(57)【要約】【課題】患者へのカテーテルの挿入回数を減らすこと。カテーテル検査の時間を短縮すること。【解決手段】被検体を撮影して得た３次元画像データから観察対象となる血管部の画像データを抽出する冠動脈抽出部７１、抽出された血管部の３次元画像を表示可能な表示部８３、抽出された血管部の３次元画像をユーザの指定した表示角度で表示部に表示する表示方向設定部７８、抽出された血管部にカテーテルを挿入したときのカテーテルの位置と進行方向を管理するカテーテル位置管理部７３、カテーテル先端位置オーバーレイを作成するオーバーレイ作成部７６、病変部情報を算出する病変部情報算出部７９、病変部情報オーバーレイを作成する病変部情報オーバーレイ作成部８０等を備える。【選択図】        図４
2009160205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を撮影して得た３次元画像データから観察対象となる血管部の画像データを抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された画像データから病変部情報を算出する病変部情報算出手段と、
前記病変部情報算出手段により算出された病変部情報に基づいて病変部情報オーバーレイを作成する病変部情報オーバーレイ作成手段と、
前記抽出手段により抽出された画像データから作成された画像の病変部上に前記病変部情報オーバーレイ作成手段により作成された病変部情報オーバーレイを重ねて表示する表示手段と、
を備えたことを特徴とする医療支援装置。
【請求項２】
前記表示手段は、病変部の性状に基づいて病変部情報オーバーレイを変えて表示することを特徴とする請求項１に記載の医療支援装置。
【請求項３】
前記表示手段は、病変部の性状に基づいて病変部情報オーバーレイの色を変えて表示することを特徴とする請求項２に記載の医療支援装置。
【請求項４】
被検体を撮影して得た３次元画像データから観察対象となる血管部の画像データを抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された画像データから病変部情報を算出する病変部情報算出手段と、
前記病変部情報算出手段により病変部情報が算出された病変部の直交断面画像を表示する際に該病変部情報を表示する表示手段と、
を備えたことを特徴とする医療支援装置。
【請求項５】
被検体を撮影して得た３次元画像データから観察対象となる血管部の画像データを抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された血管部にカテーテルを挿入したときのカテーテルの進行をシミュレートするシミュレート手段と、
前記シミュレート手段によりシミュレートされたカテーテルの先端位置を示すオーバーレイを前記血管部のＣＰＲ画像又はＳＰＲ画像に重ねて表示するシミュレーション画像表示手段と、
を備えたことを特徴とする医療支援装置。
【請求項６】
被検体を撮影して得た３次元画像データから観察対象となる血管部の画像データを抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された血管部の直交断面画像に断面位置の変更に用いられる断面位置変更オーバーレイを重ねて表示する直交断面画像表示手段と、
を備えたことを特徴とする医療支援装置。
【請求項７】
前記直交断面画像表示手段により表示された直交断面画像の断面位置を示すオーバーレイを前記血管部のＣＰＲ画像又はＳＰＲ画像に重ねて表示するＭＰＲ画像表示手段をさらに備えたことを特徴とする請求項６に記載の医療支援装置。
【請求項８】
被検体を撮影して得た３次元画像データから観察対象となる血管部の画像データを抽出する抽出手順と、
前記抽出手順により抽出された画像データから病変部情報を算出する病変部情報算出手順と、
前記病変部情報算出手順により算出された病変部情報に基づいて病変部情報オーバーレイを作成する病変部情報オーバーレイ作成手順と、
前記抽出手順により抽出された画像データから作成された画像の病変部上に前記病変部情報オーバーレイ作成手順により作成された病変部情報オーバーレイを重ねて表示する表示手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする医療支援プログラム。
【請求項９】
被検体を撮影して得た３次元画像データから観察対象となる血管部の画像データを抽出する抽出手順と、
前記抽出手順により抽出された画像データから病変部情報を算出する病変部情報算出手順と、
前記病変部情報算出手順により病変部情報が算出された病変部の直交断面画像を表示する際に該病変部情報を表示する表示手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする医療支援プログラム。
【請求項１０】
被検体を撮影して得た３次元画像データから観察対象となる血管部の画像データを抽出する抽出手順と、
前記抽出手順により抽出された血管部にカテーテルを挿入したときのカテーテルの進行をシミュレートするシミュレート手順と、
前記シミュレート手順によりシミュレートされたカテーテルの先端位置を示すオーバーレイを前記血管部のＣＰＲ画像又はＳＰＲ画像に重ねて表示するシミュレーション画像表示手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする医療支援プログラム。
【請求項１１】
被検体を撮影して得た３次元画像データから観察対象となる血管部の画像データを抽出する抽出手順と、
前記抽出手順により抽出された血管部の直交断面画像に断面位置の変更に用いられる断面位置変更オーバーレイを重ねて表示する直交断面画像表示手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする医療支援プログラム。
【請求項１２】
Ｘ線管と放射線検出器を対向配置し、被検体にＸ線を照射して該放射線検出器で検出した画像データを収集する撮影手段と、
前記撮影手段で収集された画像データを再構成し、前記被検体を異なる複数の角度方向から見たときの複数の３次元画像データを取得する再構成処理手段と、
前記複数の３次元画像データから観察対象となる血管部の画像データを抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された血管部にカテーテルを挿入したときのカテーテルの進行をシミュレートするシミュレート手段と、
前記シミュレート手段によりシミュレートされたカテーテルの先端位置を示すオーバーレイを前記血管部のＣＰＲ画像又はＳＰＲ画像に重ねて表示するシミュレーション画像表示手段と、
を備えたことを特徴とする放射線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療において、特に被検体にカテーテルを挿入して各種疾患の検査・治療を行う際に、シミュレーション画像又はガイド画像を表示してユーザ（医師、技師、オペレータ等）を支援し、カテーテル検査の回数を減らすとともに、検査時間を短縮することができる医療支援装置及び医療支援プログラムに関する。また、医療支援装置を適用したＸ線ＣＴ装置、Ｘ線循環器診断装置等の放射線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
虚血性心疾患の診断等では、外科的な手術に比べて侵襲性が低いカテーテルを用いた検査又は治療が行われている。カテーテル検査／治療では、被検体の冠動脈にカテーテルを挿入して造影剤を注入し、この被検体にＸ線を照射することで得られた冠動脈の２次元透視像を見ながら病変部（血管の狭窄箇所等）を検索するようにしている。
【０００３】
そして、検索された病変部には、ステントを留置して狭窄箇所を拡張する治療が行われている。ステントは血管内の狭窄箇所に挿入され、バルーン付きのカテーテルを使用してステントを拡張することで血管径を維持するものである。また、上記検査は、病変検索時や治療時のほかに、治療後に経過確認や病変進行を確認する際にも行われ、複数回実施されるのが一般的である。
【０００４】
しかしながら、カテーテル検査／治療は外科的な手術に比べて侵襲性が低いと言われているが、カテーテル操作やステント留置（拡張操作）が原因で合併症を発症することがあるため、検査回数を少しでも減らすことが望まれている。
【０００５】
また、検査／治療中は、造影剤を注入しながらＸ線を照射することによって２次元透視像を得て、それを見ながら診断が行われるが、照射角度によっては十分な情報が得られない場合があり、その都度、照射方向を変更して透視し直す必要がある。このため検査時間が長くなり、造影剤注入やＸ線被爆による患者（被検体）への負担も増加することになる。
【０００６】
尚、検査／治療中にＸ線の照射方向を変更するためには、術者は透視モニタを見て患部の位置を確認しては操作部を見て操作部を操作するといった作業を繰り返す必要がある。そこで、患者の画像とともに操作部の映像を透視モニタ上に表示することによって、術者の負担を軽減する医用画像診断装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、造影剤の投与による血管の撮影に関連して、Ｘ線ＣＴ装置において３Ｄボリューム画像上から造影血管領域である冠動脈のみを抽出する血管抽出アルゴリズムが、非特許文献１に記載されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−７３５７８号公報
【非特許文献１】O.  Wink,  W.  J.  Niessen,  M.  A.  Viergever,  "Fast  Delineation  and  Visualization  of  Vessels  in  3-D  Angiographic  Images",  IEEE  Trans.  Med.  Imaging,  Vol.19,  No.4,  p.337-346,  Apr.,  2000.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来、カテーテル検査／治療は、カテーテル操作やステント留置（拡張操作）が原因で合併症を発症することがあるため、検査回数を少しでも減らすことが望まれている。また、検査／治療中は、造影剤を注入しながらＸ線を照射して２次元透視像を得ているが、角度によっては十分な情報が得られない場合があり、その都度、照射方向を変更して透視し直す必要があるため、検査時間が長くなり、患者（被検体）への負担が増加していた。
【００１０】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、検査／治療前のシミュレーション機能及び検査／治療中のガイド機能を備えることにより、カテーテル検査回数を減らすとともに、検査時間を短縮することができる医療支援装置、医療支援及び放射線撮影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】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１記載の本発明は、被検体を撮影して得た３次元画像データから観察対象となる血管部の画像データを抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された画像データから病変部情報を算出する病変部情報算出手段と、前記病変部情報算出手段により算出された病変部情報に基づいて病変部情報オーバーレイを作成する病変部情報オーバーレイ作成手段と、前記抽出手段により抽出された画像データから作成された画像の病変部上に前記病変部情報オーバーレイ作成手段により作成された病変部情報オーバーレイを重ねて表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４記載の本発明は、被検体を撮影して得た３次元画像データから観察対象となる血管部の画像データを抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された画像データから病変部情報を算出する病変部情報算出手段と、前記病変部情報算出手段により病変部情報が算出された病変部の直交断面画像を表示する際に該病変部情報を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５記載の本発明は、被検体を撮影して得た３次元画像データから観察対象となる血管部の画像データを抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された血管部にカテーテルを挿入したときのカテーテルの進行をシミュレートするシミュレート手段と、前記シミュレート手段によりシミュレートされたカテーテルの先端位置を示すオーバーレイを前記血管部のＣＰＲ画像又はＳＰＲ画像に重ねて表示するシミュレーション画像表示手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６記載の本発明は、被検体を撮影して得た３次元画像データから観察対象となる血管部の画像データを抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された血管部の直交断面画像に断面位置の変更に用いられる断面位置変更オーバーレイを重ねて表示する直交断面画像表示手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項８記載の本発明は、被検体を撮影して得た３次元画像データから観察対象となる血管部の画像データを抽出する抽出手順と、前記抽出手順により抽出された画像データから病変部情報を算出する病変部情報算出手順と、前記病変部情報算出手順により算出された病変部情報に基づいて病変部情報オーバーレイを作成する病変部情報オーバーレイ作成手順と、前記抽出手順により抽出された画像データから作成された画像の病変部上に前記病変部情報オーバーレイ作成手順により作成された病変部情報オーバーレイを重ねて表示する表示手順と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項９記載の本発明は、被検体を撮影して得た３次元画像データから観察対象となる血管部の画像データを抽出する抽出手順と、前記抽出手順により抽出された画像データから病変部情報を算出する病変部情報算出手順と、前記病変部情報算出手順により病変部情報が算出された病変部の直交断面画像を表示する際に該病変部情報を表示する表示手順と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項１０記載の本発明は、被検体を撮影して得た３次元画像データから観察対象となる血管部の画像データを抽出する抽出手順と、前記抽出手順により抽出された血管部にカテーテルを挿入したときのカテーテルの進行をシミュレートするシミュレート手順と、前記シミュレート手順によりシミュレートされたカテーテルの先端位置を示すオーバーレイを前記血管部のＣＰＲ画像又はＳＰＲ画像に重ねて表示するシミュレーション画像表示手順と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１１記載の本発明は、被検体を撮影して得た３次元画像データから観察対象となる血管部の画像データを抽出する抽出手順と、前記抽出手順により抽出された血管部の直交断面画像に断面位置の変更に用いられる断面位置変更オーバーレイを重ねて表示する直交断面画像表示手順と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１２記載の本発明は、Ｘ線管と放射線検出器を対向配置し、被検体にＸ線を照射して該放射線検出器で検出した画像データを収集する撮影手段と、前記撮影手段で収集された画像データを再構成し、前記被検体を異なる複数の角度方向から見たときの複数の３次元画像データを取得する再構成処理手段と、前記複数の３次元画像データから観察対象となる血管部の画像データを抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された血管部にカテーテルを挿入したときのカテーテルの進行をシミュレートするシミュレート手段と、前記シミュレート手段によりシミュレートされたカテーテルの先端位置を示すオーバーレイを前記血管部のＣＰＲ画像又はＳＰＲ画像に重ねて表示するシミュレーション画像表示手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１、４、５、６、８、９、１０、１１又は１２記載の本発明によれば、カテーテル検査の回数を減らすとともに、検査時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る医療支援装置、医療支援方法及び放射線撮影装置の好適な実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１は本発明の医療支援装置が適用された医用システムを示すシステム構成図である。図１の医用システムは、放射線撮影装置として、Ｘ線ＣＴ装置１００、Ｘ線循環器診断装置２００等のモダリティを有する。これらモダリティは、ネットワークＮＷに接続され、このネットワークＮＷには医用画像情報（画像データや付帯情報を含む）を保管する医用画像サーバ３００が接続されている。さらに、ネットワークＮＷには、画像観察端末(ビューア)４００、入出力端末５００等が接続されている。
【００２３】
Ｘ線ＣＴ装置１００、Ｘ線循環器診断装置２００は、被検体を撮影して画像データを生成するものである。画像データは、医用画像サーバ３００に保管される。また、画像観察端末４００は医用画像サーバ３００に保管された画像データや患者情報を取り込んで処理し、各種の情報を表示するものである。また、入出力端末５００は、ネットワークＮＷ上の各装置にログインして情報の入出力を行うＰＣ（Personal  Computer）である。
【００２４】
図１のシステムにおいて、医師は入出力端末５００を利用して例えば放射線検査のオーダを出し、技師はオーダに基づきＸ線ＣＴ装置１００やＸ線循環器診断装置２００を操作して検査を実施する。Ｘ線ＣＴ装置１００等のモダリティで撮影された医用画像データは、医用画像サーバ３００に格納される。
【００２５】
また、医用画像データには、患者ＩＤ、患者名、年齢、性別、検査部位等の付帯情報が付されて医用画像サーバ３００に保存され、付帯情報を基に各種の検索が可能になっている。さらに、画像観察端末４００は、例えば医用画像リスト、患者リストの作成処理や、ユーザの要求によって画像データ等の各種情報を表示部に表示する。また、画像観察端末４００は、シミュレーション機能及びガイド機能を備え、ユーザが検査、治療を行う際の支援用の画像を表示部に表示する。
【００２６】
図２は、放射線撮影装置であるＸ線ＣＴ装置１００の一実施形態を示す構成図である。図２において、Ｘ線ＣＴ装置１００は、架台（ガントリ）１１を有し、この架台１１内には回転リング１２が設けられ、図示しない回転機構によって回転する。回転リング１２内には、有効視野領域内に載置された被検体Ｐに対してＸ線を発生するＸ線管１３が取り付けられている。
【００２７】
また、Ｘ線管１３に対向して放射線検出器１４が配置されており、回転リング１２の中心部分は開口して、そこに寝台の天板１５に載置された被検体Ｐが挿入される。被検体Ｐを透過したＸ線は放射線検出器１４で検出されて電気信号に変換され、データ収集部（以下ＤＡＳと称す）１６で増幅され、デジタルデータに変換される。尚、Ｘ線管１３と放射線検出器１４を含む部分は撮影部を構成する。
【００２８】
放射線検出器１４は、複数の検出器モジュールから構成されている。検出器モジュールは、それぞれシンチレータアレイ、フォトダイオードアレイから成る複数の検出素子アレイを含み、複数の検出器モジュールは、Ｘ線管１３の焦点を中心とした円弧に沿って配列される。
【００２９】
ＤＡＳ１６からのデジタルデータ（投影データ）は、データ伝送装置１７を介してコンピュータシステム２０に伝送される。また、架台１１には、架台駆動部１８及びスリップリング１９が設けられている。
【００３０】
コンピュータシステム２０はコンソールに設けられ、データ伝送装置１７からの投影データは、前処理部２１に供給される。前処理部２１は投影データに対してデータ補正等の前処理を行いバスライン２０１上に出力する。
【００３１】
バスライン２０１には、システム制御部２２、入力部２３、データ記憶部２４、再構成処理部２５、画像データ処理部２６、表示部２７等が接続されている。
【００３２】
システム制御部２２はホストコントローラとして機能し、コンピュータシステム２０の各部の動作や、架台駆動部１８及び高電圧発生部２８を制御する。データ記憶部２４は断層画像等のデータを記憶するものであり、再構成処理部２５は投影データから３Ｄ画像データを再構成する。画像データ処理部２６はデータ記憶部２４に保存されたデータ、又は再構成したあとの画像データを処理する。表示部２７は画像データ処理によって得られた画像等を表示する。
【００３３】
入力部２３はキーボード、マウス等を有し、ユーザによって操作され、データ処理する上で各種の設定を行う。また、患者の状態や検査方法等の各種情報を入力する。
【００３４】
高電圧発生部２８は、スリップリング１９を介してＸ線管１３に電力を供給し、Ｘ線の曝射に必要な電力（管電圧、管電流）を与える。Ｘ線管１３は、被検体Ｐの体軸方向に平行なスライス方向と、それに直交するチャンネル方向の２方向に広がるビームＸ線を発生する。
【００３５】
また、バスライン２０１には、ネットワークインターフェース（Ｉ／Ｆ）２９が設けられ、Ｘ線ＣＴ装置１００はネットワークＮＷ（図１）に接続可能になっており、Ｘ線ＣＴ装置１００によって撮影した画像データや再構成処理した画像データは、医用画像サーバ３００に格納される。
【００３６】
Ｘ線ＣＴ装置１００では、スキャン範囲を設定してボリュームスキャン（３Ｄスキャン）を行い、再構成処理部２５で再構成することでその範囲内の３Ｄ（３次元）画像を得ることができる。
【００３７】
また、Ｘ線ＣＴ装置１００では、血管等の器官の観察を目的として被検体に造影剤を投与して撮影することがある。造影剤の投与による血管の撮影では、造影血管のＸ線ＣＴ画像データが再構成され、さらにＸ線ＣＴ画像データから３Ｄ画像データが作成される。
【００３８】
３Ｄ画像データの作成方法としては、例えば、任意の方向に投影処理を行い投影経路中の最大値を表示する最大値投影法（ＭＩＰ：Maximum  Intensity  Projection）、又は最小値を投影する最小値投影法(Minimum  Intensity  Projection)、加算平均投影法(X-ray  Projection)がある。
【００３９】
造影血管の観察には、ＭＩＰにより作成された３Ｄ画像（ＭＩＰ画像）が頻繁に用いられる。また、画素値（ＣＴ値）や不透明度（オパシティ）を用いて立体感のある画像を再構成して可視化するＶＲ法（Volume  Rendering）やＳＶＲ法（Shaded  Volume  Rendering）も用いられている。ＳＶＲ法は、動態観察に適しており、例えば心臓の壁運動の動画を影付きで表示することができる。
【００４０】
図３は、本発明の放射線撮影装置であるＸ線循環器診断装置２００の一実施形態を示す構成図である。図３において、Ｘ線循環器診断装置２００は、被検体Ｐに対してＸ線を発生するためのＸ線発生部３０と、被検体Ｐを透過したＸ線を２次元的に検出するとともに検出結果に基づいてＸ線投影データを生成するＸ線検出部４０を備えている。
【００４１】
Ｘ線発生部３０は、Ｘ線管３１とＸ線絞り器３２を有するＸ線照射部と、高電圧制御部３３と高電圧発生器３４を有する高電圧発生部を備えている。Ｘ線管３１は、Ｘ線を発生する真空管であり、陰極（フィラメント）より放出された電子を高電圧により加速してタングステン陽極に衝突させＸ線を発生する。
【００４２】
Ｘ線検出部４０は、平面検出器４１と、平面検出器４１から読み出された電荷を電圧に変換する電荷・電圧変換器４２と、電荷・電圧変換器４２の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器４３と、平面検出器４１からライン単位でパラレルに読み出されデジタル変換されたＸ線投影データを時系列信号に変換するパラレル・シリアル変換器４４を備えている。
【００４３】
Ｘ線発生部３０と、Ｘ線検出部４０はアーム（Ｃアーム）５０に保持されており、アーム５０は、例えば被検体Ｐの体軸方向に移動可能であり、また、被検体Ｐの周囲を回転可能である。尚、Ｘ線発生部３０とＸ線検出部４０を含む部分は撮影部を構成する。
【００４４】
また、Ｘ線循環器診断装置２００は、移動機構部６０を備えている。移動機構部６０は、絞り移動制御部６１と機構制御部６２を有し、絞り移動制御部６１は、Ｘ線絞り器３２における絞り羽根等の移動制御を行い、機構制御部６２は、被検体Ｐを載置する天板５１を移動する天板移動機構６３や、撮像系を移動する撮像系移動機構６４の移動制御を行う。
【００４５】
さらに、Ｘ線循環器診断装置２００は、画像データ生成・記憶部５２、入力部５３、システム制御部５４、及びモニタ５５を備えている。画像データ生成・記憶部５２は、パラレル・シリアル変換器４４からのＸ線投影データに基づいて透視画像データの生成と保存を行ない、この画像データ生成・記憶部５２において生成された透視画像データをモニタ５５に表示する。
【００４６】
入力部５３は医師等のユーザが各種コマンドの入力等を行うもので、マウス、キーボード、トラックボール、ジョイスティック等の入力デバイスや、表示パネルあるいは各種スイッチ等を備えたインタラクティブなインターフェースを有する。また、システム制御部５４は、バスライン５６を介してＸ線循環器診断装置２００の各ユニットを統括的に制御する。
【００４７】
バスライン５６には、ネットワークインターフェース（Ｉ／Ｆ）５７が接続され、Ｘ線循環器診断装置２００はネットワークＮＷ（図１）に接続可能になっており、Ｘ線循環器診断装置２００によって撮影した画像データは、医用画像サーバ３００に格納可能である。
【００４８】
次に本発明の主要部の構成と機能について説明する。図４は、シミュレーション機能及びガイド機能を備えた医療支援装置７０を示すブロック図である。医療支援装置７０は、例えば画像観察端末４００内に設けられ、カテーテル検査／治療前のシミュレーションを行うものである。
【００４９】
図４において、７１は冠動脈抽出部であり、記憶装置８１に保存されている３次元（３Ｄ）画像データを読み込み、その画像データのＣＴ値に基づいて冠動脈（ＬＣＡ：左冠動脈、ＲＣＡ：右冠動脈）を抽出する。記憶装置８１は、Ｘ線ＣＴ装置１００で収集・再構成された３次元画像データを保存するものであり、図１の医用画像サーバ３００であっても良い。
【００５０】
冠動脈抽出部７１には冠動脈芯線算出部７２が接続され、冠動脈芯線算出部７２は、冠動脈抽出部７１で抽出された冠動脈の芯線を算出する。また、冠動脈芯線算出部７２は、カテーテル位置管理部７３に接続され、このカテーテル位置管理部７３には、カテーテル位置／方向算出部７４、カテーテル移動判別部７５が接続されている。
【００５１】
カテーテル位置管理部７３は、入力部８２、冠動脈芯線算出部７２、カテーテル位置／方向算出部７４、カテーテル移動判別部７５から提供された情報をもとに、現在のカテーテルの位置とカテーテルの進むべき方向を決定する。入力部８２は、例えばマウスやキーボードを有し、ユーザによって操作される。図では、マウス８２１を有する例を示している。
【００５２】
カテーテル位置管理部７３は、入力部８２からカテーテル位置／方向の更新要求があった場合、カテーテル移動判別部７５に判別情報を提供し、カテーテル移動判別部７５からカテーテル位置／方向の更新が可能か否かの情報を得る。
【００５３】
また、カテーテル位置管理部７３は、カテーテル移動判別部７５によってカテーテルの位置／方向の更新が可能と判断された場合、もしくは、カテーテル位置／方向が１度も設定されていない初期状態の場合には、カテーテル位置／方向算出部７４に算出情報を提供し、カテーテル位置／方向算出部７４から現在のカテーテル位置／方向の情報を得る。
【００５４】
カテーテル位置／方向算出部７４は、カテーテル位置管理部７３から提供された情報に基づいて、カテーテルの位置と方向を算出する。また、カテーテル移動判別部７５は、カテーテル位置管理部７３から提供された情報に基づいて、カテーテル位置／方向が更新（移動）可能か否か、つまりカテーテルの進行可否を判別する。
【００５５】
さらに、カテーテル位置管理部７３は、オーバーレイ作成部７６に接続され、オーバーレイ作成部７６は、冠動脈の３次元画像及びＭＰＲ画像上に表示するオーバーレイを作成する。３次元画像としては、例えばＩＰ（Intensity  Projection）やＳＶＲによる画像が用いられ、ＭＰＲ画像としては、例えばＣＰＲ（Curved  Planar  Reconstruction）画像やＳＰＲ（Stretched  ＣＰＲ，Cross  Section  Image）画像が用いられる。ＣＰＲ画像は、血管等をその中央に沿った曲面で切断するＭＰＲ画像であり、ＳＰＲ画像は、ＣＰＲ画像を展開した画像である。
【００５６】
オーバーレイとしては、カテーテルの位置や方向を示すもの、直交断面位置を示すもの、直交断面位置を変更するためのものが作成される。これら３次元画像とオーバーレイのデータは表示部８３に供給されて表示される。尚、オーバーレイの詳細については後述する。
【００５７】
セグメント作成部７７は、入力部８２から提供された情報及びカテーテル位置管理部７３からの情報に基づいて、冠動脈の３次元画像上に表示するステントのセグメントデータを作成する。表示方向設定部７８は、表示部８３を制御して冠動脈の３次元画像の表示角度を切り替える。医療支援装置７０では、ユーザに対して事前にＸ線ＣＴ装置１００で撮影した画像データを利用して、任意の角度から見た冠動脈の３次元画像を表示することができる。
【００５８】
病変部情報算出部７９は、冠動脈抽出部７１に接続され、冠動脈抽出部７１によって提供された情報に基づいて、病変部の情報を算出する。図５は、病変部情報算出部７９による病変部情報算出方法を説明するための説明図である。
【００５９】
同図に示すように、病変部情報算出部７９は、３次元画像データのＣＴ値に基づいて冠動脈の芯線（血管芯線）９１ａを算出し、算出した血管芯線９１ａのデータ及びＣＴ値に基づいて血管内壁９１ｂを算出する。そして、病変部情報算出部７９は、血管芯線９１ａ及び血管内壁９１ｂのデータに基づいて芯線周りの推定正常血管内壁９１ｃを算出し、血管内壁９１ｂと推定正常血管内壁９１ｃの差分領域を病変部（プラーク領域）９１ｄとして算出する。尚、冠動脈の血管芯線、血管内壁、推定正常血管内壁を算出する方法の詳細については、特開２００４−２８３３７３に記載されている。
【００６０】
病変部情報オーバーレイ作成部８０は、病変部情報算出部７９に接続され、病変部情報算出部７９によって算出された情報に基づいて、冠動脈の３次元画像及びＭＰＲ画像上に表示する病変部情報オーバーレイなどを作成し、表示部８３へ提供する。表示部８３は３次元画像、ＭＰＲ画像、オーバーレイなどを表示する。
【００６１】
尚、冠動脈抽出部７１、冠動脈芯線算出部７２、カテーテル位置管理部７３、カテーテル位置／方向算出部７４、カテーテル移動判別部７５、オーバーレイ作成部７６、セグメント作成部７７、表示方向設定部７８、病変部情報算出部７９、病変部情報オーバーレイ作成部８０はシミュレーション画像を生成するシミュレーション画像生成部７０ａを構成する。また、このシミュレーション画像生成部７０ａは、ソフトウェアによって実現することもできる。
【００６２】
次に、医療支援装置７０の動作を図６のフローチャートを参照して説明する。図６は、Ｘ線ＣＴ画像データから冠動脈を抽出し、抽出した冠動脈の画像を利用してカテーテル検査のシミュレーションを行う手順を示すものである。
【００６３】
シミュレーション画像は、血管内の状況に合わせてカテーテルの進行具合を表示するものであり、カテーテルの先端部を回転させたりしながら病変部（例えば血管の狭窄箇所）まで進行させ、病変部に到達した時点でセグメント（ステント）を表示する。
【００６４】
図６のステップＳ１では、まず、被検体Ｐの造影血管画像を収集するために、Ｘ線ＣＴ装置１００において造影剤投与を伴うスキャンが実行され、被検体Ｐの３次元画像データが再構成される。再構成された３次元画像データは記憶装置８１に保存される。
【００６５】
ステップＳ２では、記憶装置８１に保存された３次元画像データを読み出し、３次元画像（３Ｄ投影画像および３Ｄボリューム画像）が表示部８３に表示される。３Ｄ投影画像としては、最大値投影法、最小値投影法又は加算平均投影法を切換えて表示することが可能である。一方、３Ｄボリューム画像としては、影付きボリュームレンダリング画像（ＳＶＲ画像）を表示するものとする。
【００６６】
表示された３Ｄ投影画像および３Ｄボリューム画像には、造影血管とともにシミュレーション上、削除すべき領域が含まれる。また、３Ｄ投影画像は、３Ｄボリューム画像で表示されている領域を投影画像として表示するものとする。そのため、３Ｄボリューム画像に対して領域抽出などのセグメント処理が実行された場合、必然的に３Ｄ投影画像の表示も更新される。
【００６７】
次のステップＳ３では、画像データのＣＴ値に基づいて、３Ｄボリューム画像上から造影血管領域である冠動脈（ＬＣＡ：左冠動脈，ＲＣＡ：右冠動脈）のみを抽出する。血管抽出アルゴリズムは、例えば非特許文献１に記載された方法などを利用する。
【００６８】
ステップＳ４では、抽出した冠動脈の病変部の情報を算出し、病変部情報オーバーレイを作成する。そして、３次元画像及びＭＰＲ画像に重ねて病変部情報オーバーレイを表示する。
【００６９】
図７は、３次元画像上に表示された病変部情報オーバーレイの一例を示す図である。同図において、楕円が病変部情報オーバーレイ９２を示し、病変部を囲うように表示される。尚、病変部情報オーバーレイ９２は病変部を囲むことができれば矩形等の別の形状で表示することもできる。
【００７０】
また、病変部の性状はＣＴ値に基づいて以下のように分類され、病変部情報オーバーレイ９２は、分類結果に基づいて色付けされて表示される。色付けは、３次元画像が病変部情報オーバーレイ９２によって隠れてしまわないように半透明で行われる。
ＣＴ値                性状
〜  ５０ＨＵ        脂質性
５１ＨＵ〜１２０ＨＵ        繊維性
１２０ＨＵ〜                  石灰化
【００７１】
ステップＳ５では、シミュレーションを行うために必要なパラメータを設定する。各パラメータを設定するＧＵＩ（グラフィカル・ユーザ・インターフェース）の例を図８（ａ）に示す。ＧＵＩは、画面上に操作画面を表示し、各種のパラメータ設定を行うものであり、設定するパラメータとしては例えば図８（ａ）の左画面に示すように、以下の（ａ）〜（ｅ）に記載する項目がある。
【００７２】
（ａ）冠動脈の指定：シミュレーション対象となる冠動脈（ＬＣＡもしくはＲＣＡ）を指定する。
（ｂ）開始／終了位置：シミュレーションする範囲（開始位置および終了位置）を指定する。
（ｃ）判別条件（衝突角）：シミュレーション時にカテーテルが移動可能か否かの判別を行う際の条件であり、カテーテル先端と血管内壁との角度を指定する。
（ｄ）判別条件（芯線−内壁）：シミュレーション時にカテーテルが移動可能か否かの判別を行う際の条件であり、カテーテルと血管内壁間の距離を指定する。
（ｅ）ステント長：病変部（狭窄箇所）に留置するステントの長さを指定する。
【００７３】
次にステップＳ６では、ステップＳ５（項目ａ）でシミュレーション対象となる冠動脈が指定されたことに伴い、３Ｄボリューム画像上から指定された冠動脈（ＬＣＡもしくはＲＣＡ）のみを抽出する。
【００７４】
ステップＳ７では、ステップＳ５（項目ｂ）で指定されたシミュレーション範囲において、抽出された冠動脈の芯線を抽出する。抽出された芯線は、シミュレーション時のカテーテルの移動経路となる。尚、芯線抽出アルゴリズムは、例えば非特許文献１に記載された方法を利用する。
【００７５】
ステップＳ８では、ステップＳ７と同様にステップＳ５（項目ｂ）において指定されたシミュレーション範囲（ここでは、開始位置のみ）を用いて、初期カテーテルの位置と方向を設定する。
【００７６】
図９（ａ）は、血管内でのカテーテルの位置と方向を示す図であり、初期カテーテル位置とは、ステップＳ５（項目ｂ）で指定された開始位置ｏのことであり、芯線（点線）上に位置する。カテーテル方向とは、カテーテル位置ｏを基点として、芯線ベクトルｐからある一定の角度θ１で表されたベクトルｑのことであり、カテーテル先端部を意味する。
【００７７】
すなわち、ここでは入力情報に基づき芯線（点線）上にカテーテル位置ｏを決定する。次にカテーテル位置ｏから直線で数ｃｍ離れた芯線上の点Ｐを求め、芯線ベクトルｐを算出する。芯線上の点Ｐは、カテーテル位置ｏからシミュレーション終了位置の方向に検索する。
【００７８】
また、カテーテル位置ｏを基点として、芯線ベクトルｐからθ１だけ傾いたベクトルｑを算出する。結果、算出されたベクトルｑをカテーテル先端部とする。角度θ１については、シミュレーションの環境設定などで任意に変更できるものとする。
【００７９】
カテーテル位置／方向が設定されると、次のステップＳ９では、ユーザからの新たな入力（カテーテル位置／方向更新要求）を待つ“待機状態”となる。
【００８０】
ステップＳ９において、更新要求があると、ステップＳ１０では、入力部８２のマウス８２１からの入力情報に基づいて更新可能か否かの判断を行う。この判断の条件は２つあり、ステップＳ５（項目ｃ、項目ｄ）で設定された値を用いて行われる。
【００８１】
先ず、項目ｃで設定された衝突角の判断を行う。衝突角は、図９（ｂ）に示すように、カテーテル先端のベクトルｑと冠動脈の内壁ベクトルｒが成す角度θ２を表し、２つのベクトルの成す角度θ２が、設定された角度よりも鋭角であった場合にカテーテルの移動は不可能と判断される。鋭角であるとカテーテルの先端によって血管内壁を傷つける可能性があるため、カテーテルの移動は不可能とする。
【００８２】
すなわち、ここではカテーテル先端部ｑが血管内壁と接する位置から数ｍｍ離れた内壁上の点Ｓを求め、内壁ベクトルｒを算出する。上記内壁上の点Ｓは、カテーテル先端部ｑが内壁に接した位置からシミュレーション終了位置の方向に検索する。
【００８３】
算出された角度θ２が指定された角度より鋭角であった場合、カテーテル位置／方向更新不可と判断する。上記、カテーテル先端部ｑが内壁と接する位置から内壁上の点Ｓまでの距離、角度θ２については、シミュレーションの環境設定などで任意に変更できるものとする。
【００８４】
次に、項目ｄで設定された「芯線−内壁」の判断を行う。図９（ｃ）で示すように、「芯線−内壁」は、冠動脈の芯線上に位置するカテーテル位置ｏから設定されたカテーテル先端部のベクトルが鈍角であっても、冠動脈の内壁に接するまでの距離が、設定された距離よりも長い場合は、カテーテルの移動が不可能と判断される。つまりカテーテルが進もうとする血管本流から支流方向へ行くことを阻止する。
【００８５】
すなわち、ここではカテーテル位置ｏから血管内壁に接するまでの距離を算出する。その結果、算出された内壁までの距離が指定された長さより長かった場合、カテーテル位置／方向更新不可と判断する。「芯線−内壁」として指定された値は、図９（ｃ）のような分岐点の判断に用いられるため、分岐境界線Ｔ（分岐していなかった場合の内壁）を考慮して設定することが望ましい。
【００８６】
上記２つの条件のいずれかに該当した場合、カテーテル位置の更新要求は破棄され、ステップＳ９に戻る。ステップＳ１０での判断処理は、入力部８２からの入力情報が“カテーテル位置更新要求”である場合にのみ行い、“カテーテル方向更新要求”である場合には無条件で更新されるものとする。
【００８７】
入力部８２は、例えばマウス８２１（図４参照）を有し、入力部８２からの入力情報は、カテーテル位置の前進／後退および、カテーテル先端方向の回転の３つを想定している。例えば、マウス８２１の左ボタンをクリックすることでカテーテルの位置を１ステップ前進させ、押し続けることで連続前進させる。また、マウス８２１の右ボタンをクリックすることでカテーテルの位置を１ステップ後退させ、押し続けることで連続後退させる。
【００８８】
また、ホイール８２２は、カテーテル先端部の方向を指示することができ、ホイール８２２を上方向に回転させることで、芯線を軸としてカテーテル先端を左方向に回転させ、下方向に回転させることで芯線を軸としてカテーテル先端を右方向に回転させる。
【００８９】
尚、マウスに限らず、ユーザが移動量や回転角を指定することができるＧＵＩなどを用いることも可能である。
【００９０】
ステップＳ１０において、“カテーテル位置／方向更新可能”が成立した場合、ステップＳ１１では、現在のカテーテル位置／方向情報および入力情報に基づいて、更新後のカテーテル位置／方向が設定される。
【００９１】
ステップＳ１１においてカテーテル位置／方向が更新されると、ステップＳ１２では、カテーテル位置がステップＳ５の項目ｂで設定された終了位置に達したか否かの判断が行われる。終了位置に達した場合には、これ以降、カテーテル位置／方向の更新要求は受け付けず、ステップＳ１３へ進む。終了位置に達していない場合には、ステップＳ９に戻り、新たな更新要求を待つ。
【００９２】
ステップＳ１３では、カテーテル位置が終了位置に達したことにより、病変部（血管の狭窄箇所）にステントを留置することを想定し、ステップＳ５の項目ｅで設定されたステント長を用いてセグメントデータＸを作成する。
【００９３】
セグメントデータＸの作成は、図１０（ａ）で示すように行われる。すなわち、作成するセグメントデータの長さはステップＳ５の項目ｅで設定されたステント長に相当する。また、作成位置は芯線上の２つの点を直線で結んだ位置となる。
【００９４】
図１０（ａ）で示すように芯線上の２つの点は、シミュレーション終了位置から数ｃｍ手前の点Ｕと、その点から項目ｅで設定された長さだけ離れた芯線上の点Ｖである。この点ＵからＶまでの距離がユーザによって指定されたステント長である。点Ｕ及びＶを直線で結んだ位置にセグメントデータＸを作成する結果、作成されたセグメントデータＸを膨張前のステントとみなし、ステント留置が行われたものとする。
【００９５】
次にステントを膨張して病変部（狭窄箇所）を治療することを想定し、ユーザの膨張要求に基づいて、作成したセグメントデータＸを図１０（ｂ）で示すように膨張させる。セグメントデータＸは、セグメントデータを作成する際に用いた２つの点Ｕ−Ｖを直線で結び、その直線に対して垂直に交わる方向に膨張させる。
【００９６】
この結果、図１０（ｃ）で示すようにセグメントデータＸが血管径とほぼ同等の太さで表示され、ステントの膨張によって病変部（狭窄箇所）が治療されたように表示される。また、入力情報については、ＧＵＩにより膨張要求を入力することを想定しているが、ＧＵＩに限定せず、マウス８２１のボタンクリックなどで入力してもよい。
【００９７】
尚、シミュレーション終了位置から点Ｕまでの距離、及びセグメントデータＸのＣＴ値、膨張率については、シミュレーションの環境設定などで任意に変更できるものとする。特に、ＣＴ値については、画像の収集条件などに依存するために具体的な数値は記載しないが、本発明は抽出後の冠動脈に対して行われるため、冠動脈のＣＴ値以上に設定し、かつそのＣＴ値に対する透明度を不透明にする必要がある。
【００９８】
次に、シミュレーション範囲（開始／終了）の設定方法について説明する。図６のステップＳ５において、シミュレーションに必要なパラメータについて述べたが、ここでは、シミュレーション範囲（開始／終了）の設定方法について詳しく説明する。
【００９９】
３Ｄボリューム画像から、指定された冠動脈（ＬＣＡ又はＲＣＡ）が抽出されると、３Ｄボリューム画像上には、開始／終了位置オーバーレイが表示される。この開始／終了位置オーバーレイは、図１０（ａ）で示すように冠動脈の芯線（点線）と、この芯線上に位置するカーソルＺ（十字印）で表わされる。
【０１００】
シミュレーション範囲を設定する場合、ユーザは３Ｄ画像上に表示されたカーソルＺ（図１０（ａ））をマウス８２１でドラッグし、シミュレーションを開始する位置に移動する。そして図８（ａ）の開始ボタンを選択すると、カーソルＺが表示されている位置が、シミュレーション開始位置として設定される。
【０１０１】
同様に、カーソルＺをマウスでドラッグしてシミュレーションを終了する位置に移動し、図８（ａ）の終了ボタンを選択する。この結果、カーソルＺが表示されている位置が、シミュレーション終了位置として設定される。カーソルＺは、開始及び終了位置の設定が完了すると非表示となる。また、図８（ａ）のクリアボタンを選択することで、設定した開始／終了位置を破棄することが可能となる。
【０１０２】
次に、カテーテル位置のオーバーレイ表示について説明する。シミュレーション範囲（開始／終了）の設定が終了すると、図１１で示すように、カテーテルの位置と方向を示すカテーテル先端位置オーバーレイ９３が３Ｄ投影画像及び３Ｄボリューム画像（ＳＶＲ）上に表示される。尚、図１１（ａ）は３Ｄ投影画像を示し、図１１（ｂ）は３Ｄボリューム画像であるＳＶＲ画像を示している。
【０１０３】
表示されたカテーテル先端位置オーバーレイ９３は、検査／治療中のカテーテルの先端部とみなされ、ユーザからの入力情報に基づいて、その都度、表示位置／方向を更新しながら表示される。カテーテル先端位置オーバーレイ９３は、カテーテル位置がシミュレーション終了位置（病変部）に達した際は、マーカ（矢印）の表示に代えてセグメント（図１０（ｃ））の画像が表示される。尚、カテーテル先端位置オーバーレイ９３の表示例としては、カテーテルの位置と方向を示す矢印形状のマーカが適しているが、カテーテルの位置と方向を表現できる形状であればどんな形でも良い。
【０１０４】
また、シミュレーション中は、カテーテル先端位置オーバーレイ９３が表示されている位置の直交断面画像が表示され、このカテーテル先端位置オーバーレイ９３が病変部に達すると、病変部情報算出部７９によって算出された病変部情報が直交断面画像上に表示される。図１２は、直交断面画像上に表示される病変部情報の一例を示す図である。同図に示すように、血管内壁９４ａと推定正常血管内壁９４ｂが直交断面画像上に表示され、病変部の詳細情報として冠動脈（ＬＣＡ、ＲＣＡ)分岐部からの距離、長さ、内径（最小、最大）、プラーク性状およびＣＴ値が文字で表示される。
【０１０５】
また、オーバーレイ作成部７６は、ＭＰＲ画像上にもカテーテル先端位置オーバーレイを作成する。図１３は、オーバーレイ作成部７６が作成したカテーテル先端位置オーバーレイ９５を表示部８３がＭＰＲ画像上に表示した例を示す図である。同図に示すように、ＣＰＲ及びＳＰＲ画像上にカテーテル先端位置オーバーレイ９５が表示される。
【０１０６】
次に、３Ｄボリューム画像の表示方向について説明する。本発明では、３Ｄボリューム画像を表示する際に予め複数の表示角度パターンを用意し、任意の角度方向から見た３Ｄ画像を表示することができる。表示角度パターンは、被検体Ｐを複数の角度方向から見たときの３Ｄ画像を意味するものであり、Ｘ線ＣＴ装置１００で再構成処理することにより複数の角度方向から見た冠動脈の３Ｄ画像を得ることができる。
【０１０７】
上記表示角度は、Ｘ線循環器診断装置２００で冠動脈撮影を行う際の一般的な照射角度と同じであり、実際のカテーテル検査／治療の再現に必要な情報を提供することが可能となる。
【０１０８】
図８（ａ）の右の画面は、表示角度パターンを指定する際のＧＵＩを示すものであり、囲み数字１〜８は冠動脈（ＬＣＡ）を指定する際の被検体Ｐの撮影方向を示している。例えば数字１の部分にカーソルを当てた場合は、被検体Ｐに正面からＸ線を照射したときの３Ｄ画像を選択することができる。
【０１０９】
図１４は、Ｘ線循環器診断装置２００でのＸ線の照射方向を説明する概略説明図である。図１４（ａ）は、Ｘ線循環器診断装置２００を被検体Ｐの側面から見た図であり、図１４（ｂ）は被検体Ｐの頭部側から見た図である。
【０１１０】
図１４において、アーム５０には、Ｘ線発生部３０とＸ線検出部４０が取り付けられ、寝台５１を挟むようにＸ線発生部３０とＸ線検出部４０が対向しており、アーム５０は、図１４（ａ）で示すように被検体ＰのCranial（頭部）方向とCaudal（脚部）方向に回転可能である。また、図１４（ｂ）で示すように被検体Ｐの周囲を左右（Ｌ−Ｒ）方向に回転可能になっている。
【０１１１】
例えば、Ｘ線検出部４０がCranial方向とCaudal方向の中間位置にあり、かつＬ−Ｒの中間位置にあるときを基準に考えると、この基準ラインＡ上にある位置は、図８（ａ）の数字１の点に相当する。また、図８（ａ）の数字２は、基準ラインＡに対して、右（Ｒ）に３０度回転した表示角度を示している。
【０１１２】
同様に数字３は右（Ｒ）に３０度とCaudal方向に３０度回転し、数字４はCaudal方向に３０度回転し、数字５はCranial方向に３５〜４０度回転した表示角度をそれぞれ示している。他の数字についても、Ｌ−Ｒ方向とCranial−Caudal方向に所定の角度回転したときの表示角度を示している。
【０１１３】
また、図８（ｂ）の右の画面は、冠動脈（ＲＣＡ）を指定する際の被検体Ｐの撮影方向を示している。図８（ｂ）の数字９は、基準ラインＡに対して、左（Ｌ）に５０〜６０度回転した表示角度を示しており、数字１０はCranial方向に３０〜４０度回転し、数字１１は右（Ｒ）方向に３０度回転した表示角度を示している。したがって、図８（ａ），（ｂ）の右画面において、表示角度（数字１〜１１）を選択することにより、ユーザが希望する角度の３Ｄ画像を表示することができる。
【０１１４】
また、図８（ａ），（ｂ）おける回転ボタンを選択することで、それぞれの表示角度パターンをさらに＋９０°回転した方向で表示することも可能である。この場合は、回転ボタンを選択した状態で各数字のボタンを選択することで、選択された数字の角度に３Ｄボリューム画像を回転後、さらにスクリーン座標系の例えばＸ軸で＋９０°回転した角度で表示することができる。したがって検査／治療時の透視画像からは得ることのできない、冠動脈の奥行き方向に対する重なり状態を表示することができる。
【０１１５】
図１１に示す３Ｄ画像の表示角度は、図８（ａ），（ｂ）に右画面で示すＧＵＩにて指定することができ、シミュレーション対象となる冠動脈（ＬＣＡ又はＲＣＡ）の違いによって、指定できる表示角度も異なる。尚、実際の表示画面としては、図１１（ａ）又は（ｂ）の画像と、図８（ａ）又は（ｂ）のＧＵＩが同一画面に表示され、表示角度の指定が容易になるようにしている。
【０１１６】
このように、本発明の第１の実施例では、図４に示す医療支援装置７０を画像観察端末４００に備えることで、カテーテルを実際に挿入した場合と同様に病変部を検索することができ、病変検索のためのカテーテル挿入回数を減らす又はなくすことができる。また、ユーザは、事前にＸ線ＣＴ装置１００で撮影した画像データを利用して、検査・治療前に３Ｄ画像の表示とともにカテーテルの挿入シミュレーションを行うことができ、検査時間を短縮することができる。図１５にシミュレーション時に表示される画面の一例を示す。
【０１１７】
尚、図４に示す構成をＸ線ＣＴ装置１００に備えることにより、シミュレーション機能を有する放射線撮影装置を提供することができる。この場合、図４に示す医療支援装置７０は、図２の画像データ処理部２６内に組み込み、記憶装置８１、入力部８２、表示部８３は、図２のデータ記憶部２４、入力部２３、表示部２７で兼用すればよい。
【実施例２】
【０１１８】
本発明の第２の実施例は、カテーテル検査／治療中のガイド機能を備えた放射線撮影装置に関するものであり、前述のシミュレーション機能の一部を利用したものである。
【０１１９】
すなわち、図４に示す医療支援装置７０をＸ線循環器診断装置２００に備えることにより、ガイド機能を有する放射線撮影装置を提供するものである。この場合、図４に示す医療支援装置７０と記憶装置８１は、図３の画像データ生成・記憶部５２内に組み込み、入力部８２、表示部８３は、図３の入力部５３とモニタ５５で兼用すればよい。
【０１２０】
この実施例２では、Ｘ線循環器診断装置２００によって得られた実際の透視像を表示するともに、Ｘ線ＣＴ装置１００で事前に収集され、再構成された３次元画像データを読み込み、その画像データのＣＴ値に基づいて冠動脈の３次元画像を任意の表示角度で表示することができる。冠動脈の３次元画像は、カテーテル挿入時のガイド画像となる。
【０１２１】
この実施例２では、図４の主に冠動脈抽出部７１、オーバーレイ作成部７６、表示方向設定部７８、病変部情報算出部７９、病変部情報オーバーレイ作成部８０を使用する。冠動脈抽出部７１は、記憶装置に保存されているＸ線ＣＴ装置１００で収集／再構成された３次元画像データを読み込み、その画像データのＣＴ値に基づいて冠動脈（ＬＣＡ：左冠動脈，ＲＣＡ：右冠動脈）を抽出し、モニタ５５に冠動脈の３次元画像（例えばＳＶＲ：Shaded Volume Rendering）を表示する。
【０１２２】
オーバーレイ作成部７６は、カテーテル先端位置オーバーレイの代わりに直交断面位置変更オーバーレイ及び直交断面位置オーバーレイを作成する。尚、直交断面位置変更オーバーレイ及び直交断面位置オーバーレイの詳細のついては後述する。
【０１２３】
表示方向設定部７８は、冠動脈の３次元画像をユーザによって指定された表示角度で表示するように設定する。また、冠動脈の３次元画像は、Ｘ線循環器診断装置２００によって得られた透視像と共に表示部８３によって表示される。これにより、ユーザは冠動脈の３次元画像を見ながら、その表示角度を任意に変えることでカテーテル検査／治療を行うことができる。また、実際の透視像も表示されるため、カテーテル検査／治療の支援をすることができる。
【０１２４】
病変部情報算出部７９は、冠動脈抽出部７１によって提供された情報に基づいて、病変部の情報を算出する。病変部情報オーバーレイ作成部８０は、病変部情報算出部７９によって算出された情報に基づいて、冠動脈の３次元画像及びＭＰＲ画像上に表示する病変部情報オーバーレイなどを作成し、表示部８３へ提供する。
【０１２５】
図１６は、第２の実施例によるＸ線循環器診断装置２００の動作を説明するフローチャートである。図１６のステップＳ２１では、先ず被検体Ｐの造影血管画像を収集するために、Ｘ線ＣＴ装置１００により造影剤投与を伴うスキャンが実行され、被検体Ｐの３次元画像データが再構成される。再構成された３次元画像データは記憶装置８１に保存される。
【０１２６】
次に、ステップＳ２２では、記憶装置８１に保存された３次元画像データに基づく３Ｄボリューム画像が表示される。３Ｄボリューム画像は、影付きボリュームレンダリング画像（ＳＶＲ画像）を表示するものとする。
【０１２７】
表示された３Ｄボリューム画像には、造影血管とともに削除すべき領域が含まれる。そこで、ステップＳ２３では、画像データのＣＴ値に基づいて３Ｄボリューム画像上から造影血管領域（冠動脈（ＬＣＡ，ＲＣＡ））のみを抽出する。冠動脈抽出アルゴリズムについては非特許文献１に記載されている方法等を用いる。
【０１２８】
ステップＳ２４では、抽出された冠動脈の病変部の情報を病変部情報算出部７９が算出し、病変部情報オーバーレイ作成部８０が病変部情報オーバーレイを作成する。そして、表示部８３が３次元画像及びＭＰＲ画像に重ねて病変部情報オーバーレイを表示する。
【０１２９】
次に、ガイド機能を行うためにステップＳ２５では、必要なパラメータを設定する。ここでは、ガイド対象となる冠動脈（ＬＣＡもしくはＲＣＡ）のユーザによる指定を受け付ける。冠動脈（ＬＣＡもしくはＲＣＡ）の指定については、図８のＧＵＩ（左画面）の中のＬＣＡもしくはＲＣＡのいずれかの項目がユーザにより選択される。
【０１３０】
次に、ステップＳ２６では、ステップＳ２５においてガイド機能対象となる冠動脈が指定されたことに伴い、３Ｄボリューム画像上から指定された冠動脈（ＬＣＡもしくはＲＣＡ）のみを抽出し、カテーテル検査／治療中のガイド画像として表示する。
【０１３１】
上記ガイド機能では、３Ｄボリューム画像の表示方向を設定することができる。表示方向の設定についてはシミュレーション時の３Ｄボリューム画像の表示角度の設定と同様に、図８のＧＵＩ（右画面）を利用して行う（ここでの説明は割愛する）。
【０１３２】
こうして表示部８３には、図１７（ａ）で示すＸ線循環器診断装置２００によって得られた透視像と、図１７（ｂ）で示す冠動脈の３次元画像がともに表示される。
【０１３３】
さらに、シミュレーション時に病変部（狭窄箇所）として特定した箇所（図１０（ｃ）のセグメントデータに相当）を、ガイド機能時の３Ｄボリューム画像上にオーバーレイとして表示しても良い。これにより、病変部の位置が予め特定されるため、カテーテルを挿入する経路が把握し易くなる。
【０１３４】
また、このオーバーレイは常に表示されているのではなく、ユーザの入力情報に基づいて表示／非表示できるものとし、形状についても、病変部が把握でき、かつ、ガイド機能としてユーザに提供する情報量を著しく減少させないものであれば良い。
【０１３５】
ステップＳ２７では、３Ｄボリューム画像上において、カテーテル治療を行う冠動脈の抹消部がユーザにより指定され、指定された抹消部までの冠動脈のＭＰＲ画像が表示される。また、ユーザは、ＣＰＲ画像上で直交断面位置変更オーバーレイを用いて簡単に直交断面画像を表示する位置を指定することができる。
【０１３６】
図１８は、直交断面位置変更オーバーレイを説明するための説明図である。同図に示すように、直交断面位置変更オーバーレイ９６は、調整ボタン９６ａと変更ノブ９６ｂで構成され、冠動脈のＬＣＡ、ＲＣＡ分岐部からユーザに指定された抹消部までの直交断面画像の表示位置の変更を可能とするものである。
【０１３７】
ユーザは、変更ノブ９６ｂを用いて断面位置を指定することができる。また、ユーザは、分岐部側の調整ボタン９６ａをクリックすることによって、断面位置を分岐部側へ変更し、抹消部側の調整ボタン９６ａをクリックすることによって、断面位置を抹消部側へ変更することができる。
【０１３８】
尚、直交断面位置変更オーバーレイ９６は、図１９に示すように、直交断面画像に表示される。また、直交断面画像が表示されている位置を示す直交断面位置オーバーレイ９７がＣＰＲ画像及びＳＰＲ画像に表示される。尚、断面位置が病変部の場合には、図１２に示したように、血管内壁９４ａと推定正常血管内壁９４ｂが直交断面画像上に表示され、病変部の詳細情報として冠動脈（ＬＣＡ、ＲＣＡ)分岐部からの距離、長さ、内径（最小、最大）、プラーク性状およびＣＴ値が文字で表示される。
【０１３９】
以上述べたように本発明では、カテーテル検査を行う前や検査中に、ユーザは検査（治療）に必要な情報を十分に得ることができる。また、シミュレーション画像又はガイド画像を提供することで検査／治療の支援を行うことができ、安全性の向上に寄与することができる。また、検査／治療時間の短縮を図ることができる。
【０１４０】
尚、ここでは、マウスを用いてカテーテルの進行をシミュレートする場合について説明したが、術者がカテーテルの誘導技術をトレーニングするためのカテーテルシミュレータをマウスの代わりに用いることもできる。カテーテルシミュレータでは、ユーザによって操作されたガイドワイヤの変位および回転を検出し、ガイドワイヤの進行及び変形をシミュレートすることができる。したがって、カテーテルシミュレータを医療支援装置７０と組み合わせることによって、カテーテルの挿入をよりリアルにシミュレートすることができる。
【０１４１】
また、以上の説明では冠動脈の画像を抽出する例を説明したが、他の血管部の画像を抽出してシミュレーション画像又はガイド画像を表示することもできる。また、本発明の実施形態は以上の説明に限定されることなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１４２】
以上のように、本発明は、医療分野に有用であり、特に、カテーテルを用いる医療分野に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】本発明の医療支援装置が適用された医用システムを示す構成図。
【図２】本発明の放射線撮影装置であるＸ線ＣＴ装置の一例を示すブロック図。
【図３】本発明の放射線撮影装置であるＸ線循環器診断装置の一例を示すブロック図。
【図４】本発明の医療支援装置の機能構成を示すブロック図。
【図５】病変部情報の算出方法を説明するための説明図。
【図６】医療支援装置の動作を説明するフローチャート。
【図７】病変部情報オーバーレイの表示例を示す図。
【図８】パラメータ設定用のＧＵＩ画面を示す説明図。
【図９】カテーテルの位置と方向の更新判断を説明する説明図。
【図１０】セグメントデータの作成と膨張を説明する説明図。
【図１１】表示部でのシミュレーション画像を示す説明図。
【図１２】病変部情報の表示例を示す図。
【図１３】カテーテル先端位置オーバーレイの表示例を示す図。
【図１４】本発明の放射線撮影装置であるＸ線循環器診断装置の動きを概略的に説明する説明図。
【図１５】シミュレーション画面の一例を示す図。
【図１６】本発明の第２の実施例に係る放射線撮影装置の動作を説明するフローチャート。
【図１７】本発明の第２の実施例に係る表示部でのガイド画像を示す図。
【図１８】直交断面位置変更オーバーレイを説明するための説明図。
【図１９】直交断面位置変更オーバーレイの表示例を示す図。
【符号の説明】
【０１４４】
１００…Ｘ線ＣＴ装置（放射線撮影装置）
２００…Ｘ線循環器診断装置（放射線撮影装置）
３００…医用画像サーバ
４００…画像観察端末
５００…入出力端末
７０…医療支援装置
７１…冠動脈抽出部
７２…冠動脈芯線算出部
７３…カテーテル位置管理部
７４…カテーテル位置／方向算出部
７５…カテーテル移動判別部
７６…オーバーレイ作成部
７７…セグメント作成部
７８…表示方向設定部
７９…病変部情報算出部
８０…病変部情報オーバーレイ作成部
８１…記憶装置
８２…入力部
８２１…マウス
８２２…ホイール
８３…表示部
９１ａ…血管芯線
９１ｂ，９４ａ…血管内壁
９１ｃ，９４ｂ…推定正常血管内壁
９１ｄ…病変部
９２…病変部情報オーバーレイ
９３，９５…カテーテル先端位置オーバーレイ
９６…直交断面位置変更オーバーレイ
９６ａ…調整ボタン
９６ｂ…変更ノブ
９７…直交断面位置オーバーレイ
【図１】
2009160205.tif 000003
【図２】
2009160205.tif 000004
【図３】
2009160205.tif 000005
【図４】
2009160205.tif 000006
【図５】
2009160205.tif 000007
【図６】
2009160205.tif 000008
【図７】
2009160205.tif 000009
【図８】
2009160205.tif 000010
【図９】
2009160205.tif 000011
【図１０】
2009160205.tif 000012
【図１１】
2009160205.tif 000013
【図１２】
2009160205.tif 000014
【図１３】
2009160205.tif 000015
【図１４】
2009160205.tif 000016
【図１５】
2009160205.tif 000017
【図１６】
2009160205.tif 000018
【図１７】
2009160205.tif 000019
【図１８】
2009160205.tif 000020
【図１９】
2009160205.tif 000021