特許 6222801 医用画像処理装置、Ｘ線診断装置及び医用画像処理プログラム

(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】6222801

(24)【登録日】2017年10月13日

(45)【発行日】2017年11月1日

(54)【発明の名称】医用画像処理装置、Ｘ線診断装置及び医用画像処理プログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/00 20060101AFI20171023BHJP

   A61B 6/03 20060101ALI20171023BHJP

【ＦＩ】

   A61B6/00 320Z

   A61B6/03 360G

   A61B6/03 360J

   A61B6/03 371

【請求項の数】12

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2012-236453(P2012-236453)

(22)【出願日】2012年10月26日

(65)【公開番号】特開2014-83357(P2014-83357A)

(43)【公開日】2014年5月12日

【審査請求日】2015年8月19日

(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】100136504

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 毅彦

(74)【代理人】

【識別番号】100160901

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 正平

(72)【発明者】

【氏名】坂口 卓弥

【審査官】 亀澤 智博

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１２−５２５９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／１３２１３１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−０２２８２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２３７９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−２７７５３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０４２８３４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２００９−５４２２８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ６／００ − ６／１４

Ｇ０６Ｔ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

大動脈及び大動脈弁を含む領域における画像データに基づいて前記大動脈の三次元構造を取得する構造特定部と、
前記大動脈の三次元構造に基づいて、前記大動脈の走行方向を軸とする前記大動脈周りのＸ線画像の撮影角度を設定又は提示する撮影条件設定部と、
を備え、
前記撮影条件設定部は、前記大動脈の太さが極大値となる２次元のＸ線画像の撮影角度を設定又は提示するように構成される医用画像処理装置。

【請求項2】

大動脈及び大動脈弁を含む領域における画像データに基づいて前記大動脈の三次元構造を取得する構造特定部と、
前記大動脈の三次元構造に基づいて、前記大動脈の走行方向を軸とする前記大動脈周りのＸ線画像の撮影角度を設定又は提示する撮影条件設定部と、
を備え、
前記撮影条件設定部は、前記大動脈の石灰化部分が前記大動脈の太さ方向における端部となる２次元のＸ線画像の撮影角度を設定又は提示するように構成される医用画像処理装置。

【請求項3】

前記撮影条件設定部は、更に前記大動脈の走行方向が水平方向、鉛直方向又は手技に対応する所定の方向となるための撮影角度を設定又は提示するように構成される請求項１又は２記載の医用画像処理装置。

【請求項4】

前記撮影条件設定部は、前記大動脈の走行方向が水平方向、鉛直方向又は手技に対応する所定の方向となるための２方向の撮影角度を２次元的に示すグラフ上の曲線を表示装置に表示させるように構成される請求項１又は２記載の医用画像処理装置。

【請求項5】

前記撮影条件設定部は、前記大動脈の太さが複数の極大値を有する場合に前記複数の極大値に対応する複数の撮影角度を候補として提示するように構成される請求項１記載の医用画像処理装置。

【請求項6】

前記撮影条件設定部は、前記大動脈の血管壁に対応する曲線又は曲面の閉曲線近似又は閉曲面近似を伴って前記大動脈の太さが極大値となる前記撮影角度を求めるように構成される請求項１記載の医用画像処理装置。

【請求項7】

大動脈及び大動脈弁を含む領域における画像データに基づいて前記大動脈の三次元構造を取得する構造特定部と、
前記大動脈の三次元構造に基づいて、前記大動脈の走行方向を軸とする前記大動脈周りのＸ線画像の撮影角度を設定又は提示する撮影条件設定部と、
を備え、
前記撮影条件設定部は、複数の撮影角度が候補として求められた場合にＸ線撮影を行う撮影系の移動量が少ない側の撮影角度を候補として提示するように構成される医用画像処理装置。

【請求項8】

請求項１乃至７のいずれか１項に記載の医用画像処理装置と、
前記医用画像処理装置により設定又は提示された前記撮影角度を参照して決定された撮影角度で被検体のＸ線撮影を行う撮影系と、
を備えるＸ線診断装置。

【請求項9】

コンピュータを、
大動脈及び大動脈弁を含む領域における画像データに基づいて前記大動脈の三次元構造を取得する構造特定部、及び
前記大動脈の三次元構造に基づいて、前記大動脈の走行方向を軸とする前記大動脈周りのＸ線画像の撮影角度を設定又は提示する撮影条件設定部、
として機能させ、
前記撮影条件設定部は、前記大動脈の太さが極大値となる２次元のＸ線画像の撮影角度を設定又は提示するように構成される医用画像処理プログラム。

【請求項10】

前記撮影条件設定部は、前記大動脈の走行方向の互いに異なる複数の位置における前記大動脈の太さの各極大値に対応する複数の撮影角度を前記候補として提示するように構成される請求項５記載の医用画像処理装置。

【請求項11】

前記撮影条件設定部は、前記大動脈の走行方向の同一の位置における前記大動脈の太さの複数の極大値に対応する複数の撮影角度を前記候補として提示するように構成される請求項５記載の医用画像処理装置。

【請求項12】

前記構造特定部は、前記大動脈及び前記大動脈弁を含む前記領域におけるボリュームデータ又は互いに異なる方向から撮影された２次元の複数フレームの画像データに基づいて前記大動脈の前記三次元構造を取得するように構成される請求項１乃至７のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、医用画像処理装置、Ｘ線診断装置及び医用画像処理プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、Ｘ線撮影装置で被検体の体内を撮影した画像を観察しながらリアルタイムにインターベンション治療を行う技術が知られている。例えば、血管に挿入した管を通じてカテーテル、ガイドワイヤ、ステント、ステントグラフト、人工弁等の器具を被検体の体内に設置することができる。

【0003】

体内に器具を設置する治療の１つとして、大動脈弁の置換が挙げられる。大動脈弁の置換は、大腿部の血管から挿入されたカテーテルを通じて大動脈に人工弁を設置する治療技術である。カテーテルを用いた大動脈弁の置換術は、TAVR(Trans-catheter Aortic Valve Replacement)又はTAVI(Trans-catheter Aortic Valve Implantation)と呼ばれる。

【0004】

TAVRでは、イメージガイドとして用いられるＸ線透視画像の表示角度を、大動脈弁付近における大動脈の走行方向が鉛直方向となる角度にすることが望ましいと考えられている。これは、人工弁の位置決めを行う際に、人工弁の軸方向が斜めに描出されるよりも鉛直方向となって描出される方が、人工弁の位置決めを正確かつ容易に行うことができると思われるためである。

【0005】

そこで、人工弁の軸方向が鉛直方向となるようなＸ線画像の撮影条件を決定するための各種支援ソフトウェアが市販されている。具体例として、予め２つの方向から撮影したＸ線画像を参照して大動脈のモデルを作成し、作成した大動脈のモデルに基づいて大動脈の走行方向が鉛直方向となるようなＸ線画像の撮影条件を提示するソフトウェアが市販されている。

【0006】

このソフトウェアでは、GUI (Graphical User Interface)を通じてＸ線撮影装置のＸ型アームの制御情報が提示される。大動脈の走行方向を鉛直方向とするためのＸ線画像の撮影条件は、一意には定まらない。そこで、大動脈の走行方向を鉛直方向とするための撮影角度条件を２次元的に示すグラフがソフトウェアの解として表示される。

【0007】

循環器用のＸ線画像の撮影角度は、右前斜位(RAO: right anterior oblique)方向と左前斜位(LAO: left anterior oblique)方向との間における角度と、頭部(CRA: cranial方向と尾部(CAU: caudal)方向との間における角度で定義される。従って、大動脈の走行方向を鉛直方向とするためのＣ型アームの制御条件は、２つの角度を示す２次元座標において曲線として求められることになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１１−３６４３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、大動脈弁の置換術において、より適切な向きでＸ線画像を表示させることが可能な医用画像処理装置、Ｘ線診断装置及び医用画像処理プログラム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】

【0010】

本発明の実施形態に係る医用画像処理装置は、構造特定部と撮影条件設定部とを備える。構造特定部は、大動脈及び大動脈弁を含む領域における画像データに基づいて前記大動脈の三次元構造を取得する。撮影条件設定部は、前記大動脈の三次元構造に基づいて、前記大動脈の走行方向を軸とする前記大動脈周りのＸ線画像の撮影角度を設定又は提示する。前記撮影条件設定部は、前記大動脈の太さが極大値となる２次元のＸ線画像の撮影角度を設定又は提示するように構成される。
また、本発明の実施形態に係る医用画像処理装置は、構造特定部と撮影条件設定部とを備える。構造特定部は、大動脈及び大動脈弁を含む領域における画像データに基づいて前記大動脈の三次元構造を取得する。撮影条件設定部は、前記大動脈の三次元構造に基づいて、前記大動脈の走行方向を軸とする前記大動脈周りのＸ線画像の撮影角度を設定又は提示する。前記撮影条件設定部は、前記大動脈の石灰化部分が前記大動脈の太さ方向における端部となる２次元のＸ線画像の撮影角度を設定又は提示するように構成される。
また、本発明の実施形態に係る医用画像処理装置は、構造特定部と撮影条件設定部とを備える。構造特定部は、大動脈及び大動脈弁を含む領域における画像データに基づいて前記大動脈の三次元構造を取得する。撮影条件設定部は、前記大動脈の三次元構造に基づいて、前記大動脈の走行方向を軸とする前記大動脈周りのＸ線画像の撮影角度を設定又は提示する。前記撮影条件設定部は、複数の撮影角度が候補として求められた場合にＸ線撮影を行う撮影系の移動量が少ない側の撮影角度を候補として提示するように構成される。
また、本発明の実施形態に係るＸ線診断装置は、前記医用画像処理装置と撮影系とを備える。撮影系は、前記医用画像処理装置により設定又は提示された前記撮影角度を参照して決定された撮影角度で被検体のＸ線撮影を行う。
また、本発明の実施形態に係る医用画像処理プログラムは、コンピュータを、構造特定部及び撮影条件設定部として機能させる。構造特定部は、大動脈及び大動脈弁を含む領域における画像データに基づいて前記大動脈の三次元構造を取得する。撮影条件設定部は、前記大動脈の三次元構造に基づいて、前記大動脈の走行方向を軸とする前記大動脈周りのＸ線画像の撮影角度を設定又は提示する。前記撮影条件設定部は、前記大動脈の太さが極大値となる２次元のＸ線画像の撮影角度を設定又は提示するように構成される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係る医用画像処理装置及びＸ線診断装置の構成図。

【図2】図１に示すＸ線撮影装置によりTAVRのイメージガイドとしてＸ線画像を撮影する際の流れを示すフローチャート。

【図3】TAVRにおける人工弁の留置位置の例を示す図。

【図4】TAVRの手技法ごとの被検体に対する医師の立ち位置を示す図。

【図5】左冠動脈の入口が人工弁によって閉塞される例を示す図。

【図6】断面が楕円形状の大動脈内において人工弁を円形に拡張させた場合における撮影角度と撮影されるＸ線画像との関係を示す図。

【図7】大動脈に生じた石灰化部分によって人工弁が凹んだ状態を示す図。

【図8】大動脈から左右冠動脈への分岐位置及び大動脈断面を楕円近似した場合の長軸を指定するためのGUIの一例を示す図。

【図9】大動脈の断面を楕円近似することによって複数フレームの2DＸ線画像データから大動脈の3D構造を取得する方法を説明する図。

【図10】大動脈の走行方向が鉛直方向となる撮影角度を示す曲線上に大動脈軸周りの適切な撮影角度をプロットしたGUIの例を示す図。

【図11】図１０に示すGUIを通じて、左冠動脈の分岐位置が適切となるように設定された撮影角度の例を示す図。

【図12】図１０に示すGUIを通じて、楕円柱近似された大動脈の短軸方向がＸ線の照射方向となるように設定された撮影角度の例を示す図。

【図13】大動脈の走行方向の位置に応じた大動脈の太さの複数の最大値に対応する撮影角度を候補として提示した例を示す図。

【図14】大動脈の同一断面内における太さの複数の極大値に対応する撮影角度を候補として提示した例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の実施形態に係る医用画像処理装置、Ｘ線診断装置及び医用画像処理プログラムについて添付図面を参照して説明する。

【0013】

図１は本発明の実施形態に係る医用画像処理装置及びＸ線診断装置の構成図である。

【0014】

Ｘ線撮影装置１は、撮影系２、制御系３及びデータ処理系４を備えている。撮影系２は、Ｘ線照射部５、Ｘ線検出器６、駆動機構７及び寝台８を有する。制御系３は、高電圧発生装置９及び撮影位置制御装置１０を有する。

【0015】

Ｘ線照射部５は、Ｘ線管を備え、寝台８にセットされた被検体Ｏを挟んでＸ線検出器６と対向配置される。Ｘ線照射部５及びＸ線検出器６は、駆動機構７の駆動によって相対位置を維持しながら被検体Ｏに対する角度及び相対位置を変えることができる。具体的には、回転機能を備えたＣ型アームの両端にＸ線照射部５及びＸ線検出器６が固定される。そして、Ｘ線照射部５は、Ｘ線管により被検体Ｏに向けて所定の角度からＸ線を照射し、被検体Ｏを透過したＸ線をＸ線検出器６で検出できるように構成される。

【0016】

また、寝台８の天板の傾斜及び位置を駆動機構７によって調整することができる。このため、Ｘ線照射部５及びＸ線検出器６の被検体Ｏに対する角度を調整するのみならず、天板の角度を調整することによっても、被検体Ｏに対するＸ線の照射方向を変えることができる。

【0017】

更に、寝台８にセットされた被検体Ｏの近傍には、被検体Ｏに造影剤を注入するための造影剤注入装置１１が設けられる。

【0018】

制御系３の高電圧発生装置９は、Ｘ線照射部５のＸ線管に高電圧を印加することによって、所望のエネルギを有するＸ線を被検体Ｏに向けて照射させる装置である。撮影位置制御装置１０は、駆動機構７に制御信号を出力して制御する装置である。すなわち、Ｘ線照射部５及びＸ線検出器６の回転角度及び位置並びに寝台８の天板の傾斜及び位置は、撮影位置制御装置１０から駆動機構７に出力される制御信号によって制御される。

【0019】

データ処理系４は、入力装置１２、表示装置１３、A/D(analog to digital)変換器１４及びコンピュータ１５を有する。コンピュータ１５は、医用画像処理プログラムを実行することにより医用画像処理装置１５として機能する。すなわち、Ｘ線撮影装置１には、医用画像処理装置１５が内蔵される。但し、同様な機能を有する独立した医用画像処理装置を、ネットワークを介してＸ線撮影装置１に接続するようにしても良い。また、Ｘ線撮影装置１に内蔵される医用画像処理装置１５又はＸ線撮影装置１とネットワークを介して接続される医用画像処理装置を構成するために回路を用いてもよい。

【0020】

医用画像処理装置１５は、Ｘ線画像生成部１６、画像記憶部１７、表示処理部１８、構造特定部１９及び撮影条件設定部２０を有する。従って、医用画像処理装置１５をコンピュータ１５で構成する場合には、医用画像処理プログラムがコンピュータ１５をＸ線画像生成部１６、画像記憶部１７、表示処理部１８、構造特定部１９及び撮影条件設定部２０として機能させる。

【0021】

尚、医用画像処理プログラムは、汎用コンピュータを医用画像処理装置１５として利用できるように情報記録媒体に記録してプログラムプロダクトとして流通させることもできる。もちろん、情報記録媒体を介さずにネットワーク経由で医用画像処理プログラムをコンピュータ１５にダウンロードすることもできる。

【0022】

Ｘ線画像生成部１６は、Ｘ線検出器６からA/D変換器１４を通じてデジタル化されたＸ線検出データを取り込んで、データ処理を行うことにより２次元(2D: two dimensional)又は３次元(3D: three dimensionalのＸ線画像データを生成する機能を有する。従って、被検体Ｏに造影剤が注入された状態で収集されたＸ線検出データに基づいてＸ線画像データを生成すれば、2D又は3DのＸ線造影画像データが得られる。また、造影剤を注入せずに透視モードにおいて収集されたＸ線検出データに基づいてＸ線画像データを生成すれば、2D又は3DのＸ線透視画像データが得られる。

【0023】

また、Ｘ線検出データに基づいてリアルタイムにＸ線画像データを生成することによってライブ像データを生成することができる。このため、TAVRにおけるイメージガイドとして、Ｘ線透視画像データやＸ線造影画像データ等のライブ像データを利用することができる。

【0024】

画像記憶部１７は、Ｘ線画像生成部１６において生成されたＸ線画像データを保存する機能を有する。表示処理部１８は、画像記憶部１７に保存されたＸ線画像データに必要な表示処理を施して表示装置１３に表示させる機能を有する。

【0025】

構造特定部１９は、大動脈及び大動脈弁を含む領域における画像データに基づいて大動脈の3D構造を取得する機能を有する。大動脈の3D構造を取得するための画像データとしては、予め任意のモダリティで撮影された大動脈及び大動脈弁を含む領域におけるボリュームデータ又は互いに異なる方向から撮影された2Dの複数フレームの画像データが挙げられる。従って、構造特定部１９は、ボリュームデータ又は異なる方向から撮影された複数フレームの2D画像データに基づいて大動脈の3D構造を取得するように構成される。

【0026】

大動脈及び大動脈弁が描出されたボリュームデータ及び複数フレームの2D画像データは、Ｘ線撮影装置１によって予め撮影することができる。その場合には、構造特定部１９は、画像記憶部１７から大動脈の3D構造を取得するための画像データを取得することができる。或いは、他のモダリティからネットワークを介して大動脈の3D構造を取得するための画像データを取得することもできる。図１に示す例では、実用的な例として構造特定部１９が、Ｘ線CT(computed tomography)装置２１からネットワークを介して大動脈及び大動脈弁が描出されたボリュームデータ等の必要な画像データを取得できるように構成されている。

【0027】

撮影条件設定部２０は、構造特定部１９において取得された大動脈の3D構造に基づいて、大動脈の走行方向が水平方向、鉛直方向又は手技に対応する所定の方向となるための撮影角度を設定又は提示する機能及び大動脈の走行方向を軸とする大動脈周りのＸ線画像の撮影角度を設定又は提示する機能を有する。撮影条件設定部２０においてＸ線画像の撮影角度が設定又は提示されると、入力装置１２の操作によるユーザの確認や選択を経て撮影系２の実際の制御条件としての撮影角度を決定することが可能となる。

【0028】

撮影条件設定部２０において設定又は提示されたＸ線画像の撮影角度を参照して決定された撮影角度は、撮影系２の制御条件として撮影位置制御装置１０に出力することができる。従って、Ｘ線撮影装置１の撮影系２は、医用画像処理装置１５において設定又は提示されたＸ線画像の撮影角度を参照して決定された撮影角度で被検体ＯのＸ線撮影を行うことができるように構成される。

【0029】

次にＸ線撮影装置１及び医用画像処理装置１５の動作および作用について説明する。

【0030】

図２は、図１に示すＸ線撮影装置１によりTAVRのイメージガイドとしてＸ線画像を撮影する際の流れを示すフローチャートである。

【0031】

まずステップＳ１において、大動脈及び大動脈弁が描出されたボリュームデータ又は異なる方向から撮影された複数フレームの2D画像データが医用画像処理装置１５の構造特定部１９において取得される。例えば、予めＸ線CT装置２１において大動脈及び大動脈弁を含む領域のイメージングスキャンが実行され、大動脈及び大動脈弁が描出されたＸ線CTボリューム画像データが収集される。その場合、構造特定部１９は、ネットワークを介してＸ線CT装置２１から大動脈及び大動脈弁が描出されたＸ線CTボリューム画像データを取得することができる。

【0032】

或いは、Ｘ線撮影装置１により、大動脈及び大動脈弁が描出されたボリュームデータ又は複数フレームの2D画像データを収集することもできる。その場合には、寝台８の天板に被検体Ｏがセットされる。そして、撮影位置制御装置１０からの制御信号によって駆動機構７が駆動する。これにより、Ｘ線照射部５及びＸ線検出器６の回転角度及び位置並びに寝台８の天板の傾斜及び位置が心臓の撮影に合わせて調整される。

【0033】

一方、造影剤注入装置１１から被検体Ｏに造影剤が注入される。そして、心臓の2D又は3DのＸ線造影画像データが収集される。具体的には、高電圧発生装置９からＸ線照射部５のＸ線管に高電圧が印加される。このため、Ｘ線照射部５からＸ線が被検体Ｏの心臓を含む撮影領域に向けて曝射される。そして、被検体Ｏを透過したＸ線がＸ線検出器６で検出される。

【0034】

そうするとＸ線検出器６からＸ線検出信号がA/D変換器１４を介して医用画像処理装置１５に出力される。これにより、医用画像処理装置１５のＸ線画像生成部１６において、デジタル化されたＸ線検出データが取得される。そして、Ｘ線画像生成部１６は、Ｘ線検出データに対する公知のデータ処理を行うことによって大動脈及び大動脈弁が描出された2D又は3DのＸ線造影画像データを生成する。生成されたＸ線造影画像データは、画像記憶部１７に保存される。

【0035】

このため、構造特定部１９は、画像記憶部１７から大動脈及び大動脈弁が描出されたＸ線造影ボリュームデータ又は複数フレームの2DＸ線造影画像データを取得することができる。尚、Ｘ線造影画像データでは、大動脈を含む血管が黒く描出される。

【0036】

次に、ステップＳ２において、構造特定部１９は、大動脈及び大動脈弁が描出されたボリュームデータ又は複数フレームの2D画像データに基づいて大動脈の3D構造を取得する。大動脈の3D構造は、TAVRの際に大動脈の走行方向を適切な方向としてＸ線撮影を行うための撮影角度及び大動脈軸周りの適切な撮影角度の決定のために用いられる。従って、決定すべき適切な撮影角度に応じた3D構造が構造特定部１９において取得される。

【0037】

ここでTAVRの概要とともにTAVRにおける適切な撮影角度について説明する。

【0038】

図３は、TAVRにおける人工弁の留置位置の例を示す図である。

【0039】

図３は、患者である被検体Ｏの体軸方向を鉛直方向として人工弁の留置位置を示している。図３に示すように、心臓３０の左室(LV: left ventricle)３１から大動脈３２への血液の流出路には、大動脈弁３３が存在する。大動脈弁３３の置換術では、カテーテル３４を操作することによって点線で示す本来の大動脈弁３３の位置に人工弁３５を留置することが手技内容となる。

【0040】

より具体的には、人工弁３５の下端が大動脈弁３３の底よりも下側となり、人工弁３５の上端が大動脈弁３３のLeaflet先端よりも上でかつ左冠動脈３６及び右冠動脈３７への各分岐位置よりも下となるように人工弁３５を留置することが目標となる。

【0041】

すなわち、第１に本来の大動脈弁３３を完全にカバーする位置に人工弁３５を留置することが必要である。これは、人工弁３５の留置後において本来の大動脈弁３３の動きによる悪影響が生じることを防止するためである。第２に、左右冠動脈３６、３７の入口を人工弁３５によって塞がないようにすることが必要である。万一、左右冠動脈３６、３７の入口が塞がれると、心筋が虚血状態に陥ることとなる。そこで、医師は左右冠動脈３６、３７の位置に注意を払いながら人工弁３５の位置決め操作を行うことになる。

【0042】

しかしながらTAVRにおいてイメージガイドとして参照されるＸ線透視画像には、人工弁３５やカテーテル３４等のデバイスは描出されるが、心臓３０、大動脈３２及び左右冠動脈３６、３７等の血管が描出されない。そこで、人工弁３５の留置に先だってカテーテル３４が大動脈３２付近に挿入され、造影剤注入装置１１から大動脈３２に造影剤が注入される。そして、造影剤が注入された状態で心臓３０の撮影を行うことにより血管が黒く染まったＸ線造影画像が収集される。これにより医師は、大動脈弁３３等の位置を把握することができる。また、手技の際に、Ｘ線造影画像を参照することが可能となる。

【0043】

人工弁３５の留置の際には、医師がＸ線造影画像を観察することによって事前に把握した大動脈３２の血管壁等の位置を念頭に、人工弁３５が位置決めされる。また、必要に応じて、大動脈弁３３等の位置をＸ線透視画像上に表示させるための各種ソフトウェアを利用して目標となる人工弁３５の留置位置が確認される。

【0044】

人工弁３５の位置決めが完了すると、医師は人工弁３５を拡張させる。この際、医師は、事前に観察したＸ線画像の記憶を頼りに大動脈３２と人工弁３５との間における間隙を想像しながら人工弁３５の拡張を行う。或いは、必要に応じて少量の造影剤が人工弁３５の拡張直前に投与され、確認用に大動脈３２のエッジが染影される。その場合であっても、造影剤の注入口が人工弁３５と干渉すること及び造影剤を投与しても血液の流れによって十分な染影効果が得られない等の理由から人工弁３２の拡張時には、事前に観察した大動脈３２のエッジの記憶を頼りに人工弁３５が拡張される。

【0045】

そして、人工弁３５の拡張が完了したと判断されると、造影剤が注入される。これにより、造影剤によって描出される大動脈３２の輪郭に、拡張後の人工弁３５がフィットしているか否かを確認することが可能となる。そして、適切な位置への人工弁３５の留置確認によってTAVRの手技が完了する。

【0046】

このようなTAVRでは、イメージガイドとして用いられるＸ線透視画像の表示角度を、大動脈弁３３付近における大動脈３２の走行方向が鉛直方向又は水平方向となる角度にすることが望ましい。これは、人工弁３５の位置決めを行う際に、人工弁３５の軸方向が斜めに描出されるよりも鉛直方向又は水平方向となって描出される方が、人工弁３５の位置決めを正確かつ容易に行うことができると考えられるためである。

【0047】

別の考え方として、大動脈３２の走行方向を、TAVRの手技法ごとの被検体Ｏに対する医師の立ち位置に応じた所定の角度にするという考え方もある。

【0048】

図４は、TAVRの手技法ごとの被検体Ｏに対する医師の立ち位置を示す図である。

【0049】

TAVRでは、ユーザである医師が手技に応じた位置に立って人工弁やバルーン等のデバイスを被検体Ｏの血管内に挿入し、人工弁の留置位置に向けて進めることとなる。従って、ユーザから見た大動脈の走行方向は、手技ごとに異なり、手技に対応する方向となる。

【0050】

TAVRとして採用される手技法としては、図４に示すように、被検体Ｏに鎖骨下動脈(subclavian artery)から人工弁を挿入するsubclavian法、大動脈(aorta) から人工弁を挿入するaortic法、心尖部から人工弁を挿入するapical法、大腿部(femur) から人工弁を挿入するfemoral法及び腸骨動脈(iliac) から人工弁を挿入するiliac法が知られている。

【0051】

そこで、大動脈の走行方向が手技に対応する所定の方向となるように撮影角度を設定することが効果的である。すなわち、大動脈の傾斜角度が、ユーザから見た人工弁の留置位置における大動脈の走行方向となるように撮影角度を設定することが適切な場合がある。

【0052】

このように、大動脈の走行方向についての適切な撮影角度としては、大動脈の走行方向が水平方向、鉛直方向又は手技に対応する所定の方向となるための各撮影角度が挙げられる。以降では、大動脈の走行方向を鉛直方向とする場合を例に説明するが、大動脈の走行方向を他の方向とする場合についても方向が異なる点を除いて同様である。

【0053】

大動脈の走行方向について撮影角度を適切に設定してもTAVRのイメージガイド用の撮影条件としては不十分となる恐れがある。ここでは、大動脈の走行方向のみを考慮して撮影角度を設定した場合に起こり得る３つの問題点及び各問題点を解消するための適切な撮影角度について説明する。

【0054】

第１の問題点として、左右冠動脈の入口が人工弁によって閉塞される事態を確実に回避できないという点が挙げられる。これは、左右冠動脈の分岐位置及び分岐方向が患者ごとに異なるためである。

【0055】

図５は、左冠動脈３６の入口が人工弁３５によって閉塞される例を示す図である。

【0056】

図５(A)に示すように、患者によっては左冠動脈３６が大動脈３２から上方に向かって分岐する場合がある。この場合、左冠動脈３６の入口が大動脈３２の背面となる撮影角度でＸ線造影画像を撮影すると大動脈３２が造影されるため、図５(B)に示すように左冠動脈３６の入口が大動脈３２の背後に隠れて視認できなくなる。このため、左冠動脈３６の実際の入口よりも高い位置から水平方向に左冠動脈３６が分岐していると誤認識される恐れがある。

【0057】

仮に、左冠動脈３６の分岐位置を誤認識した状態で左冠動脈３６の入口を塞がないように人工弁３５を留置すると、人工弁３５が誤認識された分岐位置の下方に留置されることとなる。その結果、図５(C)に示すように、本来の左冠動脈３６の入口を塞ぐ位置に人工弁３５が留置される恐れがある。これは、右冠動脈についても同様である。

【0058】

従って、左冠動脈及び右冠動脈の少なくとも一方の大動脈からの分岐位置が、大動脈の太さ方向における端部となる2DＸ線画像の撮影角度を設定することが望ましいことになる。

【0059】

第２の問題点として、大動脈と人工弁との間における間隙を十分に観察できないという点が挙げられる。仮に大動脈の血管壁と人工弁との間に隙間が存在すると、血液の逆流が生じる恐れがある。大動脈と人工弁との間に隙間が生じる原因としては、大動脈の横断面が実際には円形でないためであるとする説が有力である。すなわち、断面が円形でない大動脈内において人工弁を円形に拡張させると、大動脈と人工弁との間に隙間が生じて逆流の原因となる恐れがある。

【0060】

図６は、断面が楕円形状の大動脈３２内において人工弁３５を円形に拡張させた場合における撮影角度と撮影されるＸ線画像との関係を示す図である。

【0061】

図６(A)は人工弁３５が挿入及び拡張された大動脈３２の横断面図を、図６(B)は図６(A)に示す大動脈３２をＡ方向から撮影して得られるＸ線造影画像を、図６(C)は図６(A)に示す大動脈３２をＢ方向から撮影して得られるＸ線造影画像を、それぞれ示す。

【0062】

図６(A)に示すように、断面が楕円形状の大動脈３２内において人工弁３５を円形に拡張させると、楕円の長軸方向における少なくとも一端において隙間が生じ得る。この場合、楕円の長軸方向に相当するＡ方向からＸ線造影撮影を行うと、図６(B)に示すように造影された大動脈３２の血管内壁に人工弁３５の輪郭がフィットしているＸ線造影画像が撮影される。従って、人工弁３５の拡張後におけるＸ線造影撮影による確認において、人工弁３５が適切に留置及び拡張されたと誤認識される恐れがある。

【0063】

一方、楕円の短軸方向に相当するＢ方向からＸ線造影撮影を行うと、図６(C)に示すように人工弁３５の輪郭と、造影された大動脈３２の血管内壁との間に隙間が確認できるＸ線造影画像が撮影される。従って、大動脈３２の内壁間の距離が、より長くなる撮影角度でＸ線造影画像を撮影すれば、大動脈３２と人工弁３５との間における間隙の存在による逆流を防止することが可能となる。よって、大動脈３２の太さが最大値又は極大値となる2DＸ線画像の撮影角度が適切な撮影角度であると言える。

【0064】

第３の問題点として、大動脈に石灰化が生じている場合に人工弁が凹むリスクを確実に回避できないという点が挙げられる。大動脈の血管壁に石灰化部分が存在すると、人工弁を拡張した場合に凹む可能性がある。

【0065】

図７は、大動脈３２に生じた石灰化部分４０によって人工弁３５が凹んだ状態を示す図である。

【0066】

図７は、石灰化部分４０が存在する大動脈３２に人工弁３５を挿入して拡張した結果、人工弁３５が凹んだ様子を示す横断面図である。図７に示すように、大動脈３２に石灰化部分４０が存在すると、石灰化部分４０付近において人工弁３５が凹む場合がある。

【0067】

尚、大動脈３２の石灰化部分４０については、事前に任意のモダリティで収集された画像データに対するエッジ抽出処理等の画像処理によって自動的に検出する技術が既に知られている。従って、事前に検出された大動脈３２の石灰化部分４０が大動脈３２の太さ方向における端部となる2DＸ線画像の撮影角度が適切な撮影角度であると言える。そして、このような撮影角度の設定により、大動脈３２内における人工弁３５の確実な拡張を確認することが可能となる。

【0068】

以上のように、TAVR用のＸ線撮影では、大動脈の走行方向についての適切な撮影角度の設定に加え、大動脈の走行方向を軸とする大動脈周りの撮影角度についても適切に設定することが望ましい。

【0069】

従って、適切な撮影角度を決定するために構造特定部１９において取得すべき大動脈の3D構造としては、少なくとも大動脈の走行方向及び大動脈の血管内壁の輪郭情報が挙げられる。そこで、大動脈弁の近傍における大動脈の芯線の向きが、大動脈の走行方向を示すベクトル情報として求められる。尚、大動脈の芯線については、画像処理によって自動検出する方法が既に提案されている。これにより、大動脈の走行方向に関する撮影角度の決定が可能となる。更に、大動脈の血管内壁の輪郭を抽出することによって、大動脈の太さを極大値とするための撮影角度の決定が可能となる。

【0070】

また、左右冠動脈の入口付近を含む大動脈の輪郭情報又は左右冠動脈の分岐位置が、左右冠動脈の入口の閉塞を回避する観点から取得すべき大動脈の3D構造の一例として挙げられる。更に、石灰化が大動脈に生じている場合には、石灰化領域の空間位置情報が取得すべき大動脈の3D構造の一例として挙げられる。

【0071】

このため、構造特定部１９では、上述したような大動脈の3D構造が取得される。大動脈の3D構造の特定は、エッジ検出処理や閾値処理等の公知の画像処理によって自動的に行うこともできるし、入力装置１１の操作によって一部又は全部を手動で行うようにすることもできる。

【0072】

例えば、大動脈及び大動脈弁が描出されたボリュームデータに対するエッジ検出処理や閾値処理等の画像処理によって大動脈のセグメンテーション及び輪郭の抽出を行うソフトウェアが市販されている。そこで、大動脈の断面画像を指示情報の入力画面とするGUIを通じた入力装置１１の操作によって、大動脈から冠動脈への分岐点の空間位置を手動で構造特定部１９に入力することができる。或いは、大動脈の輪郭抽出と併せて冠動脈の輪郭抽出処理を自動的に行うようにしてもよい。

【0073】

また、大動脈の輪郭が抽出された断面画像を参照画像として、大動脈の横断面を楕円近似した場合における長軸を自動的に判定するようにしてもよい。長軸の自動判定処理は、任意のアルゴリズムによって行うことが可能である。例えば、大動脈の芯線上の点と大動脈の血管内壁との間における距離を計測し、血管内壁間の距離が最大となる方向を長軸として判定することができる。

【0074】

また、楕円近似に限らず、任意の関数を用いた閉曲線近似を行うようにしてもよい。その場合においても、大動脈の中心から血管壁までの距離を計算することによって大動脈の内壁間における最大距離を求めることができる。

【0075】

もちろん、大動脈断面の長軸方向を入力装置１１の操作によって手動で指定できるようにしてもよい。その場合には、長軸の方向を決定するためのGUIを準備することがユーザの利便性の向上に繋がる。

【0076】

図８は、大動脈３２から左右冠動脈３６、３７への分岐位置及び大動脈３２断面を楕円近似した場合の長軸を指定するためのGUIの一例を示す図である。

【0077】

図８に示すように、表示装置１３に表示させた大動脈３２の断面画像を通じた入力装置１１の操作によって、大動脈３２の断面の長軸方向及び左右冠動脈３６、３７の分岐位置を指定することができる。図８に示す例では、カーソルの移動とクリック操作によって参照円５０上に左冠動脈の３６分岐位置LC及び右冠動脈３７の分岐位置RCをマーキングすることができる、また、大動脈３２の輪郭を参照して楕円５１を描くと、自動的に長軸が計算されるようになっている。

【0078】

尚、楕円近似等の閉曲線近似を行わずに、大動脈の内壁間距離の最大値を計算するようにしてもよい。但し、大動脈の血管内壁に局所的な凹凸が存在すると、本来無視すべき内壁間距離が最大距離の検出処理によって最大距離として検出される可能性がある。従って、大動脈の内壁間距離の最大値を適切に計算する観点からは、楕円近似等の閉曲線近似や楕円柱近似等の3D閉曲面近似を行うことが望ましい。換言すれば、大動脈のモデル化によって内壁間距離の検出におけるエラー処理を行うことができる。

【0079】

尚、大動脈断面の閉曲線近似や所定の長さの大動脈の楕円柱近似を行うと、互いに異なる方向から撮影された複数フレームの2D画像データに基づいて簡易に大動脈の3D構造を取得することが可能となる。その場合には、Ｘ線撮影装置１により撮影された複数フレームの2DＸ線造影画像データを用いることも可能である。

【0080】

図９は、大動脈３２の断面を楕円近似することによって複数フレームの2DＸ線画像データから大動脈３２の3D構造を取得する方法を説明する図である。

【0081】

図９はＸ線撮影の方向を大動脈３２の走行方向から見た図である。図９に示すように大動脈３２の走行方向に垂直となる複数の方向にＸ線を照射してＸ線造影画像データを収集すると、Ｘ線の照射方向に大動脈３２が投影された複数のＸ線造影画像データが得られる。

【0082】

従って、大動脈３２の断面形状が楕円であると仮定すると、複数のＸ線造影画像上に描出された大動脈３２の各太さとＸ線の照射距離との関係から幾何学的に大動脈３２の断面形状を表す楕円を計算することができる。より具体的には、Ｘ線照射部５のＸ線管とＸ線造影画像上に描出された大動脈３２のエッジとを結ぶ複数の直線に内接する楕円を計算することができる。そして、求められた楕円を大動脈３２の断面形状を表すモデルとして近似することができる。

【0083】

このため、Ｘ線の照射方向を増やす程、大動脈３２を近似する楕円の精度を向上させることができる。尚、全ての直線に内接する楕円が存在しない場合には、全ての直線からの距離の総和が最小となる楕円を求めるようにするなど、適宜、近似を行うようにすることができる。

【0084】

図８や図９には、大動脈の断面形状を楕円で近似する例を示したが、楕円以外の閉曲線や楕円柱等の閉曲面による空間的な近似についても同様に行うことができる。凹凸のある閉曲線で近似を行う場合や閉曲線による近似を行わずに大動脈の内壁間の距離を計算する場合には、複数の極大値が算出される可能性がある。従って、大動脈の太さの複数の極大値を3D構造として取得するようにしてもよい。

【0085】

更に、大動脈がねじれている場合には、大動脈の走行方向における位置、つまり大動脈の断面の位置に応じて大動脈の太さの最大値及び極大値が変化する可能性がある。従って、大動脈の走行方向における位置ごとに大動脈の太さの最大値及び極大値を3D構造として取得するようにしてもよい。

【0086】

そして、構造特定部１９において大動脈の3D構造が取得されると、大動脈の構造に応じたＸ線撮影の適切な撮影角度をＣ型アームの制御条件として求めることが可能となる。

【0087】

このため、ステップＳ３において、撮影条件設定部２０は、大動脈の走行方向を鉛直方向とするための撮影角度をＣ型アームの制御条件として算出する。具体的には、大動脈の走行方向を示すベクトル情報に基づいて、大動脈の走行方向が鉛直方向となるための撮影角度が幾何学的に撮影条件設定部２０において計算される。

【0088】

Ｘ線撮影の撮影角度は、RAO方向とLAO方向との間における角度と、CRA方向とCAU方向との間における角度で定義される。従って、撮影条件設定部２０では、大動脈の走行方向を鉛直方向とするための２方向の撮影角度が求められる。また、大動脈の走行方向を鉛直方向とするための２方向の撮影角度の組合せを求める計算を行うと、連続的な複数の解が得られる。そこで、２方向の撮影角度を、２次元のグラフ上の曲線として求めることができる。そして、求めた曲線は、表示装置１３に表示させることができる。

【0089】

次に、ステップＳ４において、撮影条件設定部２０は、大動脈軸周りの適切な撮影角度を算出する。大動脈軸周りの適切な撮影角度としては、上述したように、大動脈の太さが最大値又は極大値となる撮影角度、冠動脈の分岐位置が大動脈の太さ方向における端部となる撮影角度或いは石灰化部分が大動脈の太さ方向における端部となる撮影角度など、複数の決定方法がある。そこで、適切な撮影角度の決定条件を、GUIを通じて選択できるようにすることができる。

【0090】

石灰化部分が大動脈の左端又は右端となるように撮影角度を設定する場合には、撮影条件設定部２０が、事前に石灰化部分が特定された大動脈の3D構造に基づいて、大動脈の石灰化部分が大動脈の太さ方向における端部となる2DのＸ線画像の撮影角度を設定又は提示する。この場合、石灰化部分を左端とする場合の撮影角度と、石灰化部分を右端とする場合の撮影角度とが解として計算されることになる。但し、解として求められた２つの撮影角度の一方がＣ型アームのストローク外であれば、実際にＸ撮影を行うことが可能な撮影角度は１つとなる。

【0091】

一方、冠動脈の分岐位置に着目して撮影角度を設定する場合には、撮影条件設定部２０が、冠動脈の分岐位置を含む大動脈の3D構造に基づいて、左冠動脈及び右冠動脈の少なくとも一方の大動脈からの分岐位置が、大動脈の太さ方向における端部となる2DのＸ線画像の撮影角度を設定又は提示する。具体的には、冠動脈の分岐点が大動脈の左右端の血管壁上となるための座標系情報が計算される。例えば、大動脈の中心を始点とし、冠動脈の分岐点を終点とするベクトルに平行な面を撮影面として計算することができる。

【0092】

尚、冠動脈には、左冠動脈と右冠動脈の２つの冠動脈があるため、着目する冠動脈によって２つの撮影角度が計算される。しかも、冠動脈の分岐点の位置が大動脈の左端となる撮影角度と、冠動脈の分岐点の位置が大動脈の右端となる撮影角度が解として存在する。従って、冠動脈の分岐方向を含む面を撮影面とする場合には、理論的には４通りの解が得られることになる。

【0093】

但し、Ｃ型アームのストローク外となる解を除けば、左右冠動脈それぞれにつき１つの撮影角度が求められる場合が多い。従って、多くの場合、左冠動脈の分岐位置が大動脈のエッジ付近となる１つの撮影角度と、右冠動脈の分岐位置が大動脈のエッジ付近となる１つの撮影角度が求められる。

【0094】

また、大動脈の最大太さ方向が撮影面と平行になるように撮影角度を設定する場合には、撮影条件設定部２０が、大動脈の太さが最大値又は極大値となる2DのＸ線画像の撮影角度を設定又は提示する。この場合、上述したように、大動脈の血管内壁に対応する曲線又は曲面による閉曲線近似又は閉曲面近似を伴って大動脈の太さが最大値又は極大値となる撮影角度を求めることが計算の簡易化及びエラーの防止に繋がる。

【0095】

撮影条件設定部２０において求められた撮影角度は、Ｃ型アームの制御条件として設定することができるが、一旦候補としてユーザに提示することもできる。大動脈軸周りの適切な撮影角度を撮影条件の候補として提示する場合には、大動脈の走行方向が鉛直方向等となるための２方向の撮影角度を２次元的に示すグラフ上の曲線を利用して表示装置１３に表示させることができる。

【0096】

図１０は、大動脈の走行方向が鉛直方向となる撮影角度を示す曲線上に大動脈軸周りの適切な撮影角度をプロットしたGUIの例を示す図である。また、図１１は、図１０に示すGUIを通じて、左冠動脈の分岐位置が適切となるように設定された撮影角度の例を示す図であり、図１２は、図１０に示すGUIを通じて、楕円柱近似された大動脈の短軸方向がＸ線の照射方向となるように設定された撮影角度の例を示す図である。

【0097】

図１０に示すグラフにおいて横軸はRAO方向とLAO方向との間における角度を示し、縦軸はCRA方向とCAU方向との間における角度を示す。また、図１０中の実線で示す曲線は、大動脈の走行方向が鉛直方向となるための撮影角度を示す。

【0098】

図１０に示すように、大動脈の走行方向が鉛直方向となる撮影角度を示す曲線上に、左冠動脈の分岐位置が大動脈のエッジ部分となる撮影角度、楕円柱で近似された大動脈の長軸方向が撮影面と平行になる撮影角度及び右冠動脈の分岐位置が大動脈のエッジ部分となる撮影角度をそれぞれLC, LONG AXIS及びRCの文字とともにプロットすることができる。

【0099】

例えば、グラフ上においてLCと表示されたプロット記号を選択すると、図１１に示すように、左冠動脈３６の分岐位置が大動脈３２のエッジ部分となるような撮影角度を設定することができる。この場合、左冠動脈３６の分岐方向がＸ線画像の幅方向となるため、仮に左冠動脈３６が上方に向かって分岐していたとしても左冠動脈３６の入口を避けた人工弁の位置決めを容易に行うことが可能となる。これは、右冠動脈についても同様である。

【0100】

一方、グラフ上においてLONG AXISと表示されたプロット記号を選択すると、図１２に示すように大動脈３２を模擬した楕円柱断面の長軸方向がＸ線画像の幅方向となるように撮影角度を設定することができる。このため、人工弁の拡張後において人工弁と大動脈３２との間に隙間が残ることを回避することができる。

【0101】

このように複数の撮影角度の候補を選択可能に表示させ、入力装置１２の操作によって選択された撮影角度をＣ型アームの制御条件として設定できるようにすることができる。尚、冠動脈については、左冠動脈及び右冠動脈の２つの冠動脈が存在するため図１０に示すように少なくとも２つの撮影角度が選択肢として求められる。

【0102】

また、大動脈を楕円柱等の凹みのない閉曲面で近似しない場合には、大動脈の太さについて複数の極大値が検出される可能性がある。この場合、大動脈の複数の太さの極大値に対応する複数の撮影角度が候補として求められることになる。そこで、大動脈の太さが複数の極大値を有する場合に、複数の極大値に対応する複数の撮影角度を候補として提示するようにしてもよい。

【0103】

図１３は、大動脈の走行方向の位置に応じた大動脈の太さの複数の最大値に対応する撮影角度を候補として提示した例を示す図である。

【0104】

図１３は、表示装置１３にGUIとして、モデル化された大動脈のイメージと、Ｘ線撮影の撮影角度の候補とを表示させた例を示している。大動脈がねじれている場合には、大動脈の太さが最大となる方向が大動脈の走行方向に応じて変化する。図１３に示す例では、大動脈の断面が楕円で近似されており、大動脈の走行方向の位置に応じて楕円の長軸の向きが変化している。

【0105】

そこで、例えば大動脈の芯線に沿うL軸を定義し、L軸の原点(L=0)を大動脈弁の位置とすることができる。そうすると、大動脈の走行方向における位置は座標軸L、つまり大動脈弁からの距離として表すことができる。この場合、大動脈の太さの最大値となる楕円の長軸の長さ及び向きは、L軸上の位置をパラメータとして表すことができる。図１３に示された例では、L=10, L=20及びL=30にそれぞれ対応する楕円の長軸が描かれている。

【0106】

そこで、大動脈弁からの距離に相当するLの値ごとに大動脈の太さが最大となる撮影角度を計算することができる。大動脈弁から冠動脈の分岐位置までの距離は、せいぜい50mm程度である。このため、具体例として、図示されたように10mmピッチ等の所定のピッチで大動脈の太さが最大となる撮影角度を計算することができる。

【0107】

そして、大動脈の走行方向の異なる位置における大動脈の太さの各極大値に対応する複数の撮影角度を撮影条件の候補として提示することができる。図１３に示す例では、L=10, L=20及びL=30に対応する各撮影角度が、大動脈の走行方向が鉛直方向となる撮影角度を示す制御曲線上にそれぞれ候補としてプロットされている。

【0108】

尚、上述した例に限らず、大動脈の太さが最大となる向きが大動脈の走行方向の位置に応じて異なる場合には、人工弁の留置位置に最も近い位置や人工弁の留置範囲の中心位置において大動脈の太さが最大となる撮影角度を計算するようにしてもよい。その場合には、大動脈がねじれている場合であっても１つの適切な撮影角度を求めることができる。

【0109】

図１４は、大動脈の同一断面内における太さの複数の極大値に対応する撮影角度を候補として提示した例を示す図である。

【0110】

図１４は、表示装置１３にGUIとして、大動脈の断面画像と、Ｘ線撮影の撮影角度の候補とを表示させた例を示している。大動脈の走行方向における位置が同じであっても、大動脈の血管内壁に厚さ方向の凹凸が存在する場合には、大動脈の太さが極大値となる複数の方向が存在する。

【0111】

そこで、大動脈の走行方向の同一の位置における大動脈の太さの複数の極大値に対応する複数の撮影角度を候補として提示することができる。大動脈の太さは概ね20mmから30mm程度である。このため、図１４に示すように、対応する極大値が大きい順に、各極大値に対応する複数の撮影角度を候補として提示することができる。その場合においても、大動脈の走行方向が鉛直方向となる撮影角度を示す制御曲線上にそれぞれ撮影角度を候補としてプロットすることができる。

【0112】

図示された例では、大動脈の太さDがD=28mm, D=27mm及びD=25mmに対応する３つの撮影角度が候補として計算及びプロットされている。尚、大動脈の内径の平均に対する差や比等の典型値からの乖離量を表示させるようにしてもよい。

【0113】

上述した例の他、冠動脈の分岐位置が大動脈のエッジ上となる撮影角度が２つ存在する場合など、複数の撮影角度が候補として求められ、かつ複数の撮影角度の間において妥当性の観点から優劣が乏しい場合には、撮影系２の移動量が少ない側の撮影角度を優先的に候補として提示するようにしてもよい。その場合、大動脈の走行方向が鉛直方向となる撮影角度を示す制御曲線上では、より原点に近い撮影角度が候補となる。このような撮影角度の候補の選定により、Ｃ型アームの移動距離及び移動時間を短縮し、撮影系２の位置決めを速やかに行うことが可能となる。尚、複数の撮影角度を候補として曲線上に表示させ、原点からの距離を各候補の近傍に表記するようにしてもよい。

【0114】

撮影角度の候補の提示が完了すると、ステップＳ５において、実際の撮影用の撮影角度の決定が行われる。すなわち、入力装置１２の操作によるユーザの確認や選択を経て撮影系２の実際の制御条件としての撮影角度が撮影条件設定部２０により決定される。TAVRでは、Ｘ線造影画像やＸ線透視画像など、手技の状況に応じたＸ線画像が撮影される。そのため、単一の撮影角度に限らず、複数の撮影角度を撮影対象となるＸ線画像と関連付けて撮影条件として決定することができる。

【0115】

具体例として、人工弁の留置前における大動脈弁付近の目標位置の確認の際ために撮影されるＸ線造影画像用には、冠動脈の分岐位置が大動脈のエッジ部分に描出される撮影角度及び大動脈の最大太さが撮影面方向となる撮影角度の双方を順番に設定することができる。また、人工弁の拡張直前及び拡張後における確認のためのＸ線造影画像用には、大動脈の最大太さが撮影面方向となる撮影角度を設定することができる。

【0116】

次に、ステップＳ６において、決定された撮影角度でＸ線撮影が実行される。具体的には、撮影条件設定部２０において設定されたＸ線画像の撮影角度が撮影系２の制御条件として撮影位置制御装置１０に出力される。そして、撮影系２は、撮影位置制御装置１０による制御下において適切な撮影角度で被検体ＯのＸ線撮影を行う。例えば、上述のようにＸ線造影画像やＸ線透視画像が手技の状況に応じた適切な撮影角度で撮影される。

【0117】

つまり以上のようなＸ線撮影装置１及び医用画像処理装置１５は、予め取得された大動脈の3D構造に基づいて、TAVR用に適切な大動脈軸周りの撮影角度を設定できるようにしたものである。

【0118】

このため、Ｘ線撮影装置１及び医用画像処理装置１５によれば、大動脈の走行方向を適切な方向とするのみならず、大動脈の走行方向に垂直な方向についても適切な方向からＸ線撮影を行うことが可能となる。特に撮影角度の候補として、大動脈の走行方向が鉛直方向となる撮影角度に、冠動脈の入口を確認できる撮影角度、大動脈の最大太さを確認できる撮影角度及び石灰化部分を確認できる撮影角度を追加して提示することが可能となる。この結果、より適した角度から大動脈を観察し、TAVRのための正確な手技を行うことが可能となる。

【0119】

以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。

【符号の説明】

【0120】

１ Ｘ線撮影装置
２ 撮影系
３ 制御系
４ データ処理系
５ Ｘ線照射部
６ Ｘ線検出器
７ 駆動機構
８ 寝台
９ 高電圧発生装置
１０ 撮影位置制御装置
１１ 造影剤注入装置
１２ 入力装置
１３ 表示装置
１４ A/D変換器
１５ 医用画像処理装置（コンピュータ）
１６ Ｘ線画像生成部
１７ 画像記憶部
１８ 表示処理部
１９ 構造特定部
２０ 撮影条件設定部
２１ Ｘ線CT装置
３０ 心臓
３１ 左室
３２ 大動脈
３３ 大動脈弁
３４ カテーテル
３５ 人工弁
３６ 左冠動脈
３７ 右冠動脈
４０ 石灰化部分
５０ 参照円
５１ 楕円
Ｏ 被検体

【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】