画像表示装置
【課題】術者が動かしているワイヤの先端位置に相当するＣＴ画像の断面画像を表示し、術者がワイヤを動かしたらそれに追従して表示される断面画像も動いて表示する。
【解決手段】ＣＴ３Ｄ画像記憶部２３は、予め所望の血管又は管腔臓器の中心線が抽出済みのボリューム３次元画像を記憶する。Ｘ線２Ｄ画像記憶部２２は、リアルタイムで更新する２次元画像を記憶する。位置合わせ部２８は、３次元画像と２次元画像との位置合わせを行う。サーチ部２６は、デバイスの先端位置の所定時間後の位置を検索する。演算部２７は、３次元画像に於けるデバイスの先端位置を算出する。モニタ１７は、２次元画像とデバイスの先端位置を含む３次元画像の断面画像とを同期させて更新表示する。
【解決手段】ＣＴ３Ｄ画像記憶部２３は、予め所望の血管又は管腔臓器の中心線が抽出済みのボリューム３次元画像を記憶する。Ｘ線２Ｄ画像記憶部２２は、リアルタイムで更新する２次元画像を記憶する。位置合わせ部２８は、３次元画像と２次元画像との位置合わせを行う。サーチ部２６は、デバイスの先端位置の所定時間後の位置を検索する。演算部２７は、３次元画像に於けるデバイスの先端位置を算出する。モニタ１７は、２次元画像とデバイスの先端位置を含む３次元画像の断面画像とを同期させて更新表示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のＣＴの撮像技術の発達により、心臓冠状動脈の３次元（３Ｄ）画像が容易に得られるようになってきている。そこで、ＣＴの３Ｄ画像を利用することにより、血管内治療をより良くしようとする考えがある。
【０００３】
血管内治療はＸ線診断装置を用い、その投影透視画像をリアルタイムで見ながら治療を行うものである。治療には、カテーテルやガイドワイヤというデバイスが用いられる（以下、ワイヤと記載する）。ワイヤは冠状動脈に挿入した後、いくつかの血管分岐を経て病変部に至り、病変部を通り抜け、末梢で血管径が細くなった部分まで進め、そこで固定する。ワイヤをいったん固定すると、ステント等のデバイスを用いて、例えば狭窄拡張術が施される。そして、全ての治療術が終わり、最終造影検査で治療終了ＯＫの判断がなされると、一番最初に入れて固定したワイヤを抜き去る。
【０００４】
ワイヤを最初に挿入する場合、血管壁を傷つけないように動かすことが大切である。これは、特に、以下のような場合に注意することが必須となっている。例えば、図９（ａ）に示されるように、大動脈１、冠状動脈２等にカテーテル３を通し、その血管壁の薄い部分で力を入れて、ワイヤ４で血管を突き破ってしまったり、図９（ｂ）に示されるように、ソフトプラークといった柔らかい組織５をワイヤ４で突付いて破綻させてしまったりすることである。
【０００５】
しかしながらＸ線透視画像では、血管壁の厚さやプラークの軟らかさを可視することができない。このため、現在は、術者の勘と経験でワイヤを動かしている。
【０００６】
一方、近年得られるようになったＣＴ画像では、血管壁の厚さやプラークの軟らかさが可視化することができている。そこで、術者からは、ＣＴ画像を活用することにより、術者が動かしているワイヤの先端現在位置の断面画像を表示して欲しいというニーズがある。すなわち、術者が動かしているワイヤの先端位置に相当するＣＴ画像の断面画像を表示したいという希望がある。
【０００７】
これを実現するには、（ｉ）Ｘ線２次元（２Ｄ）画像とＣＴ３Ｄ画像の調整、（ｉｉ）ワイヤ先端の３次元座標の決定、（ｉｉｉ）断面の方向の決定、の３つのステップが必要になる。このうち、（ｉ）は、例えば下記特許文献１に記載されているように、２Ｄ／３Ｄ調整と称される技術分野であり、２Ｄ画像と３Ｄ画像を位置合わせする技術である。また、画像処理の分野で各種の手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２９０１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記（ｉｉ）については、Ｘ線の一方向の２Ｄ画像上の座標が得られただけでは、３Ｄ画像上の座標は得ることが理論的にできない。これについては各種工夫が検討されているが、画像処理で行う手法では限界がある。（ｉｉ）はまた、ある瞬間に２Ｄ画像上の座標が得られても、次の瞬間には術者がワイヤを動かしてしまうので、次の瞬間には２Ｄ画像上の座標が違ってきてしまう。よって従来技術では、ワイヤ先端の３Ｄ画像上の座標を特定することは困難であった。このため３次元位置センサを用いる手法等が提案されている。しかし、特殊なツールであり、好ましくは無い。
【００１０】
また、前記（ｉｉｉ）は、画像処理では理論的にはできるものの困難なものであった。すなわち、画像から血管の走行を判定し、その走行に垂直な方向の画像を作ることである。これは、血管を正確に２値化して抽出したり、分岐血管の処理をしたり、主成分分析を行ったりしなければならず、完壁に走行を判定するのは画像処理的に難しいものである。このように、従来技術を組みあせても、術者が動かしているワイヤの先端位置に相当するＣＴ画像の断面画像を表示することは困難であった。
【００１１】
したがって本発明は前記実情に鑑みてなされたものであり、術者が動かしているワイヤの先端位置に相当するＣＴ画像の断面画像を表示し、術者がワイヤを動かしたらそれに追従して表示される断面画像も動いて表示することのできる画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本実施形態に係る画像表示装置は、予め所望の血管又は管腔臓器の中心線が抽出済みのボリューム３次元画像を記憶する第１の記憶手段と、リアルタイムで更新する２次元画像を記憶する第２の記憶手段と、前記３次元画像と前記２次元画像との位置合わせを行う位置合わせ手段と、デバイスの先端位置の所定時間後の位置を検索する検索手段と、前記３次元画像に於ける前記デバイスの先端位置を算出する算出手段と、前記２次元画像と前記デバイスの先端位置を含む前記３次元画像の断面画像とを同期させて更新表示する表示手段と、を具備する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るＸ線診断治療装置の構成を示すブロック図である。
【図２】３次元画像と２次元画像との位置合わせについて説明するための図である。
【図３】本発明の一実施形態に従ったＸ線診断治療装置の動作について説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に従ったＸ線診断治療装置のＣＴ断面画像を得るための説明図である。
【図５】図３（ａ）〜（ｃ）のフローチャートに従った処理動作により検出される心電図信号の波形図の一例である。
【図６】モニタ１７への表示例を示した図である。
【図７】本発明の一実施形態の変形例を説明するための図である。
【図８】本発明の一実施形態の更なる変形例を示すもので、バイプレーン型のＸ線診断治療装置の構成を示した外観斜視図である。
【図９】従来の血管内治療に於いてワイヤ操作ミスの例を示した図である。
【図１０】従来のＸ線診断治療に於ける心電図信号の波形の例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係るＸ線診断治療装置の構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１に於いて、Ｘ線診断治療装置１０は、患者（被検体）Ｋを載置する寝台１１と、架台１２と、この架台１２に支持されて図示Ｐ軸を中心に図示矢印Ｒ方向に回動可能なＣアーム１３と、このＣアーム１３の一方の端部に設けられたＸ線源１４と、Ｃアーム１３の他方の端部に設けられたＸ線検出器１５と、生成された画像を表示するモニタ１７と、これら各装置を連携制御する制御部２０とを備えて構成される。
【００１７】
寝台１１は、鉛直方向及び水平方向に移動可能となっており、これにより患者Ｋは、Ｘ線源１４とＸ線検出器１５との間に適当に配置される。
【００１８】
Ｃアーム１３は、Ｘ線源１４及びＸ線検出器１５を対向配置させて、これらを保持する構造になっている。Ｘ線源１４は、図示されないが、患者Ｋに対しＸ線を照射するＸ線管球と、当該Ｘ線管球から照射されたＸ線をコリメートするコリメータとを有している。一方、Ｘ線検出器１５は、例えばＩ．Ｉ．（イメージ・インテンシファイア）と光学系とによって構成されており、Ｉ．Ｉ．によって患者Ｋを透過したＸ線情報を光学情報に変換し、光学系によってこの光学情報を光学レンズで集光する。尚、Ｉ．Ｉ．以外の検出装置としてＸ線平面検出器を用いても良い。
【００１９】
制御部２０は、寝台１１や架台１２の位置制御や、Ｘ線源１４に於けるＸ線照射の制御、Ｘ線検出器１５を制御するシステム制御部２１を有している。更に、制御部２０は、Ｘ線２Ｄ画像を収集して記憶するＸ線２Ｄ画像記憶部２２と、ＣＴ装置３５より所望の血管中心線が抽出済みのボリューム３Ｄ画像を記憶するＣＴ３Ｄ画像記憶部２３と、Ｘ線２Ｄ画像から所定の心位相のフレームを選択したり、図示されないデバイスの先端位置を入力するための操作部２５と、該デバイスの新たな先端位置を検索するサーチ部２６と、３Ｄ画像に於けるデバイスの先端位置を計算する演算部２７と、２Ｄ画像と３Ｄ画像の位置合わせを行うための位置合わせ部２８と、前記デバイスの先端位置検索用に座標及び画像を記憶する画像記憶部３０と、３Ｄ画像の断面画像をモニタ１７に表示する表示制御部３１とを有して構成される。
【００２０】
このような構成のＸ線診断治療装置１０に於いては、術者が治療用デバイスを動かした場合にも対応するようにしている。これは図２（ａ）に示されるような、ＣＴ３Ｄ画像４１と２Ｄ画像（Ｘ線透視画像）４５のパターンマッチングにより実現している。２Ｄ画像４５は、デバイス、例えばカテーテル４７の先端位置と、その周囲のＲＯＩ画像をテンプレート４６として記憶させる。加えて、ＣＴの断面画像４０を表示する。これは、図２（ｂ）に示されるように、抽出済みのＣＴ血管４２の中心線４３と垂直に交わる平面像を切り取って表示することにより実現する。
【００２１】
図３（ａ）〜（ｃ）のフローチャートを参照して、本実施形態の動作について説明する。
【００２２】
ここでは、一例として、ボリュームデータとしてＣＴ画像を、デバイスとしてワイヤの先端を、また、対象臓器として心臓の冠状動脈を、心臓運動の検出方法として心電図信号を、備える場合について説明する。
【００２３】
先ず、図３（ａ）のフローチャートにて、今回の診断を行う前に、過去の診断としての動作を説明する。本ルーチンに入ると、ステップＳ１にてＣＴ装置３５によって心臓撮像が行われる。これにより、心臓のボリュームデータが得られる。ルーチン作業に於いて、術者によってこのボリュームデータが読み込まれる。その後、ステップＳ２にてある位相で再構成されると、続くステップＳ３にて、血管中心線を抽出するべく解析と称される処理が行われる。
【００２４】
この解析処理では、骨等の心臓診断に不要な部分を消去する作業、見たい血管のみを抽出する作業、がある。後者では所望の血管上でマウスをクリックする操作が行われる。全自動で見たい血管がきれいに抽出される場合もあるが、多くの場合に於いては、見たい血管にそって多数の点がクリックされることにより、これが見たい血管であるということが入力される。術者が見たい血管とは、例えば、前下降枝（ＬＡＤ）、回旋枝（ＬＣＸ）、右冠状動脈（ＲＡＤ）である。本実施形態では、治療したい病変がある血管を見たい血管と定義する。以上の解析処理により、ボリュームデータと共に、見たい血管の中心線のＸ，Ｙ，Ｚ座標群がデータとして得られる。
【００２５】
次いで、ステップＳ４にて、得られたデータが、ディスク、メモリ等で構成される画像記憶部３０に記憶され、図４（ａ）に示されるように、中心線抽出済みのＣＴ画像（心位相Ｐ1 ）５１が取得される。
【００２６】
これらステップＳ１〜Ｓ４の処理動作は、全て公知のものである。
【００２７】
尚、ＣＴデータに限らず、ＭＲからのボリュームデータ、Ａｎｇｉｏからのボリュームデータにも適応可能である。
【００２８】
次に、図３（ｂ）のフローチャートを参照して、本実施形態に於けるＸ線診断治療装置１０の位置合わせ動作について説明する。
【００２９】
実際に治療対象の患者がＸ線診断治療装置１０による治療を行うべく入出すると、寝台１１に乗って治療を受ける。通常は、ステップＳ１１で最初に血管に造影剤が注入されて、血管造影画像が得られる。通常は多方向から撮像されて、多方向の血管造影画像が得られる。次いで、ステップＳ１２にて、これらの２Ｄ血管造影画像と、前述した図３（ａ）のフローチャートで取得済みのＣＴ３Ｄ画像とが、心電図信号を基に心位相（Ｐ１）が合わせられてフレームが抽出される。
【００３０】
そして、ステップＳ１３にて位置合わせ（ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）が行われる。ここでは、図４（ｂ）に示されるように、仮想Ｘ線源５４からのＣＴ投影像５２とＸ線造影画像（心位相Ｐ1 ，時刻Ｔ1 ）５３とが位置合わせされる。また、位置合わせの技術手法の詳細については、いくつかの手法が知られている（例えば、特開２００３−２９０１９２号公報には詳しく数種類の手法が記載されている）ので、ここでは説明を省略する。
【００３１】
実際に治療対象の患者は、Ｘ線診断装置の診断に乗り、治療を受ける。すなわち、ステップＳ１４にて、リアルタイムイメージングとしてＸ線透視画像（動画、リアルタイム）が得られる。前述した造影は多方向から行われるが、患部が良く見える方向を決めた後に治療を行う際の透視撮像では、撮像方向を変えることはあまり無い。
【００３２】
次いで、ステップＳ１５にて、Ｘ線２Ｄ画像から所望のフレームが操作部２５によって選択される。Ｘ線２Ｄ画像は撮影画像でも透視画像でも動画であり、１０〜２００フレームから構成される。一般的には、１０〜３０ｆｒａｍｅ／ｓｅｃで撮像することが多い。これらのフレームのうち、ＣＴを再構成した心位相と同じ心位相Ｐ1のフレームが抽出される。
【００３３】
心位相とは心拍運動であり、一般的にはＲ波を０、次のＲ波を１００とし、その間を１００等分して表現することが多い。Ｘ線２Ｄ画像の収集時には一般的に心電図信号も同時に収集しているので、心電図信号をモニタして、ＣＴと同じ心位相で撮像されたフレームのみがリアルタイムに抽出される。
【００３４】
尚、ここでは心電図信号を用いる手法としたが、心電図信号以外の手法で心位相を判断する手法であっても良い。例えば、画像内のワイヤの動きを見るものであっても良い。
【００３５】
次に、透視画像のうち同心位相のフレームが得られたら、最初の１枚がモニタ１７の画面に表示される。そして、ステップＳ１６にて、インターフェースを通じてワイヤの先端が、術者による操作部２５内のマウス等でクリックされる。これにより、図４（ｃ）に示されるように、心位相Ｐ1，時刻Ｔ2に於ける２Ｄ画像上でのワイヤ先端の座標（Ｕ，Ｖ｜Ｐ＝Ｐ1，Ｔ＝Ｔ2）が得られる。
【００３６】
尚、ワイヤ先端を指定する方法は、術者のマニュアル入力に頼らずに自動化しても良い。これには、ワイヤの先端のパターンをテンプレートとして有しておき、そのテンプレートと類似したものを２Ｄ画像内でサーチするようにする。
【００３７】
前記デバイスの先端位置の座標（Ｕ，Ｖ｜Ｐ＝Ｐ1，Ｔ＝Ｔ2）が得られたならば、その座標及び周囲ＲＯＩの画像がテンプレートとして、画像記憶部３０に保存される。
【００３８】
次に、ステップＳ２４にて、収集中の２Ｄ透視画像で、心位相Ｐ1 が来たら、そのフレーム画像内で、先に保存されたテンプレートと類似している場所がサーチされる。ここで、サーチは一般的な類似性が最大となる場所をサーチする方法で良く、例えば相互相関値を最大にする手法が採られる。これにより、新しい透視２Ｄ画像上でのワイヤ先端位置（Ｕ，Ｖ｜Ｐ＝Ｐ1，Ｔ＝Ｔ3）を得ることができる。
【００３９】
図４（ｄ）に示されるように、時刻Ｔ2、心位相Ｐ1で得られたワイヤ先端位置の座標（Ｕ，Ｖ｜Ｐ＝Ｐ1，Ｔ＝Ｔ2）５９は、時刻Ｔ3、心位相Ｐ1の画像５８では、ほぼ座標（Ｕ，Ｖ｜Ｐ＝Ｐ1，Ｔ＝Ｔ2）の近傍に来る。僅かにずれが生じるのは、心臓運動の非周期性による成分と、術者がワイヤを動かした成分である。前者は最大約５ｍｍ程度、後者は１心拍、すなわち約０．５〜１秒の間に術者がワイヤを動かす距離であり、最大約１０ｍｍ以内程度と考えられる。よって、最大でも約１５ｍｍ程度の動きであり、この範囲６０をサーチすることにより、新しいワイヤ先端位置を見つけることができる。ワイヤの形状も約０．５〜１秒の間ではあまり変化が無いと考えられるため、新しいワイヤ先端位置を見つけることができる。
【００４０】
尚、新しい座標が得られたならば、その座標（Ｕ，Ｖ｜Ｐ＝Ｐ1，Ｔ＝Ｔ3）６１が保存されると共に、テンプレートも更新して保存される。
【００４１】
次の時刻Ｔ4に於いては、Ｔ3とＴ4のパターンマッチングとする。
【００４２】
図３（ｃ）は、本実施形態に於けるＸ線診断治療装置１０のＸ線透視画像の繰り返し取得の動作について説明するためのフローチャートである。
【００４３】
図３（ｂ）のフローチャートのステップＳ１６に於いて、ワイヤ先端か指定された後もＸ線透視画像は引き続き収集されている。したがって、後述するステップＳ２７で繰り返し有りとされた場合、ステップＳ２１にて、図３（ｂ）のフローチャートのステップＳ１４と同様にしてＸ線透視画像が取得される。そして、続くステップＳ２２にて術者によりワイヤが新たな位置に移動された後、ステップＳ２３にて、図３（ｂ）のフローチャートのステップＳ１４と同様にして、ＣＴを再構成した心位相と同じ心位相Ｐ1のフレームが抽出される。
【００４４】
ＣＴ３Ｄ画像と、２ＤＸ線画像は、前述した図３のフローチャートのステップＳ１３にて既に位置合わせ済みであるので、位置関係がわかっている。そこで、ステップＳ２５にて、２Ｄ画像５８に於けるワイヤ先端位置（Ｕ，Ｖ｜Ｐ＝Ｐ1，Ｔ＝Ｔ3）とＸ線源５４を結ぶ直線を考え、この直線が抽出済みのＣＴ中心線との交点６５を、３Ｄ画像に於けるデバイスの先端位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ｜Ｐ＝Ｐ1，Ｔ＝Ｔ3）とする。
【００４５】
尚、種々の誤差要因により完全に１点では交わらないことが予想されるが、その場合は、投影線と中心線の、２本の線の距離を最小にする点をもって代替させる。これは、ワイヤは必ず血管の中を通っているということ、しかも、抽出済みの見たい血管の中をワイヤは必ず通っている、という仮定から考えられる。
【００４６】
ＣＴ画像で血管が抽出されていない場合は、投影線と血管との交点は多数あるので定まらない。図４（ｅ）に示されるように、ＣＴ画像の血管６３内の血管中心線６４が抽出されているので、Ｘ線源５４からの投影線と血管中心線６４との交点６５を見つけることができる。
【００４７】
これまでの処理により、ワイヤ先端位置の３次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ｜Ｐ＝Ｐ1，Ｔ＝Ｔ3）が算出されている。したがって、ＣＴ３Ｄ画像内にワイヤ先端位置を点で表示することが可能である。
【００４８】
前記ステップＳ２５までの処理により、ワイヤ先端位置の３次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ｜Ｐ＝Ｐ1，Ｔ＝Ｔ3）が算出されている。よって、ステップＳ２６にて、図４（ｆ）に示されるように、ＣＴ抽出済み血管中心線６４がこの点（交点）６５を通る箇所の、抽出済み血管中心線６４と垂直な面６８が切り出されることにより、それが血管断面画像７０となる。尚、６９は心位相Ｐ1のＣＴ画像である。
【００４９】
尚、本実施形態では単純に血管断面画像としたが、ＣＴ値で区分された断面画像や、プラークの硬さを表現した断面画像等、どのような加工断面画像であっても良い。
【００５０】
次に、ステップＳ２７に於いて、繰り返し画像収集が行われるか否かが判定される。Ｘ線透視画像は引き続き収集されているので、１心拍に１回、ＣＴ画像と同心位相の透視画像が得られる。前述した処理動作は、その度毎に行われる。したがって、１心拍に１回ワイヤ先端の３次元座標が計算され、１心拍に１回断面画像は更新される。すなわち、ほぼリアルタイムでステップＳ２１〜Ｓ２７の処理動作が繰り返される。
【００５１】
透視収集が中断された場合は、最後の同心位相画像に於けるワイヤ先端位置Ｕi ，Ｖi が記憶されており、次に同角度からの透視収集が再開された場合には、マニュアル操作なしに、Ｕi，Ｖi近傍のパターンサーチが行われる。これにより、Ｃアームの角度を変えたり、寝台を動かしたりしない限り、マニュアル指定が不要で画像が更新される。
【００５２】
逆にシステムは、常にＣアーム１３の角度と寝台１１の移動をモニタしている。仮に、移動が検出された場合には、断面画像表示更新が中断され、術者に再度ワイヤ先端位置の入力が求められる。
【００５３】
図５は、前述した図３（ａ）〜（ｃ）のフローチャートに従った処理動作により検出される心電図信号の波形図の一例である。尚、図中に示されるＡ、Ｂは図３（ｂ）のフローチャートのステップＳ１２、Ｓ１５の処理動作時、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は図３（ｃ）の繰り返しのフローチャートに於ける１回目、２回目、３回目のステップＳ２３の処理動作時のフレームを表している。
【００５４】
モニタ１７への表示例としては、例えば、図６に示されるように、３画面構成とするのが良い。このうち、Ｘ線透視画像１７ａの画像は、例えば３３ｍｓｅｃに１度更新される。また、ＣＴ画像１７ｂは更新されることはないが、ワイヤ先端の３Ｄ座標を示すマークの位置が１心拍に１度更新される。更に、ＣＴ断面画像１７ｃは、１心拍に１度更新される。
【００５５】
次に、前述した一実施形態の変形例について説明する。
【００５６】
ここでは、血管が曲がっていて交点が２箇所以上計算される場合について説明する。
【００５７】
前述した実施形態では、投影線と血管中心線は１箇所で交わると説明した。しかしながら、血管が極端に曲がっている場合や、奥行き方向に曲がっている（Ｆｏｒｅｓｈｏｒｔｅｎｉｎｇ）場合には、１箇所で交わるとは限らない。このような場合、ワイヤの動きは突然飛躍することはなく、血管に沿って連続的であることから、次のように考えられる。
【００５８】
図７に於いて、交点の候補が複数個、例えば候補点７９、８０が存在しているうちの、１つ前で検出された候補点８０の座標Ｘ，Ｙ，Ｚから最も近い候補点が、新しいワイヤの先端３Ｄ座標と定められる。図７に示される例では、時刻Ｔ1、時刻Ｔ2に於いては３次元座標を定めることができて、これから時刻Ｔ3 に於ける３次元座標を見つけようとしている。Ｘ線透視画像８４に於いて、テンプレート８５中にガイドワイヤ８６の先端部分となる候補点として、３つの交点８１ａ、８１ｂ、８１ｃが検出されている。このうち、候補の交点８１ｃが最も１つ前の時刻の３次元点からの血管中心線７６に沿った長さが短いので、交点８１ｃが最終的に候補点として選択される。このことは、ＣＴ画像で血管中心線７６が抽出されているので、選択が可能となっている。
【００５９】
また、前述した実施形態は、Ｘ線診断治療装置１０はシングルプレーン装置であることを前提としている。しかしながら、Ｘ線診断治療装置は、図８に示されるような、２方向から同時に撮像可能であるバイプレーン装置を使用しても良い。こうしたバイプレーン型のＸ線診断治療装置９０は、例えば、床置き型Ｃアームの装置９１と天井走行式Ωアームの装置９２とから構成される。
【００６０】
このような構成のＸ線診断治療装置に於いて、２方向から撮像すれば、それだけでワイヤ先端の３次元位置Ｘ，Ｙ，Ｚを定めることが可能である。よって、ＣＴ３Ｄ血管中心線にワイヤ先端が存在するという拘束条件を加えることにより、より精度良くワイヤ先端の３Ｄ座標を得ることができる。
【００６１】
また、前述したように、血管が曲がっていて２箇所以上の交点候補があるという場合にも、バイプレーン型のＸ線診断治療装置を使用すれば、唯一の交点を得ることができる。
【００６２】
尚、前述した本実施形態は心臓冠状動脈について説明したが、これに限られるものではなく、他の動く臓器の血管はもとより、静止臓器の血管にも適応可能である。更に、血管でなくても食道等の管腔臓器にも適応可能である。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態以外にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。
【００６４】
更に、前述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
【符号の説明】
【００６５】
１０…Ｘ線診断治療装置、１１…寝台、１２…架台、１３…Ｃアーム、１４…Ｘ線源、１５…Ｘ線検出器、１７…モニタ、２０…制御部、２１…システム制御部、２２…Ｘ線２Ｄ画像記憶部、２３…ＣＴ３Ｄ画像記憶部、２５…操作部、２６…サーチ部、２７…演算部、２８…位置合わせ部、３０…画像記憶部、３１…表示制御部、３５…ＣＴ装置、４０…ＣＴの断面画像、４１…ＣＴ３Ｄ画像、４２…血管、４３…血管中心線、４５…２Ｄ画像（Ｘ線透視画像）、４６…テンプレート、４７…カテーテル。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のＣＴの撮像技術の発達により、心臓冠状動脈の３次元（３Ｄ）画像が容易に得られるようになってきている。そこで、ＣＴの３Ｄ画像を利用することにより、血管内治療をより良くしようとする考えがある。
【０００３】
血管内治療はＸ線診断装置を用い、その投影透視画像をリアルタイムで見ながら治療を行うものである。治療には、カテーテルやガイドワイヤというデバイスが用いられる（以下、ワイヤと記載する）。ワイヤは冠状動脈に挿入した後、いくつかの血管分岐を経て病変部に至り、病変部を通り抜け、末梢で血管径が細くなった部分まで進め、そこで固定する。ワイヤをいったん固定すると、ステント等のデバイスを用いて、例えば狭窄拡張術が施される。そして、全ての治療術が終わり、最終造影検査で治療終了ＯＫの判断がなされると、一番最初に入れて固定したワイヤを抜き去る。
【０００４】
ワイヤを最初に挿入する場合、血管壁を傷つけないように動かすことが大切である。これは、特に、以下のような場合に注意することが必須となっている。例えば、図９（ａ）に示されるように、大動脈１、冠状動脈２等にカテーテル３を通し、その血管壁の薄い部分で力を入れて、ワイヤ４で血管を突き破ってしまったり、図９（ｂ）に示されるように、ソフトプラークといった柔らかい組織５をワイヤ４で突付いて破綻させてしまったりすることである。
【０００５】
しかしながらＸ線透視画像では、血管壁の厚さやプラークの軟らかさを可視することができない。このため、現在は、術者の勘と経験でワイヤを動かしている。
【０００６】
一方、近年得られるようになったＣＴ画像では、血管壁の厚さやプラークの軟らかさが可視化することができている。そこで、術者からは、ＣＴ画像を活用することにより、術者が動かしているワイヤの先端現在位置の断面画像を表示して欲しいというニーズがある。すなわち、術者が動かしているワイヤの先端位置に相当するＣＴ画像の断面画像を表示したいという希望がある。
【０００７】
これを実現するには、（ｉ）Ｘ線２次元（２Ｄ）画像とＣＴ３Ｄ画像の調整、（ｉｉ）ワイヤ先端の３次元座標の決定、（ｉｉｉ）断面の方向の決定、の３つのステップが必要になる。このうち、（ｉ）は、例えば下記特許文献１に記載されているように、２Ｄ／３Ｄ調整と称される技術分野であり、２Ｄ画像と３Ｄ画像を位置合わせする技術である。また、画像処理の分野で各種の手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２９０１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記（ｉｉ）については、Ｘ線の一方向の２Ｄ画像上の座標が得られただけでは、３Ｄ画像上の座標は得ることが理論的にできない。これについては各種工夫が検討されているが、画像処理で行う手法では限界がある。（ｉｉ）はまた、ある瞬間に２Ｄ画像上の座標が得られても、次の瞬間には術者がワイヤを動かしてしまうので、次の瞬間には２Ｄ画像上の座標が違ってきてしまう。よって従来技術では、ワイヤ先端の３Ｄ画像上の座標を特定することは困難であった。このため３次元位置センサを用いる手法等が提案されている。しかし、特殊なツールであり、好ましくは無い。
【００１０】
また、前記（ｉｉｉ）は、画像処理では理論的にはできるものの困難なものであった。すなわち、画像から血管の走行を判定し、その走行に垂直な方向の画像を作ることである。これは、血管を正確に２値化して抽出したり、分岐血管の処理をしたり、主成分分析を行ったりしなければならず、完壁に走行を判定するのは画像処理的に難しいものである。このように、従来技術を組みあせても、術者が動かしているワイヤの先端位置に相当するＣＴ画像の断面画像を表示することは困難であった。
【００１１】
したがって本発明は前記実情に鑑みてなされたものであり、術者が動かしているワイヤの先端位置に相当するＣＴ画像の断面画像を表示し、術者がワイヤを動かしたらそれに追従して表示される断面画像も動いて表示することのできる画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本実施形態に係る画像表示装置は、予め所望の血管又は管腔臓器の中心線が抽出済みのボリューム３次元画像を記憶する第１の記憶手段と、リアルタイムで更新する２次元画像を記憶する第２の記憶手段と、前記３次元画像と前記２次元画像との位置合わせを行う位置合わせ手段と、デバイスの先端位置の所定時間後の位置を検索する検索手段と、前記３次元画像に於ける前記デバイスの先端位置を算出する算出手段と、前記２次元画像と前記デバイスの先端位置を含む前記３次元画像の断面画像とを同期させて更新表示する表示手段と、を具備する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るＸ線診断治療装置の構成を示すブロック図である。
【図２】３次元画像と２次元画像との位置合わせについて説明するための図である。
【図３】本発明の一実施形態に従ったＸ線診断治療装置の動作について説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に従ったＸ線診断治療装置のＣＴ断面画像を得るための説明図である。
【図５】図３（ａ）〜（ｃ）のフローチャートに従った処理動作により検出される心電図信号の波形図の一例である。
【図６】モニタ１７への表示例を示した図である。
【図７】本発明の一実施形態の変形例を説明するための図である。
【図８】本発明の一実施形態の更なる変形例を示すもので、バイプレーン型のＸ線診断治療装置の構成を示した外観斜視図である。
【図９】従来の血管内治療に於いてワイヤ操作ミスの例を示した図である。
【図１０】従来のＸ線診断治療に於ける心電図信号の波形の例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係るＸ線診断治療装置の構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１に於いて、Ｘ線診断治療装置１０は、患者（被検体）Ｋを載置する寝台１１と、架台１２と、この架台１２に支持されて図示Ｐ軸を中心に図示矢印Ｒ方向に回動可能なＣアーム１３と、このＣアーム１３の一方の端部に設けられたＸ線源１４と、Ｃアーム１３の他方の端部に設けられたＸ線検出器１５と、生成された画像を表示するモニタ１７と、これら各装置を連携制御する制御部２０とを備えて構成される。
【００１７】
寝台１１は、鉛直方向及び水平方向に移動可能となっており、これにより患者Ｋは、Ｘ線源１４とＸ線検出器１５との間に適当に配置される。
【００１８】
Ｃアーム１３は、Ｘ線源１４及びＸ線検出器１５を対向配置させて、これらを保持する構造になっている。Ｘ線源１４は、図示されないが、患者Ｋに対しＸ線を照射するＸ線管球と、当該Ｘ線管球から照射されたＸ線をコリメートするコリメータとを有している。一方、Ｘ線検出器１５は、例えばＩ．Ｉ．（イメージ・インテンシファイア）と光学系とによって構成されており、Ｉ．Ｉ．によって患者Ｋを透過したＸ線情報を光学情報に変換し、光学系によってこの光学情報を光学レンズで集光する。尚、Ｉ．Ｉ．以外の検出装置としてＸ線平面検出器を用いても良い。
【００１９】
制御部２０は、寝台１１や架台１２の位置制御や、Ｘ線源１４に於けるＸ線照射の制御、Ｘ線検出器１５を制御するシステム制御部２１を有している。更に、制御部２０は、Ｘ線２Ｄ画像を収集して記憶するＸ線２Ｄ画像記憶部２２と、ＣＴ装置３５より所望の血管中心線が抽出済みのボリューム３Ｄ画像を記憶するＣＴ３Ｄ画像記憶部２３と、Ｘ線２Ｄ画像から所定の心位相のフレームを選択したり、図示されないデバイスの先端位置を入力するための操作部２５と、該デバイスの新たな先端位置を検索するサーチ部２６と、３Ｄ画像に於けるデバイスの先端位置を計算する演算部２７と、２Ｄ画像と３Ｄ画像の位置合わせを行うための位置合わせ部２８と、前記デバイスの先端位置検索用に座標及び画像を記憶する画像記憶部３０と、３Ｄ画像の断面画像をモニタ１７に表示する表示制御部３１とを有して構成される。
【００２０】
このような構成のＸ線診断治療装置１０に於いては、術者が治療用デバイスを動かした場合にも対応するようにしている。これは図２（ａ）に示されるような、ＣＴ３Ｄ画像４１と２Ｄ画像（Ｘ線透視画像）４５のパターンマッチングにより実現している。２Ｄ画像４５は、デバイス、例えばカテーテル４７の先端位置と、その周囲のＲＯＩ画像をテンプレート４６として記憶させる。加えて、ＣＴの断面画像４０を表示する。これは、図２（ｂ）に示されるように、抽出済みのＣＴ血管４２の中心線４３と垂直に交わる平面像を切り取って表示することにより実現する。
【００２１】
図３（ａ）〜（ｃ）のフローチャートを参照して、本実施形態の動作について説明する。
【００２２】
ここでは、一例として、ボリュームデータとしてＣＴ画像を、デバイスとしてワイヤの先端を、また、対象臓器として心臓の冠状動脈を、心臓運動の検出方法として心電図信号を、備える場合について説明する。
【００２３】
先ず、図３（ａ）のフローチャートにて、今回の診断を行う前に、過去の診断としての動作を説明する。本ルーチンに入ると、ステップＳ１にてＣＴ装置３５によって心臓撮像が行われる。これにより、心臓のボリュームデータが得られる。ルーチン作業に於いて、術者によってこのボリュームデータが読み込まれる。その後、ステップＳ２にてある位相で再構成されると、続くステップＳ３にて、血管中心線を抽出するべく解析と称される処理が行われる。
【００２４】
この解析処理では、骨等の心臓診断に不要な部分を消去する作業、見たい血管のみを抽出する作業、がある。後者では所望の血管上でマウスをクリックする操作が行われる。全自動で見たい血管がきれいに抽出される場合もあるが、多くの場合に於いては、見たい血管にそって多数の点がクリックされることにより、これが見たい血管であるということが入力される。術者が見たい血管とは、例えば、前下降枝（ＬＡＤ）、回旋枝（ＬＣＸ）、右冠状動脈（ＲＡＤ）である。本実施形態では、治療したい病変がある血管を見たい血管と定義する。以上の解析処理により、ボリュームデータと共に、見たい血管の中心線のＸ，Ｙ，Ｚ座標群がデータとして得られる。
【００２５】
次いで、ステップＳ４にて、得られたデータが、ディスク、メモリ等で構成される画像記憶部３０に記憶され、図４（ａ）に示されるように、中心線抽出済みのＣＴ画像（心位相Ｐ1 ）５１が取得される。
【００２６】
これらステップＳ１〜Ｓ４の処理動作は、全て公知のものである。
【００２７】
尚、ＣＴデータに限らず、ＭＲからのボリュームデータ、Ａｎｇｉｏからのボリュームデータにも適応可能である。
【００２８】
次に、図３（ｂ）のフローチャートを参照して、本実施形態に於けるＸ線診断治療装置１０の位置合わせ動作について説明する。
【００２９】
実際に治療対象の患者がＸ線診断治療装置１０による治療を行うべく入出すると、寝台１１に乗って治療を受ける。通常は、ステップＳ１１で最初に血管に造影剤が注入されて、血管造影画像が得られる。通常は多方向から撮像されて、多方向の血管造影画像が得られる。次いで、ステップＳ１２にて、これらの２Ｄ血管造影画像と、前述した図３（ａ）のフローチャートで取得済みのＣＴ３Ｄ画像とが、心電図信号を基に心位相（Ｐ１）が合わせられてフレームが抽出される。
【００３０】
そして、ステップＳ１３にて位置合わせ（ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）が行われる。ここでは、図４（ｂ）に示されるように、仮想Ｘ線源５４からのＣＴ投影像５２とＸ線造影画像（心位相Ｐ1 ，時刻Ｔ1 ）５３とが位置合わせされる。また、位置合わせの技術手法の詳細については、いくつかの手法が知られている（例えば、特開２００３−２９０１９２号公報には詳しく数種類の手法が記載されている）ので、ここでは説明を省略する。
【００３１】
実際に治療対象の患者は、Ｘ線診断装置の診断に乗り、治療を受ける。すなわち、ステップＳ１４にて、リアルタイムイメージングとしてＸ線透視画像（動画、リアルタイム）が得られる。前述した造影は多方向から行われるが、患部が良く見える方向を決めた後に治療を行う際の透視撮像では、撮像方向を変えることはあまり無い。
【００３２】
次いで、ステップＳ１５にて、Ｘ線２Ｄ画像から所望のフレームが操作部２５によって選択される。Ｘ線２Ｄ画像は撮影画像でも透視画像でも動画であり、１０〜２００フレームから構成される。一般的には、１０〜３０ｆｒａｍｅ／ｓｅｃで撮像することが多い。これらのフレームのうち、ＣＴを再構成した心位相と同じ心位相Ｐ1のフレームが抽出される。
【００３３】
心位相とは心拍運動であり、一般的にはＲ波を０、次のＲ波を１００とし、その間を１００等分して表現することが多い。Ｘ線２Ｄ画像の収集時には一般的に心電図信号も同時に収集しているので、心電図信号をモニタして、ＣＴと同じ心位相で撮像されたフレームのみがリアルタイムに抽出される。
【００３４】
尚、ここでは心電図信号を用いる手法としたが、心電図信号以外の手法で心位相を判断する手法であっても良い。例えば、画像内のワイヤの動きを見るものであっても良い。
【００３５】
次に、透視画像のうち同心位相のフレームが得られたら、最初の１枚がモニタ１７の画面に表示される。そして、ステップＳ１６にて、インターフェースを通じてワイヤの先端が、術者による操作部２５内のマウス等でクリックされる。これにより、図４（ｃ）に示されるように、心位相Ｐ1，時刻Ｔ2に於ける２Ｄ画像上でのワイヤ先端の座標（Ｕ，Ｖ｜Ｐ＝Ｐ1，Ｔ＝Ｔ2）が得られる。
【００３６】
尚、ワイヤ先端を指定する方法は、術者のマニュアル入力に頼らずに自動化しても良い。これには、ワイヤの先端のパターンをテンプレートとして有しておき、そのテンプレートと類似したものを２Ｄ画像内でサーチするようにする。
【００３７】
前記デバイスの先端位置の座標（Ｕ，Ｖ｜Ｐ＝Ｐ1，Ｔ＝Ｔ2）が得られたならば、その座標及び周囲ＲＯＩの画像がテンプレートとして、画像記憶部３０に保存される。
【００３８】
次に、ステップＳ２４にて、収集中の２Ｄ透視画像で、心位相Ｐ1 が来たら、そのフレーム画像内で、先に保存されたテンプレートと類似している場所がサーチされる。ここで、サーチは一般的な類似性が最大となる場所をサーチする方法で良く、例えば相互相関値を最大にする手法が採られる。これにより、新しい透視２Ｄ画像上でのワイヤ先端位置（Ｕ，Ｖ｜Ｐ＝Ｐ1，Ｔ＝Ｔ3）を得ることができる。
【００３９】
図４（ｄ）に示されるように、時刻Ｔ2、心位相Ｐ1で得られたワイヤ先端位置の座標（Ｕ，Ｖ｜Ｐ＝Ｐ1，Ｔ＝Ｔ2）５９は、時刻Ｔ3、心位相Ｐ1の画像５８では、ほぼ座標（Ｕ，Ｖ｜Ｐ＝Ｐ1，Ｔ＝Ｔ2）の近傍に来る。僅かにずれが生じるのは、心臓運動の非周期性による成分と、術者がワイヤを動かした成分である。前者は最大約５ｍｍ程度、後者は１心拍、すなわち約０．５〜１秒の間に術者がワイヤを動かす距離であり、最大約１０ｍｍ以内程度と考えられる。よって、最大でも約１５ｍｍ程度の動きであり、この範囲６０をサーチすることにより、新しいワイヤ先端位置を見つけることができる。ワイヤの形状も約０．５〜１秒の間ではあまり変化が無いと考えられるため、新しいワイヤ先端位置を見つけることができる。
【００４０】
尚、新しい座標が得られたならば、その座標（Ｕ，Ｖ｜Ｐ＝Ｐ1，Ｔ＝Ｔ3）６１が保存されると共に、テンプレートも更新して保存される。
【００４１】
次の時刻Ｔ4に於いては、Ｔ3とＴ4のパターンマッチングとする。
【００４２】
図３（ｃ）は、本実施形態に於けるＸ線診断治療装置１０のＸ線透視画像の繰り返し取得の動作について説明するためのフローチャートである。
【００４３】
図３（ｂ）のフローチャートのステップＳ１６に於いて、ワイヤ先端か指定された後もＸ線透視画像は引き続き収集されている。したがって、後述するステップＳ２７で繰り返し有りとされた場合、ステップＳ２１にて、図３（ｂ）のフローチャートのステップＳ１４と同様にしてＸ線透視画像が取得される。そして、続くステップＳ２２にて術者によりワイヤが新たな位置に移動された後、ステップＳ２３にて、図３（ｂ）のフローチャートのステップＳ１４と同様にして、ＣＴを再構成した心位相と同じ心位相Ｐ1のフレームが抽出される。
【００４４】
ＣＴ３Ｄ画像と、２ＤＸ線画像は、前述した図３のフローチャートのステップＳ１３にて既に位置合わせ済みであるので、位置関係がわかっている。そこで、ステップＳ２５にて、２Ｄ画像５８に於けるワイヤ先端位置（Ｕ，Ｖ｜Ｐ＝Ｐ1，Ｔ＝Ｔ3）とＸ線源５４を結ぶ直線を考え、この直線が抽出済みのＣＴ中心線との交点６５を、３Ｄ画像に於けるデバイスの先端位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ｜Ｐ＝Ｐ1，Ｔ＝Ｔ3）とする。
【００４５】
尚、種々の誤差要因により完全に１点では交わらないことが予想されるが、その場合は、投影線と中心線の、２本の線の距離を最小にする点をもって代替させる。これは、ワイヤは必ず血管の中を通っているということ、しかも、抽出済みの見たい血管の中をワイヤは必ず通っている、という仮定から考えられる。
【００４６】
ＣＴ画像で血管が抽出されていない場合は、投影線と血管との交点は多数あるので定まらない。図４（ｅ）に示されるように、ＣＴ画像の血管６３内の血管中心線６４が抽出されているので、Ｘ線源５４からの投影線と血管中心線６４との交点６５を見つけることができる。
【００４７】
これまでの処理により、ワイヤ先端位置の３次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ｜Ｐ＝Ｐ1，Ｔ＝Ｔ3）が算出されている。したがって、ＣＴ３Ｄ画像内にワイヤ先端位置を点で表示することが可能である。
【００４８】
前記ステップＳ２５までの処理により、ワイヤ先端位置の３次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ｜Ｐ＝Ｐ1，Ｔ＝Ｔ3）が算出されている。よって、ステップＳ２６にて、図４（ｆ）に示されるように、ＣＴ抽出済み血管中心線６４がこの点（交点）６５を通る箇所の、抽出済み血管中心線６４と垂直な面６８が切り出されることにより、それが血管断面画像７０となる。尚、６９は心位相Ｐ1のＣＴ画像である。
【００４９】
尚、本実施形態では単純に血管断面画像としたが、ＣＴ値で区分された断面画像や、プラークの硬さを表現した断面画像等、どのような加工断面画像であっても良い。
【００５０】
次に、ステップＳ２７に於いて、繰り返し画像収集が行われるか否かが判定される。Ｘ線透視画像は引き続き収集されているので、１心拍に１回、ＣＴ画像と同心位相の透視画像が得られる。前述した処理動作は、その度毎に行われる。したがって、１心拍に１回ワイヤ先端の３次元座標が計算され、１心拍に１回断面画像は更新される。すなわち、ほぼリアルタイムでステップＳ２１〜Ｓ２７の処理動作が繰り返される。
【００５１】
透視収集が中断された場合は、最後の同心位相画像に於けるワイヤ先端位置Ｕi ，Ｖi が記憶されており、次に同角度からの透視収集が再開された場合には、マニュアル操作なしに、Ｕi，Ｖi近傍のパターンサーチが行われる。これにより、Ｃアームの角度を変えたり、寝台を動かしたりしない限り、マニュアル指定が不要で画像が更新される。
【００５２】
逆にシステムは、常にＣアーム１３の角度と寝台１１の移動をモニタしている。仮に、移動が検出された場合には、断面画像表示更新が中断され、術者に再度ワイヤ先端位置の入力が求められる。
【００５３】
図５は、前述した図３（ａ）〜（ｃ）のフローチャートに従った処理動作により検出される心電図信号の波形図の一例である。尚、図中に示されるＡ、Ｂは図３（ｂ）のフローチャートのステップＳ１２、Ｓ１５の処理動作時、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は図３（ｃ）の繰り返しのフローチャートに於ける１回目、２回目、３回目のステップＳ２３の処理動作時のフレームを表している。
【００５４】
モニタ１７への表示例としては、例えば、図６に示されるように、３画面構成とするのが良い。このうち、Ｘ線透視画像１７ａの画像は、例えば３３ｍｓｅｃに１度更新される。また、ＣＴ画像１７ｂは更新されることはないが、ワイヤ先端の３Ｄ座標を示すマークの位置が１心拍に１度更新される。更に、ＣＴ断面画像１７ｃは、１心拍に１度更新される。
【００５５】
次に、前述した一実施形態の変形例について説明する。
【００５６】
ここでは、血管が曲がっていて交点が２箇所以上計算される場合について説明する。
【００５７】
前述した実施形態では、投影線と血管中心線は１箇所で交わると説明した。しかしながら、血管が極端に曲がっている場合や、奥行き方向に曲がっている（Ｆｏｒｅｓｈｏｒｔｅｎｉｎｇ）場合には、１箇所で交わるとは限らない。このような場合、ワイヤの動きは突然飛躍することはなく、血管に沿って連続的であることから、次のように考えられる。
【００５８】
図７に於いて、交点の候補が複数個、例えば候補点７９、８０が存在しているうちの、１つ前で検出された候補点８０の座標Ｘ，Ｙ，Ｚから最も近い候補点が、新しいワイヤの先端３Ｄ座標と定められる。図７に示される例では、時刻Ｔ1、時刻Ｔ2に於いては３次元座標を定めることができて、これから時刻Ｔ3 に於ける３次元座標を見つけようとしている。Ｘ線透視画像８４に於いて、テンプレート８５中にガイドワイヤ８６の先端部分となる候補点として、３つの交点８１ａ、８１ｂ、８１ｃが検出されている。このうち、候補の交点８１ｃが最も１つ前の時刻の３次元点からの血管中心線７６に沿った長さが短いので、交点８１ｃが最終的に候補点として選択される。このことは、ＣＴ画像で血管中心線７６が抽出されているので、選択が可能となっている。
【００５９】
また、前述した実施形態は、Ｘ線診断治療装置１０はシングルプレーン装置であることを前提としている。しかしながら、Ｘ線診断治療装置は、図８に示されるような、２方向から同時に撮像可能であるバイプレーン装置を使用しても良い。こうしたバイプレーン型のＸ線診断治療装置９０は、例えば、床置き型Ｃアームの装置９１と天井走行式Ωアームの装置９２とから構成される。
【００６０】
このような構成のＸ線診断治療装置に於いて、２方向から撮像すれば、それだけでワイヤ先端の３次元位置Ｘ，Ｙ，Ｚを定めることが可能である。よって、ＣＴ３Ｄ血管中心線にワイヤ先端が存在するという拘束条件を加えることにより、より精度良くワイヤ先端の３Ｄ座標を得ることができる。
【００６１】
また、前述したように、血管が曲がっていて２箇所以上の交点候補があるという場合にも、バイプレーン型のＸ線診断治療装置を使用すれば、唯一の交点を得ることができる。
【００６２】
尚、前述した本実施形態は心臓冠状動脈について説明したが、これに限られるものではなく、他の動く臓器の血管はもとより、静止臓器の血管にも適応可能である。更に、血管でなくても食道等の管腔臓器にも適応可能である。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態以外にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。
【００６４】
更に、前述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
【符号の説明】
【００６５】
１０…Ｘ線診断治療装置、１１…寝台、１２…架台、１３…Ｃアーム、１４…Ｘ線源、１５…Ｘ線検出器、１７…モニタ、２０…制御部、２１…システム制御部、２２…Ｘ線２Ｄ画像記憶部、２３…ＣＴ３Ｄ画像記憶部、２５…操作部、２６…サーチ部、２７…演算部、２８…位置合わせ部、３０…画像記憶部、３１…表示制御部、３５…ＣＴ装置、４０…ＣＴの断面画像、４１…ＣＴ３Ｄ画像、４２…血管、４３…血管中心線、４５…２Ｄ画像（Ｘ線透視画像）、４６…テンプレート、４７…カテーテル。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め所望の血管又は管腔臓器の中心線が抽出済みのボリューム３次元画像を記憶する第１の記憶手段と、
リアルタイムで更新する２次元画像を記憶する第２の記憶手段と、
前記３次元画像と前記２次元画像との位置合わせを行う位置合わせ手段と、
デバイスの先端位置の所定時間後の位置を検索する検索手段と、
前記３次元画像に於ける前記デバイスの先端位置を算出する算出手段と、
前記２次元画像と前記デバイスの先端位置を含む前記３次元画像の断面画像とを同期させて更新表示する表示手段と、
を具備する画像表示装置。
【請求項２】
前記表示手段は、前記２次元画像と前記断面画像とを１心拍に一度更新する、請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記表示手段は、前記デバイスの先端位置を示すマークを表示する、請求項１又は２記載の画像表示装置。
【請求項１】
予め所望の血管又は管腔臓器の中心線が抽出済みのボリューム３次元画像を記憶する第１の記憶手段と、
リアルタイムで更新する２次元画像を記憶する第２の記憶手段と、
前記３次元画像と前記２次元画像との位置合わせを行う位置合わせ手段と、
デバイスの先端位置の所定時間後の位置を検索する検索手段と、
前記３次元画像に於ける前記デバイスの先端位置を算出する算出手段と、
前記２次元画像と前記デバイスの先端位置を含む前記３次元画像の断面画像とを同期させて更新表示する表示手段と、
を具備する画像表示装置。
【請求項２】
前記表示手段は、前記２次元画像と前記断面画像とを１心拍に一度更新する、請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記表示手段は、前記デバイスの先端位置を示すマークを表示する、請求項１又は２記載の画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−６６８０２（Ｐ２０１３−６６８０２Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１３−１２１９４（Ｐ２０１３−１２１９４）
【出願日】平成２５年１月２５日（２０１３．１．２５）
【分割の表示】特願２００７−２５６３３７（Ｐ２００７−２５６３３７）の分割
【原出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２５年１月２５日（２０１３．１．２５）
【分割の表示】特願２００７−２５６３３７（Ｐ２００７−２５６３３７）の分割
【原出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
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