(57)【要約】画像診断支援装置、方法及びプログラム、並びに心臓シミュレーションシステムにおいて、ＣＲＴを行う前に、電極を留置する候補位置を決定することができるようにする。画像診断支援装置は、心臓を含む３次元画像から、少なくとも１つの冠静脈について、冠静脈の径の大きさ及び経路を含む形状情報を取得する形状情報取得部と、形状情報、電極間隔が定められた複数の電極が配置された電極リード線の径の大きさを示す情報に基づいて、電極リード線を挿入可能な最も遠位位置を取得する遠位位置取得部と、遠位位置及び複数の電極各々の配置位置を示す位置情報に基づいて、複数の電極を冠静脈内に位置させる候補となる複数の電極の候補位置を示す情報を少なくとも１つ取得する候補位置取得部と、を含む。
2020013198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心臓を含む３次元画像から、少なくとも１つの冠静脈について、前記冠静脈の径の大きさ及び経路を含む形状情報を取得する形状情報取得部と、  前記形状情報取得部によって取得された前記形状情報、及び電極間隔が定められた複数の電極が配置された電極リード線の径の大きさを示す情報に基づいて、前記電極リード線の挿入方向に対して前記電極リード線を挿入可能な最も遠位位置を取得する遠位位置取得部と、  前記遠位位置及び前記複数の電極各々の配置位置を示す位置情報に基づいて、前記複数の電極を前記冠静脈内に位置させる候補となる前記複数の電極の候補位置を示す情報を少なくとも１つ取得する候補位置取得部と、  を含む画像診断支援装置。
【請求項２】
前記候補位置取得部は、前記冠静脈毎に、前記遠位位置よりも近位側に遡った前記冠静脈の経路上の位置において前記複数の電極の候補位置を示す情報を取得する請求項１に記載の画像診断支援装置。
【請求項３】
前記候補位置取得部は、前記冠静脈毎に、前記遠位位置を含む予め定められた範囲内において、前記複数の電極のうち最も遠位側に位置する電極の候補位置を示す情報を取得する請求項１に記載の画像診断支援装置。
【請求項４】
前記候補位置取得部は、前記電極の候補位置を予め定められた候補範囲で取得し、取得した前記候補範囲を示す情報を前記電極の候補位置を示す情報として取得する請求項１から３の何れか１項に記載の画像診断支援装置。
【請求項５】
前記候補位置取得部は、前記遠位位置から前記近位側に予め定められた距離離れた位置において前記複数の電極の候補位置を示す情報を取得する請求項２から４の何れか１項に記載の画像診断支援装置。
【請求項６】
前記遠位位置取得部は、前記冠静脈の径が前記電極リード線の径よりも大きい場合に、前記冠静脈において前記電極リード線を挿入可能とする請求項１から５の何れか１項に記載の画像診断支援装置。
【請求項７】
前記電極リード線は可撓性を有し、  前記遠位位置取得部は、前記電極リード線が前記冠静脈の曲率に対して対応可能な可撓性を有する場合に、前記冠静脈において前記電極リード線を挿入可能とする請求項６に記載の画像診断支援装置。
【請求項８】
前記候補位置取得部は、前記電極の候補位置が前記３次元画像における心筋梗塞領域内に位置する場合、前記電極の候補位置を電極配置の候補から外す請求項１から７の何れか１項に記載の画像診断支援装置。
【請求項９】
前記３次元画像及び前記電極の候補位置を表示部に表示させる制御を行う表示制御部をさらに含む請求項１から８の何れか１項に記載の画像診断支援装置。
【請求項１０】
前記表示制御部は、前記３次元画像に前記電極の候補位置を重畳させて表示させる制御を行う請求項９に記載の画像診断支援装置。
【請求項１１】
前記候補位置取得部により取得された１つ以上の前記電極の候補位置の位置情報を出力する出力部を含む請求項１から１０の何れか１項に記載の画像診断支援装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の画像診断支援装置と、  前記画像診断支援装置から出力された１つ以上の前記電極の候補位置の位置情報を受信する受信部を含み、前記受信部により受信された１つ以上の前記電極の候補位置の位置情報に基づいて、前記電極の候補位置毎に前記電極を配設して前記３次元画像の対象である患者固有の心臓の動きを再現するシミュレータと、  を含む心臓シミュレーションシステム。
【請求項１３】
心臓を含む３次元画像から、少なくとも１つの冠静脈について、前記冠静脈の径の大きさ及び経路を含む形状情報を取得し、  取得された前記形状情報、及び電極間隔が定められた複数の電極が配置された電極リード線の径の大きさを示す情報に基づいて、前記電極リード線の挿入方向に対して前記電極リード線を挿入可能な最も遠位位置を取得し、  前記遠位位置及び前記複数の電極各々の配置位置を示す位置情報に基づいて、前記複数の電極を前記冠静脈内に位置させる候補となる前記複数の電極の候補位置を示す情報を少なくとも１つ取得する画像診断支援方法。
【請求項１４】
心臓を含む３次元画像から、少なくとも１つの冠静脈について、前記冠静脈の径の大きさ及び経路を含む形状情報を取得する手順と、  取得された前記形状情報、及び電極間隔が定められた複数の電極が配置された電極リード線の径の大きさを示す情報に基づいて、前記電極リード線の挿入方向に対して前記電極リード線を挿入可能な最も遠位位置を取得する手順と、  前記遠位位置及び前記複数の電極各々の配置位置を示す位置情報に基づいて、前記複数の電極を前記冠静脈内に位置させる候補となる前記複数の電極の候補位置を示す情報を少なくとも１つ取得する手順とをコンピュータに実行させるための画像診断支援プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本開示は、画像診断支援装置、方法及びプログラム、並びに心臓シミュレーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、心臓のポンプ機能に何らかの障害を持った患者に対して、心臓内の収縮のタイミングのズレをペースメーカー等で補正することによって正常に近いポンプ機能を取り戻す、ＣＲＴ（Cardiac Resynchronization Therapy)すなわち心臓再同期療法という治療法が行われている。しかしながら、ＣＲＴは、全ての患者に対して効果のある治療法ではなく、最新の装置を利用した場合であっても、３割程度の患者には心機能の改善が認められないという報告がある。また、ＣＲＴにおいては、右心室、右心房、及び左心室にそれぞれ電極リード線を留置する必要があるため、電極リード線を留置する際の合併症のリスク等を考慮すると、ＣＲＴを行うか否かを判断するためにＣＲＴによる効果を事前に予測する予測の精度を高めることが望まれている。ＣＲＴによる効果を予測する方法としては、現在、患者固有の心臓を、電気生理学的及び力学的に再現したシミュレータを用いて、実際にＣＲＴを行った場合の心臓の反応性を判断する方法が研究及び開発されている。【０００３】  ＣＲＴにおいて、左心室に留置される電極リード線は、一般的に冠静脈の中に留置される。ＣＲＴにおける心臓の反応性は、左心室に留置された電極リード線の電極を留置する位置に依存する。そのため、近年の左心室に留置される電極リード線においては、図１２に示すように、例えば長さＬが４０ｍｍの場合、互いの間隔ａを１２ｍｍとして４つの電極Ａ１〜Ａ４が配置された電極リード線７がある。この電極リード線７においては、左心室に留置された後に、４つの電極Ａ１〜Ａ４の中から利用する電極を選択することができ、これにより心臓の反応性を高めている。【０００４】  そして、上記シミュレータを使用したＣＲＴのシミュレーションにおいても、左心室に留置される電極リード線の複数の電極の位置を、実際にＣＲＴを行う際に留置される位置に近づけることは、シミュレーションの精度を高めることになり、心機能の改善が認められない患者の割合を減少させるためにも重要である。【０００５】  一方、Ｘ線透視装置等の医用画像診断装置で被検体内の画像をリアルタイムで撮像すると共に時系列に順次表示される画像を参照しながら治療デバイスを被検体内の挿入するインターベンション手術が知られている。特許文献１には、インターベンション手術において、医用画像内における治療デバイスの位置を検出し、治療デバイスの位置と、この位置に関連付けられた生体指標を表示する医用画像診断装置が開示されている。特許文献１に記載された医用画像診断装置においては、リアルタイム画像及び事前取得画像から冠静脈などの解剖学的特徴部位が特定され、電極リード線先端の留置候補位置が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】【特許文献１】特開２０１７−２１７４７４号公報
【非特許文献１】Nirmal Panthee,et.、「Tailor-made heart simulation predicts the effect of cardiac resynchronization therapy in a canine model of heart failure.」、Medical Image Analysis 31 (2016)46-62
【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、特許文献１に記載された医用画像診断装置は、インターベンション手術中に電極リード線先端の留置候補位置が求められている。すなわち、電極リード線は被検体内に挿入された状態で上記留置候補位置が求められているので、ＣＲＴを行っても心機能の改善が認められない患者に対しても、体内に電極リード線を入れてしまうことになり、合併症のリスクも生じてしまう。【０００８】  本開示は上記事情に鑑みなされたものであり、ＣＲＴを行う前に、電極を留置する候補位置を決定することができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  本開示の画像診断支援装置は、心臓を含む３次元画像から、少なくとも１つの冠静脈について、冠静脈の径の大きさ及び経路を含む形状情報を取得する形状情報取得部と、  形状情報取得部によって取得された形状情報、及び電極間隔が定められた複数の電極が配置された電極リード線の径の大きさを示す情報に基づいて、電極リード線の挿入方向に対して前記電極リード線を挿入可能な最も遠位位置を取得する遠位位置取得部と、  遠位位置及び複数の電極各々の配置位置を示す位置情報に基づいて、複数の電極を冠静脈内に位置させる候補となる複数の電極の候補位置を示す情報を少なくとも１つ取得する候補位置取得部と、  を含む。【００１０】  また、本開示の画像診断支援装置においては、候補位置取得部は、冠静脈毎に、遠位位置よりも近位側に遡った冠静脈の経路上の位置において複数の電極の候補位置を示す情報を取得してもよい。【００１１】  また、本開示の画像診断支援装置においては、候補位置取得部は、冠静脈毎に、遠位位置を含む予め定められた範囲内において、複数の電極のうち最も遠位側に位置する電極の候補位置を示す情報を取得してもよい。【００１２】  また、本開示の画像診断支援装置においては、候補位置取得部は、電極の候補位置を予め定められた候補範囲で取得し、取得した候補範囲を示す情報を電極の候補位置を示す情報として取得してもよい。【００１３】  また、本開示の画像診断支援装置においては、候補位置取得部は、遠位位置から近位側に予め定められた距離離れた位置において複数の電極の候補位置を示す情報を取得してもよい。【００１４】  また、本開示の画像診断支援装置においては、遠位位置取得部は、冠静脈の径が電極リード線の径よりも大きい場合に、冠静脈において電極リード線を挿入可能としてもよい。【００１５】  また、本開示の画像診断支援装置においては、電極リード線は可撓性を有し、  遠位位置取得部は、電極リード線が冠静脈の曲率に対して対応可能な可撓性を有する場合に、冠静脈において電極リード線を挿入可能としてもよい。【００１６】  また、本開示の画像診断支援装置においては、候補位置取得部は、電極の候補位置が３次元画像における心筋梗塞領域内に位置する場合、電極の候補位置を電極配置の候補から外してもよい。【００１７】  また、本開示の画像診断支援装置においては、３次元画像及び電極の候補位置を表示部に表示させる制御を行う表示制御部をさらに含んでもよい。【００１８】  また、本開示の画像診断支援装置においては、表示制御部は、３次元画像に電極の候補位置を重畳させて表示させる制御を行ってもよい。【００１９】  また、本開示の画像診断支援装置においては、候補位置取得部により取得された１つ以上の電極の候補位置の位置情報を出力する出力部を含んでいてもよい。【００２０】  また、本開示の画像診断支援装置においては、上記記載の画像診断支援装置と、  上記記載の画像診断支援装置から出力された１つ以上の電極の候補位置の位置情報を受信する受信部を含み、受信部により受信された１つ以上の電極の候補位置の位置情報に基づいて、電極の候補位置毎に電極を配設して３次元画像の対象である患者固有の心臓の動きを再現するシミュレータと、  を含む心臓シミュレーションシステム。【００２１】  本開示の画像診断支援方法は、心臓を含む３次元画像から、少なくとも１つの冠静脈について、冠静脈の径の大きさ及び経路を含む形状情報を取得し、  取得された形状情報、及び電極間隔が定められた複数の電極が配置された電極リード線の径の大きさを示す情報に基づいて、電極リード線の挿入方向に対して前記電極リード線を挿入可能な最も遠位位置を取得し、  遠位位置及び複数の電極各々の配置位置を示す位置情報に基づいて、複数の電極を冠静脈内に位置させる候補となる複数の電極の候補位置を示す情報を少なくとも１つ取得する。【００２２】  本開示の画像診断支援プログラムは、心臓を含む３次元画像から、少なくとも１つの冠静脈について、冠静脈の径の大きさ及び経路を含む形状情報を取得する手順と、  取得された形状情報、及び電極間隔が定められた複数の電極が配置された電極リード線の径の大きさを示す情報に基づいて、電極リード線の挿入方向に対して前記電極リード線を挿入可能な最も遠位位置を取得する手順と、  遠位位置及び複数の電極各々の配置位置を示す位置情報に基づいて、複数の電極を冠静脈内に位置させる候補となる複数の電極の候補位置を示す情報を少なくとも１つ取得する手順とをコンピュータに実行させる。【００２３】  本開示による他の画像診断支援装置は、コンピュータに実行させるための命令を記憶するメモリと、  記憶された命令を実行するよう構成されたプロセッサとを備え、プロセッサは、  心臓を含む３次元画像から、少なくとも１つの冠静脈について、冠静脈の径の大きさ及び経路を含む形状情報を取得し、  取得された形状情報、電極間隔が定められた複数の電極が配置された電極リード線の径の大きさを示す情報に基づいて、電極リード線を挿入可能な最も遠位位置を取得し、  遠位位置及び複数の電極各々の配置位置を示す位置情報に基づいて、複数の電極を冠静脈内に位置させる候補となる複数の電極の候補位置を示す情報を少なくとも１つ取得する処理を実行する。
【発明の効果】
【００２４】  本開示では、心臓を含む３次元画像から、少なくとも１つの冠静脈について、冠静脈の径の大きさ及び経路を含む形状情報を取得し、取得された形状情報、電極間隔が定められた複数の電極が配置された電極リード線の径の大きさを示す情報に基づいて、電極リード線を挿入可能な最も遠位位置を取得し、遠位位置及び複数の電極各々の配置位置を示す位置情報に基づいて、複数の電極を冠静脈内に位置させる候補となる複数の電極の候補位置を示す情報を少なくとも１つ取得する処理を行う。これにより、ＣＲＴを行う前に、実際にＣＲＴを行う際に電極が留置される候補位置を決定することができる。よって、実際にＣＲＴを行う際に電極が留置される位置においてシミュレータによるシミュレーションを行うことができるので、シミュレーションの精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】【図１】本開示の一実施形態による画像診断支援装置を適用した、心臓シミュレーションシステムの概要を示すハードウェア構成図
【図２】本開示の一実施形態による画像診断支援装置の概略構成を示す図
【図３】第１の実施形態の画像診断支援装置において行われる処理を示すフローチャート
【図４】第１の実施形態において行われる遠位位置取得処理を示すフローチャート
【図５】図４の遠位位置取得処理を説明するための図
【図６】第２の実施形態において行われる遠位位置取得処理を示すフローチャート
【図７】図６の遠位位置取得処理を説明するための図
【図８Ａ】電極の候補位置の一例を示す図
【図８Ｂ】電極の候補位置の他の一例を示す図
【図８Ｃ】電極の候補位置の他の一例を示す図
【図８Ｄ】電極の候補位置の他の一例を示す図
【図９】電極の候補位置の表示の一例を示す図
【図１０】本開示の一実施形態によるシミュレータの概略構成を示す図
【図１１】本実施形態の心臓シミュレーションシステムにおいて行われる処理を示すフローチャート
【図１２】電極リード線の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２６】  以下、図面を参照して本開示の第１の実施形態について説明する。図１は、本開示の一実施形態による画像診断支援装置を適用した、心臓シミュレーションシステムの概要を示すハードウェア構成図である。図１に示すように、心臓シミュレーションシステム１０では、第１の実施形態による画像診断支援装置１、３次元画像撮影装置２、及び画像保管サーバ３が、ネットワーク４を経由して通信可能な状態で接続されている。また、心臓シミュレーションシステム１０は、画像診断支援装置１に対して無線又は有線によって相互に接続されたシミュレータ５を備えている。そして、心臓シミュレーションシステム１０においては、シミュレータ５において、被検体の心臓の３次元画像を用いて、実際にＣＲＴを行う際に被検体の心臓の左心室に留置される電極リード線の複数の電極の位置に近い位置に電極を留置するシミュレーションを行う。
【００２７】  ３次元画像撮影装置２は、被検体の診断対象となる部位を撮影することにより、その部位を表す３次元画像を生成する装置であり、具体的には、ＣＴ装置、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置、及びＰＥＴ（Positron Emission Tomography）装置等である。この３次元画像撮影装置２により生成された３次元画像は画像保管サーバ３に送信され、保存される。なお、第１の実施形態においては、電極リード線の電極を設置する場所は、被検体の心臓の冠静脈であるため、被検体の診断対象部位を、冠静脈を含む胸部とする。また、３次元画像撮影装置２はＣＴ装置であり、被検体の胸部についての複数のアキシャル断面の断層画像からなる３次元画像が生成されるものとする。
【００２８】  画像保管サーバ３は、各種データを保存して管理するコンピュータであり、大容量外部記憶装置及びデータベース管理用ソフトウェアを備えている。画像保管サーバ３は、有線あるいは無線のネットワーク４を介して他の装置と通信を行い、画像データ等を送受信する。具体的には３次元画像撮影装置２で生成された３次元画像等の画像データをネットワーク経由で取得し、大容量外部記憶装置等の記録媒体に保存して管理する。なお、画像データの格納形式及びネットワーク４経由での各装置間の通信は、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and COmmunication in Medicine）等のプロトコルに基づいている。
【００２９】  画像診断支援装置１は、１台のコンピュータに、本開示の画像診断支援プログラムをインストールしたものである。コンピュータは、診断を行う医師が直接操作するワークステーションまたはパーソナルコンピュータでもよいし、それらとネットワークを介して接続されたサーバコンピュータでもよい。画像診断支援プログラムは、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）あるいはＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）等の記録媒体に記録されて配布され、その記録媒体からコンピュータにインストールされる。または、ネットワークに接続されたサーバコンピュータの記憶装置、もしくはネットワークストレージに、外部からアクセス可能な状態で記憶され、要求に応じて医師が使用するコンピュータにダウンロードされ、インストールされる。
【００３０】  図２は、コンピュータに画像診断支援プログラムをインストールすることにより実現される、第１の実施形態による画像診断支援装置の概略構成を示す図である。図２に示すように、画像診断支援装置１は、標準的なワークステーションの構成として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、メモリ１２、ストレージ１３及び外部Ｉ／Ｆ（InterFace）１６を備えている。また、画像診断支援装置１には、液晶ディスプレイ等のディスプレイ（表示部）１４、並びにキーボード及びマウス等の入力部１５が接続されている。
【００３１】  ストレージ１３は、ハードディスクまたはＳＳＤ（Solid State Drive）等のストレージデバイスからなる。ストレージ１３には、ネットワーク４を経由して画像保管サーバ３から取得した、被検体の３次元画像及び処理に必要な情報を含む各種情報が記憶されている。第１の実施形態においては、図１２に示す電極リード線７の径ｄ、長さＬ、及び互いの間隔ａを含む４つの電極Ａ１〜Ａ４の位置情報が記憶されている。また、電極リード線７は可撓性を有し、ストレージ１３には、電極リード線７の可撓性を示す指標が記憶されている。ここで、可撓性を示す指標は、例えば電極リード線７の曲率の最大値とすることができる。
【００３２】  外部Ｉ／Ｆ１６は、画像診断支援装置１とシミュレータ５との間の各種情報の送受信を司る。外部Ｉ／Ｆ１６は、後述する候補位置取得部２４により取得された１つ以上の電極の候補位置の位置情報を出力する本開示の出力部としても機能する。
【００３３】  また、メモリ１２には、画像診断支援プログラムが記憶されている。画像診断支援プログラムは、ＣＰＵ１１に実行させる処理として、心臓を含む３次元画像を取得する画像取得処理、心臓を含む３次元画像から、少なくとも１つの冠静脈について、冠静脈の径の大きさ及び経路を含む形状情報を取得する形状情報取得処理、心臓を含む３次元画像から、少なくとも１つの冠静脈について、冠静脈の径の大きさ及び経路を含む形状情報を取得する形状情報取得処理、取得された形状情報、電極間隔が定められた複数の電極が配置された電極リード線の径の大きさを示す情報に基づいて、電極リード線を挿入可能な最も遠位位置を取得する遠位位置取得処理、遠位位置及び複数の電極各々の配置位置を示す位置情報に基づいて、複数の電極を冠静脈内に位置させる候補となる複数の電極の候補位置を示す情報を少なくとも１つ取得する候補位置取得処理、並びに３次元画像及び電極の候補位置をディスプレイ１４に表示させる制御を行う表示制御処理を規定する。
【００３４】  そして、ＣＰＵ１１がプログラムに従いこれらの処理を実行することで、コンピュータは、画像取得部２１、形状情報取得部２２、遠位位置取得部２３、候補位置取得部２４及び表示制御部２５として機能する。なお、第１の実施形態においては、画像診断支援プログラムによって、各部の機能を実行するようにしたが、これに限らず、例えば複数のＩＣ（Integrated Circuit）、プロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、及びメモリ等を適宜組み合わせることによって各部の機能を実行するようにしてもよい。
【００３５】  画像取得部２１は、電極リード線の電極を留置するための被検体の胸部の３次元画像を画像保管サーバ３から取得する。なお、３次元画像が既にストレージ１３に記憶されている場合には、ストレージ１３から３次元画像を取得するようにしてもよい。なお、第１の実施形態において、画像取得部２１が取得する３次元画像はＣＴ画像であり、被検体に造影剤を投与した状態で３次元画像撮影装置２によって取得されたＣＴ画像を取得する。一般的に冠動脈と冠静脈とは、冠動脈が造影されるタイミングと冠静脈が造影されるタイミングとが異なるので、冠静脈が造影されるタイミングで３次元画像撮影装置２によって取得されたＣＴ画像を、画像取得部２１が取得する。
【００３６】  形状情報取得部２２は、心臓を含むＣＴ画像から、少なくとも１つの冠静脈について、冠静脈の径の大きさ及び経路を含む形状情報を取得する。具体的には、画像取得部２１により取得されたＣＴ画像から公知の技術を使用して冠静脈領域を血管領域として抽出する。たとえば、冠静脈解析用の造影ＣＴ画像では血管半径が同一であっても動脈の輝度値が静脈に比べて低い。この特徴を利用してＣＴ画像において冠静脈と冠静脈とを分離して抽出することができる。なお、例えば特開２０１１−０９８１９５号公報に記載された手法を使用することにより、ＣＴ画像において冠静脈と冠動脈とを識別して検出することができる。また、３次元画像において冠動脈領域を抽出する手法は、例えば、特開２０１２−０８５７２１号公報に記載されているように、一般的に知られているので、ＣＴ画像において冠静脈領域と冠動脈領域とが混在している場合には、ＣＴ画像において冠動脈領域を抽出して取り除くことにより、冠静脈領域を抽出するようにしてもよい。
【００３７】  形状情報取得部２２は、抽出した冠静脈領域において、公知の手法により芯線を抽出し、この芯線の位置情報を経路情報として取得する。また、形状情報取得部２２は、抽出した冠静脈領域において、一定の間隔毎に径の大きさを取得する。径の大きさは芯線に垂直な断面の面積または断面の周長を計測し、計測した面積または周長から算出することができるが、これに限られず公知の手法を使用しても良い。なお、径の大きさを取得する間隔は操作者により任意に変更することができる。
【００３８】  遠位位置取得部２３は、形状情報取得部２２によって取得された形状情報、及びストレージ１３に保存された電極リード線７の径ｄの大きさを示す情報に基づいて、電極リード線７を挿入可能な最も遠位位置を取得する。なお、遠位位置取得部２３による遠位位置の取得方法については後で詳細に説明する。
【００３９】  候補位置取得部２４は、遠位位置及びストレージ１３に保存された電極リード線７の複数の電極Ａ１〜Ａ４の各々の配置位置を示す位置情報に基づいて、複数の電極Ａ１〜Ａ４を冠静脈内に位置させる候補となる複数の電極Ａ１〜Ａ４の候補位置を示す情報を少なくとも１つ取得する。なお、候補位置取得部２４による候補位置の取得方法については後で詳細に説明する。
【００４０】  表示制御部２５は、ＣＴ画像及び電極の候補位置をディスプレイ１４に表示させる制御を行う。また、表示制御部２５は、処理に必要な各種情報をディスプレイ１４に表示させる制御も行う。
【００４１】  次いで、第１の実施形態において行われる遠位位置取得処理について説明する。図３は第１の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。まず、ＣＰＵ１１は操作者が入力部１５を操作することにより入力した、電極リード線７の径ｄ、長さＬ、及び互いの間隔ａを含む４つの電極Ａ１〜Ａ４の位置情報を電極リード線７の情報として取得する（ステップＳＴ１）。ここで、ＣＰＵ１１は取得した上記情報をストレージ１３に保存する。なお、第１の実施形態においては、ＣＰＵ１１は操作者により入力された上記情報を取得したが、本開示はこれに限られず、予めストレージ１３に保存された複数の電極リード線の情報の中から、ＣＰＵ１１が電極リード線７の情報を取得するようにしてもよい。
【００４２】  次に、画像取得部２１は、心臓を含む３次元画像として。ＣＴ画像を画像保管サーバ３から取得する（ステップＳＴ２）。次いで、形状情報取得部２２は、取得されたＣＴ画像から、上述した方法により少なくとも１つの冠静脈領域を抽出する（ステップＳＴ３）。
【００４３】  次に、形状情報取得部２２は、抽出した冠静脈領域において、径の大きさ情報と経路情報とを形状情報として取得する（ステップＳＴ４）。
【００４４】  次に、遠位位置取得部２３が、電極リード線７を挿入可能な最も遠位位置を取得する遠位位置取得処理を行う。図４は第１の実施形態において行われる遠位位置取得処理を示すフローチャート、図５は遠位位置取得処理を説明するための図である。
【００４５】  遠位位置取得部２３は、まず、冠静脈領域毎に、冠静脈領域の径の大きさ情報とストレージ１３に保存された電極リード線７の径ｄの情報に基づいて径の比較を行う（ステップＳＴ１１）。図５に示すように、冠静脈領域Ｃにおいて図５中の矢印の方向が電極リード線７を挿入する挿入方向とした場合、遠位位置取得部２３は、冠静脈領域Ｃの上流側の径Ｄ１から順に下流側の径Ｄ２の方に向かって径の比較を行う。例えば、ユーザーにより冠動脈領域のある地点が指定され、その位置を原点として、下流側に向かって径の比較が行われる。そして、冠静脈領域Ｃの径Ｄが電極リード線７の径ｄよりも大きい場合（ステップＳＴ１２；ＹＥＳ）には、遠位位置取得部２３は冠静脈において電極リード線７が挿入可能であると判断して、ステップＳＴ１１に処理を移行して、引き続き径の比較を行う。
【００４６】  一方、ステップＳ１２にて、冠静脈領域Ｃの径Ｄが電極リード線７の径ｄ以下である場合（ステップＳＴ１２；ＮＯ）には、遠位位置取得部２３は冠静脈において電極リード線７が挿入不可能であると判断して、一つ上流側の径Ｄの位置、すなわち冠静脈において電極リード線７が挿入可能であると判断された位置を遠位位置として取得する（ステップＳＴ１３）。遠位位置とは原点からみて電極リード線を挿入可能な最も遠い位置としてもよい。例えば図５に示すように、径Ｄ３において電極リード線７が挿入不可能であると判断された場合、一つ上流側で電極リード線７が挿入可能であると判断された径Ｄ２の位置を遠位位置Ｆとする。そして、遠位位置取得部２３は、形状情報取得部２２が抽出した全ての冠静脈領域Ｃに対して上記と同様にして遠位位置を取得する。以上のようにして遠位位置取得部２３による遠位位置取得処理が行われる。
【００４７】  なお、上記第１の実施形態においては、遠位位置取得部２３は、冠静脈の径が前記電極リード線の径よりも大きい場合に、冠静脈において電極リード線７を挿入可能であると判断したが、本開示はこれに限られない。ここで第２の実施形態の遠位位置取得部２３による遠位位置取得処理について説明する。図６は第２の実施形態において行われる遠位位置取得処理を示すフローチャート、図７は図６の遠位位置取得処理を説明するための図である。なお、図６のステップＳＴ２１，ＳＴ２２，ＳＴ２３の処理は、図４のステップＳＴ１１，ＳＴ１２，ＳＴ１３の処理と同様であるため、ここでの説明は省略して異なる処理についてのみ説明する。
【００４８】  第２の実施形態の遠位位置取得部２３は、電極リード線７が冠静脈の曲率に対して対応可能な可撓性を有する場合に、冠静脈において電極リード線７を挿入可能とする。なお第２の実施形態においては、形状情報取得部２２は抽出した冠静脈領域において、径の大きさ情報と経路情報と曲率を形状情報として取得する。
【００４９】  遠位位置取得部２３は、ステップＳ２２にて、冠静脈領域Ｃの径Ｄが電極リード線７の径ｄよりも大きい場合（ステップＳＴ２２；ＹＥＳ）には、遠位位置取得部２３は、電極リード線７の可撓性を判断する（ステップＳＴ２４）。具体的には、冠静脈領域の曲率の情報とストレージ１３に保存された電極リード線７の曲率の情報に基づいて曲率の比較を行う。なお、冠静脈領域Ｃにおいて図７中の矢印の方向が電極リード線７を挿入する挿入方向とする。遠位位置取得部２３は、ステップＳＴ２２において径の比較を行った位置における曲率と電極リード線７の曲率との比較を行う。冠静脈領域Ｃの半径ｒに基づく曲率１／ｒが電極リード線７の曲率よりも小さい場合には、遠位位置取得部２３が電極リード線７の可撓性が冠静脈の曲率に対して対応可能であるとして（ステップＳＴ２５；ＹＥＳ）、すなわち冠静脈において電極リード線７が挿入可能であると判断して、ステップＳＴ２１に処理を移行して、引き続き径の比較を行う。
【００５０】  一方、ステップＳＴ２５にて、冠静脈領域Ｃの半径ｒに基づく曲率１／ｒが電極リード線７の曲率以上である場合には、遠位位置取得部２３が電極リード線７の可撓性が冠静脈の曲率に対して対応可能ではないとして（ステップＳＴ２５；ＮＯ）、すなわち冠静脈において電極リード線７が挿入不可能であると判断して、ステップＳＴ２３に処理を移行する。
【００５１】  例えば図７に示すように、ステップＳＴ２２において冠静脈領域Ｃの径Ｄ２が電極リード線７の径ｄよりも大きい（ステップＳＴ２２；ＹＥＳ）と判断された位置における半径ｒ２のカーブにおいて電極リード線７が挿入不可能であると判断された場合、電極リード線７は半径ｒ２のカーブを曲がり切ることはできないため、遠位位置取得部２３は冠静脈領域Ｃの径Ｄ２の位置より先に電極リード線７を進めることはできないとして冠静脈領域Ｃの径Ｄ２の位置を遠位位置Ｆとして取得する（ステップＳＴ２３）。そして、遠位位置取得部２３は、形状情報取得部２２が抽出した全ての冠静脈領域Ｃに対して上記と同様にして遠位位置Ｆを取得する。以上のようにして第２の実施形態の遠位位置取得部２３による遠位位置取得処理が行われる。
【００５２】  そして図３に戻り、第１の実施形態又は第２の実施形態の遠位位置取得部２３による遠位位置取得処理が行われると（ステップＳＴ５）、次に、候補位置取得部２４が、ステップＳＴ５で取得された遠位位置Ｆ及びストレージ１３に記憶された電極リード線７の４つの電極Ａ１〜Ａ４の位置情報に基づいて、４つの電極Ａ１〜Ａ４を冠静脈内に位置させる候補となる４つの電極Ａ１〜Ａ４の候補位置を示す情報を少なくとも１つ取得する（ステップＳＴ６）。
【００５３】  図８Ａ及び図８Ｂは電極の候補位置の一例を示す図である。具体的には図８Ａに示すように、候補位置取得部２４は、冠静脈領域Ｃにおいて遠位位置Ｆよりも電極リード線７の挿入方向とは逆の方向、つまり近位側に遡って４つの電極Ａ１〜Ａ４が配置できる位置を電極の候補位置として取得する。すなわち、電極リード線７の挿入口から遠位位置Ｆの間の冠静脈領域Ｃ内であれば、例えば図８Ａに示すように遠位位置Ｆ側であっても、図８Ｂに示すように遠位位置Ｆから離れた位置であっても、４つの電極Ａ１〜Ａ４はいずれの位置でも配置することができる。候補位置取得部２４は、最も遠位位置Ｆ側の電極Ａ１を遠位位置Ｆ上に位置させてもよいし、遠位位置Ｆから近位側に予め定められた距離離れた位置に位置させてもよい。なお、上記距離は、操作者が入力部１５を用いて任意の値に変更することができる。４つの電極Ａ１〜Ａ４の間隔ａは規定されているので、候補位置取得部２４は、電極Ａ１の配置位置を取得することにより、電極Ａ２〜Ａ４の配置位置を取得することができる。候補位置取得部２４は、１つの冠静脈領域Ｃにおいて１つの候補位置だけではなく、例えば図８Ａと図８Ｂに示す候補位置等、複数の候補位置を示す情報を取得してもよい。
【００５４】  また、本開示の画像診断支援装置において、候補位置取得部による候補位置を示す情報の取得は上記に限られない。図８Ｃは電極の候補位置の他の一例を示す図である。図８Ｃに示すように、候補位置取得部２４は、冠静脈領域Ｃにおいて、遠位位置Ｆを含む予め定められた範囲Ｒ内において、複数の電極のうち最も遠位側に位置する電極Ａ１の候補位置を示す情報を取得してもよい。なお、範囲Ｒは、遠位位置Ｆを中心として設定しても良いが、これに限られず、遠位位置Ｆを含む範囲であれば何れの位置に設定してもよい。また、範囲Ｒは操作者が入力部１５を用いて任意の値に変更することができる。
【００５５】  遠位位置取得部２３により取得された遠位位置Ｆは、画像上においては、電極リード線７を挿入可能な最も遠位側の位置だが、実際に被検体に対して手術を行う際に、電極リード線７を必ずしも遠位位置Ｆに挿入できるとは限らない。また、実際には電極リード線７を遠位位置Ｆよりも遠位側に挿入できる場合もある。そこで、電極Ａ１の候補位置を、遠位位置Ｆを含む範囲Ｒ内で取得することにより、電極の位置を実際にＣＲＴを行う際に留置される位置に近づけることができるので、シミュレーションの精度をより高めることができる。
【００５６】  ここで、図８Ｄに電極の候補位置のさらに他の一例を示す図を示す。候補位置取得部２４は、図８Ｄに示すように、電極Ａ１の候補位置を予め定められた候補範囲Ｔで取得し、取得した候補範囲Ｔを示す情報を電極Ａ１の候補位置として取得するようにしてもよい。この場合も、電極の位置を実際にＣＲＴを行う際に留置される位置に近づけることができるので、シミュレーションの精度をより高めることができる。なお、候補範囲Ｔは操作者が入力部１５を用いて任意の値に変更することができる。
【００５７】  次に、表示制御部２５は、ＣＴ画像に４つの電極Ａ１〜Ａ４の候補位置を重畳させてディスプレイ１４に表示させる。図９は電極の候補位置の表示の一例を示す図である。図９に示すように、表示制御部２５はＣＴ画像内の心臓Ｈにおいて形状情報取得部２２が抽出した冠静脈領域Ｃを例えば斜線やハイライト等で強調して表示させ、冠静脈領域Ｃ上に４つの電極Ａ１〜Ａ４を重畳表示させる。表示制御部２５は、操作者による入力部１５からの入力を検出する度に、候補位置取得部２４が取得した複数の候補位置を順にディスプレイ１４に表示させるようにしてもよい。
【００５８】  なお、ＣＴ画像において、予め、心筋梗塞領域が図示しない解析部により検出されている場合には、候補位置取得部２４は心筋梗塞領域内に位置する電極の候補位置を電極配置の候補から外すようにしてもよい。この場合、表示制御部２５は、電極配置の候補から外れた電極の候補位置、例えば電極Ａ１のみを非表示にする。このようにして画像診断支援装置１による一連の処理は終了する。
【００５９】  以上により、上記実施形態の画像診断支援装置１によれば、ＣＲＴを行う前に、実際にＣＲＴを行う際に電極が留置される候補位置を決定することができる。よって、実際にＣＲＴを行う際に電極が留置される位置においてシミュレータ５によるシミュレーションを行うことができるので、シミュレーションの精度を高めることができる。
【００６０】  次に、本開示の実施形態によるシミュレータ５について説明する。シミュレータ５は、１台のコンピュータに、本開示のシミュレーションプログラムをインストールしたものである。コンピュータは、診断を行う医師が直接操作するワークステーションまたはパーソナルコンピュータでもよいし、それらとネットワークを介して接続されたサーバコンピュータでもよい。シミュレーションプログラムは、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）あるいはＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）等の記録媒体に記録されて配布され、その記録媒体からコンピュータにインストールされる。または、ネットワークに接続されたサーバコンピュータの記憶装置、もしくはネットワークストレージに、外部からアクセス可能な状態で記憶され、要求に応じて医師が使用するコンピュータにダウンロードされ、インストールされる。
【００６１】  図１０は、コンピュータにシミュレーションプログラムをインストールすることにより実現される、実施形態によるシミュレータ５の概略構成を示す図である。図１０に示すように、シミュレータ５は、標準的なワークステーションの構成として、ＣＰＵ５１、メモリ５２、ストレージ５３及び外部Ｉ／Ｆ５６を備えている。また、シミュレータ５には、液晶ディスプレイ等のディスプレイ（表示部）１４Ａ、並びにキーボード及びマウス等の入力部１５Ａが接続されている。
【００６２】  なお、ＣＰＵ５１、ストレージ５３及び外部Ｉ／Ｆ５６の基本的な構成は上記第１の実施形態の画像診断支援装置１のＣＰＵ１１、メモリ１２、ストレージ１３及び外部Ｉ／Ｆ１６と同様であるためここでの説明は省略する。なお、本実施形態の外部Ｉ／Ｆ５６は画像診断支援装置１から出力された１つ以上の電極の候補位置の位置情報を受信する本開示の受信部としても機能する。
【００６３】  メモリ５２には、シミュレーションプログラムが記憶されている。シミュレーションプログラムプログラムは、ＣＰＵ５１に実行させる処理として、外部Ｉ／Ｆ５６により受信された１つ以上の電極の候補位置の位置情報を受け付ける候補位置受付処理、受け付けられた位置情報に基づいて、電極の候補位置毎に電極を配設してＣＴ画像の対象である患者固有の心臓の動きを再現するシュミュレータ処理、ＣＴ画像及び電極の候補位置をディスプレイ１４に表示させる制御を行う表示制御処理を規定する。
【００６４】  そして、ＣＰＵ５１がプログラムに従いこれらの処理を実行することで、コンピュータは、候補位置受付部６１、シミュレーション部６２及び表示制御部６３として機能する。なお、本実施形態においては、シミュレーションプログラムプログラムによって、各部の機能を実行するようにしたが、これに限らず、例えば複数のＩＣ（Integrated Circuit）、プロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、及びメモリ等を適宜組み合わせることによって各部の機能を実行するようにしてもよい。
【００６５】  候補位置受付部６１は、外部Ｉ／Ｆ５６が受信した画像診断支援装置１から出力された１つ以上の電極の候補位置の位置情報を受け付ける。
【００６６】  シミュレーション部６２は、候補位置受付部６１が受け付けた１つ以上の電極の候補位置の位置情報に基づいて、電極の候補位置毎に電極を配設してＣＴ画像の対象である患者固有の心臓の動きを再現する。具体的には、例えば図９に表示された電極の候補位置、すなわち電極リード線７の４つの電極位置に、電極を配設して心臓の動きを再現する。なお、シミュレーション部６２は、非特許文献１に記載された手法を使用することができる。
【００６７】  表示制御部６３は、ＣＴ画像及び電極の候補位置をディスプレイ１４Ａに表示させる制御を行う。また、表示制御部２５は、処理に必要な各種情報をディスプレイ１４Ａに表示させる制御も行う。本実施形態のシミュレータ５は以上のように構成されている。
【００６８】  次いで、心臓シミュレーションシステム１０において行われる処理について説明する。図１１は心臓シミュレーションシステムにおいて行われる処理を示すフローチャートである。まず、画像診断支援装置１は候補位置取得部２４が取得した１つ以上の電極の候補位置の位置情報をシミュレータ５に出力する（ステップＳＴ３３）。
【００６９】  次に、シミュレータ５の候補位置受付部６１は、画像診断支援装置１から出力されて外部Ｉ／Ｆ５６を介して受信した１つ以上の電極の候補位置の位置情報を受け付ける（ステップＳ３４）。そして、シミュレーション部６２は候補位置受付部６１が受け付けた１つ以上の電極の候補位置の位置情報に基づいて、電極の候補位置毎に電極を配設してＣＴ画像の対象である患者固有の心臓の動きを再現するシミュレーションを行う（ステップＳＴ３５）。そして、シミュレーション部６２は電極の候補位置毎にシミュレーション結果を取得する（ステップＳＴ３６）。このようにして心臓シミュレーションシステム１０による一連の処理は終了する。
【００７０】  以上のように、画像診断支援装置１により取得された電極が留置される候補位置、すなわち実際にＣＲＴを行う際に電極が留置される位置においてシミュレータ５によるシミュレーションを行うことができるので、シミュレーションの精度を高めることができる。また画像診断支援装置１が複数の電極の候補位置を示す情報を取得するので、シミュレータ５は複数の電極の候補位置についてシミュレーションを行うことができる。これによりＣＲＴを行う際に最も効果が得られる電極の留置位置を求めることができるので、患者の心機能の改善をより向上させることができる。
【００７１】  なお、上記実施形態の心臓シミュレーションシステム１０においては、画像診断支援装置１とシミュレータ５とが別の装置として設けられているが、本開示はこれに限定されるものではない。例えばシミュレータ５のシミュレーションプログラムが画像診断支援装置１のメモリ１２にインストールされていてもよいし、画像診断支援装置１がシミュレータ５のメモリ５２を備えていてもよい。
【００７２】  また、上記実施形態の画像診断支援装置１はディスプレイ１４を備えているが、本開示はこれに限られるものではなく、画像診断支援装置１がディスプレイ１４を備えていなくてもよい。画像診断支援装置１はシミュレータ５のディスプレイ１４Ａを使用することができる。
【００７３】  また、上記実施形態においては、形状情報取得部２２が、ＣＴ画像から冠静脈領域Ｃ及び芯線を抽出しているが、冠静脈領域Ｃのみを抽出するものであってもよい。
【００７４】  また、上記実施形態においては、医用画像としてＣＴ画像を用いているが、これに限定されるものではなく、ＭＲＩ画像及びＰＥＴ画像等であってもよい。
【００７５】  本開示は上記実施形態に限られず、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００７６】      １    画像診断支援装置      ２    ３次元画像撮影装置      ３    画像保管サーバ      ４    ネットワーク      ５    シミュレータ      ７    電極リード線      １０  心臓シミュレーションシステム      １１，５１    ＣＰＵ      １２，５２    メモリ      １３，５３    ストレージ      １４，１４Ａ    ディスプレイ      １５，１５Ａ    入力部      １６，５６    外部Ｉ／Ｆ      ２１    画像取得部      ２２    形状情報取得部      ２３    遠位位置取得部      ２４    候補位置取得部      ２５，６３    表示制御部      ６１    候補位置取得部      ６２    シミュレーション部      Ｃ    冠静脈領域      Ｄ，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３    冠静脈の径      ｒ，ｒ１，ｒ２    半径      Ｆ    遠位位置      Ａ１〜Ａ４    候補位置      Ｈ    心臓      Ｒ    範囲      Ｔ    候補範囲
【図１】
2020013198.tif 000003
【図２】
2020013198.tif 000004
【図３】
2020013198.tif 000005
【図４】
2020013198.tif 000006
【図５】
2020013198.tif 000007
【図６】
2020013198.tif 000008
【図７】
2020013198.tif 000009
【図８Ａ】
2020013198.tif 000010
【図８Ｂ】
2020013198.tif 000011
【図８Ｃ】
2020013198.tif 000012
【図８Ｄ】
2020013198.tif 000013
【図９】
2020013198.tif 000014
【図１０】
2020013198.tif 000015
【図１１】
2020013198.tif 000016
【図１２】
2020013198.tif 000017
【国際調査報告】
2020013198.tif 000018
2020013198.tif 000019
2020013198.tif 000020
2020013198.tif 000021