JP2005192856A - Ｘ線診断装置及びｘ線画像データ表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 Ｘ線照射方向あるいはＸ線検出器と被検体との距離を更新しながらＸ線撮影を行なう場合において、所定倍率のＸ線画像データをリアルタイム表示する。
【解決手段】 画像拡大率算出回路７３は、Ｘ線発生部１及びＸ線検出部２の回動角度や被検体１５０とＸ線検出部２との距離、更にはＸ線発生部１とＸ線検出部２との距離に基づいてＸ線Ｉ．Ｉ．２１において生成されるＸ線画像データの拡大率を算出し、次いで、リアルサイズ画像データ生成回路７４は、前記拡大率と表示部８におけるモニタ８３の最大表示範囲に基づいてリアルサイズ投影範囲を算出する。更に、リアルサイズ画像データ生成回路７４は、Ｘ線Ｉ．Ｉ．２１において生成されたＸ線画像データの中から前記リアルサイズ投影範囲におけるＸ線画像データを抽出してリアルサイズ画像データを生成し、生成したリアルサイズ画像データをモニタ８３の最大表示範囲に対応させて表示する。
【選択図】 図１

Description

本発明はＸ線診断装置に係り、特に所定倍率のＸ線画像データの表示を可能とするＸ線診断装置及びＸ線画像データ表示方法に関する。

Ｘ線診断装置やＭＲＩ装置、あるいはＸ線ＣＴ装置などを用いた医用画像診断技術は、１９７０年代のコンピュータ技術の発展に伴い急速な進歩を遂げ、今日の医療において必要不可欠なものとなっている。

Ｘ線診断は、近年ではカテーテル手技の発展に伴い循環器分野を中心に進歩を遂げている。循環器領域におけるＸ線診断は心血管系をはじめ、全身の動静脈の診断を対象としており、血管内に造影剤を注入した状態でＸ線透過像を撮影する場合が多い。循環器診断用のＸ線診断装置は、通常、Ｘ線発生部とＸ線検出部、これらを保持する保持機構と、寝台（天板）及び信号処理部を備えている。そして、保持機構はＣアームあるいはΩアームが用いられ、天板片持ち方式の寝台と組み合わせることによって患者（以下、被検体と呼ぶ。）に対して最適な位置や角度からのＸ線撮影を可能にしている。

Ｘ線診断装置のＸ線検出部に用いられる検出器として通常Ｘ線Ｉ．Ｉ．（イメージ・インテンシファイア）が使用されている。このＸ線Ｉ．Ｉ．を用いた撮影方法では、Ｘ線発生部のＸ線管から発生したＸ線によって被検体を照射し、このとき被検体を透過して得られるＸ線の画像情報は、Ｘ線Ｉ．Ｉ．において光学画像に変換され、更に、この光学画像はＸ線ＴＶカメラによって撮影されて電気信号に変換される。そして、電気信号に変換されたＸ線画像情報はＡ／Ｄ変換後、モニタに表示される。このため、Ｘ線Ｉ．Ｉ．を用いた撮影方法は、フィルム方式では不可能であったリアルタイム撮影を可能とし、又、デジタル信号で画像データの収集ができるため、種々の画像処理が可能となった。尚、前記Ｘ線Ｉ．Ｉ．に替わるものとして、近年、２次元配列のＸ線平面検出器が注目を集め、その一部は既に実用化の段階に入っている。

このようなＸ線診断装置は、血管内における造影剤の流れにＣアームを追従させる必要があり、このためＸ線発生部とＸ線検出部から構成される撮像系を広範囲かつ高速に移動させる機能が要求されている。

一方、上記循環器用のＸ線診断装置は、カテーテル等を用いた治療と併用する所謂ＩＶＲ（Interventional radiology）として使用されることが多い。この場合、医師（以下、操作者と呼ぶ。）は、Ｘ線診断装置に設けられたモニタ上に表示される被検体のＸ線画像情報を観察しながらカテーテルの所望部位への挿入を行なう手法がとられている。

このようなＩＶＲにおいて使用される従来のＸ線診断装置においては、実際に撮影される被検体の部位とモニタに表示される画像の大きさとの対応がとられていなかったため、操作者は、被検体に対するカテーテルの挿入において、所望部位にカテーテルの先端部が到達するまでの挿入長を事前に把握することが困難であった。

上記ＩＶＲにおける問題点に対して、診断対象部位の実寸法に等しい大きさの画像をモニタ上に表示する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。即ち、特許文献１では、Ｘ線ＣＴ装置を用いて得られた画像データの大きさに対応させてモニタ上の画像の大きさを設定している。
特開平３−９９６２８号公報（第２−３頁、第１−４図）

上述の特許文献１の方法は、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置のように、初期設定された画像倍率によって一連の画像データが生成される場合には、この画像倍率と実際に得られた画像データの大きさに基づいて診断対象部位の大きさを把握することが可能である。

これに対して、Ｘ線診断装置の場合には、操作者は被検体に対してＸ線照射方向やＸ線検出器と被検体との距離を更新しながらＸ線撮影を行なう必要があり、これらの更新に伴って画像倍率（画像拡大率）が絶えず変化したＸ線画像データがモニタ上にリアルタイム表示される。このため、Ｘ線検出部によって得られた画像データの大きさのみから診断対象部位の実際の大きさを把握することは不可能となる。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、Ｘ線照射方向やＸ線検出器と被検体との距離を更新しながらＸ線撮影を行なう場合においても、診断対象部位の大きさを正確に把握することが可能なＸ線診断装置及びＸ線画像データ表示方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明のＸ線診断装置は、被検体の撮影対象部位に対してＸ線を照射するＸ線発生手段と、このＸ線発生手段によって照射され前記撮影対象部位を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、このＸ線検出手段と前記Ｘ線発生手段を前記被検体の周囲で回動あるいは移動させる回動・移動手段と、前記Ｘ線検出手段の有効投影範囲において投影されたＸ線情報に基づいて前記撮影対象部位における第１のＸ線画像データを生成する第１の画像データ生成手段と、この第１の画像データ生成手段によって生成された前記第１のＸ線画像データを表示する表示手段と、前記回動・移動手段によって回動あるいは移動した前記Ｘ線発生手段及び前記Ｘ線検出手段の位置情報に基づいてＸ線画像データの画像拡大率を算出する拡大率算出手段と、前記画像拡大率と前記表示手段における表示範囲の情報に基づいて前記第１のＸ線画像データから第２のＸ線画像データを生成する第２の画像データ生成手段を備えたことを特徴としている。

又、請求項１０に係る本発明のＸ線診断装置は、被検体の撮影対象部位に対してＸ線を照射するＸ線発生手段と、このＸ線発生手段によって照射され前記撮影対象部位を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、このＸ線検出手段と前記Ｘ線発生手段を前記被検体の周囲で回動あるいは移動させる回動・移動手段と、前記Ｘ線検出手段において検出されたＸ線情報に基づいて前記撮影対象部位におけるＸ線画像データを生成する画像データ生成手段と、前記回動・移動手段によって回動あるいは移動した前記Ｘ線発生手段及び前記Ｘ線検出手段の位置情報に基づいてＸ線画像データの画像拡大率を算出する拡大率算出手段と、前記Ｘ線画像データに対し前記画像拡大率に基づいて形成された前記撮影対象部位の実際の大きさを示すスケールあるいはマーカを重畳表示する表示手段を備えたことを特徴としている。

一方、請求項１１に係る本発明のＸ線画像データ表示方法は、Ｘ線検出手段及びＸ線発生手段を所定位置に設定するステップと、所定位置に設定された前記Ｘ線検出手段及び前記Ｘ線発生手段を用いて被検体の撮影対象部位に対してＸ線撮影を行なうステップと、前記Ｘ線検出手段の有効投影範囲において投影されたＸ線情報に基づいて前記撮影対象部位における第１のＸ線画像データを生成するステップと、前記Ｘ線発生手段及び前記Ｘ線検出手段の位置情報に基づいて算出されたＸ線画像データの画像拡大率と表示手段における表示範囲の情報に基づいて前記第１のＸ線画像データから第２のＸ線画像データを生成するステップと、前記第２のＸ線画像データを表示するステップを有することを特徴としている。

本発明によれば、Ｘ線照射方向やＸ線検出器と被検体との距離を更新しながらＸ線撮影を行なう場合においても、実際の診断対象部位の大きさと対応付けられた画像データを正確かつリアルタイムで表示することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

以下に示す本発明の実施例の特徴は、Ｘ線の照射方向、被検体−Ｘ線検出部間距離及びＸ線発生部−Ｘ線検出部間距離によって決定される画像拡大率とＸ線画像データが表示されるモニタの最大表示範囲に基づいてＸ線Ｉ．Ｉ．上に投影範囲を設定し、この投影範囲において得られたＸ線画像データをモニタの最大表示範囲に対応させて表示することにある。

（装置の構成）
本発明の実施例におけるＸ線診断装置の構成につき図１乃至図５を用いて説明する。尚、図１は、Ｘ線診断装置の全体構成を示すブロック図である。

図１に示したＸ線診断装置１００は、被検体１５０に対してＸ線を照射するためのＸ線発生部１と、このＸ線発生部１におけるＸ線照射に必要な高電圧を供給する高電圧発生部４と、被検体１５０を透過したＸ線を検出するＸ線検出部２と、Ｘ線発生部１及びＸ線検出部２を保持するＣアーム５と、Ｃアーム５の所定方向への回動や前記Ｘ線検出部２及び被検体１５０を載置した天板１７の所定方向への移動を制御する機構部３を備えている。

又、Ｘ線診断装置１００は、Ｘ線検出部２で生成された第１のＸ線画像データ（以下、画像データと呼ぶ。）を保存するとともに、この画像データから第２のＸ線画像データ（以下、リアルサイズ画像データと呼ぶ。）の生成を行なう画像演算記憶部７と、前記画像データ及びリアルサイズ画像データを表示する表示部８と、被検体情報や各種コマンドの入力、更には、撮影条件や表示条件などの設定を行なう操作部９と、上述の各ユニットを統括して制御するシステム制御部１０を備えている。

Ｘ線発生部１は、被検体１５０に対しＸ線を照射するＸ線管１５と、Ｘ線管１５から照射されたＸ線に対してＸ線錘（コーンビーム）を形成するＸ線絞り器１６を備えている。Ｘ線管１５は、Ｘ線を発生する真空管であり、陰極（フィラメント）より放出された電子を高電圧によって加速させてタングステン陽極に衝突させＸ線を発生する。又、Ｘ線絞り器１６は、Ｘ線管１５と被検体１５０の間に位置し、Ｘ線管１５から照射されたＸ線ビームをＸ線検出部２における所定サイズの照射範囲に絞り込む機能を有している。

尚、Ｘ線検出部２には、既に述べたＸ線Ｉ．Ｉ．を用いた方式やＸ線検出器を２次元配列した、所謂Ｘ線平面検出器を用いた方式等がある。以下では、Ｘ線Ｉ．Ｉ．を用いた方式について述べるが、この方式に限定されるものではなく、例えばＸ線平面検出器等他の方式であっても構わない。

即ち、Ｘ線検出部２は、Ｘ線Ｉ．Ｉ．２１と、Ｘ線テレビカメラ２２と、Ａ／Ｄ変換器２３を備えている。そして、Ｘ線Ｉ．Ｉ．２１は、被検体１５０を透過したＸ線を可視光に変換し、更に、光−電子−光変換の過程で輝度の増倍を行なって感度のよい投影データを形成する。一方、Ｘ線テレビカメラ２２はＣＣＤ撮像素子を用いて上述の光学的な投影データを電気信号に変換し、Ａ／Ｄ変換器２３は、Ｘ線テレビカメラ２２から出力された時系列的な電気信号（ビデオ信号）をデジタル信号に変換する。

次に、機構部３は、被検体１５０を体軸方向（図１の紙面に垂直な方向）及び上下方向（図１における上下方向）に移動させるために、被検体１５０を載置した天板１７を上述の方向に移動する天板移動機構３２と、Ｘ線発生部１及びＸ線検出部２を保持するＣアーム５を被検体１５０の周囲で所定方向に回動すると共に、前記Ｘ線検出部２を被検体方向に移動する撮像系移動機構３１と、これらの移動機構を制御する機構制御部３３を備えている。

そして、機構制御部３３は、システム制御部１０から供給される制御信号に従がって撮像系移動機構３１を制御し、Ｃアーム５やＸ線検出部２の回動／移動における方向、大きさ、あるいは速度などを設定する。

図２は、撮像系移動機構３１によって制御されるＸ線発生部１及びＸ線検出部２の回動／移動方向を説明するための図である。Ｘ線発生部１及びＸ線検出部２と、これらを回動／移動させるためのＣアーム５及び撮像系移動機構３１の概略構成を示した図２では、図示しない架台に対し、撮像系移動機構３１が被検体１５０の体軸方向に垂直な軸を中心としてＲ１方向に回動自在に保持されている。更に、撮像系移動機構３１に対してＣアーム５がＲ２方向にスライド可能に取り付けられており、このＣアーム５の両端部近傍にはＸ線発生部１とＸ線検出部２が設けられている。

そして、Ｘ線発生部１とＸ線検出部２は、Ｃアーム５のＲ１方向の回動により、被検体１５０の患部（例えば心臓）をＸ線ビームの回転中心（アイソセンタ）として頭部方向（ＣＲＡ）及び尾部方向（ＣＡＵ）に回動を行なう。更に、上記Ｘ線発生部１とＸ線検出部２は、Ｃアーム５のＲ２方向の回動により、被検体１５０の上記アイソセンタを中心として、第１斜位方向（ＲＡＯ）及び第２斜位方向（ＬＡＯ）に対しても回動する。即ち、Ｘ線発生部１とＸ線検出部２は、Ｃアーム５の回動に伴ってＲＡＯ，ＬＡＯ，ＣＲＡ，ＣＡＵの方向に回動を行ない、この回動により被検体１５０の任意の方向からのＸ線撮影が可能となる。

一方、撮像系移動機構３１は、Ｘ線検出部２をＲ３方向に移動させ、その前面に設けられたＸ線Ｉ．Ｉ．２１を被検体１５０の体軸中心（あるいは患部）に対して所望の距離ＬＤに設定する。

図１に戻って、高電圧発生部４は、Ｘ線管１５の陰極から発生する熱電子を加速するために、陽極と陰極の間に印加する高電圧を発生させる高電圧発生器４２と、システム制御部１０からの指示信号に従い、高電圧発生器４２における管電流、管電圧、照射時間等のＸ線照射条件の制御を行なう高電圧制御回路４１を備えている。

一方、画像演算記憶部７は、表示部８において表示される画像データを生成する機能を有し、画像データ記憶回路７１と、画像演算回路７２と、画像拡大率算出回路７３と、リアルサイズ画像データ生成回路７４を備えている。そして、画像データ記憶回路７１は、Ｘ線検出部２のＡ／Ｄ変換器２３より時系列的に供給される電気信号を順次蓄積し画像データを生成すると共に、この画像データに対して画像演算回路７２が行なう画像演算によって得られた画像演算後の画像データやリアルサイズ画像データ生成回路７４が生成するリアルサイズ画像データを一旦保存する。

画像演算回路７２は、Ｘ線検出部２から供給され画像データ記憶回路７１において一旦保存された画像データを用いて、例えば、造影剤注入前後の画像データのサブトラクションによるＤＳＡ画像データやロードマップ画像データ、長尺画像データなどを生成するための画像演算を行なう。

一方、画像拡大率算出回路７３は、被検体１５０における撮影対象部位の実際の長さと、Ｘ線検出部２のＸ線Ｉ．Ｉ．２１における前記撮影対象部位の投影長の比によって定義される画像拡大率をＸ線撮影におけるＸ線発生部１及びＸ線検出部２の位置情報に基づいて算出する。

図３は、Ｘ線発生部１及びＸ線検出部２の位置と画像拡大率βの関係を示す図であり、例えば、Ｃアーム５を図２に示したＲ２方向にスライドさせてＸ線の照射方向をＲＡＯ方向α度に設定し、更に、Ｘ線検出部２あるいは天板１７をＲ３方向に移動することによってＸ線検出器２のＸ線Ｉ．Ｉ．２１の前面と被検体１５０の体軸あるいは患部１５１との距離をＬＤに設定してＸ線撮影を行なう。

このとき、被検体１５０の撮影対象部位の範囲（幅）をＬａ、この撮影対象部位のＸ線Ｉ．Ｉ．２１における投影範囲（幅）をＬｂとすれば、画像拡大率βは次式（１）によって算出することができる。

但し、ＳＩＤ（Source-Image-Distance）は、Ｘ線発生部１のＸ線管１５とＸ線検出部２のＸ線Ｉ．Ｉ．２１との距離である。

即ち、画像拡大率算出回路７３は、システム制御部１０から供給されるＸ線発生部１、Ｘ線検出部２及び天板１７の位置情報や角度情報に基づいて上記α、ＳＩＤ及びＬＤを算出し、更に、上式（１）によって画像拡大率βを算出する。

一方、リアルサイズ画像データ生成回路７４は、画像拡大率算出回路７３によって得られた画像拡大率βと後述する表示部８に設けられたモニタ８３の最大表示範囲に基づいてＸ線投影範囲（以下、リアルサイズ投影範囲と呼ぶ。）を設定する。次いで、画像データ記憶回路７１に保存されている画像演算前あるいは画像演算後の画像データの中からリアルサイズ投影範囲に対応した画像データを抽出してリアルサイズ画像データを生成し、更に、このリアルサイズ画像データをモニタ８３の最大表示範囲に合わせて表示するために、前記リアルサイズ画像データに対して補間やリサンプリング等の拡大・縮小処理を行なう。

図４は、リアルサイズ画像データ生成回路７４によって抽出される画像データのリアルサイズ投影範囲とモニタ８３の最大表示範囲の関係を説明するための図であり、例えば、図４（ａ）のモニタ８３における最大表示範囲Ｌｃが図４（ｂ）に示したＸ線Ｉ．Ｉ．２１の有効投影範囲Ｌｉより小さい場合（Ｌｃ＜Ｌｉ）には、この有効投影範囲Ｌｉにおいて生成された画像データの中から下式（２）によって設定されるリアルサイズ投影範囲Ｌｂの画像データを抽出してリアルサイズ画像データを生成する。

尚、図４（ｃ）は、モニタ８３に通常表示される画像データと本実施例において表示（以下、リアルサイズ表示と呼ぶ。）される画像データを模式的に示したものである。即ち、通常表示の場合では、有効投影範囲Ｌｉにおいて生成される画像データをそのままモニタ８３の最大表示範囲Ｌｃに対応させて表示するため、モニタ８３にはＬｃ／Ｌｉに縮小された画像データが表示される。

一方、リアルサイズ表示においては、リアルサイズ投影幅Ｌｂにおいて生成されたリアルサイズ画像データをモニタ８３の最大表示範囲Ｌｃに対応させて表示するため、リアルサイズ画像データは１／βに縮小され、従って、被検体１５０における撮影対象部位の幅Ｌａはモニタ８３においても幅Ｌａに表示される。即ち、モニタ８３には実際の撮影対象部位の大きさと等しい大きさのリアルサイズ画像データを表示することが可能となる。尚、この場合、リアルサイズ画像データは通常表示される画像データより拡大表示される。

一方、図５は、モニタ８３における最大表示範囲ＬｃがＸ線Ｉ．Ｉ．２１の有効投影範囲Ｌｉより大きい場合（Ｌｃ＞Ｌｉ）において、リアルサイズ画像データ生成回路７４によって設定されたリアルサイズ投影範囲Ｌｂとモニタ８３の最大表示範囲Ｌｃの関係を示したものであり、この場合、リアルサイズ投影範囲Ｌｂは有効投影範囲Ｌｉの他に、画像データの生成が不可能な範囲ΔＬｉ１及びΔＬｉ２を含んでいる。そして、リアルサイズ画像データ生成回路７４は、このリアルサイズ投影範囲Ｌｂにおけるリアルサイズ画像データを１／βに縮小処理する。

図５（ｃ）は、モニタ８３における通常表示の画像データとリアルサイズ画像データの大きさを模式的に示したものであり、通常表示の画像データは図４（ｃ）の場合と同様にしてＬｃ／Ｌｉに拡大表示される。一方、リアルサイズ表示においては、リアルサイズ投影範囲Ｌｂにおいて生成されたリアルサイズ画像データがモニタ８３の最大表示範囲Ｌｃに対応して表示され、従って、被検体１５０における撮影対象部位の幅Ｌａはモニタ８３においても同じ幅Ｌａに表示される。尚、この場合のリアルサイズ画像データは通常表示の画像データより縮小表示される。

尚、上述の説明では、リアルサイズ表示の場合を中心に述べてきたが、リアルサイズ画像データ生成回路７４は、既に述べた通常表示の機能を併せ持っている。即ち、操作者によって通常表示モードが選択された場合、リアルサイズ画像データ生成回路７４は、Ｘ線Ｉ．Ｉ．２１の有効投影範囲Ｌｉによって生成された画像データをモニタ８３の最大表示範囲Ｌｃに対応させて表示するために、画像データに対して拡大処理あるいは縮小処理を行なう。

更に、リアルサイズ画像データ生成回路７４は、リアルサイズ画像データに対して整数倍（ｎ＝２、３、・・・）の大きさでモニタ８３に表示するための拡大・縮小演算を行なう機能を有している。この場合、Ｘ線Ｉ．Ｉ．２１の有効投影範囲Ｌｉによって生成された画像データの中から次式（３）によって設定される投影範囲Ｌｄの画像データを抽出して画像データ（この場合も便宜上リアルサイズ画像データと呼ぶ。）を生成し、このリアルサイズ画像データをモニタ８３の最大表示範囲Ｌｃに対応させて表示するための拡大処理を行なう。

次に、図１の操作部９は、キーボード、トラックボール、ジョイスティック、マウスなどの入力デバイスや表示パネル、あるいは各種スイッチ等を備えたインターラクティブなインターフェイスである。そして、操作部９は、被検体情報の入力、Ｘ線発生部１及びＸ線検出部２の回動角度（即ち、Ｘ線照射方向）αや、Ｘ線検出部２及び天板１７の移動距離の設定、Ｘ線Ｉ．Ｉ．２１における有効投影範囲Ｌｉの設定、画像データに対するスケール表示の指示、通常表示モード及びリアルサイズ表示モードの選択あるいは切り換え等を行ない、更に、各種コマンドの入力、撮影対象臓器に対する最適なＸ線照射条件の設定などを行なう。尚、上記Ｘ線照射条件としてＸ線管１５に印加する管電圧、管電流、Ｘ線の照射時間などがあり、被検体情報として年齢、性別、身長、体重、検査部位、過去の診断履歴などがある。

表示部８は、画像演算記憶部７の画像データ記憶回路７１に保存されている画像データやリアルサイズ画像データの表示を行なうためのものであり、これらの画像データと、その付帯情報である数字や各種文字などを合成して表示用画像データを生成する表示用データ生成回路８１と、上記表示用画像データに対してＤ／Ａ変換とＴＶフォーマット変換を行なって映像信号を生成する変換回路８２と、この映像信号を表示する液晶、あるいはＣＲＴのモニタ８３を備えている。

又、上記表示用データ生成回路８１は、画像拡大率算出回路７３が算出した画像拡大率βやＸ線Ｉ．Ｉ．２１の有効投影幅Ｌｉ、更にはモニタ８３の最大表示幅Ｌｃに基づいて表示用画像データにスケールあるいは単位長さ（例えば、１ｃｍ）を示すマーカ等を重畳表示する。但し、このスケールあるいはマーカは、通常表示の画像データ及びリアルサイズ画像データの何れにおいても対応可能である。

（リアルサイズ画像データの表示手順）
次に、図１乃至図６を用い、本実施例のＸ線診断装置１００におけるリアルサイズ画像データの表示手順について説明する。尚、図６はリアルサイズ画像データの表示手順を示すフローチャートである。

操作者は、操作部９において被検体１５０に関する被検体情報の入力やＸ線Ｉ．Ｉ．２１の有効投影範囲Ｌｉを含む撮影条件の設定を行ない、更に、撮影方向や撮影位置の初期設定を行なうためにＸ線発生部１及びＸ線検出部２の回動角度や前記Ｘ線検出部２あるいは天板１７の移動距離を入力する（図６のステップＳ１）。そして、これらの初期設定条件をシステム制御部１０の記憶回路に保存する。

上述の初期設定が終了したならば、操作者は、被検体１５０の例えば鼠ケイ部（足の付け根）血管よりカテーテルを挿入し、その先端部を患部（例えば心臓）近傍に設置した後、操作部９においてＸ線撮影の開始コマンドを入力する。そして、この撮影開始コマンド信号がシステム制御部１０に供給されることによってＸ線撮影が開始される（図６のステップＳ２）。

Ｘ線撮影の開始コマンド信号を受信したシステム制御部１０は、上記初期設定情報に基づき機構制御部３３に対して回動／移動の指示信号を供給する。この指示信号を受けた機構制御部３３は、撮像系移動機構３１に制御信号を供給してＣアーム５を所定方向に所定角度回動し、撮像系移動機構３１あるいは天板移動機構３２に制御信号を供給してＸ線検出部２あるいは天板１７を所定位置に移動する（図６のステップＳ３）。

そして、Ｃアーム５の回動やＸ線検出部２あるいは天板１７の移動が終了したならばＸ線撮影が開始される。Ｘ線撮影に際して、高電圧発生部４の高電圧制御回路４１は、システム制御部１０よりＸ線照射コマンドを受信し、既に設定されているＸ線照射条件に基づいて高電圧発生器４２を制御して高電圧をＸ線発生部１のＸ線管１５に印加する。次いで、高電圧が印加されたＸ線管１５はＸ線絞り器１６を介して被検体１５０にＸ線を照射する。そして、被検体１５０を透過したＸ線は、その後方に設けられたＸ線検出部２のＸ線Ｉ．Ｉ．２１に投影される。

一方、Ｘ線Ｉ．Ｉ．２１の有効投影範囲Ｌｉは、被検体１５０を透過したＸ線を光学画像に変換し、更に、Ｘ線テレビカメラ２２は、前記光学画像を電気信号（ビデオ信号）に変換する。そして、Ｘ線テレビカメラ２２から時系列的に出力されるビデオ信号は、Ａ／Ｄ変換器２３にてデジタル信号に変換された後、画像演算記憶部７における画像データ記憶回路７１に順次保存されて画像データ（画像演算前の画像データ）が生成される。

一方、画像演算記憶部７の画像演算回路７２は、画像データ記憶回路７１に保存された画像データを読み出し、必要に応じて輪郭強調や階調変更などの画像処理を行なう。更に、画像演算回路７２は、造影剤注入前及び注入後において上記と同一の手順により得られた画像データのサブトラクションによるＤＳＡ画像データやロードマップ画像データ、あるいは長尺画像データなどを生成するための画像演算を行なう。そして、画像演算後の画像データを再度画像データ記憶回路７１に保存する（図６のステップＳ４）。

一方、上述の画像データの生成と平行して画像拡大率算出回路７３による画像拡大率βの算出と、リアルサイズ画像データ生成回路７４によるリアルサイズ投影範囲Ｌｂの算出が行なわれる。即ち、画像拡大率算出回路７３は、操作部９において初期設定され、システム制御部１０の記憶回路に保存されているＸ線発生部１及びＸ線検出部２の回動角度と前記Ｘ線検出部２あるいは天板１７の移動距離の情報とから、Ｘ線照射方向αとＸ線Ｉ．Ｉ．−被検体間距離ＬＤ、更にはＸ線管−Ｘ線Ｉ．Ｉ．間距離ＳＩＤを算出する。そして、算出されたこれらの値を前出の式（１）に代入することによって画像拡大率βの算出を行なう（図６のステップＳ５）。

次いで、リアルサイズ画像データ生成回路７４は、画像拡大率算出回路７３から供給される画像拡大率βとシステム制御部１０から供給されるモニタ８３の最大表示範囲Ｌｃに基づいてリアルサイズ投影範囲Ｌｂを算出する（図６のステップＳ６）。そして、Ｘ線Ｉ．Ｉ．２１の有効投影範囲Ｌｉにおいて生成され画像データ記憶回路７１に保存された画像演算前あるいは画像演算後の画像データを読み出して、前記リアルサイズ投影範囲Ｌｂにおける画像データを抽出してリアルサイズ画像データの生成を行なう。

更に、リアルサイズ画像データ生成回路７４は、生成したリアルサイズ画像データをモニタ８３の最大表示範囲Ｌｃに対応させて表示するために、このリアルサイズ画像データに対し補間あるいはリサンプリングによる拡大・縮小処理を行なう（図６のステップＳ７）。

次いで、リアルサイズ画像データ生成回路７４は、処理後のリアルサイズ画像データを、画像データ記憶回路７１を介して表示部８の表示用データ生成回路８１に供給し、表示用データ生成回路８１は、リアルサイズ画像データ生成回路７４から供給されたリアルサイズ画像データとシステム制御部１０から供給された前記リアルサイズ画像データの付帯情報を合成して表示用画像データを生成する。次いで、変換回路８２は、前記表示用画像データに対してＤ／Ａ変換とＴＶフォーマット変換を行なって映像信号を生成しモニタ８３に表示する（図６のステップＳ８）。

尚、表示用データ生成回路８１は、リアルサイズ画像データの寸法の把握を更に容易にするために、リアルサイズ画像データに対してスケールあるいは単位長を示すマーカを重畳した表示用画像データを生成してもよい。

次に、操作者は、上述の手順を繰り返すことによって表示部８のモニタ８３にリアルタイム表示されるリアルサイズ画像を観察し、必要に応じてその撮影方向や撮影位置の更新を操作部９にて行なう（図６のステップＳ９）。そして、システム制御部１０は、更新された天板１７及びＸ線検出部２の位置やＸ線発生部１及びＸ線検出部２の回動角度の情報に基づき機構制御部３３に対して回動／移動のコマンド信号を供給する。次いで、このコマンド信号を受けた機構制御部３３は、撮像系移動機構３１及び天板移動機構３２に制御信号を供給してＣアーム５の回動とＸ線検出部２あるいは天板１７の移動を行なう（図６のステップＳ３）。

次いで、新たに設定された上記条件下において、被検体１５０に対してＸ線撮影を行ない、得られた画像データを画像演算記憶部７の画像データ記憶回路７１に保存する（図６のステップＳ４）。

一方、画像拡大率算出回路７３は、操作部９において更新されたＸ線発生部１及びＸ線検出部２の回動角度と前記Ｘ線検出部２あるいは天板１７の移動距離の情報からＸ線照射方向αとＸ線Ｉ．Ｉ．−被検体間距離ＬＤ、更にはＸ線管−Ｘ線Ｉ．Ｉ．間距離ＳＩＤを再度算出し、これらの値に基づいて画像拡大率βの算出を行なう（図６のステップＳ４）。

次に、リアルサイズ画像データ生成回路７４は、新たに算出された画像拡大率βとモニタ８３の最大表示範囲Ｌｃに基づいてリアルサイズ投影範囲Ｌｂを再度算出し（図６のステップＳ５及びステップＳ６）、更に、画像データ記憶回路７１に保存されている画像データからリアルサイズ投影範囲Ｌｂの画像データを抽出してリアルサイズ画像データを生成する（図６のステップＳ７）。そして、生成したリアルサイズ画像データをモニタ８３の最大表示範囲Ｌｃに対応して表示する（図６のステップＳ８）。

このような手順を繰り返すことによって、操作者は、リアルサイズ画像をリアルタイムで観察しながら被検体１５０に対するカテーテルの挿入とカテーテルによる治療を行なう（図６のステップＳ１０）。尚、上記リアルサイズ画像データの表示モードと通常表示モードは撮影対象部位や撮影目的などに応じて切り換えて使用することが可能である。

以上述べた本実施例によれば、表示部のモニタには、常に正確なリアルサイズ画像データを表示することが可能となる。特に、Ｘ線撮影中において画像拡大率が更新されるような場合においても、更新後の画像拡大率を考慮したリアルサイズ画像データをリアルタイムで観察することができる。このため、例えば、カテーテル治療におけるカテーテルの挿入距離を事前にモニタ上で正確に把握することができ、安全かつ効率のよい診断・治療を行なうことが可能となる。

以上、本発明の実施例について述べてきたが、本発明は上記の実施例に限定されるものでは無く、変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施例においては、被検体１５０における撮影対象部位と略同一サイズを有するリアルサイズ画像データの表示方法について述べたが、前記撮影対象部位に対して整数倍のサイズを有するリアルサイズ画像データを表示してもよい。即ち、リアルサイズ画像データ生成回路７４は、Ｘ線Ｉ．Ｉ．２１における有効投影範囲Ｌｉの画像データの中から式（３）によって設定される投影範囲Ｌｄの画像データを抽出してリアルサイズ画像データを生成し、このリアルサイズ画像データをモニタ８３の最大表示範囲Ｌｃに対応させて表示してもよい。

又、上述の実施例では、Ｘ線Ｉ．Ｉ．２１の有効投影範囲Ｌｉによって生成される画像データの中から抽出して生成したリアルサイズ画像データを拡大あるいは縮小してモニタ８３に表示する場合について述べたが、画像拡大率算出回路７３が算出した画像拡大率βやＸ線Ｉ．Ｉ．２１の有効投影範囲Ｌｉ、更にはモニタ８３の最大表示範囲Ｌｃに基づいて表示用データ生成回路８１が生成したスケールあるいは単位長さを示すマーカを通常表示の画像データに重畳表示してもよい。この場合、リアルサイズ表示機能と上記スケール表示機能は、診断部位や診断目的、あるいは操作者によって容易に設定可能であることが望ましい。

一方、本発明は上述のカテーテルによる診断・治療に限定されるものではなく、例えば、内視鏡を用いた場合のように他の診断・治療であってもよい。

又、上記実施例では、Ｘ線Ｉ．Ｉ．２１を有したＸ線検出部２について述べたが、Ｘ線平面検出器を備えたＸ線検出部を用いても同様の効果を得ることが可能である。更に、上記では、Ｃアーム５を備えた循環器用Ｘ線診断装置を例に説明したが、腹部など他の領域におけるＸ線撮影を目的としたＸ線診断装置であってもよく、又、画像倍率βの更新は、Ｘ線照射方向あるいはＸ線検出部−被検体距離の何れか一方によって行なわれてもよい。

ところで、Ｘ線発生部１に設けられたＸ線絞り器１６は、Ｘ線管１５から照射されるＸ線ビームの照射角度をリアルサイズ投影範囲Ｌｂに対応させて設定することが望ましい。即ち、画像演算記憶部７のリアルサイズ画像データ生成回路７４にて算出されたリアルサイズ投影範囲Ｌｂの情報はシステム制御部１０に供給され、システム制御部１０は、このリアルサイズ投影範囲Ｌｂの値とＸ線管―Ｘ線Ｉ．Ｉ．間距離ＳＩＤに基づいてＸ線ビームの照射角度を算出し、この算出結果をＸ線絞り器１６に供給して前記照射角度を制御する。このようにＸ線ビームの照射角度をリアルサイズ投影範囲Ｌｂに基づいて設定することにより、被検体１５０に対する不要なＸ線照射を防止することが可能となる。

尚、リアルサイズ画像データを生成するためにリアルサイズ画像データ生成回路７４に供給される画像データは、画像演算回路７２にて種々の画像演算が行なわれた画像データに限定されるものではなく、Ｘ線検出部２から供給された画像演算前の画像データであっても構わない。

同実施例におけるＸ線診断装置の全体構成を示すブロック図。 同実施例におけるＸ線発生部及びＸ線検出部の回動／移動方向を示す図。 同実施例におけるＸ線発生部及びＸ線検出部の位置と画像拡大率の関係を示す図。 同実施例におけるリアルサイズ投影範囲とモニタの最大表示範囲の具体例を示す図。 同実施例におけるリアルサイズ投影範囲とモニタの最大表示範囲の他の具体例を示す図。 同実施例におけるリアルサイズ画像データの表示手順を示すフローチャート。

符号の説明

１…Ｘ線発生部
２…Ｘ線検出部
３…機構部
４…高電圧発生部
５…Ｃアーム
７…画像演算記憶部
８…表示部
９…操作部
１０…システム制御部
１５…Ｘ線管
１６…Ｘ線絞り器
１７…天板
２１…Ｘ線Ｉ．Ｉ．
２２…Ｘ線テレビカメラ
２３…Ａ／Ｄ変換器
３１…撮像系移動機構
３２…天板移動機構
３３…機構制御部
４１…高電圧制御回路
４２…高電圧発生器
７１…画像データ記憶回路
７２…画像演算回路
７３…画像拡大率算出回路
７４…リアルサイズ画像データ生成回路
８１…表示用データ生成回路
８２…変換回路
８３…モニタ
１００…Ｘ線診断装置
１５０…被検体

Claims (11)

1. 被検体の撮影対象部位に対してＸ線を照射するＸ線発生手段と、
   このＸ線発生手段によって照射され前記撮影対象部位を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、
   このＸ線検出手段と前記Ｘ線発生手段を前記被検体の周囲で回動あるいは移動させる回動・移動手段と、
   前記Ｘ線検出手段の有効投影範囲において投影されたＸ線情報に基づいて前記撮影対象部位における第１のＸ線画像データを生成する第１の画像データ生成手段と、
   この第１の画像データ生成手段によって生成された前記第１のＸ線画像データを表示する表示手段と、
   前記回動・移動手段によって回動あるいは移動した前記Ｘ線発生手段及び前記Ｘ線検出手段の位置情報に基づいてＸ線画像データの画像拡大率を算出する拡大率算出手段と、
   前記画像拡大率と前記表示手段における表示範囲の情報に基づいて前記第１のＸ線画像データから第２のＸ線画像データを生成する第２の画像データ生成手段を
   備えたことを特徴とするＸ線診断装置。
2. 前記拡大率算出手段は、前記Ｘ線発生手段及び前記Ｘ線検出手段の回動角度によって設定されるＸ線照射方向と、前記Ｘ線検出手段と前記撮影対象部位との距離と、前記Ｘ線検出手段と前記Ｘ線発生手段との距離に基づいて前記画像拡大率を算出することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
3. 前記第２の画像データ生成手段は、前記画像拡大率と前記表示手段における表示範囲に基づいて前記第２のＸ線画像データのための投影範囲を算出し、算出された前記投影範囲が前記Ｘ線検出手段の有効投影範囲より小さな場合には、前記第１のＸ線画像データの中から前記投影範囲に対応するＸ線画像データを抽出して前記第２のＸ線画像データを生成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載したＸ線診断装置。
4. Ｘ線絞り手段を備え、前記第２の画像データ生成手段が算出した前記投影範囲が前記有効投影範囲より小さな場合には、前記Ｘ線絞り手段は、前記Ｘ線発生手段によって照射されたＸ線の前記Ｘ線検出手段における照射範囲が前記投影範囲に略一致するようにＸ線照射角度を設定することを特徴とする請求項３記載のＸ線診断装置。
5. 前記第２の画像データ生成手段は、前記画像拡大率と前記表示手段における表示範囲に基づいて前記第２のＸ線画像データのための投影範囲を算出し、算出された前記投影範囲が前記Ｘ線検出手段の有効投影範囲より大きな場合には、この有効投影範囲において生成された前記第１のＸ線画像データを含む前記第２の画像データを生成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載したＸ線診断装置。
6. 前記表示手段は、前記投影範囲において生成された第２のＸ線画像データを表示手段の最大表示範囲に対応して表示することによって前記撮影対象部位に対して略同一サイズあるいは所望の倍率で表示することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
7. 前記表示手段は、前記回動・移動手段による前記Ｘ線発生手段及びＸ線検出手段の位置情報の更新に伴って、拡大率算出手段が算出する画像拡大率に基づいて設定された前記投影範囲に対応する前記第２のＸ線画像データを略リアルタイムで表示することを特徴とする請求項１又は請求項６に記載したＸ線診断装置。
8. 前記表示手段は、前記第１のＸ線画像データと前記第２のＸ線画像データを切り替え表示することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
9. 前記表示手段は、前記第１のＸ線画像データあるいは前記第２のＸ線画像データと前記撮影対象部位の実際の大きさを示すスケールあるいはマーカを重畳して表示することを特徴とする請求項１又は請求項８に記載したＸ線診断装置。
10. 被検体の撮影対象部位に対してＸ線を照射するＸ線発生手段と、
    このＸ線発生手段によって照射され前記撮影対象部位を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、
    このＸ線検出手段と前記Ｘ線発生手段を前記被検体の周囲で回動あるいは移動させる回動・移動手段と、
    前記Ｘ線検出手段において検出されたＸ線情報に基づいて前記撮影対象部位におけるＸ線画像データを生成する画像データ生成手段と、
    前記回動・移動手段によって回動あるいは移動した前記Ｘ線発生手段及び前記Ｘ線検出手段の位置情報に基づいてＸ線画像データの画像拡大率を算出する拡大率算出手段と、
    前記Ｘ線画像データに対し前記画像拡大率に基づいて形成された前記撮影対象部位の実際の大きさを示すスケールあるいはマーカを重畳表示する表示手段を備えたことを特徴とするＸ線診断装置。
11. Ｘ線検出手段及びＸ線発生手段を所定位置に設定するステップと、
    所定位置に設定された前記Ｘ線検出手段及び前記Ｘ線発生手段を用いて被検体の撮影対象部位に対してＸ線撮影を行なうステップと、
    前記Ｘ線検出手段の有効投影範囲において投影されたＸ線情報に基づいて前記撮影対象部位における第１のＸ線画像データを生成するステップと、
    前記Ｘ線発生手段及び前記Ｘ線検出手段の位置情報に基づいて算出されたＸ線画像データの画像拡大率と表示手段における表示範囲の情報に基づいて前記第１のＸ線画像データから第２のＸ線画像データを生成するステップと、
    前記第２のＸ線画像データを表示するステップを
    有することを特徴とするＸ線画像データ表示方法。

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