JP2013188327A - X-ray radiography system, catheter, and control program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、ステントグラフト留置術が行なわれた大動脈瘤等の疾患部に対する治療効果を正確に把握することが可能なX線撮影システム、カテーテル及び制御プログラムに関する。 Embodiments described herein relate generally to an X-ray imaging system, a catheter, and a control program capable of accurately grasping a therapeutic effect on a diseased part such as an aortic aneurysm in which stent graft placement is performed.
X線診断装置やX線CT装置等を用いた医用画像診断は、コンピュータ技術の発展に伴って急速な進歩を遂げ、今日の医療において必要不可欠なものとなっている。特に、カテーテル手技の発展に伴って進歩を遂げている循環器領域のX線画像診断は、心血管系をはじめ全身の動静脈を対象としており、通常、造影剤が投与された血管領域のX線撮影により収集された画像データの観察によって行なわれる。 Medical image diagnosis using an X-ray diagnostic apparatus, an X-ray CT apparatus, etc. has made rapid progress with the development of computer technology and has become indispensable in today's medical care. In particular, the X-ray imaging diagnosis of the circulatory region, which has been progressing with the development of the catheter technique, is intended for the entire arteriovenous system including the cardiovascular system. This is done by observing image data collected by line imaging.
例えば、循環器領域の診断を目的としたX線診断装置は、X線発生部及びX線検出部(以下では、これらを纏めて撮像系と呼ぶ。)、撮像系を保持するCアーム等の保持部、患者を載置する天板等を備え、上述の天板や保持部に取り付けられた撮像系を所望の方向へ移動させることにより当該患者の撮影領域に対し最適な方向からのX線撮影を可能にしている。 For example, an X-ray diagnostic apparatus for the purpose of diagnosing the circulatory region includes an X-ray generation unit and an X-ray detection unit (hereinafter collectively referred to as an imaging system), a C arm that holds the imaging system, and the like. An X-ray from an optimum direction with respect to the imaging region of the patient by moving the imaging system attached to the top plate and the holding unit in a desired direction, including a holding unit and a top plate on which the patient is placed. Shooting is possible.
ところで、近年、大動脈瘤等の治療においては、ステントグラフトと呼ばれるバネ状の金属を有する人工血管を用いて瘤への血流を止める、所謂、ステントグラフト留置術が用いられるようになってきた。この方法は、開腹せずに血管内から施術することができるため、患者の負担を大幅に軽減することが可能であるが、血管壁とステントグラフトとの接合部やステントグラフトの重ね合わせ部分に隙間が発生した場合には血液が瘤内に流入するため十分な治療効果が得られないことがある。 By the way, in recent years, in the treatment of an aortic aneurysm or the like, so-called stent graft placement has been used in which an artificial blood vessel having a spring-like metal called a stent graft is used to stop blood flow to the aneurysm. Since this method can be performed from within the blood vessel without opening the abdomen, the burden on the patient can be greatly reduced. However, there is a gap at the junction between the blood vessel wall and the stent graft or at the overlapping portion of the stent graft. If this occurs, blood may flow into the aneurysm and a sufficient therapeutic effect may not be obtained.
このため、当該治療を担当する医療従事者(以下では、操作者と呼ぶ。)は、ステントグラフト留置の施術後に、造影剤注入が注入された疾患部(即ち、その壁面に瘤を有する血管)に対してX線撮影を行ない、このとき得られ画像データを観測することにより瘤に対する血液漏れの有無を確認してきた。 For this reason, a medical worker (hereinafter referred to as an operator) in charge of the treatment is placed on a diseased part (that is, a blood vessel having an aneurysm on its wall surface) into which contrast medium injection has been injected after the stent graft placement. On the other hand, X-ray imaging was performed, and the presence or absence of blood leakage to the aneurysm was confirmed by observing the image data obtained at this time.
造影剤が注入された疾患部に対するX線撮影によりステントグラフト留置術の良否を判定することが可能となった。しかしながら、特に、大動脈のように血流が多い大きな血管に対し造影剤を注入しながらX線撮影を行なう場合、単位時間内に多量の造影剤を注入する必要がある。このため患者の腎臓等における負担を考慮すると造影剤の注入量や撮影回数を制限しなくてはならず疾患部に対する十分な観察が困難になるという問題点を有していた。 It has become possible to determine the quality of stent graft placement by X-ray imaging of a diseased part into which a contrast medium has been injected. However, in particular, when X-ray imaging is performed while injecting a contrast medium into a large blood vessel having a large blood flow such as an aorta, it is necessary to inject a large amount of contrast medium within a unit time. For this reason, when the burden on the kidney of the patient is taken into account, the amount of contrast medium injected and the number of imaging must be limited, which makes it difficult to sufficiently observe the diseased part.
本開示は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ステントグラフト留置術が行なわれた大動脈瘤等の疾患部に対する血流漏れの有無や程度を少ない造影剤の注入により正確かつ容易に把握することが可能なX線撮影システム、カテーテル及び制御プログラムを提供することにある。 The present disclosure has been made in view of such conventional problems, and the purpose of the present disclosure is to provide a contrast medium with little or no blood flow leakage to a diseased part such as an aortic aneurysm in which stent graft placement is performed. An object is to provide an X-ray imaging system, a catheter, and a control program that can be accurately and easily grasped by injection.
上記課題を解決するために、本開示のX線撮影システムは、ステントグラフトが留置された患者の疾患部に対し造影剤を用いたX線撮影を行なって画像データを生成するX線撮影システムであって、前記患者から検出された生体信号に基づいて前記疾患部に対する造影剤注入のタイミング信号を生成する造影剤注入タイミング信号生成手段と、前記生体信号に基づいて前記疾患部に対するX線照射のタイミング信号を生成するX線照射タイミング信号生成手段と、造影剤が注入された前記疾患部に対するX線撮影を前記X線照射のタイミング信号に基づいて行なうX線撮影手段と、前記X線撮影によって得られた投影データに基づいて画像データを生成する画像データ生成手段と、前記画像データを表示する表示手段とを備えたことを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, the X-ray imaging system of the present disclosure is an X-ray imaging system that generates image data by performing X-ray imaging using a contrast medium on a diseased part of a patient in which a stent graft is placed. A contrast medium injection timing signal generating means for generating a contrast medium injection timing signal for the diseased part based on the biological signal detected from the patient; and an X-ray irradiation timing for the diseased part based on the biological signal X-ray irradiation timing signal generating means for generating a signal, X-ray imaging means for performing X-ray imaging of the diseased part into which a contrast medium has been injected based on the timing signal of X-ray irradiation, and the X-ray imaging. Image data generating means for generating image data based on the projection data received, and display means for displaying the image data, To have.
以下、図面を参照して本開示の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
(実施形態)
本開示の実施形態におけるX線撮影システムでは、先ず、ステントグラフトが予め留置された疾患部を含む当該患者の撮影領域に対し第1の撮影モードのX線撮影(X線透視)を行なってカテーテル先端部の位置設定及び撮影方向の最適化を目的とした位置決め用画像データの生成と表示を行ない、次いで、前記疾患部の好適な位置に造影剤注入用カテーテル(以下では、カテーテルと呼ぶ。)の先端部が配置された前記撮影領域に対し第2の撮影モードのX線撮影を行なって治療効果判定用画像データの生成と表示を行なう。
(Embodiment)
In the X-ray imaging system according to the embodiment of the present disclosure, first, X-ray imaging (X-ray fluoroscopy) in the first imaging mode is performed on an imaging region of the patient including a diseased part where a stent graft is previously placed, and the distal end of the catheter Positioning image data is generated and displayed for the purpose of setting the position of the part and optimizing the imaging direction, and then a contrast medium injection catheter (hereinafter referred to as a catheter) is placed at a suitable position in the diseased part. X-ray imaging in the second imaging mode is performed on the imaging area in which the distal end portion is arranged to generate and display therapeutic effect determination image data.
本実施形態におけるX線撮影システムの構成と機能につき図1乃至図5を用いて説明する。尚、図1は、本実施形態におけるX線撮影システムの全体構成を示すブロック図であり、図2及び図3は、このX線撮影システムが備えるX線撮影部及びタイミング信号生成部の具体的な構成を示すブロック図である。 The configuration and functions of the X-ray imaging system according to this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the X-ray imaging system in the present embodiment. FIGS. 2 and 3 are specific examples of the X-ray imaging unit and the timing signal generation unit provided in the X-ray imaging system. It is a block diagram which shows a structure.
図1に示すX線撮影システム100は、後述のX線発生部2及びX線検出部3を有する撮像系に対して相対的に移動する患者150の撮影領域に対してX線を照射し、前記撮影領域を透過したX線を検出して投影データを生成するX線撮影部1と、上述の撮像系を保持する図示しない保持部と、患者150を載置する天板6と、撮像系が取り付けられた保持部や患者150を載置した天板6を所定の方向へ移動させる移動機構部7と、X線撮影部1において生成された造影剤投与前及び造影剤投与後の投影データに基づいて画像データを生成する画像データ生成部8と、得られた画像データを表示する表示部9を備え、更に、患者150の心電波形を計測する生体信号計測部10と、得られた心電波形に基づいて造影剤注入タイミング信号及びX線照射タイミング信号を生成するタイミング信号生成部11と、造影剤注入タイミング信号に従い、その先端部が患者150の疾患部近傍に配置されたカテーテル15による造影剤注入を行なう造影剤注入部(インジェクタ)12と、患者情報の入力やX線撮影条件の設定等を行なう入力部13と、上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部14を備えている。
An
X線撮影部1は、図1に示すように撮像系を構成するX線発生部2及びX線検出部3と、投影データ生成部4と、高電圧発生部5を備え、患者150を透過したX線量に基づいて投影データを生成する機能を有している。
As shown in FIG. 1, the X-ray imaging unit 1 includes an
図2は、X線撮影部1が有する上述の各ユニットの具体的な構成を示すブロック図であり、X線発生部2は、患者150の撮影領域に対してX線を照射するX線管21と、X線管21から放射された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22を備えている。X線管21は、X線を発生する真空管であり、加熱された陰極(フィラメント)から生ずる熱電子を高電圧発生部5から供給される直流高電圧により加速させてタングステン陽極に衝突させX線を発生させる。一方、X線絞り器22は、患者150に対する被曝線量の低減と画像データの画質向上を目的として用いられ、X線管21から放射されたX線を所定の照射領域に絞りこむ絞り羽根(上羽根)、絞り羽根に連動して移動することにより散乱線や漏れ線量を低減する下羽根、吸収量が少ない媒質を透過するX線を選択的に低減させてハレーションを防止する補償フィルタ(何れも図示せず)等を有している。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a specific configuration of each of the above-described units included in the X-ray imaging unit 1. The
X線検出部3は、図2に示すように患者150を透過したX線を検出する平面検出器31と、この平面検出器31において検出されたX線を信号電荷として読み出すための駆動信号を平面検出器31へ供給するゲートドライバ32を有している。
As shown in FIG. 2, the
平面検出器31は、微小な検出素子を列方向及びライン方向に2次元配列して構成され、検出素子の各々は、X線を感知し入射X線量に応じて信号電荷を発生する光電膜と、この光電膜に発生した信号電荷を蓄積する電荷蓄積コンデンサと、電荷蓄積コンデンサに蓄積された信号電荷を所定のタイミングで読み出すTFT(薄膜トランジスタ)(何れも図示せず)を備えている。
The
投影データ生成部4は、上述の平面検出器31から、例えば、ライン方向単位でパラレルに読み出された信号電荷を電圧に変換する電荷・電圧変換器41と、電荷・電圧変換器41の出力をデジタル信号(投影データのデータ要素)に変換するA/D変換器42と、デジタル変換された上述のデータ要素を時系列的なデータ要素に変換するパラレル・シリアル変換器43を備えている。そして、パラレル・シリアル変換器43から出力された時系列的なデータ要素は、画像データ生成部8へ供給される。
The projection data generation unit 4 includes, for example, a charge / voltage converter 41 that converts signal charges read in parallel in units of line direction into voltages from the
一方、高電圧発生部5は、X線管21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する高電圧発生器52と、システム制御部14から供給されるX線照射条件及びタイミング信号生成部11から供給されるX線照射タイミング信号に基づいて高電圧発生器52における管電流、管電圧、印加時間、印加タイミング、印加繰り返し周期等を制御するX線制御部51を備えている。このX線制御部51により所定の照射エネルギーを有したX線が患者150の所定心拍時相においてX線管21から放射される。
On the other hand, the
図1へ戻って、移動機構部7は、X線発生部2及びX線検出部3(撮像系)が取り付けられた図示しない保持部を患者150の周囲で回動あるいは移動させる保持部移動機構71と、天板6を患者150の体軸方向(図1のz方向)及び体軸と直交する方向(図1のx方向及びy方向)へ移動させる天板移動機構72と、保持部移動機構71及び天板移動機構72を制御する移動機構制御部73を備えている。
Returning to FIG. 1, the
移動機構制御部73は、入力部13からシステム制御部14を介して供給される撮像系移動指示信号に基づいて生成した移動制御信号を保持部移動機構71へ供給し、撮像系が取り付けられた保持部を患者150の周囲で回動あるいは移動させることによりX線撮影の撮影位置や撮影方向を設定する。
The movement mechanism control unit 73 supplies the movement control signal generated based on the imaging system movement instruction signal supplied from the
又、移動機構制御部73は、入力部13からシステム制御部14を介して供給される天板移動指示信号に基づいて生成した移動制御信号を天板移動機構72へ供給し、天板6を患者150の体軸方向あるいは体軸と直交する方向へ平行移動させることにより撮影領域の中心を設定する。
The movement mechanism control unit 73 supplies the movement control signal generated based on the table movement instruction signal supplied from the
一方、画像データ生成部8は、図示しない投影データ記憶部と画像処理部を有し、投影データ記憶部には、造影剤投与前及び造影剤投与後の患者150に対するX線撮影において投影データ生成部4のパラレル・シリアル変換器43から時系列的に出力された投影データのデータ要素が検出素子のライン方向及び列方向に対応させて順次保存され2次元の投影データが形成される。次いで、画像処理部は、第1の撮影モードにおいて投影データ記憶部から供給される投影データに基づいて位置決め用画像データを生成する。又、前記画像処理部は、第2の撮影モードにおいて投影データ記憶部から供給される造影剤投与前の投影データ及び造影剤投与後の投影データに対し所定の処理を行なってマスク画像データ及びコントラスト画像データを生成し、更に、得られたマスク画像データとコントラスト画像データとのサブトラクション処理(減算処理)により治療効果の判定を目的としたDSA(digital subtraction angiography)画像データ(以下では、治療効果判定用画像データと呼ぶ。)を生成する。
On the other hand, the image
表示部9は、図示しない表示データ生成部、データ変換部及びモニタを備え、表示データ生成部は、画像データ生成部8において生成された第1の撮影モードの位置決め用画像データ及び第2の撮影モードの治療効果判定用画像データを所定の表示フォーマットに変換し、更に、患者情報やX線撮影条件等の付帯情報を付加して表示データを生成する。次いで、データ変換部は、上述の表示データ生成部が生成した表示データに対してD/A変換やテレビフォーマット変換等の変換処理を行ないモニタに表示する。
The
生体信号計測部10は、患者150の心電波形を計測する図示しない心電波形計測部を備えている。この心電波形計測部は、患者150の体表面に装着された計測用電極と、この計測用電極が計測した心電波形を所定の振幅に増幅する増幅器と、増幅された心電波形をデジタル信号に変換するA/D変換器(何れも図示せず)を備えている。
The biological
次に、タイミング信号生成部11は、図3に示すようにR波検出部111、造影剤注入タイミング信号生成部112及びX線照射タイミング信号生成部113を備え、R波検出部111は、生体信号計測部10の心電波形計測部から供給される患者150の心電波形と所定の閾値α0とを比較することによりR波の発生時刻を検出する。
Next, the timing
一方、造影剤注入タイミング信号生成部112は、R波検出部111において検出されたR波発生時刻から所定時間Δβだけ遅延した時刻において患者150の疾患部に対し造影剤を注入するためのタイミング信号(造影剤注入タイミング信号)を生成する。又、X線照射タイミング信号生成部113は、上述したR波の検出時刻から所定時間Δγだけ遅延した時刻において患者150の撮影領域に対しX線を照射するためのタイミング信号(X線照射タイミング信号)を生成する。
On the other hand, the contrast agent injection timing
次に、生体信号計測部10によって計測される患者150の心電波形とこの心電波形に基づいてタイミング信号生成部11が生成する造影剤注入タイミング信号及びX線照射タイミング信号につき図4を用いて説明する。
Next, the electrocardiogram waveform of the
図4(a)は、生体信号計測部10の心電波形計測部によって計測された心電波形Ecと疾患部における動脈圧波形Apの関係を示しており、図4(b)は、タイミング信号生成部11のR波検出部111が心電波形Ecと所定閾値α0とを比較することによって検出したR波発生時刻t10を示している。一方、図4(c)は、タイミング信号生成部11の造影剤注入タイミング信号生成部112が生成したR波発生時刻t10からΔβだけ遅れた時刻t11に造影剤の注入タイミングを有する造影剤注入タイミング信号Sg1を、又、図4(d)は、X線照射タイミング信号生成部113が生成したR波発生時刻t10からΔγだけ遅れた時刻t12にX線の照射タイミングを有するX線照射タイミング信号Sg2を夫々示している。
4A shows the relationship between the electrocardiogram waveform Ec measured by the electrocardiogram waveform measurement unit of the biological
尚、上述の遅延時間Δβは、図4(c)に示すように、R波発生時刻t10から疾患部の動脈圧が最大値を呈する時刻までの時間に基づいて決定される。一方、撮影方向において動脈瘤と動脈が重なった場合、造影剤が注入された動脈と血液漏れを有する動脈瘤とを造影剤注入直後のX線撮影によって収集された治療効果判定用画像データにおいて識別することは極めて困難となる。このため、図4(d)に示すように、遅延時間Δγを遅延時間Δβより大きく設定し、疾患部近傍の動脈に注入された造影剤が下流方向へ流出し動脈瘤の内部に血液と共に流入した造影剤のみが残存するタイミングで疾患部に対するX線撮影を行なうことにより、動脈瘤に対する血流漏れの有無を正確に把握することが可能となる。 The delay time Δβ described above is determined based on the time from the R wave generation time t10 to the time when the arterial pressure of the diseased part takes the maximum value, as shown in FIG. 4C. On the other hand, when an aneurysm and an artery overlap in the imaging direction, the artery injected with the contrast medium and the aneurysm having a blood leak are identified in the therapeutic effect determination image data collected by X-ray imaging immediately after the contrast medium injection. It becomes extremely difficult to do. For this reason, as shown in FIG. 4 (d), the delay time Δγ is set larger than the delay time Δβ, and the contrast medium injected into the artery near the diseased part flows out downstream and flows into the aneurysm with blood. By performing X-ray imaging of the diseased part at the timing when only the contrast agent remains, it is possible to accurately grasp the presence or absence of blood flow leakage to the aneurysm.
再び図1へ戻って、造影剤注入部12は、システム制御部14から供給される造影剤注入量や注入速度等の造影剤注入条件及びタイミング信号生成部11から供給される造影剤注入タイミング信号に従い、その先端部が患者150の疾患部近傍に配置されたカテーテル15を介して所定量の造影剤を所定タイミングで注入する。
Returning to FIG. 1 again, the contrast
入力部13は、表示パネルやキーボード、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を備えたインタラクティブなインターフェースであり、患者情報の入力、X線照射条件を含むX線撮影条件の設定、画像データ生成条件及び画像データ表示条件の設定、閾値α0の設定、遅延時間Δβ及びΔγの設定、、造影剤注入条件の設定、各種指示信号の入力等を上述の表示パネルや入力デバイスを用いて行なう。
The
システム制御部14は、図示しないCPUと記憶回路を備え、入力部13において入力あるいは設定された上述の各種情報は前記記憶回路に保存される。そして、前記CPUは、これらの情報に基づいてX線撮影システム100が有する上述の各ユニットを統括的に制御し、カテーテル先端部の挿入あるいは造影剤の注入が行なわれた患者150の撮影領域における投影データの収集と、この投影データに基づいた画像データの生成及び表示を実行させる。
The
次に、造影剤の注入において用いられるカテーテル15につき図5を用いて説明する。本実施形態で使用するカテーテル15として、例えば、図5(a)に示すようにその先端部を動脈壁BWに沿って円環状に配置し、造影剤注入部12から注入された造影剤を円環状先端部の側面に設けられた複数の孔部から動脈瘤AN(特に、血流漏れが懸念される動脈瘤ANとステントグラフトSGの接触面)へ向けて噴出させる第1の方式、あるいは、図5(b)に示すように複数本に分枝した先端部の各々を動脈壁BWとステントグラフトSGの接触面あるいはその近傍に配置し、造影剤注入部12から注入された造影剤を前記先端部の孔部から動脈瘤ANへ向けて噴出させる第2の方式が好適である。
Next, the
この場合、動脈瘤ANにつながる動脈壁BWの孔部は、バネ状の金属を有する円筒形のステントグラフトSGによって塞がれている。そして、上述の第1の方式のカテーテル15aあるいは第2の方式のカテーテル15bを用いることにより、造影剤注入部12から供給された所定量の造影剤は動脈壁BWの孔部を塞ぐステントグラフトSGに対して選択的に噴出され、このため、ステントグラフトSGにおける血流漏れ(即ち、ステントグラフトSGと血管との継ぎ目から漏れる血流)の評価を比較的少ない造影剤を用いて行なうことが可能となる。
In this case, the hole of the arterial wall BW connected to the aneurysm AN is closed by a cylindrical stent graft SG having a spring-like metal. Then, by using the first-type catheter 15a or the second-
又、複数本に分枝した先端部を有するカテーテル15bを用いて動脈瘤ANの方向へ造影剤を噴出させる場合、先端部の各々に金属製のマーカーを装着することにより造影剤の噴出方向を治療効果判定用画像データにおいて正確に捉えることができる。
Further, when the contrast agent is ejected in the direction of the aneurysm AN using the
(治療効果判定用画像データの生成/表示手順)
次に、本実施形態における治療効果判定用画像データの生成/表示手順につき図6のフローチャートに沿って説明する。
(Procedure for generating / displaying therapeutic effect judgment image data)
Next, a procedure for generating / displaying therapeutic effect determination image data according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
尚、ここでも、ステントグラフトが予め留置された疾患部を含む当該患者150の撮影領域に対し第1の撮影モードのX線撮影を行なってカテーテル先端部の位置設定及び撮影方向の最適化を目的とした位置決め用画像データを生成し、次いで、前記疾患部の好適な位置にカテーテル先端部が配置された前記撮影領域に対し第2の撮影モードのX線撮影を行なって動脈瘤に対する血流漏れの評価を目的とした治療効果判定用画像データ(DSA画像データ)を生成する場合について述べる。
Here again, the purpose is to optimize the position of the catheter tip and the imaging direction by performing X-ray imaging in the first imaging mode on the imaging region of the
位置決め用画像データの生成に先立ち、X線撮影システム100の操作者は、入力部13において患者情報を入力した後、X線照射条件を含むX線撮影条件の設定、画像データ生成条件及び画像データ表示条件の設定、閾値α0の設定、遅延時間Δβ及びΔγの設定、造影剤注入条件の設定等を行ない、これらの入力情報や設定情報は、システム制御部14の記憶回路に保存される(図6のステップS1)。
Prior to the generation of positioning image data, the operator of the
上述の初期設定が終了したならば、操作者は、入力部13において撮像系移動指示信号及び天板移動指示信号を入力することによりX線発生部2及びX線検出部3の撮像系と天板6を移動させ、天板6に載置された患者150の所定位置に撮像系を配置する。次いで、入力部13において位置決め用画像データの生成と表示を目的とした第1の撮影モードの開始指示信号を入力し、この開始指示信号がシステム制御部14へ供給されることにより、患者150に対する第1の撮影モードのX線撮影が開始される(図6のステップS2)。
When the above initial setting is completed, the operator inputs the imaging system movement instruction signal and the top board movement instruction signal at the
X線照射条件と上述の開始指示信号をシステム制御部14から受信した高電圧発生部5のX線制御部51は、このX線照射条件に基づいて高電圧発生器52を制御しX線発生部2のX線管21に高電圧を印加する。そして、高電圧が印加されたX線管21は、患者150の撮影領域に対して所定照射時間のX線照射を行ない、前記撮影領域を透過したX線は、その後方に設けられたX線検出部3の平面検出器31によって検出される。このとき、平面検出器31において2次元配列された検出素子の光電膜は、撮影領域を透過したX線を受信し、その透過量に比例した信号電荷を電荷蓄積コンデンサに蓄積する。
The
そして、上述のX線照射が終了したならばX線検出部3のゲートドライバ32は、システム制御部14から供給されたクロックパルスに基づいて生成した駆動パルスを平面検出器31のTFTへ供給し、電荷蓄積コンデンサに蓄積された信号電荷を順次読み出す。
When the above X-ray irradiation is completed, the
読み出された上述の信号電荷は、投影データ生成部4の電荷・電圧変換器41において電圧変換され、更に、A/D変換器42においてデジタル信号に変換された後パラレル・シリアル変換器43のバッファメモリに投影データのデータ要素として一旦保存される。次いで、パラレル・シリアル変換器43は、自己のバッファメモリに保存されたデータ要素をライン単位でシリアルに読み出し、画像データ生成部8の投影データ記憶部に順次保存することにより2次元の投影データを生成する。
The read signal charges are converted in voltage by the charge / voltage converter 41 of the projection data generation unit 4 and further converted into a digital signal by the A /
患者150の撮影領域に対する投影データの収集が終了したならば、画像データ生成部8の画像処理部は、投影データ記憶部から読み出した2次元投影データに対しアフィン変換処理、フィルタリング処理、ガンマ補正処理等を行なって位置決め用画像データを生成し、得られた位置決め用画像データを表示部9のモニタに表示する(図6のステップS3)。
When the collection of projection data for the imaging region of the
一方、操作者は、上述のステップS3を繰り返すことにより表示部9にリアルタイム表示される位置決め用画像データの観察下で、例えば、患者150の鼠径部から刺入したカテーテル15の先端部を動脈に沿って挿入させる(図6のステップS4)。そして、位置決め用画像データの観察によりカテーテル15の先端部が疾患部に対して好適な位置に配置されたことが認められたならばカテーテル15の挿入を停止し、保持部に取り付けられた撮像系を任意の方向へ移動させながら位置決め用画像データの生成と表示を継続して行なうことにより動脈瘤及びステントグラフトに対して好適な撮影方向を設定する(図6のステップS5)。
On the other hand, the operator repeats the above-described step S3 and observes the positioning image data displayed in real time on the
位置決め用画像データ観察下でのカテーテル先端部の設定と撮影方向の設定が終了したならば、操作者は、患者150の所定体表面に生体信号計測部10の計測用電極を装着し、入力部13において第2の撮影モードの開始指示信号を入力する(図6のステップS6)。
When the setting of the catheter tip and the setting of the imaging direction under observation of the positioning image data is completed, the operator attaches the measurement electrode of the biological
そして、システム制御部14を介して上述の開始指示信号を受信したX線撮影部1は、上述のステップS3と同様の手順により造影剤投与前の患者150に対しX線撮影を行なって投影データを生成し、画像データ生成部8は、得られた投影データに基づいて生成したマスク画像データを図示しない自己の画像データ記憶部に保存する(図6のステップS7)。
Then, the X-ray imaging unit 1 that has received the start instruction signal via the
次いで、タイミング信号生成部11のR波検出部111は、生体信号計測部10から供給された患者150の心電波形と所定閾値α0とを比較することによってR波発生時刻を検出し(図6のステップS8)、造影剤注入タイミング信号生成部112は、R波検出部111から供給されたR波発生時刻から所定時間Δβだけ遅延した時刻において患者150の疾患部に対し造影剤を注入するための造影剤注入タイミング信号を生成する(図6のステップS9)。
Next, the R
次に、造影剤注入部12は、システム制御部14から供給された注入量や注入速度等の造影剤注入条件及びタイミング信号生成部11から供給された上述の造影剤注入タイミング信号に従い、その先端部が患者150の疾患部近傍に配置されたカテーテル15を介して所定量の造影剤を注入する(図6のステップS10)。
Next, the contrast
一方、タイミング信号生成部11のX線照射タイミング信号生成部113は、R波検出部111から供給されたR波発生時刻から所定時間Δγだけ遅延した時刻において造影剤が投与された患者150の撮影領域に対しX線を照射するためのX線照射タイミング信号を生成する(図6のステップS11)。
On the other hand, the X-ray irradiation timing
そして、X線撮影部1の高電圧発生部5が備えるX線制御部51は、システム制御部14から供給されたX線照射条件とタイミング信号生成部11から供給されたX線照射タイミング信号に基づいて高電圧発生器52における管電流、管電圧、印加時間、印加タイミング、印加の繰り返し周期等を制御するX線制御信号を生成し、高電圧発生器52は、X線制御部51から供給されたX線制御信号に基づいてX線発生部2のX線管21に高電圧を供給することにより患者150の撮影領域に対しX線を照射する。
The
そして、画像データ生成部8は、上述のX線照射タイミング信号に同期したX線撮影によって収集された造影剤投与後の投影データに対し上述のステップS3と同様の画像処理を行なうことによりコントラスト画像データを生成し(図6のステップS12)、更に、自己の画像データ記憶部から読み出したマスク画像データと上述のコントラスト画像データとのサブトラクション処理により治療効果判定用画像データを生成して表示部9のモニタに表示する(図6のステップS13)。
Then, the image
以上述べた本開示の実施形態によれば、ステントグラフト留置術が行なわれた動脈瘤等の疾患部に対する血流漏れの有無や程度を少ない造影剤の注入により正確かつ容易に把握することが可能となる。 According to the embodiment of the present disclosure described above, it is possible to accurately and easily grasp the presence or absence or degree of blood flow leakage to a diseased part such as an aneurysm in which stent graft placement has been performed by injecting a small amount of contrast medium. Become.
特に、疾患部に対する造影剤注入タイミング及びX線照射タイミング(X線撮影タイミング)は、血流漏れが最も発生し易い動脈圧最大時相に対応させて決定されるため、少ない造影剤を有効に使用することが可能となり、ステントグラフト留置術の治療効果判定における患者の負担を軽減することができる。 In particular, since the contrast agent injection timing and X-ray irradiation timing (X-ray imaging timing) for the diseased part are determined according to the maximum time phase of the arterial pressure where blood leakage is most likely to occur, less contrast agent is effectively used. It can be used, and the burden on the patient in determining the therapeutic effect of stent graft placement can be reduced.
又、疾患部に対して選択的に造影剤を噴出することが可能な造影剤注入用のカテーテルを用いることにより、当該治療効果判定に用いる造影剤の量を更に低減することが可能となる。又、複数本に分枝した先端部を有するカテーテルを用いて疾患部に対する造影剤噴出を行なう場合、先端部の各々に金属製のマーカーを装着することにより造影剤噴出の位置と方向を治療効果判定用画像データにおいて正確に捉えることができる。 In addition, the use of a contrast medium injection catheter capable of selectively ejecting a contrast medium to a diseased part makes it possible to further reduce the amount of contrast medium used for determining the therapeutic effect. In addition, when a contrast medium is ejected to a diseased part using a catheter having a plurality of branched end parts, the position and direction of the contrast medium ejection can be treated by attaching a metal marker to each of the front end parts. The image data for determination can be accurately captured.
更に、上述の実施形態によれば、X線照射タイミングを造影剤注入タイミングより所定時間だけ遅らせ、疾患部近傍の動脈内に注入された造影剤が下流方向へ流出し動脈瘤の内部に血液と共に流入した造影剤のみが残存するタイミングで疾患部に対するX線撮影を行なうことにより、動脈内の造影剤に影響されることなく動脈瘤に対する血流漏れの有無を正確に判定することが可能となる。 Furthermore, according to the above-described embodiment, the X-ray irradiation timing is delayed by a predetermined time from the contrast agent injection timing, and the contrast agent injected into the artery in the vicinity of the diseased part flows out in the downstream direction together with the blood inside the aneurysm. By performing X-ray imaging of the diseased part at the timing when only the contrast medium that has flowed in remains, it is possible to accurately determine the presence or absence of blood flow leakage to the aneurysm without being affected by the contrast medium in the artery. .
以上、本開示の実施形態について述べてきたが、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施形態では、動脈瘤を有する動脈壁に対して留置されたステントグラフトにおける血流漏れの有無をX線撮影によって収集された画像データに基づいて判定する場合について述べたが、静脈瘤等に対して留置されたステントグラフトにおける血流漏れの判定であっても構わない。 As mentioned above, although embodiment of this indication has been described, this indication is not limited to the above-mentioned embodiment, and it can change and carry out. For example, in the above-described embodiment, a case has been described in which the presence or absence of blood flow leakage in a stent graft placed on an artery wall having an aneurysm is determined based on image data collected by X-ray imaging. It may be a determination of blood flow leakage in a stent graft placed in relation to the same.
又、第2の撮影モードにおける1回のX線撮影によって収集された治療効果判定用画像データに基づいてステントグラフト留置術における血流漏れの判定を行なう場合について述べたが、例えば、当該疾患部に対する造影剤注入とX線撮影を複数回行ない、このとき収集された複数枚の治療効果判定用画像データに基づいて前記血流漏れの判定を行なってもよい。この場合、上述の実施形態によれば、一回当たりのX線撮影に使用される造影剤は比較的少ないため、患者150に大きな負担を与えることなく多くの治療効果判定用画像データを収集することが可能となり、高い精度の判定結果を得ることができる。
In addition, the case where blood flow leakage is determined in stent graft placement based on the therapeutic effect determination image data collected by one X-ray imaging in the second imaging mode has been described. Contrast agent injection and X-ray imaging may be performed a plurality of times, and the blood flow leakage may be determined based on a plurality of pieces of therapeutic effect determination image data collected at this time. In this case, according to the above-described embodiment, a relatively small amount of contrast agent is used for one X-ray imaging, and thus a large amount of image data for determination of therapeutic effect is collected without imposing a heavy burden on the
一方、上述の実施形態では、患者150から計測された心電波形のR波に基づいて造影剤注入タイミング信号及びX線照射タイミング信号を生成する場合について述べたが、これに限定されるものではなく、例えば、当該患者150から計測された血圧波形等の生体信号に基づいて造影剤注入タイミング信号及びX線照射タイミング信号の生成を行なってもよい。
On the other hand, in the above-described embodiment, the case where the contrast medium injection timing signal and the X-ray irradiation timing signal are generated based on the R wave of the electrocardiographic waveform measured from the
又、生体信号計測部10、造影剤注入部12及びカテーテル15を備えたX線撮影システム100について述べたが、これらのユニットの何れかは、X線撮影システムに対し独立して設けられていても構わない。
In addition, the
尚、本実施形態のX線撮影システム100に含まれる各ユニットは、例えば、CPU、RAM、磁気記憶装置、入力装置、表示装置等で構成されるコンピュータをハードウェアとして用いることでも実現することができる。例えば、X線撮影システム100の各ユニットを制御するシステム制御部14は、上記のコンピュータに搭載されたCPU等のプロセッサに所定の制御プログラムを実行させることにより各種機能を実現することができる。この場合、上述の制御プログラムをコンピュータに予めインストールしてもよく、又、コンピュータ読み取りが可能な記憶媒体への保存あるいはネットワークを介して配布された制御プログラムのコンピュータへのインストールであっても構わない。
Each unit included in the
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and equivalents thereof.
1…X線撮影部
2…X線発生部
21…X線管
22…X線絞り器
3…X線検出部
4…投影データ生成部
5…高電圧発生部
6…天板
7…移動機構部
71…保持部移動機構
72…天板移動機構
73…移動機構制御部
8…画像データ生成部
9…表示部
10…生体信号計測部
11…タイミング信号生成部
111…R波検出部
112…造影剤注入タイミング信号生成部
113…X線照射タイミング信号生成部
12…造影剤注入部
13…入力部
14…システム制御部
15…カテーテル
100…X線撮影システム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (12)
前記患者から検出された生体信号に基づいて前記疾患部に対する造影剤注入のタイミング信号を生成する造影剤注入タイミング信号生成手段と、
前記生体信号に基づいて前記疾患部に対するX線照射のタイミング信号を生成するX線照射タイミング信号生成手段と、
造影剤が注入された前記疾患部に対するX線撮影を前記X線照射のタイミング信号に基づいて行なうX線撮影手段と、
前記X線撮影によって得られた投影データに基づいて画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記画像データを表示する表示手段とを
備えたことを特徴とするX線撮影システム。 In an X-ray imaging system for generating image data by performing X-ray imaging using a contrast medium for a diseased part of a patient in which a stent graft is placed,
A contrast medium injection timing signal generating means for generating a contrast medium injection timing signal for the diseased part based on a biological signal detected from the patient;
X-ray irradiation timing signal generating means for generating a timing signal of X-ray irradiation for the diseased part based on the biological signal;
X-ray imaging means for performing X-ray imaging for the diseased part into which a contrast agent has been injected based on the timing signal of the X-ray irradiation;
Image data generating means for generating image data based on the projection data obtained by the X-ray imaging;
An X-ray imaging system comprising display means for displaying the image data.
前記患者から検出された生体信号に基づいて前記疾患部に対する造影剤注入のタイミング信号を生成する造影剤注入タイミング信号生成機能と、
前記生体信号に基づいて前記疾患部に対するX線照射のタイミング信号を生成するX線照射タイミング信号生成機能と、
造影剤が注入された前記疾患部に対するX線撮影を前記X線照射のタイミング信号に基づいて行なうX線撮影機能と、
前記X線撮影によって得られた投影データに基づいて画像データを生成する画像データ生成機能と、
前記画像データを表示する表示機能を
実行させることを特徴とする制御プログラム。 For an X-ray imaging system that generates image data by performing X-ray imaging using a contrast agent for a diseased part of a patient in which a stent graft is placed,
A contrast agent injection timing signal generation function for generating a contrast agent injection timing signal for the diseased part based on a biological signal detected from the patient;
An X-ray irradiation timing signal generation function for generating an X-ray irradiation timing signal for the diseased part based on the biological signal;
An X-ray imaging function for performing X-ray imaging of the diseased part into which a contrast agent has been injected based on the timing signal of the X-ray irradiation;
An image data generation function for generating image data based on projection data obtained by the X-ray imaging;
A control program for executing a display function for displaying the image data.
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-
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