特許 6202963 画像処理システム、Ｘ線診断装置及び画像処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6202963

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】画像処理システム、Ｘ線診断装置及び画像処理方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/03 20060101AFI20170914BHJP

   A61B 5/055 20060101ALI20170914BHJP

   A61B 8/00 20060101ALI20170914BHJP

【ＦＩ】

   A61B6/03 360Q

   A61B6/03 377

   A61B5/05 390

   A61B5/05 380

   A61B8/00

【請求項の数】9

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2013-196006(P2013-196006)

(22)【出願日】2013年9月20日

(65)【公開番号】特開2014-76331(P2014-76331A)

(43)【公開日】2014年5月1日

【審査請求日】2016年6月10日

(31)【優先権主張番号】特願2012-207468(P2012-207468)

(32)【優先日】2012年9月20日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】東芝メディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001771

【氏名又は名称】特許業務法人虎ノ門知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】橋本 新一

(72)【発明者】

【氏名】大内 啓之

(72)【発明者】

【氏名】坂口 卓弥

(72)【発明者】

【氏名】渕上 航

【審査官】 伊藤 昭治

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００９−５３２１６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ６／０３

Ａ６１Ｂ ５／０５５

Ａ６１Ｂ ８／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検体の所定組織を撮影したデータであって、前記所定組織の運動を解析可能な３次元医用画像データである第１の３次元医用画像データと、Ｘ線画像データで判別可能な特定組織が映像化された３次元医用画像データである第２の３次元医用画像データとの位置合わせを行なう第１位置合わせ部と、
前記第１の３次元医用画像データ及び前記第２の３次元医用画像データに位置合わせ情報を付加したデータ、又は、当該第１の３次元医用画像データと当該第２の３次元医用画像データとを位置合わせして合成した合成データを、出力データとして出力する出力部と、
前記出力データを受信して、前記第２の３次元医用画像データと、前記被検体の前記所定組織を１つ又は複数の撮影方向から造影撮影して得られた造影データである１つ又は複数のＸ線画像データ、又は、器具が挿入された前記特定組織を１つ又は複数の撮影方向から撮影して得られた１つ又は複数のＸ線画像データとの位置合わせを行ない、前記第２の３次元医用画像データと前記１つ又は複数のＸ線画像データとの位置合わせ結果に基づいて、Ｘ線画像データの３次元撮影空間における前記特定組織の３次元位置情報を取得する第２位置合わせ部と、
前記特定組織の３次元位置情報及び前記第１の３次元医用画像データと前記第２の３次元医用画像データとの相対的位置関係に基づいて、前記第１の３次元医用画像データ又は、前記第１の３次元医用画像データを解析することで生成された解析画像データが、前記所定組織のＸ線画像データに位置合わせされた画像データを表示する表示部と、
を備える、画像処理システム。

【請求項2】

前記表示部は、前記第２の３次元医用画像データを前記３次元撮影空間に配置した場合に、前記特定組織が前記１つ又は複数のＸ線画像データに投影された投影像を表示し、
前記第２位置合わせ部は、前記表示部を参照する操作者が、前記１つ又は複数のＸ線画像データにて前記特定組織に該当する位置に前記投影像の位置を対応付ける操作に基づいて、前記３次元位置情報を取得する、請求項１に記載の画像処理システム。

【請求項3】

前記第２位置合わせ部は、位置合わせ処理を複数のＸ線画像データで行なう場合、前記第２の３次元医用画像データと、前記複数のＸ線画像データを再構成した３次元Ｘ線画像データとの位置合わせ処理を、３次元画像データ間のパターンマッチングにより行なう、請求項１に記載の画像処理システム。

【請求項4】

前記第２位置合わせ部は、前記第２の３次元医用画像データで設定された３次元関心領域と、前記３次元Ｘ線画像データで設定された３次元関心領域との間で位置合わせ処理を行なう、請求項３に記載の画像処理システム。

【請求項5】

前記出力部は、前記合成データを前記出力データとする場合、前記第１の３次元医用画像データと前記第２の３次元医用画像データとの表示及び非表示を切り替え可能であり、且つ、前記第１の３次元医用画像データと前記第２の３次元医用画像データとを分離可能な輝度値情報を有するデータとして構成する、請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像処理システム。

【請求項6】

前記出力部は、前記第１の３次元医用画像データの解析結果である解析画像データ及び前記第２の３次元医用画像データに位置合わせ情報を付加したデータ、又は、当該解析画像データと当該第２の３次元医用画像データとを位置合わせして合成した合成データを、前記出力データとして出力する、請求項１〜５のいずれか１つに記載の画像処理システム。

【請求項7】

前記第１の３次元医用画像データは、３次元超音波画像データであり、前記第２の３次元医用画像データは、３次元Ｘ線ＣＴ画像データ、又は、３次元ＭＲＩ画像データである、請求項１〜６のいずれか１つに記載の画像処理システム。

【請求項8】

第１位置合わせ部の位置合わせ結果に基づいて得られる出力データとして、被検体の所定組織を撮影したデータであって、前記所定組織の運動を解析可能な３次元医用画像データである第１の３次元医用画像データと、Ｘ線画像データで判別可能な特定組織が映像化された３次元医用画像データである第２の３次元医用画像データとに位置合わせ情報を付加したデータ、又は、当該第１の３次元医用画像データと当該第２の３次元医用画像データとを位置合わせして合成した合成データを受信して、前記第２の３次元医用画像データと、前記被検体の前記所定組織を１つ又は複数の撮影方向から造影撮影して得られた造影データである１つ又は複数のＸ線画像データ、又は、器具が挿入された前記特定組織を１つ又は複数の撮影方向から撮影して得られた１つ又は複数のＸ線画像データとの位置合わせを行ない、前記第２の３次元医用画像データと前記１つ又は複数のＸ線画像データとの位置合わせ結果に基づいて、Ｘ線画像データの３次元撮影空間における前記特定組織の３次元位置情報を取得する第２位置合わせ部と、
前記特定組織の３次元位置情報及び前記第１の３次元医用画像データと前記第２の３次元医用画像データとの相対的位置関係に基づいて、前記第１の３次元医用画像データ又は、前記第１の３次元医用画像データを解析することで生成された解析画像データが、前記所定組織のＸ線画像データに位置合わせされた画像データを表示する表示部と、
を備える、Ｘ線診断装置。

【請求項9】

第１位置合わせ部が、被検体の所定組織を撮影したデータであって、前記所定組織の運動を解析可能な３次元医用画像データである第１の３次元医用画像データと、Ｘ線画像データで判別可能な特定組織が映像化された３次元医用画像データである第２の３次元医用画像データとの位置合わせを行ない、
出力部が、前記第１の３次元医用画像データ及び前記第２の３次元医用画像データに位置合わせ情報を付加したデータ、又は、当該第１の３次元医用画像データと当該第２の３次元医用画像データとを位置合わせして合成した合成データを、出力データとして出力し、
第２位置合わせ部が、前記出力データを受信して、前記第２の３次元医用画像データと、前記被検体の前記所定組織を１つ又は複数の撮影方向から造影撮影して得られた造影データである１つ又は複数のＸ線画像データ、又は、器具が挿入された前記特定組織を１つ又は複数の撮影方向から撮影して得られた１つ又は複数のＸ線画像データとの位置合わせを行ない、前記第２の３次元医用画像データと前記１つ又は複数のＸ線画像データとの位置合わせ結果に基づいて、Ｘ線画像データの３次元撮影空間における前記特定組織の３次元位置情報を取得し、
表示部が、前記特定組織の３次元位置情報及び前記第１の３次元医用画像データと前記第２の３次元医用画像データとの相対的位置関係に基づいて、前記第１の３次元医用画像データ又は、前記第１の３次元医用画像データを解析することで生成された解析画像データが、前記所定組織のＸ線画像データに位置合わせされた画像データを表示する、
ことを含む、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、画像処理システム、Ｘ線診断装置及び画像処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、心不全治療法の１つとして、心臓再同期医療法（ＣＲＴ：Cardiac Resynchronization Therapy）が知られている。ＣＲＴは、心臓内で電気刺激の伝播に遅延が生じている部位（以下、遅延部位）に、ペースメーカの電極（ペーシングリード）を留置することで、心臓動作の非同期を改善させ心臓のポンプ機能を正常に近い状態に戻す治療法である。ＣＲＴでは、医師は、Ｘ線診断装置によって透視撮影されたＸ線画像を参照しながら、遅延部位に最も近い静脈に電極を留置する。

【0003】

遅延部位は、従来、例えば、ＥＰ（Electrophysiology）の情報や、近年ではＥＰマッピングにより診断されている。また、近年、遅延部位は、超音波診断装置を用いた非侵襲的な解析により診断できる可能性があることが知られている。すなわち、近年、心エコーにより心壁運動を定量的に解析する方法が実用化されており、かかる解析方法では、超音波画像の心筋内膜や、心筋内膜と外膜との間に、局所的な心壁運動の指標（例えば、ストレイン等）が値に応じた色調でマッピングされた解析画像を表示可能である。心臓は、電気刺激による機械的興奮により心筋が運動する組織であることから、遅延部位は、解析画像において、心壁運動が同期していない部位（非同期部位）として示すことが可能である。しかし、ＣＲＴ治療はＸ線透視下で行なわれており、上記の解析画像は、治療計画時に医師への事前情報として伝達されるだけで、実際には、ＣＲＴ治療を行なうＸ線透視下では上記ペーシングリードを留置すべき場所を医師に示すことは実現されていない。一方でＸ線透視下の画像に他の画像を重畳表示する技術は実現されているが、心壁の内外膜面が判別困難であることから、Ｘ線画像と解析画像との位置合わせ、すなわち、Ｘ線画像と超音波画像との位置合わせが困難であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−０３９４２９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、超音波診断で特定された部位をＸ線透視下で判別することができる画像処理システム、Ｘ線診断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】

実施形態の画像処理システムは、第１位置合わせ部と、出力部と、第２位置合わせ部と、表示部とを備える。第１位置合わせ部は、被検体の所定組織を撮影したデータであって、前記所定組織の運動を解析可能な３次元医用画像データである第１の３次元医用画像データと、Ｘ線画像データで判別可能な特定組織が映像化された３次元医用画像データである第２の３次元医用画像データとの位置合わせを行なう。出力部は、前記第１の３次元医用画像データ及び前記第２の３次元医用画像データに位置合わせ情報を付加したデータ、又は、当該第１の３次元医用画像データと当該第２の３次元医用画像データとを位置合わせして合成した合成データを、出力データとして出力する。第２位置合わせ部は、前記出力データを受信して、前記第２の３次元医用画像データと、前記被検体の前記所定組織を１つ又は複数の撮影方向から造影撮影して得られた造影データである１つ又は複数のＸ線画像データ、又は、器具が挿入された前記特定組織を１つ又は複数の撮影方向から撮影して得られた１つ又は複数のＸ線画像データとの位置合わせを行ない、前記第２の３次元医用画像データと前記１つ又は複数のＸ線画像データとの位置合わせ結果に基づいて、Ｘ線画像データの３次元撮影空間における前記特定組織の３次元位置情報を取得する。表示部は、前記特定組織の３次元位置情報及び前記第１の３次元医用画像データと前記第２の３次元医用画像データとの相対的位置関係に基づいて、前記第１の３次元医用画像データ又は、前記第１の３次元医用画像データを解析することで生成された解析画像データが、前記所定組織のＸ線画像データに位置合わせされた画像データを表示する。

【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の実施形態に係る超音波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の実施形態に係る解析部を説明するための図（１）である。

【図4】図４は、第１の実施形態に係る解析部を説明するための図（２）である。

【図5】図５は、第１の実施形態に係る解析部を説明するための図（３）である。

【図6】図６は、第１の実施形態に係る解析部を説明するための図（４）である。

【図7】図７は、第１の実施形態に係る位置合わせ部を説明するための図である。

【図8】図８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9】図９は、第１の実施形態に係る画像処理システムが行なう画像処理方法を実行する処理部を示す図である。

【図10】図１０は、第１の実施形態に係る超音波診断装置が行なう処理の一例を説明するための図（１）である。

【図11】図１１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置が行なう処理の一例を説明するための図（２）である。

【図12】図１２は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置が行なう処理の一例を説明するための図（１）である。

【図13】図１３は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置が行なう処理の一例を説明するための図（２）である。

【図14】図１４は、第１の実施形態で表示される画像データの一例を示す図である。

【図15】図１５は、第１の実施形態に係る超音波診断装置が行なう処理の一例を説明するためのフローチャートである。

【図16】図１６は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置が行なう処理の一例を説明するためのフローチャートである。

【図17】図１７は、第２の実施形態を説明するための図である。

【図18】図１８は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置が行なう処理の一例を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、添付図面を参照して、画像処理システムの実施形態を詳細に説明する。

【0009】

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る画像処理システムの構成例について説明する。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。

【0010】

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１は、超音波診断装置１００と、Ｘ線診断装置２００と、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置３００と、画像保管装置４００と、画像処理装置５００とを有する。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）６００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、医用画像診断システムに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、医用画像等を相互に送受信する。

【0011】

図１に例示する各装置は、ＤＩＣＯＭ規格のデータを送受信することで、他装置から受信したデータを、自装置で読み出したり、表示したりすることが可能となる。なお、本実施形態は、他装置から受信したデータを自装置で処理可能であるならば、任意の規格に則ったデータが送受信される場合であっても良い。

【0012】

超音波診断装置１００は、超音波の２次元走査を行なう超音波プローブの位置を操作者が調整することで、任意の断面の超音波画像データを生成する。また、超音波診断装置１００は、メカニカル４Ｄプローブや２Ｄアレイプローブを用いることで、超音波の３次元走査を行なって、３次元超音波画像データを生成する。また、Ｘ線診断装置２００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。なお、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００及びＸ線診断装置２００については、後に詳述する。

【0013】

また、Ｘ線ＣＴ装置３００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３００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線のデータを全方位に渡り収集し、収集したデータからＸ線ＣＴ画像データを再構成する。Ｘ線ＣＴ画像データは、Ｘ線管とＸ線検出器との回転面（アキシャル面）における断層像となる。ここで、Ｘ線検出器は、チャンネル方向に配列されたＸ線検出素子である検出素子列が、被検体の体軸方向に沿って複数列配列されている。例えば、検出素子列が１６列配列されたＸ線検出器を有するＸ線ＣＴ装置３００は、回転フレームが１回転することで収集された投影データから、被検体の体軸方向に沿った複数枚（例えば１６枚）のＸ線ＣＴ画像データを再構成する。

【0014】

また、Ｘ線ＣＴ装置３００は、回転フレームを回転させるとともに、被検体を載せた天板を移動させるヘリカルスキャンにより、例えば、心臓全体を網羅した５００枚のＸ線ＣＴ画像データを３次元Ｘ線ＣＴ画像データとして再構成することができる。或いは、例えば、検出素子列が３２０列配列されたＸ線検出器を有するＸ線ＣＴ装置３００では、回転フレームを１回転させるコンベンショナルスキャンを行なうだけで、心臓全体を網羅した３次元Ｘ線ＣＴ画像データを再構成することができる。また、Ｘ線ＣＴ装置３００は、ヘリカルスキャンやコンベンショナルスキャンを連続して行なうことで、３次元Ｘ線ＣＴ画像データを時系列に沿って撮影可能である。

【0015】

第１の実施形態では、３次元Ｘ線ＣＴ画像データを用いて、超音波診断装置１００が撮影した超音波画像データと、Ｘ線診断装置２００が撮影したＸ線画像データとの位置合わせを行なう。これについては、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００及びＸ線診断装置２００の全体構成を説明した後、詳細に説明する。

【0016】

画像保管装置４００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４００は、超音波診断装置１００やＸ線診断装置２００、Ｘ線ＣＴ装置３００から送信された医用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４００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。

【0017】

画像処理装置５００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読影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５００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４００から取得することができる。或いは、画像処理装置５００は、超音波診断装置１００やＸ線診断装置２００、Ｘ線ＣＴ装置３００から直接、画像データを受信する場合であっても良い。また、画像処理装置５００は、医用画像を読影用に表示する他に、医用画像データに対して各種画像処理を行なうことが可能である。

【0018】

以下では、超音波診断装置１００及びＸ線診断装置２００が、本実施形態に係る画像処理方法を協働して実行する場合について説明する。ただし、後述する超音波診断装置１００及びＸ線診断装置２００が行なう各種処理の一部又は全ては、Ｘ線ＣＴ装置３００や画像処理装置５００により実行される場合であっても良い。

【0019】

なお、画像処理システム１は、ＰＡＣＳが導入されている場合にその適用が限られるものではない。例えば、画像処理システム１は、医用画像データが添付された電子カルテを管理する電子カルテシステムが導入されている場合にも、同様に適用される。この場合、画像保管装置４００は、電子カルテを保管するデータベースである。また、例えば、画像処理システム１は、ＨＩＳ（Hospital Information System）、ＲＩＳ（Radiology Information System）が導入されている場合にも、同様に適用される。

【0020】

次に、図１に示す超音波診断装置１００の構成例について、図２を用いて説明する。図２は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。図１に例示するように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００は、超音波プローブ１１０と、モニタ１２０と、入力部１３０と、心電計１４０と、装置本体１５０と、位置センサ１６０と、トランスミッター１６１とを有する。

【0021】

超音波プローブ１１０は、超音波の送受信を行なう。例えば、超音波プローブ１１０は、複数の圧電振動子を有し、これら複数の圧電振動子は、後述する装置本体１５０が有する送受信部１５１から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ１１０は、被検体Ｐからの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ１１０は、圧電振動子に設けられる整合層と、圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材等を有する。なお、超音波プローブ１１０は、装置本体１５０と着脱自在に接続される。

【0022】

超音波プローブ１１０から被検体Ｐに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として超音波プローブ１１０が有する複数の圧電振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁等の表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。

【0023】

ここで、第１の実施形態に係る超音波プローブ１１０は、超音波により被検体Ｐを２次元で走査するとともに、被検体Ｐを３次元で走査することが可能な超音波プローブである。具体的には、第１の実施形態に係る超音波プローブ１１０は、一列に配置された複数の圧電振動子により、被検体Ｐを２次元で走査するとともに、複数の圧電振動子を所定の角度（揺動角度）で揺動させることで、被検体Ｐを３次元で走査するメカニカル４Ｄプローブである。或いは、第１の実施形態に係る超音波プローブ１１０は、複数の圧電振動子がマトリックス状に配置されることで、被検体Ｐを３次元で超音波走査することが可能な２Ｄアレイプローブである。なお、２Ｄアレイプローブは、超音波を集束して送信することで、被検体Ｐを２次元で走査することも可能である。

【0024】

入力部１３０は、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボール、ジョイスティック等を有し、超音波診断装置１００の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体１５０に対して受け付けた各種設定要求を転送する。

【0025】

モニタ１２０は、超音波診断装置１００の操作者が入力部１３０を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したり、装置本体１５０において生成された超音波画像データ等を表示したりする。

【0026】

心電計１４０は、被検体Ｐの生体信号として、被検体Ｐの心電波形（ＥＣＧ： Electrocardiogram）を取得する。心電計１４０は、取得した心電波形を装置本体１５０に送信する。

【0027】

位置センサ１６０及びトランスミッター１６１は、超音波プローブ１１０の位置情報を取得するための装置である。例えば、位置センサ１６０は、超音波プローブ１１０に取り付けられる磁気センサである。また、例えば、トランスミッター１６１は、任意の位置に配置され、自装置を中心として外側に向かって磁場を形成する装置である。

【0028】

位置センサ１６０は、トランスミッター１６１によって形成された３次元の磁場を検出する。そして、位置センサ１６０は、検出した磁場の情報に基づいて、トランスミッター１６１を原点とする空間における自装置の位置（座標及び角度）を算出し、算出した位置を装置本体１５０に送信する。ここで、位置センサ１６０は、自装置が位置する３次元の座標及び角度を、超音波プローブ１１０の３次元位置情報として、装置本体１５０に送信する。

【0029】

なお、本実施形態は、位置センサ１６０及びトランスミッター１６１を用いた位置検出システム以外のシステムにより、超音波プローブ１１０の位置情報を取得する場合であっても適用可能である。例えば、本実施形態は、ジャイロセンサや加速度センサ等を用いて、超音波プローブ１１０の位置情報を取得する場合であっても良い。

【0030】

装置本体１５０は、超音波プローブ１１０が受信した反射波信号に基づいて超音波画像データを生成する装置である。図１に示す装置本体１５０は、超音波プローブ１１０が受信した２次元の反射波データに基づいて２次元の超音波画像データを生成可能な装置である。また、図１に示す装置本体１５０は、超音波プローブ１１０が受信した３次元の反射波データに基づいて３次元の超音波画像データを生成可能な装置である。

【0031】

装置本体１５０は、図１に示すように、送受信部１５１と、Ｂモード処理部１５２と、ドプラ処理部１５３と、画像生成部１５４と、画像メモリ１５５と、画像処理部１５６と、制御部１５７と、内部記憶部１５８と、インターフェース部１５９とを有する。

【0032】

送受信部１５１は、パルス発生器、送信遅延部、パルサ等を有し、超音波プローブ１１０に駆動信号を供給する。パルス発生器は、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。また、送信遅延部は、超音波プローブ１１０から発生される超音波をビーム状に集束し、かつ送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの遅延時間を、パルス発生器が発生する各レートパルスに対し与える。また、パルサは、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１１０に駆動信号（駆動パルス）を印加する。すなわち、送信遅延部は、各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、圧電振動子面から送信される超音波の送信方向を任意に調整する。

【0033】

なお、送受信部１５１は、後述する制御部１５７の指示に基づいて、所定のスキャンシーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧等を瞬時に変更可能な機能を有している。特に、送信駆動電圧の変更は、瞬時にその値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路、又は、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。

【0034】

また、送受信部１５１は、プリアンプ、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）変換器、受信遅延部、加算器等を有し、超音波プローブ１１０が受信した反射波信号に対して各種処理を行って反射波データを生成する。プリアンプは、反射波信号をチャネル毎に増幅する。Ａ／Ｄ変換器は、増幅された反射波信号をＡ／Ｄ変換する。受信遅延部は、受信指向性を決定するために必要な遅延時間を与える。加算器は、受信遅延部によって処理された反射波信号の加算処理を行なって反射波データを生成する。加算器の加算処理により、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調され、受信指向性と送信指向性とにより超音波送受信の総合的なビームが形成される。

【0035】

送受信部１５１は、被検体Ｐを２次元走査する場合、超音波プローブ１１０から２次元の超音波ビームを送信させる。そして、送受信部１５１は、超音波プローブ１１０が受信した２次元の反射波信号から２次元の反射波データを生成する。また、送受信部１５１は、被検体Ｐを３次元走査する場合、超音波プローブ１１０から３次元の超音波ビームを送信させる。そして、送受信部１５１は、超音波プローブ１１０が受信した３次元の反射波信号から３次元の反射波データを生成する。

【0036】

なお、送受信部１５１からの出力信号の形態は、ＲＦ（Radio Frequency）信号と呼ばれる位相情報が含まれる信号である場合や、包絡線検波処理後の振幅情報である場合等、種々の形態が選択可能である。

【0037】

Ｂモード処理部１５２は、送受信部１５１から反射波データを受信し、対数増幅、包絡線検波処理等を行なって、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。

【0038】

ドプラ処理部１５３は、送受信部１５１から受信した反射波データから速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、速度、分散、パワー等の移動体情報を多点について抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。

【0039】

なお、第１の実施形態に係るＢモード処理部１５２及びドプラ処理部１５３は、２次元の反射波データ及び３次元の反射波データの両方について処理可能である。すなわち、Ｂモード処理部１５２は、２次元の反射波データから２次元のＢモードデータを生成し、３次元の反射波データから３次元のＢモードデータを生成する。また、ドプラ処理部１５３は、２次元の反射波データから２次元のドプラデータを生成し、３次元の反射波データから３次元のドプラデータを生成する。

【0040】

画像生成部１５４は、Ｂモード処理部１５２及びドプラ処理部１５３が生成したデータから超音波画像データを生成する。すなわち、画像生成部１５４は、Ｂモード処理部１５２が生成した２次元のＢモードデータから反射波の強度を輝度で表した２次元Ｂモード画像データを生成する。また、画像生成部１５４は、ドプラ処理部１５３が生成した２次元のドプラデータから移動体情報を表す２次元ドプラ画像データを生成する。２次元ドプラ画像データは、速度画像、分散画像、パワー画像、又は、これらを組み合わせた画像である。

【0041】

ここで、画像生成部１５４は、一般的には、超音波走査の走査線信号列を、テレビ等に代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換（スキャンコンバート）し、表示用の超音波画像データを生成する。具体的には、画像生成部１５４は、超音波プローブ１１０による超音波の走査形態に応じて座標変換を行なうことで、表示用の超音波画像データを生成する。また、画像生成部１５４は、スキャンコンバート以外に種々の画像処理として、例えば、スキャンコンバート後の複数の画像フレームを用いて、輝度の平均値画像を再生成する画像処理（平滑化処理）や、画像内で微分フィルタを用いる画像処理（エッジ強調処理）等を行なう。また、画像生成部１５４は、超音波画像データに、種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディーマーク等を合成する。

【0042】

すなわち、Ｂモードデータ及びドプラデータは、スキャンコンバート処理前の超音波画像データであり、画像生成部１５４が生成するデータは、スキャンコンバート処理後の表示用の超音波画像データである。なお、Ｂモードデータ及びドプラデータは、生データ（Raw Data）とも呼ばれる。

【0043】

更に、画像生成部１５４は、Ｂモード処理部１５２が生成した３次元のＢモードデータに対して座標変換を行なうことで、３次元Ｂモード画像データを生成する。また、画像生成部１５４は、ドプラ処理部１５３が生成した３次元のドプラデータに対して座標変換を行なうことで、３次元ドプラ画像データを生成する。すなわち、画像生成部１５４は、「３次元Ｂモード画像データや３次元ドプラ画像データ」を「３次元超音波画像データ」として生成する。

【0044】

更に、画像生成部１５４は、３次元超音波画像データ（ボリュームデータ）をモニタ１２０にて表示するための各種の２次元画像データを生成するために、ボリュームデータに対してレンダリング処理を行なう。画像生成部１５４が行なうレンダリング処理としては、断面再構成法（ＭＰＲ：Multi Planar Reconstruction）を行なってボリュームデータからＭＰＲ画像データを生成する処理がある。また、画像生成部１５４が行なうレンダリング処理としては、ボリュームデータに対して「Curved MPR」を行なう処理や、ボリュームデータに対して「Maximum Intensity Projection」を行なう処理がある。また、画像生成部１５４が行なうレンダリング処理としては、３次元の情報を反映した２次元画像データを生成するボリュームレンダリング（ＶＲ：Volume Rendering）処理がある。

【0045】

画像メモリ１５５は、画像生成部１５４が生成した表示用の画像データを記憶するメモリである。また、画像メモリ１５５は、Ｂモード処理部１５２やドプラ処理部１５３が生成したデータを記憶することも可能である。画像メモリ１５５が記憶するＢモードデータやドプラデータは、例えば、診断の後に操作者が呼び出すことが可能となっており、画像生成部１５４を経由して表示用の超音波画像データとなる。なお、画像生成部１５４は、超音波画像データと当該超音波画像データを生成するために行なわれた超音波走査の時間とを、心電計１４０から送信された心電波形に対応付けて画像メモリ１５５に格納する。後述する解析部１５６ａや制御部１５７は、画像メモリ１５５に格納されたデータを参照することで、超音波画像データを生成するために行なわれた超音波走査時の心時相を取得することができる。

【0046】

内部記憶部１５８は、超音波送受信、画像処理及び表示処理を行なうための制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見等）や、診断プロトコルや各種ボディーマーク等の各種データを記憶する。また、内部記憶部１５８は、必要に応じて、画像メモリ１５５が記憶する画像データの保管等にも使用される。また、内部記憶部１５８が記憶するデータは、後述するインターフェース部１５９を経由して、外部の装置へ転送することができる。また、外部装置が記憶するデータも、後述するインターフェース部１５９を経由して、内部記憶部１５８に転送することができる。なお、外部装置は、例えば、図１に示すＸ線診断装置２００や、Ｘ線ＣＴ装置３００、画像保管装置４００、画像処理装置５００等である。

【0047】

画像処理部１５６は、コンピュータ支援診断（Computer-Aided Diagnosis：ＣＡＤ）を行なうために、装置本体１５０に設置される。画像処理部１５６は、画像メモリ１５５に格納された超音波画像データを取得して、画像解析処理を行なう。そして、画像処理部１５６は、解析結果を、画像メモリ１５５や内部記憶部１５８に格納する。

【0048】

画像処理部１５６は、図１に示すように、解析部１５６ａと位置合わせ部１５６ｂとを有する。解析部１５６ａは、被検体Ｐを３次元超音波走査することで生成された時系列に沿った３次元超音波画像データ群を解析して、所定組織における局所的な運動に関する３次元解析画像データを生成する。

【0049】

ここで、所定組織とは、心臓であり、解析部１５６ａは、心壁の各領域の運動に関する情報を生成する。そして、解析部１５６ａは、超音波画像データの心筋内膜や、心筋内膜と外膜との間に、心壁運動情報をマッピングされた解析画像データを生成する。第１の実施形態に係る解析部１５６ａは、３次元超音波画像データ群を用いて、３次元の心壁運動情報の時系列データを生成する。

【0050】

以下、第１の実施形態に係る解析部１５６ａが行なう解析処理について、図３〜図６を用いて説明する。図３〜図６は、第１の実施形態に係る解析部を説明するための図である。

【0051】

まず、３次元走査可能な超音波プローブ１１０を用いて、操作者は、被検体Ｐの心臓の左心系を、例えば、心尖部アプローチにより１心拍以上の期間で３次元走査する。これにより、画像生成部１５４は、１心拍以上の期間の時系列に沿った複数の３次元超音波画像データを生成し、画像メモリ１５５に格納する。画像メモリ１５５に格納された複数の３次元超音波画像データは、少なくとも左心室を含む心臓を１心拍以上の期間で超音波走査することで生成された３次元超音波画像データ群である。なお、上記の３次元超音波画像データ群は、３次元Ｂモード画像データ群である。

【0052】

そして、解析部１５６ａは、図３に例示するように、１心拍以上の時系列に沿った複数の３次元超音波画像データを取得する。各３次元超音波画像データには、被検体Ｐの左心室が含まれている。

【0053】

そして、解析部１５６ａは、３次元超音波画像データ群から、左心室における心壁運動情報の時系列データを算出する。具体的には、解析部１５６ａは、画像データ間のパターンマッチングを含む処理により上述する追跡点を追跡した結果を用いて、心壁運動情報の算出処理を行なう。より具体的には、解析部１５６ａは、３次元心エコー法で得られた３次元動画像データに対して３次元スペックルトラッキング（3D Speckle Tracking、以下「３ＤＴ」）を行なった結果を用いて、心壁運動情報を算出する。スペックルトラッキング法は、パターンマッチング処理と共に、例えば、オプティカルフロー法や種々の時空間補間処理を併用することで、正確な動きを推定する方法である。また、スペックルトラッキング法には、パターンマッチング処理を行なわずに、動きを推定する方法もある。

【0054】

例えば、入力部１３０は、操作者から、３次元超音波画像データ群の第１フレーム（第１ボリューム）の表示要求を受け付ける。表示要求が転送された制御部１５７は、第１フレームの３次元超音波画像データを画像メモリ１５５から読み出して、モニタ１２０に表示させる。例えば、制御部１５７は、第１フレームの３次元超音波画像データを複数方向の断面にて切断した複数のＭＰＲ画像データを画像生成部１５４に生成させ、モニタ１２０に表示させる。例えば、モニタ１２０は、図４に示すように、複数のＭＰＲ画像データを表示する。

【0055】

図４に示す一例では、モニタ１２０は、領域Ａに、Ａ面のＭＰＲ画像データを表示する。また、図４に示す一例では、モニタ１２０は、領域Ｂに、Ｂ面のＭＰＲ画像データを表示する。また、図４に示す一例では、モニタ１２０は、領域Ｃ３に、心尖部に近いＣ３レベルのＣ面のＭＰＲ画像データを表示する。また、図４に示す一例では、モニタ１２０は、領域Ｃ３に、心基部に近いＣ７レベルのＣ面のＭＰＲ画像データを表示する。また、図４に示す一例では、モニタ１２０は、領域Ｃ５に、心尖部と心基部との中間に位置するＣ５レベルのＣ面のＭＰＲ画像データを表示する。図４に示す一例では、左側の表示領域において、上から順に、領域Ｃ３、領域Ｃ５，領域Ｃ７が配置され、領域Ｃ３及び領域Ｃ５の右側に領域Ａが配置され、領域Ａの右側に領域Ｂが配置されている。

【0056】

なお、図４に示す一例では、モニタ１２０は、画面右下の領域に、第１フレームの３次元超音波画像データのボリュームレンダリング画像と、心電波形とを表示している。

【0057】

そして、操作者は、モニタ１２０に表示された複数のＭＰＲ画像データを参照して、３ＤＴを行なう追跡点を複数設定する。一例を挙げると、操作者は、各ＭＰＲ画像データにおいて、左心室内膜や心筋外膜の位置をトレースし、内膜輪郭及び外膜輪郭を指定する。解析部１５６ａは、指定された内膜輪郭及び外膜輪郭から、３次元的な内膜輪郭及び３次元的な外膜輪郭を構成する。そして、解析部１５６ａは、図５に例示するように、第１フレームの３次元内膜輪郭を構成する各点を追跡点として設定する。また、図示しないが、解析部１５６ａは、第１フレームの３次元外膜輪郭を構成する各点を追跡点として設定する。そして、解析部１５６ａは、第１フレームで設定された複数の追跡点それぞれに対して、テンプレートデータを設定する。テンプレートデータは、追跡点を中心とする複数のボクセルから構成される。

【0058】

そして、解析部１５６ａは、２つのフレーム間でテンプレートデータのスペックルパターンと最も一致する領域を探索することで、テンプレートデータが次のフレームでどの位置に移動したかを追跡する。これにより、解析部１５６ａは、図５に示すように、第１フレームの各追跡点が、第ｎフレームのどの位置に移動したかを追跡する。なお、追跡点を設定するためのメッシュは、解析部１５６ａが第１フレームに含まれる左心室の心内膜面や心外膜面を検出することで設定する場合であっても良い。

【0059】

解析部１５６ａは、左心室全体（例えば、左心室の心内膜及び左心室の心外膜）を対象として、３次元超音波画像データ群に対する３ＤＴを行なう。そして、解析部１５６ａは、３次元超音波画像データ群に対する３ＤＴの結果から、各追跡点にて、心壁運動情報の時系列データを生成する。例えば、解析部１５６ａは、心内膜及び心外膜の３ＤＴの結果から、心壁運動情報として歪み（Strain）を算出する。解析部１５６ａは、長軸（Longitudinal）方向の歪み（ＬＳ）や、円周（Circumferential）方向の歪み（ＣＳ）、壁厚（Radial）方向の歪み（ＲＳ）を算出する。

【0060】

或いは、例えば、解析部１５６ａは、内膜の３ＤＴの結果から、心壁運動情報として、左室心内膜面の面積変化率（Area Change ratio：ＡＣ）を算出する。或いは、例えば、解析部１５６ａは、心内膜又は心外膜の３ＤＴの結果から、変位（Displacement）を算出しても良い。心壁運動情報として変位を用いる場合、解析部１５６ａは、長軸方向の変位（ＬＤ）や、壁厚方向の変位（ＲＤ）を算出することができる。或いは、解析部１５６ａは、基準時相（例えば、Ｒ波）での追跡点の位置に対する、基準位相以外の時相での追跡点の移動距離（Absolute Displacement：ＡＤ）を算出しても良い。また、解析部１５６ａは、心臓の動きの非同期性を捕らえるために、Strain値が一定以上大きくなった時間をマッピングする解析結果や、Strain値が最大値に達する時間をマッピングする解析結果を算出してもよい。

【0061】

ここで、解析部１５６ａは、追跡点ごとに、心壁運動情報の時系列データを生成する場合であっても、局所的な領域ごとに、心壁運動情報の時系列データを生成する場合であっても良い。例えば、解析部１５６ａは、アメリカ心エコー図学会やアメリカ心臓協会が推奨する１６や１７分画の分割領域を用いて、局所的な心壁運動情報を算出する。例えば、アメリカ心エコー図学会などが推奨する分画としては、前壁中隔（ant-sept.）、前壁（ant.）、側壁（lat.）、後壁（post.）、下壁（inf.）、中隔（sept.）等が挙げられる。

【0062】

そして、例えば、解析部１５６ａは、図６に示すように、各追跡点で得られた心壁運動情報の値をカラーに変換したうえで、３次元の内膜輪郭のサーフェスレンダリング画像にマッピングした３次元解析画像データを生成する。操作者は、視点位置を移動させることで、図６に例示する３次元解析画像データを、モニタ１２０にて様々な方向から観察することができる。或いは、例えば、解析部１５６ａは、各追跡点で得られた心壁運動情報の値をカラーに変換したうえで、１６分画のPolar-mapにマッピングした３次元解析画像データを生成する。

【0063】

図２に戻って、位置合わせ部１５６ｂは、超音波画像データと、他種の３次元医用画像データとの位置合わせ処理を行なう。他種の３次元医用画像データとは、例えば、Ｘ線ＣＴ装置３００から受信した３次元Ｘ線ＣＴ画像データである。或いは、他種の３次元医用画像データとは、図１に図示していない磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ：Magnetic Resonance Imaging）装置から受信した３次元ＭＲＩ画像データである。第１の実施形態に係る超音波診断装置１００は、位置センサ１６０及び位置合わせ部１５６ｂの処理により、２次元超音波画像データを生成するために行なわれた２次元超音波走査の断面と略同一断面の医用画像データを画像生成部１５４に生成させ、モニタ１２０に表示させることができる。

【0064】

例えば、操作者は、超音波プローブ１１０を用いて被検体Ｐの心エコー検査を行なう前に、被検体Ｐの心臓を撮影した３次元Ｘ線ＣＴ画像データの転送要求を行なう。また、操作者は、被検体Ｐの検査部位が描出された２次元Ｘ線ＣＴ画像データがモニタ１２０に表示されるように、入力部１３０を介してＭＰＲ処理用の切断面の位置を調整する。

【0065】

そして、位置合わせ部１５６ｂの制御により、画像生成部１５４は、操作者が調節した切断面（以下、初期断面）により３次元Ｘ線ＣＴ画像データを切断した２次元Ｘ線ＣＴ画像データを生成し、モニタ１２０は、画像生成部１５４が生成した２次元Ｘ線ＣＴ画像データを表示する。操作者は、モニタ１２０に表示されたＸ線ＣＴ画像データと同一断面の超音波走査が行なわれるように、超音波プローブ１１０を操作する。そして、操作者は、モニタ１２０に表示された２次元Ｘ線ＣＴ画像データと２次元超音波画像データとが略同一断面であると判断した場合、例えば、双方の画像データにて対応する３つの点を指定する。或いは、操作者は、例えば、双方の画像データにて対応する１つ以上の点と、軸（線）とを指定する。そして、操作者は、入力部１３０の確定ボタンを押下する。位置合わせ部１５６ｂは、確定ボタンが押下された時点で位置センサ１６０から取得した超音波プローブ１１０の３次元位置情報を初期位置情報と設定する。また、位置合わせ部１５６ｂは、対応付けられた点又は線により、２次元超音波画像データの座標系と３次元Ｘ線ＣＴ画像データの座標系との位置合わせを行なう。図７は、第１の実施形態に係る位置合わせ部を説明するための図である。

【0066】

その後、位置合わせ部１５６ｂは、位置センサ１６０及びトランスミッター１６１で構成される位置検出システムから、図７に示す２次元超音波画像データＢの生成時における超音波プローブ１１０の３次元位置情報を取得する。そして、位置合わせ部１５６ｂは、取得した３次元位置情報と初期位置情報との移動情報を取得し、取得した移動情報に基づいて初期断面の位置を変更することで、ＭＰＲ用の切断面を再設定する。そして、位置合わせ部１５６ｂの制御により、画像生成部１５４は、位置合わせ部１５６ｂが再設定した切断面により、図７に示す３次元Ｘ線ＣＴ画像データＡから２次元Ｘ線ＣＴ画像データＣを生成する。そして、位置合わせ部１５６ｂの制御により、モニタ１２０は、図７に示すように、２次元Ｘ線ＣＴ画像データＣと２次元超音波画像データＢとを並列表示する。なお、上記では、位置センサ１６０を用いて位置合わせを行なう場合について説明した。しかし、３次元超音波画像データと３次元Ｘ線ＣＴ画像データ（又は、３次元ＭＲＩ画像データ）との位置合わせは、３次元超音波画像データを収集した後に、双方の画像データ上で共通する特徴点を３点以上設定すれば、位置センサ１６０を使用しなくても同様に可能である。例えば、双方のＭＰＲ画像データを表示して、共通する特徴点を個別に設定し、３点以上設定した時点で画像を同期させれば、マウス等のインターフェースにより位置センサ１６０を用いた場合と同様の同時表示が可能である。

【0067】

かかる同時表示機能により、操作者は、例えば、超音波画像と、当該超音波画像と略同一断面のＸ線ＣＴ画像とを同時に観察することができる。また、３次元走査が可能な超音波プローブ１１０を用いて２次元走査を行なわれて、初期位置情報と、対応付けられた点や線の位置情報を取得しておくことで、位置合わせ部１５６ｂは、３次元で超音波走査が行なわれた３次元領域と略同一の３次元領域を３次元Ｘ線ＣＴ画像データにおいて同定することができる。また、位置合わせ部１５６ｂは、３次元超音波画像データを構成する各ボクセルと３次元Ｘ線ＣＴ画像データを構成する各ボクセルとの位置合わせを行なうことができる。

【0068】

すなわち、位置合わせ部１５６ｂは、３次元超音波画像データと３次元Ｘ線ＣＴ画像データとの位置合わせや、３次元超音波画像データと３次元ＭＲＩ画像データとの位置合わせを行なうことができる。更に、位置合わせ部１５６ｂは、３次元超音波画像データと３次元Ｘ線ＣＴ画像データとの位置合わせ情報を用いて、３次元解析画像データと３次元Ｘ線ＣＴ画像データとの位置合わせを行なうことができ、同様に、３次元超音波画像データと３次元ＭＲＩ画像データとの位置合わせ情報を用いて、３次元解析画像データと３次元ＭＲＩ画像データとの位置合わせを行なうことができる。また、３次元Ｘ線ＣＴ画像データや３次元ＭＲＩ画像データが造影撮影された３次元造影画像データである場合、３次元造影画像データからセグメンテーションされた３次元造影領域データと３次元解析画像データとの位置合わせを行なうことができる。

【0069】

図２に戻って、制御部１５７は、超音波診断装置１００の処理全体を制御する。具体的には、制御部１５７は、入力部１３０を介して操作者から入力された各種設定要求や、内部記憶部１５８から読込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づき、送受信部１５１、Ｂモード処理部１５２、ドプラ処理部１５３、画像生成部１５４及び解析部１５６ａの処理を制御する。また、制御部１５７は、画像メモリ１５５や内部記憶部１５８が記憶する表示用の超音波画像データをモニタ１２０にて表示するように制御する。また、制御部１５７は、解析部１５６ａの処理結果をモニタ１２０に表示するように制御する。

【0070】

また、制御部１５７は、解析部１５６ａの処理結果等を、後述するインターフェース部１５９を経由して、外部の装置へ出力する。外部装置は、例えば、図１に示すＸ線診断装置２００や、Ｘ線ＣＴ装置３００、画像保管装置４００、画像処理装置５００等である。第１の実施形態に係る制御部１５７は、出力データの出力処理を行なうとともに、出力データのデータ形式を制御するための処理部として、図１に示す出力部１５７ａを有する。なお、出力部１５７ａが行なう処理については、後に詳述する。

【0071】

インターフェース部１５９は、入力部１３０、院内ＬＡＮ６００、Ｘ線診断装置２００、Ｘ線ＣＴ装置３００、画像保管装置４００及び画像処理装置５００に対するインターフェースである。例えば、入力部１３０が受け付けた操作者からの各種設定情報及び各種指示は、インターフェース部１５９により、制御部１５７に転送される。また、例えば、出力部１５７ａが出力した出力データは、インターフェース部１５９により、院内ＬＡＮ６００を介して、Ｘ線診断装置２００に送信される。また、例えば、Ｘ線ＣＴ装置３００や画像保管装置４００が送信した３次元医用画像データ等のデータは、インターフェース部１５９を経由して、内部記憶部１５８に格納される。

【0072】

次に、図１に示すＸ線診断装置２００の構成例について、図８を用いて説明する。図８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８に例示するように、第１の実施形態に係るＸ線診断装置２００は、Ｘ線高電圧装置２１１と、Ｘ線管２１２と、Ｘ線絞り装置２１３と、天板２１４と、Ｃアーム２１５と、Ｘ線検出器２１６とを備える。また、第１の実施形態に係るＸ線診断装置２００は、Ｃアーム回転・移動機構２１７と、天板移動機構２１８と、Ｃアーム・天板機構制御部２１９と、絞り制御部２２０と、システム制御部２２１と、入力部２２２と、表示部２２３とを備える。また、第１の実施形態に係るＸ線診断装置２００は、画像データ生成部２２４と、画像データ記憶部２２５と、画像処理部２２６とを備える。

【0073】

Ｘ線高電圧装置２１１は、システム制御部２２１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２１２に供給する。Ｘ線管２１２は、Ｘ線高電圧装置２１１から供給される高電圧を用いて、Ｘ線を発生する。

【0074】

Ｘ線絞り装置２１３は、絞り制御部２２０の制御に基づいて、Ｘ線管２１２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２１３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２１３は、絞り制御部２２０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２１２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２１４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。

【0075】

Ｘ線検出器２１６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２１６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２２４に送信する。

【0076】

Ｃアーム２１５は、Ｘ線管２１２、Ｘ線絞り装置２１３及びＸ線検出器２１６を保持する。Ｘ線管２１２及びＸ線絞り装置２１３とＸ線検出器２１６とは、Ｃアーム２１５により被検体Ｐを挟んで対向するように配置される。

【0077】

Ｃアーム回転・移動機構２１７は、Ｃアーム２１５を回転及び移動させるための機構であり、天板移動機構２１８は、天板２１４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２１９は、システム制御部２２１の制御に基づいて、Ｃアーム回転・移動機構２１７及び天板移動機構２１８を制御することで、Ｃアーム２１５の回転や移動、天板２１４の移動を調整する。絞り制御部２２０は、システム制御部２２１の制御に基づいて、Ｘ線絞り装置２１３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。

【0078】

画像データ生成部２２４は、Ｘ線検出器２１６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２２５に格納する。例えば、画像データ生成部２２４は、Ｘ線検出器２１６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。

【0079】

画像データ記憶部２２５は、画像データ生成部２２４によって生成された画像データを記憶する。画像処理部２２６は、画像データ記憶部２２５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２２６が行なう画像処理については後に詳述する。

【0080】

入力部２２２は、Ｘ線診断装置２００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２２２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２２２は、操作者から受け付けた指示を、システム制御部２２１に転送する。

【0081】

表示部２２３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２２５が記憶する画像データ等を表示する。例えば、表示部２２３は、モニタを有する。なお、表示部２２３は、複数のモニタを有しても良い。

【0082】

システム制御部２２１は、Ｘ線診断装置２００全体の動作を制御する。例えば、システム制御部２２１は、入力部２２２から転送された操作者の指示に従ってＸ線高電圧装置２１１を制御し、Ｘ線管２１２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２２１は、操作者の指示に従ってＣアーム・天板機構制御部２１９を制御し、Ｃアーム２１５の回転や移動、天板２１４の移動を調整する。また、例えば、システム制御部２２１は、操作者の指示に従って絞り制御部２２０を制御し、Ｘ線絞り装置２１３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。

【0083】

また、システム制御部２２１は、操作者の指示に従って、画像データ生成部２２４による画像データ生成処理や、画像処理部２２６による画像処理等を制御する。また、システム制御部２２１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２２５が記憶する画像データなどを、表示部２２３のモニタに表示するように制御する。

【0084】

ここで、システム制御部２２１は、超音波診断装置１００から受信した出力データを用いて各種処理を行なうために、図３に示すように、取得部２２１ａを有する。取得部２２１ａは、後述する位置合わせ処理等を行なう処理部である。すなわち、画像処理システム１は、上述した位置合わせ部１５６ｂを第１位置合わせ部とすると、第２位置合わせ部としての取得部２２１ａを有する。なお、取得部２２１ａが行なう処理については後に詳述する。

【0085】

インターフェース部２２７は、院内ＬＡＮ６００、Ｘ線診断装置２００、Ｘ線ＣＴ装置３００、画像保管装置４００及び画像処理装置５００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２２７は、超音波診断装置１００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２２１が有する取得部２２１ａに転送する。

【0086】

以上、第１の実施形態に係る画像処理システム１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１では、超音波診断装置１００を用いた超音波検査により、治療が必要とされる部位が特定される。具体的には、心臓再同期医療法（ＣＲＴ：Cardiac Resynchronization Therapy）において、ペースメーカの電極を留置する非同期部位が、解析部１５６ａが生成した３次元解析画像データから特定される。ここで、ＣＲＴでは、医師は、Ｘ線診断装置２００によって透視撮影されたＸ線画像を参照しながら、非同期部位に最も近い静脈に電極を留置する。しかし、Ｘ線透視下では、心壁の内外膜面が判別困難であることから、Ｘ線画像データと解析画像データとの位置合わせ、すなわち、Ｘ線画像データと超音波画像データとの位置合わせが困難であった。

【0087】

そこで、第１の実施形態では、超音波診断で特定された部位をＸ線透視下で判別するために、図９に示す各部が以下の処理を行なう。図９は、第１の実施形態に係る画像処理システムが行なう画像処理方法を実行する処理部を示す図である。

【0088】

第１の実施形態では、まず、超音波診断装置１００が有する第１位置合わせ部としての位置合わせ部１５６ｂは、被検体Ｐの所定組織を撮影した第１の３次元医用画像データと第２の３次元医用画像データとの位置合わせを行なう。ここで、上記の第１の３次元医用画像データは、所定組織の運動を解析可能な３次元医用画像データである。具体的には、第１の３次元医用画像データは、３次元超音波画像データである。また、上記の第２の３次元医用画像データは、Ｘ線画像データで判別可能な特定組織が映像化された３次元医用画像データである。すなわち、第１位置合わせ部としての位置合わせ部１５６ｂは、被検体Ｐの所定組織を撮影した３次元超音波画像データと、被検体Ｐの所定組織を撮影した３次元医用画像データでありＸ線画像データで判別可能な特定組織が映像化された３次元医用画像データであり３次元超音波画像データと異なる第２の３次元医用画像データとの位置合わせを行なう。ここで、所定組織とは、心臓である。また、具体的には、上記の第２の３次元医用画像データは、３次元Ｘ線ＣＴ画像データ、又は、３次元ＭＲＩ画像データである。上記の第２の３次元医用画像データは、一例として、３次元造影画像データであり、冠動脈（coronary artery）や冠静脈（coronary vein）が造影された３次元Ｘ線ＣＴ画像データや、冠動脈や冠静脈が造影された３次元ＭＲＩ画像データである。上記の特定組織は、Ｘ線画像データで識別可能な組織である。具体的には、上記の特定組織は、所定組織である心臓を造影撮影して得られたＸ線造影画像データで識別可能な組織である。例えば、上記の特定組織は、冠動脈や冠静脈である。なお、特定組織が映像化された第２の３次元医用画像データは、３次元造影画像データ以外にも、例えば、非造影撮影により血流がラベルされた３次元ＭＲＩ画像データであっても良い。以下では、第２の３次元医用画像データが３次元造影画像データである場合について説明する。

【0089】

ここで、冠動脈の染影度が冠静脈の染影度より高いことから、３次元造影画像データは、冠動脈が造影された３次元Ｘ線ＣＴ画像データや、冠動脈が造影された３次元ＭＲＩ画像データを用いることが好適である。以下では、特定組織である冠動脈が造影された３次元Ｘ線ＣＴ画像データが、第２の３次元医用画像データとしての３次元造影画像データである場合について説明する。

【0090】

そして、超音波診断装置１００が有する出力部１５７ａは、第１の３次元医用画像データ（３次元超音波画像データ）及び第２の３次元医用画像データ（３次元造影画像データ）に位置合わせ情報を付加したデータを出力データとして出力する。或いは、出力部１５７ａは、第１の３次元医用画像データ（３次元超音波画像データ）と第２の３次元医用画像データ（３次元造影画像データ）とを位置合わせして合成した合成データを、出力データとして出力する。

【0091】

そして、Ｘ線診断装置２００が有する第２位置合わせ部としての取得部２２１ａは、出力データを受信して、第２の３次元医用画像データと、被検体Ｐの所定組織を複数の撮影方向から撮影して得られた撮影方向に対応する複数のＸ線画像データとの位置合わせを行なう。或いは、第２位置合わせ部としての取得部２２１ａは、第２の３次元医用画像データと、被検体Ｐの所定組織を１つの撮影方向から撮影して得られた撮影方向に対応する１つのＸ線画像データとの位置合わせを行なう。そして、Ｘ線診断装置２００が有する表示部２２３は、第１位置合わせ部である位置合わせ部１５６ｂの位置合わせ結果、及び、第２位置合わせ部である取得部２２１ａの位置合わせ結果に基づいて、第１の３次元医用画像データが、所定組織のＸ線画像データに位置合わせされた画像データを表示する。

【0092】

具体的には、取得部２２１ａは、第２の３次元医用画像データと複数のＸ線画像データとの位置合わせ結果に基づいて、Ｘ線画像データの３次元撮影空間における特定組織の３次元位置情報を取得する。或いは、取得部２２１ａは、第２の３次元医用画像データと１つのＸ線画像データとの位置合わせ結果に基づいて、Ｘ線画像データの３次元撮影空間における特定組織の３次元位置情報を取得する。

【0093】

より具体的には、取得部２２１ａの制御により、表示部２２３は、第２の３次元医用画像データをＸ線診断装置２００の３次元撮影空間に配置した場合に、特定組織が複数のＸ線画像データに投影された投影像を表示する。そして、取得部２２１ａは、表示部２２３を参照する操作者が、上記の複数のＸ線画像データにて特定組織に該当する位置に投影像の位置を対応付ける操作に基づいて、３次元位置情報を取得する。或いは、取得部２２１ａの制御により、表示部２２３は、第２の３次元医用画像データをＸ線診断装置２００の３次元撮影空間に配置した場合に、特定組織が１つのＸ線画像データに投影された投影像を表示する。そして、取得部２２１ａは、表示部２２３を参照する操作者が、上記の１つのＸ線画像データにて特定組織に該当する位置に投影像の位置を対応付ける操作に基づいて、３次元位置情報を取得する。

【0094】

すなわち、取得部２２１ａが行なう位置合わせ処理は、「２次元のＸ線画像データに描出された２次元の特定組織」と、「第２の３次元医用画像データに描出された３次元の特定組織を、当該Ｘ線画像データの撮影方向に投影した２次元の特定組織」と３点以上で対応付けることで行なわれる。このため、第２位置合わせ部としての取得部２２１ａは、１つの撮影方向から撮影して得られた１つのＸ線画像データを用いて、位置合わせ処理を行なうことが可能である。

【0095】

そして、表示部２２３は、特定組織の３次元位置情報、及び、第１の３次元医用画像データと第２の３次元医用画像データとの相対的位置関係に基づいて、第１の３次元医用画像データ、又は、第１の３次元医用画像データを解析することで生成された解析画像データが、所定組織のＸ線画像データに位置合わせされた画像データを表示する。

【0096】

ここで、第２位置合わせ部としての取得部２２１ａが位置合わせ処理を行なう「１つ又は複数のＸ線画像データ」は、「特定組織を造影撮影して得られた１つ又は複数のＸ線造影画像データ」である。或いは、第２位置合わせ部としての取得部２２１ａが位置合わせ処理を行なう「１つ又は複数のＸ線画像データ」は、「器具が挿入された特定組織を撮影して得られた１つ又は複数のＸ線画像データ」である。上記の器具は、例えば、冠動脈、又は、冠静脈に挿入されたガイドワイヤである。ガイドワイヤは、Ｘ線不透過性であるため、ガイドワイヤが挿入された状態で撮影されたＸ線画像データには、造影剤を注入することなく、冠動脈、又は、冠静脈に対応する領域が明瞭に描出される。

【0097】

以下では、取得部２２１ａが、「複数のＸ線画像データ」として「複数の撮影方向で造影撮影された複数のＸ線造影画像データ」を用いて、位置合わせ処理を行なう場合について説明する。ただし、以下で説明する内容は、「複数のＸ線画像データ」が「ガイドワイヤ挿入時に複数の撮影方向で撮影された複数のＸ線画像データ」である場合でも適用可能である。また、以下で説明する内容は、「１つのＸ線画像データ」として「１つの撮影方向で造影撮影された１つのＸ線画像データ」を用いる場合や、「ガイドワイヤ挿入時に１つの撮影方向で撮影された１つのＸ線画像データ」を用いる場合でも適用可能である。

【0098】

例えば、取得部２２１ａは、出力データを受信して、３次元造影画像データと、被検体Ｐの心臓を複数方向から撮影した複数のＸ線造影画像データそれぞれとの位置合わせを行なって、Ｘ線造影画像データの３次元撮影空間における特定組織の３次元位置情報を取得する。

【0099】

そして、例えば、表示部２２３は、特定組織の３次元位置情報及び３次元超音波画像データと３次元造影画像データとの相対的位置関係に基づいて、上記の解析画像データ（３次元解析画像データ）が、所定組織のＸ線画像データに位置合わせされた画像データを表示する。

【0100】

以下、図９に示す各部が行なう処理の一例について、説明する。図１０及び図１１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置が行なう処理の一例を説明するための図である。

【0101】

上述したように、位置合わせ部１５６ｂは、位置センサ１６０及びトランスミッター１６１で構成される位置検出システムを用いて、３次元造影画像データからセグメンテーションされた３次元造影領域データと３次元解析画像データとの位置合わせを行なうことができる。本実施形態では、一例として、位置合わせ部１５６ｂは、３次元超音波画像データ群から生成された３次元解析画像データ群の中で、拡張末期の３次元解析画像データ（図６を参照）を位置合わせの対象とする。

【0102】

また、位置合わせ部１５６ｂは、３次元Ｘ線ＣＴ画像データ（図１０の左図を参照）に対して、ボクセル値に対する閾値処理や、領域拡張法を用いて、冠動脈を抽出した３次元造影領域データ（図１０の右図を参照）を位置合わせの対象とする。ここで、時系列に沿った３次元Ｘ線ＣＴ画像データ群として取得している場合、位置合わせ部１５６ｂは、拡張末期の３次元解析画像データから冠動脈を抽出したデータである３次元造影領域データを位置合わせの対象とする。なお、本実施形態は、例えば、Ｘ線ＣＴ装置３００や画像処理装置５００がセグメンテーション処理を行なった３次元造影領域データを用いる場合であっても良い。

【0103】

ここで、第１の実施形態では、位置合わせ部１５６ｂは、位置検出システムを用いずに、位置合わせ処理を行なっても良い。例えば、位置合わせ部１５６ｂは、所定時相の３次元超音波画像データを複数の視点方向から投影した投影像それぞれと、所定時相の３次元Ｘ線ＣＴ画像データを複数の視点方向から投影した投影像それぞれとが、重なるように３次元空間上での位置と、３軸の角度を調整する。これにより、位置合わせ部１５６ｂは、同一時相の３次元超音波画像データと３次元Ｘ線ＣＴ画像データとの位置合わせを行なう。かかる処理により、位置合わせ部１５６ｂは、同一時相の３次元解析データと３次元造影領域データとの位置合わせを行なうことができる。

【0104】

そして、出力部１５７ａは、「３次元超音波画像データの解析結果である解析画像データ」及び「第２の３次元医用画像データ」に「位置合わせ情報」を付加したデータを出力データとして出力する。上記の第２の３次元医用画像データは、第２の３次元医用画像データから「映像化された特定組織」が抽出された「３次元映像化領域画像データ」であっても良い。具体的には、出力部１５７ａは、同一時相の３次元解析データと３次元造影領域データと位置合わせ情報とを出力データとして取得部２２１ａに送信する。取得部２２１ａは、位置合わせ情報を用いて、図１１に示すように、３次元解析データと３次元造影領域データと位置合わせした状態で、３次元空間に配置することができる。

【0105】

或いは、出力部１５７ａは、解析画像データと第２の３次元医用画像データとを位置合わせして合成した合成データを、出力データとして出力する。上記の第２の３次元医用画像データは、第２の３次元医用画像データから「映像化された特定組織」が抽出された３次元映像化領域画像データであっても良い。具体的には、出力部１５７ａは、同一時相の３次元解析データと３次元造影領域データとを位置合わせして合成した合成データを、出力データとして出力する。かかる合成データは、図１１に示すようなデータとなる。なお、出力部１５７ａは、合成データを出力データとする場合、第１の３次元医用画像データである「３次元超音波画像データ（３次元解析データ）」と、第２の３次元医用画像データである「３次元造影画像データ（３次元造影領域データ）」との表示及び非表示を切り替え可能であり、且つ、分離可能な特定情報を有するデータとして構成する。

【0106】

すなわち、合成データの３次元造影画像データ（３次元造影領域データ）は、取得部２２１ａの処理で用いられ、３次元超音波画像データ（３次元解析データ）は、最終的に表示部２２３で表示される。このことから、これら２つのデータは、表示及び非表示を切り替え可能であり、且つ、分離可能であることが望ましい。例えば、出力部１５７ａは、特定情報として輝度値を用い、３次元解析画像データを、５１２階調のうち、５１１階調の輝度値で構成されるデータとし、３次元造影領域データを、５１２階調のうち、１階調の輝度値で構成されるデータとして合成データを生成する。

【0107】

なお、本実施形態は、出力データとして３次元造影画像データを用い、Ｘ線診断装置２００が有する画像処理部２２６が、３次元造影画像データから３次元造影領域データを抽出しても良い。

【0108】

そして、Ｘ線診断装置２００の取得部２２１ａは、出力データを受信する。そして、取得部２２１ａは、Ｘ線造影画像データと超音波画像データとの位置合わせを、出力データを用いて実行する。図１２及び図１３は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置が行なう処理の一例を説明するための図である。

【0109】

まず、取得部２２１ａの制御により、Ｘ線診断装置２００は、被検体Ｐの心臓を複数方向から造影撮影して、複数のＸ線造影画像データを生成する。例えば、取得部２２１ａの制御により、Ｘ線管２１２は、図１２に示すように、第１方向から被検体ＰにＸ線を照射し、Ｘ線検出器２１６は、第１方向にて被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。これにより、画像データ生成部２２４は、第１方向のＸ線造影画像データを生成する。また、例えば、取得部２２１ａの制御により、Ｘ線管２１２は、図１２に示すように、第２方向から被検体ＰにＸ線を照射し、Ｘ線検出器２１６は、第２方向にて被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。これにより、画像データ生成部２２４は、第２方向のＸ線造影画像データを生成する。

【0110】

そして、取得部２２１ａは、第１方向のＸ線造影画像データ及び第２方向のＸ線造影画像データと、出力データとを用いて、特定組織の３次元位置情報を取得する。なお、特定組織が冠動脈であることから、第１方向のＸ線造影画像データ及び第２方向のＸ線造影画像データは、動脈相のＸ線造影画像データとなる。ただし、特定組織が冠静脈である場合、第１方向のＸ線画像データ及び第２方向のＸ線画像データは、静脈相のＸ線造影画像データとなる。

【0111】

取得部２２１ａは、図１３に示すように、３次元造影領域データで抽出されている冠動脈を、２方向のＸ線造影画像データそれぞれに描出された冠動脈に対応付けることで、３次元造影領域データの冠動脈の３次元位置情報を取得する。この対応付けは、冠動脈の走行経路により行なわれる対応付けであり、３点以上の対応付けとなる。

【0112】

まず、取得部２２１ａは、３次元造影領域データを、Ｘ線診断装置１００の３次元撮影空間に配置する。ここで、３次元造影領域データが配置される位置は、例えば、操作者により設定される。或いは、配置位置は、例えば、予め設定された位置である。そして、取得部２２１ａは、３次元造影領域データの特定組織（冠動脈）が複数のＸ線画像データそれぞれに投影された投影像を、画像処理部２２６に生成させる。例えば、取得部２２１ａの制御により、画像処理部２２６は、３次元撮影空間に配置された３次元造影領域データを第１方向及び第２方向それぞれに投影した投影像を生成する。

【0113】

そして、表示部２２３は、取得部２２１ａの制御により、複数のＸ線造影画像データそれぞれに、３次元造影領域データが投影された投影像を表示する。そして、取得部２２１ａは、表示部２２３を参照する操作者が、複数のＸ線造影画像データそれぞれにて特定組織に該当する位置に投影像の位置を対応付ける操作に基づいて、３次元位置情報を取得する。例えば、操作者は、冠動脈の投影像が各Ｘ線造影画像データで視認される冠動脈に重なるように移動操作（対応付け操作）を行なう。

【0114】

なお、操作者は、投影像とＸ線画像データに描出されている冠動脈とが略重なるように、移動操作を行なう。取得部２２１ａは、投影像の移動量及び移動方向に応じて、３次元撮影空間に配置した３次元造影領域データの平行移動や、回転移動を行ない、これらの処理を行なった後の３次元造影領域データの位置を、３次元位置情報として取得する。３次元位置情報及び３次元造影領域データと３次元解析画像データとの相対的位置関係に基づいて、３次元解析画像データは、取得部２２１ａにより、３次元撮影空間に再配置される。なお、移動操作により、投影像が拡大、縮小、又は、変形される場合もある。かかる場合、３次元造影領域データは、３次元撮影空間にて拡大されたり、縮小されたり、変形される。かかる場合、３次元解析画像データは、取得部２２１ａにより、３次元撮影空間に再配置されたうえで、拡大されたり、縮小されたり、変形される。

【0115】

そして、画像処理部２２６は、３次元位置情報に基づいて３次元撮影空間に再配置した３次元解析画像データ、或いは、３次元位置情報に基づいて３次元撮影空間に再配置して「拡大、縮小、又は、変形」した３次元解析画像データを、医師が所望する方向でリアルタイム撮影されている被検体Ｐの心臓のＸ線造影画像データに投影する。すなわち、画像処理部２２６は、３次元撮影空間で位置合わせされた３次元解析画像データの投影像を、心臓のＸ線造影画像データに重畳した画像データを生成する。なお、医師が所望する方向とは、電極の留置に適したＸ線造影画像データを撮影するための方向である。また、医師が所望する方向は、術中任意に変更可能であり、画像処理部２２６は、３次元解析画像データを、変更後の方向でリアルタイム撮影されている被検体Ｐの心臓のＸ線造影画像データに投影する。

【0116】

図１４は、第１の実施形態で表示される画像データの一例を示す図である。医師は、図１４に例示する画像データＸを参照して、３次元解析画像データの投影像で非同期部位を確認しながら、非同期部位の最も近い位置の静脈内に、電極を留置することができる。なお、３次元解析画像データの投影像は、重畳された画像であることから、操作者の要求に応じて、表示及び非表示の切り替えが可能である。ここで、本実施形態は、Ｘ線画像データに重畳される３次元解析画像データの投影対象を、非同期部位のみとしても良い。また、重畳される３次元解析画像データの投影像は、任意の不透明度に変更可能である。なお、３次元撮影空間で位置合わせされた３次元解析画像データの投影像が重畳されるＸ線画像データは、Ｘ線造影画像データに限定されるものではない。３次元撮影空間で位置合わせされた３次元解析画像データの投影像が重畳されるＸ線画像データは、造影剤が注入されていない状態で、医師が所望する方向で撮影されたＸ線画像データであっても良い。

【0117】

また、第１の実施形態は、第１の３次元医用画像データとしての３次元超音波画像データを出力データに含んで出力する場合であっても良い。かかる場合、医師が所望する方向で撮影されたＸ線画像データに重畳される画像データは、３次元超音波画像データに基づく画像データとなる。かかる３次元超音波画像データに基づく画像データは、例えば、非同期部位の短軸面を含む複数の短軸面の超音波画像データである。

【0118】

続いて、図１５及び図１６を用いて、第１の実施形態に係る画像処理システム１の処理の流れについて説明する。図１５は、第１の実施形態に係る超音波診断装置が行なう処理の一例を説明するためのフローチャートであり、図１６は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置が行なう処理の一例を説明するためのフローチャートである。なお、図１５は、一検出システムを用いて、２次元超音波画像データと、３次元Ｘ線ＣＴ画像データとの初期位置合わせが完了した後に行なわれる処理の一例を示している。

【0119】

図１５に例示するように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００は、心臓の３次元超音波画像データ群を収集する（ステップＳ１０１）。そして、解析部１５６ａは、３次元解析画像データ群を生成する（ステップＳ１０２）。そして、位置合わせ部１５６ｂは、同一時相の３次元解析画像データと３次元造影領域データとの位置合わせ処理を行なう（ステップＳ１０３）。

【0120】

そして、出力部１５７ａは、例えば、３次元解析画像データと３次元造影領域データとを位置合わせして合成した合成データを出力データとし、出力データを出力して（ステップＳ１０４）、処理を終了する。

【0121】

そして、図１６に例示するように、第１の実施形態に係るＸ線診断装置２００が有する取得部２２１ａは、超音波診断装置１００から出力データを受信したか否かを判定する（ステップＳ２０１）。ここで、出力データを受信していない場合（ステップＳ２０１否定）、取得部２２１ａは、出力データを受信するまで待機する。

【0122】

一方、出力データを受信した場合（ステップＳ２０１肯定）、取得部２２１ａは、Ｘ線診断装置２００の各部を制御して、複数方向のＸ線造影画像データを生成させる（ステップＳ２０２）。具体的には、Ｘ線診断装置２００は、動脈相の被検体Ｐの心臓を、複数方向から撮影する。

【0123】

そして、取得部２２１ａの制御により、表示部２２３は、複数のＸ線造影画像データそれぞれに、３次元造影領域データを投影して重畳表示する（ステップＳ２０３）。そして、取得部２２１ａは、操作者からＸ線造影画像データの冠動脈と、投影像とを対応付ける対応付け操作を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２０４）。ここで、対応付け操作を受け付けない場合（ステップＳ２０４否定）、取得部２２１ａは、対応付け操作を受け付けるまで待機する。

【0124】

一方、対応付け操作を受け付けた場合（ステップＳ２０４肯定）、取得部２２１ａは、対応付け操作に基づいて、３次元撮影空間における冠動脈の３次元位置情報を取得する（ステップＳ２０５）。そして、取得部２２１ａの制御により、表示部２２３は、３次元解析画像データが、Ｘ線造影画像データに位置合わせされた画像データを表示し（ステップＳ２０６）、処理を終了する。

【0125】

上述したように、第１の実施形態では、３次元の超音波画像データと２次元のＸ線画像データとの位置合わせを、３次元のＸ線ＣＴ画像データ（或いは、３次元のＭＲＩ画像データ）を介在させることで行なう。すなわち、第１の実施形態では、位置センサ１６０を用いた位置検出システムにより、３次元超音波画像データの走査領域に対応する領域を３次元Ｘ線ＣＴ画像データにて判別することができ、更に、これら２つの領域それぞれに描出された組織情報から、ボリュームデータ間の位置合わせをボクセルレベルで行なうことができる。

【0126】

これにより、第１の実施形態では、超音波画像データに基づく３次元解析画像データと、３次元造影領域データとの位置合わせを容易に行なうことができる。更に、動脈相の３次元造影領域データと動脈相のＸ線造影画像データとの位置合わせは、冠動脈が特徴的な形態を有することから、容易に行なうことができる。すなわち、第１の実施形態では、超音波画像データ（３次元解析画像データ）とＸ線造影画像データとの位置合わせを行なうことができる。これにより、第１の実施形態では、超音波診断で特定された部位をＸ線透視下で判別することができる。また、第１の実施形態では、位置合わせにより重畳表示可能となった３次元解析画像データの投影像を参照しながら、医師は、非同期部位近くに、電極を留置することが可能となる。

【0127】

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、操作者の操作に基づいて３次元位置情報を取得する場合について説明した。第２の実施形態では、操作者の操作が行なわれることなく、３次元位置情報を自動的に取得する場合について、図１７を用いて説明する。図１７は、第２の実施形態を説明するための図である。

【0128】

第２の実施形態に係る画像処理システム１は、図１を用いて説明した第１の実施形態に係る画像処理システム１と同様に構成される。ただし、第２の実施形態に係る第２位置合わせ部としての取得部２２１ａは、位置合わせ処理を複数の撮影方向で撮影した複数のＸ線画像データで行なう場合、第２の３次元医用画像データと、複数のＸ線画像データを再構成した３次元Ｘ線画像データとの位置合わせ処理を、３次元画像データ間のパターンマッチングにより行なう。例えば、第２の実施形態に係る取得部２２１ａは、３次元造影画像データと、複数のＸ線造影画像データを再構成した３次元Ｘ線造影画像データとの位置合わせ処理を、３次元画像データ間のパターンマッチングにより行なう。パターンマッチング処理としては、相互相関や自己相関、相互情報量、標準化相互情報量、相関比等を用いた処理が挙げられる。

【0129】

出力データに含まれるデータが、３次元造影画像データから抽出された３次元造影領域データである場合、パターンマッチングの対象は、３次元造影領域データとなる。また、例えば、取得部２２１ａの制御により、画像処理部２２６は、複数方向で撮影されたＸ線造影画像データを３次元撮影空間に逆投影することで、３次元Ｘ線造影画像データを再構成する。例えば、第２の実施形態では、３次元Ｘ線造影画像データは、２方向や、３方向、或いは、５０方向で撮影されたＸ線造影画像データから再構成される。

【0130】

ここで、パターンマッチング処理の負荷を軽減するためには、例えば、以下の処理を行なうことが望ましい。すなわち、第２位置合わせ部である取得部２２１ａは、第２の３次元医用画像データで設定された３次元関心領域と、３次元Ｘ線画像データで設定された３次元関心領域との間で位置合わせ処理を行なう。例えば、取得部２２１ａは、３次元造影画像データ（又は、３次元造影領域データ）で設定された３次元関心領域と、３次元Ｘ線造影画像データで設定された３次元関心領域との間で位置合わせ処理を行なう。

【0131】

例えば、操作者は、図１７に示すように、３次元造影領域データに３次元ＲＯＩ（region Of Interest）を設定する。これにより、例えば、画像処理部２２６は、３次元ＲＯＩの３次元造影領域データである「ボリュームデータＥ」を抽出する。また、操作者は、図１７に示すように、２つのＸ線造影画像データそれぞれに２次元ＲＯＩを設定することで、３次元ＲＯＩを設定する。これにより、画像処理部２２６は、３次元ＲＯＩの３次元Ｘ線造影画像データである「ボリュームデータＦ」を再構成する。なお、これら３次元ＲＯＩは、輝度値に基づいて、取得部２２１ａが自動設定する場合でも良い。

【0132】

そして、取得部２２１ａは、ボリュームデータＥとボリュームデータＦとをパターンマッチングすることで、位置合わせ処理を行なって、特定組織（例えば、冠動脈）の３次元位置情報を取得する。上記の処理は、例えば、ガイドワイヤが挿入された状態で、複数方向で撮影された複数のＸ線画像データを再構成した３次元Ｘ線画像データを用いて行なわれる場合であっても良い。なお、これ以降の処理は、第１の実施形態で説明した処理と同様であるので、説明を省略する。

【0133】

続いて、図１８を用いて、第２の実施形態に係る画像処理システム１の処理の流れについて説明する。図１８は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置が行なう処理の一例を説明するためのフローチャートである。なお、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００が行なう処理は、第１の実施形態で説明した処理と同様であるので、説明を省略する。

【0134】

図１８に例示するように、第２の実施形態に係るＸ線診断装置２００が有する取得部２２１ａは、超音波診断装置１００から出力データを受信したか否かを判定する（ステップＳ３０１）。ここで、出力データを受信していない場合（ステップＳ３０１否定）、取得部２２１ａは、出力データを受信するまで待機する。

【0135】

一方、出力データを受信した場合（ステップＳ３０１肯定）、取得部２２１ａは、Ｘ線診断装置２００の各部を制御して、複数方向のＸ線造影画像データを生成させる（ステップＳ３０２）。具体的には、Ｘ線診断装置２００は、動脈相の被検体Ｐの心臓を、複数方向から撮影する。

【0136】

そして、取得部２２１ａは、３次元ＲＯＩの設定を受け付ける（ステップＳ３０３）。そして、取得部２２１ａは、３次元ＲＯＩの３次元造影領域データを抽出し、複数のＸ線造影画像データから３次元ＲＯＩの３次元Ｘ線造影画像データを再構成する（ステップＳ３０４）。そして、取得部２２１ａは、３次元ＲＯＩの３次元造影領域データと３次元ＲＯＩの３次元Ｘ線造影画像データとの間でパターンマッチングを行なう（ステップＳ３０５）。

【0137】

そして、取得部２２１ａは、３次元撮影空間における冠動脈の３次元位置情報を取得する（ステップＳ３０６）。そして、取得部２２１ａの制御により、表示部２２３は、３次元解析画像データが、Ｘ線造影画像データに位置合わせされた画像データを表示し（ステップＳ３０７）、処理を終了する。

【0138】

上述したように、第２の実施形態では、特定組織の３次元位置情報を、自動的に実行することができる。従って、第２の実施形態では、超音波画像データ（３次元解析画像データ）とＸ線造影画像データとの位置合わせを、より容易に行なうことができる。

【0139】

なお、上記の第１及び第２の実施形態で説明した各部の処理は、Ｘ線ＣＴ装置３００や画像処理装置５００が実行する場合であっても良い。例えば、解析画像データの生成処理、超音波画像データとＸ線ＣＴ画像データとの位置合わせ処理、出力データの出力処理、特定組織の３次元位置情報の取得処理の一部又は全ては、Ｘ線ＣＴ装置３００や画像処理装置５００が実行する場合であっても良い。位置合わせされた解析画像データとＸ線画像データとの重畳画像も、Ｘ線ＣＴ装置３００や画像処理装置５００が生成する場合であっても良い。すなわち、上記の第１及び第２の実施形態で説明した各処理部の分散・統合の具体的形態は、図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。

【0140】

また、上記の第１及び第２の実施形態では、第１の３次元医用画像データが、３次元超音波画像データであり、第２の３次元医用画像データが、特定組織が映像化された３次元Ｘ線ＣＴ画像データ、又は、３次元ＭＲＩ画像データである場合について説明した。しかし、上記の第１及び第２の実施形態で説明した内容は、第１の３次元医用画像データが、所定組織の運動を解析可能な３次元医用画像データであり、第２の３次元医用画像データが、特定組織が映像化された３次元医用画像データであるならば、適用可能である。例えば、第１及び第２の実施形態で説明した内容は、第１の３次元医用画像データが、心筋が染影された時相の３次元ＭＲＩ画像データであり、第２の３次元医用画像データが、冠動脈、又は、冠静脈が染影された時相の３次元Ｘ線ＣＴ画像データである場合であっても適用可能である。或いは、例えば、第１及び第２の実施形態で説明した内容は、第１の３次元医用画像データが、心筋が染影された時相の３次元Ｘ線ＣＴ画像データであり、第２の３次元医用画像データが、冠静脈が染影された時相の３次元Ｘ線ＣＴ画像データである場合であっても適用可能である。

【0141】

また、上記の第１及び第２の実施形態で説明した画像処理方法は、予め用意された画像処理プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。この画像処理プログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、この画像処理プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

【0142】

以上、説明したとおり、第１及び第２の実施形態によれば、超音波診断で特定された部位をＸ線透視下で判別することができる。

【0143】

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】

【0144】

１００ 超音波診断装置
１５６ａ 解析部
１５７ａ 出力部
２００ Ｘ線診断装置
２２１ａ 取得部
２２３ 表示部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】