JP2010259779A - Ｘ線診断装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被曝線量を増加させることなく治療前後でのパーフュージョンの比較を行うこと。
【解決手段】Ｘ線の第１の灌流画像を取得する被検体への投影方向と同一方向でコンピュータ断層撮影法により取得された第２の灌流画像を投影して第３の灌流画像を取得するＣＴ画像投影部と、前記第１の灌流画像と前記第３の灌流画像との位置合わせを行って位置合わせ情報を求める位置合わせ部と、前記第１の灌流画像から第１の灌流指標を算出し、前記第３の灌流画像から第２の灌流指標を算出する灌流指標算出部と、前記位置合わせ手段により求められた前記位置合わせ情報を基にして前記第１の灌流指標と前記第２の灌流指標とを比較し、前記第１の灌流指標と前記第２の灌流指標とに基づく比較指標を算出する比較指標算出部とを含むＸ線診断装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、被検体の診断、治療を行うためにコンピュータ断層撮影法（ＣＴ）により取得される被検体の冠状動脈、脳部位等のＣＴ画像とＸ線診断装置により取得されるＸ線画像とを用いてのパーフュージョン（Perfusion）の実施に用いられるＸ線診断装置及びその方法に関する。

ＣＴ装置とＸ線診断装置とを用いてのパーフュージョンは、人体等の被検体の診断、治療効果の同定に非常に重要である。パーフュージョンは、ＣＴ装置により取得されるＣＴ画像を用いて解析する方法と、Ｘ線診断装置により取得されるＸ線画像を用いて解析する方法とがある。

一方、冠状動脈の狭窄による心筋虚血の手術には、狭窄部までカテーテルを挿入し、カテーテルに取り付けてあるバルーンを広げて狭窄部を拡張する手技がある。脳動脈瘤の手術には、脳動脈瘤までカテーテルを挿入し、カテーテルの先端からコイルを出し、このコイルにより脳動脈瘤を詰める手技がある。カテーテルを用いた手術は、インターベンション（intervention）と呼ばれ、外科的な治療よりも侵襲度が低い治療として近年注目されている。

被検体のパーフュージョンの確認は、インターベンション術前において、モダリティとしてＣＴ装置により取得されるＣＴ画像、又はＭＲＩ装置により取得されるＭＲＩ画像を用いるのが最適である。インターベンションでは、治療経過及び治療の最終の確認時、Ｘ線診断装置により取得されるＸ線画像を用いて実施するしかない。

被検体のパーフュージョンに関する技術は、例えば特許文献１がある。特許文献１は、被検体の冠状動脈等の局所心筋に関して血液の流入状態を表す指標と、血液の流出状態を表す指標とを演算することを開示する。

特開２００８−１３６８００号公報

しかしながら、治療の前後において、被検体の冠状動脈等への血液の流入状態や流出状態が改善したことを把握するためには、血液の流入状態や流出状態を表す各指標を比較することが必要である。各指標の比較には、手術等の治療前後においてそれぞれＸ線診断装置を用いてパーフュージョンを実施しなければならない。治療前に、既にＣＴ装置により解析済みのパーフュージョンをＸ線診断装置を用いて再度実施することは、臨床的な価値の少ない目的で被検体に対してＸ線被曝を与えることになる。

本発明の目的は、被曝線量を増加させることなく治療前後でのパーフュージョンの比較ができるＸ線診断装置及びその方法を提供することにある。

本発明の主要な局面に係るＸ線診断装置は、Ｘ線の第１の灌流画像を取得する被検体への投影方向と同一方向でコンピュータ断層撮影法により取得された第２の灌流画像を投影して第３の灌流画像を取得するＣＴ画像投影部と、前記第１の灌流画像と前記第３の灌流画像との位置合わせを行って位置合わせ情報を求める位置合わせ部と、前記第１の灌流画像から第１の灌流指標を算出し、前記第３の灌流画像から第２の灌流指標を算出する灌流指標算出部と、前記位置合わせ手段により求められた前記位置合わせ情報を基にして前記第１の灌流指標と前記第２の灌流指標とを比較し、前記第１の灌流指標と前記第２の灌流指標とに基づく比較指標を算出する比較指標算出部とを具備する。

本発明の主要な局面に係るＸ線診断方法は、Ｘ線の第１の灌流画像を取得する被検体への投影方向と同一方向でコンピュータ断層撮影法により取得された第２の灌流画像を投影して第３の灌流画像を取得し、前記第１の灌流画像と前記第３の灌流画像との位置合わせを行って位置合わせ情報を求め、前記第１の灌流画像から第１の灌流指標を算出し、前記第３の灌流画像から第２の灌流指標を算出し、前記位置合わせ情報を基にして前記第１の灌流指標と前記第２の灌流指標とを比較し、前記第１の灌流指標と前記第２の灌流指標とに基づく比較指標を算出する。

本発明によれば、被曝線量を増加させることなく治療前後でのパーフュージョンの比較ができるＸ線診断装置及びその方法を提供できる。

本発明に係るＸ線診断装置の一実施の形態を示す構成図。 同装置におけるＣ型のアームの機構を示す斜視図。 同装置におけるＸ線の灌流画像を取得する投影方向を示す図。 ３Ｄ・ＣＴ装置により取得されたＣＴの灌流画像を投影する方向を示す図。 本装置におけるＣＴ画像投影部のブロック構成図。 同装置における比較指標算出部のブロック構成図。 同装置における診断フローチャート。 同装置とＣＴ装置とを用いてのパーフュージョンの流れを示す図。 同装置における冠状動脈造影画像上に設定されるＲＯＩを示す図。 同装置における灌流指数算出部により生成される造影剤流入期間における時間濃度曲線を示す図。 同装置における灌流指数算出部により計算される第１の指標Ｋ_１を示す図。 術前において３Ｄ・ＣＴ装置により取得されたＣＴ画像Ｉctの一例を示す図。 本装置により術中等において取得されたＸ線画像Ｉxの一例を示す図。 同装置により比較指標ＣとＸ線画像Ｉxとを重ね合わせた画像Ｉcxを示す図。

以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。

用語の説明をする。灌流は、心筋等への血液の流れを示す。

灌流画像は、心筋等への血液の流れを撮影した画像である。

心筋パーフュージョン、心筋灌流は、臨床的に血液が毛細血管から心筋へ流入出する現象を表現する文言と同義である。ここでは、灌流画像とパーフュージョン画像とを次の通り区別する。灌流画像は、血液が毛細血管から心筋に到達する状態を撮影した画像とする。パーフュージョン画像は、灌流画像を解析して灌流指標に変換した画像とする。

Ｘ線の灌流画像は、被検体Ｑを透過したＸ線の強度分布を表す灌流画像である。

図１はＸ線診断装置（以下、本装置と称する）１００の構成図を示す。図２はＣ型のアーム１の機構の斜視図を示す。本装置１００は、一般的なＸ線アンジオ撮影（血管造影検査法）を行う。アーム１の一端部にＸ線管球２が設けられ、他端にＸ線検出器３が設けられている。Ｘ線検出器３は、Ｘ線蛍光増倍管（I.I.：Image Intensifier）又は平面検出器（Ｆlat Ｐanel Ｄetector：ＦＰＤ）が用いられる。Ｘ線管球２とＸ線検出器３との間には、テーブルが配置されている。テーブル上には、被検体である患者等が載置される。

アーム１は、第１の軸Ｘ１の周りと第２の軸Ｘ２の周りとに回転する。アーム１が第１の軸Ｘ１の周りに回転すると、アーム１の回転によるＸ線管球２とＸ線検出器３との移動により被検体の左右斜め方向からの撮影が行われる。アーム１が第２の軸Ｘ２の周りに回転すると、アーム１の回転によるＸ線管球２とＸ線検出器３との移動により被検体の上下斜め方向からの撮影が行われる。実際には、アーム１は第１の軸Ｘ１の周りと第２の軸Ｘ２の周りとの組み合わせで回転し、例えば被検体の左斜め上方向から撮影、被検体の右斜め下方向から撮影を行う。

画像処理装置１０は、本Ｘ線診断装置（以下、本装置と称する）においてＸ線画像（Ｘ線の灌流画像）を取得する投影方向と同一方向でコンピュータ断層撮影法（以下、ＣＴと称する）により取得された灌流画像（還流画像：ＣＴの灌流画像）を投影する。

画像処理装置１０は、Ｘ線の灌流画像とＣＴの灌流画像との位置合わせを行い、Ｘ線の灌流画像とＣＴの灌流画像とからそれぞれの各灌流指標（還流指標）を算出する。画像処理装置１０は、Ｘ線の灌流画像とＣＴの灌流画像との位置合わせにより取得した位置合わせ情報を基にしてＸ線の灌流指標とＣＴの灌流指標とを比較し、Ｘ線の灌流指標とＣＴの灌流指標との間の比較指標を算出し、比較指標を表示出力する。

画像処理装置１０は、Ｘ線の灌流画像を被検体に対する血栓溶解療法又はインタベーション等の処置後に収集する。

画像処理装置１０は、Ｘ線の灌流画像を収集する際、Ｘ線管球２に印加する管電圧を３次元（３Ｄ）ＣＴ装置２３により取得される灌流画像の収集時と同一管電圧に設定する、又は同一の線質フィルタを用いるかのうちいずれか一方又は両方に設定する。

画像処理装置１０は、Ｘ線の灌流画像を収集する際、対象領域が心臓領域であれば、３次元（３Ｄ)ＣＴ装置２３により収集した心位相と同じ心位相の心電同期画像の収集に設定する。

画像処理装置１０は、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器１１と、２Ｄ（２次元）画像メモリ１２と、フィルタリング部１３と、アフィン変換部１４と、ルックアップテーブル（ＬＵＴ：Look Up Table）１５と、３Ｄ画像メモリ１６と、領域抽出部１７と、ＣＴ画像投影部１８と、位置合わせ部１９と、灌流指数算出部２０と、比較指標算出部２１と、濃度補正部２７とを含む。

画像処理装置１０には、ネットワーク２２を介して３次元（３Ｄ）ＣＴ装置２３と医用画像保管通信システム（ＰＡＣＳ）装置２４とが接続されている。画像処理装置１０は、Ｄ／Ａ（デジタル／アナログ）変換器２５を含む。Ｄ／Ａ変換器２５には、表示装置２６が接続されている。

３Ｄ・ＣＴ装置２３は、被検体に造影剤を注入しながら時間経過と共に被検体の冠状動脈等の３次元（３Ｄ）のＣＴ画像を複数連続的に収集し、灌流画像となる動画の３Ｄ・ＣＴ画像を取得する。３Ｄ・ＣＴ装置２３により取得される灌流画像は、灌流指標を算出するための３Ｄ・ＣＴ画像である。灌流指標は、ＣＴで一般的に使用されている灌流指標とは異なり、Ｘ線の灌流指標の算出と同様の方法で算出される。３Ｄ・ＣＴ装置２３は、ＣＴの灌流画像を被検体に対する血栓溶解療法又はインタベーション等の処置前に収集する。

ＰＡＣＳ装置２４は、各種の画像診断装置、例えば３Ｄ・ＣＴ装置２３や本装置１００により取得されるＣＴ画像やＸ線画像等をデジタル画像として保管する。ＰＡＣＳ装置２４は、デジタル画像を３Ｄ・ＣＴ装置２３と本装置１００との間で通信する。ＰＡＣＳ装置２４は、デジタル画像を表示する。ＰＡＣＳ装置２４は、デジタル画像を読影のために表示する。

ＰＡＣＳ装置２４は、本装置１００にネットワーク２２を介して接続されている。ＰＡＣＳ装置２４は、３Ｄ・ＣＴ装置２３により取得されたＣＴの灌流画像としての３Ｄ・ＣＴ画像をネットワーク２２を介して本装置１００に送る。

Ａ／Ｄ変換器１１は、Ｘ線検出器３の出力信号をデジタル変換する。

２Ｄ画像メモリ７は、Ａ／Ｄ変換器１１によりデジタル変換されたＸ線検出器３の出力信号をＸ線画像データとして記憶する。Ｘ線画像データは、例えば血管内に造影剤を注入して撮影を行って連続的に取得されるＸ線の灌流画像である。

フィルタリング部１３は、高周波強調フィルタリングなどを行う。

アフィン変換部１４は、画像拡大・移動などを行う。

ＬＵＴ１５は、階調変換を行う。

３Ｄ画像メモリ１６は、３Ｄ・ＣＴ装置２３又はＰＡＣＳ装置２４からネットワーク２２を介して送られてくるＣＴの灌流画像を保管する。

領域抽出部１７は、３Ｄ・ＣＴ画像から注目する領域の画像を抽出する。具体的に領域抽出部１７は、３Ｄ・ＣＴ装置２３又はＰＡＣＳ装置２４からネットワーク２２を通してＣＴの灌流画像を受け取り、ＣＴの灌流画像からＸ線の灌流画像に対応する領域をマニュアルで同定し、当該領域をＣＴの灌流画像から抽出する。

ＣＴ画像投影部１８は、Ｘ線の灌流画像を取得する際のＸ線投影ジオメトリと同じ条件で、本装置１００により取得されるＸ線の灌流画像を取得する投影方向と同一方向で３Ｄ・ＣＴ装置２３により取得された３Ｄ・ＣＴ等の灌流画像を投影する。図３ＡはＸ線の灌流画像を取得する投影方向Ｒａを示す。Ｘ線管球２は、被検体Ｑに対してＸ線を放射する。Ｘ線検出器３は、被検体Ｑを透過したＸ線を検出する。図３Ｂは２Ｄ・ＣＴ等の画像の灌流画像Ｈに対する投影方向を示す。灌流画像Ｈに対する投影方向Ｒｂは、Ｘ線の投影方向Ｒａと同一方向に設定される。

ＣＴ画像投影部１８は、図４に示すように第１の領域指定部１８−１と、投影部１８−２とを含む。第１の領域指定部１８−１は、３Ｄ・ＣＴ装置２３により取得されるＣＴの灌流画像上でＸ線の灌流画像に対応する領域を指定する。ＣＴ灌流画像は、経静脈で造影剤が注入され、右冠状動脈と左冠状動脈とが同時に造影される。Ｘ線灌流画像は、経動脈で造影剤が注入され、右冠状動脈又は左冠状動脈のいずれか一方しか造影されない。このため例えば右冠状動脈に注目する場合、ＣＴ灌流画像の中から右冠状動脈の支配領域だけの灌流画像を用いて解析しなければ比較できない。第１の領域指定部１８−１は、各々の冠状動脈の支配領域を指定する。

投影部１８−２は、第１の領域指定部１８−１により指定された領域のみをＸ線の灌流画像を取得する投影方向と同一方向で投影する。

位置合わせ部１９は、本装置１００により取得されるＸ線の灌流画像とＣＴの灌流画像との位置合わせを行う。位置合わせ部１９は、ＣＴ画像投影部１８によって投影されたＣＴの灌流画像中で例えば動脈情報を含む画像を元に、同一の動脈情報を含むＸ線の灌流画像とＣＴの灌流画像との間で位置合わせを行う。位置合わせ部１９は、被検体として例えば心臓の冠状動脈の形状、又は心臓の外形形状を基に位置合わせする。

灌流指数算出部２０は、Ｘ線の灌流画像とＣＴの灌流画像とからそれぞれの各灌流指標を算出する。灌流指数算出部２０は、ＣＴ画像投影部１８によって投影されたＣＴの灌流画像を元に、Ｘ線の灌流指標を算出した方法と同一方法でＣＴの灌流画像の還流指標を算出する。

濃度補正部２７は、図５に示すように第２の領域指定部２７−１と、補正部２７−２とを含む。第２の領域指定部２７−１は、３Ｄ・ＣＴ装置２３の灌流画像と本装置１００により取得されるＸ線の灌流画像とにより灌流が治療前後において変化しないと思われる各領域を指定する。補正部２７−２は、第２の領域指定部２７−１により指定した各領域での各灌流指標が一致するように補正する。

さらに、比較指標算出部２１は、位置合わせ部１９により求められた位置合わせ情報を基にしてＸ線の灌流画像から算出した灌流指標とＣＴの灌流画像から算出した灌流指標とを比較し、Ｘ線の灌流指標とＣＴの灌流指標との間の比較指標を算出する。比較指標は、例えばＸ線の灌流指標とＣＴの灌流指標との割合又は差分である。比較指標算出部２１により算出された比較指標は、Ｘ線の灌流指標と並べて表示装置２６に表示される。

次に、上記の如く構成された装置の動作について図６に示す診断フローチャートに従って説明する。図７はＣＴ装置とＸ線診断装置とを用いてのパーフュージョンの流れを示す。

被検体のパーフュージョンの確認は、術前において、３Ｄ・ＣＴ装置２３により取得されるＣＴ画像を用いる。被検体Ｑに対する血栓溶解療法又はインタベーション等の処置前において、３Ｄ・ＣＴ装置２３は、第１のフローＦ１において、被検体に造影剤を注入しながら３Ｄ・ＣＴの灌流画像を連続的に収集する。各３Ｄ・ＣＴの灌流画像は、被検体Ｑの冠状動脈等の灌流を算出するために収集される。心臓の毛細血管や心筋などの評価をする場合、灌流画像は、心臓周期の中で最も動きの少ない拡張中期もしくは収縮末期のデータのみを心電図と同期して撮影して収集される。頭部など動きの無い場合は、心電図に関わらず連続的に撮影して収集される。３Ｄ・ＣＴ装置２３は、各３Ｄ・ＣＴの灌流画像の収集し、複数周期分の３Ｄ・ＣＴの灌流画像を取得する。

３Ｄ・ＣＴ装置２３によって取得された複数周期分の３Ｄ・ＣＴの灌流画像は、ＰＡＣＳ装置２４にデジタル画像として保管される。通常は、ＣＴ画像を元に造影剤すなわち血流の流入速度、流出速度、平均通過時間などの灌流指数を算出し、この灌流指数に対応する指標をカラー表示する。

一方、本Ｘ線診断装置は、３Ｄ・ＣＴ装置２３又はＰＡＣＳ装置２４からネットワーク２２を介して３Ｄ・ＣＴの灌流画像を受け取り、この３Ｄ・ＣＴの灌流画像を３Ｄ画像メモリ１６に保管する。

術中における被検体Ｑのパーフュージョンの確認、治療の最終の確認は、本装置１００により取得されるＸ線画像を用いる。

本装置１００は、第２のフローＦ２において、一般的なＸ線アンジオ撮影を行う。本装置１００は、被検体Ｑに対する血栓溶解療法又はインタベーション等の処置中もしくは処置後、被検体Ｑに造影剤を注入しながらＸ線の灌流画像を収集する。図８に示すようにカテーテル１０１が右冠状動脈又は左冠状動脈１０２の起始部まで挿入される。カテーテル１０１から一定時間継続的に造影剤が注入される。Ｘ線撮影は、少なくとも造影剤注入開始前から造影剤注入終了後の所定時間経過までの期間に亘って行われる。

造影剤が冠状動脈１０２にカテーテル１０１を経由して注入されるとき、本装置１００は、Ｘ線の灌流画像を心電図に同期して収集する。収集する心電周期は、３Ｄ・ＣＴ装置２３により収集した心電周期と一致させる。頭部など動きのない場合は、心電図に関わらず連続的に撮影する。

Ｘ線撮影によるＸ線の灌流画像は、被検体Ｑの冠状動脈等の灌流を算出するために収集される。Ｘ線の灌流画像を収集する際、画像処理装置１０は、Ｘ線管球２に印加する管電圧を３Ｄ・ＣＴ装置２３により取得される灌流画像の収集時と同一管電圧に設定する、又は同一の線質フィルタを用いるかのうちいずれか一方又は両方に設定する。

本装置１００は、設定された管電圧をＸ線管球２に印加する。Ｘ線管球２は、パルスＸ線を放射する。Ｘ線は、被検体Ｑを透過してＸ線検出器３に入射する。Ｘ線検出器３は、Ｘ線の入射量に応じた信号を出力する。Ｘ線検出器３の出力信号は、Ａ／Ｄ変換器１１によりデジタル変換され、Ｘ線の灌流画像として２Ｄ画像メモリ１２に保存される。

Ｘ線の灌流画像の収集後、Ｘ線灌流画像の内、造影剤の影響の殆どない画像と各灌流画像とを除算した上で自然対数を計算し、自然対数画像に対して冠状動脈１０２上の心筋血液供給領域１０３と、心筋上の複数の心筋局所領域１０４とが設定される。複数の心筋局所領域１０４は、心筋領域上に設定され、典型的には複数の画素を有する。心筋局所領域１０４の造影剤量に相当する濃度は、典型的には画素平均値として計算される。心筋局所領域１０４は、単一の画素を有するものであってもよい。心筋血液供給領域１０３は、典型的に、血管と略等価な幅又は少し小さい幅を有する矩形形状を有し、血管に沿って任意の向きに設定され、複数の画素が含まれる。心筋血液供給領域１０３の造影剤量に相当する濃度は、典型的には画素平均値として計算される。心筋血液供給領域１０３は、インジェクターと心筋注目領域の間の流路の任意の部分、より限定するとカテーテルの任意の部分、又はカテーテルの出口（冠状動脈入口に等価）から心筋注目領域の間の任意の部分に設定される。

次に、灌流指数算出部２０は、ステップＳ１において、Ｘ線の灌流画像から灌流指標を算出する。灌流指標の算出は、フローＦ３において行われる。灌流指標は、公知の方法、例えば特開２００８−１３６８００号公報に記載されている。

灌流指標は、例えば第１の指標Ｋ_１乃至第３の指標Ｋ_３の３種類を提供する。第１の指標Ｋ_１は、造影剤が心筋に到達するまでの造影剤流入期間を対象としている。第１の指標Ｋ_１は、冠状動脈の基準時間濃度曲線を入力関数、心筋局所領域の時間濃度曲線を出力関数としたときの、局所心筋に関する「血液の流入状態を表す指標Ｋ_１」として計算される。

第２の指標Ｋ_２は、造影剤が心筋に到達してから心筋から流れ出るまでの造影剤流出期間を対象としている。第２の指標Ｋ_２は、冠状動脈の基準時間濃度曲線を入力関数、心筋局所領域の時間濃度曲線を出力関数としたときの、局所心筋に関する「血液の流出状態を表す指標Ｋ_２」として計算される。

第３の指標Ｋ_３は、第１の指標Ｋ_１と第２の指標Ｋ_２とから計算される。

心筋局所領域の時間濃度曲線は、人体等の被検体に投与された造影剤が注目部位、例えば冠状動脈と心筋に分布したり通過したりする際の造影剤量のみに比例した信号成分と定義する。

灌流指数算出部２０は、例えば心筋血流に比例する実際的な心筋局所領域への血液の流入の様子を反映した第１の指標Ｋ_１を算出する。第１の指標Ｋ_１の計算対象期間は、造影剤が図８に示すカテーテル１０１から注入開始された時点から注入完了の時点までの造影剤流入期間に設定される。

造影剤流入期間内には、本装置１００によって複数のＸ線の灌流画像が収集される。各Ｘ線の灌流画像を用いて計算した自然対数画像から時間濃度曲線Ｃａ(t)と、複数の時間濃度曲線Ｃmyo(t)とが生成される。時間濃度曲線Ｃａ(t)は、心筋への血液供給領域１０３に関する。時間濃度曲線Ｃmyo(t)は、複数の心筋局所領域１０３に関する。

次に、灌流指数算出部２０は、図１０に示すように血管供給領域１０３を通過する造影剤の時間積分（造影剤の流入量）∫Ｃａ(t)を横軸とし、縦軸に、心筋局所領域１０４の造影剤存在量Ｃmyo(t)として、時刻ごとの値をプロットする。灌流指数算出部２０は、心筋全体への血液供給量に対する心筋局所における血液の取り込み量の時間変化の離散分布を生成する。灌流指数算出部２０は、プロットした値の離散分布に対して直線フィティング処理により直線の傾きＫ_１を得る。灌流指数算出部２０は、直線の傾きＫ_１を第１の指標Ｋ_１とする。

第１の指標Ｋ_１は、心筋全体への血液供給に対して心筋局所がどの程度追従して血液を受け入れているか否かを定量化している。第１の指標Ｋ_１が正常範囲から低値側に外れているとき、冠状動脈の血液流入に対して心筋局所での血液流入が追従していないことを表す。心筋局所領域は、流入障害を起こしている可能性がある。

灌流指数算出部２０は、全ての局所領域１０４について上記同様の処理を行い、第１の指標Ｋ_１を計算し、第１の指標Ｋ_１のマップを作成する。

次に、領域抽出部１７は、ステップＳ２において、ＣＴの灌流画像から注目する領域を抽出する。注目領域は、例えばＸ線の灌流画像が右冠状動脈のみを造影して収集された場合、この血管と、この血管によって栄養されている心臓の心筋領域とを同定し、それ以外の部分を削除する。注目領域の抽出は、第４のフローＦ４において行われる。領域抽出部１７は、３Ｄ・ＣＴ装置２３又はＰＡＣＳ装置２４からネットワーク２２を通して３Ｄ・ＣＴの灌流画像を受け取る。領域抽出部１７は、３Ｄ・ＣＴの灌流画像からＸ線の灌流画像に対応する領域をマニュアルで同定し、当該領域の注目領域を３Ｄ・ＣＴの灌流画像から抽出する。抽出される灌流画像は、例えばＸ線の灌流画像が右冠状動脈のみを造影して収集された場合、右冠状動脈のみの影響による心筋の灌流を表す。この抽出処理が無ければ、３Ｄ・ＣＴの灌流画像には、右冠状動脈だけでなく、左冠状動脈、心臓の心房・心室、大動脈などの影響までもが含まれる。これは３Ｄ・ＣＴの灌流画像が通常静脈から造影剤を注入し、心臓及び全ての血管に造影剤入りの血液が送り出される状態から撮影されることに因る。３Ｄ・ＣＴの灌流画像の注目領域から抽出した灌流画像（以下、３Ｄ・ＣＴの注目灌流画像と称する）は、ＣＴ画像投影部１８に送られる。

ＣＴ画像投影部１８は、ステップＳ３において、本装置１００により取得されたＸ線の灌流画像の投影方向に関する情報を２Ｄ画像メモリ１２に保存されている検査情報から受け取る。ＣＴ画像投影部１８は、図３Ａ及び図３Ｂに示すようにＸ線の灌流画像を取得する投影方向と同一方向で、領域抽出部１７により抽出された注目領域の灌流画像を投影する。ＣＴ画像投影部１８は、注目領域の灌流画像を心時相毎に投影する。ＣＴ画像投影部１８は、３Ｄ・ＣＴの灌流画像毎に投影を行う。投影は、第５のフローで行われる。具体的にＣＴ画像投影部１８は、領域抽出部１７により抽出された注目領域の灌流画像を、Ｘ線の灌流画像を取得する投影方向と同一方向に、当該Ｘ線ジオメトリと同一の条件で投影する。投影により注目領域のみの灌流を反映した灌流画像の投影画像が取得される。

次に、位置合わせ部１９は、ステップＳ４において、本Ｘ線診断装置により取得されるＸ線の灌流画像と３Ｄ・ＣＴ装置２３のＣＴの灌流画像との位置合わせを行う。位置合わせは、第６のフローにおいて行われる。

位置合わせ部１９は、ＣＴ画像投影部１８の投影により取得された注目領域の灌流投影画像中で例えば動脈情報を含む画像を元に、同一の動脈情報を含むＸ線の灌流画像とＣＴの灌流画像との間で位置合わせを行う。位置合わせ部１９は、被検体Ｑの冠状動脈の形状、又は被検体Ｑの心臓の外形形状を基に位置合わせする。

次に、灌流指数算出部２０は、ステップＳ５において、Ｘ線灌流画像から各灌流指標Ｋ_１、Ｋ_２、Ｋ_３を算出したのと同様に、３Ｄ・ＣＴ装置２３から抽出した注目領域の灌流投影画像（以下、３Ｄ・ＣＴによる注目投影画像と称する）から血栓溶解療法や、インターベンションの処置前の灌流状態を表す各灌流Ｋ_１、Ｋ_２、Ｋ_３を算出する。各灌流指標は、上記公知の方法、例えば特開２００８−１３６８００号公報に記載されている。灌流指数算出部２０は、血液の流入状態を表す第１の指標Ｋ_１と、血液の流出状態を表す第２の指標Ｋ_２と、第１の指標Ｋ_１及び第２の指標Ｋ_２から計算される第３の指標Ｋ_３とを算出する。

次に、濃度補正部２７は、第２の領域指定手段２７−１において３Ｄ・ＣＴの灌流画像と本装置１００により取得されるＸ線の灌流画像とで灌流が治療前後で変化しない思われる各領域を指定する。補正手段２７−２は、フローＦ７において、第２の領域指定手段２７−１により指定した各領域でのＸ線の灌流指標Ｋ_１、Ｋ_２、Ｋ_３と３Ｄ・ＣＴによる注目投影画像から算出した灌流指標Ｋ_１、Ｋ_２、Ｋ_３とが一致するように補正する。

補正の結果、Ｘ線の灌流指標Ｋ_１、Ｋ_２、Ｋ_３と３Ｄ・ＣＴによる注目投影画像から算出した灌流指標Ｋ_１、Ｋ_２、Ｋ_３とが一致する。Ｘ線の灌流指標画像と３Ｄ・ＣＴによる注目投影画像から算出した灌流指標画像とは、例えば表示装置２６の画面上に並べて表示する。例えば、Ｘ線の灌流指標画像上で不変領域の灌流指標Ｋ_１は「１」である。３Ｄ・ＣＴによる注目投影画像から算出した灌流指標画像の対応する部位の灌流指標Ｋ_１は「１０」である。Ｘ線の灌流指標画像の灌流指標「１」は、「１０」に補正される。Ｘ線の灌流指標画像の中で他の部位の灌流指標Ｋ_１も同様に補正される。Ｘ線の灌流指標画像における不変部の灌流指標「１０」と、３Ｄ・ＣＴによる注目投影画像から算出した灌流指標画像における対応部位の灌流指標「１０」とは一致する。表示装置２６の同一画面上でそれ以外の部位は、一致した不変部灌流指標との比と言う観点で比較可能となる。ここで不変部とは、治療の影響で灌流が変化しない領域を意味する。

次に、比較指標算出部２１は、ステップＳ６において、濃度補正部２７によって補正されたＸ線の灌流指標Ｋ_１、Ｋ_２、Ｋ_３と３Ｄ・ＣＴによる注目投影画像から算出した灌流指標Ｋ_１、Ｋ_２、Ｋ_３との間の比較指標を算出する。比較指標の算出は、フローＦ８において行われる。比較指標算出部２１は、位置合わせ部１９により位置合わせ情報を基にしてＸ線の灌流画像から算出した各灌流指標Ｋ_１、Ｋ_２、Ｋ_３と３Ｄ・ＣＴによる注目投影画像から算出した灌流指標Ｋ_１、Ｋ_２、Ｋ_３とをそれぞれ比較する。比較の結果、比較指標算出部２１は、Ｘ線の灌流指標Ｋ_１、Ｋ_２、Ｋ_３と３Ｄ・ＣＴの注目領域の灌流画像の投影画像から算出した灌流指標Ｋ_１、Ｋ_２、Ｋ_３との間の比較指標Ｃを算出する。比較指標Ｃは、Ｘ線の灌流指標Ｋ_１、Ｋ_２、Ｋ_３と３Ｄ・ＣＴによる注目投影画像から算出した灌流指標Ｋ_１、Ｋ_２、Ｋ_３との割合又は差分である。

例えば、図１１は術前において３Ｄ・ＣＴ装置２３により取得されたＣＴ画像Ｉctを示す。ＣＴ画像Ｉctは、被検体Ｑの冠状動脈の一例を示す。図１２は術中等において本装置１００により取得されたＸ線画像Ｉxの一例を示す。Ｘ線画像Ｉxは、被検体Ｑの冠状動脈の一例を示す。

ＣＴ画像ＩctとＸ線画像Ｉxとは、位置合わせされる。

ＣＴ画像Ｉctの第１乃至第３の指標Ｋ_１、Ｋ_２、Ｋ_３が算出される。

Ｘ線画像Ｉxの第１乃至第３の指標Ｋ_１、Ｋ_２、Ｋ_３が算出される。

Ｘ線画像Ｉxの不変部位における第１乃至第３の指標Ｋ_１、Ｋ_２、Ｋ_３とＣＴ画像Ｉctの同一部位における第１乃至第３の指標Ｋ_１、Ｋ_２、Ｋ_３とが一致するように補正が行われる。

比較指標Ｃは、Ｘ線の灌流指標Ｋ_１、Ｋ_２、Ｋ_３とＣＴの灌流画像を用いて算出された灌流指標Ｋ_１、Ｋ_２、Ｋ_３との割合又は差分で求められる。

図１３は比較指標ＣとＸ線画像Ｉxとを重ね合わせた画像Ｉcxを示す。表示装置２６の表示画面には、例えば比較指標Ｃの画像とＸ線画像Ｉxとを並べて表示してもよい。例えば治療前後で、心筋のどの領域が治療によって血流回復したかを可視化できる。同図は血流の回復部位Ｇを示す。目視ではないので定量性がある。処置（治療）前後で比較できるので、どれだけ血液の流量が増えたか、すなわち心筋への血液の供給がどれだけ改善したかが分かる。

比較指標算出部２１により算出された比較指標Ｃは、Ｘ線の灌流指標と並べて表示装置２６に表示される。Ｘ線の灌流指標Ｋ_１、Ｋ_２、Ｋ_３と比較指標Ｃとは、例えば切替スイッチにより切り替えて表示してもよい。

このように上記一実施の形態によれば、Ｘ線の灌流画像を取得する投影方向と同一方向で３Ｄ・ＣＴ灌流画像から抽出した注目画像を投影し、Ｘ線の灌流画像とＣＴの灌流画像との位置合わせを行い、Ｘ線の灌流画像とＣＴの灌流画像とからそれぞれの各灌流指標Ｋ_１、Ｋ_２、Ｋ_３等の灌流指標Ｋを算出し、位置合わせ情報を基にしてＸ線の灌流指標画像とＣＴの灌流指標画像とを位置合わせし、Ｘ線の灌流指標画像とＣＴの灌流指標画像とで不変部の灌流指標Ｋ_１、Ｋ_２、Ｋ_３とが一致するように補正した上で、Ｘ線の灌流指標画像とＣＴの灌流指標画像との比較指標Ｃを算出する。

被検体の冠状動脈等のＣＴ画像とＸ線画像とを用いてのパーフュージョンの実施では、被検体の冠状動脈等における血液の流入状態や流出状態を確認できる。これらは血栓溶解療法やインターベンションなどの治療の前後に行われる。一般的には、治療前はＣＴ画像を用いてパーフュージョンを行い、治療の最終段階ではＸ線画像を用いてパーフュージョンを行う。治療効果を同定するためには、治療前後でパーフュージョンを比較する必要がある。異なるモダリティで、かつ異なる造影方法で得られたパーフュージョンを直接比較することはできない。本装置は、Ｘ線で造影した血管の支配領域を注目領域としてＣＴ画像から抽出し、かつＸ線画像とＣＴ画像とから求めたパーフュージョンを不変部で一致するように補正する。これにより、本装置は、異なるモダリティで、かつ異なる造影方法でも、これら異なるモダリティでかつ異なる造影方法により得られたパーフュージョンの比較ができる。

被検体の冠状動脈等のＣＴ画像とＸ線画像とを用いてのパーフュージョンの実施では、被検体の冠状動脈等における血液の流入状態や流出状態が治療の前後において改善したことを把握すること、すなわち指標を確認することによって治療の前後において血液の流入状態や流出状態が改善したことを把握することが行われる。CTパーフュージョンとX線パーフュージョンを比較できるようにすることで、術前のＸ線パーフュージョン画像を取得するために被検体Ｑに対するＸ線の被曝線量を増加することなく治療前後でのパーフュージョンの比較ができる。

ＣＴとＸ線アンジオ撮影（血管造影検査法）との違いは、造影剤の注入方法が頚動脈注入又は経静脈注入である。経動脈注入又は経静脈注入の違いによってパーフュージョンの条件が変わる。条件は、造影剤の濃度と、造影剤を注入するときの圧力が直接影響するか否かである。本装置１００は、造影剤の注入方法が経動脈注入で、造影剤の注入の注入速度をコントロールし、造影剤の注入圧力の亢進が一定の範囲内に抑えることができる場合に有効である。

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。

例えば第１の変形例は、モダリティによる違い、Ｘ線管２の管電圧の違いなどによる誤差を補正するために還流指標補正部を備える。還流指標補正部は、灌流指標の中で治療により変化がないと考えられる領域を、ＣＴ投影画像及びＸ線画像上で指定し、この指定した領域での灌流指標が一致するようにＣＴの灌流画像から求めた灌流指標を補正するようにしてもよい。

第２の変形例は、Ｘ線管２の管電圧や線質フィルタなどによる灌流指標の変化を防ぐために、ＣＴ画像に記録されている撮影条件を元に、撮影条件が一致するようにＸ線管２の管電圧や線質フィルタを使用してＸ線の灌流画像を収集するようにしてもよい。

１：Ｃ型のアーム、２：Ｘ線管球、３：Ｘ線検出器、４：駆動部、１０：画像処理装置、１１：Ａ／Ｄ変換器、１２：２Ｄ（２次元）画像メモリ、１３：フィルタリング部、１４：アフィン変換部、１５：ルックアップテーブル（ＬＵＴ：Ｌook Ｕp Ｔable）、１６：３Ｄ画像メモリ、１７：領域抽出部、１８：ＣＴ画像投影部、１８−１：第１の領域指定部、１８−２：投影部、１９：位置合わせ部、２０：灌流指数算出部、２１：比較指標算出部、２１−１：第２の領域指定手段、２１−２：補正手段、２２：ネットワーク、２３：３次元（３Ｄ）ＣＴ装置、２４：医用画像保管通信システム（ＰＡＣＳ）装置、２５：Ｄ／Ａ変換器、２６：表示装置、２７：濃度補正部。

Claims (15)

1. Ｘ線の第１の灌流画像を取得する被検体への投影方向と同一方向でコンピュータ断層撮影法により取得された第２の灌流画像を投影して第３の灌流画像を取得するＣＴ画像投影部と、
   前記第１の灌流画像と前記第３の灌流画像との位置合わせを行って位置合わせ情報を求める位置合わせ部と、
   前記第１の灌流画像から第１の灌流指標を算出し、前記第３の灌流画像から第２の灌流指標を算出する灌流指標算出部と、
   前記位置合わせ手段により求められた前記位置合わせ情報を基にして前記第１の灌流指標と前記第２の灌流指標とを比較し、前記第１の灌流指標と前記第２の灌流指標とに基づく比較指標を算出する比較指標算出部と、
   を具備することを特徴とするＸ線診断装置。
2. 前記第２の灌流画像は、灌流を算出するためのＣＴ画像を含むことを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
3. 前記コンピュータ断層撮影法は、管電圧の印加によりＸ線を放射するＸ線管球と、前記Ｘ線管球から放射されるＸ線の放射上に配置される線質フィルタを含み、
   前記第１の灌流画像は、前記第２の灌流画像の収集時と同一の前記管電圧、同一の前記線質フィルタのうちいずれか一方又は両方を用いて収集される、
   ことを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
4. 前記ＣＴ画像投影部は、前記第２の灌流画像上で画像の領域を指定する領域指定部と、
   前記領域指定部により指定された前記画像領域のみを投影する投影部と、
   を含むことを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
5. 前記第１の灌流画像は、前記被検体に対する処置の最中もしくは処置後に収集され、
   前記第２の灌流画像は、前記被検体に対する処置の前に前記コンピュータ断層撮影法により収集される、
   ことを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
6. 前記位置合わせ部は、前記被検体の動脈の形状を基に前記第１の灌流画像と前記第３の灌流画像とを位置合わせすることを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
7. 前記位置合わせ部は、前記被検体の心臓の外形形状を基に前記第１の灌流画像と前記第３の灌流画像とを位置合わせすることを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
8. 前記濃度補正部は、前記第１の灌流指標の画像と前記第２の灌流指標の画像とでそれぞれ対応する各領域を指定する領域指定部と、
   前記領域指定部により指定した前記各領域での前記第１と第２の灌流指標が一致するように前記第１と第２の灌流指標を補正する補正部と、
   を含むことを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
9. 前記比較指標算出部により算出された前記比較指標の画像を前記第１の灌流指標の画像と並べて表示又は合成して表示する表示部を含むことを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
10. 前記灌流指標算出部は、前記第１の灌流画像から造影剤が被検体の対象部位に到達するまでの前記造影剤の流入期間を対象とする第１指標（Ｋ_１）と、前記造影剤が前記対象部位に到達してから前記対象部位から流れ出るまでの前記造影剤の流出期間を対象とする第２指標（Ｋ_２）とのいずれか一方又は両方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。
11. 前記灌流指標算出部は、前記第３の灌流画像から造影剤が被検体の対象部位に到達するまでの前記造影剤の流入期間を対象とする第１指標（Ｋ_１）と、前記造影剤が前記対象部位に到達してから前記対象部位から流れ出るまでの前記造影剤の流出期間を対象とする第２指標（Ｋ_２）とのいずれか一方又は両方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。
12. 前記比較指標算出部は、前記第１の灌流指標と前記第２の灌流指標との割合又は差分から前記比較指標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。
13. 表示部を含み、
    前記比較指標算出部は、前記第１の灌流画像から算出された前記第１指標（Ｋ_１）と前記第２の灌流画像から算出された前記第１指標（Ｋ_１）との割合又は差分からを算出する前記比較指標、又は前記第１の灌流画像から算出された前記第２指標（Ｋ_２）と前記第２の灌流画像から算出された前記第２指標（Ｋ_２）との割合又は差分から算出する前記比較指標のいずれか一方又は両方を前記表示部に表示する、
    ことを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
14. 前記比較指標の画像と前記第１の灌流指標画像を並べて表示する表示部を含むことを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
15. Ｘ線の第１の灌流画像を取得する被検体への投影方向と同一方向でコンピュータ断層撮影法により取得された第２の灌流画像を投影して第３の灌流画像を取得し、
    前記第１の灌流画像と前記第３の灌流画像との位置合わせを行って位置合わせ情報を求め、
    前記第１の灌流画像から第１の灌流指標を算出し、前記第３の灌流画像から第２の灌流指標を算出し、
    前記位置合わせ情報を基にして前記第１の灌流指標と前記第２の灌流指標とを比較し、前記第１の灌流指標と前記第２の灌流指標とに基づく比較指標を算出する、
    ことを特徴とするＸ線診断方法。

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