JP4835245B2

JP4835245B2 - 循環器用画像診断装置

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Publication number: JP4835245B2
Application number: JP2006115533A
Authority: JP
Inventors: 剛高柳
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2006-04-19
Filing date: 2006-04-19
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2026-04-19
Also published as: JP2007282974A

Description

本発明は、血管造影されたＸ線画像と超音波血管内視鏡（以下、ＩＶＵＳともいう）により撮影したＩＶＵＳ画像とを並べて画像表示することにより、被検者の血管について画像診断を行う循環器用画像診断装置に関する。より詳しくは、被検者体内の関心領域にＩＶＵＳプローブ（超音波プローブ、超音波カテーテルなどとも呼ばれる）を挿入し、プローブのセンサ部分で血管内部のＩＶＵＳ画像を撮影する際に、関心領域の血管造影像を含んだＸ線画像を並べて表示する循環器用画像診断装置に関する。

循環器の診断では、被検者の関心領域の血管に造影剤を注入してＸ線検査装置（Ｘ線ＴＶ装置、Ｘ線ＣＴ装置）によりＸ線画像を撮影し、撮影したＸ線画像に映し出されている血管造影像を観察することによる診断が行なわれている。

また、関心領域の血管を血管内からの視点で観察するために、ＩＶＵＳプローブを関心領域の血管内に挿入し、プローブ先端近傍のセンサ部分から超音波を送受信することにより得られる超音波画像信号に基づいて、ＩＶＵＳ画像を表示装置の画面に表示することによる診断もなされている。ＩＶＵＳ画像による診断を行う場合に、画面表示されているＩＶＵＳ画像が、血管のどの部分であるかを正確に知ることは重要であるが、これは臨床経験を十分に積んでＩＶＵＳ検査に精通した医師等でなければ判別は困難であった。

そのため、最近は関心領域のＸ線撮影を行いつつ、ＩＶＵＳプローブを血管内に挿入してＩＶＵＳ画像を観察し、Ｘ線画像内に映し出されている血管造影像とともにＩＶＵＳプローブ像を同時に並べて画面上で観察することにより、血管内でのＩＶＵＳプローブ先端の位置を確認しつつ、その位置での血管内のＩＶＵＳ画像を観察することができるようにした循環器用診断装置が開示されている（特許文献１、特許文献２参照）。

このように、Ｘ線画像とＩＶＵＳ画像とを同時観察することができる循環器用診断装置を用いることにより、被検者における血管の狭窄部位の位置を正確に特定することができるので、これら装置は、例えば、バルーンカテーテルを用いて狭窄部位を広げる治療を行う場合等に役立っている。
特開平１０−１３７２３８号公報特開平５−８４２４８号公報

ＩＶＵＳ画像を撮影する必要がある被検者は、過去に、少なくとも一度は血管造影によるＸ線画像を撮影している場合も多い。血管造影したＸ線画像を撮影したことがある被検者の場合は、新たにＩＶＵＳ画像の撮影をする時に、再度、血管造影してＸ線画像を撮影することとなり、被検者のＸ線被曝量が増大するとともに造影剤による副作用等の影響も受け、被検者への負担が大きい。

また、先行文献に記載されている従来の循環器用診断装置では、ＩＶＵＳ画像の撮影開始から撮影終了まで、ＩＶＵＳプローブのセンサ部分の位置を追跡するためにＸ線撮影を行うことになる。そのため、被検者はＩＶＵＳ画像の撮影が始まるとＩＶＵＳ画像の撮影を終了するまで連続してＸ線を被爆し続けることになる。

被検者の被曝量を減らすためには、ＩＶＵＳ画像を撮影する際に、Ｘ線画像を全く撮影しなければよいが、その場合はＩＶＵＳ画像しか得られないため、上述したように十分な臨床経験を有しＩＶＵＳ検査に精通した医師等でないと、各時点のＩＶＵＳ画像の撮影位置を常に正確に把握することが困難である。

そこで、本発明は、ＩＶＵＳプローブを被検者の血管内へ挿入してＩＶＵＳ画像を撮影する際に、造影された血管についてＸ線画像の同時撮影を行わず、または、同時撮影を行うとしても、被検者のＸ線被曝量を極力抑えるようにし、それでいて、ＩＶＵＳプローブのセンサ部分の位置を正確に把握することができる循環器用診断装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明の循環器用画像診断装置は、関心領域の血管に挿入したＩＶＵＳプローブのセンサ部分からの超音波画像信号に基づいてＩＶＵＳ画像を作成するＩＶＵＳ画像作成部と、ＩＶＵＳプローブの挿入長さを検出する挿入長さ検出部と、造影された血管像を含む関心領域のＸ線画像を記憶するＸ線画像記憶領域と、Ｘ線画像記憶領域から読み出した関心領域のＸ線画像とＩＶＵＳ画像とを並べて表示画面に表示する画像表示制御部と、表示されたＸ線画像に映し出されている血管像の形状情報を画像処理により抽出する血管路抽出部と、表示されたＸ線画像における少なくとも２箇所の血管像上の特徴部分の位置であって、ＩＶＵＳ画像にも対応する血管の特徴部分が観察される位置がそれぞれ基準点としてポインティングデバイスにより指定されたときに、各基準点の座標と各基準点を指定した時点の挿入長さとを対応付けて記憶する基準点情報記憶部と、指定された各基準点の座標と各基準点に対応付けられた挿入長さ、および、基準点間の血管像の形状情報とに基づいて、ＩＶＵＳプローブの挿入長さに対するセンサ部分の位置を算出するプローブ位置算出部と、算出されたセンサ部分の位置を表示画面上に示す位置マーカ表示部とを備えるようにしている。

ここで、ＩＶＵＳプローブの「挿入長さ」とは、厳密には被検者の体表から体内に挿入したＩＶＵＳプローブのセンサ部分（通常はプローブ先端位置）までの長さをいうが、本発明では必ずしも体表から挿入された部分の長さである必要はなく、例えば、ＩＶＵＳプローブの根元側に定めた原点位置からプローブを送り出したときの原点位置からセンサ部分までの長さであってもよい。要するに、体内でＩＶＵＳプローブを移動させたときに、移動前と移動後の挿入長さの差分から、その移動により変化した長さを知ることができる長さ情報であればよい。

また、「画像処理」とは、Ｘ線画像中に含まれる血管像の形状情報を抽出することができる処理であればよい。例えば、造影された血管像の輝度と、血管以外の部位の輝度とが異なることを利用して、予め、設定した基準の輝度値と比較することにより、輝度が基準値以上となる画素部分を血管路であると認識するようなパターン認識処理を用いてもよい。
また、「ポインティングデバイス」とは、表示画面上の位置を指定できるデバイスであればよく、例えば、マウス、ジョイスティック、トラックパッド、トラックボールなどをいう。

本発明によれば、Ｘ線画像記憶領域に、予め、造影された血管像を含む関心領域のＸ線画像を記憶しておく。ＩＶＵＳ画像作成部は、関心領域の血管内に挿入されたＩＶＵＳプローブのセンサ部分から超音波を送受することにより超音波画像信号を取得し、これに基づいて現時点のＩＶＵＳ画像を作成する。このとき挿入長さ検出部は、血管内に挿入されているＩＶＵＳプローブの挿入長さを検出する。画像表示制御部は、Ｘ線画像記憶領域に予め記憶された関心領域のＸ線画像を読み出して、現時点のＩＶＵＳ画像と並べて表示画面に表示する。血管路抽出部は、表示画面に表示されたＸ線画像内に映し出されている血管像の形状情報を画像処理により抽出する。表示画面上の血管路の形状（血管路を形成する各点の位置座標の集合）を抽出することにより、その後、画面上で血管路上の任意の点がポインティングデバイスにより指示されると、その点の位置座標が認識できるようになる。また、血管路上で２点が指示されると、その２点間の間に挟まれた血管路上の各点の位置座標もすべて認識される。そのため、２点間の曲線の距離も、簡単な演算処理により算出できるようになる。

基準点情報記憶部は、操作者の入力によって表示画面に表示されているＸ線画像上における少なくとも２箇所の血管像上の位置が基準点としてポインティングデバイスにより指定されたときに、各基準点の座標と各基準点を指定した時点の挿入長さとを対応付けて記憶する。このときの基準点の指定は、ＩＶＵＳ画像に特徴部分（例えば血管の分岐点）が観察されている点が選ばれる。これにより、その基準点位置に対応する位置をＸ線画像上でポインティングデバイスにより指定する場合に、Ｘ線画像上の特徴部分（すなわち血管路の分岐点）を探せばよいので、Ｘ線画像上の対応点を簡単に指定することができる。

プローブ位置算出部は、指定された少なくとも２つの基準点の座標と各基準点に対応付けられた挿入長さ、および、基準点間の血管像の形状情報とに基づいて、ＩＶＵＳプローブの挿入長さに対するＩＶＵＳプローブのセンサ部分の位置を求める。すなわち、センサ部分が２つの基準点間を移動したときの挿入長さの変化量を検出する。その一方で、Ｘ線画像から抽出された血管像の形状情報から２つの基準点間の長さを求める。これらの長さ情報の対応付けを行うことにより、キャリブレーションがなされ、以後は、挿入長さを検出することにより、それぞれの挿入長さに対応する血管像上の位置が算出される。そして、位置マーカ表示部は、算出された位置をＸ線画像上で示すことにより、ＩＶＵＳ画像と造影血管上の位置とを対応させて観察することができるようにする。

このようにして、過去に撮影したＸ線画像を利用することにより、被検者に新たにＸ線を被曝させてＸ線画像を撮影することなく、ＩＶＵＳ画像とＸ線画像とを観察できるようにし、しかもＸ線画像上に、現在表示しているＩＶＵＳ画像の位置をマーカで表示するようにする。

また、上記課題を解決するためになされた本発明の他の循環器用画像診断装置は、関心領域の血管に挿入したＩＶＵＳプローブのセンサ部分からの超音波画像信号に基づいてＩＶＵＳ画像を作成するＩＶＵＳ画像作成部と、ＩＶＵＳプローブの挿入長さを検出する挿入長さ検出部と、ＩＶＵＳ画像作成時に、造影された血管像を含む関心領域のＸ線画像を作成するＸ線画像作成部と、作成されたＸ線画像をＸ線画像記憶領域に記憶するＸ線画像記憶部と、Ｘ線画像作成部で作成されるＸ線画像とＩＶＵＳ画像とを並べて表示画面に表示する画像表示制御部と、表示されたＸ線画像に映し出されている血管像の形状情報を画像処理により抽出する血管路抽出部と、表示されたＸ線画像における少なくとも２箇所の血管像上の特徴部分の位置であって、ＩＶＵＳ画像にも対応する血管の特徴部分が観察される位置がそれぞれ基準点としてポインティングデバイスにより指定されたときに、各基準点の座標と各基準点を指定した時点の挿入長さとを対応付けて記憶する基準点情報記憶部と、指定された各基準点の座標と各基準点に対応付けられた挿入長さ、および、基準点間の血管像の形状情報とに基づいて、ＩＶＵＳプローブの挿入長さに対するセンサ部分の位置を算出するプローブ位置算出部と、算出されたセンサ部分の位置を表示画面上に示す位置マーカ表示部とを備え、プローブ位置算出部がセンサ位置を算出するようになった以後は、Ｘ線画像作成部はＸ線画像の作成を停止し、画像表示制御部はＸ線画像記憶領域から読み出したＸ線画像を表示するようにしている。

本発明によれば、ＩＶＵＳ画像作成部は、関心領域の血管内に挿入されたＩＶＵＳプローブのセンサ部分から超音波を送受することにより超音波画像信号を取得し、これに基づいて現時点のＩＶＵＳ画像を作成する。このとき挿入長さ検出部は、血管内に挿入されているＩＶＵＳプローブの挿入長さを検出する。一方、Ｘ線画像作成部は、ＩＶＵＳプローブを挿入してＩＶＵＳ画像を作成し始めた時から（あるいはその直前から）、被検者にＸ線を照射することにより、造影された血管像を含む関心領域のＸ線撮影を行い、Ｘ線画像を作成する。そして、作成したＸ線画像を表示画面に表示する。Ｘ線画像記憶部は、このときの血管像を含む関心領域のＸ線画像をＸ線画像記憶領域に記憶しておく。画像表示制御部は、現在撮影中の関心領域のＸ線画像を読み出して、現時点のＩＶＵＳ画像と並べて表示画面に表示する。血管路抽出部は、表示画面に表示されたＸ線画像内に映し出されている血管像の形状情報を画像処理により抽出する。表示画面上の血管路の形状（血管路を形成する各点の位置座標の集合）を抽出することにより、その後、画面上で血管路上の任意の点がポインティングデバイスにより指示されると、その点の位置座標が認識できるようになる。また、血管路上で２点が指示されると、その２点間の間に挟まれた血管路上の各点の位置座標もすべて認識される。そのため、２点間の曲線の距離も、簡単な演算処理により算出できるようになる。

基準点情報記憶部は、操作者の入力によって、表示画面に表示されているＸ線画像上における少なくとも２箇所の血管像上の位置が基準点としてポインティングデバイスにより指定されたときに、各基準点の座標と各基準点を指定した時点の挿入長さとを対応付けて記憶する。このときの基準点の指定は、ＩＶＵＳ画像に特徴部分（例えば血管の分岐点）が観察されている点が選ばれる。これにより、その基準点位置に対応する位置をＸ線画像上でポインティングデバイスにより指定する場合に、Ｘ線画像上の特徴部分（すなわち血管路の分岐点）を探せばよいので、Ｘ線画像上の対応点を簡単に指定することができる。

そして、プローブ位置算出部によりセンサ位置が算出されるようになった以後は、Ｘ線画像作成部はＸ線画像の作成処理を停止し、関心領域へのＸ線照射も終了する。画像表示制御部はＸ線画像記憶領域から読み出したＸ線画像を表示し、その画像上でセンサ部分の現在の位置を示す位置マーカを表示する。

第一の発明によれば、ＩＶＵＳ画像を撮影する際に、血管造影によるＸ線画像の撮影を全く行わないので、被検者が新たにＸ線を被爆することがない。
第二の発明によれば、ＩＶＵＳ画像を撮影する際に、最初は血管造影によるＸ線画像の撮影を行うが、ＩＶＵＳプローブの挿入長さと造影血管像との対応付けを行ってキャリブレーションがなされた後は、Ｘ線照射を終了することができるので、それ以後のＸ線被曝を抑えることができる。
そして、いずれの場合も造影された血管像上でのセンサ部分の正確な位置を確認しながら、ＩＶＵＳ画像を観察することができる。

（その他の課題を解決するための手段および効果）
また、上記発明において、挿入長さ検出部は、ＩＶＵＳプローブの挿入速度およびその挿入速度による挿入継続時間とに基づいて挿入長さを検出するようにしてもよい。

これによれば、ＩＶＵＳプローブの挿入速度とその挿入速度による挿入継続時間との積から、挿入長さを求めることができる。

また、上記発明において、プローブ位置算出部は、３箇所以上の血管像上の位置が基準点として指定されたときに、ＩＶＵＳプローブのセンサ部分を挟んで隣接する２つの基準点の座標と当該２つの基準点に対応付けられた挿入長さ、および、当該２つの基準点間の血管像の形状情報とに基づいて、その２つの基準点間におけるセンサ部分の位置をＩＶＵＳプローブの挿入長さに応じて算出するようにしてもよい。

これによれば、最寄りの２つの基準点を用いて算出するので、位置の誤差を小さくすることができる。

以下、本発明の光計測装置の一実施形態について、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施形態である循環器用画像診断装置の構成を示すブロック図である。本発明の循環器用画像診断装置１は、大きく分類すると、Ｘ線画像計測部１０とＩＶＵＳ画像計測部２０と画像処理部３０とから構成される。

このうちＸ線画像計測部１０は、Ｘ線検査装置（Ｘ線ＴＶ装置）、またはこれと同等の構成を備えている。すなわち、Ｘ線画像計測部１０は、Ｘ線源１１とＸ線検出器１２とからなるＸ線測定光学系１３と、制御装置（ＣＰＵ）、記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ、ＨＤＤ）、画像作成回路を含んだハード構成からなり、Ｘ線測定光学系１３を制御する制御系１４とを備えている。この制御系１４の機能の一部として、Ｘ線画像作成部１５と、Ｘ線画像記憶制御部１６とが含まれるようにしてある。

Ｘ線画像作成部１５は、被検体Ｓの関心領域Ａを含むようにＸ線源１１からＸ線を照射し、Ｘ線検出器１２から関心領域Ａの映像信号を次々と送り出すとともに、その映像信号に基づいてＸ線画像(動画像)を作成する制御を行う。作成されたＸ線画像は、画像処理部３０に送り出される。

Ｘ線画像記憶制御部１６は、Ｘ線画像作成部１５により作成されたＸ線画像（動画像）をＸ線画像記憶領域１７に記憶する制御を行う。記憶されたＸ線画像は、いつでも（Ｘ線照射を終了した後であっても）画像処理部３０から読み出せるようにしてある。

また、ＩＶＵＳ画像計測部２０は、ＩＶＵＳ装置（超音波血管内視鏡装置）、またはこれと同等の構成を備えている。すなわち、ＩＶＵＳ画像計測部２０は、被検者の体内に挿入するＩＶＵＳプローブ２１と、ＩＶＵＳプローブ２１を接続し、これを制御するＩＶＵＳ装置本体２２とを備えている。

ＩＶＵＳプローブ２１の先端部分には、超音波を送受することにより超音波画像信号を取得するセンサ２１ａが設けてある。
ＩＶＵＳ装置本体２２は、ＩＶＵＳプローブ２１の挿入を行うプローブ駆動機構２３と、ＩＶＵＳ画像を作成するＩＶＵＳ画像作成部２４と、体内に挿入されたＩＶＵＳプローブ長さを検出する挿入長さ検出部２５とを備えている。

プローブ駆動機構２３は、操作者が設定した挿入速度で、ＩＶＵＳプローブ２１を体内に挿入する。挿入速度を一定にして挿入することも、操作者により速度を調整しながら挿入することも可能である。なお、ここでの「挿入」は、プローブを血管内に送り込むときを正方向の挿入、引き抜くときを負方向の挿入として扱うことで、ＩＶＵＳプローブ２１の送り込み操作と引き出し操作とを含むこととしている。

ＩＶＵＳ画像作成部２４は、センサ２１ａから時々刻々送られる超音波画像信号に基づいて、血管内のＩＶＵＳ画像を作成する制御を行う。作成されたＩＶＵＳ画像（動画像）は、画像処理部３０に送られる。

挿入長さ検出部２４は、図示しない速度計および時計により、ＩＶＵＳプローブ２１の挿入速度とその挿入速度での挿入継続時間とをモニタし、挿入速度と挿入継続時間との積を算出して、これを累積することにより各時点の挿入長さを検出する制御を行う。
具体的には、例えば、ＩＶＵＳプローブをローラに接触させてローラの単位時間あたりの回転移動量（回転速度）を測定するポテンショ等の周知の計器を用いて挿入速度を計測するとともに時間を測定することで挿入長さを求める。

また、画像処理部３０は、入力装置としてのマウス３１、表示装置としてのディスプレイ３２、制御装置（ＣＰＵ）３３、記憶装置３４（ＲＯＭ，ＲＡＭ、ＨＤＤ）を含んだハード構成を有するコンピュータ装置により構成される。
画像処理部３０の制御装置３３および記憶装置３４により実行される機能・処理を機能ごとにブロック化して説明すると、制御装置３３は画像表示制御部４１、血管路抽出部４２、基準点情報記憶部４３、プローブ位置算出部４４、位置マーカ表示部４５を有しており、記憶装置３４は、血管路記憶領域５１、基準点情報記憶領域５２を備えている。

画像表示制御部４１は、さらに細分するとＸ線画像表示制御部４１ａとＩＶＵＳ画像表示制御部４１ｂとからなる。Ｘ線画像表示制御部４１ａは、状況により、以下の２つの方法のいずれかでディスプレイ３２にＸ線画像３２ａを表示する制御を行う。すなわち、第一に、Ｘ線画像作成部１５が現在作成中のＸ線画像３２ａをリアルタイムで表示する制御を行う。また、第二に、予めＸ線画像記憶領域１７に記憶させてあるＸ線画像３２ａを表示する制御を行う。

ＩＶＵＳ画像表示制御部４１ｂは、ＩＶＵＳ画像作成部２４が現在作成中のＩＶＵＳ画像３２ｂをリアルタイムでディスプレイ３２に表示する制御を行う。
そして画像表示制御部４１は、Ｘ線画像表示制御部４１ａとＩＶＵＳ画像表示制御部４１ｂとを制御することにより、ディスプレイ３２上で、Ｘ線画像３２ａとＩＶＵＳ画像３２ｂとが並べて表示されるように制御する。また、画像表示制御部４１は、被検者への被曝量を抑えるために切り替える必要があるときには、Ｘ線画像表示制御部４１ａが表示するＸ線画像３２ａを、Ｘ線画像作成部１５で作成されたリアルタイムのＸ線画像から、Ｘ線画像記憶領域１７に記憶してあるＸ線画像に切り替える制御を行う。

血管路抽出部４２は、ディスプレイ３２上に表示されたＸ線画像３２ａに映し出されている血管像の形状情報をパターン認識による画像処理により抽出する制御を行う。すなわちＸ線画像３２ａの造影された血管部分の輝度は、その他の部分の輝度と異なるように映し出されている。そこで、判定基準となる輝度値を設定し、その輝度との比較をすることにより、血管部分を抽出する画像処理を行う。抽出された血管部分の形状情報（血管路上の位置座標の集合）は、血管路記憶領域５１に記憶される。

基準点情報記憶部４３は、操作者がマウス３１の操作により、Ｘ線画像３２ａの血管路上の２点を基準点としてそれぞれ指定したときに、それらの指定位置の座標を算出して記憶すると同時に、指定時に挿入長さ検出部２５が検出したＩＶＵＳプローブ２１の挿入長さを読み出し、指定位置の座標と挿入長さとを対応付けて、基準点情報記憶領域５２に記憶する制御を行う。
この基準点は２点記憶すればよいが、それ以上の基準点を指定したときは、例えば、観察しようとする血管の位置に応じて、最寄りの２点を基準点として採用し、後述する処理を行うことになる。
なお、操作者が血管上の位置を指定するのを待ち受ける際に、表示装置３２の画面上に位置指定を促すための誘導表示を行うようにして、待ち受けるようにしてもよい。

プローブ位置算出部４４は、指定された２つの基準点の座標と各基準点に対応付けられた挿入長さ、および、基準点間の血管像の形状情報とに基づいて、ＩＶＵＳプローブ２１の挿入長さに対するセンサ２１ａの位置を算出する制御を行う。
具体的に説明すると、基準点記憶領域５２に記憶された２つの基準点の各座標と、血管路記憶領域５１に記憶されたこれら２つの基準点間の血管部分の形状情報（血管路上の位置座標の集合）とから、２つの基準点間の曲線距離を算出する。その一方で、２つの基準点に対応付けて基準点記憶領域５２に記憶してある挿入長さの差分を計算し、２点間の実際の曲線距離を算出する。これら２つの曲線距離は、本来同じ長さであることから、挿入長さから求めた実際の曲線距離に合わせるように、血管部分の形状情報から算出した曲線距離をキャリブレーションする。そしてキャリブレーションの結果を踏まえて、２つの基準点間にある血管上の任意の位置と基準点との曲線距離についてもキャリブレーションする。これにより、基準点から血管上の任意の点までの距離が与えられれば（挿入長さを与えることに相当）、その点の位置座標を一意的に定めることができる。このようにして、ＩＶＵＳプローブ２１の挿入長さに対するセンサ２１ａの位置を算出する制御を行う。

そして、位置マーカ算出部４５は、プローブ位置算出部４４によって算出された血管上のセンサ２１ａの位置にマーカを表示する制御を行う。

次に、上記構成の循環器用画像診断装置による画像処理の動作について説明する。

（第１の画像処理方法）
図２は、循環器用画像診断装置１による処理動作の一例を示すフローチャートである。
ＩＶＵＳ画像の測定を行うよりも以前に、予め、関心領域Ａの造影された血管像を含むＸ線画像（以後、マップ像とも呼ぶ）を撮影し、これをＸ線画像記憶領域１７に保存しておく（Ｓ１０１）。

続いて、ＩＶＵＳプローブ２１を被検者の体内に挿入し、ＩＶＵＳ画像３２ｂをディスプレイ３２に表示させながら、さらに挿入していく（Ｓ１０２）。このとき、ＩＶＵＳプローブ２１の挿入長さも計測する。
ＩＶＵＳ画像３２ｂの表示と並行して、Ｘ線画像記憶領域１７に記憶してある関心領域ＡのＸ線画像３２ａ（マップ像３２ａ）もディスプレイ３２に表示する（Ｓ１０３）。

続いて、パターン認識による画像処理により、造影された血管路の形状を抽出し、血管路の位置座標を認識する（Ｓ１０４）。そして、操作者がＸ線画像３２ａに映し出されている血管路上の特徴部分の位置を、マウス３１により指定するのを待ち受ける。図３（ａ）は、このときの表示装置３２の画面表示を示す図である。画面上には血管路Ｂとともに、マウス３１の操作により位置を指定するためのマウスポインタＣが表示されている。

操作者がＩＶＵＳ画像３２ｂを観察し続けると、血管分岐点のような特徴点が表示され、Ｘ線画像３２ａ（マップ像３２ａ）に映し出されている血管路Ｂ上の対応位置が明らかになるときがくる。この時点で、Ｘ線画像３２ａ上の対応位置をクリックし第一の基準点として指定する（Ｓ１０５）。図３（ｂ）はこのときの画面表示を示す図である。第一の基準点の指定がなされると、その位置座標に関連付けて、指定した時点のＩＶＵＳプローブ２１の挿入長さが記憶される。
さらにＩＶＵＳプローブ２１を挿入していくと、ＩＶＵＳ画像３２ｂには、図３（ｃ）に示すように、再び特徴のない１本の血管路が表示される。
さらにＩＶＵＳプローブ２１を挿入し続けていくと、図３（ｄ）に示すように、二つ目の特徴点となる血管分岐点が表示される。この時点で、Ｘ線画像３２ａ上の対応位置をクリックし第二の基準点として指定する（Ｓ１０６）。図３（ｄ）はこのときの画面表示を示す図である。
第二の基準点の指定がなされると、その位置座標に関連付けて、指定した時点のＩＶＵＳプローブ２１の挿入長さが記憶される。

続いて、指定した第一の基準点と第二の基準点との２点間の曲線距離を、Ｘ線画像からパターン認識によって求めた血管路の形状情報に基づいて算出する。同時に、第一の基準点、第二の基準点のそれぞれに関連付けて記憶された挿入長さの差分を計算し、２点間の実際の曲線距離を算出する（Ｓ１０７）。

続いて、血管路の形状情報から求めた曲線距離が、挿入長さの差分から求めた曲線距離に合うような変換式を求めることによりキャリブレーションを実行する（Ｓ１０８）。この変換式により、血管路上の任意の点と第一基準点（あるいは第二基準点）と距離についてもキャリブレーションされることになる。
キャリブレーションの結果、挿入長さが与えられると、その挿入長さに応じて、対応する血管路上の位置（センサ２１ａの位置）が決定できることとなる。

続いて、他の基準点を指定するかを判断する（Ｓ１０９）。
さらに第三番目の基準点以降（一般化して第Ｎ番目の基準点と呼ぶ）を指定するときは、Ｓ１０６に戻り、基準点の指定からキャリブレーションの実行まで（Ｓ１０６〜Ｓ１０８）を繰り返す。この場合、Ｎ番目の基準点はＮ−１番目の基準点との間で曲線距離を算出すればよい。
基準点の指定を終了するときはＳ１１０に進む。

以上の処理によって、ＩＶＵＳプローブ２１の挿入長さに応じて、対応する血管路上のセンサ２１ａの位置が特定できるので、Ｘ線画像３２ａの上でセンサ２１ａの位置に位置マーカを表示する（Ｓ１１０）。図４は、位置マーカＤが表示されたときの表示装置３２の画面を示す図である。これ以降は、画面に表示されているＩＶＵＳ画像３２ｂと、その画像に対応するＸ線画像３２ａ上の位置とを、同時に確認することができるようになる。

（第２の画像処理方法）
図５は、循環器用画像診断装置１による他の処理動作の一例を示すフローチャートである。
この処理方法は、関心領域Ａの造影された血管像を含むＸ線画像（マップ像）が、事前に保存されていない場合に利用される。

関心領域ＡにＸ線を照射し、造影された血管像を含むＸ線画像（マップ像）を撮影し、表示装置３２に現在撮影中のＸ線画像３２ａ（マップ像３２ａ）をディスプレイ３２に表示する。同時に、Ｘ線画像(マップ像)をＸ線画像記憶領域１７に記憶する（Ｓ２０１）。

続いて、ＩＶＵＳプローブ２１を被検者の体内に挿入し、ＩＶＵＳ画像３２ｂをディスプレイ３２に表示させながら、さらに挿入していく（Ｓ２０２）。このとき、ＩＶＵＳプローブ２１の挿入長さも計測する。

続いて、パターン認識による画像処理により、造影された血管路の形状を抽出し、血管路の位置座標を認識する（Ｓ２０３）。そして、操作者がＸ線画像３２ａに映し出されている血管路上の特徴部分の位置を、マウス３１により指定するのを待ち受ける（図３（ａ）参照）。

操作者がＩＶＵＳ画像３２ｂを観察し続けると、血管分岐点のような特徴点が表示され、Ｘ線画像３２ａ（マップ像３２ａ）に映し出されている血管路Ｂ上の対応位置が明らかになるときがくる。この時点で、Ｘ線画像３２ａ上の対応位置をクリックし第一の基準点として指定する（Ｓ２０４）（図３（ｂ）参照）。第一の基準点の指定がなされると、その位置座標に関連付けて、指定した時点のＩＶＵＳプローブ２１の挿入長さが記憶される。
さらにＩＶＵＳプローブ２１を挿入していくと、ＩＶＵＳ画像３２ｂには、再び特徴のない１本の血管路が表示される（図３（ｃ）参照）。
さらにＩＶＵＳプローブ２１を挿入し続けていくと、二つ目の特徴点となる血管分岐点が表示される（図３（ｄ）参照）。この時点で、Ｘ線画像３２ａ上の対応位置をクリックし第二の基準点として指定する（Ｓ２０５）（図３（ｄ）参照）。第二の基準点の指定がなされると、その位置座標に関連付けて、指定した時点のＩＶＵＳプローブ２１の挿入長さが記憶される。

続いて、指定した第一の基準点と第二の基準点との２点間の曲線距離を、Ｘ線画像３２ａからパターン認識によって求めた血管路の形状情報に基づいて算出する。同時に、第一の基準点、第二の基準点のそれぞれに関連付けて記憶された挿入長さの差分を計算し、２点間の実際の曲線距離を算出する（Ｓ２０６）。

続いて、血管路の形状情報から求めた曲線距離が、挿入長さの差分から求めた曲線距離に合うような変換式を求めることによりキャリブレーションを実行する（Ｓ２０７）。この変換式により、血管路上の任意の点と第一基準点（あるいは第二基準点）との距離についてもキャリブレーションされることになる。
キャリブレーションの結果、挿入長さが与えられると、その挿入長さに応じて、対応する血管路上の位置（センサ２１ａの位置）が決定できることとなる。

続いて、他の基準点を指定するかを判断する（Ｓ２０８）。
さらに第三番目の基準点以降（一般化して第Ｎ番目の基準点と呼ぶ）を指定するときは、Ｓ２０５に戻り、基準点の指定からキャリブレーションの実行まで（Ｓ２０５〜Ｓ２０７）を繰り返す。この場合、Ｎ番目の基準点はＮ−１番目の基準点との間で曲線距離を算出すればよい。
基準点の指定を終了するときはＳ２０９に進む。

続いて、関心領域ＡへのＸ線照射を停止し、表示するＸ線画像をＸ線記憶領域１７に記憶されたＸ線画像に切り替える（Ｓ２０９）。これにより、切り替え以後の被検者へのＸ線被曝をなくすようにする。

以上の処理によって、ＩＶＵＳプローブ２１の挿入長さに応じて、対応するＸ線画像上のセンサ２１ａの位置が特定できるので、これ以降は、Ｘ線画像３２ａの上でセンサ２１ａの位置に位置マーカＤを表示する（Ｓ２１０）（図４参照）。
これ以降は、画面に表示されているＩＶＵＳ画像３２ｂと、その画像に対応するＸ線画像３２ａ上の位置とを同時に確認することができるようになる。また、既にＸ線照射が停止されているので従来よりも被検者の被曝量が低減されることになる。

本発明は、Ｘ線画像計測とＩＶＵＳ画像計測とを行う循環器用画像診断装置に利用することができる。

本発明の一実施形態である循環器用画像診断装置の構成を示すブロック図。本発明の一実施形態である循環器用画像診断装置による動作の一例を説明するフローチャート。表示画面に表示されるＸ線画像およびＩＶＵＳ画像とその画面上での操作状態を説明する図。表示画面にマーカが表示された状態を示す図。本発明の一実施形態である循環器用画像診断装置による他の動作例を説明するフローチャート。

符号の説明

１０：Ｘ線画像計測部
１１：Ｘ線源
１２：Ｘ線検出器
１４：Ｘ線画像作成部
１５：Ｘ線画像記憶制御部
２０：ＩＶＵＳ画像計測部
２１：ＩＶＵＳプローブ
２１ａ：センサ
２４：ＩＶＵＳ画像作成部
２５：挿入長さ検出部
３０：画像処理部
３１：マウス
３２：表示装置
３２ａ：Ｘ線画像
３２ｂ：ＩＶＵＳ画像
４１：画像表示制御部
４２：血管路抽出部
４３：基準点情報記憶部
４４：プローブ位置算出部
４５：位置マーカ表示部

Claims

関心領域の血管に挿入したＩＶＵＳプローブのセンサ部分からの超音波画像信号に基づいてＩＶＵＳ画像を作成するＩＶＵＳ画像作成部と、
ＩＶＵＳプローブの挿入長さを検出する挿入長さ検出部と、
造影された血管像を含む関心領域のＸ線画像を記憶するＸ線画像記憶領域と、
Ｘ線画像記憶領域から読み出した関心領域のＸ線画像とＩＶＵＳ画像とを並べて表示画面に表示する画像表示制御部と、
表示されたＸ線画像に映し出されている血管像の形状情報を画像処理により抽出する血管路抽出部と、
表示されたＸ線画像における少なくとも２箇所の血管像上の特徴部分の位置であって、ＩＶＵＳ画像にも対応する血管の特徴部分が観察される位置がそれぞれ基準点としてポインティングデバイスにより指定されたときに、各基準点の座標と各基準点を指定した時点の挿入長さとを対応付けて記憶する基準点情報記憶部と、
指定された各基準点の座標と各基準点に対応付けられた挿入長さ、および、基準点間の血管像の形状情報とに基づいて、ＩＶＵＳプローブの挿入長さに対するセンサ部分の位置を算出するプローブ位置算出部と、
算出されたセンサ部分の位置を表示画面上に示す位置マーカ表示部とを備えたことを特徴とする循環器用画像診断装置。
関心領域の血管に挿入したＩＶＵＳプローブのセンサ部分からの超音波画像信号に基づいてＩＶＵＳ画像を作成するＩＶＵＳ画像作成部と、
ＩＶＵＳプローブの挿入長さを検出する挿入長さ検出部と、
ＩＶＵＳ画像作成時に、造影された血管像を含む関心領域のＸ線画像を作成するＸ線画像作成部と、
作成されたＸ線画像をＸ線画像記憶領域に記憶するＸ線画像記憶制御部と、
Ｘ線画像作成部で作成されるＸ線画像とＩＶＵＳ画像とを並べて表示画面に表示する画像表示制御部と、
表示されたＸ線画像に映し出されている血管像の形状情報を画像処理により抽出する血管路抽出部と、
表示されたＸ線画像における少なくとも２箇所の血管像上の特徴部分の位置であって、ＩＶＵＳ画像にも対応する血管の特徴部分が観察される位置がそれぞれ基準点としてポインティングデバイスにより指定されたときに、各基準点の座標と各基準点を指定した時点の挿入長さとを対応付けて記憶する基準点情報記憶部と、
指定された各基準点の座標と各基準点に対応付けられた挿入長さ、および、基準点間の血管像の形状情報とに基づいて、ＩＶＵＳプローブの挿入長さに対するセンサ部分の位置を算出するプローブ位置算出部と、
算出されたセンサ部分の位置を表示画面上に示す位置マーカ表示部とを備え、
プローブ位置算出部がセンサ位置を算出するようになった以後は、Ｘ線画像作成部はＸ線画像の作成を停止し、画像表示制御部はＸ線画像記憶領域から読み出したＸ線画像を表示することを特徴とする循環器用画像診断装置。
挿入長さ検出部は、ＩＶＵＳプローブの挿入速度およびその挿入速度による挿入継続時間とに基づいて挿入長さを検出することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の循環器用画像診断装置。
プローブ位置算出部は、３箇所以上の血管像上の位置が基準点として指定されたときに、ＩＶＵＳプローブのセンサ部分を挟んで隣接する２つの基準点の座標と当該２つの基準点に対応付けられた挿入長さ、および、当該２つの基準点間の血管像の形状情報とに基づいて、その２つの基準点間におけるセンサ部分の位置をＩＶＵＳプローブの挿入長さに応じて算出することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の循環器用画像診断装置。