特許 7165600 Ｘ線診断装置及び医療情報処理装置

(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】

(24)【登録日】2022-10-26

(45)【発行日】2022-11-04

(54)【発明の名称】Ｘ線診断装置及び医療情報処理装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/00 20060101AFI20221027BHJP

   A61B 6/02 20060101ALI20221027BHJP

   A61B 6/12 20060101ALI20221027BHJP

【ＦＩ】

A61B6/00 330Z

A61B6/00 331E

A61B6/02 351M

A61B6/12

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2019035451

(22)【出願日】2019-02-28

(65)【公開番号】P2020137797

(43)【公開日】2020-09-03

【審査請求日】2022-01-05

(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】弁理士法人東京国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】竹元 久人

(72)【発明者】

【氏名】田中 学

(72)【発明者】

【氏名】渡部 勇一郎

【審査官】佐野 浩樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０６１２６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０８６４１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１４－５２５３０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０８５６５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２３３４１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０４５４４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２４０２５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第５７７１８９５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ６／００－６／１４、３４／００－９０／９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｘ線源とＸ線検出器とを支持するアームと、
前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とを用いて、被検体を少なくとも２つの異なる方向から撮影した複数の画像から血管の３次元的な走行方向を特定する特定部と、
前記血管における対象部位の周りの軌道を、前記血管の走行方向に基づいて算出する算出部と、
算出された前記軌道に沿って前記対象部位の周りを撮影するように、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とを前記アームで回転させるアーム制御部と、
を備えるＸ線診断装置。

【請求項2】

前記算出部は、前記血管の走行方向に直交し、前記対象部位を含む平面内において、前記軌道を算出する、
請求項１に記載のＸ線診断装置。

【請求項3】

前記対象部位は、前記血管の狭窄部を拡張するステントが留置された部位である、
請求項１又は２に記載のＸ線診断装置。

【請求項4】

前記特定部は、前記血管に造影剤を注入して撮影された第１の画像と、カテーテルに装着されたデバイスを前記血管に挿入して撮影された第２の画像であって、前記第１の画像とは異なる方向から撮影された前記第２の画像と、から前記血管の３次元的走行方向を特定する、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。

【請求項5】

前記算出部は、前記血管の走行方向に沿った所定の範囲を複数の領域に分割し、複数の分割領域に対して複数の予備的軌道を夫々算出し、ユーザの指定に応じて、前記複数の予備的軌道の中から、前記軌道を選択する、
請求項４に記載のＸ線診断装置。

【請求項6】

前記デバイスは、前記血管の内側を撮影する血管内超音波撮影デバイスであり、
前記算出部は、前記血管内超音波撮影デバイスで撮影された画像から得られる狭窄情報と、前記第２の画像に描出された前記血管内超音波撮影デバイスの位置との関連付けにより、前記対象部位を推定し、推定した前記対象部位の位置に基づいて前記軌道を算出する、
請求項４に記載のＸ線診断装置。

【請求項7】

前記第２の画像は、前記カテーテルの先端、及び、前記デバイスの近傍の少なくとも１箇所に設けられたマーカが更に撮影された画像であり、
前記算出部は、前記第２の画像に描出された前記マーカの位置に基づいて前記対象部位を推定し、推定した前記対象部位の位置に基づいて前記軌道を算出する、
請求項４に記載のＸ線診断装置。

【請求項8】

前記特定部は、カテーテルに装着されたデバイスを前記血管に挿入して撮影された第１の画像と、前記デバイスを前記第１の画像とは異なる方向から撮影した第２の画像と、から前記血管の３次元的走行方向を特定する、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。

【請求項9】

前記第１及び第２の画像の夫々は、前記カテーテルの先端、及び、前記デバイスの近傍の少なくとも１箇所に設けられたマーカが撮影された画像であり、
前記算出部は、前記第１及び第２の画像に描出された前記マーカの夫々の位置に基づいて前記対象部位を推定し、推定した前記対象部位の位置に基づいて前記軌道を算出する、
請求項８に記載のＸ線診断装置。

【請求項10】

前記第１及び第２の画像の夫々は、前記カテーテルの先端、及び、前記デバイスの近傍の少なくとも１箇所に設けられたマーカが撮影された画像であり、
前記算出部は、前記第１及び第２の画像に描出された前記マーカの夫々の位置をユーザが参照することにより、前記ユーザが指定した前記対象部位の位置に基づいて前記軌道を算出する、
請求項８に記載のＸ線診断装置。

【請求項11】

被検体を撮影して収集した３次元画像における血管の対象部位の指定を受け付けると共に、前記対象部位の位置と、前記対象部位に該当する前記血管の走行方向とから、前記血管の走行方向に直交し、前記対象部位を含む平面内において、前記対象部位の周りの軌道を算出する、算出部と、
Ｘ線源とＸ線検出器とを支持するアームと、
前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とを用いて被検体を撮影したＸ線画像に合致するように、前記３次元画像を位置合わせすると共に、前記３次元画像に対して算出された前記軌道を、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器に対する軌道に変換する軌道変換部と、
変換された前記軌道に沿って前記対象部位の周りを撮影するように、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とを前記アームで回転させるアーム制御部と、
を備えるＸ線診断装置。

【請求項12】

アームに支持されたＸ線源とＸ線検出器とによって、少なくとも２つの異なる方向から被検体を撮影した複数の画像から、血管の３次元的な走行方向を特定する特定部と、
前記血管の走行方向に直交する平面であって、前記血管の対象部位を含む平面内において、前記対象部位の周りの軌道を算出する算出部と、
算出された前記軌道に沿って前記対象部位の周りを撮影するように、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とを前記アームで回転させる制御データを出力する出力部と、
を備える医用情報処理装置。

【請求項13】

被検体を撮影して収集した３次元画像における血管の対象部位の指定を受け付けると共に、前記対象部位の位置と、前記対象部位に該当する前記血管の走行方向とから、前記血管の走行方向に直交する平面であって、前記対象部位を含む平面内において、前記対象部位の周りの軌道を算出する、算出部と、
アームに支持されたＸ線源とＸ線検出器とを用いて被検体を撮影したＸ線画像に合致するように、前記３次元画像を位置合わせすると共に、前記３次元画像に対して算出された前記軌道を、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器に対する軌道に変換する軌道変換部と、
変換された前記軌道に沿って前記対象部位の周りを撮影するように、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とを前記アームで回転させる制御データを出力する出力部と、
を備える医用情報処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置及び医療情報処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線診断装置の中に、脳血管や心臓、冠動脈等の循環器系を撮影する循環器系Ｘ線診断装置がある。循環器系Ｘ線診断装置は、Ｘ線アンギオグラフィ装置とも呼ばれる。循環器系Ｘ線診断装置では、Ｘ線源とＸ線検出器の対を、例えばＣアームと呼ばれる保持装置の両端部に保持し、被検体の関心領域に対するＸ線照射方向を任意に変えながらで撮影することができる。

【0003】

循環器系の治療では、カテーテルと呼ばれる細い管を、足の付け根、手首、ひじ等にある動脈から挿入する、ＰＣＩ（Percutaneous Coronary Intervention)、或は、経皮的冠動脈形成術、と呼ばれる治療が知られている。ＰＣＩのひとつにステント治療がある。

【0004】

ステント治療では、ステントと呼ばれる金属でできた細い網目をもつ筒状のデバイスをバルーンの上に被せたカテーテルを、血管の狭窄部に誘導する。その後、バルーンを膨らませて血管を内側から押し広げ、ステントを血管壁に圧着したのち、バルーンをしぼませてカテーテルを引き抜く。押し広げられたステントによって、血管の狭窄部が拡張されることになる。

【0005】

ステント治療後、ステントが血管内に適正に留置されているか否かが確認される。例えば、ステントが血管の狭窄部に適正に留置され、ステントが適正に拡張されているか否かが確認される。

【0006】

従来、ステントの留置状態を確認するために、Ｃアームを手動で回転、移動させることにより、ステントの留置位置の周囲を撮影する等の方法が用いられていた。しかしながら、Ｃアームを、所望の方向及び所望の位置に手動で移動させて、所望の確認画像を得ることは困難な作業であった。

【0007】

また、ＩＶＵＳ（Intervascular Ultrasound）等の血管内超音波撮像デバイスを用いて、血管に留置されたステントの内側から撮影した画像によって、ステントの留置状態を確認する方法も考えられる。しかしながら、ＩＶＵＳを用いた検査は、患者に更なる負担を強いることになり、また、検査時間も多くかかってしまう。

【0008】

そこで、ステントの留置状態等の、ＰＣＩの治療結果を、簡便に、かつ、確実に確認できるＸ線診断装置が要望されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】特表２０１４－５２５３０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明が解決しようとする課題は、ステントの留置状態等の、ＰＣＩの治療結果を、簡便に、かつ、確実に確認できるようにすることである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

一実施形態のＸ線診断装置は、Ｘ線源とＸ線検出器とを支持するアームと、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とを用いて、被検体を少なくとも２つの異なる方向から撮影した複数の画像から血管の３次元的な走行方向を特定する特定部と、前記血管の中の対象部位の周りの軌道を、前記血管の走行方向に基づいて算出する算出部と、算出された前記軌道に沿って前記対象部位の周りを撮影するように、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とを前記アームで回転させるアーム制御部と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１の実施形態に係るＸ線診断装置の全体構成例を示す構成図。

【図2】第１の実施形態のコンソールの構成例と機能例を示すブロック図。

【図3】各実施形態のＸ線診断装置の撮影の対象である治療部位の一例を示す図。

【図4】カテーテル治療の手順例を説明する図。

【図5】各実施形態のＸ線診断装置によって実現される機能の概念を説明する図。

【図6】第１の実施形態のＸ線診断装置の動作例を示すフローチャート。

【図7】第１の実施形態のＸ線診断装置の動作概念を説明する第１の図。

【図8】第１の実施形態のＸ線診断装置の動作概念を説明する第２の図。

【図9】第２の実施形態のコンソールの構成例と機能例を示すブロック図。

【図10】第２の実施形態のＸ線診断装置の動作例を示すフローチャート。

【図11】第２の実施形態のＸ線診断装置の動作概念を説明する図。

【図12】第３の実施形態のＸ線診断装置の動作例を示すフローチャート。

【図13】第３の実施形態のＸ線診断装置の動作概念を説明する図。

【図14】第４及び第５の実施形態のＸ線診断装置の動作例を示すフローチャート。

【図15】第４及び第５の実施形態のＸ線診断装置の動作概念を説明する図。

【図16】第６の実施形態のコンソールの構成例と機能例を示すブロック図。

【図17】第６の実施形態のＸ線診断装置の動作例を示すフローチャート。

【図18】第６の実施形態のＸ線診断装置の動作概念を説明する図。

【図19】他の実施形態に係る医用情報処理装置の第１の構成例を示す図。

【図20】他の実施形態に係る医用情報処理装置の第２の構成例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１の全体構成を示すブロック図である。Ｘ線診断装置１は、コンソール１０、寝台２０、及び、スキャナ３０を備えて構成されている。

【0014】

スキャナ３０は、Ｘ線源３４、Ｘ線検出器３６、Ｃアーム３３、Ｃアーム駆動機構３２等を有している。Ｃアーム３３は、一方の端部にＸ線源３４を保持し、他方の端部にＸ線源３３を保持し、被検体を中心にＸ線源３４とＸ線検出器３６とを対向配置している。

【0015】

Ｃアーム３３は、Ｃアーム駆動機構３２によって支持されている。Ｃアーム駆動機構３２は、コンソール１０からの制御によって、Ｃアーム３３の円弧方向に沿って、Ｘ線源３４とＸ線検出器３６とを一体的に円弧動させる。更に、Ｃアーム駆動機構３２は、コンソール１０からの制御によって、Ｃアーム３３を図１の一点鎖線で示す回転軸周りに回転させ、Ｘ線源３４とＸ線検出器３６とを被検体の周りに一体的に回転させることができる。

【0016】

Ｘ線源３４とＸ線検出器３６を結ぶ線分の中点をアイソセンタとするとき、コンソール１０からの制御により、Ｘ線源３４とＸ線検出器３６は、このアイソセンタを通る任意の傾きの平面上における円周軌道に沿って回転することができる。

【0017】

Ｘ線源３４には、高電圧電力の供給を受けて、被検体の方向にＸ線を照射するＸ線管の他、複数枚の鉛羽で構成されるＸ線照射野絞りや、シリコンゴム等で形成されハレーションを防止するために所定量の照射Ｘ線を減衰させる補償フィルタ等が設けられている。

【0018】

Ｘ線検出器３６は、平面検出器（ＦＰＤ：ｆｌａｔ ｐａｎｅｌ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を備え、２次元平面上に配列された検出素子により、被検体を透過したＸ線を検出して電気信号に変換する。Ｘ線検出器３６は、ＦＰＤに換えて、Ｉ．Ｉ．（ｉｍａｇｅ ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）及びＴＶを有する構成としてもよい。Ｘ線検出器３６は、Ｘ線から変換されたアナログ電気信号を更にデジタル信号に変換し、コンソール１０に出力する。

【0019】

寝台２０は、被検体が載置される天板２２、天板を支持する天板支持部２１、及び、コンソールからの指示により、天板２２を水平方向、及び、垂直方向に駆動する寝台駆動機構２３を備えて構成される。

【0020】

コンソール１０は、スキャナ３０、及び、寝台２０を制御すると共に、Ｘ線検出器３６から出力される信号に基づいて、Ｘ線撮影画像（静止画）や、Ｘ線透視画像（ライブ画像）を生成する。

【0021】

図２は、コンソール１０の細部構成例、及び、機能構成例を示すブロック図である。図２に示すように、コンソール１０は、操作パネル１１、記憶回路１２、ディスプレイ１３、外部通信Ｉ／Ｆ１４、及び、処理回路１５を有している。

【0022】

操作パネル１１は、スキャナ３０の各種の撮影条件の設定、Ｃアーム３３や寝台２０の駆動に関する指定等の各種情報やデータを入力するための入力デバイスを備えて構成される。操作パネル１１は、各種情報やデータを入力するため、例えば、ジョイスティック、トラックボール、スイッチ、ボタン、マウス、キーボード、テンキー、タッチパネル等の入力デバイスを備えている。

【0023】

ディスプレイ１３は、例えば、液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイなどの一般的な表示デバイスとして構成され、Ｘ線透視画像やＸ線撮影画像等の画像の他、各種情報や各種データを表示する。

【0024】

外部通信Ｉ／Ｆ１４は、各種の通信プロトコルに従ってＸ線診断装置１と他の機器とを接続する。この接続には、無線／有線の病院内ＬＡＮ（Local Area Network）やインターネット網のほか、電話通信回線網、光ファイバ通信ネットワーク、ケーブル通信ネットワークの各種の通信ネットワークを利用することができる。

【0025】

記憶回路１２は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、プロセッサにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有する。記憶回路１２は、画像や各種撮像条件に関するデータの他、プロセッサが実行する各種のソフトウェアプログラムを記憶する。

【0026】

処理回路１５は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や、専用又は汎用のプロセッサを備える回路である。プロセッサは、記憶回路１２に記憶した各種のプログラムを実行することによって、以下に説明する各種の機能を実現する。処理回路１５は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアで構成してもよい。これらのハードウェアによっても後述する各種の機能を実現することができる。また、処理回路１５は、プロセッサとプログラムによるソフトウェア処理と、ハードウェア処理とを組わせて、各種の機能を実現することもできる。

【0027】

また、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサが各機能を実現してもよい。また、プロセッサが複数設けられる場合、プログラムを記憶する記憶媒体は、プロセッサごとに個別に設けられてもよいし、１つの記憶媒体が全てのプロセッサの機能に対応するプログラムを一括して記憶してもよい。

【0028】

次に、処理回路１５が実現する機能について説明する。図２に示すように、処理回路１５は、第１画像生成機能１０１、第２画像生成機能１０２、アーム制御機能１０３、及び、医用情報処理機能１０４の各機能を実現する。医用情報処理機能１０４は、３次元画像生成機能１１０、円周軌道算出機能１２０、及び、治療部位受付／検出機能１３０の各機能を含んでいる。

【0029】

第１画像生成機能１０１は、被検体の血管、例えば、被検体の冠動脈に造影剤を注入して撮影した冠動脈造影画像を、第１の画像として生成する。第１の画像は、Ｃアーム３３を被検体に対して第１の角度に設定して撮影される画像である。

【0030】

第２画像生成機能１０２は、被検体の血管、例えば、被検体の冠動脈にカテーテルに装着されたデバイスを挿入して撮影したデバイス画像を、第２の画像として撮影する。第２の画像は、Ｃアーム３３を、第１の角度とは異なる第２の角度に設定して撮影される。第２の角度は、例えば、第１の角度と３０度以上離れた角度に設定される。

【0031】

３次元画像生成機能１１０は、異なる角度で撮影された、第１の画像と第２の画像の少なくとも２つの画像から、３次元画像を生成する。また、３次元画像生成機能１１０は、生成した３次元画像から、デバイスが挿入された血管、例えば、デバイスが挿入された冠動脈を特定し、更に、この冠動脈の走行方向を特定する。

【0032】

治療部位受付／検出機能１３０は、３次元画像に対して指定される治療部位を受け付ける。或いは、治療部位受付／検出機能１３０は、３次元画像から治療部位を自動検出してもよい。

【0033】

円周軌道算出機能１２０は、血管の中の治療部位の周りの円周軌道を、血管の走行方向に基づいて算出する。

【0034】

アーム制御機能１０３は、算出された円周軌道に沿って治療部位の周りを撮影するように、Ｘ線源３４とＸ線検出器３６の対をＣアーム３３によって回転させる。

【0035】

図３は、以下に説明する実施形態のＸ線診断装置１の撮影の対象である治療部位の一例を示す図である。

【0036】

図３に示すように、右冠動脈や左冠動脈のような冠動脈が心臓を取り巻いている。心臓を取り巻く冠動脈の内壁に徐々に沈着したコレステロール(脂肪)などが血管の内腔を狭め、血管に流れる血液量が減少して、十分な酸素や栄養素を心筋に供給できなくなると、胸痛や胸部圧迫感を招く。これが一般的な狭心症の症状である。また、急に冠動脈が完全に閉塞して血流が途絶えると、急性心筋梗塞に至る。

【0037】

冠動脈疾患の検査の１つとしてカテーテル検査がある。カテーテル検査では、手首、腕の血管や足の付け根の血管からカテーテルと呼ばれる細い管を挿入し、冠動脈を直接造影する。カテーテル検査により、冠動脈病変の部位、狭窄の程度が正確に診断できる。急性心筋梗塞などの場合はカテーテル検査に続いてカテーテル治療が行われる。

【0038】

図４は、カテーテル治療の手順を説明する図である。カテーテル治療では、図４の１段目に示すように、ガイドワイヤーを血管の狭窄部に進め、狭窄部の先まで通す。次に、図４の２段目に示すように、ガイドワイヤーを軸にして、バルーンにステントを被せたカテーテルを狭窄部に誘導する。次に、図４の３段目に示すように、バルーンを膨らませて、血管の狭窄部を内側から押し広げ、ステントを血管壁に圧着する。最後に、図４の４段目に示すように、バルーンをしぼませてカテーテルを引き抜く。狭窄部に留置された押し広げられたステントによって、血管の狭窄部が拡張され続けることになる。

【0039】

ステント治療後、ステントが血管内に適正に留置されているか否かが確認される。例えば、ステントが血管の狭窄部に適正に留置され、ステントが適正に拡張されているか否かが確認される。

【0040】

従来、ステントの留置状態を確認するために、Ｃアームを手動で回転、移動させることにより、ステントの留置位置の周囲を撮影する等の方法が用いられていた。しかしながら、Ｃアームを、所望の方向及び所望の位置に手動で移動させて、所望の確認画像を得ることは困難な作業であった。

【0041】

そこで、本実施形態に係るＸ線診断装置１では、ステントの留置状態を、簡便にかつ確実に確認する機能を実現する。図５は、Ｘ線診断装置１によって実現される機能の概念を説明する図である。

【0042】

図５に示すように、本実施形態に係るＸ線診断装置１では、冠動脈の治療部位の指定を受け付けて、或いは、治療部位を検出して、血管の走行方向に直交し、治療部位を含む平面内において、治療部位を中心とする円周軌道を算出する。ここで、治療部位は、ステントが留置されている部位、或いは、ステントが留置されるべき部位である。

【0043】

Ｘ線源３４とＸ線検出器３６の対を、算出された円周軌道上をＣアーム３３によって回転させることにより、ステントが留置された部位をアイソセンタ（即ち、Ｘ線源３４とＸ線検出器３６を結ぶ線分の中央）に合致させた状態で、ステント留置部位の血管に直交する面内の円周軌道に沿って、ステントの留置状態を観察することが可能となる。

【0044】

図６は、第１の実施形態のＸ線診断装置１の動作例を示すフローチャートである。また、図７及び図８は、第１の実施形態のＸ線診断装置１の動作概念を説明する図である。ステント治療に先立って、通常、冠動脈に造影剤を注入した冠動脈造影画像が取得される。そこで、図６のステップＳＴ１０では、図７、及び、図８の左上図に示すように、第１の方向から撮影した血管造影画像（例えば、冠動脈造影画像）が、第１画像として取得される。

【0045】

ステップＳＴ１１では、図７、及び、図８の左下図に示すように、第２の方向から撮影した、血管内デバイスが描出された画像が第２画像として取得される。第２の方向は、第１の方向に対して所定の角度以上離れている必要があり、例えば、第１の方向に対して、３０度以上離れているのが好ましい。

【0046】

第１の実施形態で取得する第２画像で撮影する血管内デバイスは、その種類は特に限定するものではなく、治療部位（即ち、ステントが留置されるべき狭窄部）まで到達するカテーテルであれば、カテーテルの先端部のデバイスの種類は問わない。例えば、カテーテルの先端に装着さえるデバイスは、ステント治療の前に狭窄部の検査を行うための血管内超音波撮影デバイス（ＩＶＵＳ：Intervascular Ultrasound）でもよいし、ステント治療に伴うバルーンやステントそのものであってもよい。

【0047】

血管内デバイスの撮影では、通常、造影剤は使用されない。したがって、第２画像では、図８の左下図に太い実線で例示すように、カテーテルの芯に挿入されているガイドワイヤーが主に描出されることになる。

【0048】

ステップＳＴ１０の処理は、図２の第１画像生成機能１０１によって実現される処理であり、ステップＳＴ１１の処理は、第２画像生成機能１０２によって実現される処理である。

【0049】

図８の右側の図は、図６のステップＳＴ１２からステップＳＴ１５までの処理の概念を説明する図である。ステップＳＴ１２では、第１画像と第２画像とから、血管の３次元的走行方向を示す血管芯線画像を生成する。３以上の方向から撮影した３つ以上の画像から３次元の血管芯線画像を生成してもよい。

【0050】

２方向、或いは、３方向以上の方向から撮影した複数の２次元画像から３次元画像を生成する方法は、公知技術を利用することができる。例えば、２次元画像である第１画像、及び第２画像に対してセグメンテーションを行って、血管領域やガイドワイヤー領域を抽出し、その後、エピポーラ幾何を用いて、デバイスが挿入された血管（即ち、治療対象の血管）の、３次元芯線画像を生成することができる。３次元芯線画像は、血管の正確な形状の情報を提供する必要はなく、血管の芯線の走行方向を提供できればよい。ステップＳＴ１２の処理は、図２の３次元画像生成機能１１０によって実現される処理である。

【0051】

ステップＳＴ１３では、血管芯線画像を複数の領域に分割する。例えば、図８の右図に示すように、領域（１）、領域（２）、領域（３）、領域（４）、領域（５）等の複数領域に分割する。

【0052】

さらにステップＳＴ１４では、分割した夫々の領域に対して、複数の予備的円周軌道を夫々算出する。ここで、予備的円周軌道は、分割領域の夫々の芯線に直交する平面内において、分割領域の中点を中心とする円周の軌道である。この円周軌道の直径は、例えば、Ｘ線源３４とＸ線検出器３６との間の距離である。ステップＳＴ１３及びステップＳＴ１４の処理は、図２の円周軌道算出機能１２０によって実現される処理である。

【0053】

図８の右図は、例えば、コンソール１０のディスプレイ１３に表示される。ユーザは、ディスプレイ１３に表示された複数の領域の中から、所望の１つの領域を指定する。

【0054】

ステップＳＴ１５では、ユーザによる領域の指定を受け付け、複数の予備的円周軌道の中から、ユーザによって指定された領域に対応する軌道を、実際の適用する円周軌道として選択する。ステップＳＴ１５の処理は、図２の治療部位受付／検出機能１３０によって実現される処理である。

【0055】

そして、ステップＳＴ１６では、選択された円周軌道に沿ってＣアーム３３を回転させ、ステント留置部位の周りを複数個所から撮影する。ステップＳＴ１６の処理は、図２のアーム制御機能１０３によって実現される処理である。

【0056】

上述した第１の実施形態に係るＸ線診断装置１によれば、ステント留置部位の血管の芯線に直交する方向であって、ステント留置部位を中心とする円周軌道上の複数の位置から、ステント留置状態を、簡便に、かつ、確実に確認できるような画像を容易に撮影することできる。

【0057】

（第２の実施形態）
図９は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１の細部構成例、及び、機能構成例を示すブロック図である。また、図１０は、第２の実施形態のＸ線診断装置１の動作例を示すフローチャートであり、図１１は、第２の実施形態のＸ線診断装置１の動作概念を説明する図である。

【0058】

第２の実施形態のＸ線診断装置１は、第１の実施形態と、少なくとも以下の２点で相違している。第１の相違点は、第１の実施形態では、使用する血管内デバイスの種類は限定していないが、第２の実施形態では、使用する血管内デバイスを、血管内超音波撮影デバイス（ＩＶＵＳ）のように、血管の狭窄に関する情報を取得できるデバイスとしている。例えば、血管内超音波撮影デバイス（ＩＶＵＳ）は、カテーテルの先端に装着された超音波トランスデューサによって血管の内腔断層像をリアルタイムで提供することができる。血管の内腔断層像に基づいて、血管の狭窄の状況や、狭窄率等の狭窄に関する指標を得ることができる。

【0059】

第２の相違点は、血管内超音波撮影デバイスで得た狭窄に関する指標と、その指標が得られた血管内の位置とを関連付ける機能を有している点である。この機能は、Co-Registrationとも呼ばれる。血管内超音波撮影デバイスを血管内の所定の位置から引き戻しながら（プルバックしながら）撮影するとき、例えば、プルバック開始の位置と、終了の位置とを血管内超音波撮影デバイスの撮影画像（第２画像）において関連付け、さらに、プルバックしているときの超音波トランスデューサの位置と、血管内超音波撮影デバイスで撮影された超音波画像とを関連付ける。この結果、図１１の右上図、及び、右下図に示すように、超音波画像から得られた狭窄率等の血管狭窄に関する指標値と、Ａ、Ｂ，Ｃ、Ｄ、Ｅ等のデバイスを挿入した血管の位置とを関連付けることが可能となる。したがって、このような関連付けから、狭窄率が最も大きな部位が、ステントを留置すべき部位（即ち、治療部位）であると推定することができる。

【0060】

図９に示すブロック図では、上述した機能を、ＩＶＵＳ情報入力機能１４０と、狭窄部位検出機能１４２によって実現している。ＩＶＵＳ情報入力機能１４０は、図９中の血管内超音波撮影デバイス５００から外部通信Ｉ／Ｆ１４を介して、血管内超音波画像や、狭窄率など指標値を、狭窄に関する情報として入力する。狭窄部位検出機能１４２は、狭窄率など指標値とデバイスを挿入した血管の位置（Ａ、Ｂ，Ｃ、Ｄ、Ｅ等）とを関連付けし、図１１の右上図に例示するような図を、例えば、ディスプレイ１３に表示させる。

【0061】

治療部位受付／検出機能１３０は、ディスプレイ１３の表示を見たユーザからの指定、例えば、領域Ｂが、治療部位であるとの指定を受け付けてもよいし、狭窄部位検出機能１４２による関連付けの結果から、領域Ｂが治療部位であると自動的に検出してもよい。

【0062】

円周軌道算出機能１２０は、ユーザから指定された領域Ｂ、或いは、装置が自動的に検出した領域Ｂの周りの円周軌道を、第１の実施形態と同様に算出する。

【0063】

図１０に示すフローチャートのうち、ステップＳＴ２３、及び、ステップＳＴ２４が、上述した第２の実施形態の機能に対応する処理である。ステップＳＴ２０、２１、２２、及び、ステップＳＴ２５、２６の処理は第１の実施形態と同様である。

【0064】

なお、第２の実施形態の血管内デバイスとして、上述した血管内超音波撮影デバイスに換えて、カテーテルの先端に圧力トランスデューサが装着されたデバイスを用いることができる。圧力トランスデューサによって血管内の圧力を測定することにより、ＦＦＲ（Fractional Flow Reserve）や、ＩＦＲ（Instantaneous wave-Free Ratio）等の血管の狭窄に関する指標を得ることができる。

【0065】

第２の実施形態のＸ線診断装置１によれば、血管内超音波撮影デバイス等によって得られる超音波画像や、ＦＦＲ、ＩＦＲ等の血管の狭窄に関する指標から、血管内における狭窄部、即ち、治療部位をユーザに正確に提供することができる。また、ユーザからの位置の指定を受け付けることに換えて、治療部位の位置を装置が自動で検出することも可能である。

【0066】

（第３の実施形態）
図１２は、第３の実施形態のＸ線診断装置１の動作例を示すフローチャートであり、図１３は、第３の実施形態のＸ線診断装置１の動作概念を説明する図である。

【0067】

第３の実施形態のＸ線診断装置１では、血管内デバイスとして、マーカ付きのデバイスを用いて第２画像を取得している点が、第１の実施形態と相違する。マーカ付き血管内デバイスは、例えば、バルーンやステントの前端及び後端の少なくとも一方に相当する位置に、Ｘ線不透過性の物質（即ち、マーカ）を設けたデバイスである。

【0068】

マーカの無い血管内デバイスを撮影した第２画像では、ガイドワイヤーは描出できるものの、バルーンやステント部分は必ずしも良好に描出されない。これに対して、マーカ付きの血管内デバイスを撮影した第２画像では、マーカが良好に描出されるため、バルーンやステントの位置を容易に視認できる、或いは、容易に装置で自動検出することができる。マーカが所定の時間以上停止している位置は、ステントが留置された位置であると考えられる。つまり、マーカが所定の時間以上停止した位置が治療部位であると推定することができる。

【0069】

そこで、第３の実施形態では、図１３の左下図、及び、右図に示したように、第２画像中に描出されたマーカを、３次元血管芯線画像にも引き継ぎ、３次元血管芯線画像におけるマーカ位置を検出するものとしている。そして、３次元血管芯線画像におけるマーカの検出位置が治療部位であると推定し、推定した治療部位の周りに、第１の実施形態と同様の円周軌道を算出するものとしている。

【0070】

図１２に示すフローチャートのうち、ステップＳＴ３３、及び、ステップＳＴ３４が、上述した第３の実施形態の機能に対応する処理である。ステップＳＴ３０、３１、３２、及び、ステップＳＴ３５、３６の処理は第１の実施形態と同様である。

【0071】

第３の実施形態のＸ線診断装置１によれば、血管内デバイスに設けられたマーカを検出することにより、３次元血管芯線画像における治療部位を簡便に検出することができる。

【0072】

（第４の実施形態）
図１４は、第４の実施形態のＸ線診断装置１の動作例を示すフローチャートであり、図１５は、第４の実施形態のＸ線診断装置１の動作概念を説明する図である。

【0073】

上述した第３の実施形態のＸ線診断装置１では、マーカ付きの血管内デバイスを用いて第２画像を取得している一方で、第１画像に関しては、第１、第２の実施形態と同様に、造影剤を用いた血管造影画像を用いている。これに対して、第４の実施形態のＸ線診断装置１では、図１５の左上図、左下図に示すように、第１画像と第２画像の双方において、マーカ付き血管内デバイスが描出された画像を用いている。第１画像と第２画像の夫々には、マーカに加えて、太い実線で示したガイドワイヤーも描出されている。

【0074】

第１画像及び第２画像は、治療対象の冠動脈に挿入されたマーカ付き血管内デバイスを、異なる２方向から撮影した画像であり、マーカが所定の時間以上停止した状態で撮影した画像である。そして、マーカ付き血管内デバイスが描出された第１画像と第２画像の２つの画像から、図１５の右図に示す、マーカが描出された３次元血管芯線画像が生成される。

【0075】

図１４に示すフローチャートのうち、ステップＳＴ４０が、第３の実施形態とは異なる処理であり、それ以外のステップＳＴ４１～ステップＳＴ４６の処理は、第３の実施形態のステップＳＴ３１～３６の処理と実質的には同じである。

【0076】

第３の実施形態と同様に、マーカが所定の時間以上停止した位置は、ステントが留置された位置であると考えることができる。したがって、第４の実施形態に係るＸ線診断装置１によれば、第３の実施形態と同様に、３次元血管芯線画像においてマーカ位置を検出することにより、３次元血管芯線画像における治療部位を簡便に検出することができる。

【0077】

（第５の実施形態）
上述した第４の実施形態では、３次元血管芯線画像から、装置が（具体的には、治療部位受付／検出機能１３０が）、マーカ位置を検出することで自動的に治療部位を検出するものとしていた。これに対して、第５の実施形態では、マーカが描出された３次元血管芯線画像をユーザが参照し、ユーザが手動で治療部位を指定するものとしている。

【0078】

具体的には、図１４のステップＳＴ４３において、ディスプレイ１３に表示された３次元血管芯線画像に対して、ユーザがマーカ位置を指定する。その後、ステップＳＴ４４では、指定されたマーカ位置に基づいて、３次元血管芯線画像中の治療部位の位置を特定する。

【0079】

第５の実施形態に係るＸ線診断装置１によれば、ユーザによる手動操作を一部に含むものの、第４の実施形態とほぼ同様の効果が得られる。

【0080】

（第６の実施形態）
図１６は、第６の実施形態に係るＸ線診断装置１の細部構成例、及び、機能構成例を示すブロック図である。また、図１７は、第６の実施形態のＸ線診断装置１の動作例を示すフローチャートであり、図１８は、第６の実施形態のＸ線診断装置１の動作概念を説明する図である。

【0081】

ここまで説明してきた第１～第５の実施形態では、Ｘ線診断装置１で撮影した複数の画像から生成した３次元血管芯線画像の治療部位に対して円周軌道を算出していた。これに対して、第６の実施形態のＸ線診断装置１では、Ｘ線診断装置１以外の他の医用画像診断装置、例えば、ＣＴ装置で収集した３次元画像の治療部位に対して円周軌道を算出するものとしている。以下、図１７のフローチャートに基づいて第６の実施形態の動作例を説明する。

【0082】

まず、ステップＳＴ６０で、他の医用画像診断装置、例えば、ＣＴ装置で収集した当該患者の３次元画像データを入力する。３次元画像データは、図１６の３次元画像入力機能１５０により、外部通信Ｉ／Ｆ１４を介して、例えばＣＴ装置や、画像サーバから入力される。

【0083】

ステップＳＴ６１では、入力した３次元画像データ中の治療部位を検出する。治療部位の検出は、本装置（Ｘ線診断装置１）が自動で検出してもよいし、入力した３次元画像をディスプレイ１３に表示し、ユーザが指定する治療部位の位置を受け付けることによって、治療部位を検出してもよい。

【0084】

ステップＳＴ６３では、検出した治療部位の周りの円周軌道を、３次元画像データに対して算出する。具体的には、検出した治療部位の位置と、治療部位に該当する血管の走行方向とから、血管の走行方向に直交し、治療部位を含む平面内において、治療部位の周りの円周軌道を算出する。ステップＳＴ６１、６３の処理は、図１６の治療部位検出／円周軌道算出機能１５４によって行われる。なお。ステップＳＴ６１、６３の処理は、ステント治療の前に、例えば、ステント治療の計画段階等で行なわれる。

【0085】

図１８の左上図は、他の医用画像診断装置で収集された当該患者の３次元画像データと、この３次元画像データに対して検出された治療部位、及び、この治療部位の周りに算出された円周軌道を例示する図である。

【0086】

ステップＳＴ６４以降の処理は、ステント治療の実行段階で行われる処理である。まず、ステップＳＴ６４では、本装置（Ｘ線診断装置１）を用いて、第１の方向から被検体に造影剤を注入して撮影した血管造影画像を、第１画像として取得する。同様に、ステップＳＴ６５では、第２の方向から撮影した血管造影画像を、第２画像として取得する。ステップＳＴ６４、６５の処理は、図１６の第１画像生成機能１０１、及び、第２画像生成機能１０２によって行われる。図１８の左下図は、第１画像、及び、第２画像の２つの血管造影画像を例示する図である。

【0087】

次に、ステップＳＴ６６では、ステップＳＴ６４、６５で取得した血管造影画像に合致するように、他の医用画像診断装置で取得した３次元画像データを、例えば、相関処理等を用いて位置合わせする。この位置合わせ処理は、図１６の位置合わせ機能１５２によって行われる。なお、第１画像と第２画像のいずれか１つの血管造影画像を用いて、この血管造影画像に合致するように、他の医用画像診断装置で取得した３次元画像データを位置合わせしてもよい。図１８の右図は、血管造影画像に合致するように位置合わせされた３次元画像を例示する図である。

【0088】

ステップＳＴ６７では、位置合わせ処理によって算出された、座標変換データ等の位置合わせデータを用いて、３次元画像データに対して算出された円周軌道を、血管造影画像に対する円周軌道に変換する。ステップＳＴ６７の処理は、図１６の円周軌道変換機能１５６によって行われる。

【0089】

ステップＳＴ６８の処理は、第１乃至第５の実施形態と実質的に同じであり、変換された円周軌道に沿ってＣアーム３３を回転させて、ステントの留置部位の周りを撮影する。

【0090】

第６の実施形態のＸ線診断装置１では、当該患者を他の医用画像診断装置で撮影した３次元画像データを用いることにより、ステント治療の計画段階において円周軌道を算出することができるため、ステント治療の実行段階の時間を短縮することができる。

【0091】

（他の実施形態）
第１乃至第６の実施形態では、生成した画像、或いは、取得した画像を処理して円周軌道を算出し、算出した円周軌道に基づいてＣアームを制御しつつ撮影するまでの全ての機能を、Ｘ線診断装置１で実現している。これに対して、Ｘ線診断装置１で生成した画像を入力し、入力した画像を処理して円周軌道を算出するまでの処理を、Ｘ線診断装置１とは別体の装置、即ち、医用情報処理装置３００で行うこともできる。

【0092】

図１９、及び、図２０は、このような機能を有する医用情報処理装置３００の構成例と、係る機能を除いたＸ線診断装置１の構成例を示すブロック図である。

【0093】

図１９は、主に、第１乃至第５の実施形態に対応するブロック図（図２又は図９）における、医用画像処理機能１０４に対応する機能を実現する医用情報処理装置３００の構成例を示す図である。

【0094】

医用情報処理装置３００は、例えば、ワークステーションのような計算機であり、操作パネル３０１、記憶回路３０２、ディスプレイ３０３、外部通信ｉ／Ｆ３０４、及び、処理回路３１０を有している。また、処理回路３１０は、３次元画像生成機能３１１、円周軌道算出機能３１２、及び、治療部位受付／検出機能３１３の各機能を実現する。

【0095】

上述した各構成、及び、各機能は、同一名称の構成及び機能として既に説明済みであるため、更なる説明を省略する。

【0096】

一方、図２０は、第６の実施形態に対応するブロック図（図１６）における、医用画像処理機能１０４に対応する機能を実現する医用情報処理装置３００の構成例を示す図である。図２０に示す医用情報処理装置３００も、ワークステーションのような計算機であり、操作パネル３０１、記憶回路３０２、ディスプレイ３０３、外部通信Ｉ／Ｆ３０４、及び、処理回路３１０を有しており、処理回路３１０は、３次元画像取得機能３５０、位置合せ機能３５２、及び、治療部位検出／円周軌道算出機能３５４の各機能を実現する。図２０に示す各構成、及び、各機能も、同一名称の構成及び機能として既に説明済みであるため、更なる説明を省略する。

【0097】

以上説明してきたように、各実施形態のＸ線診断装置１は、ステントの留置状態等の、ＰＣＩの治療結果を、簡便に、かつ、確実に確認できるようにすることができる。

【0098】

なお、各実施形態の記載における３次元画像生成機能は、特許請求の範囲の記載における特定部の一例である。また、各実施形態の記載における円周軌道算出機能は、特許請求の範囲の記載における算出部の一例である。また、各実施形態の記載におけるアーム制御機能は、特許請求の範囲の記載におけるアーム制御部の一例である。また、各実施形態の記載における治療部位は、ステントが留置されている部位だけでなく、ステントが留置されるべき部位を含み、更には、ステントを留置するか否かの判定対象である血管の狭窄部位、又は、血管の狭窄が起こっている可能性のある診断対象部位を含む。各実施形態の記載における「治療部位」との用語は、特許請求の範囲における「対象部位」の一例である。たとえば、狭窄の程度を確認するために、狭窄部位の周りの軌道をアームが回転し、造影下で透視を実行することがあり、このような場合の狭窄部位は「対象部位」に含まれる。そして、狭窄の程度の確認の結果、ステント留置等の治療を行う場合と、治療を行わない場合がありえる。

【0099】

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】

【0100】

１ Ｘ線診断装置
１０ コンソール
１１ 操作パネル
１２ 記憶回路
１３ ディスプレイ
１５ 処理回路
２０ 寝台
３０ スキャナ
３３ Ｃアーム
３４ Ｘ線源
３６ Ｘ線検出器
１０１ 第１画像生成機能
１０２ 第２画像生成機能
１０３ アーム制御機能
１０４ 医用情報処理機能
１１０ ３次元画像生成機能
１２０ 円周軌道算出機能
１３０ 治療部位受付／検出機能
１４０ ＩＶＵＳ情報入力機能
１４２ 狭窄部位検出機能
１５０ ３次元画像入力機能
１５２ 位置合せ機能
１５４ 治療部位検出／円周軌道算出機能
１５６ 円周軌道変換機能

【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】

【図18】

【図19】

【図20】