特許 7297457 画像処理装置、Ｘ線診断装置及び超音波診断装置

(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】2023-06-16

(45)【発行日】2023-06-26

(54)【発明の名称】画像処理装置、Ｘ線診断装置及び超音波診断装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/00 20060101AFI20230619BHJP

   A61B 6/03 20060101ALI20230619BHJP

   A61B 8/08 20060101ALI20230619BHJP

   A61B 8/14 20060101ALI20230619BHJP

   A61B 34/20 20160101ALI20230619BHJP

   A61F 2/24 20060101ALI20230619BHJP

【ＦＩ】

A61B6/00 370

A61B6/00 331E

A61B6/00 360Z

A61B6/03 360J

A61B8/08

A61B8/14

A61B34/20

A61F2/24

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2019022526

(22)【出願日】2019-02-12

(65)【公開番号】P2020069375

(43)【公開日】2020-05-07

【審査請求日】2022-01-17

(31)【優先権主張番号】16/177,043

(32)【優先日】2018-10-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】519049064

【氏名又は名称】リチャード スモーリング

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100162570

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 早苗

(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】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】リチャード スモーリング

(72)【発明者】

【氏名】アンドリュー クルス－ギルクリスト

(72)【発明者】

【氏名】坂口 卓弥

(72)【発明者】

【氏名】田中 学

【審査官】遠藤 直恵

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０１９７３５４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－０８１２０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ６／００－６／１４、８／００－８／１５、３４／００－９０／９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

予め複数の方向から撮像された被検体の心臓領域の第１医用画像と、前記心臓領域がリアルタイムに撮像された第２医用画像とを記憶する少なくとも１つの記憶部と、
前記第１医用画像から心腔内の心臓弁が有する弁葉間の境界を示す弁境界線と、カテーテルを挿入するための前記心腔の内壁の挿入点とをそれぞれ設定し、
前記内壁から離れて前記挿入点と前記弁境界線の端部とを個別に結ぶ複数の安全線を生成することにより、前記弁境界線と前記安全線とを含むナビゲーション図形を生成し、
前記ナビゲーション図形を前記第２医用画像に重畳して重畳画像を生成し、
前記重畳画像を表示部に表示させる処理回路と
を具備し、
前記処理回路は、前記重畳画像上で前記カテーテルが前記内壁に挿入された後には、前記挿入点に代えて前記挿入された位置と前記弁境界線の端部とを個別に結ぶように前記複数の安全線を更新することにより、前記ナビゲーション図形を更新する、画像処理装置。

【請求項2】

予め複数の方向から撮像された被検体の心臓領域の第１医用画像と、前記心臓領域がリアルタイムに撮像された第２医用画像とを記憶する少なくとも１つの記憶部と、
前記第１医用画像から心腔内の心臓弁が有する弁葉間の境界を示す弁境界線と、カテーテルを挿入するための前記心腔の内壁の挿入点とをそれぞれ設定し、
前記内壁から離れて前記挿入点と前記弁境界線の端部とを個別に結ぶ複数の安全線を生成することにより、前記弁境界線と前記安全線とを含むナビゲーション図形を生成し、
前記ナビゲーション図形を前記第２医用画像に重畳して重畳画像を生成し、
前記重畳画像を表示部に表示させる処理回路と
を具備し、
前記処理回路は、前記重畳画像上で前記カテーテルが前記内壁に挿入された後には、前記挿入点に代えて前記カテーテルの先端と前記弁境界線の端部とを個別に結ぶように前記複数の安全線を更新することにより、前記ナビゲーション図形を更新する、画像処理装置。

【請求項3】

前記ナビゲーション図形は、前記複数の安全線と前記弁境界線とにより囲まれた曲面を形成する、請求項１又は２に記載の画像処理装置。

【請求項4】

前記ナビゲーション図形は、前記複数の安全線と前記弁境界線とのうちの２つを互いに結ぶ三点を角とする図形である、請求項３に記載の画像処理装置。

【請求項5】

前記ナビゲーション図形が形成する面の投影面積が最小となる第１方向から前記第２医用画像が撮像された場合に、前記複数の安全線は互いに略重なって前記カテーテルの軌道を示唆する、請求項１又は２に記載の画像処理装置。

【請求項6】

前記ナビゲーション図形が形成する面の投影面積が最大となる第２方向から前記第２医用画像が撮像された場合に、前記複数の安全線はそれぞれ前記カテーテルの軌道の限界を示唆する、請求項１又は２に記載の画像処理装置。

【請求項7】

前記処理回路は、前記心臓弁における少なくとも１つの逆流位置を前記弁境界線上に設定し、前記逆流位置を示す図形を含むように前記弁境界線を更新し、前記更新した弁境界線と前記安全線とを含むように前記ナビゲーション図形を生成する、請求項１又は２に記載の画像処理装置。

【請求項8】

前記処理回路は、前記心臓弁における少なくとも１つの逆流位置を前記弁境界線上に設定し、前記逆流位置と前記挿入点とを結んで前記カテーテルの先端の少なくとも１つの軌道を更に生成し、前記軌道を更に含むように前記ナビゲーション図形を生成する、請求項１又は２に記載の画像処理装置。

【請求項9】

前記心腔は左心房であり、
前記心臓弁は僧帽弁であり、
前記内壁は心房中隔であり、
前記カテーテルの先端は、前記逆流位置で前記弁葉を留めるためのクリップを着脱自在に保持しており、
前記処理回路は、複数の逆流位置が設定されたとき、前記挿入点を通るカテーテルの先端の進行に応じて前記先端と前記複数の逆流位置のいずれかとを結ぶように前記軌道を更新する更新処理を実行し、全ての逆流位置にクリップが留置されるまで前記更新処理を繰り返し実行する、請求項８に記載の画像処理装置。

【請求項10】

前記第１医用画像は、Ｘ線ボリューム画像又は複数の２次元Ｘ線造影画像であり、前記第２医用画像は、Ｘ線透視画像である、請求項１又は２に記載の画像処理装置。

【請求項11】

前記第１医用画像は、超音波ボリューム画像であり、前記第２医用画像は、Ｘ線透視画像である、請求項１又は２に記載の画像処理装置。

【請求項12】

前記第１医用画像は、超音波ボリューム画像であり、前記第２医用画像は、超音波画像である、請求項１又は２に記載の画像処理装置。

【請求項13】

被検体に対してＸ線を照射するＸ線照射部と、
前記Ｘ線を検出するＸ線検出部と、
前記Ｘ線検出部の出力に基づいて、前記被検体の心臓領域のＸ線画像をリアルタイムに生成する画像生成回路と、
予め複数の方向から撮像された前記心臓領域の第１医用画像を記憶し、前記生成されたＸ線画像を第２医用画像として記憶する少なくとも１つの記憶部と、
前記第１医用画像から心腔内の心臓弁が有する弁葉間の境界を示す弁境界線と、カテーテルを挿入するための前記心腔の内壁の挿入点とをそれぞれ設定し、
前記内壁から離れて前記挿入点と前記弁境界線の端部とを個別に結ぶ複数の安全線を生成することにより、前記弁境界線と前記安全線とを含むナビゲーション図形を生成し、
前記ナビゲーション図形を前記第２医用画像に重畳して重畳画像を生成し、
前記重畳画像を表示部に表示させる処理回路と
を具備し、
前記処理回路は、前記重畳画像上で前記カテーテルが前記内壁に挿入されたときには、前記挿入点に代えて前記挿入された位置と前記弁境界線の端部とを個別に結ぶように前記複数の安全線を更新することにより、前記ナビゲーション図形を更新する、Ｘ線診断装置。

【請求項14】

被検体に対してＸ線を照射するＸ線照射部と、
前記Ｘ線を検出するＸ線検出部と、
前記Ｘ線検出部の出力に基づいて、前記被検体の心臓領域のＸ線画像をリアルタイムに生成する画像生成回路と、
予め複数の方向から撮像された前記心臓領域の第１医用画像を記憶し、前記生成されたＸ線画像を第２医用画像として記憶する少なくとも１つの記憶部と、
前記第１医用画像から心腔内の心臓弁が有する弁葉間の境界を示す弁境界線と、カテーテルを挿入するための前記心腔の内壁の挿入点とをそれぞれ設定し、
前記内壁から離れて前記挿入点と前記弁境界線の端部とを個別に結ぶ複数の安全線を生成することにより、前記弁境界線と前記安全線とを含むナビゲーション図形を生成し、
前記ナビゲーション図形を前記第２医用画像に重畳して重畳画像を生成し、
前記重畳画像を表示部に表示させる処理回路と
を具備し、
前記処理回路は、前記重畳画像上で前記カテーテルが前記内壁に挿入された後には、前記挿入点に代えて前記カテーテルの先端と前記弁境界線の端部とを個別に結ぶように前記複数の安全線を更新することにより、前記ナビゲーション図形を更新する、Ｘ線診断装置。

【請求項15】

前記ナビゲーション図形は、前記複数の安全線と前記弁境界線とにより囲まれた曲面を形成する、請求項１３又は１４に記載のＸ線診断装置。

【請求項16】

前記ナビゲーション図形は、前記複数の安全線と前記弁境界線とのうちの２つを互いに結ぶ三点を角とする図形である、請求項１５に記載のＸ線診断装置。

【請求項17】

被検体に向けて超音波を送信し、前記超音波の反射波を受信する超音波プローブと、
前記超音波プローブの出力に基づいて、前記被検体の心臓領域の超音波画像をリアルタイムに生成する画像生成回路と、
予め複数の方向から撮像された前記心臓領域の第１医用画像を記憶し、前記生成された超音波画像を第２医用画像として記憶する少なくとも１つの記憶部と、
前記第１医用画像から心腔内の心臓弁が有する弁葉間の境界を示す弁境界線と、カテーテルを挿入するための前記心腔の内壁の挿入点とをそれぞれ設定し、
前記内壁から離れて前記挿入点と前記弁境界線の端部とを個別に結ぶ複数の安全線を生成することにより、前記弁境界線と前記安全線とを含むナビゲーション図形を生成し、
前記ナビゲーション図形を前記第２医用画像に重畳して重畳画像を生成し、
前記重畳画像を表示部に表示させる処理回路と
を具備する超音波診断装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、画像処理装置、Ｘ線診断装置及び超音波診断装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、心臓弁の疾患に対する診断又はカテーテル治療に関して、心臓領域の画像を生成する様々な医用画像診断装置が知られている。この種の医用画像診断装置としては、超音波診断装置及びＸ線診断装置がある。

【0003】

超音波診断装置は、例えば、超音波ドプラ法を用い、心臓弁の疾患により血液の逆流が噴出している弁口付近の血流や組織の動きを超音波カラー画像で表示する。逆流が視認された場合、人工弁やクリップといった留置デバイス又は弁を縫合する縫合デバイス等を挿入するカテーテル治療が施される。

【0004】

Ｘ線診断装置は、このようなカテーテル治療の際に、カテーテルが挿入された心臓領域のＸ線画像を表示する。但し、Ｘ線画像には、心臓壁や心臓弁が表示されない。

【0005】

このため、Ｘ線診断装置は、カテーテル先端のデバイスを誘導するためのナビゲーション図形をＸ線画像上に表示することが好ましい。ナビゲーション図形は、弁輪を示す円形線と、弁輪の中心を通る直線とを有している。なお、Ｘ線画像及びナビゲーション図形は、Ｘ線診断装置に代えて、画像処理装置に表示される場合もある。

【0006】

以上のようなナビゲーション図形は、通常は特に問題ないが、本発明者の検討によれば、カテーテル治療の安全性及び正確性を向上させる余地がある。例えば、ナビゲーション図形の円形線及び直線によれば、カテーテル先端が直線から外れた場合の安全な範囲が不明なため、カテーテル先端を心腔の内壁に衝突させてしまう可能性がある。従って、ナビゲーション図形は、カテーテル治療の安全性を向上させる余地がある。これに加え、ナビゲーション図形の円形線及び直線によれば、心臓弁の向きが不明なため、留置デバイスの回転角度を心臓弁の向きに合わせられない可能性がある。従って、ナビゲーション図形は、カテーテル治療の正確性を向上させる余地がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特表２０１４－５２４７５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明が解決しようとする課題は、カテーテル治療の安全性及び正確性を向上できるナビゲーション図形を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

実施形態に係る画像処理装置は、少なくとも１つの記憶部及び処理回路を備えている。

【0010】

前記記憶部は、予め複数の方向から撮像された被検体の心臓領域の第１医用画像と、前記心臓領域がリアルタイムに撮像された第２医用画像とを記憶する。
前記処理回路は、前記第１医用画像から心腔内の心臓弁が有する弁葉（leaflets）間の境界を示す弁境界線と、カテーテルを挿入するための前記心腔の内壁の挿入点とをそれぞれ設定する。
前記処理回路は、前記内壁から離れて前記挿入点と前記弁境界線の端部とを個別に結ぶ複数の安全線を生成することにより、前記弁境界線と前記安全線とを含むナビゲーション図形を生成する。
前記処理回路は、前記ナビゲーション図形を前記第２医用画像に重畳して重畳画像を生成する。
前記処理回路は、前記重畳画像を表示部に表示させる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の外観を示す模式図である。

【図2】図２は、同実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示すブロック図である。

【図3】図３は、同実施形態における設定機能を説明するための模式図である。

【図4】図４は、同実施形態における動作を説明するためのフローチャートである。

【図5】図５は、同実施形態における動作を説明するための模式図である。

【図6】図６は、同実施形態の第１変形例におけるナビゲーション図形を示す模式図である。

【図7】図７は第１変形例に係るＸ線診断装置の動作を説明するためのフローチャートである。

【図8】図８は、同実施形態の第２変形例におけるナビゲーション図形を示す模式図である。

【図9】図９は、同実施形態の第３変形例における設定テーブルを示す模式図である。

【図10】図１０は、同実施形態の第６変形例におけるナビゲーション図形を示す模式図である。

【図11】図１１は、同実施形態の第６変形例におけるナビゲーション図形を示す模式図である。

【図12】図１２は、第２の実施形態における動作を説明するためのフローチャートである。

【図13】図１３は、第３の実施形態における動作を説明するためのフローチャートである。

【図14】図１４は、第４の実施形態における動作を説明するためのフローチャートである。

【図15】図１５は、第５の実施形態に係る超音波診断装置及びその周辺構成を説明するためのブロック図である。

【図16】図１６は、同実施形態における設定機能を説明するための模式図である。

【図17】図１７は、同実施形態における動作を説明するためのフローチャートである。

【図18】図１８は、同実施形態の変形例の動作を説明するためのフローチャートである。

【図19】図１９は、第６の実施形態における撮像方向を説明するための模式図である。

【図20】図２０は、同実施形態における撮像方向を説明するための模式図である。

【図21】図２１は、同実施形態の変形例を説明するための模式図である。

【図22】図２２は、同実施形態の変形例を説明するための模式図である。

【図23】図２３は、第７の実施形態に係る画像処理装置及びその周辺構成を説明するためのブロック図である。

【図24】図２４は、各実施形態における安全線を説明するための模式図である。

【図25】図２５は、各実施形態の変形例における安全線の例を説明するための模式図である。

【図26】図２６は各実施形態の他の変形例における安全線の例を説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して各実施形態を説明する。なお、各実施形態では、心臓弁の一例として僧帽弁を用いている。また、挿入点の一例として穿刺点を用いている。また、カテーテル先端に保持されるデバイスの一例としてクリップ（例、MitraClip（登録商標））の如き、留置デバイスを用いている。但し、これらの例に限定されない。心臓弁としては、例えば、三尖弁、大動脈弁又は肺動脈弁といった任意の弁が適宜、使用可能となっている。また、カテーテルの先端に保持されるデバイスとしては、例えば、人工弁を縫合する縫合デバイスといった任意の治療用デバイスが適宜、使用可能となっている。「挿入点」及び「穿刺点」は、それぞれ「挿入位置」及び「穿刺位置」に読み替えてもよい。また、Ｘ線診断装置としては、バイプレーン構造を例に挙げて述べるが、これに限らず、シングルプレーン構造を用いてもよい。

【0013】

また、以下の説明は、主に、Ｘ線診断装置が有する画像処理装置を例に挙げて述べるが、これに限定されない。すなわち、Ｘ線診断装置が有する画像処理装置についての説明は、超音波診断装置が有する画像処理装置や、各診断装置の外部に設けた画像処理装置についても同様に適用される。また同様に、超音波診断装置が有する画像処理装置についての説明は、Ｘ線診断装置が有する画像処理装置や、各診断装置の外部に設けた画像処理装置についても同様に適用される。これは、各診断装置により生成された第１医用画像及び第２医用画像の各々に対する画像処理を、任意の画像処理装置が実行できるからである。

【0014】

＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態に係るＸ線診断装置の外観を示す外観図である。図１に示すように、本実施形態に係るＸ線診断装置１は、複数の支持機構（バイプレーン構造）を有する。

【0015】

図２は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示したブロック図である。このＸ線診断装置１は、高電圧発生装置３、第１Ｘ線管５、第１Ｘ線検出器７、第１支持機構９、第１コリメータ１１、第２Ｘ線管１５、第２Ｘ線検出器１７、第２支持機構１９、第２コリメータ２１、天板２４、寝台２５、駆動部２７、画像生成回路２９、画像処理装置３０、制御回路４１を備えている。Ｘ線診断装置１は、心電計４３を接続してもよい。画像処理装置３０は、少なくとも１つのメモリ３１、入力インタフェース３３、ディスプレイ３５、処理回路３７及び通信インタフェース３９を備えている。画像処理装置３０は、Ｘ線診断装置１が備える場合に限らず、Ｘ線診断装置１の外部装置として設けてもよい。

【0016】

高電圧発生装置３は、第１Ｘ線管５と第２Ｘ線管１５とに供給する管電流と、第１Ｘ線管５と第２Ｘ線管１５とに印加する管電圧とを発生する。高電圧発生装置３は、制御回路４１に制御され、管電流を第１Ｘ線管５と第２Ｘ線管１５とに供給し、管電圧を第１Ｘ線管５と第２Ｘ線管１５とに印加する。

【0017】

第１Ｘ線管５は、高電圧発生装置３から供給された管電流と、高電圧発生装置３により印加された管電圧とに基づいて、Ｘ線の焦点（以下、第１焦点と呼ぶ）においてＸ線（以下、第１Ｘ線と呼ぶ）を発生する。第１焦点から発生された第１Ｘ線は、第１Ｘ線管５の前面に設けられたＸ線放射窓を介して、被検体Ｐに照射される。なお、第１焦点から発生された第１Ｘ線の一部は、第１Ｘ線管５とＸ線放射窓との間に設けられた第１コリメータ１１により遮蔽される。すなわち、入力インタフェース３３から入力された第１照射範囲に従って第１コリメータ１１が移動され、第１Ｘ線の照射範囲が限定される。また、第１Ｘ線管５及び第１コリメータ１１は、Ｘ線照射部の一例である。

【0018】

第１Ｘ線検出器７は、第１Ｘ線管５から発生され、被検体Ｐを透過した第１Ｘ線を検出する。例えば、第１Ｘ線検出器７は、フラットパネルディテクタ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｅｒ：以下、第１ＦＰＤと呼ぶ）を有する。第１ＦＰＤは、複数の半導体検出素子を有する。半導体検出素子には、直接変換形と間接変換形とがある。直接変換形とは、入射Ｘ線を直接的に電気信号に変換する形式である。間接変換形とは、入射Ｘ線を蛍光体で光に変換し、その光を電気信号に変換する形式である。

【0019】

第１Ｘ線の入射に伴って複数の半導体検出素子で発生された電気信号は、図示していないアナログディジタル変換器（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：以下、Ａ／Ｄ変換器と呼ぶ）に出力される。Ａ／Ｄ変換器は、電気信号をディジタルデータに変換する。Ａ／Ｄ変換器は、ディジタルデータを画像生成回路２９に出力する。なお、第１Ｘ線検出器７として、イメージインテンシファイア（Ｉｍａｇｅｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）が用いられてもよい。また、第１Ｘ線検出器７は、Ｘ線検出部の一例である。

【0020】

第１支持機構９は、第１Ｘ線管５と第１Ｘ線検出器７とを移動可能に支持する。具体的には、第１支持機構９は、例えば、図１におけるＣアーム９１とＣアーム支持部９３とを有する。Ｃアーム９１は、第１Ｘ線管５と第１Ｘ線検出器７とを、互いに向き合うように搭載する。Ｃアーム支持部９３は、Ｃアーム９１のＣ形状に沿う方向（以下、Ｃ方向と呼ぶ）に、Ｃアーム９１をスライド可能に支持する。

【0021】

また、Ｃアーム支持部９３は、Ｃアーム９１とＣアーム支持部９３とを接続する第１接続部９５を略中心として、Ｃ方向に直交する方向（以下、Ｃ直交方向と呼ぶ）に回転可能にＣアーム９１を支持する。なお、Ｃアーム支持部９３は、後述する天板２４の短軸方向（図１、図２のＸ方向）と長軸方向（図１、図２のＹ方向）とに平行移動可能にＣアーム９１を支持することも可能である。また、Ｃアーム９１は、第１焦点と第１Ｘ線検出器７との距離（線源受像面間距離（Ｓｏｕｒｃｅ Ｉｍａｇｅ Ｄｉｓｔａｎｃｅ：以下、第１ＳＩＤと呼ぶ））を変更可能に、第１Ｘ線管５と第１Ｘ線検出器７とを支持する。

【0022】

第２Ｘ線管１５は、高電圧発生装置３から供給された管電流と、高電圧発生装置３により印加された管電圧とに基づいて、Ｘ線の焦点（以下、第２焦点と呼ぶ）においてＸ線（以下、第２Ｘ線と呼ぶ）を発生する。第２焦点から発生された第２Ｘ線は、第２Ｘ線管１５の前面に設けられたＸ線放射窓を介して、被検体Ｐに照射される。なお、第２焦点から発生された第２Ｘ線の一部は、第２Ｘ線管１５とＸ線放射窓との間に設けられた第２コリメータ２１により遮蔽される。すなわち、入力インタフェース３３から入力された第２照射範囲に従って第２コリメータ２１が移動され、第２Ｘ線の照射範囲が限定される。また、第２Ｘ線管１５及び第２コリメータ２１は、Ｘ線照射部の一例である。

【0023】

第２Ｘ線検出器１７は、第２Ｘ線管１５から発生され、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。例えば、第２Ｘ線検出器１７は、第２ＦＰＤを有する。第２Ｘ線の入射に伴って複数の半導体検出素子で発生された電気信号は、図示していないＡ／Ｄ変換器に出力される。Ａ／Ｄ変換器は、電気信号をディジタルデータに変換する。Ａ／Ｄ変換器は、ディジタルデータを画像生成回路２９に出力する。なお、第２Ｘ線検出器１７として、イメージインテンシファイアが用いられてもよい。また、第２Ｘ線検出器１７は、Ｘ線検出部の一例である。

【0024】

第２支持機構１９は、第２Ｘ線管１５と第２Ｘ線検出器１７とを移動可能に支持する。具体的には、第２支持機構１９は、例えば、図１におけるΩアーム１９１とΩアーム支持部１９３とを有する。Ωアーム１９１は、第２Ｘ線管１５と第２Ｘ線検出器１７とを、互いに向き合うように搭載する。Ωアーム支持部１９３は、Ωアーム１９１のΩ形状に沿う方向（以下、Ω方向と呼ぶ）に、Ωアーム１９１をスライド可能に支持する。

【0025】

また、Ωアーム支持部１９３は、天井に設けられたレール１９５に沿って移動可能に設置される。レール１９５は、例えば、天板２４の長軸方向に平行に、天井に設けられる。Ωアーム支持部１９３は、Ωアーム１９１とΩアーム支持部１９３とを接続する第２接続部１９７を略中心として、Ω方向に直交する方向（以下、Ω直交方向と呼ぶ）に回転可能にΩアーム１９１を支持する。なお、Ωアーム支持部１９３は、後述する天板２４の短軸方向（図１、図２のＸ方向）と長軸方向（図１、図２のＹ方向）とに平行移動可能にΩアーム１９１を支持することも可能である。また、Ωアーム１９１は、第２焦点と第２Ｘ線検出器１７との距離（線源受像面間距離（Ｓｏｕｒｃｅ Ｉｍａｇｅ Ｄｉｓｔａｎｃｅ：以下、第２ＳＩＤと呼ぶ））を変更可能に、第２Ｘ線管１５と第２Ｘ線検出器１７とを支持する。

【0026】

寝台２５は、被検体Ｐを載置する天板２４を有する。なお、天板２４には、被検体Ｐが載置される。

【0027】

駆動部２７は、制御回路４１に制御され、第１支持機構９と、第２支持機構１９と、寝台２５とを駆動する。具体的には、駆動部２７は、制御回路４１からの制御信号に応じた駆動信号をＣアーム支持部９３に供給して、Ｃアーム９１をＣ方向にスライド、Ｃ直交方向に回転させる。駆動部２７は、制御回路４１からの制御信号に応じた駆動信号をΩアーム支持部１９３に供給して、Ωアーム１９１をΩ方向にスライド、Ω直交方向に回転させる。

【0028】

Ｘ線撮像時においては、第１Ｘ線管５と第１Ｘ線検出器７との間、および第２Ｘ線管１５と第２Ｘ線検出器１７との間に、天板２４に載置された被検体Ｐが配置される。駆動部２７は、天板２４に対する第１Ｘ線管５の位置（または、第１支持機構９の位置）と、天板２４に対する第２Ｘ線管１５の位置（または、第２支持機構１９の位置）を、制御回路４１などに出力する。

【0029】

駆動部２７は、制御回路４１から制御され、天板２４を駆動することにより、天板２４を移動させる。具体的には、駆動部２７は、制御回路４１からの制御信号に基づいて、天板２４の短軸方向（図１、図２のＸ方向）または天板２４の長軸方向（図１、図２のＹ方向）に、天板２４をスライドさせる。また、駆動部２７は、鉛直方向（図１、図２のＺ方向）に関して、天板２４を昇降する。加えて、駆動部２７は、長軸方向と短軸方向とのうち少なくとも一つの方向を回転軸（図１のＸ軸、Ｙ軸）として、天板２４を傾けるために天板２４を回転してもよい。

【0030】

駆動部２７は、第１支持機構９の位置（以下、第１位置と呼ぶ）と、第２支持機構１９の位置（以下、第２位置と呼ぶ）とを制御回路４１に出力する。なお、第１位置及び第２位置は、それぞれ第１支持機構９及び第２支持機構１９から制御回路４１へ出力されてもよい。

【0031】

駆動部２７は、第１Ｘ線管５と天板２４との相対的な位置関係（以下、第１相対位置と呼ぶ）を、制御回路４１に出力する。駆動部２７は、第２Ｘ線管１５と天板２４との相対的な位置関係（以下、第２相対位置と呼ぶ）を、制御回路４１に出力する。

【0032】

第１相対位置とは、例えば、天板２４に対するＣアーム９１の角度（傾き）、Ｃアーム９１のスライドの角度（アーム角度と呼ぶ）などである。傾きと、アーム角度とは、例えば、被検体Ｐに対するアイソセンタを基準としたオイラー角である。なお、駆動部２７は、第１支持機構９の位置、Ｃアーム９１の角度などに従って任意に回転させるために、第１Ｘ線検出器７を駆動してもよい。

【0033】

第２相対位置とは、例えば、天板２４に対するΩアーム１９１の角度（傾き）、Ωアーム１９１のスライドに関するアーム角度などである。傾きと、アーム角度とは、例えば、被検体Ｐに対するアイソセンタを基準としたオイラー角である。なお、駆動部２７は、第２支持機構１９の位置、Ωアーム１９１の角度などに従って任意に回転させるために、第２Ｘ線検出器１７を駆動してもよい。

【0034】

画像生成回路２９は、第１Ｘ線検出器７の出力に基づいて、被検体Ｐの心臓領域のＸ線画像をリアルタイムに生成する。また、画像生成回路２９は、第２Ｘ線検出器１７の出力に基づいて、被検体Ｐの心臓領域のＸ線画像をリアルタイムに生成する。例えば、画像生成回路２９は、第１Ｘ線検出器７および第２Ｘ線検出器１７から出力されたディジタルデータに対して、前処理を実行する。前処理とは、第１Ｘ線検出器７および第２Ｘ線検出器１７におけるチャンネル間の感度不均一の補正、および金属等のＸ線強吸収体による極端な信号の低下またはデータの脱落に関する補正等である。

【0035】

画像生成回路２９は、前処理されたディジタルデータに基づいて、第１相対位置および第２相対位置にそれぞれ対応する２つのＸ線画像を生成する。画像生成回路２９は、生成したＸ線画像をメモリ３１およびディスプレイ３５に出力する。

【0036】

メモリ３１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）及び画像メモリなど電気的情報を記録するメモリと、それらメモリに付随するメモリコントローラやメモリインタフェースなどの周辺回路から構成されている。メモリ３１は、予め複数の方向から撮像された被検体Ｐの心臓領域の第１医用画像を記憶し、画像生成回路２９で生成されたＸ線画像を第２医用画像として記憶する。第２医用画像は、被検体の心臓領域がリアルタイムに撮像されたライブ画像である。リアルタイムとは、画像の順次取得に並行して、当該画像の表示または処理が順次実行されることを意味する。リアルタイムの意味は、以下の各実施形態でも同様である。

【0037】

ここで、第１医用画像がＸ線ボリューム画像又は複数の２次元Ｘ線造影画像であり、第２医用画像がＸ線透視画像であってもよい。Ｘ線ボリューム画像は、Ｘ線診断装置により取得された３次元画像でもよく、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置により取得された３次元ＣＴ画像でもよい。また、第１医用画像が超音波ボリューム画像であり、第２医用画像がＸ線透視画像であってもよい。

【0038】

また、メモリ３１は、処理回路３７で生成された重畳画像、本Ｘ線診断装置１の制御プログラム、画像処理装置３０のプログラム、診断プロトコル、入力インタフェース３３から送られてくる操作者の指示、Ｘ線撮像に関する撮像条件および透視条件などの各種データ群、入力インタフェース３３とネットワークとを介して送られてくる種々のデータ、第１Ｘ線線量、第２Ｘ線線量などを記憶する。メモリ３１は、第１相対位置、第２相対位置、第１照射範囲、第２照射範囲を記憶してもよい。

【0039】

メモリ３１は、第１Ｘ線の発生に関する第１Ｘ線照射条件や第２Ｘ線の発生に関する第２Ｘ線照射条件を記憶する。各Ｘ線照射条件は、各Ｘ線の線質に関する条件（管電圧、管電流など）、照射時間、照射間隔、各Ｘ線絞り１１，２１における開口、管電流（ｍＡ）と照射時間（ｓ）との積（以下、管電流時間積（ｍＡｓ）と呼ぶ）、入力インタフェース３３を介して選択された線質調整フィルタの厚み（または種類）、撮像視野（Ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｖｉｅｗ：ＦＯＶ）、照射レート（１秒あたりのＸ線照射回数）などである。

【0040】

メモリ３１は、第１Ｘ線の照射（発生）ごとの第１幾何学的条件や、第２Ｘ線の照射（発生）ごとの第２幾何学的条件を記憶する。各幾何学的条件は、天板２４の位置、Ｃアーム９１の位置、Ｃアーム９１の角度、各Ｘ線の照射方向（第１方向、第２方向）、各ＳＩＤ、各ＦＰＤ回転角度などである。また、メモリ３１は、記憶部の一例である。

【0041】

入力インタフェース３３は、例えば、ネットワーク、図示していない外部記憶装置に関するインターフェースである。本Ｘ線診断装置１によって得られたＸ線画像等のデータおよび解析結果などは、入力インタフェース３３およびネットワークを介して他の装置に転送可能である。

【0042】

入力インタフェース３３は、各Ｘ線照射条件、第１Ｘ線管および第２Ｘ線管各々による撮像位置、各照射範囲、第１方向、第２方向などを入力する。具体的には、入力インタフェース３３は、操作者からの各種指示・命令・情報・選択・設定を本Ｘ線診断装置１に取り込む。撮像位置は、例えば、アイソセンタに対する角度で規定される。例えば、第１斜位方向（ＲＡＯ）、第２斜位方向（ＬＡＯ）、尾頭方向（ＣＲＡ）、頭尾方向（ＣＡＵ）の起点を撮像位置とし、アイソセンタを図２の直交３軸の原点とすると、起点における透視位置の角度は０°である。

【0043】

入力インタフェース３３は、トラックボール、スイッチボタン、フットスイッチ、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、及び表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチパネルディスプレイ等によって実現される。入力インタフェース３３は、制御回路４１及び処理回路３７等に接続されている。入力インタフェース３３は、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換し制御回路４１及び処理回路３７へ出力する。なお、本実施形態において、入力インタフェース３３は、トラックボール、スイッチボタン、フットスイッチ、マウス、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、装置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、この電気信号を制御回路４１及び処理回路３７へ出力する電気信号の処理回路も、入力インタフェース３３の例に含まれる。

【0044】

ディスプレイ３５は、制御回路４１及び処理回路３７に制御され、医用画像、ナビゲーション図形及び重畳画像などを表示する。なお、ディスプレイ３５は、ディスプレイ本体に表示用の信号を供給する内部回路、ディスプレイと内部回路とをつなぐコネクタやケーブルなどの周辺回路から構成されている。また、ディスプレイ３５は、表示部の一例である。

【0045】

処理回路３７は、図示しないプロセッサとメモリを備え、入力インタフェース３３にて入力あるいは設定された上述の各種情報がメモリに保存される。そして、プロセッサは、これらの入力情報や設定情報に基づいて画像処理装置３０の各ユニットを統括的に制御し、ナビゲーション図形を重畳した第２医用画像をディスプレイ３５に表示させる。

【0046】

具体的には、処理回路３７のプロセッサは、メモリ３１内のプログラムを呼び出し実行することにより、プログラムに対応する設定機能３７１、図形生成機能３７２、重畳画像生成機能３７３及び表示制御機能３７４を実現する。なお、図２においては単一の処理回路３７にて設定機能３７１、図形生成機能３７２、重畳画像生成機能３７３及び表示制御機能３７４が実現されるものとして説明した。但し、これに限らず、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、各プロセッサがプログラムを実行することにより各機能を実現するものとしても構わない。また、設定機能３７１、図形生成機能３７２、重畳画像生成機能３７３及び表示制御機能３７４の分担は、便宜的なものであり、適宜、変更可能である。例えば、設定機能３７１の設定処理を図形生成機能３７２が実行してもよい。

【0047】

ここで、設定機能３７１は、メモリ３１に保存された第１医用画像から心腔内の心臓弁が有する弁葉（leaflets）間の境界を示す弁境界線と、カテーテルを挿入するための心腔の内壁の挿入点とをそれぞれ設定する。例えば図３に示すように、入力インタフェース３３の操作に応じて、挿入点としての穿刺点ｐ１と、左心房ＬＡ内の僧帽弁ｍｖの弁葉（leaflets）間の境界の複数の端部ｅ１，ｅ２が指定されたとする。設定機能３７１は、指定された穿刺点ｐ１を設定し、指定された複数の端部ｅ１，ｅ２を直線で結んだ弁境界線Ｌ１を設定する。また例えば、設定機能３７１は、弁葉間の境界上の複数の点が指定されると、当該複数の点を折れ線又は曲線で結んだ弁境界線を設定してもよい。なお、図３中、ＲＡは右心房（right atrium）を示す。

【0048】

図形生成機能３７２は、内壁から離れて穿刺点ｐ１と弁境界線の端部ｅ１，ｅ２とを個別に結ぶ複数の安全線Ｓ１，Ｓ２を生成することにより、弁境界線Ｌ１と安全線Ｓ１，Ｓ２とを含むナビゲーション図形１００を生成する。例えば、図形生成機能３７２は、操作者による入力インタフェース３３の操作に応じて、穿刺点が指定されると、当該穿刺点と弁境界線の複数の端部とを直線又は曲線で結ぶ複数の安全線を生成する。また例えば、図形生成機能３７２は、穿刺点と曲率とが指定されると、当該穿刺点と弁境界線の複数の端部とを当該曲率の曲線で結ぶ複数の安全線を生成する。「安全線（セーフティライン）」は、”ガイドスコープライン”と呼んでもよい。なお、ナビゲーション図形１００は、３次元空間上の３次元図形（３次元座標で定まる図形）と、当該３次元図形を２次元空間に投影した２次元図形（２次元座標で定まる図形）とのそれぞれを意味する。本実施形態中、ナビゲーション図形は、安全線を生成した直後には、３次元図形である。また、３次元図形としてのナビゲーション図形は、２次元空間に投影されることにより、２次元図形となる。

【0049】

重畳画像生成機能３７３は、ナビゲーション図形を第２医用画像に重畳して重畳画像を生成する。「ナビゲーション図形」は、「ガイド図形」又は「ガイドライン」と呼んでもよい。

【0050】

表示制御機能３７４は、重畳画像をディスプレイ３５に表示させる。

【0051】

通信インタフェース３９は、有線、無線又はその両方にて外部装置と通信するための回路である。外部装置は、例えば、モダリティ、画像処理装置、放射線部門情報管理システム（ＲＩＳ：Radiological Information System）、病院情報システム（ＨＩＳ：Hospital Information System）及びＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）等のシステムに含まれるサーバ、あるいは他のワークステーション等である。

【0052】

制御回路４１は、図示していないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）とメモリを備える。制御回路４１は、入力インタフェース３３から送られてくる操作者の指示、撮像位置、第１Ｘ線管５による撮像方向（第１方向）、第２Ｘ線管１５による撮像方向（第２方向）、第１照射範囲、第２照射範囲、第１Ｘ線条件、第２Ｘ線条件などの情報を、図示していなメモリに一時的に記憶する。制御回路４１は、メモリに記憶された操作者の指示、撮像位置、第１方向、第２方向、第１照射範囲、第２照射範囲、第１Ｘ線条件、第２Ｘ線条件などに従って、Ｘ線撮像を実行するために、高電圧発生装置３、第１Ｘ線検出器７、第２Ｘ線検出器１７、第１コリメータ１１、第２コリメータ２１、駆動部２７、画像生成回路２９などを制御する。

【0053】

心電計（ＥＣＧ：electrocardiograph）４３は、被検体Ｐの心臓の電気現象による時間的変化を記録したグラフ、すなわち心電図（ＥＣＧ波形）を計測する。心電計４３で検出された心電波形信号は、内部メモリに記憶されると共に、必要があれば処理回路３７に送られ、心電波形に同期したナビゲーション図形を表示するために用いられる。

【0054】

次に、以上のように構成されたＸ線診断装置の動作を図４のフローチャート及び図５の模式図を用いて説明する。なお、以下の動作は、僧帽弁の閉鎖不全に対してクリップを留置するカテーテル治療の際に、ナビゲーション図形を生成する処理について主に述べる。また、準備段階として、予め超音波ドプラ法により、被検体の僧帽弁に逆流が生じていること（閉鎖不全）が確認済みであるものとする。

【0055】

ステップＳＴ１において、操作者は、Ｘ線透視画像を参照しながら、被検体Ｐの大腿静脈からカテーテルを右心房ＲＡに進め、カテーテルを心房中隔に穿刺して左心房ＬＡに挿入する。

【0056】

ステップＳＴ２～ＳＴ３において、操作者は、左心房ＬＡにピッグテールカテーテルを挿入し、左心房ＬＡに造影剤を入れながら３Ｄ撮像を行う。例えば、被検体Ｐの体軸を中心にＣアーム９１を回転させながら第１Ｘ線管５から被検体Ｐの心臓領域に照射された第１Ｘ線を第１Ｘ線検出器７が検出する。画像生成回路２９は、第１Ｘ線検出器７の出力に基づいて左心房ＬＡのボリューム画像を生成し、ボリューム画像をメモリ３１に保存する。これにより、Ｘ線診断装置１は、左心房ＬＡのボリューム画像を取得する。このボリューム画像は、ナビゲーション図形を生成するための第１医用画像に相当する。

【0057】

ステップＳＴ４において、画像処理装置３０の処理回路３７は、メモリ３１に保存されたボリューム画像をディスプレイ３５に表示させる。処理回路３７の設定機能３７１は、例えば図３に示したように、操作者による入力インタフェース３３の操作に応じて、左心房ＬＡ内の僧帽弁ｍｖが有する弁葉（leaflets）間の弁境界線Ｌ１と、カテーテルの穿刺点ｐ１とを設定する。弁境界線Ｌ１を設定する際には、僧帽弁（mitral leaflets）の中央の溝を指定してもよく、僧帽弁の中央の溝の両端を指定してもよい。

【0058】

ステップＳＴ５において、処理回路３７の図形生成機能３７２は、穿刺点ｐ１と、弁境界線Ｌ１の端部ｅ１，ｅ２とを安全線Ｓ１，Ｓ２で結ぶ三角形を三次元空間内で計算する。図３の右側に示す如き、安全線Ｓ１，Ｓ２が互いに重なった線を、カテーテル先端の軌道（Trajectory）と定義する。図３の左側に示す如き、安全線Ｓ１，Ｓ２間の範囲は、カテーテル先端が移動した際に、内壁に衝突しない安全な範囲を示している。

【0059】

ステップＳＴ６において、Ｘ線診断装置１は、Ｃアーム９１，Ωアーム１９１を静止させた状態で、Ｘ線撮像を行う。すなわち、Ｘ線診断装置１は、互いに直交する方向から第１Ｘ線及び第２Ｘ線を被検体Ｐの心臓領域に照射し、第１Ｘ線検出器７及び第２Ｘ線検出器１７の出力に基づいて、それぞれＸ線透視画像を生成する。第１Ｘ線及び第２Ｘ線は、同時に照射してもよく、いずれか一方を照射してもよい。いずれか一方を照射する場合、操作者による入力インタフェース３３の操作に応じて、照射するＸ線を切り替えればよい。いずれにしても、生成されたＸ線透視画像は、メモリ３１に保存される。

【0060】

ステップＳＴ７において、図形生成機能３７２は、ステップＳＴ５で計算した３次元空間内の三角形を２次元平面に投影したナビゲーション図形１００を生成する。

【0061】

ステップＳＴ８において、処理回路３７の重畳画像生成機能３７３は、ナビゲーション図形１００をＸ線透視画像に重畳した重畳画像を生成する。

【0062】

ステップＳＴ９において、処理回路３７の表示制御機能３７４は、重畳画像をディスプレイ３５に表示させる。ここで、重畳画像内のＸ線透視画像はリアルタイム動画であり、ナビゲーション図形１００は基本的に静止している。

【0063】

ステップＳＴ１０において、操作者は、図５に示す如き、ディスプレイ３５に表示された２方向からのナビゲーション図形１００を参照しながら、カテーテル１０１の先端に装着されたクリップ１０２を前方に進める。これにより、スムーズに僧帽弁ｍｖの弁葉間の位置にクリップ１０２を誘導することができる。また、クリップ１０２が僧帽弁ｍｖに近づいた際に、操作者は、カテーテル１０１の操作により、カテーテル１０１の先端の軸を中心としてクリップ１０２を回転させる。これにより、操作者は、平面図ｉ１に示すように、クリップ１０２が開いた状態での長手方向を弁境界線Ｌ１に垂直に交わるように調整する。この調整は、弁境界線Ｌ１を境に開閉する弁葉を挟める向きに、クリップ１０２を回転させるためのものである。但し、平面図ｉ１は、理解の容易化のために示したものであり、ディスプレイ３５には表示されない。

【0064】

以下、操作者は、左心房ＬＡから左心室（left ventricle）ＬＶにクリップ１０２を進め、僧帽弁ｍｖの弁葉間をクリップ１０２で留める。このクリップ１０２は、例えばMitraClip（登録商標）のように、矢印に似た形状を有し、先端を支点にして矢印が閉じることにより、弁葉間を留めるように構成されている。操作者は、弁葉間をクリップ１０２で留めた後、クリップ１０２を僧帽弁ｍｖに留置してカテーテル１０１を抜去する。

【0065】

しかる後、超音波ドプラ法により、被検体Ｐの僧帽弁ｍｖの逆流が停止していること（閉鎖不全の解消）が確認されると、カテーテル治療が完了する。

【0066】

なお、ステップＳＴ１０では、バイプレーン構造を用いた場合について説明したが、これに限定されない。例えば、シングルプレーン構造を用い、撮像方向に応じてＣアームの位置を移動させることにより、第１方向からのナビゲーション図形１００と第２方向からのナビゲーション図形１００とを交互に参照してもよい。

【0067】

上述したように第１の実施形態によれば、第１医用画像から心腔内の心臓弁が有する弁葉間の境界を示す弁境界線と、カテーテルを挿入するための心腔の内壁の挿入点とをそれぞれ設定する。当該内壁から離れて穿刺点と弁境界線の端部とを個別に結ぶ複数の安全線を生成することにより、弁境界線と安全線とを含むナビゲーション図形を生成する。ナビゲーション図形を第２医用画像に重畳して重畳画像を生成する。重畳画像をディスプレイに表示させる。従って、カテーテル治療の安全性及び正確性を向上できるナビゲーション図形を提供することができる。

【0068】

これに加え、ナビゲーション図形１００を用いるカテーテル治療の結果として、手技失敗のリスクが低減され、操作者の確信を高め、トータルの手技時間を短縮することができる。

【0069】

また、ナビゲーション図形は、複数の安全線と弁境界線とのうちの２つを互いに結ぶ三点を角とする図形である。このようなナビゲーション図形としては、前述した三角形に限らず、三辺のうちの少なくとも一辺が曲線であって、３つの角をもつ図形を用いてもよい。例えば、弁境界線が直線であり、複数の安全線に相当する二辺が曲線であって、３つの角をもつ図形を用いてもよい。また、ナビゲーション図形は、複数の安全線と弁境界線とにより囲まれた平面を形成してもよく、当該囲まれた曲面を形成してもよい。

【0070】

また、ナビゲーション図形が形成する面の投影面積が最小となる第１方向から第２医用画像が撮像された場合に、複数の安全線が互いに略重なってカテーテルの軌道を示唆するようにしてもよい。また、ナビゲーション図形が形成する面の投影面積が最大となる第２方向から第２医用画像が撮像された場合に、複数の安全線がそれぞれカテーテルの軌道の限界を示唆するようにしてもよい。なお、ナビゲーション図形が形成する面の投影面積が最大となる場合、ナビゲーション図形が形成する面の形状は、三角形に限らず、内壁に当たらない範囲で任意の形状が使用可能となっている。但し、本明細書中では、三角形を例に挙げて述べている。

【0071】

また例えば、操作者は、上記軌道の限界の示唆に伴い、第２方向でクリップ１０２がナビゲーション図形１００としての三角形の中央を進行するようにする。なお、三角形の中央に限らず、弁境界線Ｌ１上で逆流位置が右寄り又は左寄りであれば、逆流位置に応じてクリップ１０２を進めるようにする。また、上記軌道の示唆に伴い、第１方向でクリップ１０２が安全線Ｓ１，Ｓ２と重なるようにし、さらに、開いた状態のクリップ１０２が真横に見える回転角度とする。これにより、確実にクリップ１０２を誘導できるようになる。

【0072】

補足すると、例えば、クリップ１０２の場合、カテーテル１０１の進行方向だけでなく、クリップ１０２の回転角度を合わせる必要がある。クリップ１０２を回転して正しい方向に入れないと僧帽弁ｍｖの弁葉間を留めることができない。そこで、本実施形態では、クリップ１０２の回転角度が分かるように、ナビゲーション図形１００を円と線ではなく、弁境界線Ｌ１を有する図形とする。操作者は、Ｃアーム９１を回転操作して(あるいはバイプレーンで)複数方向の重畳画像を観察しながら、クリップ１０２を進行させる。

【0073】

このように、本実施形態のナビゲーション図形１００は、従来のナビゲーション図形に比べ、カテーテル治療の安全性及び正確性が向上されている。

【0074】

なお、従来のナビゲーション図形に関連した手法として、［１］ＣＴＯ（Chronic Total Occlusion：慢性完全閉塞病変）の計画線と、［２］針ガイダンス・ソフトウェア（needle guidance software）がある。

【0075】

ここで、［１］ＣＴＯの計画線は、１本の曲線であるため、従来のナビゲーション図形と同様に、安全性及び正確性を向上させる余地がある。

【0076】

［２］針ガイダンス・ソフトウェアは、事前の３Ｄ画像データに基づき、針を刺す方向と距離を計画する。しかしながら、針ガイダンスは、１本の直線であるため、従来のナビゲーション図形と同様に、安全性及び正確性を向上させる余地がある。

【0077】

すなわち、本実施形態のナビゲーション図形１００は、上記関連手法［１］，［２］に比べ、カテーテル治療の安全性及び正確性が向上されている。

【0078】

以上のような第１の実施形態は、以下の第１乃至第６変形例のように変形してもよい。第１乃至第６変形例は、以下の各実施形態にも適用可能である。また、以下の説明は、前述した図面と略同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。

【0079】

＜第１変形例＞
第１変形例は、図６に３つの例を示すように、ナビゲーション図形１００が逆流位置を示している。図６の左下側は、弁境界線Ｌ１上に第１の逆流位置ｒ１が設定された例を示し、図６の中下側は、第１の逆流位置ｒ１と穿刺点ｐ１とを結ぶ軌道Ｔｊ１が生成された例を示している。図６の右下側は、第１及び第２の逆流位置ｒ１，ｒ２が設定され、２つの軌道Ｔｊ１，Ｔｊ２が生成された例を示している。

【0080】

これに伴い、処理回路３７の設定機能３７１は、前述した機能に加え、心臓弁における少なくとも１つの逆流位置ｒ１を弁境界線Ｌ１上に設定する。

【0081】

図形生成機能３７２は、前述した機能に加え、逆流位置ｒ１を示す図形を含むように弁境界線Ｌ１を更新し、更新した弁境界線Ｌ１と安全線Ｓ１，Ｓ２とを含むようにナビゲーション図形１００を生成する。なお、逆流位置ｒ１を示す図形としては、図６には円形を示しているが、これに限らず、四角形や星形などの任意の図形が使用可能である。また、図形生成機能３７２は、心臓弁における少なくとも１つの逆流位置ｒ１を弁境界線上に設定し、逆流位置ｒ１と穿刺点ｐ１とを結んでカテーテル１０１の先端の少なくとも１つの軌道Ｔｊ１を更に生成し、軌道Ｔｊ１を更に含むようにナビゲーション図形１００を生成してもよい。ここで、生成する軌道Ｔｊ１は、図３において略重なった安全線Ｓ１，Ｓ２として定義した軌道に似ているが、安全線Ｓ１，Ｓ２間においてもカテーテル１０１の先端を案内する点で精度が高い。補足すると、ごく希に、逆流位置が弁境界線Ｌ１の中央になく、弁境界線Ｌ１の一端に寄っている場合がある。あるいは、複数の逆流位置がある場合がある。これらいずれの場合でも第１変形例の軌道によれば、カテーテル１０１の先端を逆流位置に案内できる。なお、軌道Ｔｊ１が生成される場合には、軌道Ｔｊ１と弁境界線Ｌ１との交点として逆流位置ｒ１を視認できるため、逆流位置ｒ１を示す図形を省略可能である。

【0082】

また、図形生成機能３７２は、複数の逆流位置ｒ１，ｒ２が設定されたとき、穿刺点ｐ１を通るカテーテル１０１の先端の進行に応じて当該先端と複数の逆流位置ｒ１，ｒ２のいずれかとを結ぶように軌道Ｔｊ１，Ｔｊ２を更新する更新処理を実行する。図形生成機能３７２は、全ての逆流位置ｒ１，ｒ２にクリップ１０２が留置されるまで更新処理を繰り返し実行する。

【0083】

他の構成は、第１の実施形態と同様である。

【0084】

次に、以上のように構成された第１変形例に係るＸ線診断装置の動作について図７のフローチャートを用いて説明する。以下の説明は、図６の３つの例のうち、右下側に示した例を参照して述べる。なお、心腔は左心房であり、心臓弁は僧帽弁である。心腔の内壁は心房中隔である。カテーテル１０１の先端は、逆流位置で弁葉を留めるためのクリップを着脱自在に保持しているものとする。

【0085】

いま、前述同様にステップＳＴ１～ＳＴ３が実行され、左心房ＬＡのボリューム画像をメモリ３１に保存したとする。

【0086】

また同様にステップＳＴ４が実行され、処理回路３７の設定機能３７１が、入力インタフェース３３の操作に応じて、僧帽弁ｍｖの弁葉間の弁境界線Ｌ１と、心房中隔におけるカテーテルの穿刺点ｐ１とを設定したとする。

【0087】

次に、ステップＳＴ４ａにおいて、設定機能３７１は、操作者による入力インタフェース３３の操作に応じて、僧帽弁ｍｖの２つの逆流位置ｒ１，ｒ２を弁境界線Ｌ１上に設定する。

【0088】

ステップＳＴ４ｂにおいて、図形生成機能３７２は、設定された２つの逆流位置ｒ１，ｒ２と穿刺点ｐ１とを結んでカテーテル１０１の先端の２つの軌道Ｔｊ１，Ｔｊ２を更に生成する。

【0089】

以下、前述同様にステップＳＴ５～ＳＴ９が実行され、ナビゲーション図形１００をＸ線透視画像に重畳した重畳画像がディスプレイ３５に表示される。但し、ステップＳＴ７で生成されるナビゲーション図形１００は、逆流位置ｒ１，ｒ２及び軌道Ｔｊ１，Ｔｊ２を含んでいる。このため、重畳画像内のナビゲーション図形１００は、逆流位置ｒ１，ｒ２及び軌道Ｔｊ１，Ｔｊ２を含んでいる。

【0090】

ステップＳＴ１０ａにおいて、操作者は、ディスプレイ３５に表示された２方向からのナビゲーション図形１００を参照しながら、カテーテル１０１の先端に装着されたクリップ１０２を前方に進める。

【0091】

ステップＳＴ１１において、複数の逆流位置ｒ１，ｒ２が設定されたとする。このとき、図形生成機能３７２は、穿刺点ｐ１を通るカテーテル１０１の先端の進行に応じて当該先端と複数の逆流位置ｒ１，ｒ２のいずれかとを結ぶように軌道Ｔｊ１，Ｔｊ２を更新する更新処理を実行する。これにより、スムーズに弁境界線Ｌ１上の一方の逆流位置ｒ１にクリップ１０２を誘導することができる。操作者は、逆流位置ｒ１から左心室ＬＶにクリップ１０２を進め、僧帽弁ｍｖの弁葉間をクリップ１０２で留めた後、クリップ１０２を留置してカテーテル１０１の先端を穿刺点ｐ１から抜去する。

【0092】

ステップＳＴ１２において、図形生成機能３７２は、全ての逆流位置ｒ１，ｒ２にクリップ１０２が留置されるまで更新処理を繰り返し実行する。具体的には、図形生成機能３７２は、未更新の軌道Ｔｊ２の有無を判定することにより、クリップ１０２が留置されていない残りの逆流位置ｒ２の有無を判定する。この判定の結果、残りの逆流位置ｒ２があればステップＳＴ１０ａに戻る。なお、ステップＳＴ１０ａ～ＳＴ１２の処理を繰り返し実行する際に、既存の穿刺点ｐ１を用いることにより、被検体Ｐの負担を最小にする。

【0093】

またステップＳＴ１２の判定の結果、残りの逆流位置ｒ２がなければ、超音波ドプラ法により、被検体Ｐの僧帽弁ｍｖの逆流が停止していること（閉鎖不全の解消）が確認されると、カテーテル治療が完了する。

【0094】

以上のような第１変形例によれば、心臓弁における少なくとも１つの逆流位置を弁境界線上に設定し、逆流位置を示す図形を含むように弁境界線を更新する。更新した弁境界線と安全線とを含むようにナビゲーション図形を生成する。これにより、第１の実施形態の効果に加え、カテーテルの先端を逆流位置に案内する精度を向上させることができる。

【0095】

また、心臓弁における少なくとも１つの逆流位置を弁境界線上に設定し、逆流位置と穿刺点とを結んでカテーテルの先端の少なくとも１つの軌道を更に生成する。軌道を更に含むようにナビゲーション図形を生成する。これにより、カテーテルの先端を逆流位置に案内する精度を、より一層向上させることができる。

【0096】

また、複数の逆流位置が設定されたとき、穿刺点を通るカテーテルの先端の進行に応じて先端と複数の逆流位置のいずれかとを結ぶように軌道を更新する更新処理を実行する。全ての逆流位置にクリップが留置されるまで更新処理を繰り返し実行する。これにより、複数の逆流位置がある場合に、カテーテルの先端を各々の逆流位置に案内する精度を向上させることができる。

【0097】

＜第２変形例＞
第２変形例は、図８に一例を示すように、ナビゲーション図形１００の安全線Ｓ１，Ｓ２を曲線とした形態である。ここで、ナビゲーション図形１００は、複数の安全線Ｓ１，Ｓ２と弁境界線Ｌ１とにより囲まれた曲面を形成する。ナビゲーション図形１００は、複数の安全線Ｓ１，Ｓ２と弁境界線Ｌ１とのうちの２つを互いに結ぶ三点を角とする図形である。また、前述同様に、ナビゲーション図形１００が形成する面の投影面積が最小となる第１方向から第２医用画像が撮像された場合に、複数の安全線Ｓ１，Ｓ２は互いに略重なってカテーテル１０１の軌道を示唆する。また同様に、ナビゲーション図形１００が形成する面の投影面積が最大となる第２方向から第２医用画像が撮像された場合に、複数の安全線Ｓ１，Ｓ２はそれぞれカテーテル１０１の軌道の限界を示唆する。また、ナビゲーション図形１００は、図８の右下側に示すように、弁境界線Ｌ１に垂直に突入できるように、クリップ１０２を案内する。

【0098】

これに伴い、処理回路３７の図形生成機能３７２は、自動的に安全線Ｓ１，Ｓ２の曲線を描いてもよい。この場合、図形生成機能３７２は、右心房ＲＡにあるカテーテル１０１の曲率を検出し、検出結果に基づいて曲率変化が少ないように、穿刺点ｐ１と端部ｅ１，ｅ２とを結ぶ安全線Ｓ１，Ｓ２の曲線を描くことが好ましい。カテーテル１０１は、物理的実体であり、急に曲がったり折れたりしないためである。あるいは、図形生成機能３７２は、操作者による入力インタフェース３３の操作を促して当該操作に応じて安全線Ｓ１，Ｓ２の曲線を描くようにしてもよい。この場合、図形生成機能３７２は、互いに異なる曲率を有する複数の曲線パターンを予め準備しておき、複数の曲線パターンのいずれかを操作者に選択させてもよい。あるいは、図形生成機能３７２は、操作者が描いた安全線Ｓ１，Ｓ２の曲線を、右心房ＲＡにあるカテーテル１０１の曲率に対して曲率変化が少ないように補正してもよい。

【0099】

他の構成は、第１の実施形態と同様である。

【0100】

以上のような第２変形例によれば、ナビゲーション図形１００が複数の安全線Ｓ１，Ｓ２と弁境界線Ｌ１とにより囲まれた曲面を形成する。これにより、第１の実施形態の効果に加え、複数の安全線を曲線とすることにより、カテーテルの先端を弁境界線に垂直に突入するように案内することができる。従って、カテーテル治療の安全性及び正確性をより一層、向上させることができる。

【0101】

＜第３変形例＞
第３変形例は、ナビゲーション図形１００の色、線種、表示のオン／オフといった、形状以外の表示設定に関する形態である。

【0102】

これに伴い、メモリ３１は、例えば図９に示すように、入力インタフェース３３の操作に応じて更新可能な設定テーブル３１Ｔを保存する。

【0103】

ここで、設定テーブル３１Ｔは、画像名、制御対象、選択肢及びフラグを関連付けて記憶する。画像名としては、例えば、「ナビゲーション図形」及び「ボリューム画像」などが適宜、使用可能となっている。制御対象としては、例えば、「色」、「線種」、「表示」などが適宜、使用可能となっている。選択肢としては、「真白」、「真黒」、「カラー」などが適宜、使用可能となっている。「カラー」は、デフォルトで特定の色が設定されていてもよく、時間毎に色が変わる設定でもよい。フラグとしては、選択「１」、非選択「０」などが適宜使用可能となっている。

【0104】

図形生成機能３７２は、前述した機能に加え、設定テーブル３１Ｔに基づいて、色や線種を調整したナビゲーション図形１００を生成する。

【0105】

重畳画像生成機能３７３は、前述した機能に加え、設定テーブル３１Ｔに基づいて、ボリューム画像を更に重畳させて重畳画像を生成する。

【0106】

他の構成は、第１の実施形態と同様である。

【0107】

以上のような第３変形例によれば、画像名、制御対象、選択肢及びフラグを関連付けて記憶する設定テーブルに基づいて、重畳画像を生成する。これにより、第１の実施形態の効果に加え、操作者の好みに応じて、ナビゲーション図形やボリューム画像を見易く表示することができる。

【0108】

例えば、ナビゲーション図形１００を透視画像上に表示する際には、真白、真黒又はカラーで線を表示することができる。ナビゲーション図形１００の線を実線又は点線等に適宜調整できる。ナビゲーション図形１００の表示をオン又はオフに調整できる。また、透視画像上に、ボリューム画像を投影した重畳画像とナビゲーション図形１００とを同時に表示することができる。これにより、Ｘ線透視画像上に写らない僧帽弁ｍｖがボリューム画像から視認できるようになる。ナビゲーション図形１００及びボリューム画像を個別にオン／オフ制御することができる。

【0109】

＜第４変形例＞
第４変形例は、ナビゲーション図形１００の回転表示に関する形態である。

【0110】

これに伴い、図形生成機能３７２は、前述した機能に加え、メモリ３１内の第１相対位置及び第２相対位置が示す各アーム９１，１９１の角度に応じた回転角度となるようにナビゲーション図形１００を生成する。

【0111】

他の構成は、第１の実施形態と同様である。

【0112】

以上のような第４変形例によれば、各アーム９１，１９１の角度に応じた回転角度となるようにナビゲーション図形１００を生成する。Ｘ線透視画像は、各アーム９１，１９１の角度に応じてリアルタイムで撮像されている。このため、重畳画像は、各アーム９１，１９１の回転に応じて、回転したＸ線透視画像に、回転したナビゲーション図形１００を重畳させて生成される。従って、第１の実施形態の効果に加え、各アーム９１，１９１の回転に応じてナビゲーション図形１００を回転表示することができる。

【0113】

＜第５変形例＞
第５変形例は、心位相毎のナビゲーション図形を心拍運動に同期させて切り替えるといった、形状の変化を伴う表示制御に関する形態である。これに伴い、第５変形例では、図２に示した心電計４３が用いられる。また、心電計４３の心電波形信号に基づいて、心位相毎に、ボリューム画像が取得される。

【0114】

また、処理回路３７の設定機能３７１は、前述した機能に加え、心位相毎のボリューム画像に対して、弁境界線Ｌ１及び穿刺点ｐ１の設定を実行する。

【0115】

図形生成機能３７２は、心位相毎に設定された弁境界線Ｌ１及び穿刺点ｐ１に基づいて、心位相毎に複数の安全線Ｓ１，Ｓ２を生成することにより、心位相毎にナビゲーション図形１００を生成する。

【0116】

重畳画像生成機能３７３は、心電計４３の心電波形信号に基づいて、心拍運動に同期させて、対応する心拍フェーズのナビゲーション図形１００をＸ線透視画像に重畳して重畳画像を生成する。

【0117】

他の構成は、第１の実施形態と同様である。

【0118】

以上のような第５変形例によれば、心位相毎にナビゲーション図形を生成し、心拍運動に同期させて、対応する心位相のナビゲーション図形を含む重畳画像を生成する。これにより、心拍運動に同期させたナビゲーション画像を表示することができる。

【0119】

＜第６変形例＞
第６変形例は、図１０及び図１１に示すように、カテーテル１０１の先端の進行に応じて、ナビゲーション図形１００を更新する形態である。

【0120】

これに伴い、図形生成機能３７２は、重畳画像上でカテーテル１０１が内壁に穿刺された後には、穿刺点ｐ１に代えてカテーテル１０１の先端と弁境界線Ｌ１の端部ｅ１，ｅ２とを個別に結ぶように複数の安全線Ｓ１，Ｓ２を更新することにより、ナビゲーション図形１００を更新する。

【0121】

これに加え、図形生成機能３７２は、ナビゲーション図形１００の更新と共に、カテーテル１０１の先端と弁境界線Ｌ１との間の距離をミリメートル単位で数値表示してもよい。これは、カテーテル１０１の先端と弁境界線Ｌ１の中央位置との間の距離としてもよく、カテーテル１０１の先端と、弁境界線Ｌ１上の指定位置との間の距離としてもよい。指定位置は、例えば、入力インタフェース３３の操作により指定された逆流位置とすればよい。

【0122】

他の構成は、第１の実施形態と同様である。

【0123】

以上のような第６変形例によれば、重畳画像上でカテーテルが内壁に穿刺された後には、穿刺点に代えてカテーテルの先端と弁境界線の端部とを個別に結ぶように複数の安全線を更新することにより、ナビゲーション図形を更新する。従って、第１の実施形態の効果に加え、カテーテルが進んだ距離と残りの距離とに応じて、ナビゲーション図形を変化させるため、カテーテル治療の進行具合を視覚的に提示することができる。

【0124】

補足すると、処理回路３７がカテーテル１０１の先端を検知し、カテーテル１０１の先端の進行に応じてナビゲーション図形１００を更新するため、操作者の確信をより一層、高めることができる。

【0125】

また、処理回路３７がカテーテル１０１の先端を検知し、カテーテル１０１の先端に装着されたクリップ１０２の根元から弁境界線Ｌ１までの距離を評価できるため、操作者の確信をより一層、高めることができる。

【0126】

＜第２の実施形態＞
第２の実施形態は、カテーテル治療の手技開始前に、被検体Ｐのボリュームデータを取得している形態に関する。

【0127】

多くの場合、手技開始前にボリューム画像（３Ｄデータ）が得られている。ここで、ボリューム画像としては、ＣＴ、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging：磁気共鳴イメージング）、ＴＴＥ（transthoracic echocardiography：経胸心エコー）、ＴＥＥ（transesophageal echocardiography：経食道心エコー）のいずれかの画像データが使用可能となっている。通常は、ＣＴデータ又はＴＥＥデータがボリューム画像として得られている場合が多い。ボリューム画像がある場合、手技開始前に、三次元空間内の弁境界線Ｌ１及び安全線Ｓ１，Ｓ２を生成可能である。手技開始後に、ボリューム画像とＸ線透視画像との位置合わせ（registration）が実行され、ずれの解消後、ナビゲーション図形１００がＸ線透視画像に重畳される。

【0128】

これに伴い、重畳画像生成機能３７３は、前述した機能に加え、メモリ３１内のボリュームデータ（第１医用画像）とＸ線透視画像（第２医用画像）とを位置合わせする機能をもっている。

【0129】

図形生成機能３７２は、手技開始前に計算された三次元空間内の穿刺点ｐ１と、位置合わせ後にＸ線透視画像から検出した穿刺点ｐ１ｘ（図示せず）とのずれを解消するように、三次元空間内の穿刺点ｐ１を更新する。具体的には、図形生成機能３７２は、重畳画像上でカテーテル１０１が内壁に穿刺されたときには、穿刺点ｐ１に代えて当該穿刺された位置ｐ１ｘと弁境界線Ｌ１の端部ｅ１，ｅ２とを個別に結ぶように複数の安全線Ｓ１，Ｓ２を更新することにより、ナビゲーション図形１００を更新する。

【0130】

他の構成は、第１の実施形態と同様である。

【0131】

次に、以上のように構成されたＸ線診断装置の動作について図１２のフローチャートを用いて説明する。

【0132】

手技前のステップＳＴ２１において、前述したステップＳＴ１～ＳＴ３と同様に、左心房ＬＡのボリューム画像を取得してメモリ３１に保存する。

【0133】

手技前のステップＳＴ２２において、画像処理装置３０の処理回路３７は、メモリ３１に保存されたボリューム画像をディスプレイ３５に表示させる。設定機能３７１は、操作者による入力インタフェース３３の操作に応じて、左心房ＬＡ内の僧帽弁ｍｖが有する弁葉間の弁境界線Ｌ１と、手技前の計画上の穿刺点ｐ１とを設定する。

【0134】

また、図形生成機能３７２は、計画上の穿刺点ｐ１と、弁境界線Ｌ１の端部ｅ１，ｅ２とを安全線Ｓ１，Ｓ２で結ぶ図形を三次元空間内で計算する。計算結果の図形は、ボリューム画像に重畳され、ボリューム画像と共にメモリ３１に保存される。

【0135】

次に、手技を開始する。手技開始後のステップＳＴ２３において、Ｘ線診断装置１は、Ｃアーム９１，Ωアーム１９１を静止させた状態で、Ｘ線撮像を行う。このとき、Ｘ線診断装置１は、互いに直交する方向から第１Ｘ線及び第２Ｘ線を被検体Ｐの心臓領域に照射し、第１Ｘ線検出器７及び第２Ｘ線検出器１７の出力に基づいて、それぞれＸ線透視画像を生成する。なお、前述同様に、第１Ｘ線及び第２Ｘ線は、同時に照射してもよく、いずれか一方を照射してもよい。いずれにしても、生成されたＸ線透視画像は、メモリ３１にディスプレイ３５に表示される。

【0136】

ステップＳＴ２４において、重畳画像生成機能３７３は、表示中のＸ線透視画像と、計算結果の図形が重畳されたボリューム画像とを位置合わせする。

【0137】

ステップＳＴ２５において、図形生成機能３７２は、ステップＳＴ２２で計算した３次元空間内の図形を２次元平面に投影したナビゲーション図形１００を生成する。重畳画像生成機能３７３は、ナビゲーション図形１００をＸ線透視画像に重畳した重畳画像を生成する。表示制御機能３７４は、重畳画像をディスプレイ３５に表示させる。

【0138】

ステップＳＴ２６において、操作者は、重畳画像を参照しながら、カテーテル１０１を心房中隔に穿刺して右心房ＲＡから左心房ＬＡにカテーテル１０１を進める。この時点で、事前に計画した時に計算された心房中隔の穿刺点ｐ１と、実際の穿刺点ｐ１ｘとの間にずれが発生する場合がある。

【0139】

ステップＳＴ２７において、図形生成機能３７２は、計画上の穿刺点ｐ１と、位置合わせ後に重畳画像におけるＸ線透視画像から検出した穿刺点ｐ１ｘとのずれを解消するように、計画上の穿刺点ｐ１の座標を更新する。なお、弁境界線Ｌ１の端部ｅ１，ｅ２の座標は更新しない。Ｘ線透視画像は２Ｄ画像であり、穿刺点ｐ１は３次元空間にあるため、厳密な更新ができないが、運用上問題ない精度での更新が可能である。

【0140】

ステップＳＴ２８において、図形生成機能３７２は、更新された穿刺点ｐ１に基づき、ナビゲーション図形１００を更新する。重畳画像生成機能３７３は、ナビゲーション図形１００をＸ線透視画像に重畳した重畳画像を更新する。表示制御機能３７４は、更新された重畳画像をディスプレイ３５に表示させる。

【0141】

以下、ステップＳＴ２９において、前述したステップＳＴ１０と同様の処理が実行される。

【0142】

上述したように第２の実施形態によれば、ステップＳＴ１～ＳＴ３における造影座位を用いた３Ｄ撮像によりボリューム画像を取得するステップが不要になるので、第１の実施形態及び各変形例の効果に加え、時間短縮と造影剤低減が可能となる。

【0143】

＜第３の実施形態＞
第３の実施形態は、第２の実施形態の変形例であり、計画上の穿刺点ｐ１を更新しない形態である。

【0144】

これに伴い、図形生成機能３７２は、第２の実施形態で用いた、計画上の穿刺点ｐ１を更新する機能が省略される。

【0145】

他の構成は、第２の実施形態と同様である。

【0146】

以上のような構成によれば、図１３に示すように、穿刺点ｐ１の更新に関するステップＳＴ２７，ＳＴ２８が省略され、前述したステップＳＴ２１～ＳＴ２６，ＳＴ２９が実行される。

【0147】

このとき、手技開始前に計画した穿刺点ｐ１に基づくナビゲーション図形１００をＸ線透視画像に重畳した重畳画像が表示される。操作者は、この重畳画像を参照しながらカテーテル治療を行う。これにより、第２の実施形態の効果に加え、精度が落ちるものの、穿刺点ｐ１を更新する処理を省略することができる。なお、ナビゲーション図形１００を重畳せず、Ｘ線透視画像とは別の画面(ウインドウ画面、モニタ画面)にナビゲーション図形１００を表示してもよい。

【0148】

＜第４の実施形態＞
第４の実施形態は、第１乃至第３の各実施形態の変形例であり、穿刺点ｐ１及び弁境界線Ｌ１の設定にボリューム画像を用いず、少なくとも１方向から造影撮像した２次元Ｘ線造影画像を用いる形態である。すなわち、第４の実施形態では、３次元空間内で三角形などの図形を計算せず、２次元空間内で穿刺点ｐ１と弁境界線Ｌ１の端部とを結ぶ図形を定義する。

【0149】

これに伴い、メモリ３１は、少なくとも１つの２次元Ｘ線造影画像を第１医用画像として記憶する。但し、複数方向から撮像した複数の２次元Ｘ線造影画像を第１医用画像として記憶することが、リスク軽減の観点から好ましい。複数方向としては、例えば２方向又は３方向としてもよい。

【0150】

設定機能３７１は、前述した設定の際に、第１医用画像として２次元Ｘ線造影画像を用いる。

【0151】

図形生成機能３７２は、２次元Ｘ線造影画像上に設定された穿刺点ｐ１と弁境界線の端部ｅ１，ｅ２とを個別に結ぶ複数の安全線Ｓ１，Ｓ２を生成することにより、弁境界線Ｌ１と安全線Ｓ１，Ｓ２とを含むナビゲーション図形１００を生成する。ここで、図形生成機能３７２としては、撮像方向毎に２次元Ｘ線造影画像上に設定された弁境界線Ｌ１と安全線Ｓ１，Ｓ２とにより囲まれた図形を、２次元空間のナビゲーション図形１００としてもよい。すなわち、撮像方向毎に、個別にナビゲーション図形１００を生成してもよい。

【0152】

あるいは、図形生成機能３７２は、撮像方向毎に２次元Ｘ線造影画像上に設定された弁境界線Ｌ１と安全線Ｓ１，Ｓ２とを用いてエピポーラ理論に基づく計算を実行してもよい。この場合、図形生成機能３７２は、３次元空間内で弁境界線Ｌ１と安全線Ｓ１，Ｓ２とにより囲まれた図形を計算し、当該計算した図形を２次元空間に投影したナビゲーション図形１００を生成する。すなわち、複数の撮像方向に基づく３次元空間内で図形を計算し、ナビゲーション図形１００を生成してもよい。

【0153】

他の構成は、第１乃至第３の各実施形態と同様である。

【0154】

次に、以上のように構成されたＸ線診断装置の動作を図１４のフローチャートを用いて説明する。

【0155】

ステップＳＴ３１において、操作者は、Ｘ線透視画像を参照しながら、被検体Ｐの大腿静脈からカテーテルを右心房ＲＡに進め、カテーテルを心房中隔に穿刺して左心房ＬＡに挿入する。

【0156】

ステップＳＴ３２において、穿刺の後、Ｘ線診断装置１は、各アーム９１，１９１を静止させた状態で、デジタルアンギオグラフィ造影撮像を行い、左心房ＬＡの２次元Ｘ線造影画像を取得する。この２次元Ｘ線造影画像はメモリ３１に保存される。

【0157】

ステップＳＴ３３において、他の方向から造影撮像する場合には、Ｘ線診断装置１は、操作者の操作により、新たに撮像する方向にＣアーム９１を回転移動させた後、ステップＳＴ３２を再実行する。また、他の方向から造影撮像しない場合には、ステップＳＴ３４に進む。なお、撮像方向が１つの場合、ステップＳＴ３３は省略される。

【0158】

ステップＳＴ３４において、画像処理装置３０の処理回路３７は、ある撮像方向の２次元Ｘ線造影画像をメモリ３１から読み出してディスプレイ３５に表示させる。設定機能３７１は、操作者による入力インタフェース３３の操作に応じて、２次元Ｘ線造影画像上で、左心房ＬＡ内の僧帽弁ｍｖが有する弁葉間の弁境界線Ｌ１と、カテーテルの穿刺点ｐ１とを設定する。

【0159】

ステップＳＴ３５～ＳＴ３６において、図形生成機能３７２は、穿刺点ｐ１と弁境界線Ｌ１の端部ｅ１，ｅ２とを結ぶ複数の安全線Ｓ１，Ｓ２を生成することにより、弁境界線Ｌ１と安全線Ｓ１，Ｓ２とを含むナビゲーション図形１００を生成する。

【0160】

ステップＳＴ３７において、他の撮像方向のナビゲーション図形を生成する場合には、当該他の撮像方向に関して、ステップＳＴ３４～ＳＴ３６を再実行する。また、他の撮像方向のナビゲーション図形を生成しない場合には、ステップＳＴ３８に進む。なお、撮像方向が１つの場合、ステップＳＴ３７は省略される。

【0161】

ステップＳＴ３８において、Ｘ線診断装置１は、Ｃアーム９１，Ωアーム１９１を静止させた状態で、例えば、ある撮像方向から第１Ｘ線を被検体Ｐの心臓領域に照射し、第１Ｘ線検出器７の出力に基づいて、Ｘ線透視画像を生成する。重畳画像生成機能３７３は、ナビゲーション図形１００をＸ線透視画像に重畳した重畳画像を生成する。表示制御機能３７４は、重畳画像をディスプレイ３５に表示させる。

【0162】

ステップＳＴ３９において、操作者は、Ｃアーム９１の角度を変えずに手技を続行すれば、ナビゲーション図形１００を参照しながら、カテーテル１０１の先端に装着されたクリップ１０２を前方に進めることができる。このとき、適宜、撮像方向を変更し、当該変更に応じたＸ線透視画像とナビゲーション図形との重畳画像をディスプレイ３５に表示させてもよい。また前述同様に、クリップ１０２の回転角度を調整することもできる。以下、操作者は、前述同様に手技を実行し、カテーテル治療が完了する。

【0163】

上述したように第４の実施形態によれば、第１医用画像として２次元Ｘ線造影画像を用いた構成としても、第１乃至第３の各実施形態及び各変形例と同様の効果を得ることができる。

【0164】

＜第５の実施形態＞
第５の実施形態は、第１乃至第４の各実施形態の変形例であり、ＴＥＥ（transesophageal echocardiography：経食道心エコー）を用いる形態である。

【0165】

例えば、僧帽弁のカテーテル治療では、超音波プローブの一例であるＴＥＥプローブの先端を被検体の食道から挿入して被検体内から心臓などを観測するＴＥＥが一般的に用いられる。ＴＥＥプローブを固定する場合、あるいは３次元ＴＥＥを用いる場合には、３次元情報をリアルタイムに取得可能である。

【0166】

これに伴い、第５の実施形態では、超音波診断装置において、ＴＥＥボリューム画像内で穿刺位置ｐ１及び弁境界線Ｌ１を設定し、穿刺位置ｐ１と弁境界線Ｌ１の端部とを結ぶ複数の安全線Ｓ１，Ｓ２を生成し、ナビゲーション図形１００を生成する。Ｘ線診断装置１は、超音波診断装置により生成されたナビゲーション図形１００をＸ線透視画像に重畳して重畳画像を生成及び表示する。

【0167】

具体的には、図１５に示すように、超音波診断装置１２０がネットワークを介してＸ線診断装置１の画像処理装置３０に通信可能となっている。

【0168】

ここで、超音波診断装置１２０は、超音波プローブ１２１及び装置本体１２２を備えている。装置本体１２２は、送受信回路１２３、画像生成回路１２４及び画像処理装置１３０を備えている。画像処理装置１３０は、少なくとも１つのメモリ１３１、入力インタフェース１３３、ディスプレイ１３５、処理回路１３７及び通信インタフェース１３９を備えている。画像処理装置１３０は、超音波診断装置１２０が備える場合に限らず、超音波診断装置１２０の外部装置として設けてもよい。

【0169】

超音波プローブ１２１は、複数の圧電振動子が配置された細い管状の先端部を有し、この先端部を被検体の食道に挿入して被検体内から超音波を送受信するＴＥＥプローブである。なお、一つの圧電振動子が一チャンネルを構成するものとして説明する。圧電振動子は、送受信回路１２３から供給される駆動信号に応答して超音波を発生する。圧電振動子は、被検体の生体組織で反射された超音波（反射波）の受信に応答して、受信エコー信号を発生する。超音波プローブとしては、複数の圧電振動子がアジマス方向（ラテラル方向）およびエレベーション方向に配列された２次元アレイプローブとしてもよい。２ＤアレイタイプのＴＥＥプローブは、電気的な制御により、例えば心臓の直交する断面を同時に観察することが可能である。

【0170】

送受信回路１２３は、処理回路１３７による制御のもとで、超音波プローブ１２１における複数の圧電振動子各々に駆動信号を供給する。送受信回路１２３は、各圧電振動子によって発生された受信エコー信号に基づいて、受信信号を発生する。具体的には、送受信回路１２３は、図示していないパルス発生器と、送信遅延回路と、パルサ回路と、プリアンプと、アナログディジタル（Analog to digital（以下、Ａ／Ｄと呼ぶ））変換器と、受信遅延回路と、加算器とを有する。

【0171】

画像生成回路１２４は、超音波プローブ１２１の出力に基づいて、被検体の心臓領域の超音波画像をリアルタイムに生成する。具体的には例えば、画像生成回路１２４は、図示していないＢモード処理ユニットとドプラ処理ユニットとを有する。Ｂモード処理ユニットは、図示していない包絡線検波器、対数変換器などを有する。包絡線検波器は、送受信回路１２３から出力された受信信号に対して包絡線検波を実行する。包絡線検波器は、包絡線検波された信号を、後述する対数変換器に出力する。対数変換器は、包絡線検波された信号に対して対数変換して弱い信号を相対的に強調する。Ｂモード処理ユニットは、対数変換器により強調された信号に基づいて、各走査線および各超音波送受信における深さごとの信号値（Ｂモードデータ）を発生する。

【0172】

なお、Ｂモード処理ユニットは、被走査領域におけるラテラル方向、エレベーション方向、深さ方向（以下、レンジ方向と呼ぶ）にそれぞれ対応付けて配列された複数の信号値からなる３次元Ｂモードデータを発生してもよい。レンジ方向とは、走査線上の深さ方向である。なお、３次元Ｂモードデータは、複数の画素値または複数の輝度値などを、走査線に沿って、ラテラル方向、エレベーション方向、レンジ方向にそれぞれ対応付けて配列させたデータであってもよい。また、３次元Ｂモードデータは、被走査領域において予め設定された関心領域（Region Of Interest: 以下、ＲＯＩと呼ぶ）に関するデータであってもよい。また、Ｂモード処理ユニットは、３次元Ｂモードデータの代わりにボリュームデータを発生してもよい。以下、Ｂモード処理ユニットで発生されるデータをまとめて、Ｂモードデータと呼ぶ。

【0173】

ドプラ処理ユニットは、図示していないミキサー、低域通過フィルタ、速度／分散／Ｐｏｗｅｒ演算デバイス等を有する。ミキサーは、送受信回路１２３から出力された受信信号に、送信周波数と同じ周波数ｆ０を有する基準信号を掛け合わせる。この掛け合わせにより、ドプラ偏移周波数ｆｄの成分の信号と（２ｆ０＋ｆｄ）の周波数成分を有する信号とが得られる。低域通過フィルタは、ミキサーからの２種の周波数成分を有する信号のうち、高い周波数成分（２ｆ０＋ｆｄ）の信号を取り除く。ドプラ処理ユニットは、高い周波数成分（２ｆ０＋ｆｄ）の信号を取り除くことにより、ドプラ偏移周波数ｆｄの成分を有するドプラ信号を発生する。なお、ドプラ処理ユニットは、ドプラ信号を発生するために、直交検波方式を用いてもよい。ドプラ信号は、例えば、血流、組織、造影剤によるエコー成分である。

【0174】

速度／分散／Ｐｏｗｅｒ演算デバイスは、図示していないＭＴＩ（Moving Target Indicator）フィルタ、自己相関演算器等を有する。ＭＴＩフィルタは、発生されたドプラ信号に対して、臓器の呼吸性移動や拍動性移動などに起因するドプラ成分（クラッタ成分）を除去する。自己相関演算器は、ＭＴＩフィルタによって血流情報のみが抽出されたドプラ信号に対して、自己相関値を算出する。自己相関演算器は、算出された自己相関値に基づいて、血流の平均速度値、分散値、ドプラ信号の反射強度等を算出する。速度／分散／Ｐｏｗｅｒ演算デバイスは、複数のドプラ信号に基づく血流の平均速度値、分散値、ドプラ信号の反射強度等に基づいて、カラードプラデータを発生する。以下、ドプラ信号とカラードプラデータとをまとめて、ドプラデータと呼ぶ。

【0175】

また、ドプラデータとＢモードデータとをまとめてローデータ（Raw Data）と呼ぶ。ローデータは、エコー信号のうち、送信超音波の高調波成分によるＢモードデータ、および被検体内の生体組織に関する弾性データであってもよい。Ｂモード処理ユニットおよびドプラ処理ユニットは、発生したローデータを後述するディジタルスキャンコンバータ（Digital Scan Converter：以下ＤＳＣと呼ぶ）に出力する。Ｂモード処理ユニットおよびドプラ処理ユニットは、発生したローデータを図示していないシネメモリに出力することも可能である。

【0176】

画像生成回路１２４は、図示していないＤＳＣを有する。画像生成回路１２４は、ＤＳＣに対して、座標変換処理（リサンプリング）を実行する。座標変換処理とは、例えば、ローデータからなる超音波スキャンの走査線信号列を、テレビなどに代表される一般的なビデオフォーマットの走査線信号列に変換することである。画像生成回路１２４は、座標変換処理に続けて補間処理を、ＤＳＣに対して実行する。補間処理とは、隣り合う走査線信号列におけるローデータを用いて、走査線信号列間にデータを補間する処理である。

【0177】

画像生成回路１２４は、ローデータに対して座標変換処理と補間処理とを実行することにより、表示画像としての超音波画像を生成する。なお、画像生成回路１２４は、生成した超音波画像に対応するデータを記憶する画像メモリを有していてもよい。画像生成回路１２４は、生成された超音波画像に、種々のパラメータの文字情報および目盛等を合成する。Ｂモードデータを用いて生成された超音波画像をＢモード画像と呼んでもよい。また、ドプラデータを用いて生成された超音波画像をドプラ画像と呼んでもよい。また、ＴＥＥプローブの出力に基づいて生成された超音波ボリューム画像をＴＥＥボリューム画像と呼んでもよい。

【0178】

シネメモリは、例えばフリーズする直前の複数のフレームに対応する超音波画像を保存するメモリである。このシネメモリに記憶されている画像を連続表示（シネ表示）することで、超音波動画像を表示することも可能である。

【0179】

メモリ１３１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）及び画像メモリなど電気的情報を記録するメモリと、それらメモリに付随するメモリコントローラやメモリインタフェースなどの周辺回路から構成されている。メモリ１３１は、フォーカス深度の異なる複数の受信遅延パターン、本超音波診断装置の制御プログラム、診断プロトコル、送受信条件等の各種データ群、Ｂモードデータ、ドプラデータ、画像生成回路１２４で生成されたＢモード画像、ドプラ画像、ＴＥＥボリューム画像などを記憶する。例えば、メモリ１３１は、予め複数の方向から撮像された心臓領域の超音波画像を第１医用画像として記憶し、画像生成回路１２４により生成された超音波画像を記憶してもよい。

【0180】

入力インタフェース１３３は、操作者からの各種指示・命令・情報・選択・設定を装置本体１２２に入力する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、及び表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチパネルディスプレイ等によって実現される。入力インタフェース１３３は、処理回路１３７に接続されており、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１３７へと出力する。なお、本明細書において入力インタフェース１３３はマウス、キーボードなど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、装置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１３７へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース１３３の例に含まれる。

【0181】

ディスプレイ１３５は、処理回路１３７に制御され、超音波画像、ナビゲーション図形及び重畳画像などを表示する。ディスプレイ１３５は、ディスプレイ本体に表示用の信号を供給する内部回路と、内部回路に接続されたコネクタやケーブルなどの周辺回路から構成されている。ディスプレイ１３５は、画像生成回路１２４で生成された各種超音波画像を表示する。また、ディスプレイ１３５は、画像生成回路１２４で生成された超音波画像に対して、ブライトネス、コントラスト、ダイナミックレンジ、γ補正などの調整および、カラーマップの割り当てを実行してもよい。

【0182】

処理回路１３７は、図示しないプロセッサとメモリを備えている。処理回路１３７は、操作者により入力インタフェース１３３を介してから入力されたモード選択、受信遅延パターンリストの選択、送信開始・終了に基づいて、メモリ１３１に記憶された送受信条件と装置制御プログラムを読み出し、これらに従って本超音波診断装置の本体を制御する。例えば、処理回路１３７のプロセッサは、メモリ１３１から読み出した制御プログラムに従って、送受信回路１２３及び画像生成回路１２４などを制御する。

【0183】

これに加え、処理回路１３７のプロセッサは、メモリ１３１内のプログラムを呼び出し実行することにより、プログラムに対応する設定機能１３７１、図形生成機能１３７２、重畳画像生成機能１３７３及び表示制御機能１３７４を実現する。なお、図１５においては単一の処理回路１３７にて設定機能１３７１、図形生成機能１３７２、重畳画像生成機能１３７３及び表示制御機能１３７４が実現されるものとして説明した。但し、これに限らず、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、各プロセッサがプログラムを実行することにより各機能を実現するものとしても構わない。また、設定機能１３７１、図形生成機能１３７２、重畳画像生成機能１３７３及び表示制御機能１３７４の分担は、便宜的なものであり、適宜、変更可能である。例えば、設定機能１３７１の設定処理を図形生成機能１３７２が実行してもよい。

【0184】

ここで、設定機能１３７１は、メモリ１３１に保存されたＴＥＥボリューム画像から心腔内の心臓弁が有する弁葉間の境界を示す弁境界線と、カテーテルを挿入するための心腔の内壁の穿刺点とをそれぞれ設定する。例えば前述同様に、図１６に示すように、設定機能１３７１は、操作者による入力インタフェース１３３の操作に応じて、穿刺点ｐ１と、左心房ＬＡ内の僧帽弁ｍｖの弁葉間の境界の複数の端部ｅ１，ｅ２が指定されたとする。このとき、設定機能１３７１は、穿刺点ｐ１を設定すると共に、当該複数の端部ｅ１，ｅ２を直線で結んだ弁境界線Ｌ１を設定する。

【0185】

図形生成機能１３７２は、内壁から離れて穿刺点ｐ１と弁境界線の端部ｅ１，ｅ２とを個別に結ぶ複数の安全線Ｓ１，Ｓ２を生成することにより、弁境界線Ｌ１と安全線Ｓ１，Ｓ２とを含むナビゲーション図形１００を生成する。例えば、図形生成機能１３７２は、操作者による入力インタフェース１３３の操作に応じて、穿刺点が指定されると、当該穿刺点と弁境界線の複数の端部とを直線又は曲線で結ぶ複数の安全線を生成する。また例えば、図形生成機能１３７２は、穿刺点と曲率とが指定されると、当該穿刺点と弁境界線の複数の端部とを当該曲率の曲線で結ぶ複数の安全線を生成する。

【0186】

図形生成機能１３７２は、生成したナビゲーション図形１００を含むＴＥＥボリューム画像をＸ線診断装置１に送信してもよい。

【0187】

重畳画像生成機能１３７３は、ナビゲーション図形を超音波画像に重畳して重畳画像を生成する。表示制御機能１３７４は、重畳画像をディスプレイ１３５に表示させる。但し、重畳画像生成機能１３７３及び表示制御機能１３７４は、本実施形態では用いず、後述する変形例で用いる。

【0188】

通信インタフェース１３９は、有線、無線又はその両方にて外部装置と通信するための回路である。外部装置は、例えば、モダリティ、画像処理装置、放射線部門情報管理システム（ＲＩＳ：Radiological Information System）、病院情報システム（ＨＩＳ：Hospital Information System）及びＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）等のシステムに含まれるサーバ、あるいは他のワークステーション等である。

【0189】

次に、以上のように構成された超音波診断装置及びＸ線診断装置の動作を図１７のフローチャートを用いて説明する。なお、被検体Ｐは、Ｘ線診断装置１の天板２４に載置され、且つＴＥＥプローブとしての超音波プローブ１２１の先端が食道から挿入されているものとする。

【0190】

ステップＳＴ４１において、操作者は、Ｘ線透視画像を参照しながら、被検体Ｐの大腿静脈からカテーテルを右心房ＲＡに進め、カテーテルを心房中隔に穿刺して左心房ＬＡに挿入する。

【0191】

ステップＳＴ４２～ＳＴ４３において、超音波診断装置１２０は、超音波プローブ１２１の出力に基づいて、ＴＥＥにより３次元撮像を行う。これにより、超音波診断装置１２０は、被検体Ｐの左心房ＬＡのＴＥＥボリューム画像を取得する。このＴＥＥボリューム画像はメモリ１３１に保存される。

【0192】

ステップＳＴ４４において、画像処理装置１３０の処理回路１３７は、ＴＥＥボリューム画像をメモリ１３１から読み出してディスプレイ１３５に表示させる。設定機能１３７１は、操作者による入力インタフェース１３３の操作に応じて、ＴＥＥボリューム画像上で、左心房ＬＡ内の僧帽弁ｍｖが有する弁葉間の弁境界線Ｌ１と、カテーテルの穿刺点ｐ１とを設定する。

【0193】

ステップＳＴ４５～ＳＴ４６において、図形生成機能１３７２は、穿刺点ｐ１と弁境界線Ｌ１の端部ｅ１，ｅ２とを結ぶ複数の安全線Ｓ１，Ｓ２を生成することにより、弁境界線Ｌ１と安全線Ｓ１，Ｓ２とを含むナビゲーション図形１００を生成する。

【0194】

ステップＳＴ４７において、図形生成機能１３７２は、通信インタフェース１３９により、ナビゲーション図形１００を含むＴＥＥボリューム画像をネットワーク経由でＸ線診断装置１に送信する。

【0195】

ステップＳＴ４８において、Ｘ線診断装置１の画像処理装置３０は、通信インタフェース３９により、ＴＥＥボリューム画像を受信してメモリ３１に保存する。

【0196】

ステップＳＴ４９において、画像処理装置３０の重畳画像生成機能３７３は、メモリ３１からＴＥＥボリューム画像を読み出し、ＴＥＥボリューム画像内のナビゲーション図形１００をＸ線透視画像に重畳し、重畳画像を生成する。表示制御機能３７４は、重畳画像をディスプレイ３５に表示させる。

【0197】

ステップＳＴ５０において、操作者は、前述同様に、ナビゲーション図形１００を参照しながら、カテーテル１０１の先端に装着されたクリップ１０２を前方に進めることができる。また前述同様に、クリップ１０２の回転角度を調整することもできる。以下、操作者は、前述同様に手技を実行し、カテーテル治療が完了する。

【0198】

上述したように第５の実施形態によれば、第１医用画像が超音波ボリューム画像であり、第２医用画像がＸ線透視画像であり、超音波診断装置がナビゲーション図形を生成し、Ｘ線診断装置が重畳画像を生成する構成としても、第１乃至第４の各実施形態及び各変形例と同様の効果を得ることができる。

【0199】

＜変形例＞
第５の実施形態の変形例について説明する。

【0200】

この変形例は、図１５中、Ｘ線診断装置１が省略され、超音波診断装置１２０により、ナビゲーション図形を超音波画像に重畳した重畳画像を表示する形態である。

【0201】

これに伴い、この変形例では、超音波診断装置１２０において、前述した重畳画像生成機能１３７３及び表示制御機能１３７４が用いられる。また、メモリ１３１は、例えば、予め複数の方向から撮像された心臓領域の第１医用画像を記憶し、画像生成回路１２４で生成された超音波画像を第２医用画像として記憶する。また、メモリ１３１は、記憶部の一例である。また、ディスプレイ１３５は、表示部の一例である。

【0202】

超音波診断装置１２０の他の構成は、第５の実施形態と同様である。

【0203】

次に、以上のように構成された超音波診断装置の動作について図１８のフローチャートを用いて説明する。被検体Ｐは、図示しない寝台に載置され、ＴＥＥプローブとしての超音波プローブ１２１の先端が食道から挿入されているものとする。

【0204】

ステップＳＴ４１ａにおいて、操作者は、ＴＥＥ画像を参照しながら、被検体Ｐの大腿静脈からカテーテルを右心房ＲＡに進め、カテーテルを心房中隔に穿刺して左心房ＬＡに挿入する。

【0205】

次に、ステップＳＴ４２～ＳＴ４６が前述同様に実行され、ＴＥＥボリューム画像上にナビゲーション図形１００が生成される。このＴＥＥボリューム画像はメモリ１３１に保存される。

【0206】

ステップＳＴ４９ａにおいて、超音波診断装置１２０の重畳画像生成機能１３７３は、メモリ１３１からＴＥＥボリューム画像を読み出し、ＴＥＥボリューム画像内のナビゲーション図形１００をＴＥＥ画像に重畳し、重畳画像を生成する。表示制御機能１３７４は、重畳画像をディスプレイ１３５に表示させる。

【0207】

ステップＳＴ５０ａにおいて、操作者は、ＴＥＥ画像上のナビゲーション図形１００を参照しながら、前述同様に、カテーテル１０１の先端に装着されたクリップ１０２を回転及び進行させることができる。以下、操作者は、前述同様に手技を実行し、カテーテル治療が完了する。

【0208】

上述したようにこの変形例によれば、第１医用画像が超音波ボリューム画像であり、第２医用画像が超音波画像であり、超音波診断装置がナビゲーション図形及び重畳画像を生成する構成としても、第５の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第５の実施形態の効果として得られる第１乃至第４の各実施形態及び各変形例と同様の効果を得ることができる。

【0209】

すなわち、超音波診断装置１２０は、ナビゲーション図形１００をＸ線透視画像に重畳させることなく、ＴＥＥ画像内でナビゲーション図形１００を表示する。操作者は、ＴＥＥ画像上に表示されたナビゲーション図形１００を参照しながらカテーテル先端のクリップ１０２を進行及び回転させることができる。このようにしても、第１乃至第５の各実施形態及び各変形例と同様の効果を得ることができる。

【0210】

＜第６の実施形態＞
第６の実施形態は、第１乃至第５の各実施形態の変形例であり、ナビゲーション図形１００を見易くする観点から、ナビゲーション図形１００が形成する面の投影面積に基づいて、各アーム９１，１９１を制御する形態である。

【0211】

具体的には図形生成機能３７２は、図１９に示すように、安全線Ｓ１，Ｓ２と弁境界線Ｌ１とを含むナビゲーション図形１００を生成した後、ナビゲーション図形１００が形成する面の投影面積が最大となる撮像方向ｄ１を示す情報を制御回路４１に送出する。制御回路４１は、撮像方向ｄ１を示す情報に基づいて、Ωアーム１９１の位置を制御する。ナビゲーション図形１００が形成する面が三角形の場合、図１９中央の三次元空間上の三角形と、図１９左側の二次元空間上の三角形とは、互いに平行となる。このような撮像方向ｄ１は、例えば、弁境界線Ｌ１に垂直な方向であり、且つ、弁境界線Ｌ１の中点Ｍ１と穿刺点ｐ１とを結ぶ二分線Ｌｈにも垂直な方向として、求めればよい。なお、撮像方向ｄ１を弁境界線Ｌ１及び二分線Ｌｈから求める場合、ナビゲーション図形１００が形成する面の投影面積を求める必要はない。投影面積を求める場合には、例えば、図１９左側の二次元空間上の三角形の面積として求めてもよく、当該二次元空間上の三角形が囲む画素の個数を計数して求めてもよい。

【0212】

また、図形生成機能３７２は、このときのΩアーム１９１による撮像方向ｄ１とは垂直に交わる撮像方向ｄ２を示す情報を制御回路４１に送出する。制御回路４１は、撮像方向ｄ２を示す情報に基づいて、Ｃアーム９１を制御する。このときのＣアーム９１による撮像方向は、ナビゲーション図形１００が形成する面の投影面積が最小となる方向となっている。図１９中央の三次元空間上の三角形と、図１９右側の二次元空間上の直線とは、互いに同一平面上にある。すなわち、三次元空間上の図形（三角形）が属する平面と、二次元空間上の図形（直線）が属する平面とは互いに直交する。このような撮像方向ｄ２は、例えば、弁境界線Ｌ１に平行な方向として、求めればよい。また同様に、撮像方向ｄ２を弁境界線Ｌ１から求める場合、ナビゲーション図形１００が形成する面の投影面積を求める必要はない。投影面積を求める場合には、例えば、図１９右側の二次元空間上の略直線状の三角形の面積として求めてもよく、当該二次元空間上の略直線状の三角形が囲む画素の個数を計数して求めてもよい。

【0213】

なお、図２０に示すように、安全線Ｓ１，Ｓ２及び弁境界線Ｌ１に囲まれた図形が曲面を生成する場合でも同様に、撮像方向ｄ１，ｄ２を求めることが可能である。なお、撮像方向ｄ１を弁境界線Ｌ１及び二分線Ｌｈから求める場合には、撮像方向ｄ１が必ずしも最大の投影面積に対応しない可能性があるが、容易且つ迅速に撮像方向ｄ１を決定できる。撮像方向ｄ２は、弁境界線Ｌ１に平行な方向としてもよく、図２０右側の二次元空間上の略Ｌ字状の曲線が囲む画素の個数を計数して求めてもよい。

【0214】

他の構成は、第１乃至第５の各実施形態と同様である。

【0215】

以上のような構成によれば、ナビゲーション図形が形成する面の投影面積に基づいて、各アーム９１，１９１による撮像方向を制御するので、第１乃至第５の各実施形態及び各変形例の効果に加え、表示された重畳画像内のナビゲーション図形を見易くすることができる。

【0216】

例えば、挿入したクリップ１０２を進行させる際には、撮像方向ｄ１を弁境界線Ｌ１に垂直にすると、弁境界線Ｌ１とクリップ１０２の回転角度との関係が視認し易くなる。そこで、三角形を生成した際に、その三角形が最大の投影面積をとる撮像方向ｄ１となるように、Ωアーム１９１の位置を制御する。また、撮像方向ｄ１に垂直な撮像方向ｄ２として、撮像方向ｄ２を弁境界線Ｌ１に平行にすると、三角形が１本の線に投影され、弁境界線Ｌ１の位置とクリップ１０２の進行方向との関係が視認し易くなる。そこで、Ωアーム１９１の回転に前後して、その三角形が最小の投影面積をとる撮像方向ｄ２となるようにＣアーム９１の位置を制御する。

【0217】

＜変形例＞
第６の実施形態の変形例は、Ｘ線診断装置１を用いず、超音波診断装置１２０において、ナビゲーション図形１００を見易くする観点から、ナビゲーション図形１００が形成する面の投影面積に基づいて、断面の表示を制御する形態である。

【0218】

基本的には、図形生成機能１３７２は、図１９及び図２０により説明した図形生成機能３７２と同様の機能を有する。但し、超音波診断装置１２０の図形生成機能１３７２は、各アーム９１，１９１を用いないことに関連して、図形生成機能３７２とは異なる機能をもつ。

【0219】

すなわち、図形生成機能１３７２は、図２１に示すように、安全線Ｓ１，Ｓ２と弁境界線Ｌ１とを含むナビゲーション図形１００を生成する。しかる後、図形生成機能１３７２は、ナビゲーション図形１００が形成する面の投影面積が最大となる投影方向ｄ１ａに直交する第１断面ＳＬ１を走査する指示を送受信回路１２３に送出する。送受信回路１２３は、この指示に基づいて、ＴＥＥである超音波プローブ１２１を制御する。なお、投影方向ｄ１ａは、前述した撮像方向ｄ１に対応する。前述同様に、図２１中央の三次元空間上の三角形と、図２１左側の二次元空間上の三角形とは、互いに平行となる。このような第１断面ＳＬ１は、例えば、穿刺点ｐ１と弁境界線Ｌ１の端部ｅ１，ｅ２とを含む二次元空間の平面として、求めればよい。なお、第１断面ＳＬ１を求める際に、投影面積を求める必要はない。

【0220】

また、図形生成機能１３７２は、このときの投影方向ｄ１ａとは垂直に交わる投影方向ｄ２ａに直交する第２断面ＳＬ２を走査する指示を送受信回路１２３に送出する。送受信回路１２３は、この指示に基づいて、超音波プローブ１２１を制御する。このときの第２断面ＳＬ２は、ナビゲーション図形１００が形成する面の投影面積が最小となる。このような第２断面ＳＬ２は、例えば、弁境界線Ｌ１に直交する平面であり、且つ弁境界線Ｌ１の中点Ｍ１と穿刺点ｐ１とを含む二次元空間の平面として、求めればよい。なお、中点Ｍ１は、逆流位置ｒ１，ｒ２のいずれかに代えてもよい。また、第２断面ＳＬ２を求める際に、投影面積を求める必要はない。

【0221】

なお、図２２に示すように、安全線Ｓ１，Ｓ２及び弁境界線Ｌ１に囲まれた図形が曲面を生成する場合でも同様に、前述同様に、第１断面ＳＬ１及び第２断面ＳＬ２を求めることが可能である。

【0222】

以上のような変形例によれば、超音波診断装置１２０においても、第６の実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0223】

＜第７の実施形態＞
第７の実施形態は、第１乃至第６の各実施形態の変形例であり、Ｘ線診断装置１及び超音波診断装置１２０の外部装置として、画像処理装置２３０を備えている。画像処理装置２３０は、少なくとも１つのメモリ２３１、入力インタフェース２３３、ディスプレイ２３５、処理回路２３７及び通信インタフェース２３９を備えている。処理回路２３７は、図示しないプロセッサとメモリを備えている。処理回路２３７のプロセッサは、メモリ２３１内のプログラムを呼び出し実行することにより、プログラムに対応する設定機能２３７１、図形生成機能２３７２、重畳画像生成機能２３７３及び表示制御機能２３７４を実現する。

【0224】

ここで、画像処理装置２３０は、Ｘ線診断装置１及び超音波診断装置１２０の各々とネットワークを介して通信可能であり、Ｘ線診断装置１及び超音波診断装置１２０の各々の画像処理装置３０，１３０と同様の機能をもっている。これらの画像処理装置３０，１３０，２３０は、それぞれ特許請求の範囲に記載の画像処理装置の例である。このため、画像処理装置２３０の説明としては、前述した各診断装置１，１２０内の画像処理装置３０，１３０の説明から、参照符号の１００の位を読み替えることにより、重複した詳細な説明を省略する。

【0225】

すなわち、メモリ２３１は、前述したメモリ３１，１３１と同様の構成であり、予め複数の方向から撮像された被検体の心臓領域の第１医用画像と、当該心臓領域がリアルタイムに撮像された第２医用画像とを記憶する。この第２医用画像は、Ｘ線診断装置１又は超音波診断装置１２０により生成及び送信され、通信インタフェース２３９により受信されてメモリ２３１に書き込まれる。第１医用画像及び第２医用画像については、それぞれ前述した通りである。また、メモリ２３１は、画像処理装置２３０のプログラムを記憶する。また、メモリ２３１は、記憶部の一例である。

【0226】

入力インタフェース２３３は、前述した入力インタフェース３３，１３３と同様の構成であり、操作者の操作に応じた電気信号を処理回路２３７に出力する。

【0227】

ディスプレイ２３５は、前述したディスプレイ３５，１３５と同様の構成であり、処理回路２３７に制御され、医用画像、ナビゲーション図形及び重畳画像などを表示する。また、ディスプレイ２３５は、表示部の一例である。

【0228】

処理回路２３７は、前述した処理回路３７，１３７と同様の構成であり、図示しないプロセッサとメモリを備え、入力インタフェース２３３にて入力あるいは設定された各種情報がメモリに保存される。処理回路２３７のプロセッサは、メモリ２３１内のプログラムを呼び出し実行することにより、プログラムに対応する設定機能２３７１、図形生成機能２３７２、重畳画像生成機能２３７３及び表示制御機能２３７４を実現する。

【0229】

設定機能２３７１は、前述した設定機能３７１，１３７１と同様の機能であり、メモリ２３１に保存された第１医用画像から心腔内の心臓弁が有する弁葉間の境界を示す弁境界線と、カテーテルを挿入するための心腔の内壁の挿入点とをそれぞれ設定する。

【0230】

図形生成機能２３７２は、前述した図形生成機能３７２，１３７２と同様の機能であり、内壁から離れて穿刺点ｐ１と弁境界線の端部ｅ１，ｅ２とを個別に結ぶ複数の安全線Ｓ１，Ｓ２を生成することにより、弁境界線Ｌ１と安全線Ｓ１，Ｓ２とを含むナビゲーション図形１００を生成する。

【0231】

重畳画像生成機能２３７３は、前述した重畳画像生成機能３７３，１３７３と同様の構成であり、ナビゲーション図形を第２医用画像に重畳して重畳画像を生成する。

【0232】

表示制御機能２３７４は、前述した表示制御機能３７４，１３７４と同様の構成であり、重畳画像をディスプレイ２３５に表示させる。

【0233】

通信インタフェース２３９は、前述した通信インタフェース３９，１３９と同様の構成であり、有線、無線又はその両方にて外部装置と通信するための回路である。外部装置は、前述した通りであるが、特に、モダリティとしてＸ線診断装置１又は超音波診断装置１２０が含まれる。

【0234】

このような画像処理装置２３０は、Ｘ線診断装置１内の画像処理装置３０が外部装置として設けられたものとして機能する。あるいは、画像処理装置２３０は、超音波診断装置１２０内の画像処理装置１３０が外部装置として設けられたものとして機能する。

【0235】

以上のような構成によれば、Ｘ線診断装置１及び超音波診断装置１２０の外部装置として設けた画像処理装置２３０が、第１乃至第６の各実施形態及び各変形例の画像処理装置３０，１３０と同様に動作して同様の効果を得ることができる。

【0236】

以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、第１医用画像から心腔内の心臓弁が有する弁葉間の境界を示す弁境界線と、カテーテルを挿入するための心腔の内壁の穿刺点とをそれぞれ設定する。当該内壁から離れて穿刺点と弁境界線の端部とを個別に結ぶ複数の安全線を生成することにより、弁境界線と安全線とを含むナビゲーション図形を生成する。ナビゲーション図形を第２医用画像に重畳して重畳画像を生成する。重畳画像をディスプレイに表示させる。従って、カテーテル治療の安全性及び正確性を向上できるナビゲーション図形を提供することができる。

【0237】

なお、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)、或いは、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。プロセッサは記憶回路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、記憶回路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。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごと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。さらに、図２、図１５及び図２３における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。

【0238】

また、図２においては、単一のメモリ３１を用いる場合について説明したが、これに限らず、単一のメモリ３１に代えて、互いに分散して配置された複数のメモリを用いる構成に変形してもよい。この変形例の場合、例えば、第１医用画像及び第２医用画像の各々を、互いに異なるメモリに記憶させることが可能である。このような変形例は、図１５及び図２３における単一のメモリ１３１，２３１についても同様に実施できる。

【0239】

また、上記説明では、図２４（ａ）～（ｂ）に示すように、２つの弁葉（leaflets）（［弁］尖 (cusps)）を有する僧帽弁ｍｖに対して、穿刺点ｐ１、弁境界線Ｌ１の端部ｅ１，ｅ２を設定することにより、複数の安全線Ｓ１，Ｓ２を生成する場合を例に挙げて述べている。但し、弁葉の数は、３つでもよい。また、カテーテルは、心臓壁に穿刺することにより左心房ＬＡ等に挿入する場合に限らず、心臓壁に穿刺せずに静脈から右心房ＲＡに挿入してもよい。

【0240】

すなわち、上記各実施形態及び各変形例において、図２５（ａ）～（ｂ）に示すように、３つの弁葉（［弁］尖）を有する三尖弁ｔｖに対して、挿入点ｐ２、弁境界線Ｌ１～Ｌ２の端部ｅ１～ｅ４を設定することにより、複数の安全線Ｓ１～Ｓ４を生成してもよい。また、三尖弁ｔｖの場合、図２５（ｂ）に示す例に限らず、適宜、安全線Ｓ１，…の本数を減らしてもよい。例えば図２５（ｃ）に示すように、内側の２つの安全線Ｓ３，Ｓ４を省略し、外側の安全線Ｓ１，Ｓ２を生成してもよい。この場合、弁境界線Ｌ１～Ｌ２を視認し易くすることができる。また同様に、図２５（ｄ）に示すように、手前の安全線Ｓ３を省略し、外側及び中央の安全線Ｓ１，Ｓ２，Ｓ４を生成してもよい。このようにしても、弁境界線Ｌ１～Ｌ２を視認し易くすることができる。あるいは図２５（ｃ）～（ｄ）に示す変形例に限らず、所望により、他の安全線を省略してもよい。

【0241】

また、図２６（ａ）～（ｂ）に示すように、３つの弁葉（［弁］尖）を有する大動脈弁ａｖ又は肺動脈弁ｐｖも同様に、穿刺又は挿入による挿入点ｐ２、弁境界線Ｌ１～Ｌ３の端部ｅ１～ｅ４を設定することにより、複数の安全線Ｓ１～Ｓ４を生成可能である。この場合も同様に、例えば図２６（ｃ）～（ｄ）に示すように、適宜、安全線Ｓ１，…の本数を減らし、弁境界線Ｌ１～Ｌ３を視認し易くすることができる。あるいは図２６（ｃ）～（ｄ）に示す変形例に限らず、所望により、他の安全線を省略してもよい。また図２６に示した設定は、三尖弁ｔｖについても適用することができる。

【0242】

なお、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。

【符号の説明】

【0243】

１ Ｘ線診断装置
３ 高電圧発生装置
５ 第１Ｘ線管
７ 第１Ｘ線検出器
９ 第１支持機構
９１ Ｃアーム
９３ Ｃアーム支持部
９５ 第１接続部
１１ 第１コリメータ
１５ 第２Ｘ線管
１７ 第２Ｘ線検出器
１９ 第２支持機構
１９１ Ωアーム
１９３ Ωアーム支持部
１９５ レール
１９７ 第２接続部
２１ 第２コリメータ
２４ 天板
２５ 寝台
２７ 駆動部
２９，１２４ 画像生成回路
３０，１３０，２３０ 画像処理装置
３１，１３１，２３１ メモリ
３１Ｔ 設定テーブル
３３，１３３，２３３ 入力インタフェース
３５，１３５，２３５ ディスプレイ
３７，１３７，２３７ 処理回路
３７１，１３７１，２３７１ 設定機能
３７２，１３７２，２３７２ 図形生成機能
３７３，１３７３，２３７３ 重畳画像生成機能
３７４，１３７４，２３７４ 表示制御機能
３９，１３９，２３９ 通信インタフェース
４１ 制御回路
４３ 心電計
９１ Ｃアーム
９３ Ｃアーム支持部
９５ 第１接続部
１００ ナビゲーション図形
１０１ カテーテル
１０２ クリップ
１２０ 超音波診断装置
１２１ 超音波プローブ
１２２ 装置本体
１２３ 送受信回路
ａｖ 大動脈弁
ｄ１，ｄ２ 撮像方向
ｄ１ａ，ｄ２ａ 投影方向
ｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４ 端部
ｉ１ 平面図
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ 弁境界線
Ｌｈ 二分線
ＬＡ 左心房
Ｍ１ 中間点
ｍｖ 僧帽弁
ｐ１ 穿刺点
ｐｖ 肺動脈弁
ＲＡ 右心房
ｒ１，ｒ２ 逆流位置
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４ 安全線
ＳＬ１ 第１断面
ＳＬ２ 第２断面
ｔｖ 三尖弁

【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】

【図24】

【図25】

【図26】