特開 2023-151427 プログラム、情報処理方法、情報処理装置および学習済モデルの生成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023151427

(43)【公開日】2023-10-16

(54)【発明の名称】プログラム、情報処理方法、情報処理装置および学習済モデルの生成方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 34/20 20160101AFI20231005BHJP

   A61B 6/12 20060101ALI20231005BHJP

   A61B 6/00 20060101ALI20231005BHJP

   A61F 2/95 20130101ALI20231005BHJP

   A61M 25/10 20130101ALI20231005BHJP

【ＦＩ】

A61B34/20

A61B6/12

A61B6/00 350P

A61F2/95

A61M25/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】19

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022061025

(22)【出願日】2022-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】000109543

【氏名又は名称】テルモ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】金沢 祐弥

【テーマコード（参考）】

4C093

4C267

【Ｆターム（参考）】

4C093AA01

4C093AA24

4C093FF28

4C093FF35

4C267AA07

4C267AA42

4C267AA43

4C267AA44

4C267AA45

4C267BB02

4C267BB03

4C267BB04

4C267BB11

4C267BB12

4C267BB19

4C267BB20

4C267BB26

4C267BB31

4C267BB39

4C267BB40

4C267BB43

4C267BB63

4C267CC08

4C267CC09

4C267HH08

4C267HH11

(57)【要約】

【課題】ＰＯＴ（Proximal Optimization Technique）を支援するプログラム等を提供すること。
【解決手段】プログラムは、留置したステント３２を追加拡張するＰＯＴの対象である血管分岐部を含む血管画像５１を取得し、前記血管画像５１に基づき、前記血管分岐部のうち末梢側の縁である基準位置５５を特定し、特定した前記基準位置５５に基づいて、ＰＯＴに使用するバルーンカテーテルの拡張位置に関する情報を出力する処理をコンピュータに実行させる。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

留置したステントを追加拡張するＰＯＴ（Proximal Optimization Technique）の対象である血管分岐部を含む血管画像を取得し、
前記血管画像に基づき、前記血管分岐部のうち末梢側の縁である基準位置を特定し、
特定した前記基準位置に基づいて、ＰＯＴに使用するバルーンカテーテルの拡張位置に関する情報を出力する
処理をコンピュータに実行させるプログラム。

【請求項2】

前記血管画像を、血管画像を入力した場合に、基準位置を出力する基準位置モデルに入力して、前記血管画像に基づく基準位置を特定する
請求項１に記載のプログラム。

【請求項3】

前記基準位置モデルは、機械学習により生成された学習済モデルである
請求項２に記載のプログラム。

【請求項4】

前記血管画像におけるステント留置部を特定し、
前記ステント留置部に基づいて前記血管分岐部を特定し、
前記血管分岐部に基づいて前記基準位置を特定する
請求項１に記載のプログラム。

【請求項5】

前記基準位置を特定できない場合、前記血管画像の再取得を促す通知を出力する
請求項１から請求項４のいずれか一つに記載のプログラム。

【請求項6】

前記血管画像は、造影剤を用いて撮影された血管造影画像である
請求項１から請求項５のいずれか一つに記載のプログラム。

【請求項7】

前記血管画像に、前記基準位置を示す基準位置指標を重畳表示し、
前記基準位置を変更する指示を受け付ける
請求項１から請求項６のいずれか一つに記載のプログラム。

【請求項8】

前記バルーンカテーテルに関するバルーンカテーテル情報を取得し、
前記バルーンカテーテル情報と前記基準位置とに基づいて、前記バルーンカテーテルを拡張する際に前記バルーンカテーテルに設けられたＸ線不透過マーカが位置するべき予定位置を判定し、
前記予定位置を示す予定位置指標を、リアルタイムに撮影された前記血管画像に重畳して出力する
請求項１から請求項７のいずれか一つに記載のプログラム。

【請求項9】

前記バルーンカテーテル情報は、前記バルーンカテーテルのバルーンを空中で拡張させた場合に、前記バルーンの太さが均一である部分の端部と、前記バルーンの内部に設けられたＸ線不透過マーカとの位置関係に関する情報である
請求項８に記載のプログラム。

【請求項10】

バルーンカテーテルが描出された血管画像を、バルーンカテーテルが描出された血管画像を入力した場合に、バルーンカテーテル情報を出力するカテーテルモデルに入力して、前記バルーンカテーテル情報を取得する
請求項９に記載のプログラム。

【請求項11】

前記カテーテルモデルは、機械学習により生成された学習済モデルである
請求項１０に記載のプログラム。

【請求項12】

ユーザにより入力された前記バルーンカテーテルの型番に関する情報に基づいて、前記バルーンカテーテル情報を取得する
請求項９に記載のプログラム。

【請求項13】

リアルタイムに撮影された前記血管画像から、前記バルーンカテーテルに設けられたＸ線不透過マーカを検出し、
検出したＸ線不透過マーカの位置と前記予定位置との関係に基づいて、前記予定位置指標の表示態様を定める
請求項８から請求項１２のいずれか一つに記載のプログラム。

【請求項14】

検出したＸ線不透過マーカが、前記予定位置から所定の範囲内に到達した場合に、前記予定位置指標の表示態様を変化させる
請求項１３に記載のプログラム。

【請求項15】

検出したＸ線不透過マーカが、前記予定位置から所定の範囲内に到達した後に、前記所定の範囲外に移動した場合に、前記予定位置指標の表示態様を変化させる
請求項１３または請求項１４に記載のプログラム。

【請求項16】

前記基準位置に基づいてバルーンカテーテルが拡張された後の血管画像を取得し、
前記ステントの前記基準位置よりも中枢側が血管内壁に密着しているか判定し、
密着していないと判定した場合に通知を出力する
請求項１から請求項１５のいずれか一つに記載のプログラム。

【請求項17】

留置したステントを追加拡張するＰＯＴの対象である血管分岐部を含む血管画像を取得し、
前記血管画像に基づき、前記血管分岐部のうち末梢側の縁である基準位置を特定し、
特定した前記基準位置に基づいて、ＰＯＴに使用するバルーンカテーテルの拡張位置に関する情報を出力する
処理をコンピュータが実行する情報処理方法。

【請求項18】

制御部を備える情報処理装置であって、
前記制御部は、
留置したステントを追加拡張するＰＯＴの対象である血管分岐部を含む血管画像を取得し、
前記血管画像に基づき、前記血管分岐部のうち末梢側の縁である基準位置を特定し、
特定した前記基準位置に基づいて、ＰＯＴに使用するバルーンカテーテルの拡張位置に関する情報を出力する
情報処理装置。

【請求項19】

バルーンカテーテルが描出された血管画像と、前記バルーンカテーテルに設けられたＸ線不透過マーカの配置を含むバルーンカテーテル情報とを関連づけて多数組記録した訓練データを取得し、
取得した訓練データに基づき、バルーンカテーテルが描出された血管画像が入力された場合に、バルーンカテーテル情報を出力する学習済モデルを生成する
学習済モデルの生成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プログラム、情報処理方法、情報処理装置および学習済モデルの生成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

血管等の管腔器官内の分岐部に留置され、内径差のある管腔に対して密着できるステントが使用されている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表２００７－５１７５８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

再狭窄を防止するためには、特許文献１の図９に開示されているように、ステントと管腔器官の内壁とを密着させることが有効である。管腔器官の分岐部にステントを留置した後に、ステントの内部でバルーンを拡張させてステントを追加拡張することにより、管腔器官の内壁とステントとを密着させるＰＯＴ（Proximal Optimization Technique）が行なわれている。

【0005】

ＰＯＴでは、分岐部の末梢側の縁から、ステントの中枢側の端までの範囲を十分に拡張する。そのために医師等は、Ｘ線撮影装置を使用して、バルーンカテーテルに設けられたＸ線不透過マーカを適切な位置に合わせた後に、バルーンを拡張させる。

【0006】

しかしながら、Ｘ線不透過マーカの取り付け位置は、バルーンカテーテルのメーカごとに、または製品シリーズごとに異なっている。そのため、バルーンを拡張させる位置を正確に判断することは困難である。

【0007】

一つの側面では、ＰＯＴを支援するプログラム等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】

【0008】

プログラムは、留置したステントを追加拡張するＰＯＴの対象である血管分岐部を含む血管画像を取得し、前記血管画像に基づき、前記血管分岐部のうち末梢側の縁である基準位置を特定し、特定した前記基準位置に基づいて、ＰＯＴに使用するバルーンカテーテルの拡張位置に関する情報を出力する処理をコンピュータに実行させる。

【発明の効果】

【0009】

一つの側面では、ＰＯＴを支援するプログラム等を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】分岐部へステントを留置する手順を説明する説明図である。

【図2】ＰＯＴを説明する説明図である。

【図3】バルーンカテーテルのタイプを説明する表である。

【図4】バルーンカテーテルのタイプごとの拡張位置を説明する表である。

【図5】ステント留置支援システムの構成を説明する説明図である。

【図6】基準位置モデルを説明する説明図である。

【図7】基準位置モデルの変形例を説明する説明図である。

【図8】カテーテルモデルを説明する説明図である。

【図9】ステント留置を支援する手順を説明する説明図である。

【図10】プログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。

【図11】タイプ判定のサブルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。

【図12】マーカ位置判定のサブルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。

【図13】画面例である。

【図14】バルーンＤＢのレコードレイアウトを説明する説明図である。

【図15】実施の形態２のタイプ判定のサブルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。

【図16】実施の形態３の画面例である。

【図17】実施の形態４の情報処理装置の構成を説明する説明図である。

【図18】訓練ＤＢのレコードレイアウトを説明する説明図である。

【図19】カテーテルモデルを生成するプログラムの処理の流れを説明する説明図である。

【図20】ＰＯＴを行なう範囲を説明する説明図である。

【図21】実施の形態５のプログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。

【図22】実施の形態６のプログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。

【図23】実施の形態７のステント留置支援システムの構成を説明する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［実施の形態１］
図１は、分岐部へステント３２を留置する手順を説明する説明図である。図１Ａは、中央部で二又に分岐する血管の分岐部を模式的に示す。図１においては、左側が血管の中枢側（Proximal）であり、右側および右上側が血管の末梢側（Distal）である。

【0012】

一般的に、血管は中枢側から末梢側に向かって分岐するたびに細くなる。中枢側の血管の内径をφＦ１、分岐の左側の血管の内径をφＦ２、分岐の右上側の血管の内径をφＦ３で示す場合、
φＦ１＞φＦ２
および
φＦ１＞φＦ３
が成立する。

【0013】

なお、φＦ２とφＦ３とは、ほぼ同一径である場合もあれば、一方が他方に比べて明確に大きい場合もある。以下の説明では分岐の左右にわたってステント３２が留置される場合を例にして説明する。分岐の右側と右上側とにわたってステント３２が留置される場合、および、分岐の右側から右上側と左側との両方にわたって２本のステント３２が組み合わされて留置される場合もある。

【0014】

医師は、血管撮影装置（Angiography）１５（図５参照）を用いてリアルタイムにＸ線観察を行ないながら、以下に説明する手順を実施する。ステント留置を行なう手技中は、原則として血管撮影装置１５はリアルタイム血管画像５２（図８参照）を常時撮影し続ける。

【0015】

医師は、必要に応じて血管に造影剤を注入する。リアルタイム血管画像５２の視野に造影剤が流れ込んでいる間、リアルタイム血管画像５２は血管の走行状態が描出された血管造影画像５１になる。しかしながら造影剤には副作用があるため、使用量は必要最小限に留められる。

【0016】

したがってリアルタイム血管画像５２は、殆どが非造影の透視像である。非造影の透視像では、血管等の生体組織は殆ど描出されないが、ステント３２およびガイドワイヤ３１等のＸ線不透過金属は明瞭に描出される。なお、血管撮影装置１５は最新の血管造影画像５１とリアルタイム血管画像５２とを重畳させて、リアルタイム血管画像５２上に血管を表示させてもよい。血管造影画像５１およびリアルタイム血管５２は、血管画像の例示である。

【0017】

一連の手技は、医師のみにより行なわれるものではなく、医師と看護師および技士等のコメディカルスタッフとの共同作業により行なわれる。しかし、以下の説明では、各作業の主体が医師である場合を例にして説明する。医師は、本実施の形態のステント留置支援システム１０（図５参照）を使用するユーザの例示である。

【0018】

医師は、拡張対象部位の末梢側の血管径を基準にしてステント３２を選択する。医師は、図１Ｂに示すように、１本または複数本のガイドワイヤ３１を血管に挿入する。医師は、ガイドワイヤ３１をガイドにしてステント３２を挿入し、リアルタイム血管画像５２を参照してステント３２の位置を定める。医師は、ステント３２に付属しているステント用のバルーンを所定の圧力で拡張する。ステント３２が追加拡張されて、血管内壁に押し付けられる。その後、医師はステント用のバルーンを収縮させて抜去する。以上の手技により、図１Ｃに示すようにステント３２は分岐部に留置される。

【0019】

一般的に、ステント用のバルーンは、ステント３２全体をほぼ均一な太さに拡張するように設計されている。これは、分岐していない通常の血管にステント３２を留置する場合には、適切な設計である。しかしながら、前述のように分岐している血管においては、分岐の前後で内径が異なる。したがって、末梢側で血管内壁と適切に密着するサイズのステント３２を使用した場合、図１Ｃに示すように中枢側ではステント３２と血管内壁との間に隙間が生じる。

【0020】

なお、仮にステント３２と中枢側の血管内壁とが適切に密着するようにステント用のバルーンを拡張した場合、末梢側の血管を過度に拡張させてしまい、血管に損傷を引き起こすおそれがある。したがって、医師等は末梢側の血管径を基準にしてステント３２を選択して、留置する。

【0021】

図１Ｃの状態では、ステント３２と中枢側の血管内壁との間に隙間が生じている。このような隙間は、血栓および再狭窄の原因となることが知られている。さらに、中枢から、右上側の血管に向かう血流が、ステント３２を構成する素線により乱されることも、血栓および狭窄の原因になる。

【0022】

図１Ｄは、ＰＯＴ後の血管およびステント３２の状態を示す。分岐よりも中枢側のステント３２が拡張されて、中枢側の血管内壁に適切に密着している。ステント３２を構成する素線同士の隙間であるステントストラットが分岐部において拡げられており、右上側に向かう血流がステント３２の素線により阻害されにくくなっている。以上により、予後の向上が期待できる。

【0023】

図２は、ＰＯＴを説明する説明図である。図２は、図１Ｃのステント３２を図１Ｄの状態に広げる途中の状態を模式的に示す。医師は、ガイドワイヤ３１をガイドにして、ステント３２の内部に、バルーンカテーテル３３を挿通する。バルーンカテーテル３３は、チューブ状のバルーンシャフト３３６、バルーンシャフト３３６に固定された２個のマーカ３３１、および、バルーンシャフト３３６の外周に固定されたバルーン３３５を含む。図２においては、バルーン３３５は拡張されている。

【0024】

バルーンシャフト３３６およびバルーン３３５は樹脂製であり、血管撮影装置１５ではほとんど描出されない。Ｘ線不透過マーカである２つのマーカ３３１と、ガイドワイヤ３１と、ステント３２とは、血管撮影装置１５で良く描出できる。医師はリアルタイム血管画像５２に描出されるマーカ３３１とガイドワイヤ３１とステント３２との位置関係、および、最新の血管造影画像５１に基づいてバルーン３３５の位置を定めて、拡張させる。

【0025】

医師は、バルーン３３５を収縮させて、中枢側に移動させた後に拡張する処理を繰り返すことにより、分岐部から中枢側の端部までのステント３２を適切な状態に拡張させる。以上により、ＰＯＴが完了する。なお、医師は長いバルーン３３５を使用して、分岐部から中枢側の端部までのステント３２を一回で拡張してもよい。

【0026】

以下の説明では、ステント３２を留置しない側の血管が分岐する開口部の末梢側の縁を、基準点５５と記載する。同様に、基準点５５を通り、ステント３２の経路に垂直な面と、血管内壁とが交差する閉曲線を基準線５６と記載する。基準点５５および基準線５６は、ＰＯＴの対象である血管分岐部の末梢側の縁を示す基準位置の例示である。

【0027】

基準線５６よりも中枢側では、バルーン３３５を用いてステント３２を拡張するＰＯＴを行ない、基準線５６よりも末梢側はステント用のバルーンにより拡張した状態のままにすることで、予後が良くなることが知られている。仮に、バルーン３３５を用いて基準線５６よりも末梢側を拡張した場合には、図２中のＥ部で血管が必要以上に拡張されて損傷を受ける可能性がある。

【0028】

そのため、医師はリアルタイム血管画像５２を参照して末梢側のマーカ３３１を基準線５６の中心付近に配置した後に、バルーン３３５を拡張させる。なお、図２においては、バルーンカテーテル３３が血管の中枢側から末梢側に挿入された状態を示す。狭窄部位によっては、バルーンカテーテル３３は末梢側から挿入される場合もある。

【0029】

図３は、バルーンカテーテル３３のタイプを説明する表である。図３は、タイプＸ、タイプＹおよびタイプＺの３種類のタイプのバルーンカテーテル３３を模式的に示す。図３において、バルーン３３５は空中においてメーカが指定する推奨拡張圧を加えて拡張した場合の形状を示す。

【0030】

推奨拡張圧を加えられたバルーン３３５は、中央部分は略円筒状に、両端は略円錐形状に拡張する。バルーン３３５の太さが略均一である均一部３３２の長さを、図中Ｌで示す。マーカ３３１は、均一部３３２の両端の位置を示す。しかしながら、マーカ３３１の取り付け位置は、バルーンカテーテル３３の製造メーカにより、またはバルーンカテーテル３３の製品群により異なっている。

【0031】

タイプＸは、先端側のマーカ３３１の先端および基端側のマーカ３３１の基端が均一部３３２の端部を示す。タイプＹは、マーカ３３１の中央部が均一部３３２の端部を示す。タイプＺは、先端側のマーカ３３１の基端および基端側のマーカ３３１の先端が均一部３３２の端部を示す。

【0032】

タイプＸからタイプＺは、マーカ３３１の位置の例示であり、マーカ３３１の位置は図３に示す３種類に限定しない。バルーンカテーテル３３は、１個または３個以上のマーカ３３１を有してもよい。

【0033】

図４は、バルーンカテーテル３３のタイプごとの拡張位置を説明する表である。図４においては、留置済のステント３２およびガイドワイヤ３１の図示を省略する。タイプＸのバルーンカテーテル３３を使用する場合、医師は末梢側のマーカ３３１の外側の縁を基準点５５に合わせた状態で、バルーン３３５を拡張する。バルーン３３５が拡張して、均一部３３２の末梢側の端部が、基準線５６と一致する。したがって、基準線５６よりも中枢側ではステント３２が拡張され、基準線５６よりも末梢側ではステント３２が拡張されない。

【0034】

同様にタイプＹのバルーンカテーテル３３を使用する場合、医師は末梢側のマーカ３３１の中央部を基準点５５に合わせた状態で、バルーン３３５を拡張する。タイプＺのバルーンカテーテル３３を使用する場合、医師は末梢側のマーカ３３１の内側の縁を基準点５５に合わせた状態で、バルーン３３５を拡張する。

【0035】

しかしながら、使用中のバルーンカテーテル３３のタイプを把握してマーカ３３１の位置合わせの基準を変更することは、医師にとっては余計な負担である。本実施の形態のステント留置支援システム１０は、使用中のバルーンカテーテル３３のタイプに応じて適切なマーカ３３１の位置を示すことにより、ＰＯＴを行なう医師を支援する。

【0036】

図５は、ステント留置支援システム１０の構成を説明する説明図である。ステント留置支援システム１０は、前述の血管撮影装置１５と、たとえばＨＩＳ（Hospital Information System）等のネットワークを介して血管撮影装置１５に接続された情報処理装置２００とを備える。

【0037】

情報処理装置２００は、制御部２０１、主記憶装置２０２、補助記憶装置２０３、通信部２０４、表示部２０５、入力部２０６およびバスを備える。制御部２０１は、本実施の形態のプログラムを実行する演算制御装置である。制御部２０１には、一または複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、またはマルチコアＣＰＵ等が使用される。制御部２０１は、バスを介して情報処理装置２００を構成するハードウェア各部と接続されている。

【0038】

主記憶装置２０２は、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の記憶装置である。主記憶装置２０２には、制御部２０１が行なう処理の途中で必要な情報および制御部２０１で実行中のプログラムが一時的に保存される。

【0039】

補助記憶装置２０３は、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ハードディスクまたは磁気テープ等の記憶装置である。補助記憶装置２０３には、基準位置モデル４５、カテーテルモデル４６、制御部２０１に実行させるプログラム、およびプログラムの実行に必要な各種データが保存される。なお、基準位置モデル４５およびカテーテルモデル４６は、たとえばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Arr）等のハードウェアにより実装されていてもよい。

【0040】

通信部２０４は、情報処理装置２００とネットワークとの間の通信を行なうインターフェースである。表示部２０５は、たとえば液晶表示パネルまたは有機ＥＬ（electro-luminescence）パネル等である。入力部２０６は、たとえばキーボードまたはマウス等である。表示部２０５と入力部２０６とは、積層されてタッチパネルを構成していてもよい。

【0041】

情報処理装置２００は、汎用のパソコン、タブレット、大型計算機、大型計算機上で動作する仮想マシン、または、量子コンピュータである。情報処理装置２００は、分散処理を行なう複数のパソコン、または大型計算機等のハードウェアにより構成されても良い。情報処理装置２００は、クラウドコンピューティングシステムにより構成されても良い。情報処理装置２００は、連携して動作する複数のパソコン、または大型計算機等のハードウェアにより構成されてもよい。

【0042】

情報処理装置２００と血管撮影装置１５とは、一体に構成されていてもよい。情報処理装置２００は、血管撮影装置１５に内蔵されており、血管撮影装置１５の制御装置を兼ねてもよい。血管撮影装置１５の制御装置が、情報処理装置２００の機能を実現してもよい。

【0043】

制御部２０１は、ネットワークを介して血管撮影装置１５からリアルタイム血管画像５２を取得し続ける。取得したリアルタイム血管画像５２の処理については、後述する。

【0044】

図６は、基準位置モデル４５を説明する説明図である。基準位置モデル４５は、血管造影画像５１の入力を受け付けて、基準点５５および基準線５６を出力するモデルである。基準位置モデル４５は、たとえば血管造影画像５１と当該血管造影画像５１における基準点５５および基準線５６とを対応づけて多数組記録した訓練データを使用して機械学習により生成された学習済モデルである。

【0045】

学習済モデルは、たとえばＣＮＮ（Convolutional Neural Network）のニューラルネットワーク構造を使用して生成される。基準位置モデル４５の生成に使用可能なＣＮＮの例としては、Ｒ－ＣＮＮ（Region Based Convolutional Neural Network）、ＹＯＬＯ（You only look once）、Ｕ－ＮｅｔおよびＧＡＮ（Generative Adversarial Network）等が挙げられる。基準位置モデル４５は、ＣＮＮ以外のニューラルネットワーク構造を用いて生成されてもよい。学習済モデルは、たとえばランダムフォレストまたはＸＧＢｏｏｓｔ（eXtreme Gradient Boosting）等の決定木構造のモデルであってもよい。

【0046】

基準位置モデル４５は、血管撮影装置１５による画像の撮影方向ごとに用意されていてもよい。一般的に血管撮影装置１５はリアルタイム血管画像５２に撮影方向およびＸ線の線量等の撮影条件を示す文字列を重畳して出力する。制御部２０１は、たとえば文字認識により撮影条件を取得する。制御部２０１は、リアルタイム血管画像５２とは別に撮影条件を示すデータを血管撮影装置１５から取得してもよい。

【0047】

制御部２０１は、撮影方向に応じた基準位置モデル４５を使用して、基準点５５および基準線５６を取得する。基準位置モデル４５は、血管造影画像５１と共に撮影方向を受け付けて、基準点５５および基準線５６を出力するモデルであってもよい。

【0048】

同様に、基準位置モデル４５はＸ線の線量ごとに用意されていてもよい。基準位置モデル４５は、血管造影画像５１とともにＸ線の線量を受け付けて、基準点５５および基準線５６を出力するモデルであってもよい。

【0049】

血管撮影装置１５は、３次元的な血管構造を出力する装置であってもよい。基準位置モデル４５は、３次元的な血管構造の入力を受け付けて、基準点５５および基準線５６を出力するモデルであってもよい。

【0050】

基準位置モデル４５は、パターンマッチングを用いて基準点５５および基準線５６を定めるモデルであってもよい。

【0051】

一般的に血管造影画像５１には多数の分岐部が描出されている。基準位置モデル４５は、複数の分岐部のそれぞれについて基準点５５および基準線５６を検出するモデルであってもよい。複数組の基準点５５および基準線５６が検出された場合、制御部２０１は分岐部の選択を受け付ける。医師は、入力部２０６を操作してステント３２を留置する分岐部を指定する。

【0052】

ステント３２を留置した後、ＰＯＴを行なう前に取得した血管造影画像５１に基づいて、基準点５５および基準線５６が定められてもよい。たとえば、基準位置モデル４５は、まず血管造影画像５１からステント３２が留置されたステント留置部を特定する。血管造影画像５１中のステント３２は、たとえばパターンマッチングにより検出可能である。その後、ステント３２の途中から分岐する血管と、ステント３２が留置された血管との位置関係に基づいて、基準点５５および基準線５６が定められる。比較的簡単なルールベースの処理により、基準点５５および基準線５６を出力する基準位置モデル４５を実現できる。

【0053】

基準位置モデル４５は、医師による基準点５５および基準線５６の入力を受け付けて記録するモデルであってもよい。医師は、たとえばタッチパネルを使用して基準点５５および基準線５６を指定する。基準位置モデル４５は、医師による基準点５５の入力を受け付けて、基準線５６を自動的に生成するモデルであってもよい。

【0054】

基準位置モデル４５は、基準点５５および基準線５６のいずれか一方を出力するモデルであってもよい。基準位置モデル４５は、基準線５６により囲まれた面の重心等の代表点を出力するモデルであってもよい。基準位置モデル４５は、基準線５６により囲まれた面を出力するモデルであってもよい。

【0055】

図７は、基準位置モデル４５の変形例を説明する説明図である。変形例の基準位置モデル４５は、血管造影画像５１から抜き出された関心領域５１１の入力を受け付けて、基準点５５および基準線５６を出力するモデルである。関心領域５１１は、たとえば医師により指定された点を中心とした、所定サイズの矩形領域である。

【0056】

ステント３２を留置した後、ＰＯＴを行なう前に取得した血管造影画像５１を使用する場合、血管造影画像５１にステント３２が描出されている。制御部２０１は、パターン認識等により、ステント３２を検出した後に、ステント３２を含む関心領域５１１を決定してもよい。

【0057】

本変形例の基準位置モデル４５は、たとえば血管造影画像５１の一部である関心領域５１１と、当該関心領域５１１における基準点５５および基準線５６とを対応づけて多数組記録した訓練データを使用して機械学習により生成された学習済モデルである。

【0058】

学習済モデルは、たとえばＣＮＮのニューラルネットワーク構造を使用して生成される。基準位置モデル４５の生成に使用可能なＣＮＮの例としては、Ｒ－ＣＮＮ、ＹＯＬＯ、Ｕ－ＮｅｔおよびＧＡＮ等が挙げられる。基準位置モデル４５は、ＣＮＮ以外のニューラルネットワーク構造を用いて生成されてもよい。学習済モデルは、たとえばランダムフォレストまたはＸＧＢｏｏｓｔ等の決定木構造のモデルであってもよい。

【0059】

基準位置モデル４５は、血管撮影装置１５による画像の撮影方向ごとに用意されていてもよい。一般的に血管撮影装置１５はリアルタイム血管画像５２に撮影方向およびＸ線の線量等の撮影条件を示す文字列を重畳して出力する。制御部２０１は、たとえば文字認識により撮影条件を取得する。制御部２０１は、リアルタイム血管画像５２とは別に撮影条件を示すデータを血管撮影装置１５から取得してもよい。

【0060】

基準位置モデル４５は、パターンマッチングを用いて基準点５５および基準線５６を検出するモデルであってもよい。基準位置モデル４５は、ルールベースで基準点５５および基準線５６を検出するモデルであってもよい。

【0061】

制御部２０１は、関心領域５１１中の基準点５５および基準線５６に基づいて、血管造影画像５１中の基準点５５および基準線５６の位置を算出できる。

【0062】

図８は、カテーテルモデル４６を説明する説明図である。カテーテルモデル４６は、リアルタイム血管画像５２から抽出したバルーン領域５２２の入力を受け付けて、バルーンカテーテル３３に関するバルーンカテーテル情報を出力するモデルである。バルーンカテーテル情報は、たとえばバルーンカテーテル３３のタイプ、または、バルーンカテーテル３３の型番である。

【0063】

なお、カテーテルモデル４６がバルーンカテーテル３３の型番を出力する場合、制御部２０１はバルーンカテーテル３３の型番とバルーンカテーテル３３のタイプとを関連づけて記録したＤＢを検索して、バルーンカテーテル３３のタイプを判定できる。以後の説明においては、カテーテルモデル４６がバルーンカテーテル３３のタイプを出力する場合を例にして説明する。

【0064】

医師がガイドワイヤ３１をガイドにしてバルーンカテーテル３３を挿入した場合、ガイドワイヤ３１に沿って等間隔で移動する２個のマーカ３３１がリアルタイム血管画像５２に描出される。マーカ３３１はリアルタイム血管画像５２にくっきりと描出されるため、制御部２０１は、たとえば一つ前に取得されたリアルタイム血管画像５２との差分を算出することにより、マーカ３３１を検出できる。

【0065】

制御部２０１は、リアルタイム血管画像５２からマーカ３３１の周辺部を含む矩形のバルーン領域５２２を抽出する。バルーン領域５２２には、バルーンシャフト３３６およびバルーン３３５等の、バルーンカテーテル３３の樹脂部分の構造が薄く描出されている。図８においては、これらの樹脂部分が描出された部分を左下がりのハッチングで示す。

【0066】

たとえば、マーカ３３１の縦横比、バルーンシャフト３３６に設けられたバルーン３３５への給排水用の穴の位置および形状、バルーンシャフト３３６とバルーン３３５との接合部の形状、および、ガイドワイヤ３１を挿通する孔の太さ等に、メーカごと、または、バルーンカテーテル３３のシリーズごとの差異が表れる。

【0067】

したがって、バルーン領域５２２と、バルーンカテーテル情報とを対応づけて多数組記録した訓練データを使用して、機械学習によりカテーテルモデル４６を生成できる。カテーテルモデル４６の生成方法の詳細については、後述する。

【0068】

図９は、ステント留置を支援する手順を説明する説明図である。前述のとおり制御部２０１は、ネットワークを介して血管撮影装置１５からリアルタイム血管画像５２を取得し続ける。医師は、患者の血管に造影剤を注入する。リアルタイム血管画像５２の視野に造影剤が流れ込んでいる間、リアルタイム血管画像５２は血管の走行状態が描出された血管造影画像５１になる。制御部２０１は、たとえばリアルタイム血管画像５２の平均輝度の変化に基づいて血管造影画像５１が撮影されたことを検出する。

【0069】

制御部２０１は、血管造影画像５１を基準位置モデル４５に入力して、基準点５５および基準線５６を取得する。以後、制御部２０１はリアルタイム血管画像５２に基準点５５および基準線５６を示す基準位置指標を重畳して、表示部２０５に表示してもよい。なお、医師が血管に造影剤を再度注入した場合、制御部２０１は新たな血管造影画像５１を基準位置モデル４５に入力して、基準点５５および基準線５６の位置を更新する。

【0070】

前述のように、医師はガイドワイヤ３１をガイドにしてステント３２を留置した後に、拡張用のバルーンカテーテル３３を挿入する。図９の右上に、リアルタイム血管画像５２にマーカ３３１が表示されはじめた状態を示す。

【0071】

制御部２０１は、マーカ３３１周辺のバルーン領域５２２をカテーテルモデル４６に入力して、バルーンカテーテル情報を取得することにより、バルーンカテーテル３３のタイプを判定する。制御部２０１は、基準点５５および基準線５６の位置と、バルーンカテーテル３３のタイプとに基づいて、図４を使用して説明したようにマーカ３３１を配置する予定位置を算出する。

【0072】

図９の左下に拡大図を示すように、制御部２０１はマーカ３３１を配置する予定位置を示す予定位置指標５８を、リアルタイム血管画像５２に重畳表示する。医師は、末梢側のマーカ３３１が予定位置指標５８と重なるように、バルーンカテーテル３３の挿入長を調整する。制御部２０１は、マーカ３３１と予定位置指標５８との位置関係を表示部２０５に表示する。

【0073】

医師は、マーカ３３１が予定位置指標５８と重なっていることを確認した後に、バルーン３３５を拡張してステント３２の末梢側を血管の内壁に押し付ける。以上により、ＰＯＴが完了する。

【0074】

なお、ガイドワイヤ３１の挿入からバルーン３３５の拡張までの一連の手技を医師の代わりにロボットが自動的に実施してもよい。ロボットが自動的にＰＯＴを行なう場合、ロボットの制御部は、末梢側のマーカ３３１と予定位置指標５８の位置とが重なるようにバルーンカテーテル３３を位置決めした後に、バルーン３３５を拡張する。ロボットは、自動注入ポンプを制御して、造影剤の注入を自動的に行なってもよい。

【0075】

図１０は、プログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。制御部２０１は、血管撮影装置１５からリアルタイム血管画像５２を取得する（ステップＳ５０１）。制御部２０１は、リアルタイム血管画像５２が血管造影画像５１であるか否かを判定する（ステップＳ５０２）。たとえば、リアルタイム血管画像５２の平均輝度が所定の閾値よりも低い場合、制御部２０１はリアルタイム血管画像５２が血管造影画像５１であると判定する。

【0076】

自動注入ポンプ等を用いて造影剤の注入が行なわれる場合、制御部２０１は自動注入ポンプから造影剤の注入を通知する信号を取得した後、ステント留置位置に造影剤が流れ込む予想時間が経過した場合に、リアルタイム血管画像５２が血管造影画像５１であると判定してもよい。

【0077】

制御部２０１は、医師による指示に基づいてリアルタイム血管画像５２が血管造影画像５１であると判定してもよい。医師は、たとえば音声入力によりリアルタイム血管画像５２が血管造影画像５１であることを指示できる。

【0078】

血管造影画像５１ではないと判定した場合（ステップＳ５０２でＮＯ）、制御部２０１はステップＳ５０１に戻る。血管造影画像５１であると判定した場合（ステップＳ５０２でＹＥＳ）、制御部２０１は血管造影画像５１を基準位置モデル４５に入力して、基準点５５および基準線５６を取得する（ステップＳ５０３）。

【0079】

制御部２０１は、基準点５５および基準線５６の取得に成功したか否かを判定する（ステップＳ５０４）。たとえば、基準位置モデル４５がニューラルネットワークを使用した学習済モデルである場合、基準点５５および基準線５６の信頼度が所定の閾値を超える場合に、制御部２０１は基準点５５および基準線５６の取得に成功したと判定する。

【0080】

成功していないと判定した場合（ステップＳ５０４でＮＯ）、制御部２０１はたとえば「本管と側枝とが分離できる角度で撮影してください」等の、血管造影画像５１の再取得を促す通知を表示部２０５に表示する（ステップＳ５０５）。通知は音声により出力されてもよい。その後、制御部２０１はステップＳ５０１に戻る。

【0081】

医師は、たとえば血管撮影装置１５のＸ線管と平面検出器とを保持するＣアームを動かして、リアルタイム血管画像５２の撮影方向を修正する。情報処理装置２００が血管撮影装置１５の制御装置を兼ねている場合、制御部２０１が医師の指示に基づいて、または自動的にＣアームを動作させてもよい。修正が完了した後、医師は造影剤を注入して、血管造影画像５１を再取得する。

【0082】

成功したと判定した場合（ステップＳ５０４でＹＥＳ）、制御部２０１はタイプ判定のサブルーチンを起動する（ステップＳ５１０）。タイプ判定のサブルーチンは、バルーンカテーテル３３のタイプを判定するサブルーチンである。なお、バルーンカテーテル３３のタイプを判定する前に、造影材が再注入された場合、タイプ判定のサブルーチンは終了する。タイプ判定のサブルーチンの処理の流れは後述する。

【0083】

制御部２０１は、バルーンカテーテル３３のタイプ判定に成功したか否かを判定する（ステップＳ５１１）。成功していないと判定した場合（ステップＳ５１１でＮＯ）、すなわち、バルーンカテーテル３３のタイプを判定する前に、造影剤が再注入された場合、制御部２０１はステップＳ５０３に戻る。

【0084】

成功したと判定した場合（ステップＳ５１１でＹＥＳ）、制御部２０１は、ステップＳ５０３で取得した基準点５５および基準線５６の位置と、ステップＳ５１０で判定したバルーンカテーテル３３のタイプとに基づいて、マーカ３３１を配置する予定位置を算出する（ステップＳ５１２）。

【0085】

制御部２０１は、最新のリアルタイム血管画像５２を取得する（ステップＳ５１３）。制御部２０１は、リアルタイム血管画像５２が血管造影画像５１であるか否かを判定する（ステップＳ５１４）。

【0086】

リアルタイム血管画像５２が血管造影画像５１であると判定した場合（ステップＳ５１４でＹＥＳ）、制御部２０１は血管造影画像５１を基準位置モデル４５に入力して、基準点５５および基準線５６を取得する（ステップＳ５１５）。制御部２０１は、ステップＳ５１５で取得した基準点５５および基準線５６の位置と、ステップＳ５１０で判定したバルーンカテーテル３３のタイプとに基づいて、マーカ３３１を配置する予定位置を更新する（ステップＳ５１６）。制御部２０１は、ステップＳ５１３に戻る。

【0087】

リアルタイム血管画像５２が血管造影画像５１ではないと判定した場合（ステップＳ５１４でＮＯ）、制御部２０１はマーカ位置判定のサブルーチンを起動する（ステップＳ５２１）。マーカ位置判定のサブルーチンは、ステップＳ５１２で算出したマーカ予定位置、または、ステップＳ５１６で更新したマーカ予定位置と、リアルタイム血管画像５２に描出された実際のマーカ３３１の位置との関係を判定するサブルーチンである。マーカ位置判定のサブルーチンの処理の流れは後述する。

【0088】

制御部２０１は、処理を終了するか否かを判定する（ステップＳ５２２）。たとえば、医師から処理を終了する旨の指示を受け付けた場合に、制御部２０１は処理を終了すると判定する。制御部２０１は血管撮影装置１５からリアルタイム血管画像５２を取得できなくなった場合に、処理を終了すると判定してもよい。

【0089】

処理を終了しないと判定した場合（ステップＳ５２２でＮＯ）、制御部２０１はステップＳ５１３に戻る。処理を終了すると判定した場合（ステップＳ５２２でＹＥＳ）、制御部２０１は処理を終了する。

【0090】

図１１は、タイプ判定のサブルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。タイプ判定のサブルーチンは、バルーンカテーテル３３のタイプを判定するサブルーチンである。

【0091】

制御部２０１は、血管撮影装置１５からリアルタイム血管画像５２を取得する（ステップＳ５３１）。制御部２０１は、リアルタイム血管画像５２が血管造影画像５１であるか否かを判定する（ステップＳ５３２）。血管造影画像５１であると判定した場合（ステップＳ５３２でＹＥＳ）、制御部２０１は処理を終了する。

【0092】

血管造影画像５１ではないと判定した場合（ステップＳ５３２でＮＯ）、制御部２０１はリアルタイム血管画像５２からマーカ３３１を検出する（ステップＳ５３３）。制御部２０１は、たとえば一つ前に取得されたリアルタイム血管画像５２と、最新のリアルタイム血管画像５２との差分を算出することにより、マーカ３３１を検出できる。なお、バルーンカテーテル３３の先端部がリアルタイム血管画像５２の視野内に入っていない場合には、制御部２０１はマーカ３３１を検出できない。

【0093】

制御部２０１は、マーカ３３１の検出に成功したか否かを判定する（ステップＳ５３４）。成功していないと判定した場合（ステップＳ５３４でＮＯ）、制御部２０１はステップＳ５３１に戻る。成功したと判定した場合（ステップＳ５３４でＹＥＳ）、制御部２０１はリアルタイム血管画像５２から図８を使用して説明したバルーン領域５２２を取得する（ステップＳ５３５）。

【0094】

制御部２０１は、バルーン領域５２２をカテーテルモデル４６に入力してバルーンカテーテル３３のタイプを取得する（ステップＳ５３６）。制御部２０１は、タイプの判定に成功したか否かを判定する（ステップＳ５３７）。たとえば、カテーテルモデル４６がニューラルネットワークを使用した学習済モデルである場合、タイプの信頼度が所定の閾値を超える場合に、制御部２０１はバルーンカテーテル３３のタイプの判定に成功したと判定する。

【0095】

成功していないと判定した場合（ステップＳ５３７でＮＯ）、制御部２０１はステップＳ５３１に戻る。成功したと判定した場合（ステップＳ５３７でＹＥＳ）、制御部２０１は処理を終了する。

【0096】

図１２は、マーカ位置判定のサブルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。制御部２０１は、血管造影画像５１およびリアルタイム血管画像５２に基づいて、ガイドワイヤ３１に沿ってどちら側の方向が末梢側であるかを判定する（ステップＳ５４１）。なお、ステップＳ５４１を２回目以降に実行する場合には、制御部２０１は前回の判定結果をそのまま使用してもよい。

【0097】

具体的には、制御部２０１はリアルタイム血管画像５２に描出されているガイドワイヤ３１を抽出する。制御部２０１は、血管造影画像５１からガイドワイヤ３１に沿った血管の太さを算出する。制御部２０１はガイドワイヤ３１に沿って血管が細くなる側が末梢側であると判定する。

【0098】

制御部２０１は、リアルタイム血管画像５２からマーカ３３１を検出する（ステップＳ５４２）。制御部２０１は、末梢側のマーカ３３１を選択する（ステップＳ５４３）。以後の処理では、制御部２０１は末梢側のマーカ３３１を処理の対象にする。

【0099】

制御部２０１は、末梢側のマーカ３３１が、マーカ予定位置から所定の範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ５４４）。ここで所定の範囲は、マーカ３３１がマーカ予定位置とほぼ一致すると判定される範囲である。

【0100】

所定の範囲内であると判定した場合（ステップＳ５４４でＹＥＳ）、制御部２０１はバルーンカテーテル３３が適正な位置に配置されている旨を表示する（ステップＳ５４５）。その後、制御部２０１は処理を終了する。

【0101】

所定の範囲内ではないと判定した場合（ステップＳ５４４でＮＯ）、制御部２０１は末梢側のマーカ３３１が、マーカ予定位置を通過して移動したか否かを判定する。具体的には制御部２０１は、マーカ予定位置を基準にして最初にリアルタイム血管画像５２に描出された位置と反対側にマーカ３３１が位置するか否かを判定する（ステップＳ５４６）。

【0102】

マーカ予定位置を通過して移動したと判定した場合（ステップＳ５４６でＹＥＳ）、制御部２０１はバルーンカテーテル３３が適正な位置を通過した旨を表示する（ステップＳ５４７）。その後、制御部２０１は処理を終了する。

【0103】

反対側に位置しないと判定した場合（ステップＳ５４６でＮＯ）、制御部２０１はバルーンカテーテル３３が適正な位置に未だ到達していない旨を表示する（ステップＳ５４８）。その後、制御部２０１は処理を終了する。

【0104】

図１３は、画面例である。図１３は、ステップＳ５４８において、制御部２０１が表示部２０５に表示する画面の例を示す。画面には、血管造影画像５１、リアルタイム血管画像５２、バルーンカテーテル情報欄６１および判定結果欄６２が表示されている。

【0105】

リアルタイム血管画像５２は、制御部２０１が血管撮影装置１５からリアルタイム血管画像５２を取得する都度更新される。図１３に示すリアルタイム血管画像５２には、２つのマーカ３３１と、ガイドワイヤ３１と、ステント３２とが描出されている。制御部２０１は、図１０を使用して説明したステップＳ５１２またはステップＳ５１６で算出したマーカ予定位置を示す予定位置指標５８を、リアルタイム血管画像５２に重畳表示する。

【0106】

血管造影画像５１は、医師が造影剤を注入する都度更新される。バルーンカテーテル情報欄６１には、図１１を使用して説明したタイプ判定のサブルーチンにより判定されたバルーンカテーテル３３のタイプが表示される。カテーテルモデル４６が出力するバルーンカテーテル情報に、メーカ名および型番が含まれる場合には、図１３に例示するように制御部２０１はメーカ名および型番をバルーンカテーテル情報欄６１に表示してもよい。

【0107】

判定結果欄６２には、図１２を使用して説明したマーカ位置判定のサブルーチンによる判定結果が表示される。ステップＳ５４７で表示を行なう場合、制御部２０１は判定結果欄６２に「通過」である旨を表示する。ステップＳ５４５で表示を行なう場合、制御部２０１は判定結果欄６２に「適正」である旨を表示する。

【0108】

制御部２０１は、判定結果欄６２を使用する代わりに、または判定結果欄６２と共に予定位置指標５８の色または形状等の表示態様により「適正」である旨を表示してもよい。たとえば制御部２０１は、「未到達（ステップＳ５４８）」および「通過（ステップＳ５４７）」である場合には予定位置指標５８を赤色で表示し、「適正（ステップＳ５４５）」である場合には予定位置指標５８を青色で表示してもよい。医師は、予定位置指標５８が青色に変化したことを確認して、バルーン３３５の拡張を開始できる。

【0109】

制御部２０１は、マーカ３３１の位置が「適正」である場合に、音声による通知を出力してもよい。リアルタイム血管画像５２を注視しながらバルーンカテーテル３３を操作している医師だけでなく、周囲のコメディカルスタッフにもバルーン３３５を拡張する準備が整った旨を通知するステント留置支援システム１０を提供できる。

【0110】

制御部２０１は、血管造影画像５１とリアルタイム血管画像５２とを重畳表示してもよい。たとえば、血管造影画像５１を薄い色で、リアルタイム血管画像５２を濃い色でそれぞれ表示することにより、医師は、血管と、ステント３２と、マーカ３３１との位置関係を容易に把握できる。

【0111】

本実施の形態によると、医師はタイプＸからタイプＺのどのタイプのバルーンカテーテル３３を使用しているかを意識せずに、適切な位置でＰＯＴを行なえる。

【0112】

［変形例］
制御部２０１は、図１０を使用して説明したプログラムにおいて、ステップＳ５２１のマーカ位置判定のサブルーチンの実行を省略してもよい。医師は、リアルタイム血管画像５２に表示された予定位置指標５８およびマーカ３３１を目視して、適切な位置にバルーン３３５を配置して、ＰＯＴを行なえる。

【0113】

［実施の形態２］
本実施の形態は、バルーンカテーテル３３の個装材に貼付されたバーコードの読み取り、または、手動入力により、バルーンカテーテル３３の型番を取得して、タイプを判定するステント留置支援システム１０に関する。実施の形態１と共通する部分については、説明を省略する。

【0114】

図１４は、バルーンＤＢ４１のレコードレイアウトを説明する説明図である。バルーンＤＢ４１は、バルーンカテーテル３３の型番、バーコードに記載されたデータおよびタイプを関連づけて記録したＤＢである。

【0115】

バルーンＤＢ４１は、型番フィールド、バーコードフィールドおよびタイプフィールドを有する。型番フィールドには、バルーンカテーテル３３を特定できる型番が記録されている。バーコードフィールドには、バルーンカテーテル３３の個装材に貼付されたバーコードに記録された情報が記録されている。バーコードには、たとえばＪＡＮ（Japan Article Number）コードが記録されている。タイプフィールドには、図３を使用して説明したバルーンカテーテル３３のタイプが記録されている。バルーンＤＢ４１は、一機種のバルーンカテーテル３３について、一つのレコードを有する。

【0116】

図１５は、実施の形態２のタイプ判定のサブルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。図１５に示すサブルーチンは、図１１を使用して説明したタイプ判定のサブルーチンの代わりに実行される。

【0117】

制御部２０１は、バルーンカテーテル３３のタイプを判定する方法に関する選択を受け付ける（ステップＳ５６１）。以下の説明においては、「自動」、「バーコード」および「手動」の３通りの選択肢が存在する場合を例にして説明する。

【0118】

制御部２０１は「自動」の選択を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ５６２）。「自動」の選択を受け付けたと判定した場合（ステップＳ５６２でＹＥＳ）、制御部２０１は、血管撮影装置１５からリアルタイム血管画像５２を取得する（ステップＳ５３１）。以後の処理は、図１１を使用して説明した実施の形態１のタイプ判定のサブルーチンの処理の流れと同様であるため、説明を省略する。

【0119】

「自動」の選択を受け付けていないと判定した場合（ステップＳ５６２でＮＯ）、制御部２０１は「バーコード」の選択を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ５６３）。「バーコード」の選択を受け付けたと判定した場合（ステップＳ５６３でＹＥＳ）、制御部２０１は図示を省略するバーコードリーダを読取可能な状態に設定する。医師は、バルーンカテーテル３３の個装材をバーコードリーダに翳す。制御部２０１は、バーコードを読み取る（ステップＳ５６４）。

【0120】

制御部２０１は、読み取ったバーコードをキーにしてバルーンＤＢ４１を検索して、レコードを抽出する。制御部２０１は、抽出したレコードのタイプフィールドに記録されたタイプを取得する（ステップＳ５６５）。その後、制御部２０１は処理を終了する。

【0121】

「バーコード」の選択を受け付けていないと判定した場合（ステップＳ５６３でＮＯ）、制御部２０１はキーボードまたはマイク等の入力部を介して、バルーンカテーテル３３の型番またはタイプの手動入力を受け付ける（ステップＳ５７１）。

【0122】

制御部２０１は、型番の入力を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ５７２）。型番の入力を受け付けたと判定した場合（ステップＳ５７２でＹＥＳ）、制御部２０１は受け付けた型番をキーにしてバルーンＤＢ４１を検索して、レコードを抽出する。制御部２０１は、抽出したレコードのタイプフィールドに記録されたタイプを取得する（ステップＳ５７３）。その後、制御部２０１は処理を終了する。

【0123】

型番の入力を受け付けていないと判定した場合（ステップＳ５７２でＮＯ）、制御部２０１はタイプの入力を受け付けたと判定して、処理を終了する。

【0124】

本実施の形態によると、バルーンカテーテル３３のタイプを取得する方法を選択可能なステント留置支援システム１０を提供できる。

【0125】

［実施の形態３］
本実施の形態は、医師が基準線５６の位置を微調整できるステント留置支援システム１０に関する。実施の形態１と共通する部分については、説明を省略する。

【0126】

図１６は、実施の形態３の画面例である。制御部２０１は、図１０を使用して説明したプログラムのステップＳ５０４とステップＳ５１０との間で図１６に示す画面例を表示部２０５に表示する。

【0127】

図１６に示す画面は、血管造影画像５１、中止ボタン６５７および完了ボタン６５８を含む。血管造影画像５１には、ステップＳ５０３で取得した基準線５６を示す指標が表示されている。

【0128】

医師は、血管造影画像５１を観察して、基準線５６を微調整する必要があるか否かを専門的な知見に基づいて判断する。微調整する必要がある場合には、医師は入力部２０６を操作して基準線５６を適切な位置に移動させる。

【0129】

医師は、たとえばＩＶＵＳ（Intravascular Ultrasound）またはＯＣＴ（Optical Coherence Tomography）等を使用して、血管の状態を詳細に検討した上で、基準線５６を微調整するか否かを判断してもよい。

【0130】

基準線５６の移動が完了した後、医師は完了ボタン６５８を選択する。制御部２０１は、医師が移動した後の基準線５６を用いて以後の処理を実行する。基準線５６の微調整が不要である場合、医師は中止ボタン６５７を選択する。制御部２０１は、ステップＳ５０３で取得した基準線５６を用いて以後の処理を実行する。

【0131】

本実施の形態によると、ＰＯＴを行なう際の基準線５６を医師が微調整できるステント留置支援システム１０を提供できる。

【0132】

制御部２０１は、基準線５６の代わりに基準点５５の微調整を受け付けてもよい。制御部２０１は、基準線５６と基準点５５との両方の微調整を受け付けてもよい。

【0133】

［実施の形態４］
本実施の形態は、カテーテルモデル４６の生成方法に関する。実施の形態１と共通する部分については、説明を省略する。

【0134】

図１７は、実施の形態４の情報処理装置２１０の構成を説明する説明図である。情報処理装置２１０は、制御部２１１、主記憶装置２１２、補助記憶装置２１３、通信部２１４、表示部２１５、入力部２１６およびバスを備える。

【0135】

制御部２１１は、本実施の形態のプログラムを実行する演算制御装置である。制御部２０１には、一または複数のＣＰＵ、ＧＰＵ、ＴＰＵ（Tensor Processing Unit）またはマルチコアＣＰＵ等が使用される。制御部２１１は、バスを介して情報処理装置２１０を構成するハードウェア各部と接続されている。

【0136】

主記憶装置２１２は、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、フラッシュメモリ等の記憶装置である。主記憶装置２１２には、制御部２１１が行なう処理の途中で必要な情報および制御部２１１で実行中のプログラムが一時的に保存される。

【0137】

補助記憶装置２１３は、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ハードディスクまたは磁気テープ等の記憶装置である。補助記憶装置２１３には、訓練ＤＢ４２、制御部２１１に実行させるプログラム、およびプログラムの実行に必要な各種データが保存される。通信部２１４は、情報処理装置２１０とネットワークとの間の通信を行なうインターフェースである。

【0138】

表示部２１５は、たとえば液晶表示パネルまたは有機ＥＬパネル等である。入力部２１６は、たとえばキーボードまたはマウス等である。表示部２１５と入力部２１６とは、積層されてタッチパネルを構成していてもよい。

【0139】

情報処理装置２１０は、汎用のパソコン、タブレット、大型計算機、大型計算機上で動作する仮想マシン、または、量子コンピュータである。情報処理装置２１０は、分散処理を行なう複数のパソコン、または大型計算機等のハードウェアにより構成されても良い。情報処理装置２１０は、クラウドコンピューティングシステムにより構成されても良い。情報処理装置２１０は、連携して動作する複数のパソコン、または大型計算機等のハードウェアにより構成されてもよい。

【0140】

図１８は、訓練ＤＢ４２のレコードレイアウトを説明する説明図である。訓練ＤＢ４２は、画像フィールドと、カテーテル情報フィールドとを有する。カテーテル情報フィールドは、型番フィールドと、タイプフィールドとを有する。

【0141】

画像フィールドには、図８を使用して説明したバルーン領域５２２に対応する画像が記録されている。型番フィールドには、バルーン領域５２２に描出されているバルーンカテーテル３３の型番が記録されている。タイプフィールドには、バルーン領域５２２に描出されているバルーンカテーテル３３のタイプが記録されている。訓練ＤＢ４２は、一つの画像について、一つのレコードを有する。訓練ＤＢ４２は、機械学習によるカテーテルモデル４６の訓練に使用される。

【0142】

図１９は、カテーテルモデル４６を生成するプログラムの処理の流れを説明する説明図である。図１９のプログラムの実行に先立ち、たとえば物体識別を実現するＣＮＮ構造等の未学習のモデルが準備されている。

【0143】

制御部２１１は、訓練ＤＢ４２から訓練レコードを取得する（ステップＳ６０１）。制御部２１１は、取得した訓練レコードに含まれる画像を、訓練中のカテーテルモデル４６に入力し、出力されるカテーテル情報を取得する（ステップＳ６０２）。以下の説明では、訓練中のカテーテルモデル４６から出力されるデータを、訓練中出力データと記載する。

【0144】

制御部２１１は、ステップＳ６０１で取得した訓練レコードに含まれるカテーテル情報と、訓練中出力データとの差異が小さくなるように、誤差逆伝播法等の手法を用いてカテーテルモデル４６のパラメータを調整する（ステップＳ６０３）。

【0145】

制御部２１１は、パラメータの調整を終了するか否かを判定する（ステップＳ６０４）。たとえば、ハイパーパラメータで規定された所定の回数の学習を繰り返した場合に、制御部２１１は処理を終了すると判定する。制御部２１１は、訓練ＤＢ４２からテストデータを取得して訓練中のカテーテルモデル４６に入力し、所定の精度の出力が得られた場合に処理を終了すると判定してもよい。

【0146】

処理を終了しないと判定した場合（ステップＳ６０４でＮＯ）、制御部２１１はステップＳ６０１に戻る。処理を終了すると判定した場合（ステップＳ６０４でＹＥＳ）、制御部２１１は調整したパラメータを補助記憶装置２１３に記録する（ステップＳ６０５）。その後、制御部２１１は処理を終了する。以上により、カテーテルモデル４６の学習が完了する。

【0147】

本実施の形態によると、機械学習によりカテーテルモデル４６を生成できる。生成したカテーテルモデル４６は、所定の性能試験等を行なった後に、ネットワークを介して各地の情報処理装置２００に配信されて、使用される。

【0148】

［実施の形態５］
本実施の形態は、ＰＯＴを十分に行なえたか否かを通知するステント留置支援システム１０に関する実施の形態１と共通する部分については、説明を省略する。

【0149】

図２０は、ＰＯＴを行なう範囲を説明する説明図である。図２０は、ステントが描出された血管造影画像５１の例を示す。図２０においては、ガイドワイヤおよびステント拡張用のバルーンの図示を省略する。

【0150】

ステント３２のうち、基準位置５５よりも中枢側の長さＬＥが、ＰＯＴを行なう範囲である。均一部３３２の長さＬがＬＥを超えるバルーン３３５を使用する場合には、１回のＰＯＴでステントを血管内壁と適切に密着させられる。しかしながら、均一部３３２の長さＬがＬＥよりも短いバルーン３３５を使用する場合、１回のＰＯＴではたとえば図２に例示するようにステント３２の中枢側の部分が血管内壁に密着しない。

【0151】

そのため、前述のように医師は、バルーン３３５を収縮させて、中枢側に移動させた後に拡張する処理を繰り返すことにより、分岐部から中枢側の端部までのステント３２を適切な状態に拡張させる。本実施の形態は、必要な範囲に対するＰＯＴが完了したかどうかを判定して通知することにより、医師の手技を支援するステント留置支援システム１０に関する。

【0152】

図２１は、実施の形態５のプログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。図２１のプログラムは、医師がバルーン３３５を拡張した後に起動するプログラムである。なお、図２１に示すプログラムは、図１０を使用して説明したプログラムから最新の基準位置および最新の血管造影画像５１を取得して動作する。

【0153】

制御部２０１は、たとえばバルーン３３５拡張用のポンプが動作した場合、またはリアルタイム血管画像５２の画像解析によりステント３２が拡張されたことを検出した場合に、図２１に示すプログラムを起動する。

【0154】

制御部２０１は、血管撮影装置１５からリアルタイム血管画像５２を取得する（ステップＳ５５１）。制御部２０１は、リアルタイム血管画像５２からステント３２を抽出する（ステップＳ５５２）。ステント３２の抽出は、たとえばパターンマッチングにより行なえる。

【0155】

制御部２０１は抽出したステント３２と、最新の血管造影画像５１の対応する部分とに基づいて、ステント３２のＰＯＴが完了したか否かを判定する（ステップＳ５５３）。具体的には、制御部２０１は図２０を使用して説明した長さＬＥの全長にわたって、ステント３２が血管内壁に密着している場合に、ＰＯＴが完了したと判定する。

【0156】

ＰＯＴが完了していないと判定した場合（ステップＳ５５３でＮＯ）、制御部２０１は、たとえば図１３を使用して説明した画面の判定結果欄６２に、「拡張が不十分な部分があります」等の通知を出力する（ステップＳ５５４）。通知は、音声により出力されてもよい。制御部２０１は、ステント３２が血管内壁に密着していないと判定した部分を示すマーカを、リアルタイム血管画像５２に重畳表示してもよい。その後、制御部２０１はステップＳ５５１に戻る。

【0157】

ＰＯＴが完了したと判定した場合（ステップＳ５５３でＹＥＳ）、制御部２０１は、たとえば図１３を使用して説明した画面の判定結果欄６２に、「ＰＯＴ完了」等の通知を出力する（ステップＳ５５５）。通知は、音声により出力されてもよい。その後、制御部２０１は処理を終了する。

【0158】

本実施の形態によると、必要な範囲に対するＰＯＴが完了したかどうかを判定して通知することにより、医師の手技を支援するステント留置支援システム１０を提供できる。

【0159】

［実施の形態６］
本実施の形態は、２回目以降のバルーン３３５の拡張についても、予定位置指標５８を表示するステント留置支援システム１０に関する。実施の形態５と共通する部分については、説明を省略する。

【0160】

図２２は、実施の形態６のプログラムの処理の流れを説明するフローチャートである。ステップＳ５５３までの処理は、図２１を使用して説明した実施の形態５のプログラムの処理の流れと同一であるため、説明を省略する。

【0161】

ＰＯＴが完了していないと判定した場合（ステップＳ５５３でＮＯ）、制御部２０１は追加でステント３２を拡張する範囲を特定する（ステップＳ５６１）。たとえば、制御部２０１はステント３２が血管内壁に密着していない範囲、すなわち要拡張範囲の長さが、均一部３３２よりも短い場合、制御部２０１は要拡張範囲を覆うように追加でステント３２を拡張する範囲を定める。たとえば、要拡張範囲の長さが、均一部３３２よりも短い場合、基準位置５５に近い場所であり、基準位置５５よりも末梢側は拡張しないように追加でステント３２を拡張する範囲を定める。

【0162】

制御部２０１は、ステップＳ５５６で特定した範囲と、図１０を使用して説明したプログラムで判定したバルーンカテーテル３３のタイプとに基づいて、マーカ３３１を配置する予定位置を算出する（ステップＳ５６２）。なお、基準位置５５から離れた場所であれば、追加拡張する範囲については高い精度は要求されないため、制御部２０１は図３を使用して説明したタイプＸからタイプＺの任意のバルーンカテーテル３３に対応する予定位置を算出してもよい。

【0163】

制御部２０１は、たとえば図１３を使用して説明した画面の予定位置指標５８を、ステップＳ５６２で算出した位置に移動させて表示する（ステップＳ５６３）。制御部２０１はマーカ位置判定のサブルーチンを起動する（ステップＳ５６４）。マーカ位置判定のサブルーチンは、マーカ予定位置と、リアルタイム血管画像５２に描出された実際のマーカ３３１の位置との関係を判定するサブルーチンである。マーカ位置判定のサブルーチンの処理の流れは、図１２を使用して説明したサブルーチンと同一である。

【0164】

制御部２０１は、バルーンカテーテル３３の拡張が行なわれたか否かを判定する（ステップＳ５６５）。具体的には、制御部２０１は、たとえばバルーン３３５拡張用のポンプが動作した場合に、バルーンカテーテル３３の拡張が行なわれたと判定する。拡張が行なわれたと判定した場合（ステップＳ５６５でＹＥＳ）、制御部２０１は、ステップＳ５５１に戻る。

【0165】

拡張が行なわれていないと判定した場合（ステップＳ５６５でＮＯ）、制御部２０１は、血管撮影装置１５からリアルタイム血管画像５２を取得する（ステップＳ５６６）。制御部２０１はステップＳ５６４に戻る。

【0166】

ＰＯＴが完了したと判定した場合（ステップＳ５５３でＹＥＳ）、制御部２０１は、たとえば図１３を使用して説明した画面の判定結果欄６２に、「ＰＯＴ完了」等の通知を出力する（ステップＳ５５５）。その後、制御部２０１は処理を終了する。

【0167】

本実施の形態によると、２回目以降のバルーン３３５の拡張についても、予定位置指標５８を表示するステント留置支援システム１０を提供できる。

【0168】

［実施の形態７］
図２３は、実施の形態７のステント留置支援システム１０の構成を説明する説明図である。本実施の形態は、汎用のコンピュータ９０と、プログラム９７とを組み合わせて動作させることにより、本実施の形態のステント留置支援システム１０を実現する形態に関する。実施の形態１と共通する部分については、説明を省略する。

【0169】

本実施の形態のステント留置支援システム１０は、コンピュータ９０と血管撮影装置１５とを含む。コンピュータ９０は、制御部２０１、主記憶装置２０２、補助記憶装置２０３、通信部２０４、表示部２０５、入力部２０６、読取部２０９およびバスを備える。

【0170】

プログラム９７は、可搬型記録媒体９６に記録されている。制御部２０１は、読取部２０９を介してプログラム９７を読み込み、補助記憶装置２０３に保存する。また制御部２０１は、コンピュータ９０内に実装されたフラッシュメモリ等の半導体メモリ９８に記憶されたプログラム９７を読出してもよい。さらに、制御部２０１は、通信部２０４および図示しないネットワークを介して接続される図示しない他のサーバコンピュータからプログラム９７をダウンロードして補助記憶装置２０３に保存してもよい。

【0171】

プログラム９７は、コンピュータ９０の制御プログラムとしてインストールされ、主記憶装置２０２にロードして実行される。これにより、コンピュータ９０は上述した情報処理装置２００として機能する。プログラム９７は、プログラム製品の例示である。

【0172】

コンピュータ９０は、汎用のパソコン、タブレット、スマートフォン、大型計算機、大型計算機上で動作する仮想マシン、クラウドコンピューティングシステム、または、量子コンピュータである。コンピュータ９０は、分散処理を行なう複数のパソコン等であってもよい。

【0173】

各実施例で記載されている技術的特徴（構成要件）はお互いに組合せ可能であり、組み合わせすることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものでは無いと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味では無く、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0174】

１０ ステント留置支援システム
１５ 血管撮影装置
２００ 情報処理装置
２０１ 制御部
２０２ 主記憶装置
２０３ 補助記憶装置
２０４ 通信部
２０５ 表示部
２０６ 入力部
２０９ 読取部
２１０ 情報処理装置
２１１ 制御部
２１２ 主記憶装置
２１３ 補助記憶装置
２１４ 通信部
２１５ 表示部
２１６ 入力部
３１ ガイドワイヤ
３２ ステント
３３ バルーンカテーテル
３３１ マーカ
３３２ 均一部
３３５ バルーン
３３６ バルーンシャフト
４１ バルーンＤＢ
４２ 訓練ＤＢ
４５ 基準位置モデル
４６ カテーテルモデル
５１ 血管造影画像（血管画像）
５１１ 関心領域
５２ リアルタイム血管画像（血管画像）
５２２ バルーン領域
５５ 基準点（基準位置）
５６ 基準線（基準位置）
５８ 予定位置指標
６１ バルーンカテーテル情報欄
６２ 判定結果欄
６５７ 中止ボタン
６５８ 完了ボタン
９０ コンピュータ
９６ 可搬型記録媒体
９７ プログラム
９８ 半導体メモリ

【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】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】