特開 2024-127242 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】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024127242

(43)【公開日】2024-09-20

(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 6/50 20240101AFI20240912BHJP

   A61B 6/00 20240101ALI20240912BHJP

   A61B 5/055 20060101ALI20240912BHJP

【ＦＩ】

A61B6/00 331A

A61B6/00 350S

A61B5/055 383

A61B6/00 360Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023036257

(22)【出願日】2023-03-09

(71)【出願人】

【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】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山地 瑠弥子

(72)【発明者】

【氏名】岡田 淳

(72)【発明者】

【氏名】小池 由貴

(72)【発明者】

【氏名】江刺 智

(72)【発明者】

【氏名】池野 敏行

(72)【発明者】

【氏名】飯島 吉昭

(72)【発明者】

【氏名】室井 稔雄

(72)【発明者】

【氏名】小倉 伸夫

(72)【発明者】

【氏名】大賀 信浩

(72)【発明者】

【氏名】郡司 正則

【テーマコード（参考）】

4C093

4C096

【Ｆターム（参考）】

4C093AA01

4C093AA24

4C093AA25

4C093EA02

4C093EB12

4C093EB13

4C093EE20

4C093FA44

4C093FF19

4C093FF21

4C093FF24

4C093FF34

4C096AA11

4C096AA18

4C096AD14

4C096AD19

4C096AD24

4C096DC21

4C096DC22

4C096DC33

4C096FC14

(57)【要約】

【課題】Ｘ線診断装置で表示する血管造影画像に対して、合併のリスクを評価し、治療の継続や投薬を即時判断するための情報を提供すること。
【解決手段】実施形態に係る医用画像処理装置は、取得部、生成部、リスク評価部及び表示制御部を備える。取得部は、第１の時相において時系列に収集された第１の血管造影画像群と、前記第１の時相より後の第２の時相において時系列に収集された第２の血管造影画像群と、を含む血管造影画像群を取得する。生成部は、前記第１の血管造影画像群を用いて第１の特徴量を生成し、前記第２の血管造影画像群を用いて第２の特徴量を生成する。リスク評価部は、前記第１の特徴量と前記第２の特徴量との差分に基づいて、異なる時相間の血流変化に起因するリスクを評価する。表示制御部は、前記第２の時相に対応する第３の画像と前記リスクに関する情報とから生成された第４の画像をディスプレイに表示させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の時相において時系列に収集された第１の血管造影画像群と、前記第１の時相より後の第２の時相において時系列に収集された第２の血管造影画像群と、を含む血管造影画像群を取得する取得部と、
前記第１の血管造影画像群を用いて第１の特徴量を生成し、前記第２の血管造影画像群を用いて第２の特徴量を生成する生成部と、
前記第１の特徴量と前記第２の特徴量との差分に基づいて、異なる時相間の血流変化に起因するリスクを評価するリスク評価部と、
前記第２の時相に対応する第３の画像と前記リスクに関する情報とから生成された第４の画像をディスプレイに表示させる表示制御部と、
を備える、医用画像処理装置。

【請求項2】

前記第１の特徴量及び前記第２の特徴量は、前記血管造影画像群における一定期間内に変化した有効画素値に基づいて生成される、
請求項１に記載の医用画像処理装置。

【請求項3】

前記第１の特徴量及び前記第２の特徴量は、少なくとも、血流の速度、血管の奥行き、前記血流の繋がり及び前記血流の向きを含む、
請求項２に記載の医用画像処理装置。

【請求項4】

前記第１の時相は、血流改善に関する手技の前の時相又は血管を塞栓する手技の前の時相であり、
前記第２の時相は、前記血流改善に関する手技の後の時相又は前記血管を塞栓する手技の後の時相である、
請求項１に記載の医用画像処理装置。

【請求項5】

前記生成部は、前記第２の血管造影画像群のうち、予め定められた時系列毎に、複数の短期間血管造影画像を生成し、前記複数の短期間血管造影画像を時系列に繋げ、前記時系列に繋げた短期間血管造影画像と、非造影画像の差分処理を行うことにより、前記第３の画像を生成する、
請求項１に記載の医用画像処理装置。

【請求項6】

治療位置の座標と前記第４の画像上での近傍にある前記第２の特徴量に対して、前記治療位置との距離の近さを示す関連情報を付与する付与部と、をさらに備える、
請求項１から５のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。

【請求項7】

前記血管造影画像群は、Ｘ線画像である、
請求項６に記載の医用画像処理装置。

【請求項8】

前記血管造影画像群は、ＭＲＩ画像である、
請求項６に記載の医用画像処理装置。

【請求項9】

Ｘ線を照射するＸ線管と、
前記Ｘ線管により照射されたＸ線を検出するＸ線検出器と、
第１の時相において時系列に収集された第１の血管造影画像群と、前記第１の時相より後の第２の時相において時系列に収集された第２の血管造影画像群と、を含む血管造影画像群を取得する取得部と、
前記第１の血管造影画像群を用いて第１の特徴量を生成し、前記第２の血管造影画像群を用いて第２の特徴量を生成する生成部と、
前記第１の特徴量と前記第２の特徴量との差分に基づいて、異なる時相間の血流変化に起因するリスクを評価するリスク評価部と、
前記第２の時相に対応する第３の画像と前記リスクに関する情報とから生成された第４の画像をディスプレイに表示させる表示制御部と、
を備える、Ｘ線診断装置。

【請求項10】

第１の時相において時系列に収集された第１の血管造影画像群と、前記第１の時相より後の第２の時相において時系列に収集された第２の血管造影画像群と、を含む血管造影画像群を取得し、
前記第１の血管造影画像群を用いて第１の特徴量を生成し、前記第２の血管造影画像群を用いて第２の特徴量を生成し、
前記第１の特徴量と前記第２の特徴量との差分に基づいて、異なる時相間の血流変化に起因するリスクを評価し、
前記第２の時相に対応する第３の画像と前記リスクに関する情報とから生成された第４の画像をディスプレイに表示させる、
処理をコンピュータに実行させるための医用画像処理プログラム。

【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、閉塞した血管治療（一例として、頸動脈ステント留置術（Ｃａｒｏｔｉｄ Ａｒｔｅｒｙ Ｓｔｅｎｔｉｎｇ：ＣＡＳ）等）において、治療デバイス（一例して、バルーンやステント等）を血管内に留置して、再灌流を実現するが、機械的拡張の直後又は予後観察時にＳｌｏｗ Ｆｌｏｗといった血流の低下（合併）を認めることがある。例えば、血流の低下の原因の１つとして、細かい破片や血栓がフィルタをすり抜けたり、治療後に新たに形成されたりすることによると考えられている。

【0003】

手技において、治療デバイスによるプラークの吸引や血栓回収フィルタを用いた予防が行われており有効であることが確認されているが、完全に予防することは難しい。血栓の移動による血流は、動脈瘤のコイル塞栓術においても認められており、多くの血管治療でのリスクとなっている。また、頸動脈の再灌流手術の合併症として、血液が流れ過ぎるようになった結果、過灌流症候群となる可能性もあり、術後早期にその予兆を検出することも重要となる。

【0004】

従来技術としては、治療手技前後（又は手技中）に造影した血管造影画像データや、血流の時間変化を見易くするために、例えば、パラメトリックイメージング（Ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ Ｉｍａｇｉｎｇ）を用いることで、医師が目視で治療箇所の血流回復や新たな血管の閉塞を確認可能である。

【0005】

しかしながら、複数の血管造影画像データを並べて表示し、目視で比較する方法では、末梢血管の変化やＳｌｏｗ Ｆｌｏｗの発見、治療後の予測は難しい。また、治療箇所から遠い血流の変化を見つけることは肉眼では難しく、治療や予後治療計画の取りこぼしのリスクとなる可能性がある。

【0006】

また、従来技術では、治療後に造影した血管像から血流が回復したことや閉塞個所を確認することは可能であるが、再灌流障害が起きうる個所や注視していない個所の変化を目視で発見することは困難な場合がある。また、治療が拡大視野で行われた場合の拡大視野外の末梢血管で起きた異常に気付きにくく、治療の影響による変化かどうかの判断が困難な場合がある。したがって、経過観察（Ｆｏｌｌｏｗ Ｕｐ）までの期間で合併が起こった場合の発見が遅くなり、場合によっては再治療を行わなければならなくなる問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【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】

【0008】

本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、Ｘ線診断装置で表示する血管造影画像に対して、合併のリスクを評価し、治療の継続や投薬を即時判断するための情報を提供することである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。

【課題を解決するための手段】

【0009】

実施形態に係る医用画像処理装置は、取得部、生成部、リスク評価部及び表示制御部を備える。取得部は、第１の時相において時系列に収集された第１の血管造影画像群と、前記第１の時相より後の第２の時相において時系列に収集された第２の血管造影画像群と、を含む血管造影画像群を取得する。生成部は、前記第１の血管造影画像群を用いて第１の特徴量を生成し、前記第２の血管造影画像群を用いて第２の特徴量を生成する。リスク評価部は、前記第１の特徴量と前記第２の特徴量との差分に基づいて、異なる時相間の血流変化に起因するリスクを評価する。表示制御部は、前記第２の時相に対応する第３の画像と前記リスクに関する情報とから生成された第４の画像をディスプレイに表示させる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、第１の実施形態に係る医用情報処理システムの構成の一例を示すブロック図である。

【図2】図２は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図3】図３は、第１の実施形態に係る画像処理の一例を示す図である。

【図4】図４は、第１の実施形態に係る画像処理の一例を示す図である。

【図5】図５は、第１の実施形態に係る画像処理の一例を示す図である。

【図6】図６は、第１の実施形態に係る血流の速度及び血流量を説明するための模式図である。

【図7】図７は、第１の実施形態に係る血管の奥行きを説明するための模式図である。

【図8】図８は、第１の実施形態に係る短期間血管造影画像の開始座標及び終了座標を説明するための模式図である。

【図9】図９は、第１の実施形態に係る画像処理の一例を示す図である。

【図10】図１０は、第１の実施形態に係る画像処理の一例を示す図である。

【図11】図１１は、第１の実施形態に係る画像処理の一例を示す図である。

【図12】図１２は、第１の実施形態に係る画像処理の一例を示す図である。

【図13】図１３は、第１の実施形態に係る画像処理の一例を示す図である。

【図14】図１４は、第１の実施形態に係る医用画像処理装置の処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。

【図15】図１５は、第１の実施形態に係る医用画像処理装置の処理の一連の流れ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の実施形態に係る医用画像処理装置の処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。

【図17】図１７は、第１の実施形態に係る医用画像処理装置の処理の一連の流れ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】

【0011】

以下、図面を参照して、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の実施形態について詳細に説明する。

【0012】

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態について説明する。第１の実施形態では、医用画像処理装置及びＸ線診断装置を含んだ医用情報処理システムを一例として説明する。

【0013】

図１に示すように、第１の実施形態に係る医用情報処理システム１は、Ｘ線診断装置１０、画像保管装置２０及び医用画像処理装置３０を備える。図１は、第１の実施形態に係る医用情報処理システム１の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、Ｘ線診断装置１０、画像保管装置２０及び医用画像処理装置３０は、ネットワークを介して相互に接続される。

【0014】

Ｘ線診断装置１０は、被検体ＰからＸ線画像を収集する。なお、データとして処理されるＸ線画像については、Ｘ線画像データとも記載する。例えば、Ｘ線診断装置１０は、被検体Ｐから時系列の複数のＸ線画像データを収集し、収集した複数のＸ線画像データを画像保管装置２０及び医用画像処理装置３０に送信する。なお、Ｘ線診断装置１０の構成については後述する。

【0015】

画像保管装置２０は、Ｘ線診断装置１０によって収集された複数のＸ線画像データを保管する。例えば、画像保管装置２０は、サーバ装置等のコンピュータ機器によって実現される。本実施形態では、画像保管装置２０は、ネットワークを介してＸ線診断装置１０から複数のＸ線画像データを取得し、取得した複数のＸ線画像データを、装置内又は装置外に設けられたメモリに記憶させる。

【0016】

医用画像処理装置３０は、ネットワークを介して時系列の複数のＸ線画像データを取得し、取得した複数のＸ線画像データを用いて種々の処理を実行する。例えば、医用画像処理装置３０は、ワークステーション等のコンピュータ機器によって実現される。本実施形態では、医用画像処理装置３０は、Ｘ線診断装置１０によって収集された時系列の複数のＸ線画像データを取得する。また、医用画像処理装置３０は、取得した複数のＸ線画像データについて画像処理を行う。なお、医用画像処理装置３０による画像処理については後述する。

【0017】

図１に示すように、医用画像処理装置３０は、入力インターフェース３１、ディスプレイ３２、メモリ３３及び処理回路３４を有する。

【0018】

入力インターフェース３１は、各種指示や各種設定等を行うためのトラックボール、スイッチ、ボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、音声入力回路等によって実現される。入力インターフェース３１は、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換し処理回路３４へと出力する。

【0019】

なお、入力インターフェース３１は、マウスやキーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、医用画像処理装置３０とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路３４へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェース３１の例に含まれる。

【0020】

ディスプレイ３２は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ３２は、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）や、各種の画像データを表示する。例えば、ディスプレイ３２は、液晶ディスプレイである。

【0021】

メモリ３３は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。例えば、メモリ３３は、Ｘ線診断装置１０から取得した時系列の複数のＸ線画像データを記憶する。また、例えば、メモリ３３は、医用画像処理装置３０に含まれる各回路がその機能を実現するためのプログラムを記憶する。

【0022】

処理回路３４は、取得機能３４１、設定機能３４２、生成機能３４３、付与機能３４４、リスク評価機能３４５及び表示制御機能３４６を実行することで、医用画像処理装置３０全体の動作を制御する。

【0023】

図１に示す医用画像処理装置３０においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ３３へ記憶されている。処理回路３４は、メモリ３３からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路３４は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。

【0024】

なお、図１においては単一の処理回路３４にて、取得機能３４１、設定機能３４２、生成機能３４３、付与機能３４４、リスク評価機能３４５及び表示制御機能３４６が実現するものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路３４を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。

【0025】

次に、時系列の複数のＸ線画像データを収集するＸ線診断装置１０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Ｘ線診断装置１０の構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、Ｘ線診断装置１０は、Ｘ線高電圧装置１０１、Ｘ線管１０２、コリメータ１０３、フィルタ１０４、天板１０５、Ｃアーム１０６、Ｘ線検出器１０７、制御装置１０８、メモリ１０９、ディスプレイ１１０、入力インターフェース１１１及び処理回路１１２を備える。

【0026】

Ｘ線高電圧装置１０１は、処理回路１１２による制御の下、Ｘ線管１０２に高電圧を供給する。例えば、Ｘ線高電圧装置１０１は、変圧器（トランス）及び整流器等の電気回路を有し、Ｘ線管１０２に印加する高電圧を発生する高電圧発生装置と、Ｘ線管１０２が照射するＸ線に応じた出力電圧の制御を行うＸ線制御装置とを有する。なお、高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であってもよい。

【0027】

Ｘ線管１０２は、熱電子を発生する陰極（フィラメント）と、熱電子の衝突を受けてＸ線を発生する陽極（ターゲット）とを有する真空管である。Ｘ線管１０２は、Ｘ線高電圧装置１０１から供給される高電圧を用いて、陰極から陽極に向けて熱電子を照射することにより、Ｘ線を発生する。

【0028】

コリメータ（Ｘ線絞り装置ともいう）１０３は、例えば、スライド可能な４枚の絞り羽根を有する。コリメータ１０３は、絞り羽根をスライドさせることで、Ｘ線管１０２が発生したＸ線を絞り込んで被検体Ｐに照射させる。ここで、絞り羽根は、鉛等で構成された板状部材であり、Ｘ線の照射範囲を調整するためにＸ線管１０２のＸ線照射口付近に設けられる。

【0029】

フィルタ１０４は、被検体Ｐに対する被曝線量の低減とＸ線画像データの画質向上を目的として、その材質や厚みによって透過するＸ線の線質を変化させ、被検体Ｐに吸収されやすい軟線成分を低減したり、Ｘ線画像データのコントラスト低下を招く高エネルギー成分を低減したりする。また、フィルタ１０４は、その材質や厚み、位置等によってＸ線の線量及び照射範囲を変化させ、Ｘ線管１０２から被検体Ｐへ照射されるＸ線が予め定められた分布になるようにＸ線を減衰させる。

【0030】

天板１０５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。なお、被検体Ｐは、Ｘ線診断装置１０に含まれない。

【0031】

Ｃアーム１０６は、Ｘ線管１０２、コリメータ１０３及びフィルタ１０４と、Ｘ線検出器１０７とを、被検体Ｐを挟んで対向するように保持する。なお、図２では、Ｘ線診断装置１０がシングルプレーンの場合を例に挙げて説明しているが、実施形態はこれに限定されるものではなく、バイプレーンの場合であってもよい。

【0032】

Ｘ線検出器１０７は、例えば、マトリクス状に配列された検出素子を有するＸ線平面検出器（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ：ＦＰＤ）である。Ｘ線検出器１０７は、Ｘ線管１０２から照射されて被検体Ｐを透過したＸ線を検出して、検出したＸ線量に対応した検出信号を処理回路１１２へと出力する。なお、Ｘ線検出器１０７は、グリッド、シンチレータアレイ及び光センサアレイを有する間接変換型の検出器であってもよいし、入射したＸ線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であっても構わない。

【0033】

制御装置１０８は、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構及び駆動機構を制御する回路を含む。制御装置１０８は、処理回路１１２による制御の下、コリメータ１０３やフィルタ１０４、天板１０５、Ｃアーム１０６等の動作を制御する。例えば、制御装置１０８は、コリメータ１０３の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。

【0034】

また、制御装置１０８は、フィルタ１０４の位置を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の線量の分布を制御する。また、例えば、制御装置１０８は、Ｃアーム１０６を回転・移動させたり、天板１０５を移動させたりする。

【0035】

メモリ１０９は、例えば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。メモリ１０９は、例えば、処理回路１１２によって収集されたＸ線画像データを受け付けて記憶する。また、メモリ１０９は、処理回路１１２によって読み出されて実行される各種機能に対応するプログラムを記憶する。

【0036】

ディスプレイ１１０は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ１１０は、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩや、各種のＸ線画像を表示する。例えば、ディスプレイ１１０は、液晶ディスプレイやＣＲＴディスプレイである。

【0037】

入力インターフェース１１１は、各種指示や各種設定等を行うためのトラックボール、スイッチ、ボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、音声入力回路等によって実現される。入力インターフェース１１１は、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換し処理回路１１２へと出力する。

【0038】

なお、入力インターフェース１１１は、マウスやキーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、Ｘ線診断装置１０とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路１１２へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェース１１１の例に含まれる。

【0039】

処理回路１１２は、制御機能１１３、収集機能１１４及び表示制御機能１１５を実行することで、Ｘ線診断装置１０全体の動作を制御する。例えば、処理回路１１２は、メモリ１０９から制御機能１１３に相当するプログラムを読み出して実行することにより、入力インターフェース１１１を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、処理回路１１２の各種機能を制御する。

【0040】

また、処理回路１１２は、メモリ１０９から収集機能１１４に相当するプログラムを読み出して実行することにより、Ｘ線画像データを収集する。例えば、収集機能１１４は、Ｘ線高電圧装置１０１を制御し、Ｘ線管１０２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線量やオン／オフを制御する。また、収集機能１１４は、制御装置１０８を制御し、コリメータ１０３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。

【0041】

さらに、収集機能１１４は、制御装置１０８を制御し、フィルタ１０４の位置を調整することで、Ｘ線の線量の分布を制御する。収集機能１１４は、制御装置１０８を制御し、Ｃアーム１０６の回転及び移動、天板１０５の移動等を制御する。また、収集機能１１２ｂは、Ｘ線検出器１０７から受信した検出信号に基づいてＸ線画像データを生成し、生成したＸ線画像データをメモリ１０９に格納する。

【0042】

ここで、収集機能１１４は、メモリ１０９が記憶するＸ線画像データに対して各種画像処理を行う場合であってもよい。例えば、収集機能１１４は、Ｘ線画像データに対して、画像処理フィルタによるノイズ低減処理や、散乱線補正を実行する。

【0043】

また、処理回路１１２は、メモリ１０９から表示制御機能１１５に相当するプログラムを読み出して実行することにより、ディスプレイ１１０において、収集機能１１４によって収集されたＸ線画像データを表示する。また、表示制御機能１１５は、ディスプレイ１１０において、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩを表示する。

【0044】

図２に示すＸ線診断装置１０においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ１０９へ記憶されている。処理回路１１２は、メモリ１０９からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路１１２は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。

【0045】

なお、図２においては単一の処理回路１１２にて、制御機能１１３、収集機能１１４及び表示制御機能１１５が実現するものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路１１２を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。

【0046】

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、あるいは、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Ｓｉｍｐｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。

【0047】

プロセッサはメモリ３３又はメモリ１０９に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサ毎に単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。また、図１及び図２においては、単一のメモリ３３又はメモリ１０９が各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明した。しかしながら、複数のメモリ３３を分散して配置し、処理回路３４は、個別のメモリ３３から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。

【0048】

同様に、複数のメモリ１０９を分散して配置し、処理回路１１２は、個別のメモリ１０９から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。また、メモリ３３及びメモリ１０９にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。

【0049】

以上、医用画像処理装置３０及びＸ線診断装置１０を含んだ医用情報処理システム１について説明した。係る構成の下、医用情報処理システム１における医用画像処理装置３０は、以下、詳細に説明する処理回路３４による処理によって、Ｘ線画像の視認性を向上させる。以下、第１の実施形態に係る医用画像処理装置３０が行う処理について詳細に説明する。

【0050】

まず、設定機能３４２は、画像処理の単位となる時系列の数を設定する。設定機能３４２は、設定部の一例である。具体的には、設定機能３４２は、画像処理の単位となるフレーム数（短期間血管造影画像の期間）を設定する。例えば、設定機能３４２は、入力インターフェース３１を介して、フレーム数の入力操作を受け付けることにより、フレーム数を設定する。以下では一例として、画像処理の単位となるフレーム数として「５フレーム」が設定された場合について説明する。なお、設定機能３４２は、フレーム数を設定する以外にも、予め定められた時間を設定しても良い。

【0051】

次に、Ｘ線診断装置１０における収集機能１１４は、時系列の複数のＸ線画像データを収集する。例えば、収集機能１１４は、まず、Ｘ線管１０２から被検体Ｐに対してパルス状のＸ線を照射させる。この際、Ｘ線検出器１０７は、被検体Ｐの心臓を透過したＸ線を検出して、検出したＸ線量に対応した検出信号を処理回路１１２に出力する。

【0052】

次に、収集機能１１４は、Ｘ線検出器１０７から受信した検出信号に基づいてＸ線画像データを生成し、生成したＸ線画像データを医用画像処理装置３０に出力する。さらに、収集機能１１４は、パルス状のＸ線を照射する度にＸ線画像データを生成し、生成したＸ線画像データを医用画像処理装置３０に順次出力する。

【0053】

次に、取得機能３４１は、異なる時相間で収集された時系列の複数のＸ線画像データを取得する。取得機能３４１は、取得部の一例である。ここで、異なる時相間は、血流改善に関する手技の前の時相と後の時相、又は血管を塞栓する手技の前の時相と後の時相である。また、取得機能３４１は、治療後のＸ線画像データを取得する。例えば、取得機能３４１は、収集機能１１４によって収集されたＸ線画像データを順次取得し、メモリ３３に記憶させる。

【0054】

また、取得機能３４１は、第１の時相において時系列に収集された第１の血管造影画像群と、第１の時相より後の第２の時相において時系列に収集された第２の血管造影画像群と、を含む血管造影画像群を取得する。例えば、取得機能３４１は、収集機能１１４によって収集された血管造影画像群をメモリ３３に記憶させる。

【0055】

第１の血管造影画像群は、血流改善に関する手技の前の時相又は血管を塞栓する手技の前の時相において、時系列に収集された血管造影画像群である。第２の血管造影画像群は、血流改善に関する手技の後の時相又は血管を塞栓する手技の後の時相において、時系列に収集された血管造影画像群である。第１の血管造影画像群と、第２の血管造影画像群と、を含む血管造影画像群は、生成機能３４３により生成される。血管造影画像群は、Ｘ線画像である。

【0056】

例えば、収集機能１１４によって図３に示すＸ線画像データＩ２１が収集されると、取得機能３４１は、Ｘ線画像データＩ２１を取得してメモリ３３に記憶させる。次に、収集機能１１４によってＸ線画像データＩ２２が収集されると、取得機能３４１は、Ｘ線画像データＩ２２を取得してメモリ３３に記憶させる。

【0057】

次に、収集機能１１４によってＸ線画像データＩ２３が収集されると、取得機能３４１は、Ｘ線画像データＩ２３を取得してメモリ３３に記憶させる。次に、収集機能１１４によってＸ線画像データＩ２４が収集されると、取得機能３４１は、Ｘ線画像データＩ２４を取得してメモリ３３に記憶させる。次に、収集機能１１４によってＸ線画像データＩ２５が収集されると、取得機能３４１は、Ｘ線画像データＩ２５を取得してメモリ３３に記憶させる。なお、図３は、第１の実施形態に係る画像処理の一例を示す図である。

【0058】

図３において、Ｘ線画像データＩ２１、Ｘ線画像データＩ２２、Ｘ線画像データＩ２３、Ｘ線画像データＩ２４及びＸ線画像データＩ２５は、血管内に造影剤の注入期間中の被検体Ｐが描出されたＸ線画像データである。例えば、Ｘ線画像データＩ２１、Ｘ線画像データＩ２２、Ｘ線画像データＩ２３、Ｘ線画像データＩ２４及びＸ線画像データＩ２５は、Ｘ線の照射範囲内において造影剤の注入期間中における一定の時間に区切ったＸ線画像データである。なお、造影剤の注入は、図示しないインジェクターが行う場合であってもよいし、操作者が行う場合であってもよい。

【0059】

ここで、造影剤の種類には、被検体Ｐの周辺組織よりＸ線減弱係数の大きな陽性造影剤と、被検体Ｐの周辺組織よりＸ線減弱係数の小さな陰性造影剤とがある。例えば、陽性造影剤は、ヨードや硫酸バリウム等を主成分とする造影剤である。また、例えば、陰性造影剤は、二酸化炭素、酸素、窒素、空気等の気体造影剤である。

【0060】

以下では、一例として、造影剤が二酸化炭素である場合について説明する。図３のＸ線画像データＩ２１、Ｘ線画像データＩ２２、Ｘ線画像データＩ２３、Ｘ線画像データＩ２４及びＸ線画像データＩ２５に示すように、血管内に注入された二酸化炭素は、周辺組織よりも画素値が大きく（明るく）描出される。また、血管内に注入された二酸化炭素は、血流によって、下流方向に流される。

【0061】

生成機能３４３は、第１の時相において時系列に収集された第１の血管造影画像群と、第１の時相より後の第２の時相において時系列に収集された第２の血管造影画像群と、を含む血管造影画像群を生成する。まず、生成機能３４３は、取得機能３４１が取得した複数のＸ線画像データのうち、造影剤が注入されていない状態の被検体Ｐが描出されたＸ線画像データから、造影剤注入前の背景画像を生成する。生成機能３４３は、生成部の一例である。なお、造影剤注入前の背景画像は、非造影画像の一例である。

【0062】

次に、生成機能３４３は、取得機能３４１が取得した複数のＸ線画像データのうち、設定機能３４２が設定したフレーム数「５フレーム」のＸ線画像データ毎に、各画素の画素値が、「５フレーム」のＸ線画像データにおいて対応する画素の有効画素値を表す画像データを生成する。

【0063】

ここで、対応する画素とは、例えば、Ｘ線画像データにおける位置（座標）が同じ画素である。例えば、生成機能３４３は、各画素の画素値が、Ｘ線画像データＩ２１、Ｘ線画像データＩ２２、Ｘ線画像データＩ２３、Ｘ線画像データＩ２４及びＸ線画像データＩ２５において対応する画素の有効画素値を表す短期間血管造影画像Ｉ２６を生成する。有効画素値は、造影剤の種類に応じて変更してもよい。

【0064】

以下、各画素の画素値が、複数のＸ線画像データにおいて対応する画素の画素値の最大値を表す画像データを最大値短期間血管造影画像と記載する。また、以下では、各画素の画素値が、複数のＸ線画像データにおいて対応する画素の画素値の最小値を表す画像データを最小値短期間血管造影画像と記載する。生成機能３４３は、最大値短期間血管造影画像及び最小値短期間血管造影画像の双方を生成してもよいし、最大値短期間血管造影画像及び最小値短期間血管造影画像のいずれか一方を生成してもよい。最大値短期間血管造影画像及び最小値短期間血管造影画像を単に短期間血管造影画像ともいう。

【0065】

例えば、生成機能３４３は、造影剤の種類に応じて、最大値短期間血管造影画像及び最小値短期間血管造影画像のいずれか一方を生成する。一例を挙げると、生成機能３４３は、造影剤が二酸化炭素である場合、最大値短期間血管造影画像を生成する。ここで、生成機能３４３は、造影剤の種類を、操作者からの入力操作を受け付けることにより取得してもよいし、被検体Ｐに対する撮影条件から取得してもよい。また、インジェクターにより造影剤の注入を行う場合、生成機能３４３は、造影剤の種類を、インジェクターにおける造影条件から取得してもよい。

【0066】

例えば、生成機能３４３は、図３に示すように、各画素の画素値が、Ｘ線画像データＩ２１、Ｘ線画像データＩ２２、Ｘ線画像データＩ２３、Ｘ線画像データＩ２４及びＸ線画像データＩ２５において対応する画素の最大値を表す最大値短期間血管造影画像Ｉ２６を生成する。ここで、二酸化炭素は周辺組織よりも画素値が大きく描出されることから、Ｘ線画像データＩ２１、Ｘ線画像データＩ２２、Ｘ線画像データＩ２３、Ｘ線画像データＩ２４及びＸ線画像データＩ２５のうち少なくとも１つに描出された二酸化炭素が、最大値短期間血管造影画像Ｉ２６においても描出されることとなる。

【0067】

なお、血管内の二酸化炭素は、注入時や血管内を流れる途中に分断され、単一の気泡になっていない場合がある。この場合、Ｘ線画像データＩ２１、Ｘ線画像データＩ２２、Ｘ線画像データＩ２３、Ｘ線画像データＩ２４及びＸ線画像データＩ２５においては、本来連続的であるはずの血管が分断されて描出されることとなる。ここで、生成機能３４３は、最大値短期間血管造影画像Ｉ２６を生成することにより、血管を連続的なものとして描出し、視認性を向上させることができる。

【0068】

また、血管内での二酸化炭素の広がり方によっては、Ｘ線画像データにおいて、周辺組織に対する二酸化炭素のコントラストが弱くなる場合がある。この場合でも、生成機能３４３は、最大値短期間血管造影画像Ｉ２６を生成することにより、周辺組織に対する二酸化炭素のコントラストを強調し、視認性を向上させることができる。

【0069】

また、生成機能３４３は、複数のＸ線画像データのうち、予め定められた時系列毎に、造影剤が注入されている状態を示す造影中の血管造影画像を生成する。具体的には、生成機能３４３は、取得機能３４１が取得した複数のＸ線画像データのうち、設定機能３４２が設定したフレーム数「５フレーム」のＸ線画像データ毎に、図４に示す、最大値短期間血管造影画像Ｉ３６、最大値短期間血管造影画像Ｉ４６及び最大値短期間血管造影画像Ｉ５６を生成する。

【0070】

さらに、生成機能３４３は、生成した最大値短期間血管造影画像を時系列に繋げ、造影中における最大値血管造影画像Ｉ５７を生成する。例えば、生成機能３４３は、図４に示すように、最大値短期間血管造影画像Ｉ２６、最大値短期間血管造影画像Ｉ３６、最大値短期間血管造影画像Ｉ４６及び最大値短期間血管造影画像Ｉ５６を時系列に繋げ、造影中における最大値血管造影画像Ｉ５７を生成する。さらに、生成機能３４３は、最大値血管造影画像と、背景画像（非造影画像）の差分処理を行うことにより、血管造影画像（第３の画像）を生成する。

【0071】

つまり、生成機能３４３は、第２の血管造影画像群のうち、予め定められた時系列毎に、複数の短期間血管造影画像を生成し、複数の短期間血管造影画像を時系列に繋げ、時系列に繋げた短期間血管造影画像と、非造影画像の差分処理を行うことにより、第３の画像を生成する。これにより、血流を時間軸に沿って管理することが可能となる。

【0072】

また、生成機能３４３は、生成した血管造影画像における血流の流れを示す血流情報を生成する。血流の流れを示す血流情報は、造影剤の流れに関する特徴量の一例である。血流情報は、少なくとも、血流の速度、血管の奥行き、血流の繋がり及び血流の向きを含む。血流情報は、血流量をさらに含んでも良い。生成機能３４３は、第１の血管造影画像群を用いて第１の特徴量を生成し、第２の血管造影画像群を用いて第２の特徴量を生成する。

【0073】

さらに、生成機能３４３は、血管造影画像における一定期間内に変化した有効画素値に基づいて、血流情報を生成する。具体的には、まず、生成機能３４３は、血管造影画像における一定期間内に変化した有効画素値を抽出する。例えば、生成機能３４３は、基準とする短期間血管造影画像と、１つ前の短期間血管造影画像の画素値の差分から、有効画素値を抽出する。

【0074】

ここで、図５を用いて、有効画素値を抽出する例について説明する。図５には、ｎ番目の短期間血管造影画像Ｉ７１、ｎ＋１番目の短期間血管造影画像Ｉ７２、短期間血管造影画像Ｉ７１及び短期間血管造影画像Ｉ７２を時系列に繋げた血管造影画像Ｉ７３を示す。

【0075】

生成機能３４３は、短期間血管造影画像Ｉ７１及び短期間血管造影画像Ｉ７２をエリア分割し、各エリア内の平均画素値から血管位置を判定する。また、生成機能３４３は、短期間血管造影画像Ｉ７１及び短期間血管造影画像Ｉ７２の画素値の差分により、有効画素値を抽出する。さらに、生成機能３４３は、短期間血管造影画像Ｉ７１及び短期間血管造影画像Ｉ７２内の抽出した有効画素値を繋げ、血流情報Ｉ７４を生成する。

【0076】

図５には、血管造影画像Ｉ７３内には、生成機能３４３が生成した血流情報Ｉ７４を示す。これにより、生成機能３４３は、血流を時間軸に沿ってより確実に管理することが可能となる。なお、血流情報は、短期間血管造影画像に、前後（開始位置及び終了位置）を繋ぐ短期間血管造影画像の情報を含んでもよい。

【0077】

次に、生成機能３４３は、抽出した短期間血管造影画像内の有効画素値に基づいて、血流情報に含まれる、血流の速度、血流量、血管の奥行き、血流の繋がり及び血流の向きを特定する。まず、血流の速度及び血流量について、図６を用いて説明する。図６には、５×５のピクセルをもつ短期間血管造影画像であり、短期間血管造影画像には、進行方向Ａ１、進行方向Ａ１に対して直交する直交方向Ａ２を示す。なお、ａ、ｂ、ｃは、それぞれピクセルの値である。

【0078】

図６に示すように、生成機能３４３は、有効画素値がある座標のうち、広がりが大きい領域（進行方向Ａ１）から、期間内での血管像の長さを特定する。長さは、進行方向Ａ１で連続するピクセルの最大値であり、長さ＝√（ａ^２＋ｂ^２）である。生成機能３４３は、算出した長さの値が大きいほど、期間内の流れる血流が速いと特定することができる。

【0079】

また、生成機能３４３は、有効画素値がある座標のうち、広がりが大きい領域（進行方向Ａ１）に対して、直交する直交方向Ａ２の領域から、期間内での血管像の太さを特定する。太さは、直交方向Ａ２の連続するピクセルの最大値である。太さ＝√（ｃ^２＋ｄ^２）である。生成機能３４３は、算出した太さの値が大きいほど、期間内に流れる血流量が多いと特定することができる。

【0080】

次に、血管の奥行きについて、図７を用いて説明する。図７には、２×２のピクセルをもつ短期間血管造影画像を示す。なお、ｘ１、ｘ２、ｘ３及びｘ４は、それぞれ有効画素値である。生成機能３４３は、有効画素値のうち、一定ピクセル毎の画素値の平均から、期間内での血管像の奥行きを特定する。例えば、図７を用いて奥行きを示すと、奥行き＝（ｘ１＋ｘ２＋ｘ３＋ｘ４）／（２×２）である。

【0081】

例えば、図６に示す有効画素値を含む領域全体で、画素の平均値をとった場合、画素値が丸められてしまう。そのため、本実施形態において、血管の奥行きについては、生成機能３４３は、有効画素値のうち、一定ピクセル毎（一例として、図７の場合は、２×２）の画素値の平均から、期間内での血管像の奥行きを特定する。

【0082】

これにより、生成機能３４３は、算出した奥行きの値が大きいほど、期間内に流れる血流量が多いと特定することができる。また、生成機能３４３は、比較する短期間血管造影画像データの奥行きの値の差が大きいほど、血流の変化が大きいと特定することができる。

【0083】

例えば、生成機能３４３は、比較する短期間血管造影画像の奥行きの値のプラスの差が大きい場合、血流の急激な増加／出現を特定することができる。また、例えば、生成機能３４３は、比較する短期間血管造影画像の奥行きの値のマイナスの差が大きい場合、血流の急激な減少／消失を特定することができる。なお、一定ピクセル毎の分割サイズは、抽出した短期間血管造影画像に対応して、変更しても良い。なお、上述した血流情報は、分割した状態での画素値の平均値を含む。

【0084】

次に、血流の繋がり及び血流の向きについて説明する。生成機能３４３は、短期間血管造影画像の順番及び短期間血管造影画像内の有効画素値に基づいて、血流の繋がり及び血流の向きを特定する。具体的には、まず、短期間血管造影画像には、開始座標（Ｎｏｄｅ ｓｔａｒｔ）及び終了座標（Ｎｏｄｅ ｅｎｄ）を含む（保持する）。開始座標及び終了座標を含む情報をノード情報ともいう。

【0085】

ただし、短期間血管造影画像の開始座標は、時系列で繋がった、直前の短期間血管造影画像の座標に近い位置するものとする。また、短期間血管造影画像の終了座標は、時系列で繋がった、次の短期間血管造影画像の有効画素値のうち、最も開始座標に近い位置するものとする。

【0086】

ここで、図８を用いて、短期間血管造影画像の開始座標及び終了座標について説明する。図８は、短期間血管造影画像の開始座標及び終了座標を説明するための図である。

【0087】

例えば、生成機能３４３は、図８に示す短期間血管造影画像Ｉ３２の座標位置を示す、Ｎｏｄｅ ２（ｘ２１，ｙ２１）とＮｏｄｅ ２（ｘ２２，ｙ２２）の開始位置を特定するためには、時系列上、直前である短期間血管造影画像Ｉ３１の座標位置を示す、Ｎｏｄｅ １（ｘ１１，ｙ１１）及びＮｏｄｅ １（ｘ１２，ｙ１２）との距離Ｌ１、距離Ｌ２、距離Ｌ３及び距離Ｌ４をそれぞれ算出する。図８の場合、最も短い距離Ｌ１を算出したＮｏｄｅ ２（ｘ２１，ｙ２１）を開始座標（Ｎｏｄｅ２ ｓｔａｒｔ）と特定することができる。

【0088】

生成機能３４３は、短期間血管造影画像内に含む（保持する）、開始座標（Ｎｏｄｅ ｓｔａｒｔ）及び終了座標（Ｎｏｄｅ ｅｎｄ）が特定できるため、血流の繋がりを特定することができる。また、生成機能３４３は、血流の向きについて、短期間血管造影画像内における開始座標から終了座標へ向かう方向であると特定することができる。これにより、生成機能３４３は、変化を判別した際に影響のある短期間血管造影画像を遡ることができる。

【0089】

ただし、生成機能３４３は、開始座標と終了座標に基づいて、前後のノード情報を修正する。また、生成機能３４３は、短期間血管造影画像内の終了座標と次の短期間血管造影画像内の開始座標が一定値以上離れている場合は、血管の繋がりはないと特定する。

【0090】

さらに、生成機能３４３は、複数の血管造影画像データ間における血流情報の交点を示すツリー情報を生成する。具体的には、生成機能３４３は、短期間血管造影画像上の血流情報を時系列的に接続し、複数の血管造影画像データ間における血流情報の交点を示すツリー情報を生成する。

【0091】

ここで、図９を用いて、ツリー情報の例について説明する。図９には、ｎ＋１番目の短期間血管造影画像Ｉ８１、ｎ＋２番目の短期間血管造影画像Ｉ８２、短期間血管造影画像Ｉ８１及び短期間血管造影画像Ｉ８２を時系列に繋げた血管造影画像Ｉ８３を示す。短期間血管造影画像Ｉ８１には、血流情報Ｉ８４を示す。また、短期間血管造影画像Ｉ８２には、血流情報Ｉ８５を示す。さらに、血管造影画像Ｉ８３には、ツリー情報Ｉ８６を示す。

【0092】

生成機能３４３は、短期間血管造影画像上の血流情報Ｉ８４及び血流情報Ｉ８５を時系列的に接続し、複数の血管造影画像データ間における血流情報の交点を示すツリー情報Ｉ８６を生成する。

【0093】

従来、手技透視中に、治療デバイスのマーカ位置や接着剤等の薬液に含まれる造影剤から治療位置を特定する技術が開示されている。これらの技術を用いて、付与機能３４４は、治療位置の座標と第４の画像上での近傍にある第２の特徴量に対して、治療位置との距離の近さを示す関連情報を付与する。付与機能３４４は、付与部の一例である。例えば、付与機能３４４は、検出した治療位置の座標と血管造影画像上での近傍にある、短期間血管造影画像の血流情報に対して、治療位置との距離の近さを示す関連情報を付与する。関連情報は、治療位置との重なりによる重みづけと、各短期間血管造影画像と、を含んでも良い。

【0094】

具体的には、付与機能３４４は、治療位置の近傍の短期間血管造影画像の血流情報に含まれる、血流の進行方向にある短期間血管造影画像のノード情報に対して、治療による影響が考えられることを示す関連情報を付与する。

【0095】

図１０には、血管造影画像Ｉ９１に対して、治療位置及び関連情報を重畳した例を示す。図１０に示す値は、血流情報（矢印）に対して、治療位置との距離の近さや治療位置との重なりによる重みづけをした値で示した関連情報である。

【0096】

血流情報は、治療位置との距離の値を関連情報として付与される場合、治療による影響範囲にある短期間血管造影画像であると判断できる。また、関連情報は、治療位置との距離を影響の度合いとして判断に使用することができる。例えば、関連情報は、治療位置との距離が近いほど、治療後の影響が強くなると判断できる。なお、治療位置との距離による判断定基準は、治療方法によって適宜変更可能とする。

【0097】

リスク評価機能３４５は、第１の特徴量と第２の特徴量との差分に基づいて、異なる時相間の血流変化に起因するリスク（変化リスクともいう）を評価する。リスク評価機能３４５は、リスク評価部の一例である。具体的には、リスク評価機能３４５は、治療前と治療後の血管造影画像に基づいて、術後の変化リスクを評価する。リスク評価機能３４５は、術後の変化リスクについて、血管造影画像の血流情報からリスク度を算出し評価する。具体的には、リスク評価機能３４５が評価する変化リスクは、血管造影画像の血流情報に含まれる、長さ（Ｌｅｎｇｔｈ）、太さ（Ｗｉｄｔｈ）、奥行き（Ｄｅｐｔｈ）、治療後ノード情報と治療位置との接続、及び治療後中心座標と治療位置中心座標の差分に基づく、それぞれの変化量に対応して、リスク度を評価する。

【0098】

長さに対応する変化リスクは、例えば、瘤や再灌流障害のリスクである。太さに対応する変化リスクは、例えば、瘤や再灌流障害のリスクである。奥行きに対応する変化リスクは、例えば、再塞栓、再灌流、塞栓後の状況に関係するリスクである。治療後ノード情報と治療位置との接続に対応する変化リスクは、例えば、治療位置との繋がりの有無に関係するリスクである。治療後中心座標と治療位置中心座標の差分に対応する変化リスクは、例えば、治療との関連、影響範囲の判断に関係するリスクである。

【0099】

また、長さに対応する変化量は、例えば、血流の速さに対応する変化情報である。太さに対応する変化量は、例えば、血流量に対応する変化情報である。奥行きに対応する変化量は、例えば、血流や、血流の消失／出現に対応する変化情報である。治療後ノード情報と治療位置との接続の変化量は、例えば、血流方向と治療位置との関連に対応する変化情報である。治療後中心座標と治療位置中心座標の差分に対応する変化量は、例えば、治療位置との距離に対応する変化情報である。

【0100】

例えば、リスク評価機能３４５は、治療前後における同じ座標位置に存在する血流情報に基づいて、リスク度を算出する。リスク度は、例えば、リスク度＝｜長さ（治療前）―長さ（治療後）｜×α＋｜太さ（治療前）―太さ（治療後）｜×β＋｜奥行き（治療前）―奥行（治療後）｜×γ＋（治療前のノード情報と治療後のノード情報との関連）×δ×｜治療後の中心座標―治療位置の中心座標｜×εで、リスク評価機能３４５により算出される。ここで、α、β、γ、δ及びεは、各変化量に対する重みづけである。なお、重みづけは治療の種別や判別したいリスクによってはマイナス値をとる（減算する）変更も可能である。なお、どの変化リスクを重視するかは、治療別の種別（一例として、灌流か塞栓術か等）や、医師の判断により、上述した各変化量に対する重みづけを適宜変更可能である。

【0101】

ここで、図１１、図１２及び図１３を用いて、リスク度について説明する。図１１、図１２及び図１３は、リスク度を説明するための一例を示す模式図である。図１１は、治療前の血管造影画像Ｉ１０１、治療後の血管造影画像Ｉ１０２、治療前の血管造影画像Ｉ１０１と、治療後の血管造影画像Ｉ１０２との血流情報の差分から、各変化量（長さ、太さ、奥行き）に対して、血流変化による重みづけ（α、β及びγ、δ及びε）をした各変化情報を重畳した血管造影画像Ｉ１０３を示す。血管造影画像Ｉ１０３には、各変化情報として、血管の増加や消失、血流量の増加や減少、血流の逆向きが示されている。

【0102】

図１２は、治療前の血管造影画像Ｉ１０１に治療位置を重畳した血管造影画像Ｉ１１１、治療前の血管造影画像Ｉ１０２に治療位置を重畳した血管造影画像Ｉ１１２、血管造影画像Ｉ１１１と、血管造影画像Ｉ１１２との血流情報の差分から、各変化量（長さ、太さ、奥行き）に対して、治療位置による重みづけ（δ及びε）をした各変化情報、変化リスク及びリスク度を重畳した血管造影画像Ｉ１１３を示す。

【0103】

血管造影画像Ｉ１１３には、各変化情報として、「治療位置とは離れた予想外の変化（血管の消失、血流量の減少）」、「血流が逆方向に変化」、「治療位置手前での変化（血流量増加）」が示されている。変化リスクとして、「治療位置から前方方向は改善傾向の可能性あり」、「再灌流障害のリスクあり」が示されている。リスク度は、血管造影画像Ｉ１１３内に表されている数字が示されている。

【0104】

図１３は、リスク度を色付けし、リスク度に対応する血流情報を重畳した治療後の血管造影画像である。図１３に示す血管造影画像は、血管造影画像内の血流変化の可視化において、リスク度の高さによって、血流の変化があった血管造影画像に対して、血流情報やリスク部分をリスク種別やリスク度によってハイライト表示等を行った血管造影画像である。

【0105】

ハイライト表示は、例えば、リスク度の高さに応じて、色を設定し、血管造影画像に対して、血管造影画像に対応するリスク度を血流情報として表示する。また、例えば、再塞栓のようなエンドポイント判断に影響するリスクと、それ以外のリスク等、リスク種別に応じて表示を切り替えたり、別画面に表示したりすることで、緊急度に合わせた情報提示も可能である。

【0106】

例えば、医用画像処理装置３０は、図１２に示す血管造影画像I１１３及び図１３に示す血管造影画像I１２１のように、治療前後の血管造影画像に基づいて、治療位置、各変化情報、変化リスク及びリスク度を評価することで、医師に対して、血管拡張術時の再灌流障害や再塞栓、もしくは塞栓術（一例として、コイリング等）による塞栓漏れの可能性がある血流の情報を提供することができる。

【0107】

表示制御機能３４６は、第２の時相に対応する第３の画像とリスクに関する情報とから生成された第４の画像をディスプレイ３２に表示させる。表示制御機能３４６は、表示制御部の一例である。具体的には、表示制御機能３４６は、生成機能３４３が生成した治療後の血管造影画像（第３の画像）に対して、リスク評価機能３４５が評価した変化リスクを重畳し、重畳した重畳血管造影画像（第４の画像）（治療後の血管造影画像と変化リスク）をディスプレイ３２に表示させる。

【0108】

また、表示制御機能３４６は、生成機能３４３が生成した治療後の血管造影画像に対して、リスク評価機能３４５が評価したリスク度を重畳し、重畳した血管造影画像（治療後の血管造影画像とリスク度）をディスプレイ３２に表示させる。また、メモリ３３は、表示制御機能３４６が表示する、リスク度を重畳した血管造影画像を記憶する。あるいは、表示制御機能３４６は、リスク度を重畳した血管造影画像を画像保管装置２０に出力してもよい。

【0109】

なお、これまで、造影剤が二酸化炭素である場合について説明したが、造影剤は、酸素、窒素、空気等の二酸化炭素以外の気体造影剤であってもよいし、ヨードや硫酸バリウム等を主成分とする造影剤であってもよい。例えば、生成機能３４３は、造影剤がヨードを主成分とする造影剤（以下、単にヨードと記載する）である場合、設定されたフレーム数のＸ線画像データ毎に、最小値画像を生成する。また、例えば、生成機能３４３は、造影剤が気体造影剤である場合、設定されたフレーム数のＸ線画像データ毎に、最大値画像を生成する。

【0110】

次に、図１４を用いて、背景画像を生成する手順の一例を説明する。図１４は、第１の実施形態に係る医用画像処理装置３０の処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。

【0111】

まず、処理回路３４の取得機能３４１は、Ｘ線画像データを取得する（ステップＳ１）。続いて、処理回路３４の生成機能３４３は、取得機能３４１が取得した複数のＸ線画像データのうち、造影剤が注入されていない状態の被検体Ｐが描出されたＸ線画像データから、造影剤注入前の背景画像を生成する（ステップＳ２）。ステップＳ２が終了すると、本処理は終了する。

【0112】

次に、図１５を用いて、血管造影画像を生成する手順の一例について説明する。図１５は、第１の実施形態に係る医用画像処理装置３０の処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。

【0113】

まず、処理回路３４の取得機能３４１は、時系列の複数のＸ線画像データを取得する（ステップＳ１１）。続いて、処理回路３４の設定機能３４２は、画像処理の単位となるフレーム数（短期間血管造影画像の期間）を設定する（ステップＳ１２）。続いて、処理回路３４の生成機能３４３は、最大値短期間血管造影画像を生成する（ステップＳ１３）。

【0114】

続いて、処理回路３４の生成機能３４３は、生成した最大値短期間血管造影画像を時系列に繋げ、造影中における最大値血管造影画像Ｉ５７を生成する（ステップＳ１４）。続いて、処理回路３４の生成機能３４３は、最大値血管造影画像と、背景画像との差分から、血管造影画像を生成する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５の処理が終了すると、処理回路３４は、本処理を終了する。なお、処理回路３４の生成機能３４３は、取得機能３４１が、時系列の複数のＸ線画像データを取得すると、順次、ステップＳ１３からステップＳ１５の処理を行う。

【0115】

次に、図１６を用いて、血流情報を生成する手順の一例について説明する。図１６は、第１の実施形態に係る医用画像処理装置３０の処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。

【0116】

まず、処理回路３４の生成機能３４３は、生成した短期間血管造影画像を時系列に繋げる（ステップＳ３１）。続いて、処理回路３４の生成機能３４３は、基準とする短期間血管造影画像と、１つ前の短期間血管造影画像の画素値の差分から、有効画素値（及び座標）を抽出する（ステップＳ３２）。続いて、生成機能３４３は、有効画素値がある座標のうち、広がりが大きい領域から、期間内での血管像の長さを特定する（ステップＳ３３）。

【0117】

続いて、処理回路３４の生成機能３４３は、有効画素値がある座標のうち、広がりが大きい領域に対して、直交する直交方向の領域から、期間内での血管像の太さを特定する（ステップＳ３４）。続いて、処理回路３４の生成機能は、有効画素値のうち、一定ピクセル毎の画素値の平均から、期間内での血管像の奥行きを特定する（ステップＳ３５）。

【0118】

続いて、処理回路３４の生成機能３４３は、短期間血管造影画像の開始座標（Ｎｏｄｅ ｓｔａｒｔ）及び終了座標（Ｎｏｄｅ ｅｎｄ）を特定する（ステップＳ３６）。続いて、処理回路３４の生成機能３４３は、開始座標と終了座標に基づいて、前後のノード情報を修正する（ステップＳ３７）。ステップＳ３７が終了すると、処理回路３４は、本処理を終了する。

【0119】

次に、図１７を用いて、変化リスクを表示する手順の一例について説明する。図１７は、第１の実施形態に係る医用画像処理装置３０の処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。

【0120】

まず、処理回路３４のリスク評価機能３４５は、治療前と治療後の血管造影画像に基づいて、術後の変化リスクを評価する（ステップＳ４１）。続いて、処理回路３４のリスク評価機能３４５は、術後の変化リスクについて、血管造影画像の血流情報からリスク度を算出し評価する（ステップＳ４２）。表示制御機能３４６は、生成機能３４３が生成した治療後の血管造影画像に対して、リスク評価機能３４５が評価したリスク度を重畳した血管造影画像（治療後の血管造影画像とリスク度）をディスプレイ３２に表示させる（ステップＳ４３）。ステップＳ４３が終了すると、処理回路３４は、本処理を終了する。

【0121】

上述したように、第１の実施形態によれば、医用画像処理装置３０は、第１の時相において時系列に収集された第１の血管造影画像群と、第１の時相より後の第２の時相において時系列に収集された第２の血管造影画像群と、を含む血管造影画像群を取得し、第１の血管造影画像群を用いて第１の特徴量を生成し、第２の血管造影画像群を用いて第２の特徴量を生成する。また、医用画像処理装置３０は、第１の特徴量と第２の特徴量との差分に基づいて、異なる時相間の血流変化に起因するリスクを評価し、第２の時相に対応する第３の画像とリスクに関する情報とから生成された第４の画像をディスプレイ３２に表示させる。

【0122】

これにより、例えば、医用画像処理装置３０は、血管拡張術時の再灌流障害や再塞栓、もしくは塞栓術（コイリング等）による塞栓漏れの可能性がある血流情報に対応する変化リスクが医師等に提供可能となり、実施中の治療の延長（エンドポイント）判断や予後治療方針（数日後に再治療、薬の選択等）の選択が治療中にリアルタイムで可能となり、合併のリスク低減に役立つ情報を提供することができる。

【0123】

その結果、医師は、例えば、治療後に発生しうる合併の可能性を事前に判断したり、発生しうる合併予防に適切な薬を判断したりすること等が可能となるため、合併による再治療の回数を低減することや予防のための不要な投薬を減らすことができる。

【0124】

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、リスク度について、それぞれの変化量について絶対値で算出する形態について説明した。これに対し、第２の実施形態では、リスク度の算出方法について、異なる形態について説明する。

【0125】

例えば、リスク度の算出について、それぞれの変化量を絶対値を用いることで、変化の有無について算出することができるが、例えば、血管の増加、減少に関する情報が把握できない場合がある。医師は、再灌流の治療によって、例えば、特に灌流に関する情報を得たい場合、塞栓術によって血流の遮断を把握したい場合等、医師が把握したい情報に合わせてリスク度の算出方法を変更する。

【0126】

例えば、医師が血流の増加情報を把握したい場合は、リスク度は、リスク度＝（長さ（治療後）―長さ（治療前））×α＋（太さ（治療後）―太さ（治療前））×β＋（奥行き（治療後）―奥行き（治療前））×γ＋（治療前のノード情報と治療後のノード情報との関連）×δ×｜治療後の中心座標―治療位置の中心座標｜×εで、リスク評価機能３４５により算出される。

【0127】

また、例えば、医師が血流の遮断情報を把握したい場合は、リスク度は、リスク度＝（長さ（治療前）―長さ（治療後））×α＋（太さ（治療前）―太さ（治療後））×β＋（奥行き（治療前）―奥行（治療後））×γ＋（治療前のノード情報と治療後のノード情報との関連）×δ×｜治療後の中心座標―治療位置の中心座標｜×εで、リスク評価機能３４５により算出される。これにより、リスク度は、血管の増加、減少に関する情報が把握できる。

【0128】

（第３の実施形態）
第３の実施形態では、撮影位置及び撮影条件を加味する形態について説明する。例えば、治療前と治療直後、又は治療直後と数か月後の経過観察（Ｆｏｌｌｏｗ Ｕｐ）時の血管造影画像を比較する場合、撮影位置や撮影条件が異なる可能性があり、画像全体の画素レベルが異なることで血流の変化を正しく検出できない可能性がある。

【0129】

撮影位置については、例えば、既存技術の撮影位置を記憶し再現する技術によって同条件を実現可能であるため、本技術とともに使用する。また、例えば、撮影条件については、処理回路３４の生成機能３４３は、治療前と治療後の画素レベルを同一にする係数を算出し、各短期間血管造影画像の有効画素値に対して同じ係数をかける。

【0130】

具体的には、まず、処理回路３４の生成機能３４３は、血管造影画像全体の画素の平均値を用いて、比較対象の画像の画素レベルを同一にする係数を算出する。そして、処理回路３４の生成機能３４３は、比較対象の画像それぞれの治療位置の有効画素値を用いて、画素レベルを同一にする係数を算出する。これにより、治療前と治療直後、又は治療直後と数か月後の経過観察（Ｆｏｌｌｏｗ Ｕｐ）時の血管造影画像において、変化の抽出精度を上げることができる。

【0131】

なお、上述の各実施形態に係る医用画像処理装置３０において、処理回路３４の一部又は全ての機能は、医用画像処理装置３０の外部の装置で実現されても構わない。一例として、処理回路３４の機能である、取得機能３４１、設定機能３４２、生成機能３４３、付与機能３４４、リスク評価機能３４５及び表示制御機能３４６は、Ｘ線診断装置１０で実現されても良い。

【0132】

また、各実施形態に係る医用画像処理装置３０は、Ｘ線診断装置１０の他の医用画像診断装置に搭載されて実現されても構わない。この場合、各医用画像診断装置に搭載されたプロセッサは、ＲＯＭ等から読み出してＲＡＭにロードしたプログラムを実行することにより、各実施形態に係る機能を実現することができる。各実施形態に係る各種の機能を実現することができる。他の医用画像診断装置としては、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置等の医用画像診断装置があり得る。例えば、磁気共鳴イメージング装置の場合、取得機能３４１は、異なる時相間で収集された時系列の複数のＭＲＩ画像データを取得する。そして、取得機能３４１は、生成機能３４３により生成された血管造影画像群（ＭＲＩ画像）を取得する。

【0133】

以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、Ｘ線診断装置で表示する血管（造影）画像に対して、合併のリスクを評価し、治療の継続や投薬を即時判断するための情報を提供することができる。

【0134】

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】

【0135】

１０ Ｘ線診断装置
３０ 医用画像処理装置
３４ 処理回路
３４１ 取得機能
３４２ 設定機能
３４３ 生成機能
３４４ 付与機能
３４５ リスク評価機能
３４６ 表示制御機能

【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】