相关申请的参考
本申请享有2007年6月20日所申请的日本专利申请号2007-162673 及2008年4月10日所申请的日本专利申请号2008-102782的优先权权益， 该日本专利申请的全部内容将在本申请中被引用。
发明领域
本发明涉及一种医疗用诊断辅助装置及医疗用诊断辅助方法，在医疗 用诊断中，特别是在被检查体中插入导管(catheter)来进行各种疾病的检 查、治疗时，显示模拟(simulation)图像或引导(guide)图像来辅助检查 者，使安全性得到提高。另外，还涉及到使用医疗用诊断辅助装置的X射 线CT装置、X射线循环器官诊断装置等放射线诊断装置。
背景技术
以往，在使用X射线CT装置、X射线循环器官诊断装置等的医疗用 系统中，通常实施利用计算机的图像诊断，并且一边参照拍摄被检查体后 的图像数据一边进行诊断，或者实施对检查者的检查、治疗的辅助。
例如，在缺血性心脏疾病的诊断中，一般实施与外科手术相比侵入性 低的使用导管的检查或治疗。在导管检查/治疗中，例如在被检查体的冠状 动脉中插入导管并注入造影剂，一边观看通过对该被检查体照射X射线得 到的冠状动脉2维透视像，一边检索病变部(血管的狭窄部位等)。
然后，对检索到的病变部，实施放置支架(stent)来扩张狭窄部位的 治疗。支架用来插入血管内的狭窄部位，并通过使用带气囊(balloon)的 导管将支架扩张来维持血管直径。另外，上述检查除了病变检索时和治疗 时之外，还在治疗后确认过程或确认病变进展时进行，一般情况下将实施 数次。
但是，导管检查/治疗尽管一般认为与外科手术相比侵入性低，却有时 因导管操作或支架放置(扩张操作)的原因而发生并发症，因此人们期望 稍稍减少检查次数。
另外，检查/治疗中虽然通过一边注入造影剂一边照射X射线，获得2 维透视像，在观看该透视像的同时进行诊断，但是根据照射角度的不同有 时得不到足够的信息，每次都需要变更照射方向重新透视。因此，检查时 间延长，因造影剂注入和X射线照射造成的对患者(被检查体)的负担也 有所增加。
还有，与利用造影剂投放的血管拍摄相关联地，在X射线CT装置中 从3D容积(volume)图像上只提取作为造影血管区域的冠状动脉的血管提 取算法记述在下面的文献中。
O.Wink，W.J.Niessen，M.A.Viergever，“Fast Delineation and Visualization of Vessels in 3-D Angiographic Images”，IEEE Trans.Med. Imaging，Vol.19，No.4，p.337-346，Apr.，2000.
以往，导管检查/治疗因为有时因导管操作或支架放置(扩张操作)的 原因而发生并发症，所以人们期望稍稍减少检查次数。另外，检查/治疗中 虽然在注入造影剂的同时，照射X射线取得2维透视像，但是有时根据角 度的不同得不到足够的信息，每次都需要变更照射方向重新透视，因此检 查时间延长，对患者(被检查体)的负担有所增加。
发明内容
本发明的一个方式所涉及的医疗用诊断辅助装置具备：提取部，从拍 摄被检查体得到的3维图像数据，提取作为观察对象的血管部的图像数据； 显示部，能够显示由上述提取部所提取的血管部的绘制图像；显示方向设 定部，将上述所提取的血管部的绘制图像以用户所指定的显示角度显示于 上述显示部上；以及模拟图像生成部，对在由上述提取部所提取的血管部 中插入了导管时上述导管的行进进行模拟，将表示上述导管的位置和行进 方向的标记重叠于上述血管部的绘制图像上。
另外，本发明的另一方式所涉及的放射线诊断装置具备：投影图像数 据生成部，通过X射线诊断装置生成被检查体的透视图像数据；提取部， 取得由X射线CT装置或者磁共振诊断装置拍摄上述被检查体得到的3维 图像数据，并提取作为观察对象的血管部的图像数据；显示方向设定部， 根据用户的指定来设定由上述提取部所提取的血管部的绘制图像的显示角 度；以及显示部，能够将由上述用户所指定的显示角度的血管部的绘制图 像，和由上述投影图像数据生成部所生成的上述血管部的透视图像一起加 以显示。
另外，本发明的又一方式所涉及的医疗用诊断辅助方法包含下述步骤： 从拍摄被检查体得到的3维图像数据提取作为观察对象的血管部的图像数 据的步骤；对在上述所提取的血管部中插入了导管时上述导管的行进进行 模拟，制作表示上述导管的位置和行进方向的标记的步骤；以及将上述所 提取的血管部的3维图像以用户所指定的显示角度显示于显示部上，并在 上述血管部的3维图像上重叠显示上述标记的步骤。
附图说明
图1是表示使用本发明医疗用诊断辅助装置的医疗用系统的结构图。
图2是表示作为本发明X射线诊断装置的X射线CT装置一例的框图。
图3是表示作为本发明放射线诊断装置的X射线循环器官诊断装置一 例的框图。
图4是表示本发明医疗用诊断辅助装置一个实施方式的框图。
图5是说明同一实施方式动作的流程图。
图6是表示同一实施方式所涉及的参数设定用GUI画面的说明图。
图7是说明同一实施方式所涉及的导管位置和方向更新判断的说明图。
图8是说明同一实施方式所涉及的分段数据(segment data)制作和膨 胀的说明图。
图9是表示同一实施方式所涉及的显示部中的模拟图像的说明图。
图10是概略说明作为本发明放射线诊断装置的X射线循环器官诊断装 置动作的说明图。
图11是说明本发明放射线诊断装置的其他实施方式动作的流程图。
图12是表示本发明第2实施方式所涉及的显示部上的引导图像的说明 图。
图13是表示本发明第3实施方式所涉及的医疗用诊断辅助装置结构的 框图。
图14是使因1次造影剂注入造成的描绘变化与心电图波形及冠状动脉 流速变化相对应来显示的附图。
图15是表示第3实施方式所涉及的参数设定用GUI画面的说明图。
图16是表示对全时相图像数据的开始/结束位置设定的附图。
图17是说明第3实施方式所涉及的医疗用诊断辅助装置动作的流程 图。
具体实施方式
下面，对于本发明的一个实施方式，参照附图进行详细说明。
[实施例1]
图1表示使用本发明医疗用诊断辅助装置的医疗用系统的系统结构图。 图1的医疗用系统作为放射线诊断装置，具有X射线CT装置100、X射线 循环器官诊断装置200等模态(modality)。这些模态与网络NW进行连接， 在该网络NW上连接着保管医疗用图像信息(包括图像数据和附带信息) 的医疗用图像服务器300。再者，在网络NW上，连接着图像观察终端(观 察器(viewer))400及输入输出终端500等。
X射线CT装置100及X射线循环器官诊断装置200用来拍摄被检查 体，生成图像数据。图像数据保管于医疗用图像服务器300内。另外，图 像观察终端400用来获取医疗用图像服务器300内所保管的图像数据和患 者信息进行处理，并显示各种信息。另外，输入输出终端500是一种PC (Personal Computer)，用来对网络NW上的各装置进行登入(login)，并 实施信息的输入输出。
在图1的系统中，医生利用输入输出终端500例如发出放射线检查的 指令(order)，技师根据指令操作X射线CT装置100或X射线循环器官 诊断装置200，来实施检查。X射线CT装置100等的模态拍摄到的医疗用 图像数据存储于医疗用图像服务器300内。
另外，在医疗用图像数据中，附加患者ID、患者姓名、年龄、性别及 检查部位等的附带信息，保存于医疗用图像数据300内，能够根据附带信 息进行各种的检索。再者，图像观察终端400例如根据医疗用图像列表、 患者列表的制作处理或用户(医生、技师、操作员(operator)等)的请求， 将图像数据等的各种信息显示于显示部上。另外，还具备模拟功能及引导 功能，将用户进行检查、治疗时辅助用的图像显示于显示部上。
图2是表示作为放射线诊断装置的X射线CT装置100一个实施方式 的结构图。在图2中，X射线CT装置100具有架台(gantry)11，在该架 台11内设置转动环(ring)12，通过未图示的转动机构进行转动。在转动 环12内，安装对有效视场区域内所载置的被检查体P发生X射线的X射 线管13。
另外，与X射线管13相对置地配置放射线检测器14，转动环12的中 心部分开口，在此插入检查床的顶板15上所载置的被检查体P。透过被检 查体P后的X射线由放射线检测器14来检测并变换为电信号，由数据收 集部(下面，称为DAS)16进行放大，变换为数字数据。还有，包含X射 线管13和放射线检测器14的部分构成摄影部。
放射线检测器14具有多个检测器模件。检测器模件分别包含由闪烁体 阵列(scintillator array)、光电二极管阵列构成的多个检测元件阵列，多个 检测器模件沿着以X射线管13的焦点为中心的圆弧来排列。
来自DAS16的数字数据(投影数据)通过数据传输装置17传输给计 算机系统20。另外，在架台11上，设置架台驱动部18及滑环(slip ring) 19。
计算机系统20设置于操作台(console)上，来自数据传输装置17的 投影数据提供给预处理部21。通过预处理部21，对投影数据进行数据校正 等的预处理，向总线线路201上进行输出。
在总线线路201上，连接着系统控制部22、输入部23、数据存储部24、 重建处理部25、图像数据处理部26及显示部27等。
系统控制部22作为主机控制器(host controller)来发挥作用，控制计 算机系统20各单元的动作、架台驱动部18及高电压发生部28。数据存储 部24用来存储断层图像等的数据，重建处理部25根据投影数据重建3D图 像数据。图像数据处理部26对数据存储部24中所保存的数据或者重建后 的图像数据进行处理。显示部27显示通过图像数据处理得到的图像等。
输入部23具有键盘、鼠标等，由用户进行操作，在数据处理的方面进 行各种设定。另外，还输入患者的状态和检查方法等的各种信息。
高电压发生部28通过滑环19向X射线管13供应电力，提供X射线 的照射所需要的电力(管电压、管电流)。X射线管13产生向与被检查体P 的体轴方向平行的切片(slice)方向和与之正交的通道(channel)方向的2 个方向扩大的射束(beam)X射线。
另外，在总线线路201上，设置网络接口29，X射线CT装置100能 够与网络NW(图1)进行连接，由X射线CT装置100拍摄到的图像数据 和重建处理后的图像数据存储于医疗用图像服务器300内。
采用X射线CT装置100，可以通过设定扫描范围，进行容积扫描 (volume scan)(3D扫描)，由重建处理部25重建，来获得该范围内的3D (3维)图像。
另外，采用X射线CT装置100，有时以观察血管等器官为目的，对被 检体投放造影剂后进行摄像。在基于造影剂投放的血管的摄影中，造影血 管的X射线CT图像数据被重建，并且根据X射线CT图像数据制作3D图 像数据。
作为3D图像数据的制作方法，例如有按任意的方向进行投影处理并显 示投影路径中最大值的最大值投影法(MIP：Maximum Intensity Projection) 或者投影最小值的最小值投影法(Minimum Intensity Projection)、加法平均 投影法(X-ray Projection)。
在造影血管的观察中，通过MIP制作出的3D图像(MIP图像)被频 繁使用。另外，使用象素值(CT值)和不透明度(opacity)来重建有立体 感的图像使之可视化的VR法(Volume Rendering)和SVR法(Shaded Volume Rendering)也已广泛使用。SVR法适于动态观察，例如可以以带影像的形 式显示心脏壁运动的动态图像。
图3是表示作为本发明放射线诊断装置的X射线循环器官诊断装置 200一个实施方式的结构图。在图3中，X射线循环器官诊断装置200具备： X射线发生部30，用来对被检查体P发生X射线；X射线检测部40，以2 维的形式检测透过被检查体P后的X射线，并且根据检测结果生成X射线 投影数据。
X射线发生部30具备：X射线照射部，具有X射线管31和X射线限 制器32；高电压发生部，具有高电压控制部33和高电压发生器34。X射 线管31是发生X射线的真空管，利用高电压使从阴极(灯丝(filament)) 放射出的电子加速，与钨(tungsten)阳极进行碰撞，发生X射线。
X射线检测部40具备：平面检测器41；电荷电压变换器42，将从平 面检测器41所读出的电荷变换为电压；A/D变换器43，将电荷电压变换器 42的输出变换为数字信号；并行串行(parallel serial)变换器44，将从平 面检测器21以行(line)单位所并行读出并且数字变换后的X射线投影数 据，变换为时序信号。
X射线发生部30和X射线检测部40保持在臂(arm)(C型臂)50内， 臂50例如可以向被检查体P的体轴方向进行移动，另外还可以在被检查体 P的周围转动。还有，包含X射线发生部30和X射线检测部40的部分构 成摄影部。
另外，X射线循环器官诊断装置200具备移动机构部60。移动机构部 60具有限制移动控制部61和机构控制部62，限制移动控制部61进行X射 线限制器32中调节叶片等的移动控制，机构控制部62进行载置被检查体P 的顶板51的移动机构63和摄影系统移动机构64的移动控制。
再者，X射线循环器官诊断装置200具备图像数据生成存储部52、输 入部53、系统控制部54及监视器55。图像数据生成存储部52根据来自并 行串行变换器44的X射线投影数据，进行透视图像数据的生成和保存，将 在该图像数据生成存储部52中所生成的透视图像数据显示于监视器55上。
输入部53用来由医生等的用户进行各种命令(command)的输入等， 具有：输入设备，包括鼠标、键盘、跟踪球(trackball)、操纵杆(joystick) 等；交互式的界面，具备显示面板或各种开关等。另外，系统控制部54通 过总线线路56，总体控制X射线循环器官诊断装置200的各单元。
在总线线路56上连接网络接口57，X射线循环器官诊断装置200能够 与网络NW(1)进行连接，由X射线循环器官诊断装置200拍摄到的图像 数据可以存储于医疗用图像服务器300内。
下面，对于本发明主要部分的结构和功能，进行说明。图4是表示具 备模拟功能的医疗用诊断辅助装置70的框图。医疗用诊断辅助装置70例 如设置于图像观察终端400内，用来进行导管检查、治疗前的模拟。
在图4中，71是冠状动脉提取部，读入存储装置81中所保存的3维(3D) 图像数据，并根据该图像数据的CT值提取冠状动脉(LCA：左冠状动脉， RCA：右冠状动脉)。存储装置81用来保存由X射线CT装置100收集、 重建后的3维图像数据，也可以是图1的医疗用图像服务器300。
在冠状动脉提取部71上连接冠状动脉中心线计算部72，冠状动脉中心 线计算部72计算由冠状动脉提取部71所提取冠状动脉的中心线。另外， 冠状动脉中心线计算部72连接于导管位置管理部73上，在该导管位置管 理部73上连接着导管位置/方向计算部74、导管移动判别部75。
导管位置管理部73根据从输入部82、冠状动脉中心线计算部72、导 管位置/方向计算部74及导管移动判别部75所提供的信息，决定当前的导 管位置和导管应行进的方向。输入部82例如具有鼠标或键盘，由用户(医 生、技师等)进行操作。在附图中，表示出具有鼠标821的例子。
导管位置管理部73在有来自输入部82的导管位置/方向的更新请求时， 向导管移动判别部75提供判别信息，从导管移动判别部75取得导管位置/ 方向能否更新的信息。
另外，导管位置管理部73在由导管移动判别部75判断出导管位置/方 向能更新时，或者在导管位置/方向1次都未设定的初始状态时，给导管位 置/方向计算部74提供计算信息，从导管位置/方向计算部74取得当前的导 管位置/方向的信息。
导管位置/方向计算部74根据从导管位置管理部73所提供的信息，计 算导管的位置和方向。另外，导管移动判别部75根据从导管位置管理部73 所提供的信息，来判别导管位置/方向能否更新(移动)，也就是导管能否 行进。
再者，导管位置管理部73连接于覆盖图(overlay)制作部76上，覆 盖图制作部76制作显示于冠状动脉3维图像上的覆盖图像。作为3维图像， 例如使用由IP(Intensity Projection)或SVR(Shaded Volume Rendering) 得到的图像，作为覆盖图像要制作表示导管位置和方向的箭头(标记)图 像。这些3维图像和覆盖图像的数据提供给显示部83进行显示。
这样，冠状动脉中心线计算部72、导管位置管理部73、导管位置/方向 计算部74、导管移动判别部75及覆盖图制作部76就构成模拟图像生成部。
另外，在医疗用诊断辅助装置70内，设有分段制作部77及图像显示 方向设定部78。分段制作部77根据从输入部82所提供的信息及来自导管 位置管理部73的信息，制作显示于冠状动脉3维图像上的分段数据 (segment data)。图像显示方向设定部78控制显示部83，转换冠状动脉3 维图像的显示角度。
通过医疗用诊断辅助装置70，可以利用事先由X射线CT装置100拍 摄到的图像数据，对用户显示从任意角度看到的冠状动脉3维图像。另外， 还在检查、治疗前进行导管的插入模拟。
下面，参照图5的流程图，说明医疗用诊断辅助装置70的动作。图5 是表示从X射线CT图像数据提取冠状动脉并利用所提取冠状动脉的图像 来进行导管检查模拟的过程的附图。
模拟图像用来按照血管内的状况显示导管的行进情况，一边使导管的 前端部转动一边行进到病变部(例如，血管的狭窄部位)，到达病变部按时 刻显示分段(支架)。
在图5的步骤S1中，首先为了收集被检查体的造影血管图像，在X射 线CT装置100中执行伴随造影剂投放的扫描，重建被检查体的3维图像 数据。重建后的3维图像数据保存于存储装置81中。
在步骤S2中，读出存储装置81中所保存的3维图像数据，在显示部 83上显示3维图像(3D投影图像及3D容积图像)。作为3D投影图像，能 够转换最大值投影法(Maximum Intensity Projection)、最小值投影法 (Minimum Intensity Projection)或者加法平均投影法(X-ray Projection)， 进行显示。将这些投影法总称为IP(Intensity Projection)。另一方面，作为 3D容积图像，将显示带影像的容积绘制(volume rendering)图像(SVR： Shaded Volume Rendering)。
在所显示的3D投影图像及3D容积图像上，和造影血管一起包含模拟 上应删除的区域。另外，3D投影图像将以显示在3D容积图像上的区域作 为投影图像，进行显示。因此，在对3D容积图像执行区域提取等的分段处 理时，必然还要更新3D投影图像的显示。
在下面的步骤S3中，根据图像数据的CT值，从3D容积图像上只提 取作为造影血管区域的冠状动脉(LCA：左冠状动脉，RCA：右冠状动脉)。 血管提取算法例如要利用非专利文献1中所记述的方法等。
在步骤S4中，设定进行模拟所需要的参数。图6(a)表示设定各参数 的GUI(图形用户界面(graphical user interface))例。GUI用来在画面上 显示操作画面，进行各种参数设定，作为要设定的参数例如图6(a)的左 侧画面所示，有下面(a)～(e)所述的项目。
(a)冠状动脉的指定：指定作为模拟对象的冠状动脉(LCA或RCA)。
(b)开始/结束位置：指定进行模拟的范围(开始位置及结束位置)。
(c)判别条件(接触角)：是在模拟时进行导管能否移动的判别时的 条件，指定导管前端和血管内壁之间的角度。
(d)判别条件(导管位置-内壁)：是在模拟时进行导管能否移动的判 别时的条件，指定导管和血管内壁间的距离。
(e)支架长度：设定放置于病变部(狭窄部位)上的支架长度。
接着，在步骤S5中，随着在步骤S4(项目a)中指定作为模拟对象的 冠状动脉，从3D容积图像上只提取所指定的冠状动脉(LCA或RCA)。
在步骤S6中，在步骤S4(项目b)中所指定的模拟范围内，提取所提 取冠状动脉的中心线。所提取的中心线为模拟时导管的移动路线。还有， 中心线提取算法例如要利用非专利文献1中所记述的方法。
在步骤S7中，和步骤S6相同利用在步骤S4(项目b)中所指定的模 拟范围(这里，只有开始位置)，设定初始导管的位置和方向。
图7(a)是表示血管内的导管位置和方向的附图，所谓的初始导管位 置指的是，在步骤S4(项目b)中所指定的开始位置o，位于中心线(虚 线)上。所谓的导管方向指的是，以导管位置o为基点，从中心线矢量(vector) p按某个一定角度θ1所示的矢量q，意味着导管前端部。
也就是说，这里根据输入信息在中心线(虚线)上决定导管位置o。接 着，求取从导管位置按直线远离几厘米的中心线上的点p，计算中心线矢量 p。中心线上的点p根据导管位置o按模拟结束位置的方向进行检索。
另外，还计算以导管位置o为基点从中心线矢量p倾斜θ1的矢量q。 结果，将计算出的矢量q作为导管前端部。对于角度θ1，则可以在模拟的 环境设定等中任意变更。
若设定了导管位置/方向，则在下面的步骤S8中成为“等待状态”，等 待来自用户的新的输入(导管位置/方向更新请求)。
若在步骤S8中有了更新请求，则在步骤S9中，根据来自输入部82鼠 标的输入信息进行能否更新的判断。该判断的条件有2个，使用在步骤S4 (项目c、项目d)所设定的值来进行。
首先，进行在项目c中所设定的接触角判断。接触角如图7(b)所示， 表示导管前端的矢量q和冠状动脉内壁的切线矢量r所形成的角度θ2，在 2个矢量形成的角度θ2与所设定的角度相比是锐角时，判断出导管不能移 动。因为若是锐角，则存在由导管的前端损伤血管内壁的可能性，所以导 管不能移动。
也就是说，这里求取从导管前端部和血管内壁相接的位置远离几毫米 的内壁上的点S，计算内壁矢量θ2。上述内壁上的点S从导管前端部与内 壁相接的位置按模拟结束位置的方向进行检索。
在计算出的角度θ2与所指定的角度相比是锐角时，判断为导管位置/ 方向不能更新。对于上述从导管前端部和内壁接触的位置到内壁上的点S 的距离、角度θ2来说，可以在模拟的环境设定等中任意变更。
接着，进行在项目d中所设定的“导管位置-内壁”的判断。如图7(c) 所示，“导管位置-内壁”在尽管按照位于冠状动脉中心线上的导管位置o 所设定的导管前端部矢量是钝角，但是接触冠状动脉内壁之前的距离仍比 所设定的距离长时，判断为导管不能移动。也就是说，要阻止从导管将要 行进的血管干流前往支流方向。
也就是说，这里计算从导管位置o到接触血管内壁之前的距离。在其 结果为计算出的到内壁的距离比所指定的长度长时，判断出导管位置/方向 不能更新。作为导管位置-内壁所指定的值因为使用图7(c)的那种分支点 判断，所以最好考虑分支边界线T(未分支时的内壁)进行设定。
在符合上述2个条件的某一个时，导管位置的更新请求被废弃，并返 回步骤S8。
步骤S9中的判断处理只有在来自输入部82的输入信息是“导管位置 更新请求”时才进行，在是“导管方向更新请求”将无条件地进行更新。
输入部82例如具有鼠标821(参见图4)，来自输入部82的输入信息 假定了导管位置的前进/后退以及导管前端方向转动的3个。例如，通过点 击鼠标821的左键，使导管的位置前进1步长，通过持续按下而使之连续 前进。另外，通过点击鼠标821的右键，使导管的位置后退1步长，通过 持续按下而使之连续后退。
另外，滚轮822可以指示导管前端部的方向，通过使滚轮822向上方 向转动就以中心线为轴使导管前端向左方向转动，通过使之向下方向转动 就以中心线为轴使导管前端向右方向转动。
还有，不限于鼠标，也可以使用GUI等，该GUI可以由用户指定移动 量和转动角。
在步骤S9中“导管位置/方向能够更新”成立时，在步骤S10中，根 据当前的导管位置/方向信息及输入信息，设定更新后的导管位置/方向。
若在步骤S10中更新了导管位置/方向，则在步骤S11中，判断导管位 置是否到达了在步骤S4的项目b中所设定的结束位置。在到达了结束位置 时，此后不受理导管位置/方向的更新请求，进入步骤S12。在未到达结束 位置时，返回步骤S8，等待新的更新请求。
在步骤S12中，假定因导管位置到达了结束位置而在病变部(血管的 狭窄部位)上放置支架，使用在步骤S4的项目e中所设定的支架长度来制 作分段数据X。
分段数据X的制作如图8(a)所示来进行。也就是说，要制作的分段 数据的长度相当于在步骤S4的项目e中所设定的支架长度。另外，制作位 置为用直线连结中心线上的2个点的位置。
如图8(a)所示，中心线上的2个点是从模拟结束位置到比其近几厘 米的点U、和从该点远离在项目e中所设定的长度的中心线上的点V。从 该点U到V的距离是由用户所指定的支架长度。在用直线连结点U及V 的位置上制作分段数据X。结果，将制作出的分段数据看作膨胀前的支架， 实施支架放置。
接着，假定使支架膨胀来治疗病变部(狭窄部位)，并且根据用户的膨 胀请求，使制作出的分段数据X如图8(b)所示进行膨胀。分段数据X按 用直线连结制作分段数据时所使用的2个点U-V、与该直线垂直交叉的方 向进行膨胀。
其结果为，如图8(c)所示分段数据X按和血管直径大致相等的粗细 进行显示，并且其显示为通过支架的膨胀使病变部(狭窄部位)得到治疗。
另外，有关输入信息，虽然假定了通过GUI输入膨胀请求，但是不限 定为GUI，也可以通过鼠标821的点击按钮等进行输入。
还有，有关从模拟结束位置到点U的距离以及分段数据X的CT值、 膨胀率，可以在模拟的环境设定等中任意变更。特别是，对于CT值，因 为依赖于图像的收集条件等，所以具体的数值没有记述，但是本发明因为 是对提取后的冠状动脉进行的，所以需要设定为冠状动脉的CT值以上， 且使对该CT值的透明度变为不透明。
下面，对于模拟范围(开始/结束)的设定方法，进行说明。在图5的 步骤S4中，对于模拟所需要的参数进行了说明，这里将对于模拟范围(开 始/结束)的设定方法进行详细说明。
若从3D容积图像提取到所指定的冠状动脉(LCA或RCA)，则在3D 容积图像上显示开始/结束位置覆盖图。该开始/结束位置覆盖图如图8(a) 所示，用冠状动脉的中心线(虚线)和位于该中心线上的光标(cursor)Z (×标记)来表现。
在设定模拟范围时，用户通过鼠标821拖动3D图像上所显示的光标Z (图8(a))，向开始模拟的位置进行移动。然后，若选择了图6(a)的开 始按钮，则显示出光标Z的位置作为模拟开始位置被设定。
同样，通过鼠标拖动光标Z向结束模拟的位置进行移动，选择图6(a) 的结束按钮。其结果为，显示出光标Z的位置作为模拟结束位置被设定。 光标Z若开始及结束位置的设定完成，则成为非显示。另外，通过选择图 6(a)的清除按钮，能够将所设定的开始/结束位置废弃。
下面，对于导管位置的覆盖显示，进行说明。
若模拟范围(开始/结束)的设定结束，则如图9所示，表示导管位置 和方向的覆盖图Y显示于3D投影图像及3D容积图像(SVR)上。还有， 图9(a)表示3D投影图像，图9(b)表示作为3D容积图像的SVR图像。
所显示的覆盖图像Y看作检查/治疗中导管的前端部，根据来自用户的 输入信息，每次都一边更新显示位置/方向一边进行显示。覆盖图像Y在导 管位置到达模拟结束位置(病变部)时，取代标记(箭头)的显示，显示 分段(图8(c))的图像X。
还有，作为覆盖图像Y的显示例，虽然使用了表示导管位置和方向的 箭头形状标记，但是只要是可以表现导管位置和方向的形状，也可以是任 何形状。
下面，对于3D容积图像的显示方向，进行说明。在本发明中，可以在 显示3D容积图像时预先准备多个显示角度图案，显示从任意的角度方向看 到的3D图像。显示角度图案(pattern)意味着从多个角度方向看到被检查 体时的3D图像，可以通过由X射线CT装置100进行重建处理，获得从多 个角度方向看到的冠状动脉3D图像。
上述显示角度和由X射线循环器官诊断装置200进行冠状动脉拍摄时 的一般照射角度相同，能够提供实际导管检查/治疗的再现所需要的信息。
图6(a)的右画面用来表示指定显示角度图案时的GUI，加框数字1～ 8表示出指定冠状动脉(LCA)时被检查体的拍摄方向。例如，在数字1 的部分上放上光标时，可以选择对被检查体从正面照射X射线时的3D图 像。
图10是说明X射线循环器官诊断装置200中的X射线照射方向的概 略说明图。图10(a)是从被检查体的侧面看到X射线循环器官诊断装置 200的附图，图10(b)是从被检查体的头部方看到的附图。
在图10中，在臂50上安装X射线发生部30和X射线检测部40，并 且X射线发生部30和X射线检测部40隔着检查床51相对置，臂50如图 10(a)所示能够向被检查体的Cranial(头部)方向和Caudal(脚部)方向 进行转动。另外，如图10(b)所示，还能够在被检查体的周围按左右(L-R) 方向进行转动。
例如，若以X射线检测器40在Cranial方向和Caudal方向的中心位置 且在L-R的中间位置时为基准，进行考虑，就是在该基准线A上的位置相 当于图6(a)数字1的点。另外，图6(a)的数字2表示出对基准线A向 右(R)转动30度后的显示角度。
同样，数字3、数字4及数字5分别表示出，向右(R)转动30度且 向Caudal方向转动30度后的显示角度、向Caudal方向转动30度后的显示 角度、以及向Cranial方向转动35～40度后的显示角度。有关其他的数字 也表示出，向L-R方向和Cranial-Caudal方向转动指定角度时的显示角度。
另外，图6(b)的右画面表示出，指定冠状动脉(RCA)时被检查体 的拍摄方向。图6(b)的数字9表示出对基准线A向左(L)转动50～60 度后的显示角度，数字10表示出向Cranial方向转动30～40度后的显示角 度，数字11表示出向右(R)方向转动30度后的显示角度。从而，通过在 图6(a)、(b)的右画面上，选择显示角度(数字1～11)，就可以显示用 户希望的角度的3D图像。
另外，通过选择图6(a)、(b)上的转动按钮，还能够按再转动+90° 后的方向显示各个显示角度图案。此时，通过在选择了转动按钮的状态下 选择各数字的按钮，就可以在按所选择数字的角度转动3D容积图像之后， 再按在屏幕坐标系的例如X轴上转动+90°后的角度进行显示。从而，可以 显示无法从检查/治疗时的透视图像获得的对冠状动脉纵深方向的重叠状 态。
图9所示的3D图像显示角度可以通过在图6(a)、(b)的右画面上所 示的GUI来指定，并且根据作为模拟对象的冠状动脉(LCA或RCA)的 不同，可指定的显示角度也不同。还有，作为实际的显示画面，图9(a) 或(b)的图像和图6(a)或(b)的GUI显示于同一画面上，显示角度的 指定较为容易。
这样，在本发明的第1实施方式中，因为图像观察终端400内具备图4 所示的医疗用诊断辅助装置70，所以用户可以利用事先由X射线CT装置 100拍摄到的图像数据，在检查、治疗前和3D图像的显示一起，进行导管 的插入模拟。
还有，由于X射线CT装置100内具备图4所示的结构，因而可以提 供具有模拟功能的放射线诊断装置。这种情况下，图4所示的医疗用诊断 辅助装置70装入图2的图像数据处理部26内，存储装置81、输入部82、 及显示部83可以由图2的数据存储部24、输入部23及显示部27兼用。
[实施例2]
本发明的第2实施方式涉及一种具备导管检查/治疗中的引导功能的放 射线诊断装置，并且利用了上述模拟功能的一部分。
也就是说，提供一种放射线诊断装置，该放射线诊断装置由于X射线 循环器官诊断装置200内具备图4所示的医疗用诊断辅助装置70，因而具 有引导功能。这种情况下，图4所示的医疗用诊断辅助装置70和存储装置 81装入图3的图像数据生成存储部52内，输入部82及显示部83可以由图 3的输入部53和监视器55兼用。
在本实施方式中，可以显示由X射线循环器官诊断装置200得到的实 际透视像，并且读入由X射线CT装置100事先收集并重建后的3维图像 数据，根据该图像数据的CT值以任意的显示角度显示冠状动脉的3维图 像。冠状动脉的3维图像成为导管插入时的引导图像。
在第2实施方式中，主要使用图4的冠状动脉提取部71和图像显示方 向设定部78。冠状动脉提取部71读入存储装置中所保存的由X射线CT 装置100收集/重建后的3维图像数据，根据该图像数据的CT值来提取冠 状动脉(LCA：左冠状动脉，RCA：右冠状动脉)，在监视器55上显示冠 状动脉的3维图像(例如，SVR：Shaded Volume Rendering)。
另外，图像显示方向设定部78其设定为，按由用户所指定的显示角度 显示冠状动脉的3维图像。另外，冠状动脉的3维图像和通过X射线循环 器官诊断装置200得到的透视像一起，显示于显示部83上。
据此，用户可以通过一边观看冠状动脉的3维图像，一边任意改变其 显示角度，来进行导管检查/治疗。另外，因为实际的透视像也被显示，所 以可以进行导管检查/治疗的辅助。
图11是说明根据第2实施方式的X射线循环器官诊断装置200动作的 流程图。在图11的步骤S21中，首先为了收集被检查体的造影血管图像， 由X射线CT装置100执行伴随造影剂投放的扫描，重建被检查体的3维 图像数据。重建后的3维图像数据保存于存储装置81中。
接着，在步骤S22中，显示基于存储装置81中所保存的3维图像数据 的3D容积图像。3D容积图像将显示带影像的容积绘制图像(SVR：Shaded Volume Rendering)。
在所显示的3D容积图像上，和造影血管一起，包含模拟上应删除的区 域。因此，在步骤S23中，根据图像数据的CT值从3D容积图像上只提取 造影血管区域(冠状动脉(LCA：左冠状动脉，RCA：右冠状动脉))。有 关冠状动脉提取算法，要使用非专利文献1所记述的方法等。
接着，为了实现引导功能，在步骤S24中设定必要的参数。这里，指 定作为引导对象的冠状动脉(LCA或RCA)。有关冠状动脉(LCA或RCA) 的指定，要选择图6的GUI(左画面)之中LAC或RCA的某个项目。
最后，在步骤S25中，随着在步骤S24中指定作为引导功能对象的冠 状动脉，从3D容积图像上只提取所指定的冠状动脉(LCA或RCA)，作 为导管检查/治疗中的引导图像进行显示。
采用上述引导功能，可以设定3D容积图像的显示方向。对于显示方向 的设定，则和模拟时3D容积图像的显示角度设定相同，利用图6的GUI (右画面)来进行(此处的说明予以省略)。
这样，在显示部83上，就一起显示图12(a)所示的由X射线循环器 官诊断装置200得到的透视像和图12(b)所示的冠状动脉3维图像。
再者，也可以将模拟时作为病变部(狭窄部位)所确定的部位(相当 于图7(c)的分段数据)，显示于引导功能时的3D容积图像上，来作为覆 盖图像。据此，因为病变部的位置得到预先确定，所以易于掌握插入导管 的路径。
另外，该覆盖图像并不总是被显示，而可以根据用户的输入信息成为 显示/非显示，并且对于形状，也可以是能够掌握病变部且不使作为引导功 能提供给用户的信息量明显减少的形状。
[实施例3]
在实施例1中，对于使用静止图像的模拟进行了说明。但是，实际的 导管操作因为心脏等在跳动，所以要一边观看有运动的透视图像一边进行。 从而，如果在模拟中也取代静止图像使用动态图像，则可以提供更为真实 的形象。
另外，在导管操作中，为了易于观看血管，注入造影剂。从而，还可 以通过模拟因造影剂的注入导致的血管图像变化，提供更为真实的形象。 还有，在模拟时，也显示假定了导管操作时的X射线透视图像的MIP图像。 从而，通过在MIP图像上也模拟因造影剂的注入导致的血管图像变化，而 可以提供更为真实的形象。
因此，在本实施方式3中，将对于可以通过使用动态图像并且模拟造 影剂的注入来提供更为真实的形象的医疗用诊断辅助装置，进行说明。
首先，对于本实施方式3所涉及的医疗用诊断辅助装置结构进行说明。 图13是表示本实施方式3所涉及的医疗用诊断辅助装置结构的框图。还有， 这里为了说明的方便，对于起到和图4所示的各单元相同作用的功能部附 上相同的符号，省略其详细的说明。
但是，该医疗用诊断辅助装置90以电影(cinema)的形式显示多个时 相的SVR图像。从而，该医疗用诊断辅助装置90的各功能部以多个时相 的图像数据为对象来发挥作用。例如，存储装置81存储多个时相的图像数 据，冠状动脉提取部71按多个时相的各时相提取冠状动脉。
如图13所示，该医疗用诊断辅助装置90和图4所示的医疗用诊断辅 助装置70相比较，还具有显示控制部91和用户界面部92。
显示控制部91将冠状动脉提取部71从图像数据所提取的多个时相的 冠状动脉反复以电影的形式显示(动态图像显示)于显示部83上。这里， 作为多个时相的图像数据，使用代表因1次造影剂注入导致的描绘变化的 量的图像数据。图14是使因1次造影剂注入导致的描绘变化和心电图波形 及冠状动脉流速变化相对应来表示的附图。显示控制部91反复显示与图14 所示的描绘变化对应的动态图像。
具体而言，该显示控制部91使作为SVR图像描绘条件之一的不透明 度(0.0～1.0)与图14所示的描绘变化相对应，按每一时相进行设定，并 在各时相上只提取从当前的导管位置到末梢血管的冠状动脉，进行显示。 在手术中按R1的定时(timing)注入了造影剂时，根据冠状动脉的流速不 同，在R1-R2间冠状动脉被势头好地描绘出来，在约3次心搏后冠状动脉 不再被完全描绘。将因该造影剂导致的描绘变化用于不透明度的设定。例 如，在假定出时相数据个数为30个时相(R-R间的时相数据个数为10个 时相)时，将造影剂注入时(第1时相)的不透明度设定为最小值(0.0)， 将第7时相附近设定为最大值(1.0)，将最后时相设定为最小值(0.0)。
这样，显示控制部91通过按每一时相设定不透明度，在各时相上只提 取从当前的导管位置到末梢血管的冠状动脉，以电影的形式进行显示，就 可以显示反映出心脏动作和通过导管的造影剂注入状况的图像。
还有，这里虽然将最大值设定为1.0，但是最大值1.0不是固定的，可 以任意变更。在导管的操作中，大多一点一点地注入造影剂，并且很多情 况下不透明度达不到最大值。由于最大值为可变，因而可以显示进一步反 映出造影剂注入状况的图像。
另外，该显示控制部91在显示假设了手术中X射线透视图像的MIP 图像时，改变各时相图像数据的亮度以电影的形式进行显示。具体而言， 使用户按下面的步骤设定亮度，根据由用户所设定的亮度(最大值/最小 值)，显示控制部91设定全部时相的亮度。
(1)显示第1时相的图像，设定亮度(最小值)。
(2)选择图15所示的参数设定GUI上的最小亮度按钮。
(3)显示第7时相附近的图像数据，设定亮度(最大值)。
(4)选择图15所示的参数设定GUI上的最大亮度按钮。
还有，该显示控制部91将覆盖图制作部76制作出的覆盖图以及分段 制作部77制作出的分段显示于显示部83上。另外，该显示控制部91根据 显示方向设定部78的指令，转换冠状动脉的显示角度。
用户界面部92根据用户的指令来设定模拟用参数。例如，该用户界面 部92设定支架的长度和判别条件等。
另外，该用户界面部92如图16所示，要对全时相的图像设定模拟的 开始/结束位置。具体而言，用户对第1时相的图像采用实施方式1中所说 明的方法设定开始/结束位置。于是，该用户界面部92通过按照在第1时 相的图像数据上所指定的开始/结束位置信息，判别是否对冠状动脉的哪个 血管已经设定，再计算从开始位置到结束位置的距离，来对全部时相的图 像数据设定开始/结束位置。还有，开始/结束位置是否对冠状动脉的某个血 管已经设定的判别，可以通过在提取冠状动脉时，事先提取左冠状动脉前 降支(LAD)和冠状动脉左旋支(LCX)等的详细情况，来进行。
下面，参照图17的流程图，说明医疗用诊断辅助装置90的动作。图 17是表示从X射线CT图像数据提取冠状动脉并利用所提取冠状动脉的图 像开始导管检查模拟之前的过程的附图。
在图17的步骤S31中，首先为了以电影的形式进行显示，在X射线 CT装置100中执行伴随造影剂投放的扫描，重建被检查体多个时相的3维 图像数据。重建后的多个时相3维图像数据保存于存储装置81中。
在步骤S32中，读出存储装置81中所保存的第1时相的3维图像数据， 在显示部83上显示第1时相的3维图像(3D投影图像及3D容积图像)。 在下面的步骤S33中，根据图像数据的CT值，从各时相的3D容积图像上 提取作为造影血管区域的冠状动脉。
在步骤S34中，设定进行模拟所需要的参数，也就是作为对象的冠状 动脉(LCA或RCA)、开始/结束位置、判别条件及支架长度等。这里，有 关开始/结束位置用户只指定第1时相，对于其他时相则由医疗用诊断辅助 装置90自动设定。
接着，在步骤S35中，按各时相提取在步骤S34中作为模拟对象所指 定的冠状动脉(LCA或RCA)。在步骤S36中，在步骤S34中所指定的模 拟范围内，按各时相提取所提取冠状动脉的中心线。在步骤S37中，根据 各时相的开始位置，按各时相设定初始导管的位置和方向。然后，开始电 影显示，并且成为“等待状态”，等待来自用户的输入(导管位置/方向更新 请求)。
如上所述，在本实施方式3中，由于使用多个时相的图像数据以电影 的形式显示冠状动脉的3维图像，因而可以提供形象更为真实的模拟环境。 另外，由于利用SVR图像的不透明度及MIP图像的亮度，表示因造影剂导 致的描绘变化，并且只描绘从导管的位置到前面的末梢血管的冠状动脉， 因而可以提供形象更为真实的模拟环境。还有，通过对SVR图像和MIP 图像等的3D图像显示进行透视投影显示，还可以获得更为接近手术过程中 的感觉。
在上面所述的本发明中，可以在进行导管检查之前，充分获得检查(治 疗)所需要的信息，通过观看模拟图像或引导图像，就可以实现检查/治疗 的辅助，并可以有助于安全性的提高。另外，还可以谋求检查/治疗时间的 缩短，降低对被检查体的负担。
还有，在上面的说明中虽然说明了提取冠状动脉图像的例子，但是也 可以提取其他血管部的图像，显示模拟图像或引导图像。
另外，进一步的效果和变形例可以由本领域技术人员容易地导出。因 而，本发明更广泛的方式并不限定为如上所表现、记述的特定细节及代表 性的实施方式。从而，可以在不脱离由所附权利要求及其等同物定义的总 发明概念精神或范围的前提下，进行各种变更。