JP2004081569A - 血管造影撮影装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】血管造影検査中、術者が被検者を観察できる姿勢で、透視画像又は撮影画像を見ることができる血管造影撮影装置を提供する。
【解決手段】天井懸垂部125で懸垂されたCアーム124の上下両端にX線管102とI.I.103及びTVカメラ107が取り付けられ、ベッド101上に被検者を載せ、術者は、被検者の肘部の血管を穿刺し、カテーテルを挿入し、頭部にHMD(ヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構)121を装着して透視を行う。透視画像をHMD121で見ながらカテーテルを誘導し造影剤を注入して撮影を行う。画像ディスク装置(図示せず)に記憶された撮影画像が再生され、術者はHMD121で観察することができる。同時に撮影用モニタ112、113及び透視用モニタ115、116にもそれぞれ画像が表示される。
【選択図】 図1
【解決手段】天井懸垂部125で懸垂されたCアーム124の上下両端にX線管102とI.I.103及びTVカメラ107が取り付けられ、ベッド101上に被検者を載せ、術者は、被検者の肘部の血管を穿刺し、カテーテルを挿入し、頭部にHMD(ヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構)121を装着して透視を行う。透視画像をHMD121で見ながらカテーテルを誘導し造影剤を注入して撮影を行う。画像ディスク装置(図示せず)に記憶された撮影画像が再生され、術者はHMD121で観察することができる。同時に撮影用モニタ112、113及び透視用モニタ115、116にもそれぞれ画像が表示される。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、血管造影撮影装置に係わり、特に、透視及び撮影を行い、IVR(Interventioal Radiology)等を行うとき利用される撮影画像の再生を観察して行う血管造影撮影装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
IVRは、カテーテルによる血管造影検査以外に、バルーン付きカテーテルで狭窄血管を拡張し、または、カテーテルの先端から抗癌剤や塞栓物質を注入し治療まで行う手技として、血管系、非血管系の様々な領域で治療の手法として確立されている。
血管造影撮影装置はIVRに対応し、心血管をはじめとして、全身の動静脈、主として動脈系が診断対象となり、血管内に造影剤を注入し、血流をX線透過像で観察して診断される。装置構成は、X線管とX線像検出部からなるイメージング装置と、それを保持する保持装置と、カテーテル寝台と、高圧発生装置及び制御部と、ディジタル画像処理装置から構成される。
血管造影撮影装置は、全身をいろいろな角度から透視撮影ができるように、保持装置がCアーム形になっており、天井から片持ち保持され、カテーテル寝台と組み合わせることにより、被検者を動かすことなく、C形アームを回転させることで、正面・側面及び斜位像を容易に撮影・観察でき、自由な角度での透視撮影位置を取ることができる。そして、被検者は造影剤注入のため動脈などの血管を穿刺しており、固定したままの状態で検査が行われる。
また、血管造影撮影装置は、ディジタルサブトラクションアンギオグラフィ(DSA)撮影に代表されるディジタル画像処理を行うディジタルフルオログラフィ(DF)装置が構成される。
【0003】
図6に、従来の血管造影撮影装置の各部の配置構成を示す。血管造影撮影装置は、検査室に設けられた、天井懸垂部125によって天井から懸垂されたCアーム124と、そのCアーム124の上下端に取り付けられたX線管102とI.I.(イメージインテンシファイア)103及びTVカメラ107からなるイメージング装置と、被検者を載せるカテーテル寝台のベッド101と、透視像を表示する透視用モニタ115及び撮影像を表示する撮影用モニタ112と、透視ON−OFF用のフットスイッチ106及び撮影ON−OFF用のフットスイッチ105と、操作室に設けられ、X線管102に高電圧を供給する高圧発生器104と、X線条件及びシステム全体を制御する制御部120などを収納したコンソール120aと、TVカメラ107を走査制御し出力の映像信号を取り込むCCU(カメラコントロールユニット)108と、映像信号をディジタル化するA/D変換器、画像処理部、X線像を記憶する画像ディスク装置、及びD/A変換器を収納したラック110aと、透視像を表示する透視用モニタ116及び撮影像を表示する撮影用モニタ113とから構成されている。
【0004】
そして、被検者をベッド101に載せ、天井懸垂部125で懸垂されたCアーム124を回転移動させて、X線管102とI.I.103のイメージング装置が被検者の診断部位に位置するようにする。そして、術者は透視用のフットスイッチ106を踏み透視を行い、透視用モニタ115に表示された透視像を観察しながらCアーム124を動かし診断部位を最適位置に再セットする。透視をOFFし、被検者の肘部の血管を穿刺して、カテーテルの先端を挿入する。再び、術者は透視用のフットスイッチ106を踏み透視を行い、透視用モニタ115に表示された透視像を観察しながらカテーテルの先端を血管内に誘導し、所定の位置まで挿入する。そして、透視をOFFし、術者は手元のカテーテル端に造影剤が充填されたインジェクタ(図示せず)を接続する。次に、撮影用のフットスイッチ105を踏むと、撮影が開始されると共に、所定の遅延時間後、インジェクタが作動し所定の圧力で造影剤がカテーテルの先端から血管内に噴出する。術者は撮影用モニタ112で短時間の間の造影剤の噴出状態、及び血管内の造影剤の流れを観察することができる。所定の時間撮影が行われ自動的に撮影はOFFになり完了する。
TVカメラ107からの信号は、CCU108に取り込まれ、ラック110aに収納されたA/D変換器でディジタル化され、画像処理されて画像ディスク装置に記憶され、同時にD/A変換器を介して透視用モニタ115、116、または撮影用モニタ112、113に、透視像または撮影像が表示される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来の血管造影撮影装置は以上のように構成されているが、血管造影撮影中に発見された血管の詰まりやガン細胞等を、被検者の血管に挿入しているカテーテルを用いて術者(医師)が治療を行うIVRにおいては、IVRによる治療の前と後を比較するなどのために、あらかじめ撮影されディジタル化され、画像処理された被検者の撮影画像(血管造影撮影像)の中から、術者が所望する撮影画像データを、術者がいる検査室で再生して観察することが必要となる。術者は被検者の撮影画像(血管造影撮影像)をみるため、その都度、被検者の体表から視線を外し、検査室内に配置された撮影用モニタ112上の撮影画像を観察することになる。また、透視検査中は被検者の状態と透視用モニタ115上の透視画像を観察しながら行うことになる。従って、検査中、術者の注意は、X線透過像を表示する透視用モニタ115及び撮影用モニタ112上の透視画像及び撮影画像に集中しており、術者はベッド101上の被検者の方向を見るのでなく、透視用モニタ115及び撮影用モニタ112の方向を見ており、被検者の状態観察はなおざりになっているという問題点がある。
【0006】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、血管造影検査中、術者が被検者を観察できる姿勢で、透視画像又は撮影画像を見ることができ、診断操作性の向上ならびに被検者への安全性の配慮を図ることができる血管造影撮影装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の血管造影撮影装置は、検査室に設置されたベッド上の被検者の血管に術者が造影剤を注入し、X線管からのX線を被検者に照射し対向配置されたX線像検出部でX線透過像を受像し、操作室に設けられた画像処理部でディジタル化し画像処理して画像ディスク装置に記憶すると同時に、検査室及び操作室に設けられたモニタに前記X線透過像の血管像を表示する血管造影撮影装置であって、検査室の術者の頭部にヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構を装着し、前記X線透過像を前記検査室及び操作室に設けられたモニタと前記ヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構の両方に表示できるようにしたものである。
【0008】
また、請求項1記載の血管造影撮影装置は、前記検査室及び操作室にそれぞれ透視画像を表示する透視用モニタと撮影画像を表示する撮影モニタと、前記ベッド下方近傍に表示切替フットスイッチと、その表示切替フットスイッチにより前記ヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構に表示される画像を切り換える切替器とを設け、前記表示切替フットスイッチを操作して前記ヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構に表示される画像を前記透視用モニタまたは撮影用モニタに表示される同じ透視画像または撮影画像に切り換えて観察できるようにしたものである
【0009】
本発明の血管造影撮影装置は上記のように構成されており、検査室の術者が、頭部にヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構(HMD)を装着し、検査室及び操作室に設けられたモニタに透視および撮影画像を表示すると同時に、同じ画像が術者の頭部に装着されたHMDに表示され、術者が被検者を見て、モニタ側を見なくてもよいようにしたものである。そして、検査室に透視用モニタと撮影用モニタを設け、両モニタに表示される画像と同じ画像を、術者が表示切替フットスイッチを操作することにより透視画像と撮影画像を切り換えてHMDに表示することができる。
本発明のHMD付の血管造影撮影装置は、検査中、術者は被検者の近傍にてX線透視を行い、頭部に装着したヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構(HMD)中のX線透視画像とそばの被検者を見ながらIVR操作をすることができ、また、撮影された血管像を再生して、術者の姿勢を変えずにHMDで撮影画像を観察することができるので、診断操作性の向上ならびに被検者への安全性の配慮を図ることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の血管造影撮影装置の一実施例を、図1及び図2を参照しながら説明する。図1は本発明の血管造影撮影装置の配置構成を示し、図2は制御系統を示す図である。
本発明の血管造影撮影装置は、検査室に設けられ、被検者を載せてカテーテル検査を行うベッド101と、天井懸垂部125で天井から懸垂されたCアーム124と、Cアーム124の端部に取り付けられベッド101上の被検者を挟んで下方にX線管102と上方にI.I.103及びTVカメラ107からなるイメージング装置と、透視画像及び撮影画像を表示する透視用モニタ115及び撮影用モニタ112と、術者の頭部に装着し透視画像または撮影画像を観察することができるHMD(ヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構)121と、透視及び撮影のON−OFFをすることができるフットスイッチ105、106と、HMD121に表示される透視画像と撮影画像を切替器122によって切り換える表示切替フットスイッチ123と、そして、観察用の窓を備えX線防護用の壁で仕切られた操作室に設けられ、透視・撮影のX線条件などシステム全体を制御する制御部120を収納したコンソール120aと、X線管102に高電圧を供給する高圧発生器104と、TVカメラ107を走査制御し出力の映像信号を取り込むCCU(カメラコントロールユニット)108と、そして、CCU108からの信号をA/D変換してディジタル化するA/D変換器109、ディジタル化された画像を画像処理する画像処理部110、処理された画像を記憶する画像ディスク装置111、D/A変換して外部モニタに画像信号を出力するD/A変換器114、117を収納したラック110aと、透視画像及び撮影画像を表示する透視用モニタ116及び撮影用モニタ113とから構成される。
【0011】
本血管造影撮影装置は、図6に示す従来の血管造影撮影装置に、新しくHMD(ヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構)121と、HMD121に表示される画像を切替器122によって透視画像または撮影画像に切り換える表示切替フットスイッチ123とを付加したものである。術者は頭部にHMD121を装着して、被検者の近傍にてX線透視を行い、頭部に装着したHMD中の透視画像を見ながら被検者の方を向いてIVR操作をすることができ、また撮影された血管像を再生して、術者の姿勢を変えずにHMDで撮影画像を観察することができる。それにより、診断操作性の向上ならびに被検者への安全性の配慮を優先している。
【0012】
次に、本血管造影撮影装置の制御系統について説明する。本血管造影撮影装置は、ベッド101に仰臥された被検者を挟んだ状態で、X線管102と、I.I.(イメージインテンシファイア)103とが対向配置されている。X線管102には高圧発生器104が接続されており、ベッド101の近くに配置された撮影用のフットスイッチ105や透視用のフットスイッチ106を術者が踏むと、X線管102に高圧が印加され、X線が被検者に曝射される。また、I.I.103には、TVカメラ107が接続されており、被検者を透過したX線はI.I.103で可視光に変換倍増され、TVカメラ107で撮影される。TVカメラ107には、CCU(カメラコントロールユニット)108が接続されており、このCCU108が、TVカメラ107で撮影され出力される信号を増幅するなどの処理を行って後、出力信号はA/D変換器109を介してディジタル信号に変換され、画像処理部110に入力される。画像処理部110では、入力されたディジタル信号(画像データ)のノイズの低減やエッジ強調等のフィルタリング処理が施される。画像処理された撮影画像データは、磁気ディスク装置などからなる画像ディスク装置111に記録、収集される。そして、撮影用モニタ112、113に撮影時の画像データ等を表示するためのD/A変換器114と、透視用モニタ115、116に透視時の画像データ等を表示するためのD/A変換器117とが画像処理部110に接続されている。また、D/A変換器114、117はHMD121用の切替器122に接続されている。切替器122はHMD121に取り付けられ、検査室に設けられた表示切替フットスイッチ123に接続され、表示切替フットスイッチ123を踏むことによりHMD121に表示される画像を透視画像または撮影画像に切り換えることができる。
装置全体は、制御部120により制御されるように構成され、透視用のフットスイッチ106の操作により、透視条件でのX線放射が行われ、TVカメラ107から取り込まれた信号がCCU108を経由しA/D変換器109から画像処理部110に入力され、D/A変換器117から透視用モニタ115、116及びHMD121に透視画像を表示するように、制御部120は画像処理部110に指示したりする。また、撮影用のフットスイッチ105の操作により、撮影条件でX線放射が行われ、スタートから所定の遅延時間後、造影剤注入用のインジェクタが作動し所定の圧力で血管内にカテーテルから造影剤が注入される。同様に撮影画像信号が画像処理部110で画像処理され、画像ディスク装置111に記憶される。そして、制御部120は画像処理部110に撮影画像の再生を指示し、D/A変換器114から撮影用モニタ112、113及びHMD121に撮影画像が表示される。
制御部120や画像処理部110は、例えば、CPUとCPUメモリ、外部記憶装置(ハードディスク装置、フレキシブルディスク装置等)によって構成されており、外部記憶装置には各部が実行する処理手順(プログラム)が予め記憶されており、装置の起動時にこのプログラムがCPUメモリに読み出され、CPUによってそのプログラムが実行される。
【0013】
次に、本血管造影撮影装置の操作および動作について説明する。検査室にはベッド101上の被検者と検査する術者がおり、操作室には放射線技師がコンソール120aを操作する。まず、X線撮影時には、例えば被検者のID(被検者を識別するためのコード)を設定し、そのIDは制御部120に取り込まれる。次に、被検者と、イメージング装置のX線管102、I.I.103との配置角度を調整する。この配置角度に関する情報、例えば、「RAO30°(被検者の体軸に対してX線管102を30°右側に傾けている)」や、「LAO30°(被検者の体軸に対してX線管102を30°左側に傾けている)」等が、制御部120に与えられる。そして、撮影用のフットスイッチ105を踏んでX線管102から被検者にX線を曝射する。
被検者を透過したX線は、I.I.103、テレビカメラ107、CCU108、A/D変換器109を介してディジタル化され画像処理部110に入力される。画像処理部110では、入力された画像データを画像ディスク装置(磁気ディスク装置)111に書き込むとともに、D/A変換器114を介して撮影用モニタ112、113にも並行して表示する。
撮影用のフットスイッチ105が踏まれている間、所定のスピードで撮影画像データが画像ディスク装置(磁気ディスク装置)111に記憶され、撮影用モニタ112、113に表示される。例えば、TVカメラ107が垂直方向に525本もしくは1050本の走査線を有し、それを画像処理部110で512×512画素もしくは1024×1024画素に変換する場合には、60フレーム/秒(1秒間に60枚の撮影画像データ)で撮影画像データが画像ディスク装置(磁気ディスク装置)111に収集され、撮影用モニタ112、113に表示される。なお、この画像データの収集時のスピードを収集スピードという。
画像ディスク装置(磁気ディスク装置)111では、上記のように収集される撮影画像データを1ファイルとして記憶する。各ファイルには、識別番号(SUB−IDという)や撮影時の配置角度に関する情報(「RAO30°」等)が付加され、IDごとに管理されている。すなわち、ID(被検者)ごとに、X線管102等の配置角度を変えて撮影された撮影画像データが、複数個のファイルに分けて記録されている。
撮影用フットスイッチ105を踏むのをやめると、即ち、1個分のファイルの撮影を終了すると、制御部120は、今収集されたファイル内の撮影画像データを収集スピードでサイクリックに撮影用モニタ112、113に表示させる。
上記の画像情報は、併設されているHMD(ヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構)121にも表示でき、術者は視線を被検者から離すことなく、IVR操作ができる。また、術者は必要に応じて、表示切替フットスイッチ123を踏んで、切替器122を切り換え、HMD(ヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構)121への表示を透視画像または撮影画像に切り換えることができる。
【0014】
図3に、本血管造影撮影装置の一実施例による両眼式のHMD(ヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構)121の概略的な模式図を示し、図4に、HMD121の斜視図を示す。実施例では両眼式のHMD121を説明するが、単眼式でも同様に適用することができる。
HMD(ヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構)121は、映像ディスプレイデバイス(例えば、LCDまたはCRT)11と、映像ディスプレイデバイス11からの光を3:1の比率で部分透過/部分反射させる第1ビームスプリッタ12と、第1ビームスプリッタ12によって透過された光を1:1の比率で部分透過/部分反射させる第2ビームスプリッタ13と、第1、及び第2凹状反射ミラー14、15から構成している。
切替器122は、X線血管造影装置のラック110aに収納されているD/A変換器114、117からのテレビ走査信号を、HMD(ヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構)121の映像ディスプレイデバイス11のLCDまたはCRTの画像表示走査に変換するための回路部も内蔵している。
映像ディスプレイデバイス11は、観測者の例えば右目16の前に配置され、切替器122に接続され、X線血管造影装置のラック110aのD/A変換器114、117からの映像信号によって透視画像又は撮影画像を表示する。
第1及び第2ビームスプリッタ12、13は、観測者の右目16及び左目17の正面に各々配置される。
第1ビームスプリッタ12は、映像ディスプレイデバイス11からの光の75%を第2ビームスプリッタ13に向けて透過させ、残りの25%を第1凹状反射ミラー14に向けて反射させる。その後、第1凹状反射ミラー14からの光の75%、即ち、映像ディスプレイデバイス11からの光の18.75%が第1ビームスプリッタ12を通じて右目16に向けて透過される。
一方、第2ビームスプリッタ13は、第1ビームスプリッタ12からの光の50%を第2凹状反射ミラー15に向けて反射させてその残りは透過させる。その後、第2凹状反射ミラー15からの光の50%、即ち、映像ディスプレイデバイス11からの光の18.75%が第2ビームスプリッタ13を通じて左目17に透過される。その結果、観測者の右目16、左目17に同一の量の光が入射される。
一方、凸状レンズ21が、映像ディスプレイデバイス11の反対側に配置され、第2ビームスプリッタ13からの光を透過させ、映像ディスプレイデバイス11上にディスプレイされる映像を、反対側のHMD121の外部側面から他の術者も見ることができるようにする。また、シャッタ22が、凸状レンズ21の前に配置され、第2ビームスプリッタ13を通じて透過される方向の光を、選択的に開閉することによって、映像ディスプレイデバイス11上にディスプレイされる映像が選択的に外部に漏出されるようにする。
【0015】
図5に、HMD121を装着して検査中に被検者を見た視界を示す。術者は被検者の肘部6の血管7を穿刺して開き、被検者体表上のカテーテル注入部1にカテーテル2を挿入し、頭部にHMD(ヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構)121を装着してX線透視を行う。HMD上の透視像3の血管7中のカテーテル先端部4を見ながら、要望する位置にカテーテル先端部4を誘導して挿入する。このときの術者の視界には、HMD121の表示部のHMD上の透視像3と被検者の肘部6と術者の手5が見られる。被検者体表上のカテーテル注入部1とカテーテル2と術者の手5が、HMD上の透視像3と同時に見ることができるので術者は被検者に注意を払いながら検査することができる。
このように検査中、術者は被検者の近傍にて、被検者にIVR操作を施しながら、X線血管造影装置に付加したHMD(ヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構)121中の映像ディスプレイデバイス11上の透視画像又は撮影画像を観測しながら診断することができ、診断操作性の向上ならびに被検者への安全性の配慮を図ることができる。
【0016】
【発明の効果】
本発明の血管造影撮影装置は上記のように構成されており、検査室の術者が、頭部にヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構(HMD)を装着し、検査室及び操作室に設けられたモニタに、透視および撮影画像を表示すると同時に、同じ画像が、装着されたHMDに表示され、術者がモニタ側を見なくてもよい。そのため、術者の視線移動が少なく、検査中の被検者への安全性配慮が高まり、診断形態に応じて、術者が最適な画像表示装置を選択することができる。そして、注意を被検者に向けたままで、画像診断に必要な一連の操作が可能となり高い診断操作性が実現できる。
特に血管造影においては、HMDを頭部に装着した術者は、細心の注意を必要とする。血管カテーテル操作において、被検者の体表部に切開にて設けたカテーテル注入部を注視しながら、カテーテル注入部から血管に沿って約1m先にあるカテーテル先端部の様子を、HMDに映し出すことで、カテーテル注入部とカテーテル先端部を同時に観察することが可能となる。
このことは、従来のカテーテル操作において術者が手元のカテーテル注入部と表示用モニタ上に映し出されたカテーテル先端部を、視線を移動させながら交互に見ていたことに比べると、術者は、視線移動をしない分、格段にカテーテル操作への集中力が高まる。これが、血管造影撮影装置にHMDを導入した理由であり、単にHMDによって透視画像が視野内に表示され便利になるだけでなく、被検者の人命に係るカテーテル操作の安全性が飛躍的に向上することになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の血管造影撮影装置の一実施例を示す図である。
【図2】本発明の血管造影撮影装置の構成ブロックを示す図である。
【図3】ヘッドマウントディスプレイの概略的な模式図を示す。
【図4】ヘッドマウントディスプレイの概略的な斜視図を示す。
【図5】本発明の血管造影撮影装置のヘッドマウントディスプレイを装着した術者の視界を説明するための図である。
【図6】従来の血管造影撮影装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
1…被検者体表上のカテーテル注入部
2…カテーテル
3…HMD上の透視像
4…カテーテル先端部
5…術者の手
6…被検者の肘部
7…血管
11…映像ディスプレイデバイス
12…第1ビームスプリッタ
13…第2ビームスプリッタ
14…第1凹状反射ミラー
15…第2凹状反射ミラー
16…右目
17…左目
21…凸レンズ
22…シャッタ
101…ベッド
102…X線管
103…I.I.
104…高圧発生器
105、106…フットスイッチ
107…TVカメラ
108…CCU
109…A/D変換器
110…画像処理部
110a…ラック
111…画像ディスク装置
112、113…撮影用モニタ
114、117…D/A変換器
115、116…透視用モニタ
120a…コンソール
121…HMD
122…切替器
123…表示切替フットスイッチ
124…Cアーム
125…天井懸垂部
【発明の属する技術分野】
本発明は、血管造影撮影装置に係わり、特に、透視及び撮影を行い、IVR(Interventioal Radiology)等を行うとき利用される撮影画像の再生を観察して行う血管造影撮影装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
IVRは、カテーテルによる血管造影検査以外に、バルーン付きカテーテルで狭窄血管を拡張し、または、カテーテルの先端から抗癌剤や塞栓物質を注入し治療まで行う手技として、血管系、非血管系の様々な領域で治療の手法として確立されている。
血管造影撮影装置はIVRに対応し、心血管をはじめとして、全身の動静脈、主として動脈系が診断対象となり、血管内に造影剤を注入し、血流をX線透過像で観察して診断される。装置構成は、X線管とX線像検出部からなるイメージング装置と、それを保持する保持装置と、カテーテル寝台と、高圧発生装置及び制御部と、ディジタル画像処理装置から構成される。
血管造影撮影装置は、全身をいろいろな角度から透視撮影ができるように、保持装置がCアーム形になっており、天井から片持ち保持され、カテーテル寝台と組み合わせることにより、被検者を動かすことなく、C形アームを回転させることで、正面・側面及び斜位像を容易に撮影・観察でき、自由な角度での透視撮影位置を取ることができる。そして、被検者は造影剤注入のため動脈などの血管を穿刺しており、固定したままの状態で検査が行われる。
また、血管造影撮影装置は、ディジタルサブトラクションアンギオグラフィ(DSA)撮影に代表されるディジタル画像処理を行うディジタルフルオログラフィ(DF)装置が構成される。
【0003】
図6に、従来の血管造影撮影装置の各部の配置構成を示す。血管造影撮影装置は、検査室に設けられた、天井懸垂部125によって天井から懸垂されたCアーム124と、そのCアーム124の上下端に取り付けられたX線管102とI.I.(イメージインテンシファイア)103及びTVカメラ107からなるイメージング装置と、被検者を載せるカテーテル寝台のベッド101と、透視像を表示する透視用モニタ115及び撮影像を表示する撮影用モニタ112と、透視ON−OFF用のフットスイッチ106及び撮影ON−OFF用のフットスイッチ105と、操作室に設けられ、X線管102に高電圧を供給する高圧発生器104と、X線条件及びシステム全体を制御する制御部120などを収納したコンソール120aと、TVカメラ107を走査制御し出力の映像信号を取り込むCCU(カメラコントロールユニット)108と、映像信号をディジタル化するA/D変換器、画像処理部、X線像を記憶する画像ディスク装置、及びD/A変換器を収納したラック110aと、透視像を表示する透視用モニタ116及び撮影像を表示する撮影用モニタ113とから構成されている。
【0004】
そして、被検者をベッド101に載せ、天井懸垂部125で懸垂されたCアーム124を回転移動させて、X線管102とI.I.103のイメージング装置が被検者の診断部位に位置するようにする。そして、術者は透視用のフットスイッチ106を踏み透視を行い、透視用モニタ115に表示された透視像を観察しながらCアーム124を動かし診断部位を最適位置に再セットする。透視をOFFし、被検者の肘部の血管を穿刺して、カテーテルの先端を挿入する。再び、術者は透視用のフットスイッチ106を踏み透視を行い、透視用モニタ115に表示された透視像を観察しながらカテーテルの先端を血管内に誘導し、所定の位置まで挿入する。そして、透視をOFFし、術者は手元のカテーテル端に造影剤が充填されたインジェクタ(図示せず)を接続する。次に、撮影用のフットスイッチ105を踏むと、撮影が開始されると共に、所定の遅延時間後、インジェクタが作動し所定の圧力で造影剤がカテーテルの先端から血管内に噴出する。術者は撮影用モニタ112で短時間の間の造影剤の噴出状態、及び血管内の造影剤の流れを観察することができる。所定の時間撮影が行われ自動的に撮影はOFFになり完了する。
TVカメラ107からの信号は、CCU108に取り込まれ、ラック110aに収納されたA/D変換器でディジタル化され、画像処理されて画像ディスク装置に記憶され、同時にD/A変換器を介して透視用モニタ115、116、または撮影用モニタ112、113に、透視像または撮影像が表示される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来の血管造影撮影装置は以上のように構成されているが、血管造影撮影中に発見された血管の詰まりやガン細胞等を、被検者の血管に挿入しているカテーテルを用いて術者(医師)が治療を行うIVRにおいては、IVRによる治療の前と後を比較するなどのために、あらかじめ撮影されディジタル化され、画像処理された被検者の撮影画像(血管造影撮影像)の中から、術者が所望する撮影画像データを、術者がいる検査室で再生して観察することが必要となる。術者は被検者の撮影画像(血管造影撮影像)をみるため、その都度、被検者の体表から視線を外し、検査室内に配置された撮影用モニタ112上の撮影画像を観察することになる。また、透視検査中は被検者の状態と透視用モニタ115上の透視画像を観察しながら行うことになる。従って、検査中、術者の注意は、X線透過像を表示する透視用モニタ115及び撮影用モニタ112上の透視画像及び撮影画像に集中しており、術者はベッド101上の被検者の方向を見るのでなく、透視用モニタ115及び撮影用モニタ112の方向を見ており、被検者の状態観察はなおざりになっているという問題点がある。
【0006】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、血管造影検査中、術者が被検者を観察できる姿勢で、透視画像又は撮影画像を見ることができ、診断操作性の向上ならびに被検者への安全性の配慮を図ることができる血管造影撮影装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の血管造影撮影装置は、検査室に設置されたベッド上の被検者の血管に術者が造影剤を注入し、X線管からのX線を被検者に照射し対向配置されたX線像検出部でX線透過像を受像し、操作室に設けられた画像処理部でディジタル化し画像処理して画像ディスク装置に記憶すると同時に、検査室及び操作室に設けられたモニタに前記X線透過像の血管像を表示する血管造影撮影装置であって、検査室の術者の頭部にヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構を装着し、前記X線透過像を前記検査室及び操作室に設けられたモニタと前記ヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構の両方に表示できるようにしたものである。
【0008】
また、請求項1記載の血管造影撮影装置は、前記検査室及び操作室にそれぞれ透視画像を表示する透視用モニタと撮影画像を表示する撮影モニタと、前記ベッド下方近傍に表示切替フットスイッチと、その表示切替フットスイッチにより前記ヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構に表示される画像を切り換える切替器とを設け、前記表示切替フットスイッチを操作して前記ヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構に表示される画像を前記透視用モニタまたは撮影用モニタに表示される同じ透視画像または撮影画像に切り換えて観察できるようにしたものである
【0009】
本発明の血管造影撮影装置は上記のように構成されており、検査室の術者が、頭部にヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構(HMD)を装着し、検査室及び操作室に設けられたモニタに透視および撮影画像を表示すると同時に、同じ画像が術者の頭部に装着されたHMDに表示され、術者が被検者を見て、モニタ側を見なくてもよいようにしたものである。そして、検査室に透視用モニタと撮影用モニタを設け、両モニタに表示される画像と同じ画像を、術者が表示切替フットスイッチを操作することにより透視画像と撮影画像を切り換えてHMDに表示することができる。
本発明のHMD付の血管造影撮影装置は、検査中、術者は被検者の近傍にてX線透視を行い、頭部に装着したヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構(HMD)中のX線透視画像とそばの被検者を見ながらIVR操作をすることができ、また、撮影された血管像を再生して、術者の姿勢を変えずにHMDで撮影画像を観察することができるので、診断操作性の向上ならびに被検者への安全性の配慮を図ることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の血管造影撮影装置の一実施例を、図1及び図2を参照しながら説明する。図1は本発明の血管造影撮影装置の配置構成を示し、図2は制御系統を示す図である。
本発明の血管造影撮影装置は、検査室に設けられ、被検者を載せてカテーテル検査を行うベッド101と、天井懸垂部125で天井から懸垂されたCアーム124と、Cアーム124の端部に取り付けられベッド101上の被検者を挟んで下方にX線管102と上方にI.I.103及びTVカメラ107からなるイメージング装置と、透視画像及び撮影画像を表示する透視用モニタ115及び撮影用モニタ112と、術者の頭部に装着し透視画像または撮影画像を観察することができるHMD(ヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構)121と、透視及び撮影のON−OFFをすることができるフットスイッチ105、106と、HMD121に表示される透視画像と撮影画像を切替器122によって切り換える表示切替フットスイッチ123と、そして、観察用の窓を備えX線防護用の壁で仕切られた操作室に設けられ、透視・撮影のX線条件などシステム全体を制御する制御部120を収納したコンソール120aと、X線管102に高電圧を供給する高圧発生器104と、TVカメラ107を走査制御し出力の映像信号を取り込むCCU(カメラコントロールユニット)108と、そして、CCU108からの信号をA/D変換してディジタル化するA/D変換器109、ディジタル化された画像を画像処理する画像処理部110、処理された画像を記憶する画像ディスク装置111、D/A変換して外部モニタに画像信号を出力するD/A変換器114、117を収納したラック110aと、透視画像及び撮影画像を表示する透視用モニタ116及び撮影用モニタ113とから構成される。
【0011】
本血管造影撮影装置は、図6に示す従来の血管造影撮影装置に、新しくHMD(ヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構)121と、HMD121に表示される画像を切替器122によって透視画像または撮影画像に切り換える表示切替フットスイッチ123とを付加したものである。術者は頭部にHMD121を装着して、被検者の近傍にてX線透視を行い、頭部に装着したHMD中の透視画像を見ながら被検者の方を向いてIVR操作をすることができ、また撮影された血管像を再生して、術者の姿勢を変えずにHMDで撮影画像を観察することができる。それにより、診断操作性の向上ならびに被検者への安全性の配慮を優先している。
【0012】
次に、本血管造影撮影装置の制御系統について説明する。本血管造影撮影装置は、ベッド101に仰臥された被検者を挟んだ状態で、X線管102と、I.I.(イメージインテンシファイア)103とが対向配置されている。X線管102には高圧発生器104が接続されており、ベッド101の近くに配置された撮影用のフットスイッチ105や透視用のフットスイッチ106を術者が踏むと、X線管102に高圧が印加され、X線が被検者に曝射される。また、I.I.103には、TVカメラ107が接続されており、被検者を透過したX線はI.I.103で可視光に変換倍増され、TVカメラ107で撮影される。TVカメラ107には、CCU(カメラコントロールユニット)108が接続されており、このCCU108が、TVカメラ107で撮影され出力される信号を増幅するなどの処理を行って後、出力信号はA/D変換器109を介してディジタル信号に変換され、画像処理部110に入力される。画像処理部110では、入力されたディジタル信号(画像データ)のノイズの低減やエッジ強調等のフィルタリング処理が施される。画像処理された撮影画像データは、磁気ディスク装置などからなる画像ディスク装置111に記録、収集される。そして、撮影用モニタ112、113に撮影時の画像データ等を表示するためのD/A変換器114と、透視用モニタ115、116に透視時の画像データ等を表示するためのD/A変換器117とが画像処理部110に接続されている。また、D/A変換器114、117はHMD121用の切替器122に接続されている。切替器122はHMD121に取り付けられ、検査室に設けられた表示切替フットスイッチ123に接続され、表示切替フットスイッチ123を踏むことによりHMD121に表示される画像を透視画像または撮影画像に切り換えることができる。
装置全体は、制御部120により制御されるように構成され、透視用のフットスイッチ106の操作により、透視条件でのX線放射が行われ、TVカメラ107から取り込まれた信号がCCU108を経由しA/D変換器109から画像処理部110に入力され、D/A変換器117から透視用モニタ115、116及びHMD121に透視画像を表示するように、制御部120は画像処理部110に指示したりする。また、撮影用のフットスイッチ105の操作により、撮影条件でX線放射が行われ、スタートから所定の遅延時間後、造影剤注入用のインジェクタが作動し所定の圧力で血管内にカテーテルから造影剤が注入される。同様に撮影画像信号が画像処理部110で画像処理され、画像ディスク装置111に記憶される。そして、制御部120は画像処理部110に撮影画像の再生を指示し、D/A変換器114から撮影用モニタ112、113及びHMD121に撮影画像が表示される。
制御部120や画像処理部110は、例えば、CPUとCPUメモリ、外部記憶装置(ハードディスク装置、フレキシブルディスク装置等)によって構成されており、外部記憶装置には各部が実行する処理手順(プログラム)が予め記憶されており、装置の起動時にこのプログラムがCPUメモリに読み出され、CPUによってそのプログラムが実行される。
【0013】
次に、本血管造影撮影装置の操作および動作について説明する。検査室にはベッド101上の被検者と検査する術者がおり、操作室には放射線技師がコンソール120aを操作する。まず、X線撮影時には、例えば被検者のID(被検者を識別するためのコード)を設定し、そのIDは制御部120に取り込まれる。次に、被検者と、イメージング装置のX線管102、I.I.103との配置角度を調整する。この配置角度に関する情報、例えば、「RAO30°(被検者の体軸に対してX線管102を30°右側に傾けている)」や、「LAO30°(被検者の体軸に対してX線管102を30°左側に傾けている)」等が、制御部120に与えられる。そして、撮影用のフットスイッチ105を踏んでX線管102から被検者にX線を曝射する。
被検者を透過したX線は、I.I.103、テレビカメラ107、CCU108、A/D変換器109を介してディジタル化され画像処理部110に入力される。画像処理部110では、入力された画像データを画像ディスク装置(磁気ディスク装置)111に書き込むとともに、D/A変換器114を介して撮影用モニタ112、113にも並行して表示する。
撮影用のフットスイッチ105が踏まれている間、所定のスピードで撮影画像データが画像ディスク装置(磁気ディスク装置)111に記憶され、撮影用モニタ112、113に表示される。例えば、TVカメラ107が垂直方向に525本もしくは1050本の走査線を有し、それを画像処理部110で512×512画素もしくは1024×1024画素に変換する場合には、60フレーム/秒(1秒間に60枚の撮影画像データ)で撮影画像データが画像ディスク装置(磁気ディスク装置)111に収集され、撮影用モニタ112、113に表示される。なお、この画像データの収集時のスピードを収集スピードという。
画像ディスク装置(磁気ディスク装置)111では、上記のように収集される撮影画像データを1ファイルとして記憶する。各ファイルには、識別番号(SUB−IDという)や撮影時の配置角度に関する情報(「RAO30°」等)が付加され、IDごとに管理されている。すなわち、ID(被検者)ごとに、X線管102等の配置角度を変えて撮影された撮影画像データが、複数個のファイルに分けて記録されている。
撮影用フットスイッチ105を踏むのをやめると、即ち、1個分のファイルの撮影を終了すると、制御部120は、今収集されたファイル内の撮影画像データを収集スピードでサイクリックに撮影用モニタ112、113に表示させる。
上記の画像情報は、併設されているHMD(ヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構)121にも表示でき、術者は視線を被検者から離すことなく、IVR操作ができる。また、術者は必要に応じて、表示切替フットスイッチ123を踏んで、切替器122を切り換え、HMD(ヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構)121への表示を透視画像または撮影画像に切り換えることができる。
【0014】
図3に、本血管造影撮影装置の一実施例による両眼式のHMD(ヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構)121の概略的な模式図を示し、図4に、HMD121の斜視図を示す。実施例では両眼式のHMD121を説明するが、単眼式でも同様に適用することができる。
HMD(ヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構)121は、映像ディスプレイデバイス(例えば、LCDまたはCRT)11と、映像ディスプレイデバイス11からの光を3:1の比率で部分透過/部分反射させる第1ビームスプリッタ12と、第1ビームスプリッタ12によって透過された光を1:1の比率で部分透過/部分反射させる第2ビームスプリッタ13と、第1、及び第2凹状反射ミラー14、15から構成している。
切替器122は、X線血管造影装置のラック110aに収納されているD/A変換器114、117からのテレビ走査信号を、HMD(ヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構)121の映像ディスプレイデバイス11のLCDまたはCRTの画像表示走査に変換するための回路部も内蔵している。
映像ディスプレイデバイス11は、観測者の例えば右目16の前に配置され、切替器122に接続され、X線血管造影装置のラック110aのD/A変換器114、117からの映像信号によって透視画像又は撮影画像を表示する。
第1及び第2ビームスプリッタ12、13は、観測者の右目16及び左目17の正面に各々配置される。
第1ビームスプリッタ12は、映像ディスプレイデバイス11からの光の75%を第2ビームスプリッタ13に向けて透過させ、残りの25%を第1凹状反射ミラー14に向けて反射させる。その後、第1凹状反射ミラー14からの光の75%、即ち、映像ディスプレイデバイス11からの光の18.75%が第1ビームスプリッタ12を通じて右目16に向けて透過される。
一方、第2ビームスプリッタ13は、第1ビームスプリッタ12からの光の50%を第2凹状反射ミラー15に向けて反射させてその残りは透過させる。その後、第2凹状反射ミラー15からの光の50%、即ち、映像ディスプレイデバイス11からの光の18.75%が第2ビームスプリッタ13を通じて左目17に透過される。その結果、観測者の右目16、左目17に同一の量の光が入射される。
一方、凸状レンズ21が、映像ディスプレイデバイス11の反対側に配置され、第2ビームスプリッタ13からの光を透過させ、映像ディスプレイデバイス11上にディスプレイされる映像を、反対側のHMD121の外部側面から他の術者も見ることができるようにする。また、シャッタ22が、凸状レンズ21の前に配置され、第2ビームスプリッタ13を通じて透過される方向の光を、選択的に開閉することによって、映像ディスプレイデバイス11上にディスプレイされる映像が選択的に外部に漏出されるようにする。
【0015】
図5に、HMD121を装着して検査中に被検者を見た視界を示す。術者は被検者の肘部6の血管7を穿刺して開き、被検者体表上のカテーテル注入部1にカテーテル2を挿入し、頭部にHMD(ヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構)121を装着してX線透視を行う。HMD上の透視像3の血管7中のカテーテル先端部4を見ながら、要望する位置にカテーテル先端部4を誘導して挿入する。このときの術者の視界には、HMD121の表示部のHMD上の透視像3と被検者の肘部6と術者の手5が見られる。被検者体表上のカテーテル注入部1とカテーテル2と術者の手5が、HMD上の透視像3と同時に見ることができるので術者は被検者に注意を払いながら検査することができる。
このように検査中、術者は被検者の近傍にて、被検者にIVR操作を施しながら、X線血管造影装置に付加したHMD(ヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構)121中の映像ディスプレイデバイス11上の透視画像又は撮影画像を観測しながら診断することができ、診断操作性の向上ならびに被検者への安全性の配慮を図ることができる。
【0016】
【発明の効果】
本発明の血管造影撮影装置は上記のように構成されており、検査室の術者が、頭部にヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構(HMD)を装着し、検査室及び操作室に設けられたモニタに、透視および撮影画像を表示すると同時に、同じ画像が、装着されたHMDに表示され、術者がモニタ側を見なくてもよい。そのため、術者の視線移動が少なく、検査中の被検者への安全性配慮が高まり、診断形態に応じて、術者が最適な画像表示装置を選択することができる。そして、注意を被検者に向けたままで、画像診断に必要な一連の操作が可能となり高い診断操作性が実現できる。
特に血管造影においては、HMDを頭部に装着した術者は、細心の注意を必要とする。血管カテーテル操作において、被検者の体表部に切開にて設けたカテーテル注入部を注視しながら、カテーテル注入部から血管に沿って約1m先にあるカテーテル先端部の様子を、HMDに映し出すことで、カテーテル注入部とカテーテル先端部を同時に観察することが可能となる。
このことは、従来のカテーテル操作において術者が手元のカテーテル注入部と表示用モニタ上に映し出されたカテーテル先端部を、視線を移動させながら交互に見ていたことに比べると、術者は、視線移動をしない分、格段にカテーテル操作への集中力が高まる。これが、血管造影撮影装置にHMDを導入した理由であり、単にHMDによって透視画像が視野内に表示され便利になるだけでなく、被検者の人命に係るカテーテル操作の安全性が飛躍的に向上することになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の血管造影撮影装置の一実施例を示す図である。
【図2】本発明の血管造影撮影装置の構成ブロックを示す図である。
【図3】ヘッドマウントディスプレイの概略的な模式図を示す。
【図4】ヘッドマウントディスプレイの概略的な斜視図を示す。
【図5】本発明の血管造影撮影装置のヘッドマウントディスプレイを装着した術者の視界を説明するための図である。
【図6】従来の血管造影撮影装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
1…被検者体表上のカテーテル注入部
2…カテーテル
3…HMD上の透視像
4…カテーテル先端部
5…術者の手
6…被検者の肘部
7…血管
11…映像ディスプレイデバイス
12…第1ビームスプリッタ
13…第2ビームスプリッタ
14…第1凹状反射ミラー
15…第2凹状反射ミラー
16…右目
17…左目
21…凸レンズ
22…シャッタ
101…ベッド
102…X線管
103…I.I.
104…高圧発生器
105、106…フットスイッチ
107…TVカメラ
108…CCU
109…A/D変換器
110…画像処理部
110a…ラック
111…画像ディスク装置
112、113…撮影用モニタ
114、117…D/A変換器
115、116…透視用モニタ
120a…コンソール
121…HMD
122…切替器
123…表示切替フットスイッチ
124…Cアーム
125…天井懸垂部
Claims (2)
- 検査室に設置されたベッド上の被検者の血管に術者が造影剤を注入し、X線管からのX線を被検者に照射し対向配置されたX線像検出部でX線透過像を受像し、操作室に設けられた画像処理部でディジタル化し画像処理して画像ディスク装置に記憶すると同時に、検査室及び操作室に設けられたモニタに前記X線透過像の血管像を表示する血管造影撮影装置であって、検査室の術者の頭部にヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構を装着し、前記X線透過像を前記検査室及び操作室に設けられたモニタと前記ヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構の両方に表示できるようにしたことを特徴とする血管造影撮影装置。
- 前記検査室及び操作室にそれぞれ透視画像を表示する透視用モニタと撮影画像を表示する撮影モニタと、前記ベッド下方近傍に表示切替フットスイッチと、その表示切替フットスイッチにより前記ヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構に表示される画像を切り換える切替器とを設け、前記表示切替フットスイッチを操作して前記ヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構に表示される画像を前記透視用モニタまたは撮影用モニタに表示される同じ透視画像または撮影画像に切り換えて観察できるようにしたことを特徴とする請求項1記載の血管造影撮影装置。
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