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(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】6359312
(24)【登録日】2018年6月29日
(45)【発行日】2018年7月18日
(54)【発明の名称】Ｘ線診断装置
(51)【国際特許分類】
A61B 6/00 20060101AFI20180709BHJP
A61B 6/12 20060101ALI20180709BHJP
【ＦＩ】
A61B6/00 350P
A61B6/12
【請求項の数】9
【全頁数】16
(21)【出願番号】特願2014-66768(P2014-66768)
(22)【出願日】2014年3月27日
(65)【公開番号】特開2015-188532(P2015-188532A)
(43)【公開日】2015年11月2日
【審査請求日】2017年2月6日
(73)【特許権者】
【識別番号】594164542
【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001380
【氏名又は名称】特許業務法人東京国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】今川 和夫
(72)【発明者】
【氏名】坂口 卓弥
(72)【発明者】
【氏名】材木 隆二
【審査官】
松岡 智也
(56)【参考文献】
【文献】
特表２０１３−５０５７６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２００８−５１６７２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２００８−５１４２６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許出願公開第２０１２／０１７７２７７（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ａ６１Ｂ ６／００−６／１４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
被検体に対してＸ線を発生するＸ線発生部と、
前記Ｘ線発生部と対向配置され、前記Ｘ線を検出するＸ線検出部と、
前記Ｘ線に基づいて、複数フレームの透視画像を順次生成する透視画像生成部と、
予め得られている前記被検体の造影ボリュームデータに基づいて部分領域ボリューム内の石灰化領域に関する石灰化領域画像を生成する石灰化領域画像生成手段と、
前記複数フレームの透視画像上の石灰化領域を順次検出する検出部と、
前記複数フレームの透視画像の前記石灰化領域の位置に、生成された石灰化領域画像を順次重畳して表示部に順次表示させる表示制御部と、
を有するＸ線診断装置。
前記Ｘ線発生部と対向配置され、前記Ｘ線を検出するＸ線検出部と、
前記Ｘ線に基づいて、複数フレームの透視画像を順次生成する透視画像生成部と、
予め得られている前記被検体の造影ボリュームデータに基づいて部分領域ボリューム内の石灰化領域に関する石灰化領域画像を生成する石灰化領域画像生成手段と、
前記複数フレームの透視画像上の石灰化領域を順次検出する検出部と、
前記複数フレームの透視画像の前記石灰化領域の位置に、生成された石灰化領域画像を順次重畳して表示部に順次表示させる表示制御部と、
を有するＸ線診断装置。
【請求項2】
前記検出部は、前記複数フレームの透視画像の各透視画像上の複数の部分領域について前記石灰化領域を検出する、
請求項１に記載のＸ線診断装置。
請求項１に記載のＸ線診断装置。
【請求項3】
前記検出部は、前記各透視画像上の血管の屈曲率が閾値よりも大きい前記複数の部分領域について前記石灰化領域を検出する、
請求項２に記載のＸ線診断装置。
請求項２に記載のＸ線診断装置。
【請求項4】
前記被検体に挿入された医療器具の位置と、前記石灰化領域の位置とに基づいて、ユーザに対して報知を行う報知部を更に有する、
請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
【請求項5】
前記報知部は、前記医療器具の位置と前記石灰化領域の位置とが所定の距離未満になったときに前記報知を行う、
請求項４に記載のＸ線診断装置。
請求項４に記載のＸ線診断装置。
【請求項6】
前記医療器具の位置は、前記医療器具に備わる位置センサに基づいて検出される、
請求項５に記載のＸ線診断装置。
請求項５に記載のＸ線診断装置。
【請求項7】
前記報知部は、音または前記表示部による表示によって前記報知を行う、
請求項４乃至６のうちいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
請求項４乃至６のうちいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
【請求項8】
前記表示制御部は、前記石灰化領域画像における石灰化の範囲又は厚みを示す情報を前記複数フレームの透視画像上に順次重畳して前記表示部に順次表示させる、
請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
【請求項9】
前記石灰化領域画像を、前記複数フレームの透視画像上の前記石灰化領域を含む部分領域に順次位置合せする位置合せ部を更に有し、
前記表示制御部は、前記複数フレームの透視画像の前記石灰化領域の位置に、位置合せされた前記石灰化領域画像を順次重畳して前記表示部に順次表示させる、
請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
前記表示制御部は、前記複数フレームの透視画像の前記石灰化領域の位置に、位置合せされた前記石灰化領域画像を順次重畳して前記表示部に順次表示させる、
請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の一態様としての実施形態は、Ｘ線診断装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、カテーテルを用いた大動脈弁置換（ＴＡＶＩ：ｔｒａｎｓ−ｃａｔｈｅｔｅｒ ａｏｒｔｉｃ ｖａｌｖｅ ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ、又はＴＡＶＲ：ｔｒａｎｓ−ｃａｔｈｅｔｅｒ ａｏｒｔｉｃ ｖａｌｖｅ ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ）手技が注目されている。大動脈弁置換手技は、例えば、Ｘ線診断装置を備えた手技室で行なわれる。すなわち、大動脈弁置換手技は、Ｘ線診断装置によりリアルタイムに収集される透視画像を観察しながら被検体の心臓内に人工弁を留置する技術である。
【0003】
大動脈弁置換手技では、透視画像を参照しながら人工弁を正確な位置に留置することが重要である。具体的には、人工弁の下端が本来の弁の底よりも下側となり、人工弁の上端が本来の弁のＬｅａｆｌｅｔ先端よりも上でかつ冠動脈（ｃｏｒｏｎａｒｙ）よりも下となるように人工弁を留置することが目標となる。
【0004】
被検体の造影画像及び透視画像に基づく合成画像を表示させる技術が開示される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１３−１５８３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
大動脈弁置換手技において、大動脈壁に石灰化部位が存在する場合、カテーテル進行時に、カテーテル先端が石灰化部位と接触することがある。カテーテル先頭端が石灰化部位と接触すると、大動脈壁から石灰化部位が剥離して大動脈内を流れ、脳梗塞が合併症として起きてしまう。
【0007】
また、カテーテル先頭端の石灰化部位との接触を避けるには、術者側に適切なリアルタイム画像を表示する必要があるが、従来技術では、骨などをランドマークとして、リアルタイムの透視画像に造影画像の全体をフュージョン（合成）した画像を表示していた。この従来の合成画像によると、心臓の拍動によって動く、透視画像上の大動脈位置と、造影画像上の大動脈位置との間にずれが発生するので、合成画像を見ながらカテーテル先頭端の石灰化部位との接触を避けることは非常に困難であった。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本実施形態に係るＸ線診断装置は、上述した課題を解決するために、被検体に対してＸ線を発生するＸ線発生部と、前記Ｘ線発生部と対向配置され、前記Ｘ線を検出するＸ線検出部と、前記Ｘ線に基づいて、複数フレームの透視画像を順次生成する透視画像生成部と、予め得られている前記被検体の造影ボリュームデータに基づいて部分領域ボリューム内の石灰化領域に関する石灰化領域画像を生成する石灰化領域画像生成手段と、前記複数フレームの透視画像上の石灰化領域を順次検出する検出部と、前記複数フレームの透視画像の前記石灰化領域の位置に、生成された前記石灰化領域画像を順次重畳して表示部に順次表示させる表示制御部と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示す概略図。
【図2】天井走行式Ｃアームを備える場合の、本実施形態に係るＸ線診断装置の外観構成を示す斜視図。
【図3】本実施形態に係るＸ線診断装置の機能を示すブロック図。
【図4】造影ボリュームの一例を示す図。
【図5】心臓の拡張末期における透視画像の一例を示す図。
【図6】心臓の収縮末期における透視画像の一例を示す図。
【図7】石灰化領域画像の一例を示す図。
【図8】従来技術によって拡張末期の透視画像に位置合わせされる胸部造影画像を示す図。
【図9】従来技術によって収縮末期の透視画像に位置合わせされる胸部造影画像を示す図。
【図10】本実施形態に係る位置合わせ手段によって拡張末期の透視画像の部分領域に位置合わせされる石灰化領域画像を示す図。
【図11】本実施形態に係る位置合わせ手段によって収縮末期の透視画像の部分領域に位置合わせされる石灰化領域画像を示す図。
【図12】本実施形態に係る表示制御手段によって表示される、拡張末期の透視画像に基づく合成画像の一例を示す図。
【図13】本実施形態に係る表示制御手段によって表示される、収縮末期の透視画像に基づく合成画像の一例を示す図。
【図14】本実施形態に係るＸ線診断装置の動作を示すフローチャート。
【図15】本実施形態に係るＸ線診断装置の動作を示すフローチャート。
【図16】特性情報が合成された合成画像の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本実施形態に係るＸ線診断装置について、添付図面を参照して説明する。
【0013】
図１及び図２は、カテーテルを用いた手技、例えば、大動脈弁置換（ＴＡＶＩ又はＴＡＶＲ）手技を行なうための本実施形態のＸ線診断装置１を示す。Ｘ線診断装置１は、大動脈弁置換手技に限定されるものではなく、カテーテル先頭端と石灰化部位との接触を回避すべき手技、例えば、ステントグラフト留置術であってもよい。
【0014】
Ｘ線診断装置１は、大きくは、架台装置２、寝台装置３、コントローラ４、画像処理装置（ＤＦ：ｄｉｇｉｔａｌ ｆｌｕｏｒｏｇｒａｐｈｙ装置）５から構成される。架台装置２、寝台装置３、及びコントローラ４は、一般的には、手技室（検査・治療室）に設置される一方、画像処理装置５は、手技室に隣接する制御室に設置される。
【0015】
架台装置２は、Ｘ線照射装置２１、Ｘ線検出装置２２、高電圧発生装置２３、及びＣアーム２４を設ける。
【0016】
Ｘ線照射装置２１は、Ｃアーム２４の一端に設けられる。Ｘ線照射装置２１は、コントローラ４による制御によって、前後動が可能なように設けられる。Ｘ線照射装置２１は、図２に示すように、Ｘ線管（Ｘ線源）２１１及び可動絞り装置２１２を設ける。
【0017】
Ｘ線管２１１は、高電圧発生装置２３から高電圧電力の供給を受けて、高電圧電力の条件に応じてＸ線を発生する。
【0018】
可動絞り装置２１２は、Ｘ線管２１１のＸ線照射口で、Ｘ線を遮蔽する物質から構成された絞り羽根を移動可能に支持する。なお、Ｘ線管２１１の前面に、Ｘ線管２１１によって発生されたＸ線の線質を調整する線質調整フィルタ（図示しない）を備えてもよい。
【0019】
Ｘ線検出装置２２は、Ｃアーム２４の他端であってＸ線照射装置２１に対向するように設けられる。Ｘ線検出装置２２は、コントローラ４による制御によって、前後動が可能なように設けられる。Ｘ線検出装置２２は、ＦＰＤ（平面検出器：ｆｌａｔ ｐａｎｅｌ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）２２１及びＡ／Ｄ（ａｎａｌｏｇ ｔｏ ｄｅｇｉｔａｌ）変換回路２２２を備える。
【0020】
ＦＰＤ２２１は、二次元に配列された複数の検出素子を有する。ＦＰＤ２２１の各検出素子間は、走査線と信号線とが直交するように配設される。なお、ＦＰＤ２２１の前面に、グリッド（図示しない）が備えられてもよい。グリッドは、ＦＰＤ２２１に入射する散乱線を吸収してＸ線画像のコントラストを改善するために、Ｘ線吸収の大きい鉛等によって形成されるグリッド板と透過しやすいアルミニウムや木材等とが交互に配置される。
【0021】
Ａ／Ｄ変換回路２２２は、ＦＰＤ２２１から出力される時系列的なアナログ信号（ビデオ信号）の投影データをデジタル信号に変換し、画像処理装置５に出力する。
【0022】
なお、Ｘ線検出装置２２は、Ｉ．Ｉ．（ｉｍａｇｅ ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）−ＴＶ系であってもよい。Ｉ．Ｉ．−ＴＶ系では、被検体Ｓを透過したＸ線及び直接入射されるＸ線を可視光に変換し、さらに、光−電子−光変換の過程で輝度の倍増を行なって感度のよい投影データを形成させ、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）撮像素子を用いて光学的な投影データを電気信号に変換する。
【0023】
高電圧発生装置２３は、コントローラ４の制御に従って、Ｘ線照射装置２１のＸ線管２１１に高電圧電力を供給可能である。
【0024】
Ｃアーム２４は、Ｘ線照射装置２１とＸ線検出装置２２とを、被検体Ｓを中心に対向配置させる。Ｃアーム２４は、コントローラ４による制御によって、Ｘ線照射装置２１及びＸ線検出装置２２を一体としてＣアーム２４の円弧方向に円弧動させる。なお、Ｘ線診断装置１がＣアーム２４を備え、Ｃアーム２４がＸ線照射装置２１及びＸ線検出装置２２を一体として動作させる構成を例にとって説明するが、その場合に限定されるものではない。例えば、Ｘ線診断装置１がＣアーム２４を備えずに、Ｘ線照射装置２１及びＸ線検出装置２２をそれぞれ独立して動作させる構成であってもよい。
【0025】
寝台装置３は、床面に支持され、天板（カテーテルテーブル）３１を支持する。寝台装置３は、コントローラ４による制御によって、天板３１をスライド（Ｘ、Ｚ軸方向）動、上下（Ｙ軸方向）動及びローリングさせる。天板３１は、被検体Ｓを載置可能である。なお、架台装置２は、Ｘ線照射装置２１が天板３１の下方に位置するアンダーチューブタイプである場合を説明するが、Ｘ線照射装置２１が天板３１の上方に位置するオーバーチューブタイプである場合であってもよい。
【0026】
コントローラ４は、図示しないＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）及びメモリを含んでいる。コントローラ４は、画像処理装置５の制御に従って、位置合わせのために、架台装置２のＸ線照射装置２１、及びＸ線検出装置２２、及びＣアーム２４の駆動と、寝台装置３の駆動とを制御する。また、コントローラ４は、画像処理装置５の制御に従って、手術用のＸ線撮影（透視）のために、Ｘ線照射装置２１、Ｘ線検出装置２２、及び高電圧発生装置２３の動作を制御する。
【0027】
画像処理装置５は、コンピュータをベースとして構成されており、Ｘ線診断装置１全体の動作制御や、架台装置２によって取得された複数のＸ線画像（Ｘ線画像データ）に関する画像処理等を行なう装置である。画像処理装置５は、システム制御部５１、Ｘ線画像生成部５２、Ｘ線画像処理部５３、Ｘ線画像記憶部５４、表示部５５、入力部５６、ＩＦ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）５７、及び部分領域ボリューム記憶部５８を有する。
【0028】
システム制御部５１は、図示しないＣＰＵ及びメモリを含んでいる。システム制御部５１は、コントローラ４や、各部５２乃至５８を制御する。
【0029】
Ｘ線画像生成部５２は、システム制御部５１の制御によって、架台装置２のＡ／Ｄ変換回路２２２から出力された投影データに対して対数変換処理（ＬＯＧ処理）を行なって必要に応じて加算処理して、Ｘ線画像を生成する。
【0030】
Ｘ線画像処理部５３は、システム制御部５１の制御によって、Ｘ線画像生成部５２によって生成されたＸ線画像に対して画像処理を施す。画像処理としては、データに対する拡大／階調／空間フィルタ処理や、時系列に蓄積されたデータの最小値／最大値トレース処理、及びノイズを除去するための加算処理等が挙げられる。なお、Ｘ線画像処理部５３による画像処理後のデータは、Ｘ線画像記憶部５４に記憶される。
【0031】
表示部５５は、液晶ディスプレイやＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄｅ ｒａｙ ｔｕｂｅ）等によって構成される。表示部５５は、システム制御部５１による制御の下、ビデオ信号に基づいて、後述する各種画像データを種々のパラメータの文字情報や目盛等とともに表示する。
【0032】
入力部５６は、術者等の操作者によって操作が可能なキーボード及びマウス等であり、操作に従った入力信号がシステム制御部５１に送られる。
【0033】
ＩＦ５７は、パラレル接続仕様やシリアル接続仕様に合わせたコネクタによって構成される。ＩＦ５７は、各規格に応じた通信制御を行ない、電話回線を通じてネットワークＮに接続することができる機能を有しており、これにより、画像処理装置５をネットワークＮ網に接続させる。
【0034】
部分領域ボリューム記憶部５８は、ＭＲ血管造影法（ＭＲＡ）や、ＣＴ血管造影法（ＣＴＡ）によって生成される、後述する石灰化領域を記憶する。
【0035】
図３は、本実施形態に係るＸ線診断装置１の機能を示すブロック図である。
【0036】
図１に示すシステム制御部５１がプログラムを実行することによって、図３に示すようにＸ線診断装置１は、造影ボリューム取得手段６１、部分領域ボリューム抽出手段６２、Ｘ線透視実行手段７１、部分領域画像生成手段７２、石灰化領域画像生成手段７３、対応付け手段７４、位置合わせ手段７５、及び表示制御手段７６として機能する。なお、Ｘ線診断装置１を構成する手段６１及び６２，７１乃至７６は、プログラムを実行することによって機能するものとして説明したが、その場合に限定されるものではない。Ｘ線診断装置１を構成する手段６１及び６２，７１乃至７６の全部又は一部は、Ｘ線診断装置１にハードウェアとして備えられるものであってもよい。
【0037】
なお、Ｘ線撮影装置１を構成する手段６１及び６２は、手術用のＸ線透視前に予め機能するものであるのに対し、Ｘ線撮影装置１を構成する手段７１乃至７６は、手術用のＸ線透視中に機能するものである。
【0038】
造影ボリューム取得手段６１は、ＩＦ５７を介してネットワークＮから、被検体Ｓ（図１に図示）の大動脈（下行大動脈、大動脈弓、及び上行大動脈などを含む）を含む胸部の造影ボリューム（造影ボリュームデータ）を取得する機能を有する。例えば、造影ボリューム取得手段６１は、ＭＲ血管造影法（ＭＲＡ）や、ＣＴ血管造影法（ＣＴＡ）によって生成される造影ボリュームを取得する。
【0039】
図４は、造影ボリュームの一例を示す図である。
【0040】
図４は、造影ボリュームを２次元的に示す図である。図４に示すように、造影ボリュームは、心臓領域Ｈと、心臓領域Ｈ上部の大動脈の大動脈弓領域Ｂと、大動脈弓領域Ｂから分岐する分岐動脈領域としてのＢＣＡ領域Ｐと、同じく分岐動脈としてのＬＣＡ領域Ｑと、同じく分岐動脈としてのＬＳＣＡ領域Ｒとを含む。
【0041】
図３の説明に戻って、部分領域ボリューム抽出手段６２は、造影ボリューム取得手段６１によって取得された造影ボリュームに基づいて、部分領域に関する部分領域ボリューム（部分領域ボリュームデータ）を抽出する機能を有する。また、部分領域ボリューム抽出手段６２は、部分領域ボリュームを部分領域ボリューム記憶部５８に登録する機能を有する。
【0042】
部分領域ボリューム抽出手段６２は、公知技術や、表示部５５に表示された、造影ボリュームに基づく画像上で、入力部５６（図１に図示）によって入力された領域に基づいて部分領域ボリュームを抽出する。部分領域ボリューム抽出手段６２は、造影ボリュームに基づいて、大動脈弓領域Ｂ（図４に図示）の屈曲率が閾値より高く石灰化し易い高屈曲率領域を部分領域Ｆ１，Ｆ２（図４に図示）とすることが好適である。
【0043】
Ｘ線透視実行手段７１は、架台装置２の天板３１に被検体Ｓ（ともに図１に図示）を載置させた後、入力部５６（図１に図示）から入力された指示に従って、コントローラ４を介して架台装置２及び寝台装置３（ともに図１に図示）を駆動させて位置合わせする機能を有する。また、Ｘ線透視実行手段７１は、Ｘ線照射装置２１、Ｘ線検出装置２２、及び高電圧発生装置２３（ともに図１に図示）を動作させることで、被検体Ｓの大動脈を含む胸部に対して、手術用のＸ線透視を実行させてＸ線画像処理部５３を介して複数フレーム（各第ｔ（ｔ＝１，２，…，Ｔ）フレーム）の透視画像を収集する機能を有する。Ｘ線画像処理部５３によって生成された複数フレームの透視画像は、Ｘ線画像記憶部５４に記憶される。
【0045】
図５は、第１〜第Ｔフレームのうち、心臓の拡張末期に相当する第ｍフレームの心臓領域Ｈ［ｍ］と、心臓領域Ｈ［ｍ］上部の大動脈の大動脈弓領域Ｂ［ｍ］と、大動脈弓領域Ｂ［ｍ］から分岐する分岐動脈領域としてのＢＣＡ領域Ｐ［ｍ］と、同じく分岐動脈としてのＬＣＡ領域Ｑ［ｍ］と、同じく分岐動脈としてのＬＳＣＡ領域Ｒ［ｍ］とを含む。また、大動脈弓領域Ｂ［ｍ］の内壁面には、高輝度の石灰化領域Ｃ１［ｍ］〜Ｃ４［ｍ］が発生している。
【0046】
図６は、第１〜第Ｔフレームのうち、心臓の収縮末期に相当する第ｎフレームの心臓領域Ｈ［ｎ］と、心臓領域Ｈ［ｎ］上部の大動脈の大動脈弓領域Ｂ［ｎ］と、大動脈弓領域Ｂ［ｎ］から分岐する分岐動脈領域としてのＢＣＡ領域Ｐ［ｎ］と、同じく分岐動脈としてのＬＣＡ領域Ｑ［ｎ］と、同じく分岐動脈としてのＬＳＣＡ領域Ｒ［ｎ］とを含む。また、大動脈弓領域Ｂ［ｎ］の内壁面には、高輝度の石灰化領域Ｃ１［ｎ］〜Ｃ４［ｎ］が発生している。
【0048】
図３の説明に戻って、部分領域画像生成手段７２は、部分領域ボリューム記憶部５８に登録された部分領域ボリュームに基づいて、画像（部分領域画像）を生成する機能を有する。なお、部分領域画像は、部分領域ボリュームに基づいて、部分領域画像を２次元画像又は３次元画像として生成する。２次元画像は、部分領域ボリュームに基づく、Ｘ線透視実行手段７１によるＸ線透視の投影平面に平行な面における画像である断面画像（ＭＰＲ（ｍｕｌｔｉ−ｐｌａｎａｒ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）を含む）画像である。３次元画像は、部分領域ボリュームに基づく、Ｘ線透視実行手段７１によるＸ線透視の透視方向で透視投影した画像や、Ｘ線透視の投影平面に平行投影した画像である。
【0049】
石灰化領域画像生成手段７３は、部分領域画像生成手段７２によって生成された部分領域画像から石灰化領域が抽出された画像である石灰化領域画像を生成する機能を有する。
【0050】
図７は、石灰化領域画像の一例を示す図である。
【0051】
図７は、図４に示す造影ボリューム内の部分領域（高屈曲率領域）Ｆ１，Ｆ２における２個の石灰化領域画像を示す。部分領域Ｆ１の石灰化領域画像は、高輝度の２個の石灰化領域Ｃ１，Ｃ２を含む。部分領域Ｆ２の石灰化領域画像は、高輝度の２個の石灰化領域Ｃ３，Ｃ４を含む。
【0052】
図３の説明に戻って、対応付け手段７４は、Ｘ線透視実行手段７１によって収集された各フレームの透視画像上の石灰化領域を、閾値処理などを用いて抽出する機能を有する。また、対応付け手段７４は、各フレームの透視画像の部分領域（高屈曲率領域）内の石灰化領域に、石灰化領域画像生成手段７３によって抽出された石灰化領域画像上の石灰化領域を対応付ける（リンクさせる）機能を有する。対応付け手段７４は、各フレームの透視画像の部分領域内の石灰化領域に、石灰化領域画像上の石灰化領域を、大きさ、形状、及び相対位置関係などに基づいて対応付ける。例えば、第ｍフレームの透視画像の部分領域内の石灰化領域Ｃ１［ｍ］（図５に図示）や第ｎフレームの透視画像の部分領域内の石灰化領域Ｃ１［ｎ］（図６に図示）に、石灰化領域画像上の石灰化領域Ｃ１（図７に図示）が対応付けられる。
【0053】
位置合わせ手段７５は、Ｘ線透視実行手段７１によって収集された各フレームの透視画像の部分領域内の石灰化領域の位置と、それに対応付けられた、石灰化領域画像上の石灰化領域の位置とに基づいて、透視画像の部分領域（高屈曲率領域）に、石灰化領域画像を位置合わせする機能を有する。位置合わせ手段７５は、各部分領域について、石灰化領域画像上の石灰化領域が透視画像の部分領域内の石灰化領域に重なるように、石灰化領域画像を透視画像の部分領域に対して位置合わせする。
【0054】
ここで、従来技術によれば、両画像上の骨などのランドマークを基準として両画像の全体が位置合わせされていた。
【0056】
図８は、図５に示す第ｍフレームの透視画像に、胸部造影画像の全体を、骨をランドマークとして位置合わせした後の画像を示す。図９は、図６に示す第ｎフレームの透視画像に、胸部造影画像の全体を、骨をランドマークとして位置合わせした後の画像を示す。
【0057】
図８に示すように、胸部造影画像の位相が拡張末期のものではない場合、石灰化領域Ｃ１［ｍ］，Ｃ１の位置、石灰化領域Ｃ２［ｍ］，Ｃ２の位置、石灰化領域Ｃ３［ｍ］，Ｃ３の位置、石灰化領域Ｃ４［ｍ］，Ｃ４の位置はそれぞれ一致しない。
【0058】
また、図９に示すように、胸部造影画像の位相が収縮末期のものではない場合、石灰化領域Ｃ１［ｎ］，Ｃ１の位置、石灰化領域Ｃ２［ｎ］，Ｃ２の位置、石灰化領域Ｃ３［ｎ］，Ｃ３の位置、石灰化領域Ｃ４［ｎ］，Ｃ４の位置はそれぞれ一致しない。
【0059】
図１０は、本実施形態に係る位置合わせ手段７５によって拡張末期の透視画像の部分領域に位置合わせされる石灰化領域画像を示す図である。図１１は、本実施形態に係る位置合わせ手段７５によって収縮末期の透視画像の部分領域に位置合わせされる石灰化領域画像を示す図である。
【0060】
図１０は、図５に示す拡張末期の透視画像の部分領域Ｆ１内の石灰化領域Ｃ１［ｍ］，Ｃ２［ｍ］と、石灰化領域画像上の石灰化領域Ｃ１，Ｃ２とに基づいて、透視画像の部分領域Ｆ１に対して石灰化領域画像が位置合わせされ、また、拡張末期の透視画像の部分領域内の石灰化領域Ｃ３［ｍ］，Ｃ４［ｍ］と、石灰化領域画像上の石灰化領域Ｃ３，Ｃ４とに基づいて、透視画像の部分領域Ｆ２に対して石灰化領域画像が位置合わせされた後の画像を示す。
【0061】
図１１は、図６に示す収縮末期における透視画像の部分領域Ｆ１内の石灰化領域Ｃ１［ｎ］，Ｃ２［ｎ］と、石灰化領域画像上の石灰化領域Ｃ１，Ｃ２とに基づいて、透視画像の部分領域Ｆ１に対して石灰化領域画像が位置合わせされ、また、収縮末期における透視画像の部分領域Ｆ２内の石灰化領域Ｃ３［ｎ］，Ｃ４［ｎ］と、石灰化領域画像上の石灰化領域Ｃ３，Ｃ４とに基づいて、透視画像の部分領域Ｆ２に対して石灰化領域画像が位置合わせされた後の画像を示す。
【0062】
図１０に示すように、石灰化領域画像（図７に図示）の位相が拡張末期のものではない場合でも、対応する石灰化領域同士を基準として透視画像の部分領域に石灰化領域画像が位置合わせされるので、石灰化領域Ｃ１［ｍ］，Ｃ１の位置、石灰化領域Ｃ２［ｍ］，Ｃ２の位置、石灰化領域Ｃ３［ｍ］，Ｃ３の位置、石灰化領域Ｃ４［ｍ］，Ｃ４の位置はそれぞれ略一致するものとなる。
【0063】
また、図１１に示すように、石灰化領域画像（図７に図示）の位相が収縮末期のものではない場合でも、対応する石灰化領域同士を基準として透視画像の部分領域に石灰化領域画像が位置合わせされるので、石灰化領域Ｃ１［ｎ］，Ｃ１の位置、石灰化領域Ｃ２［ｎ］，Ｃ２の位置、石灰化領域Ｃ３［ｎ］，Ｃ３の位置、石灰化領域Ｃ４［ｎ］，Ｃ４の位置はそれぞれ略一致するものとなる。
【0064】
図３の説明に戻って、表示制御手段７６は、Ｘ線透視実行手段７１によって収集された各フレームの透視画像の部分領域に、位置合わせ手段７５によって位置合わせされた石灰化領域画像を合成した（重ね合わせた）合成画像を表示部５５に表示させる機能を有する。合成画像は、透視画像に、リアルタイム同期で位置合わせされた石灰化領域画像を合成したものである。表示制御手段７６は、合成画像を種々のパラメータの文字情報や目盛等と共に合成して、ビデオ信号として表示部５５に出力する。
【0065】
従来技術を用いた表示によると、心臓の拍動に従って周期的に動く石灰化領域Ｃ１［ｔ］を含む透視画像（動画像）上に、固定の石灰化領域Ｃ１が配置された表示形態となる。一方で、本実施形態に係る表示制御手段７６による表示によると、透視画像における、心臓の拍動に従って周期的に動く石灰化領域（部分領域）に、その動きに応じて配置された石灰化領域（石灰化領域画像）が配置された表示形態となる。
【0066】
図１２は、本実施形態に係る表示制御手段７６によって表示される、拡張末期の透視画像に基づく合成画像の一例を示す図である。図１３は、本実施形態に係る表示制御手段７６によって表示される、収縮末期の透視画像に基づく合成画像の一例を示す図である。
【0067】
大動脈弁置換手技において図１２に示す合成画像が表示されることで、術者は、リアルタイムのカテーテルＫの先頭端と、リアルタイム同期で位置合わせされた石灰化領域Ｃ３，Ｃ４との位置関係を把握しながらカテーテルＫを進行させることができる。また、カテーテルＫの進行が進むと、図１３に示す合成画像が表示されることで、術者は、リアルタイムのカテーテルＫの先頭端と、リアルタイム同期で位置合わせされた石灰化領域Ｃ１，Ｃ２との位置関係を把握しながらカテーテルＫを進行させることができる。すなわち、大動脈弁置換手技において図１２及び図１３に示す合成画像が表示されることで、カテーテルＫの先頭端が石灰化部位（石灰化領域Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４）と接触するリスクを抑えることができる。
【0068】
また、図３に示す表示制御手段７６は、位置センサを備えたカテーテルの位置を検知し、リアルタイムで血管内を進行するカテーテルの位置と、石灰化領域画像上の各石灰化領域との距離が閾値以下又は未満となる場合に、術者に、警告を視覚的に又は聴覚的に報知する機能を有してもよい。
【0070】
図１４及び図１５は、本実施形態に係るＸ線診断装置１の動作を示すフローチャートである。なお、図１４に示すステップＳＴ１乃至ＳＴ３は、手術用のＸ線透視前のステップであるのに対し、図１５に示すステップＳＴ１１乃至ＳＴ１７は、手術用のＸ線透視中のステップである。
【0071】
まず、図１に示すＸ線診断装置１は、図１４に示すように、ＩＦ５７を介してネットワークＮから、被検体Ｓの大動脈を含む胸部の造影ボリューム（図４に図示）を取得する（ステップＳＴ１）。例えば、Ｘ線診断装置１は、ＭＲ血管造影法や、ＣＴ血管造影法によって生成される造影ボリュームを取得する。
【0072】
Ｘ線診断装置１は、ステップＳＴ１によって取得された造影ボリュームに基づいて、部分領域ボリューム（図７に図示）を抽出する（ステップＳＴ２）。また、Ｘ線診断装置１は、ステップＳＴ２によって抽出された部分領域ボリュームを部分領域ボリューム記憶部５８に登録する（ステップＳＴ３）。
【0073】
図１５に進んで、架台装置２の天板３１に被検体Ｓを載置させた後、入力部５６から入力された指示に従って、コントローラ４を介して架台装置２及び寝台装置３（ともに図１に図示）を駆動させて位置合わせされる。そして、Ｘ線診断装置１は、ステップＳＴ３（図１４に図示）によって登録された部分領域ボリュームを取得し、部分領域ボリュームの部分領域内の石灰化領域に関する石灰化領域画像を生成する（ステップＳＴ１１）。
【0074】
Ｘ線診断装置１は、透視画像の収集の開始指示があると、Ｘ線照射装置２１、Ｘ線検出装置２２、及び高電圧発生装置２３を動作させることで、被検体Ｓの大動脈を含む胸部に対して、手術用のＸ線透視を開始して（ステップＳＴ１２）、第ｔフレームの透視画像（図５及び図６に図示）を収集する（ステップＳＴ１３）。そして、術者が被検体Ｓに対してカテーテルを挿入する手技、例えば、大動脈弁置換手技が開始される。
【0075】
Ｘ線診断装置１は、ステップＳＴ１３によって収集された第ｔフレームの透視画像の部分領域内の石灰化領域に、ステップＳＴ１１によって生成された石灰化領域画像上の石灰化領域を対応付ける（ステップＳＴ１４）。そして、Ｘ線診断装置１は、ステップＳＴ１３によって収集された第ｔフレームの透視画像の部分領域内の石灰化領域の位置と、ステップＳＴ１４によって対応付けられた、石灰化領域画像上の石灰化領域の位置とに基づいて、第ｔフレームの透視画像の部分領域に、石灰化領域画像を位置合わせする（ステップＳＴ１５）。
【0076】
Ｘ線診断装置１は、ステップＳＴ１３によって収集された第ｔフレームの透視画像の部分領域に、ステップＳＴ１５によって位置合わせされた石灰化領域画像を合成した（重ね合わせた）合成画像（図１２及び図１３に図示）を表示部５５に表示させる（ステップＳＴ１６）。
【0077】
Ｘ線診断装置１は、ステップＳＴ１３による透視画像の収集の終了指示があるか否かを判断する（ステップＳＴ１７）。ステップＳＴ１７の判断にてＹＥＳ、すなわち、透視画像の収集の終了指示があると判断される場合、Ｘ線診断装置１は、動作を終了させる。
【0078】
一方、ステップＳＴ１７の判断にてＮＯ、すなわち、透視画像の収集の終了指示がないと判断される場合、Ｘ線診断装置１は、次の第（ｔ＋１）フレームについて、透視画像を収集する（ステップＳＴ１３）。
【0079】
本実施形態に係るＸ線診断装置１によると、各フレームの透視画像の部分領域に、フレームに応じた位置の石灰化領域を含む石灰化領域画像を合成するので、透視画像に心臓の拍動による位置変動が発生する場合に、位置変動に合わせた適切な石灰化領域画像を合成した画像を表示することができる。よって、本実施形態に係るＸ線診断装置１によると、石灰化部位との接触を避けるべきカテーテル進行手技を支援することができる。
【0080】
（変形例）図３に示す部分領域ボリューム記憶部５８によって登録されたデータは３次元データであるので、石灰化領域画像生成手段７３は、石灰化領域画像上の各石灰化領域の３次元情報を算出することができる。石灰化領域画像生成手段７３は、石灰化領域画像上の各石灰化領域の体積及び厚み（血管壁からの高さの最大）のうち少なくとも一方を示す特性情報を算出する。その場合、表示制御手段７６は、合成画像にさらに特性情報を合成して表示部５５に表示させる。その場合、表示制御手段７６は、合成される特性情報を、矢印、文字表示、及び数値のうち少なくとも１とすればよい。
【0081】
また、表示制御手段７６は、入力部５５を介して切替操作があると、透視画像に合成される石灰化領域Ｃ１〜Ｃ４の情報を、特性情報に切り替えるように構成してもよい。
【0082】
図１６は、特性情報が合成された合成画像の一例を示す図である。
【0083】
図１６は、図１２に示す合成画像に、さらに特性情報が合成された合成画像を示す。図１６に示す合成画像の各石灰化領域の部分には、体積及び厚みを示す特性情報が合成されている。特性情報としての体積は、「２．１ｍｍ３」及び「５．３ｍｍ３」という数値で示される。特性情報としての厚みは、「１．２ｍｍ」及び「２．１ｍｍ」という数値で示される。
【0084】
また、特性情報としての厚みが矢印の長さで示される。さらに、各石灰化領域は３次元情報をもっているので、特性情報として奥行方向とその長さが示されてもよい。図１６では、特性情報としての奥行方向とその長さを矢印の向き長さで示す。
【0085】
以上、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。これら新規な実施形態は、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、変更を行なうことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。
【符号の説明】
【0086】
１ Ｘ線診断装置２ 架台装置
２１ Ｘ線照射装置
２２ Ｘ線検出装置
４ コントローラ
５ 画像処理装置
５１ システム制御部
５５ 表示部
５６ 入力部
５８ 部分領域ボリューム記憶部
６１ 造影ボリューム取得手段
６２ 部分領域ボリューム抽出手段
７１ Ｘ線透視実行手段
７２ 部分領域画像生成手段
７３ 石灰化領域画像生成手段
７４ 対応付け手段
７５ 位置合わせ処理手段
７６ 表示制御手段