルサルバ洞に挿入されたピッグテールカテーテル６０の投影像を用いて位置合わせを行う場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、被検体に挿入されるものはピッグテールカテーテル６０に限らず、被検体の体外から挿入可能な医療器具であれば良いし、医療器具が挿入される部位はバルサルバ洞に限らず、如何なる部位であっても良い。ただし、医療器具が挿入される部位は、その周囲の組織とは異なる特徴的な構造を有することが好ましい。また、医療器具は、柔軟性及び特徴的な形状（ピッグテール形状等）の少なくとも一方を有することが好ましい。また、医療器具は、挿入される部位の輪郭の少なくとも一部に接触可能であることが好ましい。
【００５６】
また、例えば、上記の実施形態では、ＴＡＶＲにおける位置合わせに適用される場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、手術に限らず、医師や読影医による診断が行われる場合等、Ｘ線画像データ及び他の３次元医用画像データを重畳表示する場合に広く適用可能である。
【００５７】
また、上述した処理は、ワークステーションやＰＣ等の画像処理装置３０によって実行される場合であっても良い。この場合、例えば、画像処理装置３０は、システム制御部１２１が備える各部を有する。そして、画像処理装置３０において、取得部１２１Ａは、医療器具が所定の部位に挿入された被検体が撮影されたＸ線画像データと、その部位が撮像された３次元医用画像データとを取得する。そして、投影像生成部１２１Ｂは、３次元医用画像データに基づいて、Ｘ線画像データの撮影方向と略同一の方向から投影した投影像データを生成する。そして、位置合わせ部１２１Ｃは、Ｘ線画像データにおける医療器具の形状と、投影像データにおける部位の輪郭とを用いて、Ｘ線画像データ及び投影像データの位置合わせを行う。そして、重畳画像生成部１２１Ｄは、Ｘ線画像データと、３次元医用画像データに基づく画像とを重畳させた重畳画像データを生成する。
【００５８】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、より精度の高い位置合わせを可能にする。
【００５９】
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である。
【符号の説明】
【００６０】
１００      Ｘ線診断装置
１２１Ａ      取得部
１２１Ｂ      投影像生成部
１２１Ｃ      位置合わせ部
１２１Ｄ      重畳画像生成部
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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