CN101677799A - 医用图像处理装置以及x射线诊断装置 - Google Patents
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Abstract
医用图像处理装置包括，储存接收用管腔内***器具的技术的被检体相关的三维图像数据的图像储存部14，检验出从上述三维图像中检验出的管腔的状态的管腔线的管腔检出部15，确定基于从上述管腔内***器具相关的基准位置的进入距离和上述被检验出的管腔线的上述管腔线内***管的目前位置的目前位置特定部12，通过将在管腔线上的上述目前位置、或者上述目前位置的前方、或者后方的至少一方的位置的断面的相关的断面图像的数据根据上述三维图像的数据生成的断面图像发生部16，以及显示上述被生成的断面图像的数据的显示部36。
Description
相关申请的交叉引用
本申请基于并要求2008年3月25日提交的在先的日本专利申请No.2008-77405及2008年7月30日提交的在先的日本专利申请No.2008-196178的优先权，该申请的全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明是关于适宜支援导管术的医用图像处理装置及X射线诊断装置。
背景技术
近年，在治疗冠动脉医疗疾患方面，屡次将导管通过血管***到大动脉里，在刚到达障害的地方进行治疗的PCI(经皮的冠动脉形成术)治疗。在这个PCI治疗中，边确认X射线透视下的导管的先端的位置，边***导管。
再有，在冠动脉疾患的治疗中，通过CT进行管动脉造影检查、用CPR(Curved Planar Reconstruction)图像、SPR(Stretched CurvedPlanar Reconstruction)图像、MIP图像(Maximum/minimum IntensityProjection)、交叉剪接图像及慢游技术(fly-through)图像等一般进行确认病变的检查。在此，所谓CPR图像是将特定的血管的运行在二维空间上描述的图像。还有，SPR图像是将沿着CPR图像上的血管的线(例如：血管芯线)伸长拉直表现出来的图像。MIP图像是在处理投影三维图像的图像上，将投影方向上的图像素的最大值(或最小值)作为投影图像的图像素的图像。还有，所谓交叉剪接图像是在血管垂直的断面上切割的断面图像。再有，所谓慢游技术(fly-through)图像是显示向血管内的某个地点的血管方向的外观的图像。在此，进行PCI治疗的时候，为了正确地进行治疗，一边参照这些CPR图像、SPR图像、交叉剪接图像、及慢游技术(fly-through)图像等的医用图像一边实施治疗的措施增加了。
具体的说，事前在CT、MRI或3D(三维)血管造影装置等的医用诊断装置上，将被再构成的医用图像储存起来，在PCI治疗的时候，医师等的操作者取得储存好的医用图像，边参考该医用图像，边在X射线透视下进行血管造影和球囊扩张形成术，支架留置术等。
但是，在参照用于支援这些治疗的医用图像中，治疗中医师等的操作者参照X射线的透视显示部中被放映出的透视图像，确认导管的大体的位置，有必要用鼠标指定相当于那个大***置的医用图像的显示位置。这样一来，在通过操作者自己动手根据大概的位置将医用图像显示出来的方法中，能否进行用于支援快速适当的治疗的医用图像的显示，很大程度要靠操作者的经验。因此，每个操作者治疗的时间和正确率不同。
以前，作为正确把握导管的先端的位置的技术，正在提出以下的技术：将半导体芯片装到导管的尖部，根据外部的位置检出装置检验出那个半导体芯片的位置的技术(参照日本特开2000-342580号的文件)和安装在被检体上的多个标记。从该标记的位置和导管的位置的关系中算出导管的座标(参照日本特开2001-305032号的文件)。
但是，为了在这些文献的任何一个技术中也把握导管的位置变为必需的大而且复杂的装置。所以，用这些的位置检出并求出参照的图像的装置也变为必需的大的而且复杂的装置，在此，单一为了支援治疗而将相当于患部的部分的医用图像作为显示的装置，就过于花费成本了。
而且，所谓血管内治疗的治疗方法是将导管和导向钢丝(以下，记载为钢丝)***血管内进行，依据用这个导管治疗患部，可以低侵袭地获得治疗效果，所以是近年快速扩大的治疗法。使用这样的治疗法的时候，作为被使用的X射线诊断装置，提供实时显示被检体的血管的二维图像的技术(例如：参照日本特开2006-34952号的文件)。有用这样的X射线图像诊断装置一边参照二维的投影图像，一边往血管内***导管或导向钢丝导管，进行治疗的技术。
但是在上述的技术中有以下那样的问题。也就是说，不能只在二维的投影图像中，正确确认为了治疗和诊断的必要的血管壁的厚度和在血管内的厚度方向的状况等，在进深方向上的被检体的信息。因此，为了正确且容易地进行治疗或诊断，正在被期待着可以显示在进深方向上的被检体的信息的X射线诊断装置，医用图像处理装置及图像处理方法。
发明内容
本发明因鉴于上述事情，所以其目的在于：随着被曝降低实现导管术的作业支援。
本发明的第1局面提供的医用图像处理装置包括：
图像储存部，储存与被检体有关的三维图像的数据，该被检体接受利用了管腔内***器具的技术；
管腔检出部，从上述三维图像中检测出表示特定的管腔的走向状态的管腔线；
目前位置特定部，基于离与上述管腔内***器具有关的基准位置的进入距离和上述检测出的管腔线，确定上述管腔内***管的目前位置；
断面图像发生部，从上述三维图像的数据中，生成与通过管腔线上的上述目前位置、上述目前位置的前方或后方中的至少一方的位置的断面有关的断面图像的数据；以及
显示部，显示上述生成的断面图像的数据。
本发明的第2局面提供的X射线诊断装置包括：
X射线管；
X射线检测器；
图像储存部，储存与被检体有关的三维图像的数据，该被检体接受利用管腔内***器具的技术；
管腔检出部，从上述三维图像中检测出与特定的管腔有关的管腔中心线；
距离测量部，反复测量上述管腔内***器具的进入距离；
目前位置特定部，基于上述测量的管腔内***器具的进入距离和上述检测出的管腔中心线，反复确定上述管腔内***器具的目前位置；
断面图像发生部，从上述三维图像的数据中，反复发生与通过管腔线上的上述目前位置、上述目前位置的前方或后方中的至少一方的位置的断面有关的断面图像的数据；以及
显示部，显示上述发生的断面图像的数据。
在下面的描述中将提出本发明的其它目的和优点，部分内容可以从说明书的描述中变得明显，或者通过实施本发明可以明确上述内容。通过下文中详细指出的手段和组合可以实现和得到本发明的目的和优点。
附图说明
引入说明书并构成说明书的一部分的附图描述本发明当前优选的实施方式，并且与上述的大体说明以及下面的对于优选实施方式的详细描述一同用来说明本发明的原理。
图1为表示与实施方式1-1相关的X射线诊断装置的装置构成的概要的图。
图2为与实施方式1-1相关的X射线诊断装置的框图。
图3为说明依据图像处理部在目前的导管的先端的位置上的交叉剪接图像的抽出的图。
图4为说明依据标记附加部附加标记到CPR图像的目前的导管的尖端的位置的图。
图5为为了支援依据与实施方式2-1相关的X射线诊断装置的治疗的医用图像显示的流程图。
图6为表示与实施方式2-1相关的X射线诊断装置的构成的框图。
图7为说明关于与实施方式相关的X射线诊断装置的动作的流程图。
图8为表示在实施方式2-1上的CT图像数据的显示例的说明图。
图9为表示在实施方式2-1上的CT图像数据的血管抽出图像的显示例的说明图。
图10为表示在实施方式2-1上的二维的X射线血管造影图像的显示例的说明图。
图11A为表示在实施方式2-1上的显示例的说明图。
图11B为表示在实施方式2-1上的显示例的说明图。
图12为表示实施方式2-1上的血管断面图像的显示例的说明图。
图13为说明关于在实施方式2-1上的X射线诊断装置的动作的流程图。
图14为说明关于在实施方式2-3上的X射线诊断装置的动作的流程图。
图15为表示在实施方式2-3上的显示例的说明图。
图16为表示在变形例上的基准位置校正顺序的流程图。
图17为图16的S14的补充图。
图18为图16的S15的补充图。
具体实施方式
以下，依据实施方式对本发明进行说明
本发明是与血管内***器具有关连。典型的血管内***器具是导管。但是，作为本发明的血管内***器具，可以采用钳子、导管、导向钢丝、支架、驱动器***的任何一个。以下，作为血管内***器具采用导管而进行说明。
而且，本发明提供导管的特定位置相关的图像。典型的这个特定位置是导管的尖端。但是，作为本发明的导管的特定位置，可以采用尖端、从尖端向所定距离后方的中间位置、支架标记位置的任意一个位置。以下，作为本发明的导管的特定位置采用导管的尖端位置而进行说明。
[实施方式1-1]
参照图1说明与本实施方式相关的X射线诊断装置的全体的装置构成。本实施相关的图像诊断***如图所示，是由CT装置005等的医用图像诊断装置，和该CT装置005通过网络被接续的工作站001，和该工作站001通过网络被接续的X射线图像诊断装置006，还有，和工作站001被接续的传感器111被编入的集线器003及导管002的构成。在此，本实施方式中将为了支援治疗作为形成医疗图像的装置而使用CT装置005，但是，这个既可以是形成能够使用于支援治疗的医用图像的装置，也可以是该他的装置。例如：也可以是MRI装置或3D(三维)血管造影装置。而且，在本实施方式中，将在X射线图像诊断装置006中被形成的图像显示在工作站001上，但是，也可以将它显示在该他的显示部等上。这个X射线图像诊断装置006包含“X射线摄图像手段”及“图像生成手段”。还有，本实施方式的场合，工作站001的显示部007相当于“X射线图像显示手段”。
X射线图像诊断装置006具备载置被检体的寝台、架台、向被检体曝射X射线的X射线源、检出透过被检体的X射线的X射线检出器和相对保持X射线源和X射线源检出器的C形臂。这个C形臂将通过等角点并大略直交的两个轴作为回转中心在架台上可以回转地安装X射线源和X射线检出器。
刻度004在导管002上间隔相等地刻上。在图1为了说明刻度004放大间隔，但是，这个刻度实际上是毫米单位的刻度。而且，这个刻度004的间隔越小越提高距离测量的精度，所以最好是根据被要求的距离测量的精度将刻度004做细。依据医师等的操作者(以下，只称为“操作者”)被检体的管腔，典型的是血管里将导管002***到狭窄部位等的患部。这种导管002的***在X射线透视下进行。也就是说，操作者一边参考在***导管002中的X射线图像一边进行***导管002。操作者用一边参照根据在工作站001中显示的X射线图像诊断装置006生成的X射线透视图像一边用在导管002的尖端配置的球囊(无图示)等进行患部的治疗。
在集线器008中被设置为了通过导管002的孔。导管002通过集线器003上被设置的孔，在这个孔的圆周方向和直交的方向上可能滑动地配置。操作者将集线器003放在被检体上，进行能够将导管002只移动到孔的圆周方向和直交的方向上，固定孔的圆周方向的导管002的移动，便于进行导管002的血管内的***。在集线器003中后述的为了读取导管002的刻度004的传感器111被设置。
工作站001在***导管002之前，预先从CT装置005取得医用图像。在此，在本实施方式中，为了提升工作站001的处理速度，从CT装置005取得医用图像，但是不限定于这样，也可以不是先取得医用图像，在工作站001必要的时候从CT装置005取得必要的图像的构成。而且，在本实施方式中，作为为了生成及显示在导管002的治疗的时候参照的图像的医用图像处理装置，CT装置005以外还设置工作站001，但是也可以在CT装置005等的医用图像诊断装置中直接编入医用图像处理装置的机能的构成。
CT装置005向被检体照射X射线，对该透过的X射线进行处理，从而生成医用图像。在此，在本实施方式中，基于由CT装置005收集的三维图像数据(体数据)，生成容积重建图像、2D(二维)投影图像、CPR图像、SPR图像、漫游(fly-through)图像、MIP图像及交叉剪接图像。此时，在CT装置005中通过进行信号值的根据閾值的血管的抽出，还有对该血管进行细线化处理，连接在该细线化的各点上的内接圆的中心等，能求出血管芯线(相当于血管的大略中心的线)。作为表示血管的走向状态的血管线(管腔线)的一例，使用这个血管芯线。
其次，一边参照图2一边详细说明X射线诊断装置。如图2所示，在工作站001中配置统括控制部101、图像储存部102、图像处理部103、显示控制部105、显示部107及包括输入部108的用户界面106、以及构成距离测量部109的一部的计数器110。
图像储存部102是硬盘和显示部等的储存媒体。在图像储存部102中储存，在CT装置005上形成的三维图像数据及根据这个三维医用图像数据被生成的是医用图像的容积重建图像、2D投影图像、CPR图像、SPR图像、漫游(fly-through)图像、MIP图像及交叉剪接图像。在这里，在本实施方式为了能够参照更多的图像，将上述的六种图像储存在图像储存部102中，但是，在本发明储存至少一种图像就可以。而且，也可以使用上述的六种以外的图像。
图像储存部102还储存CT装置005求出的血管芯线的信息。在此，血管芯线的信息是使在各图像被显示出的坐标空间内的血管芯线上的点的坐标位置对应在该血管芯线上的距离的被显示出来的信息。也就是说，根据这个血管芯线的信息能够求出血管芯线上的2点间的距离。而且，上述的漫游(fly-through)图像及交叉剪接图像分别与在血管芯线上的点对应地储存。这个图像储存部102在本发明中相当于“储存部”。而且，这个漫游(fly-through)图像及交叉剪接图像在本发明中相当于“第1的医用图像”。再有，这个容积重建图像、2D投影图像、CPR图像、MIP图像及SPR图像在本发明中相当于“第2的医用图像”。
距离测量部109具有计数器110及传感器111。如上所述，计数器110被配置在工作站001中。而且，传感器111被配置在附属于导管002中的集线器003中。这个距离测量部109相当于“距离测量手段”。
传感器111读出在导管002上刻上的刻度004。在此，将导管002向血管的进深方向***的方向称为“行进方向”，将导管002从血管中拔出的方向称为“逆方向”。传感器111将导管002向行进方向前进的时候，每次读出刻度004都将+1的信号发送到计数器110。而且，传感器111将导管002向逆方向前进的时候，每次读出刻度004都将-1的信号发送到计数器110。这个计数器110的+1、-1相当于刻度004的最小单位。传感器111适应该最小单位的精度读出刻度004。
距离测量部109接收从统括控制部101的根据操作者指定的基准位置的信号这个基准位置是距离测量部109测量距离的时候作为基准的导管被***的血管上的导管002的尖端位置的地点。操作者在初次***导管002的时候，或者变更作为后述对象的血管的时候进行基准位置的指定。距离测量部109从该基准位置测量导管002的尖端移动的距离。距离测量部109一旦接收基准位置的指定的输入就重置计数器110。计数器110一旦接收从传感器111发过来的+1的信号就使计数器增加1。而且，计数器110一旦接收从传感器111发过来的-1的信号就使计数器减少1。
距离测量部109根据在计数器110的计数值算出从基准位置的导管002的尖端移动的距离。距离测量部109将算出的从基准位置的导管002的尖端移动的距离输入到统括控制部101。
统括控制部101控制各机能部的动作。实际上，各控制部通过这个统括控制部101进行信息的接收发送。但是，在说明的情况上，有的部分有不通过统括控制部101直接各机能部彼此直接接收发送信息的说明。
统括控制部101接收由操作者通过输入部108输入的指定基准位置的输入信号。在此，操作者一边参照根据通过X射线图像诊断装置006目前生成的X射线图像，一边导管002到了特征性位置(例如，冠状动脉根(冠状动脉基干部))等的时候，由操作者按指定基准位置的电钮进行基准位置的指定的输入。并且，统括控制部101根据基准位置的指定，将信号发送到距离测量部109。之后，统括控制部101接收从距离测量部109发过来的导管002的尖端所移动的距离的输入。并且，统括控制部101将导管002的尖端所移动的距离发送到图像处理部103。
图像处理部103具有标记附加部。而且，图像处理部103接收与由操作者输入的基准位置对应的医用图像的指定并储存这个医用图像的信息。如上所述，因为作为基准位置指定特征性位置，所以操作者容易确定该场所。因此，操作者很容易指定与该场所对应的医用图像。以下，关于对各种类的医用图像的与基准位置对应的医用图像的指定，具体地说明。这个图像处理部103在本发明中相当于“图像处理手段”。
操作者使用用户界面106，作为与基准位置对应的医用图像，从图像处理部103储存的医用图像中指定基准位置的漫游(fly-through)图像及交叉剪接图像，而且该图像的识别信息储存在图像处理部103。在此，基准位置的漫游(fly-through)图像，以及交叉剪接图像分别是指在从基准位置看向血管的进深方向的视线的漫游(fly-through)图像，以及在基准位置与血管成直角的平面上切割时的交叉剪接图像。这时，在图像处理部103中储存，被指定的图像相当于在图像储存部102中被储存的血管芯线上的哪个位置的图像。
对此，容积重建图像、2D投影图像、CPR图像、MIP图像及SPR图像的场合，这些图像是全体血管显示出来的，不是对应血管上的各点的医用图像。因此，容积重建图像、2D投影图像、CPR图像、MIP图像及SPR图像的场合，不能指定在基准位置上的图像。在此，操作者使用用户界面106，将容积重建图像、2D投影图像、CPR图像、MIP图像及SPR图像显示在显示部107中，在各种图像里被显示的血管上的基准位置上添加标记。并且，操作者将该被添加标记的容积重建图像、2D投影图像、CPR图像、MIP图像及SPR图像等的各图像上的位置储存到图像处理部103中。这时，图像处理部103参照在图像储存部102中被储存的血管芯线的信息以及作为基准位置被附上标记的血管上的位置的信息，而且储存基准位置相当于在血管芯线上的哪个位置。而且，操作者进行***导管002的对象的血管的指定。具体地说，操作者通过用户界面106从被储存在图像储存部102中的血管芯线中指定***导管002的对象的血管的血管芯线等，进行血管的指定。这个血管的指定在初次***导管002的时候和在治疗中变更***导管002的血管的时候进行。图像处理部103储存对象的血管的信息。并且，图像处理部103对作为对象被选择的血管进行以下说明的处理。
图像处理部103基于通过统括控制部101输入的从基准位置的导管002的尖端的移动距离，而且将该导管002的尖端的目前的位置所对应的漫游技术(fly-through)图像及交叉剪接图像从图像储存部102抽取出。这个是，例如，首先图像处理部103从作为基准位置的图像被指定的图像求出该基准位置的血管芯线上的位置。并且，图像处理部103基于求出的基准位置的血管芯线上的位置以及被输入到的移动距离求出求出与目前的导管002的尖端的位置相对应的该血管芯线上的位置。通过这样的处理方法，可以实现上述的抽取出。而且，图像处理部103基于求出的血管芯线上的位置，从图像储存部002抽取出在目前的导管002的尖端的位置上的漫游技术(fly-through)图像及交叉剪接图像。关于通过这个图像处理部103的在目前的导管002的尖端的位置的交叉剪接图像的抽取出，参照图3进行说明。图3为说明依据图像处理部103在目前的导管002的先端的位置上的交叉剪接图像的抽出的图。图像处理部103基于被输入的基准位置上的交叉剪接图像302的信息，求出血管芯线305上的基准位置301。并且，图像处理部103接收通过距离测量部109测量的导管002的尖端的移动距离a的输入。而且，图像处理部103基于在图像储存部102中被储存的血管芯线305的距离，求出在血管芯线上从基准位置301移动距离a的点303。而且，图像处理部103抽取出在图像储存部102被储存的点303的交叉剪接图像304。
还有，标记附加部104基于从统括控制部101输入的基准位置的导管002的尖端的移动距离，在容积重建图像、2D投影图像、CPR图像、MIP图像及SPR图像的各种图像的血管上的导管002的尖端的目前位置上添加标记。具体地说明，标记附加部104从图像处理部103储存的基准位置的血管芯线上的位置移动距离分移动的血管芯线上的位置上添加标记。关于通过这个标记附加部104在CPR图像的目前的导管002的尖端的位置上附加标记，参照图4进行说明。图4为说明依据标记附加部附加标记到CPR图像的目前的导管的尖端的位置的图。标记附加部104接收由CPR图像上的血管芯线405上的标记402求出的基准位置401。并且，标记附加部104接收通过距离测量部109测量的导管002的尖端的移动距离b的输入。并且，标记附加部104基于在图像储存部102被储存的血管芯线405的距离，求出在血管芯线上从基准位置401移动距离b的点403。并且，标记附加部104在图像储存部102被储存的CPR图像上相当于点403的位置附加标记404。
如上所述，基于从导管002的尖端的基准位置的移动距离，抽取出与目前的导管002的尖端的位置相对应的漫游技术(fly-through)图像及交叉剪接图像，还有，生成在抽取出与目前的导管002的尖端的位置上附加标记的容积重建图像、2D投影图像、CPR图像、MIP图像以及SPR图像的事就是在本发明中相当于所谓的“将尖端的位置与含该尖端的位置的医用图像关联起来的”的处理。
图像处理部103将取得的漫游技术(fly-through)图像、交叉剪接图像以及附加标记的容积重建图像、2D投影图像、CPR图像、MIP图像以及SPR图像输出给显示控制部105。
显示控制部105基于事前储存的格式，将与导管002的尖端的目前的位置相对应的漫游技术(fly-through)图像、交叉剪接图像、容积重建图像、2D投影图像、CPR图像、MIP图像以及SPR图像显示在显示部107上。这个显示控制部105是在本发明中相当于“显示控制手段”。
在此，在本实施方式中，为了表示更多的图像而用于支援治疗的信息更多，在是储存的医用图像的漫游技术(fly-through)图像、交叉剪接图像、容积重建图像、2D投影图像、CPR图像、MIP图像及SPR图像那样的全种类的图像上表示与导管002的尖端的目前的位置相对应的医用图像，但是，不一定全种类的图像，也可以显示其中的一个或任何一个图像。例如，操作者事先通过用户界面106从被储存的医用图像的种类中选择必要的图像的种类，基于这个选择的结果，通过图像处理部103只取得或者作成被选择的种类的图像，输出给显示控制部105，通过显示控制部105在显示部107上显示被选择的种类的医用图像，这样的构成也可以。
其次，参照图5，说明为了支援与本实施方式相关的依据医用图像处理装置的治疗的医用图像的显示的流程。在此，图5是为了支援与本实施方式相关的依据医用图像处理装置的治疗的医用图像显示的流程图。
步骤S001：图像储存部102接收在CT装置005中被形成的三维图像数据、血管芯线的信息，并且储存该医用图像及该血管芯线的信息。此时，将该三维图像数据与C形臂的方向关联起来。基于这个进行相对应的信息，以后回转移动C形臂的时候，根据三维图像数据通过图像处理生成的容积重建图像、2D投影图像、CPR图像、MIP图像及SPR图像的方向与C形臂的回转移动联动而变更。
步骤S002：初次将导管002***到血管中的时候，或者变更***导管002的血管的时候，前进到步骤S003。已经将导管002***到血管里并不变更***的导管002的血管的时候，前进到步骤S009。
步骤S003：操作者通过用户界面106指定***导管002的血管。
步骤S004：操作者将导管002***到步骤S003中指定的血管内。
步骤S005：操作者参照导管002被***的目前的状态的被检体的X射线图像，通过输入部108输入将特征位置为基准位置的指定。
步骤S006：计数器110接收来自统括控制部101的基准位置的指定的信号的输入，清除计数器的计数。
步骤S007：操作者通过用户界面106，将与基准位置相对应的漫游技术(fly-through)图像及交叉剪接图像的指定输入到图像处理部103。并且，操作者在容积重建图像、2D投影图像、CPR图像、MIP图像以及SPR图像上的基准位置上附加标记，将在各种的图像的血管芯线上的基准位置的指定输入到图像处理部103。
步骤S008：图像处理部103基于被输入的指定，储存在对应的漫游技术(fly-through)图像、交叉剪接图像、容积重建图像、2D投影图像、CPR图像、MIP图像以及SPR图像上的血管芯线上的基准位置的信息。
步骤S009：传感器111读出导管002的刻度004，在该前进方向上计数刻度004的场合，向计数器110输出+1，在该反对方向上计数刻度004的场合，向计数器110输出-1。
步骤S010：计数器110接收来自传感器111的输入，+1被输入的时候加上1，-1被输入的时候减去1，计数器110进行这样的计数。
步骤S011：距离测量部109基于计数器110的计数结果，求出导管002的尖端的从基准位置移动的距离。
步骤S012：图像处理部103接收通过距离测量部109测量的从导管002的尖端的基准位置的移动距离，基于储存在图像储存部102里的三维图像数据的信息，生成到位于目前导管002的尖端的位置的地方移动位置的漫游技术(fly-through)图像及交叉剪接图像。
步骤S013：标记附加部104接收通过距离测量部109测量的从导管002的尖端的基准位置的移动距离，基于储存的容积重建图像、2D投影图像、CPR图像以及SPR图像上的血管芯线上的基准位置，在位于容积重建图像、2D投影图像、CPR图像、MIP图像以及SPR图像上的目前导管002的尖端的地方附加标记。
步骤S014：显示控制部105接收来自图像处理部103的在目前导管002的尖端的位置的漫游技术(fly-through)图像及交叉剪接图像，以及，在位于目前导管002的尖端的位置被附加标记的容积重建图像、2D投影图像、CPR图像、MIP图像及SPR图像，并且在显示部107上显示这些图像。
步骤S015：治疗结束的时候，医用图像处理装置结束为了支援治疗的医用图像的显示的动作。治疗没有结束的时候，前进到步骤S002。
如上所述，在与本实施方式相关的医用图像处理装置中，求出从基准位置的导管的尖端的移动距离，基于该求出的移动距离，可以自动显示在目前的导管002的尖端的位置的漫游技术(fly-through)图像及交叉剪接图像，以及，附加表示目前的导管002的尖端的位置的标记的容积重建图像、2D投影图像、CPR图像、MIP图像及SPR图像。依据上述的内容，不仅操作者能够容易地参照为了支援治疗的图像，而且不用指定与目前导管002的尖端的位置相对应的医用图像，也不用根据得自经验推断导管002的尖端的位置。因此，与本实施方式相关的医用图像处理装置为治疗的效率化和准确性的提高可以做出大的贡献，因而能够更效率且准确(精准)地治疗。
另外，在本实施方式中为了将距离与图像或标记关联起来使用血管芯线，基准不限于这个，是可以与血管的距离关联起来的基准即可采用，例如利用只不过是将血管细线化可以求出的构造线也可以。
[实施方式1-2]
以下，对于与这个发明的实施方式1-2相关的医用图像处理装置进行说明。与本实施方式相关的医用图像处理装置接收由操作者用任何一种的医用图像指定基准位置的指定，也可以决定其他的医用图像的基准位置，这个方面和第1的实施方式不同的构成。因此，在以下的说明中，对于基准位置的指定及与移动后的尖端的位置关联起来的医用图像的选择主要进行说明。在与本实施方式相关的医用图像处理装置中的机能部的结构也和在图2中被显示的框图一样。
基于图像储存部102储存的三维图像数据(体数据)，将容积重建图像、2D投影图像、CPR图像、SPR图像、漫游技术(fly-through)图像、MIP图像以及交叉剪接图像中的一种的医用图像选择而生成。并且，操作者用选择的种类的医用图像，进行与基准位置相对应的医用图像的指定。也就是说，操作者选择漫游技术(fly-through)图像或交叉剪接图像的时候，操作者指定在基准位置上的漫游技术(fly-through)图像或交叉剪接图像。还有，操作者选择容积重建图像、2D投影图像、CPR图像、MIP图像或SPR图像的时候，操作者在选择的医用图像上的基准位置附加标记。
图像处理部103基于被关联起来的该医用图像，求出在血管芯线上的基准位置。具体地说，作为与基准位置相对应的医用图像指定漫游技术(fly-through)图像或交叉剪接图像的时候，图像处理部103求出该漫游技术(fly-through)图像或交叉剪接图像是在血管芯线上的何处位置上的医用图像，并且储存该血管芯线上的位置。另外，作为与基准位置相对应的医用图像指定容积重建图像、2D投影图像、CPR图像、MIP图像或SPR图像的时候，图像处理部103求出标记的位置相当于在血管芯线上的何处位置，并且并且储存该血管芯线上的位置。
并且，图像处理部103基于该基准位置的血管芯线上的位置和通过距离测量部109测量的导管002的尖端的位置的移动距离，将与目前导管002的尖端的位置关联起来的医用图像抽出或根据三维图像数据(体数据)生成。图像处理部103不仅对为与基准位置相对应的医用图像的指定使用的种类的医用图像，而且对其他的种类的医用图像也进行上述的医用图像的抽出或生成。图像处理部103将与导管002的尖端的位置关联起来的医用图像向显示控制部105输出。
显示控制部105将来自图像处理部103输入的与导管002的尖端的位置关联起来的医用图像在显示部107上显示。
如上所述，在与本实施相关的医用图像处理装置中，在一个种类的医用图像上进行与基准位置相对应的医用图像的指定，所以可以显示与目前导管002的尖端的位置相对应的其他种类的医用图像。因此，能够不仅减轻操作者的负担，而且更效率地治疗。
[实施方式2-1]
以下，对于与本发明的实施方式2-1相关的X射线诊断装置、医用图像处理装置以及图像处理方法，参照图6至图13进行说明。图6为表示与实施方式2-1相关的X射线诊断装置1(X射线诊断装置)的框图。本装置1是由医用图像处理装置10、CT装置20和X射线诊断装置30构成的。但是，在CT装置中被收录的三维图像数据通过网络向医用图像处理装置10发送。
医用图像处理装置10是由CT图像数据取得部11(图像取得手段)、装置控制部12、操作部13、图像储存部14、演算部15、图像作成部16(作成手段、抽出手段)、储存部17、显示控制部19、2维X射线图像取得部21(图像取得手段)以及位置信息输入部22(位置取得手段)构成的。
上述CT图像数据取得部11是为了从CT装置20取得所要的CT的三维图像数据的。装置控制部12主持这个医用图像处理装置10全体的控制动作。操作部13(输入手段)是为了点击在显示上的特定的地方的操作或选择图像等，由鼠标或控制面板等构成的。
图像储存部14是储存在CT图像数据取得部11(图像取得手段)和二维X射线图像取得部21(图像取得手段)上取得的图像等的储存手段。图像作成部16连同图像储存部14在内作成为了显示在后述的显示部36上的图像。
显示控制部19将在上述图像储存部14及上述图像作成部16上作成的三维图像的断面图像显示在显示部36上。支持器控制部23是为了控制后述的X射线诊断装置30的C形臂33的位置和角度。另外，二维X射线图像取得部21是获取来自后述的X射线检出器35的二维图像数据的手段，位置信息输入部22是为了生成后述的断面图像，获取来自位置检出装置38的位置信息。
X射线诊断装置30是由载置被检体的寝台31、架台32、被这个架台32支撑，并且以图示A轴为中心围绕A轴向图示箭头所指的R方向回转的C形臂33、在这个C形臂33的一端部设置的X射线源34、C形臂33的另一端部设置的X射线检出器35、具有显示包含被生成的图像的多个图像的多个显示部的显示部36(显示手段)以及为了检出被检体K的体内被***的导管W的位置的位置检出装置(检出手段)构成的。
显示部36是将通过显示控制部19输出的三维图像等显示在图面上的，例如，在五个的显示图像的图像显示部36内是由显示二维X射线图像的显示部36a(第1显示手段)、显示CT图像数据的CT用显示部36b以及显示血管断面图像的断面图像用显示部36c-36e构成的。
寝台31能够向铅直方向及水平方向移动，因此，被检体K适宜被配置在X射线源34和X射线检出器35之间。
C形臂33是将X射线源34和X射线检出器35相对而支撑的构造。X射线源34未图示，但是，具有对被检体K照射X射线的X射线管球和准直该X射线管球照射的X射线的准直器。一方面，X射线检出器35是，例如I.I.(图像增强器)或作为I.I以外的检出装置的X射线平面检出器也可以。
其次，参照图6的流程图，关于在本实施方式的第1的实施方式上的图像显示装置的处理顺序，例如以在导管术的状况上为例进行说明。
首先，在步骤(ST)1上，通过CT图像取得部11，从CT装置20取得如图8所示的三维CT图像数据(三维图像)45。
三维的CT图像数据45是，收集经过人体的周围一周360度的X射线二维图像，并且通过进行再构成演算这些图像而再构成二维的断层图像的CT(Computed Tomography)装置20作成的体数据(三维图像数据)。这时，将该三维图像数据的方向与C形臂33的方向关联起来。基于这进行关联起来的信息，以后回转移动C形臂33的时候，将由于三维图像数据通过图像处理生成的血管抽出图像、容积重建图像、2D投影图像、CPR图像、MIP图像以及SPR图像的方向跟C形臂33的回转移动联动更变。
其次，显示用的血管抽出图像47根据这个体数据45生成，在CT用显示部36b(第1显示手段)上显示(ST2)。详细说来，例如，首先，体数据45在CT用显示部36b上显示的状态中，操作者通过在操作部13上点击等的操作选择确定的血管46等，由于这个体数据45，通过装置控制部12只抽出作为对象的血管46的血管抽出图像47生成。图9中出示血管抽出图像47的显示例。这个血管抽出图像47被显示在例如CT用显示部36b上。另外，代这个血管抽出图像47，也可以用容积重建图像、2D投影图像、CPR图像、SPR图像、漫游技术(fly-through)图像、MIP图像及交叉剪接图像等。
一方面，通过二维X射线图像取得部21取得X射线诊断装置30摄影的被检体的二维X射线图像48(ST3)。其次，这个二维的二维X射线图像48被显示在显示部36的图像显示部36a上(ST4)。图10中出示这个二维X射线图像48的显示例。导管W已经被***而存在显示图像的范围内的时候，这个导管W的图像也被显示。因此，由于操作者视觉认识这个二维X射线图像，就能够确认导管W在哪个位置上。
如图7所示，其次，根据操作者在显示的二维X射线图像上的某地方通过操作部13点击等，将该点击等的地方作为基准位置P1指定(ST5)。另外，这个点击根据操作部13内的鼠标和键盘，或按触式控制盘等进行操作。
基准位置P1，如图8所示，根据操作者在工作上希望确认断面图像的位置指定。基准位置P1，作为典型例是导管W的尖端的位置W1。二维X射线图像上的导管W的尖端W1被点击。基于这个输入结果，基准位置P1的二维X射线图像48上的坐标确定，如图11A、图11B所示，指图面上被点击的部分的文字P1在图面上显示。而且，基于这个位置信息，在血管抽出图像47上与位置P1相对应的地方也显示基准位置P1。另外，将图像上的坐标与这个血管抽出图像47和二维X射线图像关联起来，所以操作者一边看显示的二维X射线图像，一边点击在血管抽出图像47上想存在导管W的尖端W1的位置，由于这样做，输入基准位置P1也可以。
其次，将以后显示的血管断面图像49作为显示的对象的断面位置算出而决定(ST6)。在此，基准位置P1和从基准位置P1起沿着血管芯线46a(出示血管的走向状态的管腔线)在导管***方向上的所定距离，例如向1cm前进的地方和再前进1cm的地方的距离由位置检出装置38算出作为断面图像显示的对象的断面位置P2、P3。关于这些断面位置P2、P3、如各种图11A、图11B所示显示出来。另外，从基准位置P1往前进的位置(前方的位置)以外，将从基准位置P1往后的位置的断面图像显示出来也可以。
其次，在与这个显示对象位置P1、P2、P3相对应的血管46的各部位上，作成如图12所示的血管的断面图像49(ST7)。
另外，作为体数据45，使用血管中心坐标抽出完了后的体数据。在实际的临床场面中，操作者在CT摄影图像后追踪血管芯线46a，所以可以使用该血管芯线46a本身的数据。
接着，被生成的三个的血管断面图像49在作为第2显示手段的显示部36c-36e上分别显示(ST8)。例如如图13所示，三个的血管断面图像49依次并列显示，并且基准位置P1、从基准位置P1向前进方向移动1cm的部位P2的血管断面图像49以及从基准位置P1向前进方向移动2cm的部位P3的血管断面图像49分别从上往下依次显示。
另外，作为选项，操作者随着作业的推移，能够指定输入其他的部位(ST9)，发生该输入的时候，回到上述ST5。也就是说，输入了基准位置就显示该位置，同时在显示部上更新显示对于与该基准位置相对应的断面位置的血管断面49。
如上所述，根据第1的实施方式，由于通过并列显示血管抽出图像47、2维X射线图像48以及血管断面图像49，而且操作者指定想看的地方，显示适于治疗或诊断的部位的血管断面图像49，所以能够容易进行治疗或诊断。
因而，能够一边确认血管的弯曲或断面积等那样的，基于只有二维X射线图像不能把握的有关进深方向的被检体的信息，一边在血管内***移动导管或导向钢丝。所以，治疗血管46的狭窄部或动脉瘤等的时候也恰当有效。而且，因为能够随时把握在适合治疗或诊断的推移状况的位置的断面，所以很方便。
而且，因为不仅这些图像的基准位置P1，而且其他(从基准位置P1的前方或后方)的断面位置P2，P3也显示出来，所以容易把握显示的图像的相互关系。因此，操作者通过断面图像可以知道在作业部位及该作业部位的前方(前进方向)的血管内的情况。
血管内治疗的时候，有时发生根据血管断面图像49研究治疗计划的状况，例如在削掉血管内的斑块的治疗上，观测斑块的附着方向和斑块量，研究应该削掉血管的哪边多大程度等那样的治疗计划，有时发生这样的状况。只有通过在导管治疗室的X射线诊断装置1实时取得的血管的二维X射线图像48的场合，操作者必要在头脑中进行治疗以前的断面图像49和目前能看到的二维X射线图像48之间的三维几何学位置关系的变换，而且一边参考治疗以前的血管断面图像，一边看眼前显示的通过X射线装置取得的二维血管图像，这样进行治疗诊断，但是依据本实施方式，正在治疗或诊断的时候也能够实时显示断面图像49。
[实施方式2-2]
其次，关于与本发明的实施方式2-2相关的X射线诊断装置、医用图像处理装置以及图像处理方法，参考图13进行说明。同时，在与本实施方式相关的数据处理装置、X射线诊断装置以及数据处理方法中，除了步骤ST25至步骤ST29以外和和与第1实施方式相关的数据处理装置、X射线诊断装置以及数据处理方法相同，所以省略说明。
在上述第1的实施方式中，操作者在二维X射线图像上点击指定基准位置P1，但是在这个实施方式中，通过位置检出装置38等检出作为基准位置P1的导管W的位置信息。
在本实施方式中，如图13所示，和上述第1实施方式一样，进行步骤ST1至步骤ST4的处理后，通过位置信息输入部22取得来自位置检出装置38的导管W的位置信息(ST25)。
其次，基于这个检出结果，将位于导管W的尖端的位置的部位确定为基准位置P1，并且进行和上述第1实施方式的步骤ST6至步骤ST8一样的处理(ST26、ST27、ST28)。而且，每一定时间或者导管W每前进一定距离，进行基准位置P1的再检测出(ST29)，反复进行上述动作。
这个检出装置38，具备例如光发生部和受光部，可以适用光学性地检出导管的移动距离，基于血管形状，算出导管的尖端位置的。
除此之外，也可以由于在二维X射线图像48上显示的导管W的尖端位置W1检出导管的位置而确定基准位置。
在本实施方式相关的X射线诊断装置、医用图像处理装置以及图像处理方法上也能够得到和上述第1实施方式相关的X射线诊断装置、医用图像处理装置以及图像处理方法一样的效果。而且，本实施方式的场合，因为检出导管的位置而进行治疗或诊断，所以操作者的操作少，能够更快速且正确地操作作业。
[实施方式2-3]
其次，关于与本发明实施方式2-3的X射线诊断装置、医用图像处理装置以及图像处理方法，参照图14及图15进行说明。
同时，在与本实施方式相关的数据处理装置、X射线诊断装置以及数据处理方法上，除了步骤ST31至步骤ST32以外和第2实施方式相关的数据处理、X射线诊断装置以及数据处理方法相同，所以省略说明。
在本实施方式中，如在图14的流程图上的ST31-ST33所示，在血管抽出图像47上，对于在通过X射线诊断装置收集的二维图像上指定的基准位置P1，每一定时间或者导管W前进一定距离的每距离，在血管抽出图像47上显示从基准位置P1前进的距离，反复进行这样的显示。
在此，首先，和第1实施方式一样，进行到步骤ST5的处理。输入了基准位置P1就在ST31中，由于输入的基准位置P1算出导管W的前进距离。
其次，在ST32中，进行向血管抽出图像47上的反映(ST32)而显示(ST33)。例如每一定时间或者导管W每前进一定距离，随着前进导管W，该导管W的位置在血管抽出图像47上更新显示
也就是说，这个实施方式的场合，不仅在实施方式1及实施方式2中所示的血管断面图像49的显示更新，而且如图15所示，在血管抽出图像上导管和导向钢丝等的导管W的显示位置由于该导管W的前进(移动)距离也进行更新显示。
在这个实施方式中，加上和上述第1及第2实施方式相同的效果，又因为在血管抽出图像47上也显示导管W，所以能够更容易且准确地进行治疗或诊断。
(变形例1)
不限于CT图像数据，MRI、PET等，只要是3D数据也可以适用于任何一个。作为数据的种类，在冠状动脉分支(coronary tree)和三维造影(3D angio)上也可以适用。
而且，如果体数据是血管芯线未抽出的数据的话，也可以在断面图像上点击确定的2点。
另外，在上述的第1、第2以及第3的实施方式中，以通过CT的心脏血管的体数据为例说明，本发明不限于心脏，也可以适用于全身哪个部位。而且，本发明不限于血管，也可以适用于其他的管腔脏器等。
而且，不限于CT图像数据，也可以适用于通过X射线诊断装置得到的体数据，尤其是X射线图像装置的体数据在治疗中能够作成，所以比CT图像数据优越得多。
而且，本发明不限于CT图像数据，MRI、PET等，只要是3D数据也可以适用于任何一个。
(变形例2)
如图16所示，术者在实施导管术的期间(S11)，反复校准(Calibration)基准位置的做法是为了回避导管尖端的实际的位置(目前位置)和在3D图像上的装置侧认识的导管尖端的位置的误差累积性地增大那样的不好情况，非常有效的。基于控制部12的控制，在从上次的校准处理的时候导管***规定距离(例如***5cm)或者从上次的校准处理的时候流逝规定时间(例如流逝2秒)的时点进行校准处理(S12)。作为校正处理，实际上将通过X射线图像诊断装置30将X射线只在极短时间内照射到被检体上，只有一次地取得二维X射线图像48(S13)。根据这个取得的二维X射线图像48，通过演算部5的图像抽出处理抽出导管图像，并且，如图17所示，将被抽出的该导管图像的尖端位置为在二维上实际的基准位置确定(S14)。而且将表现与被确定的二维上的实际的基准位置相对应的通过CT装置20收集的三维图像的三维坐标系上的基准线RL和血管中心线的交点或基准线RL和血管中心线最接近的血管中心线上的点为在三维坐标上的新基准位置同定(S15)。S12至S16的处理到导管术结束反复进行。另外，二维基准位置(导管尖端位置)，照上述进行，也可以通过图像处理自动地确定，也可以将取得的X射线图像在显示部上显示而手指定。
为了将在S15的二维X射线图像48与通过CT装置20收集的三维图像数据对相应起来，事前将二维X射线图像48的C形臂33的方向与该三维图像数据的方向相对应起来就可以。
还有，根据上述实施方式中展开的适宜多个的构成要素的组合，可以形成各种的发明。例如：既可以削除从实施方式中显示的全部构成要素的几个构成要素，又可以适当地组合不同实施方式内的构成要素。
本领域技术人员容易想到其它优点和变更方式。因此，本发明就其更宽的方面而言不限于这里示出和说明的具体细节和代表性的实施方式。因此，在不背离由所附的权利要求书以及其等同物限定的一般发明概念的精神和范围的情况下，可以进行各种修改。
Claims (20)
1.一种医用图像处理装置，其特征在于，包括：
图像储存部，储存与被检体有关的三维图像的数据，该被检体接受利用了管腔内***器具的技术；
管腔检出部，从上述三维图像中检测出表示特定的管腔的走向状态的管腔线；
目前位置特定部，基于离与上述管腔内***器具有关的基准位置的进入距离和上述检测出的管腔线，确定上述管腔内***管的目前位置；
断面图像发生部，从上述三维图像的数据中，生成与通过管腔线上的上述目前位置、上述目前位置的前方或后方中的至少一方的位置的断面有关的断面图像的数据；以及
显示部，显示上述生成的断面图像的数据。
2.根据权利要求1所述的医用图像处理装置，其特征在于，还包括：
距离测量部，测量上述管腔内***器具的进入距离。
3.根据权利要求2所述的医用图像处理装置，其特征在于：
上述距离测量部在上述被检体的体外测量上述管腔内***器具的移动距离。
4.根据权利要求2所述的医用图像处理装置，其特征在于：
上述管腔内***器具形成有刻度；
上述距离测量部包括：
传感器，检测出上述刻度并发生脉冲；
计数器，计数上述脉冲；以及
距离特定部，基于上述计数的脉冲数，确定离上述基准位置的上述进入距离。
5.根据权利要求2所述的医用图像处理装置，其特征在于：
上述距离测量部具有与上述管腔内***器具的移动相关联地进行动作的回转式编码器。
6.根据权利要求2所述的医用图像处理装置，其特征在于：
上述管腔内***器具是钳子、导管或导向钢丝。
7.根据权利要求1所述的医用图像处理装置，其特征在于，还包括：
图像取得部，取得二维图像的数据；以及
基准位置特定部，基于用户指令或从上述二维图像通过图像处理抽出的上述管腔内***器具的图像，在包含与上述管腔内***器具有关的图像的二维图像上的上述管腔内***器具的位置上，确定上述基准位置。
8.根据权利要求7所述的医用图像处理装置，其特征在于：
上述基准位置特定部在上述管腔内***器具从上次校准处理移动了规定距离的时点或从上述上次校准处理流逝规定时间的时点反复校准上述基准位置。
9.根据权利要求7所述的医用图像处理装置，其特征在于：
上述基准位置特定部确定与上述基准位置相对应的上述管腔中心线上的三维基准位置。
10.根据权利要求1所述的医用图像处理装置，其特征在于，还包括：
标记重叠部，将表示上述管腔内***器具的目前位置的标记重叠在上述图像储存部中与上述三维图像的数据一起储存的包含上述特定的管腔的医用图像上；
上述显示部将重叠了上述标记的医用图像与上述发生的断面图像一起显示。
11.一种X射线诊断装置，其特征在于，包括：
X射线管；
X射线检测器；
图像储存部，储存与被检体有关的三维图像的数据，该被检体接受利用管腔内***器具的技术；
管腔检出部，从上述三维图像中检测出与特定的管腔有关的管腔中心线；
距离测量部，反复测量上述管腔内***器具的进入距离；
目前位置特定部，基于上述测量的管腔内***器具的进入距离和上述检测出的管腔中心线，反复确定上述管腔内***器具的目前位置；
断面图像发生部，从上述三维图像的数据中，反复发生与通过管腔线上的上述目前位置、上述目前位置的前方或后方中的至少一方的位置的断面有关的断面图像的数据；以及
显示部，显示上述发生的断面图像的数据。
12.根据权利要求11所述的X射线诊断装置，其特征在于，还包括：
距离测量部，测量上述管腔内***器具的进入距离。
13.根据权利要求12所述的X射线诊断装置，其特征在于：
上述距离测量部在上述被检体的体外测量上述管腔内***器具的移动距离。
14.根据权利要求12所述的X射线诊断装置，其特征在于：
上述管腔内***器具形成有刻度；
上述距离测量部包括：
传感器，检测出上述刻度并发生脉冲；
计数器，计数上述脉冲；以及
距离特定部，基于上述计数的脉冲数，确定离上述基准位置的上述进入距离。
15.根据权利要求12所述的X射线诊断装置，其特征在于：
上述距离测量部具有与上述管腔内***器具的移动相关联地进行动作的回转式编码器。
16.根据权利要求12所述的X射线诊断装置，其特征在于：
上述管腔内***器具是钳子、导管或导向钢丝。
17.根据权利要求11所述的X射线诊断装置，其特征在于，还包括：
图像取得部，取得二维图像的数据；以及
基准位置特定部，基于用户指令或从上述二维图像通过图像处理抽出的上述管腔内***器具的图像，在包含与上述管腔内***器具有关的图像的二维图像上的上述管腔内***器具的位置上，确定上述基准位置。
18.根据权利要求17所述的X射线诊断装置，其特征在于：
上述基准位置特定部在上述管腔内***器具从上次校准处理移动了规定距离的时点或从上述上次校准处理流逝规定时间的时点反复校准上述基准位置。
19.根据权利要求17所述的X射线诊断装置，其特征在于：
上述基准位置特定部确定与上述基准位置相对应的上述管腔中心线上的三维基准位置。
20.根据权利要求11所述的X射线诊断装置，其特征在于，还包括：
标记重叠部，将表示上述管腔内***器具的目前位置的标记重叠在上述图像储存部中与上述三维图像的数据一起储存的包含上述特定的管腔的医用图像上；
上述显示部将重叠了上述标记的医用图像与上述发生的断面图像一起显示。
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