JP2010012180A - Ｘ線診断装置及びその画像表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】カテーテル手技における手技効率の向上を可能とするＸ線診断装置及びその画像表示方法の提供。
【解決手段】変更部は、Ｘ線画像の観察角度と血管画像の観察角度との少なくとも一方を変更操作する。判定部は、Ｘ線が発生されているか否かの判定を行なう。切り替え部は、オンとオフ（Ａ状態とＢ状態）との切り替えを行なう。制御部は、判定の結果と切り替えの結果とに基づいて変更操作を制御する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、Ｘ線透視を行なうＸ線診断装置及びその画像表示方法に関する。

Ｘ線造影検査やＸ線血管内治療において医師等は、Ｘ線透視下で、カテーテルやガイドワイヤを目的部位まで進める。ライブ画像は、造影剤等で強調しない限り、血管が描出されない。そこで、過去に造影剤を流して撮影された画像（血管画像）とライブ画像とを重ね合わせて表示するロードマップ機能がある。ロードマップは、血管走行を把握できるという長所を有する。しかし、寝台が移動された場合や、透視画像の観察方向を変更するためにアームを回転する場合、血管画像を発生しなおさなければならない。頻繁な血管画像の発生しなおしは、検査・治療時間の増加や使用する造影剤の増加を招く。その結果、患者の負担は増加してしまう。

このような問題を解決するため、３次元ロードマップ機能が開発されている。３次元ロードマップは、２次元の血管情報の代わりに３次元の血管情報を利用する。３次元の血管情報は、ボリュームレンダリング処理されて表示される。このボリュームレンダリング表示は、血管表面を影付けするなどして３次元的に血管を表示している。しかし、結局ボリュームレンダリング表示は、画面に２次元で表示されるため、血管の３次元構造がわかりにくい。従ってカテーテル手技における手技効率が悪い。
米国特許出願公開第２００７／０２０１６０９号明細書

本発明の目的は、カテーテル手技における手技効率の向上を可能とするＸ線診断装置及びその画像表示方法を提供することにある。

本発明の第１局面に係るＸ線診断装置は、Ｘ線で被検体を撮影してＸ線画像のデータを発生する撮影部と、前記被検体の造影された血管に関する３次元画像のデータを投影処理し、血管が強調された投影画像のデータを発生する投影処理部と、前記発生されたＸ線画像の観察角度と前記投影画像の観察角度との少なくとも一方を変更操作する変更操作部と、前記Ｘ線が発生されているか否かの判定を行なう判定部と、複数の電気的な状態の間の切り替えを行なう切り替え部と、前記判定の結果と前記切り替えの結果とに基づいて前記変更操作を制御する制御部と、を具備する。

本発明の第２局面に係るＸ線診断装置は、被検体をＸ線撮影する撮影部と、前記被検体に関する３次元画像のデータを投影処理することにより投影画像のデータを発生する発生部と、前記Ｘ線が発生されているか否かを判定する判定部と、前記Ｘ線が発生されていないと判定された場合、前記投影処理の投影角度を所定の軸回りに所定の角度だけ回転する回転部と、を具備する。

本発明の第３局面に係るＸ線診断装置の画像表示方法は、撮影部により被検体をＸ線撮影して前記被検体に関するＸ線画像のデータを発生し、前記被検体の造影された血管に関する３次元画像のデータに基づいて血管が強調された投影画像のデータを発生し、前記発生されたＸ線画像と３次元画像とを表示し、前記Ｘ線が発生されているか否かの判定を行ない、複数の電気的な状態の間の切り替えを行ない、前記判定の結果と前記切り替えの結果とに基づいて前記表示されたＸ線画像の観察角度と前記投影画像の観察角度との少なくとも一方を変更するための変更操作を制御する。

本発明によれば、カテーテル手技における手技効率の向上を可能とするＸ線診断装置及びその画像表示方法を提供することが可能となる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係るＸ線診断装置及びその画像表示方法を説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るＸ線診断装置１の構成を示す図である。図１に示すようにＸ線診断装置１は、撮影機構１０と画像処理装置２０とを有する。撮影機構１０は、図２に示すように、アーム１２を支持する支持部１４を有する。アーム１２は、Ｃ形状を有する。アーム１２は、Ｘ線管１５と検出器１６とを搭載する。Ｘ線管１５は、高電圧発生装置（図示せず）から高電圧が印加されることによりＸ線を発生する。高電圧発生装置には、Ｘ線制御部１８が接続される。Ｘ線制御部１８は、Ｘ線透視に応じた線量のＸ線をＸ線管１５が発生するように高電圧発生部を制御する。検出器１６は、Ｘ線管１５から発生され被検体を透過するＸ線を検出する。検出器１６は、マトリクス状に配置された複数の半導体検出素子を有するフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）で構成される。なおＦＰＤに代えて、検出器１６は、イメージインテンシファイアとＴＶカメラとの組み合わせから構成されてもよい。

アーム１２は、被検体に対する撮影角度を自由に変更できるように、ＸＹＺ直交３軸各々に関して矢印Ａ，Ｂ，Ｃに回転可能に支持部１４によって支持される。典型的には、撮影角度は、ＸＹＺ直交３軸に対する撮影軸の交差角として定義される。慣習的には、第１斜位（ＲＡＯ）、第２斜位（ＬＡＯ）、第３斜位（ＬＰＯ）、第４斜位（ＲＰＯ）それぞれの角度として定義される。撮影軸は、Ｘ線管１５のＸ線焦点から検出器１６の検出面中心を通る直線として定義される。典型的には、Ｚ軸は、被検体の体軸に略一致するものとして定義される。そして、Ｚ軸に対して撮影軸に一致するＹ軸とＸ軸とは、アイソセンタ（撮影不動点）で交差する。アーム１２には、駆動部１９が接続される。駆動部１９は、システム制御部４６からの制御信号に応じた駆動信号をアーム１２に供給し、アーム１２を移動する。

画像処理装置２０は、Ａ／Ｄ変換部２２、インタフェース部２４、３次元画像メモリ２６、２次元画像メモリ２８、フィルタリング部３０、ＬＵＴ部３２、位置ずれ計算部３４、投影処理部３６、画像合成部３８、Ｄ／Ａ変換部４０、表示部４２、入力装置４４、及びシステム制御部４６を有する。

Ａ／Ｄ変換部２２は、検出器１５に接続される。Ａ／Ｄ変換部２２は、検出器１５から出力される画像信号をデジタル化し、Ｘ線画像のデータを得る。なお、Ｘ線透視によりリアルタイムに出力されるＸ線画像をライブ画像と呼ぶことにする。

インタフェース部２４は、ＬＡＮ（Local Area Network）に接続される。ＬＡＮには、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置、磁気共鳴イメージング装置、或いはＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）等のモダリティ１００や、ＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication Service）サーバ２００等が接続されている。インタフェース部２４は、ＬＡＮに接続されたこれら装置と通信する。インタフェース部２４は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置や、磁気共鳴イメージング装置、ＳＰＥＣＴ等のモダリティ１００、ＰＡＣＳサーバ２００から３次元画像のデータをロードする。３次元画像のデータは、ボリュームデータとして扱う。例えば、３次元画像のサイズ（マトリクスサイズ）は、５１２×５１２×５１２である。

３次元画像メモリ２６は、インタフェース部２４によりロードされた様々な３次元画像のデータを記憶する。３次元画像は、例えば、造影剤により血管が強調された３次元ＤＡ（デジタルアンギオ）画像である。他の３次元画像は、抽出された血管領域に関する３次元ＤＳＡ（デジタルサブトラクションアンギオ）画像である。さらに他の３次元画像は、ＣＴＡ（ＣＴアンギオ）画像やＭＲＡ（ＭＲアンギオ）画像がある。

２次元画像メモリ２８は、撮影機構１０で発生されたライブ画像のデータ、高周波強調等のフィルタリング処理されたライブ画像等のデータ、投影処理して発生された投影画像のデータを記憶する。

フィルタリング部３０は、ライブ画像や投影画像等に高周波強調フィルタリングを行なう。ＬＵＴ（ルック・アップ・テーブル）部３２は、ライブ画像や投影画像に階調変換を行なう。

位置ずれ計算部３４は、ロードマップ開始時点において撮影機構１０で発生されたライブ画像と、ロードマップ開始時点におけるアーム１２の撮影角度に対応する投影角度で投影処理されたことにより発生された投影画像との解剖学的な位置ずれ量を計算する。

投影処理部３６は、造影剤により血管が強調された３次元画像のデータを投影処理し、血管が強調された投影画像（血管画像）のデータを発生する。投影処理は、最大値投影処理、最小値投影処理、平均値投影処理等の画素値投影処理だけでなく、ボリュームレンダリング処理やサーフェスレンダリング処理を含むとする。また、投影処理部３６は、撮影角度と計算された位置ずれ量とに基づいて決定される投影角度（観察角度）に従って３次元画像のデータを投影処理し、ライブ画像との位置ずれが補正された血管画像のデータを発生する。また、投影処理部３６は、３次元画像のデータに基づいて、入力装置４４による変更操作に応じた観察角度に関する血管画像のデータを発生する。

画像合成部３８は、ライブ画像と血管画像とを合成して合成画像のデータを発生する。Ｄ／Ａ変換部４０は、表示部４２に接続される。Ｄ／Ａ変換部４０は、ライブ画像データに対してフィルタ処理、階調変換されることによって生成される画像データをアナログ化して、表示部４２を駆動させるために画像信号を得る。表示部４２は、例えばＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）等の表示デバイスを含む。表示部４２は、Ｄ／Ａ変換部４０から出力される画像信号が表す画像をＣＲＴ等の表示デバイスに表示する。

入力装置４４は、電気的な二つの状態（例えばオン／オフ）との間の切り替えを行なうトリガスイッチを有する。また、入力装置４４は、Ｘ線画像の観察角度（すなわち、アーム１２の撮影角度）と血管画像の観察角度（すなわち、投影処理の投影角度）との少なくとも一方を変更操作するための操作スイッチを有する。Ｘ線画像の観察角度の変更操作に応じた操作情報は、システム制御部４６を介して駆動部１９に送信される。血管画像の観察角度の変更操作に応じた操作情報は、システム制御部４６を介して投影処理部３６に送信される。また、入力装置４４は、透視ボタンを有する。透視ボタンが押されている間、システム制御部４６に、Ｘ線透視の指示信号が送信される。入力装置４４の具体的な構成については後述する。

システム制御部４６は、入力装置４４からの種々の信号に基づいて、信号に応じた制御を行なう。具体的には、システム制御部４６は、Ｘ線透視の指示信号を受信している間、各部を制御してＸ線透視を行う。Ｘ線透視の指示信号を受信していない間、システム制御部４６は、各部を制御してＸ線透視を停止する。また、システム制御部４６は、入力装置４４を介して行なわれる変更操作のモードを管理する機能を有する。変更操作モードの管理機能においてシステム制御部４６は、Ｘ線透視中であるか否かの判定とトリガスイッチの状態とに基づいて、変更操作モードを切り替える。

以下、システム制御部４６の制御により行なわれる観察角度の変更操作モードの管理処理を具体的に説明する。図３は、入力装置４４が有する操作卓ＣＳの斜視図である。図３に示すように操作卓ＣＳには、トリガキーＴＫが設けられている。ユーザによりトリガキーＴＫが引かれたとき、操作卓ＣＳの内部に設けられたトリガスイッチ（図示せず）は、トリガキーＴＫが引かれていることを示す信号（以下、トリガ信号）を出力する。トリガスイッチは、トリガキーＴＫが引かれ続けている限りトリガ信号を出力し続け、トリガキーＴＫが引かれていなければトリガ信号を出力しない。

また、図３に示すように操作卓ＣＳには、操作キーＣＫが全周方向に傾動自在に設けられている。ユーザにより操作キーＣＫが操作されたとき、操作卓ＣＳの内部に設けられた操作スイッチ（図示せず）は、操作キーＣＫの操作に応じた操作信号（操作キーの傾き方向を区別した信号）を出力する。

また、図３に示すように操作卓ＣＳには、複数のボタンが設けられている。ユーザによりボタンが押されたとき、操作卓ＣＳの内部に設けられた押されたボタンに対応するボタンスイッチは、対応するボタンが押されたことを示す信号（以下、ボタン信号と呼ぶ）を出力する。例えば操作卓ＣＳは透視ボタンを有しており、透視ボタンが押されると、透視ボタンスイッチは透視ボタンに対応するボタン信号を出力する。また、透視ボタンスイッチは、透視ボタンが離されると、透視ボタンに対応するボタン信号をリセットする。また、操作卓ＣＳは３次元ロードマップボタンを有しており、３次元ロードマップボタンが押されると３次元ロードマップボタンスイッチは３次元ロードマップボタンに対応するボタン信号を出力する。

図３に示すように操作卓ＣＳには、ユーザにより把持されるための把持部ＧＲが設けられている。把持部ＧＲの近傍には、トリガキーＴＫと操作キーＣＫとが取り付けられる。例えば左手で把持部ＧＲを把持した場合、ユーザは、左手の人差し指でトリガキーＴＫを引くことができ、又、左手の親指で操作キーＣＫを操作できる。

図４は、観察角度の変更操作モードの決定表を示す図である。図４に示すように変更操作モードは、トリガスイッチの状態とＸ線透視中か否かの判定とに基づいてシステム制御部４６により決定される。変更操作モードは、例えば４種類ある。以下に４種類の変更操作モードについて説明する。

図４に示すように、トリガ信号が出力されている（トリガキーが引かれている）期間、且つ、Ｘ線発生中（Ｘ線透視中）、システム制御部４６は、Ｘ線画像の観察角度（アーム１２の撮影角度）と血管画像の観察角度（投影処理の投影角度）との両方を変更可能な第１モードに設定する。すなわち、Ｘ線発生中において、トリガキーと操作キーとのダブルアクション操作が行なわれることにより、アーム１２の撮影角度と血管画像の観察角度とが変更される。すなわち、ライブ画像と血管画像との合成画像の観察角度が変更される。

図４に示すように、トリガ信号が出力されている期間、且つ、Ｘ線停止中（Ｘ線透視停止中）、システム制御部４６は、Ｘ線画像の観察角度（アーム１２０の撮影角度）と血管画像の観察角度（投影処理の投影角度）との両方を変更可能な第２モードに設定する。すなわち、Ｘ線停止中において、トリガキーと操作キーとのダブルアクション操作が行なわれることにより、アーム１２の撮影角度と血管画像の観察角度とが変更される。この時、合成画像を表示していた画面上ではライブ画像はフェードアウトし、観察角度の変化に応じて、血管画像が回転する。

図４に示すように、トリガ信号が出力されていない（トリガキーが引かれていない）期間、且つ、Ｘ線発生中（Ｘ線透視中）、Ｘ線画像の観察角度と血管画像の観察角度とのいずれも変更不可能な第４モードに設定する。すなわち、Ｘ線発生中において、操作キーのみのシングルアクション操作が行なわれても、ライブ画像と血管画像との合成画像の観察角度は変更されない。

図４に示すように、トリガ信号が出力されていない期間、且つ、Ｘ線停止中（Ｘ線透視中）、システム制御部４６は、血管画像の観察角度のみを変更可能な第３モードに設定する。すなわち、Ｘ線停止中において、操作キーのみのシングルアクション操作が行なわれることにより、血管画像の観察角度のみが変更される。なお、この時、合成表示されていたライブ画像は、フェードアウトする。

このような構成により、アーム１２の撮影角度の変更操作のような慎重に行なわれるべき作業はダブルアクション操作で、血管画像の観察角度の変更操作のような比較的慎重に行なう必要のない作業はシングルアクション操作で行なうことができる。

図５は、カテーテル術の状況のもとで行なわれる、第１の実施形態に係る変更操作モードの管理処理の流れを説明する図である。以下、説明を具体的にするために、投影処理はボリュームレンダリング処理であるとする。

図５に示すように、ユーザにより３次元ロードマップボタンが押されると、システム制御部４６は、表示部４２に、ライブ画像に重ね合わせる画像を選択するための画面を表示する。ユーザが入力装置４４を介して画面上で、重ね合わせる画像を選択する。重ね合わせる画像は、３次元ＤＳＡ画像、３次元ＤＡ画像、ＣＴＡ画像、ＭＲＡ画像等がある。以下では、説明の簡単のため、３次元ＤＳＡ画像が選択されたとする。

重ね合わされる画像が選択されると、システム制御部４６は、アーム１２の撮影角度に対応する観察角度に関するライブ画像のデータを発生させる。また、画像が選択された時点にて発生されたライブ画像と血管画像との位置ずれ量は、位置ずれ計算部３４により計算される。そして投影処理部３６は、計算された位置ずれ量とアーム１２の撮影角度とによって投影角度を決定し、決定した投影角度で３次元ＤＳＡ画像をボリュームレンダリング処理し、ライブ画像との位置ずれが補正された血管画像のデータを発生する。透視ボタンが押されると、発生された血管画像とライブ画像とは、画像合成部３８によって合成される。ＬＵＴ部３２は、合成画像の血管画像の部分に特異な色を割当てる。表示部４２は、この合成画像を表示する。

重ね合わせる画像が選択されると、システム制御部４６は、操作キーが操作される、すなわち、操作信号が検出されることを待機している（ステップＳＡ１）。

ユーザにより操作キーが操作されたことを契機としてシステム制御部４６は、トリガキーが引かれているか、すなわち、トリガ信号が検出されているか否かを判定する（ステップＳＡ２）。

トリガキーが引かれていると判定した場合（ステップＳＡ２：ＹＥＳ）、システム制御部４６は、Ｘ線透視中であるか否かを判定する（ステップＳＡ３）。Ｘ線透視中であるか否かの判定は、例えば、透視ボタンが押されているか、押されていないかによって判定される。

Ｘ線透視中であると判定したとき（ステップＳＡ３：ＹＥＳ）、システム制御部４６は、変更操作モードを第１モードに変更する。第１モードにおいてシステム制御部４６は、操作キーの操作量に応じて、駆動部１９にアーム１２を移動させる（ステップＳＡ４）。同時にシステム制御部４６は、操作キーの操作量に応じた投影角度の変更情報を投影処理部３６に送信する。投影角度の変更情報を受信した投影処理部３６は、変更情報とアーム１２の撮影角度とに基づいて投影角度を決定する（ステップＳＡ５）。次に、投影処理部３６は、決定した投影角度で３次元ＤＳＡ画像をボリュームレンダリング処理し、ライブ画像との位置ずれが補正された血管画像のデータを発生する（ステップＳＡ６）。システム制御部４６は、画像合成部３８に、位置補正された血管画像とライブ画像とを合成させ、合成画像のデータを発生させる（ステップＳＡ７）。そしてシステム制御部４６は、発生した合成画像を表示部４２に表示させる（ステップＳＡ８）。

ステップＳＡ３においてＸ線透視中ではない、すなわちＸ線発生が停止中であると判定したとき（ステップＳＡ３：ＮＯ）、システム制御部４６は、変更操作モードを第２モードに変更する。第２モードにおいてシステム制御部４６は、操作キーの操作量に応じて駆動部１９にアーム１２を移動させる（ステップＳＡ９）。同時にシステム制御部４６は、操作キーの操作量に応じた投影角度の変更情報を投影処理部３６に送信する。投影角度の変更情報を受信した投影処理部３６は、変更情報とアーム１２の撮影角度とに基づいて投影角度を決定する（ステップＳＡ１０）。次に、投影処理部３６は、決定した投影角度で３次元ＤＳＡ画像をボリュームレンダリング処理し、変更操作に応じた観察角度に対応する血管画像のデータを発生する（ステップＳＡ１１）。そしてシステム制御部４６は、発生した血管画像を表示部４２に表示させる（ステップＳ１２）。ライブ画像の最終画像は、例えば、合成画像の表示領域とは別の表示領域、もしくは別の表示部に表示されている。ステップＳＡ１２の後にＸ線透視が行われ、ライブ画像が収集されると、再びライブ画像と血管画像との合成画像が表示部４２に表示される。

ステップＳＡ２においてトリガキーが引かれていないと判定した場合（ステップＳＡ２：ＮＯ）、システム制御部４６は、Ｘ線透視中であるか否かを判定する（ステップＳＡ１３）。Ｘ線透視中であると判定した場合（ステップＳＡ１３：ＹＥＳ）、システム制御部４６は、変更操作モードを第４モードに変更する。第４モードにおいてシステム制御部４６は、操作キーが操作されていても、Ｘ線画像の観察角度（アーム１２の撮影角度）も血管画像の観察角度（投影処理の投影角度）も変更しない。

ステップＳＡ１３においてＸ線透視中でないと判定した場合（ステップＳＡ１３：ＮＯ）、システム制御部４９は、変更操作モードを第３モードに変更する。第３モードにおいてシステム制御部４６は、操作キーの操作量に応じた投影角度の変更情報を投影処理部３６に送信し、投影処理部３６に、変更情報に基づいて投影角度を決定させる（ステップＳＡ１４）。そして投影処理部３６は、決定した投影角度に従って、３次元ＤＳＡ画像をボリュームレンダリング処理し、血管画像のデータを発生する（ステップＳＡ１５）。そして、システム制御部３８は、発生した血管画像を表示部４２に表示させる（ステップＳＡ１６）。血管画像は、例えば、合成画像の表示領域とは別の表示領域に表示される。もしくは、血管画像は、合成画像が表示される表示部とは別の表示部に表示されてもよい。ステップＳＡ１４後にＸ線透視が行われることを契機として、投影処理部３６は、観察角度を変更前の観察角度に設定する。

なお、上記処理では、血管画像とライブ画像とを合成して表示するとしたが、血管画像とライブ画像とを並べて表示してもよい。

また、上記処理では説明の簡単のため３次元ＤＳＡ画像が選択されたとした。しかし第１実施形態はこれに拘泥されない。３次元ＤＳＡ画像以外が選択された場合、例えば、Ｘ線透視開始前に、閾値処理等によって３次元画像データから血管領域を抽出すればよい。抽出後の処理は、抽出された血管領域に関する３次元画像を３次元ＤＳＡ画像とすることで、上記方法と同様に処理できる。

上記構成により、システム制御部４６は、Ｘ線が発生されているか否かの判定と、トリガスイッチの切り替えの結果とに基づいて、Ｘ線画像の観察角度と血管画像の観察角度との変更操作可能な状態を制御する。この制御によりシステム制御部４６は、Ｘ線停止中に、Ｘ線画像と血管画像との少なくとも一つを選択的に回転可能とすることができる。従ってユーザは、被検体の被爆量を低減しつつ、血管の３次元的な走行方向を把握することが可能となる。かくして第１実施形態によれば、カテーテル手技における手技効率の向上を可能とするＸ線診断装置及びその画像表示方法を提供することが可能となる。

（第２実施形態）
第１実施形態に係るスイッチの状態は、トリガスイッチによるトリガ信号のオンとオフとであるとした。第２実施形態に係るスイッチの状態は、例えば、切り替えスイッチによる、例えばＡ状態とＢ状態とでもよい。以下、第２実施形態に係るＸ線診断装置１を説明する。なお以下の説明において、第１実施形態と略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

第２実施形態に係る入力装置４４は、Ａ状態とＢ状態との切り替えを行なうための切り替え用ボタンＫＢを有する。ユーザにより切り替え用のボタンＫＢが押されると、操作卓の内部に設けられた切り替えボタンスイッチは、Ｂ状態からＡ状態へ切り替えられたことを示す信号（以下、Ａ信号と呼ぶ）、又は、Ａ状態からＢ状態へ切り替えられたこと示す信号（以下、Ｂ信号と呼ぶ）を出力する。システム制御部４６は、Ａ信号を受信すると切り替えスイッチがＡ状態にあると認識し、Ｂ信号を受信すると切り替えスイッチがＢ状態にあると認識する。Ａ状態にあるのかＢ状態にあるのかを視認可能とするために、Ａ状態にあるときに光るランプＡＬと、Ｂ状態にあるときに光るランプＢＬとが操作卓に備えられているとよい。

図４に示すように、システム制御部４６は、切り替え用ボタンスイッチがＡ状態にある期間、且つ、Ｘ線発生中（Ｘ線透視中）、Ｘ線画像の観察角度（アーム１２の撮影角度）と血管画像の観察角度（投影処理の投影角度）との両方を変更可能な第１モードに設定する。Ａ状態にある期間、且つ、Ｘ線停止中（Ｘ線透視停止中）、システム制御部４６は、Ｘ線画像の観察角度と血管画像の観察角度との両方を変更可能な第２モードに設定する。Ｂ状態にある期間、且つ、Ｘ線発生中（Ｘ線透視中）、システム制御部４６は、アーム１２の撮影角度と血管画像の観察角度とのいずれも変更不可能な第４モードに設定する。Ｂ状態にある期間、且つ、Ｘ線停止中（Ｘ線透視中）、システム制御部４６は、血管画像の観察角度のみを変更可能な第３モードに設定する。

なお、Ｘ線透視中は、切り替え用ボタンスイッチの状態は、自動的にＡ状態に移行する。Ｘ線透視中は、システム制御部４６は、切り替え用ボタンＫＢをロックし、Ａ状態からＢ状態への切り替えを不可能にする。また、システム制御部４６は、Ｘ線透視開始時に切り替え用ボタンスイッチがＢ状態にある場合、自動的にＡ状態に切り替える。

図７は、カテーテル術の状況のもとで行なわれる、第２の実施形態に係る変更操作モードの管理処理の流れを説明する図である。図１に示すように、システム制御部４６は、操作キーが操作されている、すなわち、操作信号が検出されることを待機している（ステップＳＢ１）。

ユーザにより操作キーが操作されたことを契機としてシステム制御部４６は、ボタンスイッチがＡ状態にあるか否かを判定する（ステップＳＢ２）。

Ａ状態にあると判定した場合（ステップＳＢ２：ＹＥＳ）、システム制御部４６は、Ｘ線透視中であるか否かを判定する（ステップＳＢ３）。

Ｘ線透視中であると判定したとき（ステップＳＢ３：ＹＥＳ）、システム制御部４６は、変更操作モードを第１モードに変更する。第１モードにおいてシステム制御部４６は、操作キーの操作量に応じて、駆動部１９にアーム１２を移動させる（ステップＳＢ４）。同時にシステム制御部４６は、操作キーの操作量に応じた投影角度の変更情報を投影処理部３６に送信する。投影角度の変更情報を受信した投影処理部３６は、変更情報とアーム１２の撮影角度とに基づいて投影角度を決定する（ステップＳＢ５）。次に、投影処理部３６は、決定した投影角度で３次元ＤＳＡ画像をボリュームレンダリング処理し、ライブ画像との位置ずれが補正された血管画像のデータを発生する（ステップＳＢ６）。システム制御部４６は、画像合成部３８に、位置補正された血管画像とライブ画像とを合成させ、合成画像のデータを発生させる（ステップＳＢ７）。そしてシステム制御部４６は。発生した合成画像を表示部４２に表示させる（ステップＳＢ８）。

ステップＳＢ３においてＸ線透視中ではないと判定したとき（ステップＳＢ３：ＮＯ）、システム制御部４６は、変更操作モードを第２モードに変更する。第２モードにおいてシステム制御部４６は、操作キーの操作量に応じて駆動部１９にアーム１２を移動させる（ステップＳＢ９）。同時にシステム制御部４６は、操作キーの操作量に応じた投影角度の変更情報を投影処理部３６に送信する。投影角度の変更情報を受信した投影処理部３６は、変更情報とアーム１２の撮影角度とに基づいて投影角度を決定する（ステップＳＢ１０）。次に、投影処理部３６は、決定した投影角度で３次元ＤＳＡ画像をボリュームレンダリング処理し、変更操作に応じた観察角度に対応する血管画像のデータを発生する（ステップＳＢ１１）。そしてシステム制御部４６は、発生した血管画像を表示部４２に表示させる（ステップＳＢ１２）。ライブ画像の最終画像は、例えば、合成画像の表示領域とは別の領域、もしくは別の表示部に表示されている。ステップＳＢ１２の後にＸ線透視が行われ、ライブ画像が収集されると、再びライブ画像と血管画像との合成画像が表示部４２に表示される。

ステップＳＢ２においてボタンスイッチがＡ状態にない、すなわちＢ状態にあると判定した場合（ステップＳＢ２：ＮＯ）、システム制御部４６は、Ｘ線透視中であるか否かを判定する（ステップＳＢ１３）。Ｘ線透視中であると判定した場合（ステップＳＢ１３：ＹＥＳ）、システム制御部４６は、変更操作モードを第４モードに変更する。第４モードにおいてシステム制御部４６は、ボタンスイッチをＢ状態からＡ状態に切り替える（ステップＳＢ１４）。

ステップＳＢ１３においてＸ線透視中でないと判定した場合（ステップＳＢ１３：ＮＯ）、システム制御部４６は、変更操作モードを第３モードに変更する。第３モードにおいてシステム制御部４６は、操作キーの操作量に応じた投影角度の変更情報を投影処理部３６に送信し、投影処理部３６に、変更情報とアーム１２の撮影角度とに基づいて投影角度を決定させる（ステップＳＢ１５）。そして投影処理部３６は、決定した投影角度に従って、３次元ＤＳＡ画像をボリュームレンダリング処理し、血管画像のデータを発生する（ステップＳＢ１６）。そして、システム制御部３８は、発生した血管画像を表示部４２に表示させる（ステップＳＢ１７）。

かくして第２実施形態によれば、カテーテル手技における手技効率の向上を可能とするＸ線診断装置及びその画像表示方法を提供することが可能となる。

なお、第１及び第２実施形態に係わる観察角度の変更操作モードは、図４に示すものだけに限定されない。例えば、第１及び第２実施形態における第２モードにおいては、Ｘ線画像の観察角度（アーム１２の撮影角度）と血管画像の観察角度（投影処理の投影角度）との両方が変更可能に設定されるとした。しかし、第２モードにおいて、Ｘ線画像の観察角度（アーム１２の撮影角度）が変更可能に設定され、血管画像の観察角度が変更不可能に設定されるとしてもよい。

（変形例）
変形例に係る入力装置４４の操作卓は、回転ボタンを備える。ユーザにより回転ボタンが押されると、操作卓の内部に設けられた回転ボタンスイッチは、回転ボタンが押されたことを示す信号（以下、回転信号と呼ぶ）を出力する。システム制御部４６は、Ｘ線が発生されていないと判定された時、回転ボタンのロックを解除して操作可能にし、Ｘ線が発生されている時、回転ボタンをロックして操作不可能にする。表示部４２は、Ｘ線停止中において入力装置に設けられた回転ボタンが押されたことを契機として、画面上で血管画像を所定の回転軌道に従って回転させる。Ｘ線が発生されると、表示部４２は、回転前の血管画像を表示する。

以下、変形例に係るＸ線診断装置の動作を説明する。

ユーザは、入力装置４４を介して表示部４２に表示されている血管画像上で注目する血管領域を含む関心領域を設定する。回転軸決定部（図示せず）は、選択された関心領域に含まれる血管領域を細線化する。回転軸決定部は、細線をトラッキング処理し、細線に沿う複数の単位ベクトルを算出する。回転軸決定部は、算出した複数の単位ベクトルに基づいて血管領域の回転軸を算出する。回転軸が算出されると、ユーザは、入力装置４４を介して、血管画像を算出された回転軸回りに画面上で回転させて、最も血管領域を観察しやすい観察角度を登録する。登録された観察角度情報は、投影処理部３６に送信される。

Ｘ線透視中、回転信号を受信することを契機として、投影処理部３６は、登録した観察角度に関する血管画像のデータを発生する。登録した観察角度に関する血管画像は、表示部４２に表示される。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の第１実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示す図。 図１の撮影機構の斜視図。 図１の入力装置が有する操作卓の斜視図。 図１のシステム制御部により管理される変更操作モードの決定表を示す図。 図１のシステム制御部による変更操作モードの管理処理の流れを示す図。 本発明の第２実施形態に係る入力装置の斜視図。 第２実施形態における変更操作モードの管理処理の流れを示す図。

符号の説明

１…Ｘ線診断装置、１０…撮影機構、１２…アーム、１５…Ｘ線管、１６…検出器、１８…Ｘ線制御部、１９…駆動部、２０…画像処理部、２２…Ａ／Ｄ変換部、２４…インタフェース部、２６…３次元画像メモリ、２８…２次元画像メモリ、３０…フィルタリング部、３２…ＬＵＴ部、３４…位置ずれ計算部、３６…投影処理部、３８…画像合成部、４０…Ｄ／Ａ変換部、４２…表示部、４４…入力装置、４６…システム制御部

Claims (11)

1. Ｘ線で被検体を撮影してＸ線画像のデータを発生する撮影部と、
   前記被検体の造影された血管に関する３次元画像のデータを投影処理し、血管が強調された投影画像のデータを発生する投影処理部と、
   前記発生されたＸ線画像の観察角度と前記投影画像の観察角度との少なくとも一方を変更操作する変更操作部と、
   前記Ｘ線が発生されているか否かの判定を行なう判定部と、
   複数の電気的な状態の間の切り替えを行なう切り替え部と、
   前記判定の結果と前記切り替えの結果とに基づいて前記変更操作を制御する制御部と、
   を具備するＸ線診断装置。
2. 前記切り替え部は、前記複数の電気的な状態として第１の状態と第２の状態とを切り替え、
   前記制御部は、前記Ｘ線が発生されていないと判定された時且つ前記第１の状態に切り替えられている時に前記Ｘ線画像の観察角度を変更可能にし、前記Ｘ線が発生されていないと判定された時且つ前記第２の状態に切り替えられている時に前記投影画像の観察角度を変更可能にする、
   請求項１記載のＸ線診断装置。
3. 前記投影処理部は、前記Ｘ線が発生されていないと判定された時且つ前記第１の状態に切り替えられている時に前記Ｘ線画像の観察角度が変更可能にされた際、前記Ｘ線画像の観察角度の変更に従って投影画像の観察角度を変更する、請求項２記載のＸ線診断装置。
4. 前記切り替え部は、第１のキーを有し、前記第１のキーが押されている間は前記第１の状態を選択し、前記第１のキーが押されていない間は前記第２の状態を選択する、請求項２記載のＸ線診断装置。
5. 前記切り替え部は、第２のキーを有し、前記第２のキーが押されたことを契機として前記第１の状態から前記第２の状態へ、又は、前記第２の状態から前記第１の状態へ切り替える、請求項２記載のＸ線診断装置。
6. 前記切り替え部は、前記Ｘ線が発生さていると判定された場合、前記第２の状態から前記第１の状態へ切り替える、請求項５記載のＸ線診断装置。
7. 前記制御部は、前記Ｘ線が発生されていると判定された場合、前記投影画像の観察角度を、変更後の観察角度から変更前の観察角度に戻す、請求項２記載のＸ線診断装置。
8. 前記撮影部は、Ｘ線管と検出器とを搭載するアームを有し、
   前記変更操作後のライブ画像の観察角度に対応する撮影角度に前記アームを移動させる駆動部をさらに備える、
   請求項１記載のＸ線診断装置。
9. 前記投影処理部は、前記変更操作後の投影画像の観察角度に対応する投影角度で前記３次元画像のデータを投影処理し、前記変更操作後の観察角度に関する投影画像のデータを発生する、請求項１記載のＸ線診断装置。
10. 被検体をＸ線撮影する撮影部と、
    前記被検体に関する３次元画像のデータを投影処理することにより投影画像のデータを発生する発生部と、
    前記Ｘ線が発生されているか否かを判定する判定部と、
    前記Ｘ線が発生されていないと判定された場合、前記投影処理の投影角度を所定の軸回りに所定の角度だけ回転する回転部と、
    を具備するＸ線診断装置。
11. 撮影部により被検体をＸ線撮影して前記被検体に関するＸ線画像のデータを発生し、
    前記被検体の造影された血管に関する３次元画像のデータに基づいて血管が強調された投影画像のデータを発生し、
    前記発生されたＸ線画像と３次元画像とを表示し、
    前記Ｘ線が発生されているか否かの判定を行ない、
    複数の電気的な状態の間の切り替えを行ない、
    前記判定の結果と前記切り替えの結果とに基づいて前記表示されたＸ線画像の観察角度と前記投影画像の観察角度との少なくとも一方を変更するための変更操作を制御する、
    Ｘ線診断装置の画像表示方法。

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