JP2015150049A - Ｘ線撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示されるデバイスの方向を固定させ、操作者に対するデバイスの視認性を向上させることを可能とするＸ線撮影装置を提供する。
【解決手段】本発明に係るＸ線撮影装置によれば、ステント方向特定部２１はマーカ検出部２０が検出する、Ｘ線画像におけるマーカ３３の位置に基づいてステント３１の方向を特定する。ステント３１の方向の特定は、領域成長法を例とする線抽出アルゴリズムを用いて行われるので、ステント３１の方向をより正確に特定できる。そしてステント３１の方向が特定されることにより、拡大画像形成部２２が形成する拡大画像４５において、ステント３１は一定の方向を向くこととなる。そのため、拡大画像４５に表示されるステント３１の視認性を向上させることができる。従って、本発明に係るＸ線撮影装置を用いてＰＣＩを行う場合、操作者はステント３１の進行方向を適切に把握し、安全にＰＣＩを行うことが可能となる。
【選択図】図７

Description

本発明は、被検体の体内に挿入されたデバイスを含む領域の画像を撮影する、インターベンション治療などに有効なＸ線撮影装置に係り、特に、画像内におけるデバイスを強調し、強調された画像を表示する技術に関する。

医療現場において、心筋梗塞や狭心症の患者に対して、冠動脈インターベンション治療（ＰＣＩ：Ｐｅｒｃｕｔａｎｅｏｕｓ Ｃｏｒｏｎａｒｙ Ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎ）が行われる。冠動脈インターベンション治療とは、内部にワイヤを備えたカテーテルを被検体の血管内に挿入し、血管を介してカテーテルを心臓の冠動脈へ到達させて治療を行うものである。被検体の体内に挿入されたカテーテルの位置は、Ｘ線画像を連続で撮影することによって随時確認する。

冠動脈インターベンション治療に用いられるデバイスとして、ステントが使用される。ステントは金属などで作成された筒状の医療器具であり、風船を利用して拡張された冠動脈の狭窄部分に留置して血管を内腔から保持する。ステントを冠動脈に留置することによって、カテーテルによる治療効果は向上する。近年ではより治療効果を向上させるために複数のステントを留置する場合が多い。この場合、過去に留置したステントと、新しく留置するステントとの間に隙間が生じると、その隙間において血管が狭窄する可能性がある。そのため、ステントの位置を確認することが治療において極めて重要である。

従来では被検体の体内に挿入されたステントの視認性を向上させるために、マーカなどの特徴点を備えるステントを用いてＸ線画像を連続で撮影する。そして撮影された複数フレーム分のＸ線画像を重ね合わせる。重ね合わせる際に、ステントに設けられた特徴点を基準として重ね合わせことによって、ステントを強調表示することができる（例えば、特許文献１参照）。

図を用いて、従来例に係るＸ線撮影装置の構成を説明する。従来のＸ線撮影装置１００は、図９に示すように、天板１０１と、Ｘ線管１０３と、Ｘ線検出器１０５と、画像形成部１０７と、積算部１０９と、切り出し表示部１１１とを備えている。画像形成部１０７はＸ線検出器１０５の後段に設けられており、画像形成部１０７の後段には積算部１０９が設けられている。そして積算部１０９の後段には切り出し表示部１１１が設けられている。

天板１０１は水平姿勢をとる被検体Ｍを載置させる。Ｘ線管１０３は被検体Ｍに対してＸ線を照射する。Ｘ線管１０３とＸ線検出器１０５は、天板１０１を挟んで対向配置されている。Ｘ線検出器１０５はＸ線管１０３から被検体Ｍに照射されて透過したＸ線を検出して電気信号に変換させ、Ｘ線検出信号として出力させる。Ｘ線検出器１０５の一例としては、フラットパネル型検出器（ＦＰＤ：Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）が用いられる。

図１０は従来例に係る、ＰＣＩに使用するカテーテル１１３の構成を示す概略図である。カテーテル１１３は内部にワイヤ１１５を備えている。ワイヤ１１５の先端には、ステント１１７が設けられている。ステント１１７は２つのマーカ１１９を備えている。マーカ１１９の一方はステント１１７の先端側に設けられており、マーカ１１９の他方はステント１１７の基端側に設けられている。

ステント１１７はステンレス鋼などの金属線材によって構成される格子状の筒状体である。また、マーカ１１９はＸ線不透過性の材料から構成されており、Ｘ線画像におけるステント１１７の位置を明示する。

次に図を用いて従来例に係るＸ線撮影装置１００の動作について説明する。ＰＣＩを行うにあたり、カテーテル１１３を被検体の血管内に挿入する。なお図１１において、支管１２３および支管１２５を有する血管１２１に対してカテーテル１１３を挿入し、ステント１１７をワイヤ１１５とともに支管１２３に挿入した状態を示している。

被検体Ｍの血管内に挿入されたカテーテル１１３は、Ｘ線撮影装置１００により連続撮影される。すなわち、Ｘ線管１０３より被検体Ｍに対してＸ線が断続的に照射される。被検体Ｍを透過したＸ線はＸ線検出器１０５によって検出される。検出されたＸ線は電気信号に変換され、Ｘ線検出信号として画像形成部１０７へと出力させる。

画像形成部１０７は出力されたＸ線検出信号に基づいて、カテーテル１１３やステント１１７が映し出されたＸ線画像１２７を断続的に形成させる。画像形成部１０７において形成されたＸ線画像１２７の各々は積算部１０９へ送信される。

積算部１０９は、ステント１１７のリアルタイム像を強調表示するため、新しく取得された複数枚のＸ線画像１２７を重ね合わせる。図１２（ａ）において、積算部１０９から送信された最も新しいＸ線画像１２７をＸ線画像１２７ａとし、Ｘ線画像１２７ａの次に新しいＸ線画像１２７から順に符号１２７ｂ〜１２７ｅで示すものとする。

Ｘ線画像１２７ａ〜１２７ｅの各々に写るカテーテル１１３およびステント１１７の位置は、被検体Ｍの脈拍や呼吸によって異なっている。そこで積算部１０９はマーカ１１９の各々を基準として、Ｘ線画像１２７ａ〜１２７ｅを重ね合わせ、重ね合わせ画像１２９を取得する。取得された重ね合わせ画像１２９は、切り出し表示部１１１へ送信される。

切り出し表示部１１１は重ね合わせ画像１２９に映し出されたステント１１７の像を切り出して切り出し画像１３０を作成する。そして切り出し表示部１１１は切り出し画像１３０を適切な方向に回転させて拡大し、拡大画像１３１を形成する。そして切り出し表示部１１１は、図１２（ｂ）に示すように、形成された拡大画像１３１を、Ｘ線画像１２７ａとともに結合画像１３３として表示させる。

拡大画像１３１において、Ｘ線画像１２７ａ〜１２７ｅの各々に映し出されたステント１１７の像がマーカ１１９を基準に重ね合わせられ、さらに拡大されて切り出される。そのため、拡大画像１３１に映し出されるステント１１７の像は視認性に優れている。そしてＸ線画像１２７ａはステント１１７のリアルタイム像を表示する。従って、操作者は結合画像１３３を確認しながらＰＣＩを行うことにより、ステント１１７のリアルタイム像をより好適な状態で確認することができる。

特開２０１２−８１１３６号公報

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち従来の装置において、切り出し表示部１１１は２つのマーカ１１９を区別できないので、ステント１１７の方向を考慮することなく拡大画像１３１を形成する。そのため結合画像１３３において、ステント１１７の先端部と基端部の位置がＰＣＩの最中に突然入れ替わり、ステント１１７の視認性が低下するという問題が懸念される。

ここで図１３を用いて問題の具体例を説明する。まず、カテーテル１１３が血管１２１の内部において図１３（ａ）に示されるような位置にある場合、２つのマーカ１１９を結ぶ直線は右肩下がりとなる。拡大画像１３１において２つのマーカ１１９は画像の上下に位置するように表示される。そのため切り出し表示部１１１によって切り出された切り出し画像１３０は、右回りに回転されて拡大画像１３１が形成される。従って、ステント１１７の先端側は拡大画像１３１の下側に表示される。

一方、カテーテル１１３が血管１２１の内部を進行し、カテーテル１１３が図１３（ｂ）に示されるような位置に移動した場合、２つのマーカ１１９を結ぶ直線は右肩上がりとなる。そのため切り出し表示部１１１によって切り出された切り出し画像１３０は、左回りに回転されて拡大画像１３１が形成される。従って、ステント１１７の先端側は拡大画像１３１の上側に表示される。

すなわちカテーテル１１３を図１３（ａ）で示される位置から図１３（ｂ）で示される位置へ進める間に、拡大画像１３１に表示されるステント１１７の進行方向が突然逆転する現象が発生する。その結果、結合画像１３３において進行方向が突然逆転するステント１１７によって操作者は混乱し、カテーテル１１３を進めるべきか戻すべきかを判断することが困難になる。

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、表示されるデバイスの方向を固定させ、操作者に対するデバイスの視認性を向上させることを可能とするＸ線撮影装置を提供することを目的とする。

本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係るＸ線撮影装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線源と、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、前記Ｘ線検出手段が出力する検出信号を用いて、前記被検体の体内に挿入されるデバイスを含む領域のＸ線画像を形成するＸ線画像形成手段と、前記Ｘ線画像形成手段が取得した複数枚の同一位相のＸ線画像を重ね合わせて積算画像を形成する積算手段と、前記積算手段が形成する積算画像から前記デバイスの画像を切り出す画像切り出し手段と、前記積算手段が形成する積算画像における前記デバイスに設けられているマーカの位置を検出するマーカ検出手段と、前記マーカ検出手段が検出した前記マーカの位置に基づいて、前記積算画像に映し出される前記デバイスの方向を特定するデバイス方向特定手段と、前記デバイス方向特定手段が特定した前記デバイスの方向に基づいて、前記デバイスが一定の方向を向くように前記画像切り出し手段が切り出した前記デバイスの画像を回転させ、回転された前記デバイスの画像を拡大させた拡大画像を形成する拡大画像形成手段とを備えることを特徴とするものである。

［作用・効果］本発明に係るＸ線撮影装置によれば、デバイス方向特定手段はマーカ検出手段が検出する、Ｘ線画像におけるマーカの位置に基づいてデバイスの方向を特定する。デバイスの方向が特定されることにより、拡大画像形成手段が形成する拡大画像において、デバイスは一定の方向を向くこととなる。そのため、拡大画像に表示されるデバイスの視認性を向上させることができる。従って、本発明に係るＸ線撮影装置を用いてＰＣＩを行う場合、操作者はデバイスの進行方向を適切に把握し、安全にＰＣＩを行うことが可能となる。

また、上述した発明において、先端にガイドワイヤが設けられ、ワイヤを介して前記デバイスと接続されているカテーテルをさらに備え、前記デバイス方向特定手段は、前記ガイドワイヤおよびワイヤを検出し、前記ガイドワイヤからワイヤを辿って前記ガイドワイヤとの距離が最も近い前記マーカを検出することによって前記デバイスの方向を特定することが好ましい。

［作用・効果］本発明に係るＸ線撮影装置によれば、デバイス方向特定手段はガイドワイヤおよびワイヤを検出し、ガイドワイヤからワイヤを辿ってガイドワイヤとの距離が最も近い前記マーカを検出する。ガイドワイヤからワイヤを辿ることにより、血管の形状によりデバイスの向きが逆転していても、デバイスに設けられたマーカのうち、ガイドワイヤ側のマーカを特定することができる。その結果、デバイスの方向を好適に特定することが可能となる。

また、上述した発明において、先端にガイドワイヤが設けられ、ワイヤを介して前記デバイスと接続されているカテーテルをさらに備え、前記デバイス方向特定手段は、前記カテーテルおよびワイヤを検出し、前記カテーテルからワイヤを辿って前記カテーテルとの距離が最も近い前記マーカを検出することによって前記デバイスの方向を特定することが好ましい。

［作用・効果］本発明に係るＸ線撮影装置によれば、デバイス方向特定手段はカテーテルおよびワイヤを検出し、カテーテルからワイヤを辿ってカテーテルとの距離が最も近い前記マーカを検出する。カテーテルからワイヤを辿ることにより、血管の形状によりデバイスの向きが逆転していても、デバイスに設けられたマーカのうち、カテーテル側のマーカを特定することができる。その結果、デバイスの方向を好適に特定することが可能となる。

また、上述した発明において、前記デバイス方向特定手段は、領域成長法による線抽出アルゴリズムを用いて前記デバイスの方向を特定することが好ましい。

［作用・効果］本発明に係るＸ線撮影装置によれば、領域成長法を例とする線抽出アルゴリズムを用いてデバイスの方向を特定する。領域成長法は基準点を設定し、基準点に隣接し、基準点と同じ特徴を有する点を基準点と統合して基準点を成長させる画像分割方法である。そのためワイヤなどの細い領域についても、基準点と統合してマーカとカテーテル等がワイヤで繋がった基準点群として特定できる。すなわち各々のマーカからワイヤを辿ってカテーテルやガイドワイヤなどと、マーカとの距離を算出できる。従ってデバイスに設けられた各々のマーカをより好適に区別し、デバイスの方向をより正確に特定することが可能となる。

また、上述した発明において、画像を表示する画像表示手段をさらに備え、前記画像表示手段は、前記拡大画像形成手段が形成した拡大画像と、前記Ｘ線画像形成手段が形成したリアルタイムの前記Ｘ線画像とを並列させて表示することが好ましい。

［作用・効果］本発明に係るＸ線撮影装置によれば、画像表示手段は、拡大画像とともに、リアルタイムのＸ線画像を並列させて表示する。拡大画像に表示されるデバイスの方向は常に一定であるので、拡大画像に表示されるデバイスの視認性は向上する。そして、リアルタイムのＸ線画像を並列させて表示することにより、操作者はデバイスのリアルタイム画像を同時に確認することができる。従って、操作者は並列された画像を確認することにより、より安全に術式を続行し、カテーテルを目的となる冠動脈へ到達させることが可能となる。

本発明に係るＸ線撮影装置によれば、デバイス方向特定手段はマーカ検出手段が検出する、Ｘ線画像におけるマーカの位置に基づいてデバイスの方向を特定する。デバイスの方向が特定されることにより、拡大画像形成手段が形成する拡大画像において、デバイスは一定の方向を向くこととなる。そのため、拡大画像に表示されるデバイスの視認性を向上させることができる。従って、本発明に係るＸ線撮影装置を用いてＰＣＩを行う場合、操作者はデバイスの進行方向を適切に把握し、安全にＰＣＩを行うことが可能となる。

実施例に係るＸ線撮影装置の構成を説明する概略図である。 実施例に係るカテーテルの構成を説明する概略図である。 実施例に係るカテーテルの血管内における位置関係を説明する概略図である。 （ａ）は実施例に係るＸ線撮影装置に係る動作の工程を説明するフローチャートであり、（ｂ）は実施例に係るステップＳ３の工程を詳しく説明するフローチャートである。 （ａ）は実施例に係るＸ線撮影装置の基本動作を説明する図であり、（ｂ）は実施例に係る切り出し表示部が表示する画像を説明する図である。 （ａ）は領域成長法に係る工程を説明するフローチャートであり、（ｂ）は領域成長法を用いて画素を領域分割する工程を説明する図である。 実施例において、ステントの方向を特定する方法を説明する図である。 従来例におけるマーカの特定方法の問題点を説明する概略図である。 従来例に係るＸ線撮影装置の構成を説明する概略図である。 従来例に係るカテーテルの構成を説明する概略図である。 従来例に係るカテーテルの血管内における位置関係を説明する概略図である。 （ａ）は従来例に係るＸ線撮影装置の基本動作を説明する図であり、（ｂ）は従来例に係る切り出し表示部が表示する画像を説明する図である。 従来例に係る拡大画像の問題点を説明する概略図である。（ａ）はカテーテルの進行前の図を示しており、（ｂ）はカテーテルの進行後の図を示している。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１は、実施例１に係るＸ線撮影装置の構成を説明する概略図である。

＜全体構成の説明＞
図１に示されるように、実施例に係るＸ線撮影装置１は、天板３と、Ｘ線管５と、コリメータ７と、Ｘ線検出器９と、Ｘ線照射制御部１１と、検出器制御部１３と、画像処理部１４と、主制御部１５とを備えている。天板３は水平姿勢をとる被検体Ｍを載置させる。Ｘ線管５は被検体Ｍに対してＸ線を照射する。Ｘ線管５は本発明におけるＸ線源に相当する。

Ｘ線管５の下方には、Ｘ線管５から照射されるＸ線を角錐となっているコーン状に制限するコリメータ７が設けられている。Ｘ線管５とＸ線検出器９は、天板３を挟んで対向配置されている。Ｘ線検出器９はＸ線管５から被検体Ｍに照射されて透過したＸ線を検出して電気信号に変換させ、Ｘ線検出信号として出力させる。実施例では、Ｘ線検出器９としてフラットパネル型検出器（ＦＰＤ：Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を用いることとする。Ｘ線検出器９は本発明におけるＸ線検出手段に相当する。

Ｘ線照射制御部１１はＸ線管５に接続されており、Ｘ線管５から照射させるＸ線量、およびＸ線を照射させるタイミングなどを制御する。検出器制御部１３はＸ線検出器９に接続されており、Ｘ線検出器９において変換された電荷信号、すなわちＸ線検出信号を読み出す動作を制御する。

画像処理部１４は、Ｘ線画像形成部１６と、積算部１７と、画像切り出し部１９と、マーカ検出部２０と、ステント方向特定部２１と、拡大画像形成部２２とを備えている。Ｘ線画像形成部１６はＸ線検出器９の後段に設けられており、Ｘ線検出器９から出力されたＸ線検出信号に基づいて、Ｘ線画像を形成させる。積算部１７はＸ線画像形成部１６の後段に設けられており、Ｘ線画像形成部１６が形成したＸ線画像を重ね合わせて重ね合わせ画像を形成する。なお、Ｘ線画像形成部１６は本発明におけるＸ線画像形成手段に相当し、積算部１７は本発明における積算手段に相当する。また重ね合わせ画像は本発明における積算画像に相当する。

画像切り出し部１９は積算部１７の後段に設けられており、重ね合わせ画像に表示されるステントおよびステントの近傍の画像を切り出して切り出し画像を形成する。マーカ検出部２０は積算部１７の後段に設けられており、重ね合わせ画像に表示されるマーカを検出する。ステント方向特定部２１はマーカ検出部２０の後段に設けられており、重ね合わせ画像に写るステントの方向を特定する。そしてステント方向特定部２１は、ステントの方向に関する情報を拡大画像形成部２２に出力する。

拡大画像形成部２２は画像切り出し部１９の後段に設けられており、画像切り出し部１９が形成した切り出し画像は拡大画像形成部２２に出力される。そして拡大画像形成部２２は、ステント方向特定部２１が出力した情報に基づいて、ステントの方向が一定となるように切り出し画像を回転させる。Ｘ線撮影装置１はさらにモニタ２３を備えており、拡大画像形成部２２は回転された切り出し画像を拡大して拡大画像を形成し、拡大画像をモニタ２３に送信する。モニタ２３は送信された拡大画像を表示する。

なお、Ｘ線照射制御部１１、検出器制御部１３、および画像処理部１４は主制御部１５によって統括制御されている。そして、画像切り出し部１９は本発明における画像切り出し手段に相当し、マーカ検出部２０は本発明におけるマーカ検出手段に相当する。また、ステント方向特定部２１は本発明におけるデバイス方向特定手段に相当し、拡大画像形成部２２は本発明における拡大画像形成手段に相当する。さらにモニタ２３は本発明における画像表示手段に相当する。

図２は冠動脈インターベンション治療（ＰＣＩ）に使用するカテーテルシステム２４の構成を示す概略図である。カテーテルシステム２４は、カテーテル２５と、ワイヤ２７と、ガイドワイヤ２９と、ステント３１を備えている。ワイヤ２７はカテーテル２５の内部に挿通されている。ワイヤ２７の先端にはガイドワイヤ２９が設けられている。ステント３１は、カテーテル２５とガイドワイヤ２９を繋ぐワイヤ２７に設けられている。また、ステント３１は複数のマーカ３３を備えている。実施例においてマーカ３３の数は２つであるが、マーカ３３の数は適宜増やしてもよい。２つのマーカ３３のうち、一方のマーカ３３はステント３１の先端側に設けられており、他方のマーカ３３はステント３１の基端側に設けられている。

ステント３１はステンレス鋼などの金属線材によって構成される格子状の筒状体であり、内部には図示しないバルーンが設けられている。ＰＣＩにおいては、冠動脈の細くなった部分にステント３１を配置する。そして配置されたステント３１をバルーンにより膨らませ、膨らんだステント３１を血管内に留置することによって冠動脈を拡げて血流を正常に保つことができる。また、マーカ３３の各々はＸ線不透過性の材料から構成されており、Ｘ線画像におけるステント３１の位置を明示する。なお、マーカ３３を構成する材料の一例としては、金、プラチナ、タンタルなどの金属が挙げられる。ステント３１は本発明におけるデバイスに相当する。

＜動作の説明＞
次に実施例に係るＸ線撮影装置１の動作について説明する。説明を行うにあたり、Ｘ線撮影装置１を用いてＰＣＩを行う工程を例として用いることとする。図４の左図は実施例に係るＸ線撮影装置１の動作の工程を説明するフローチャートである。そして図４の右図は、実施例に係るステップＳ４の工程を具体的に説明するフローチャートである。

ステップＳ１（カテーテルの挿入）
ＰＣＩを行うにあたり、まず被検体Ｍの太ももの付け根などに小さな穴を開け、カテーテル２５を血管内に挿入する。なお図３において、支管３７および支管３９を有する血管３５に対してカテーテル２５を挿入し、ステント３１をガイドワイヤ２９とともに支管３７に挿入した状態を示している。

ステップＳ２（Ｘ線画像の撮影）
そして被検体Ｍの血管内にカテーテル２５を挿入した後、Ｘ線画像の撮影を連続して行う。すなわち、Ｘ線管５より被検体Ｍに対してＸ線が断続的に照射される。被検体Ｍを透過したＸ線はＸ線検出器９によって検出される。検出されたＸ線は電気信号であるＸ線検出信号に変換され、変換されたＸ線検出信号はＸ線画像形成部１６へと出力される。

Ｘ線画像形成部１６は出力されたＸ線検出信号に基づいて、カテーテル２５やステント３１などが映し出されたＸ線画像４１を断続的に形成させる。実施例において、Ｘ線画像４１の撮影は例えば１５〜３０ＦＰＳ程度のフレームレートで行われる。Ｘ線画像形成部１６において形成されたＸ線画像４１の各々は積算部１７へ送信される。

ステップＳ３（重ね合わせ画像の形成）
積算部１７は、ステント３１のリアルタイム像を強調表示するため、新しく取得された複数枚のＸ線画像４１を重ね合わせる。実施例１においては重ね合わせる枚数は５枚とするが、枚数については適宜変更してもよい。図５（ａ）上段において、Ｘ線画像形成部１６から送信された最も新しいＸ線画像４１をＸ線画像４１ａとし、Ｘ線画像４１ａの次に新しいＸ線画像４１を順に符号４１ｂ〜４１ｅで示すものとする。なお、図５に示される支管３７および支管３９を含む血管３５は、細線で模式的に示している。

Ｘ線画像４１ａ〜４１ｅの各々に写るカテーテル２５およびステント３１の位置は、被検体Ｍの脈拍や呼吸によって異なっている。そこで積算部１７はマーカ３３の各々を基準として、Ｘ線画像４１ａ〜４１ｅを重ね合わせ、重ね合わせ画像４３を取得する（図５（ａ）下段左）。取得された重ね合わせ画像４３は、画像切り出し部１９およびマーカ検出部２０の各々へ送信される。

ステップＳ４（ステントの進行方向の特定）
マーカ検出部２０は、送信された重ね合わせ画像４３に映し出されるマーカ３３の各々を検出する（ステップＳ４−１）。検出されたマーカ３３の各々に係る情報はマーカ検出部２０からステント方向特定部２１へ送信される。ステント方向特定部２１は、検出されたマーカ３３の各々に基づいて、マーカ３３とカテーテル２５、およびマーカ３３とガイドワイヤ２９との位置関係を算出する（ステップＳ４−２）。各々のマーカ３３、カテーテル２５、およびガイドワイヤ２９の各々の位置関係を算出する方法として、線抽出アルゴリズムが用いられる。実施例ではその具体例として、領域成長法（Ｒｅｇｉｏｎ Ｇｒｏｗｉｎｇ）を用いることとする。

そしてステント方向特定部２１は、算出された位置関係に基づいてマーカ３３のうち、ステント３１の先端側に設けられたマーカ３３と、ステント３１の基端側に設けられたマーカ３３とを特定する（ステップＳ４−３）。すなわち、ステント３１に設けられたマーカ３３のうち、ガイドワイヤ２９の側（ステント３１の先端側）に位置していると特定されたマーカ３３をマーカ３３ａとラベルする。そして、カテーテル２５の側（ステント３１の基端側）に位置していると特定されたマーカ３３をマーカ３３ｂとラベルする。マーカ３３ａおよびマーカ３３ｂをラベルすることにより、ステント３１の進行方向を特定することができる。

ここで領域成長法を用いて位置関係を算出する方法を具体的に説明する。領域成長法は、基準点として注目している画素と、それに隣接している画素とが互いに同じ特徴を持っている場合に、それらを一つの領域に統合する処理を順次実行する。そして順次統合することによって特徴が等しい領域を少しずつ成長させ、最終的に画像全体の領域分割を行う方法である。

図６（ａ）は領域成長法のフローチャートである。そして図６（ｂ）において、画素Ａが５行×５列の２次元マトリクス状に配列された領域を例にとって領域成長法の説明を行う。なお、各々の画素Ａを区別して呼ぶ場合は行数ｇ、列数ｈを付して画素Ａ（ｇ，ｈ）と記載する。

領域成長法において、まず基準点を設定する。図６（ｂ）においては当初の基準点として画素Ａ（３，３）が設定されたものとし、以下基準点に統合される画素Ａを斜線で表示するものとする（図６（ｂ）左上）。次に基準点である画素Ａ（３，３）に隣接する画素Ａについて画素値を確認する。画素値が予め決められた条件を満たす場合は隣接する画素Ａを基準点に統合し、条件を満たさない場合は隣接する画素Ａを基準点に統合せず放置する。

なお、図６（ｂ）において、画素値が条件を満たす画素Ａについては符号○を付し、条件を満たさない画素Ａについては符号×を付している。従って、画素Ａ（３，３）に隣接する画素Ａのうち、画素Ａ（２，３）、画素Ａ（３，２）、画素Ａ（３，４）は基準点に統合され、画素Ａ（４，３）は基準点に統合されずに放置される（図６（ｂ）右上）。

そして隣接する未確認の画素が存在しなくなるまで画素値の確認と基準点への統合を繰り返す（図６（ｂ）左下）。その結果、当初の基準点である画素Ａ（３，３）と連続し、かつ予め決められた条件を満たす画素Ａの全てが、斜線で示される領域として特定される（図６（ｂ）右下）。

実施例では、Ｘ線画像４１において、カテーテルシステム２４が写っている領域を特定するために領域成長法による画像分割を行う。カテーテルシステム２４を構成するカテーテル２５などは、いずれも血管よりＸ線透過率の低い材料で構成される。そこで、検出されたマーカ３３を基準点として設定する。そして、画素値が一定の値より小さいことを基準点に統合する条件として、領域成長法による画像分割を実行する。その結果、基準点であるマーカ３３に、マーカ３３と繋がっているカテーテル２５、ワイヤ２７、ガイドワイヤ２９、およびステント３１が統合され、カテーテルシステム２４の写っている領域が特定される。

画像分割により特定されたカテーテルシステム２４の写っている領域のうち、連続して最も長い線になっている基準点群を抽出する。なお、抽出された基準点群を以下、基準点線Ｂとする。基準点線Ｂを抽出することによって領域成長法による画像分割は完了する。

そして図７に示すように、基準点線Ｂの太さを算出する。基準点線Ｂの太さは、基準点線Ｂの垂線の長さから算出される。カテーテルシステム２４のうち、ワイヤ２７の太さＰはマーカ３３の太さＱより細くなるよう構成される。また、ガイドワイヤ２９の太さＲはワイヤ２７の太さＰより太くなるよう構成される。そのため、マーカ３３からガイドワイヤ２９の方向へワイヤ２７を辿っていくと、マーカ３３とワイヤ２７の境界において基準点線Ｂの太さがＱからＰへと変化し、さらにガイドワイヤ２９の先端を超えると基準点線Ｂの太さが０になる。従って、基準点線Ｂの太さがＲから０に変化する位置から基準点線Ｂの太さがＰであるワイヤ２７を辿ることにより、ステント３１の先端側に設けられているマーカ３３をマーカ３３ａとして特定できる。

一方、カテーテルシステム２４のうち、カテーテル２５の太さＳはマーカ３３の太さＱより太くなるよう構成される。そのため、マーカ３３からカテーテル２５の方向へワイヤ２７を辿ると、マーカ３３とワイヤ２７の境界において基準点線Ｂの太さがＱからＰへと変化する。そしてワイヤ２７とカテーテル２５の境界において基準点線Ｂの太さがＰからＳへと急激に変化し、その太さＳが一様に続く。従って、基準点線Ｂの太さがＳと検出されるカテーテル２５から、基準点線Ｂの太さがＰであるワイヤ２７を辿ることによって、ステント３１の基端側に設けられているマーカ３３をマーカ３３ｂとして特定できる。特定されたマーカ３３ａおよびマーカ３３ｂについての情報は、ステント方向特定部２１から拡大画像形成部２２へ送信される。

ステップＳ５（拡大画像の形成）
画像切り出し部１９は、積算部１７から送信された重ね合わせ画像４３から、ステント３１とその周辺領域の画像を切り出して切り出し画像４４を形成する。形成された切り出し画像４４は拡大画像形成部２２へ送信される。拡大画像形成部２２は、ステント方向特定部２１から送信された情報に基づいて、切り出し画像４４を回転させる（図５（ａ）下段中央）。具体的には切り出し画像４４に表示されるステント３１について、マーカ３３ａが画像の上部に位置し、マーカ３３ｂが画像の下部に位置するように回転させる。そして拡大画像形成部２２は回転させた切り出し画像４４を拡大して拡大画像４５を形成する。また、ステント３１の視認性を上げるため、ステント３１の進行方向を表示する矢印Ｄを拡大画像４５に表示させる（図５（ａ）下段右）。

ステップＳ６（結合画像の表示）
拡大画像形成部２２は、図５（ｂ）に示すように、取得された拡大画像４５をモニタ２３に送信する。また、Ｘ線画像形成部１６からモニタ２３に対して最新のＸ線画像４１ａが送信される。モニタ２３は送信されたＸ線画像４１ａおよび拡大画像４５を並列させて結合画像４７を形成する。そしてモニタ２３は形成された結合画像４７を表示する。

拡大画像４５において、Ｘ線画像４１ａ〜４１ｅの各々に映し出されたステント３１の像がマーカ３３を基準に重ね合わせられ、さらに拡大されて切り出される。拡大画像４５に映し出されるステント３１の像は先端側が常に上側に表示されているので、操作者はステント３１の方向を容易に確認できる。また、Ｘ線画像４１ａは最新のＸ線画像４１であるので、結合画像４７において、視認性の高いステント３１のリアルタイム像が表示されることとなる。

そしてステップＳ６の工程が終了した後、さらにステップＳ２〜Ｓ６に係る工程を順次繰り返す。ステップＳ２〜Ｓ６に係る工程を繰り返すことにより、結合画像４７において、視認性の高いステント３１のリアルタイム像を表示し続けることができる。従って操作者は結合画像４７を確認することにより、安全にＰＣＩの術式を続行し、カテーテル２５を目的となる冠動脈へ進めることができる。

ステップＳ７（ステントの載置）
操作者は、結合画像４７に表示されるステント３１のリアルタイム像を確認しつつ、カテーテル２５を冠動脈の細くなった部分へ到達させる。そしてステント３１の内部に設けられたバルーンを膨らませる。ステント３１はバルーンによって膨らむので、細くなった冠動脈は拡げられる。膨らんだステント３１を血管内に載置することによって冠動脈の血流は正常に保たれる。ステント３１を載置させた後、血管を辿ってカテーテル２５を被検体Ｍから抜き出し、ＰＣＩは終了する。

＜実施例の構成による効果＞
以上のように、実施例に係るＸ線撮影装置によれば、表示されるデバイスの方向を固定させ、操作者に対するデバイスの視認性を向上させるＸ線撮影装置の提供が可能となる。以下、実施例に係る構成による効果について説明する。

従来例に係るＸ線撮影装置１００では、ステント１１７に設けられた２つのマーカ１１９の各々を区別できない。そして重ね合わせ画像１２９から拡大画像１３１を形成させる場合、切り出し表示部１１１は、切り出したステント１１７の像を、マーカ１１９の一方が拡大画像１３１の上部に、マーカ１１９の他方が拡大画像１３１の下部に位置するように回転する。このとき、切り出し表示部１１１は回転に必要な角度が小さくなる方向へ回転させる。すなわちステント１１７の進行方向に関わらず、２つのマーカ１１９を結ぶ直線が右肩下がりとなる場合、切り出し表示部１１１は重ね合わせ画像１２９から切り出したステント１１７の像を右回りに回転させて拡大画像１３１を形成する。

一方、重ね合わせ画像１２９において２つのマーカ１１９を結ぶ直線が右肩上がりとなる場合、切り出し表示部１１１は重ね合わせ画像１２９から切り出したステント１１７の像を左回りに回転させて拡大画像１３１を形成する。このような構成を有する従来例では、図１３のように、２つのマーカ１１９を結ぶ直線が右肩上がりから右肩下がりに変化する際に、拡大画像１３１においてステント１１７の先端部と基端部の位置が突然入れ替わる。すなわち拡大画像１３１に表示されるステント１１７の進行方向が突然逆転することとなる。その結果、従来のＸ線撮影装置ではステント１１７の適切な進行方向を把握することが困難になるので、カテーテル１１３の操作者は安全にＰＣＩを行うことができない。

拡大画像１３１に表示されるステント１１７の進行方向を固定するためには、Ｘ線画像１２７において、ステント１１７の先端側に設けられたマーカ（以下、便宜的にマーカ１１９ａとする）と、ステント１１７の基端側に設けられたマーカ（以下、便宜的にマーカ１１９ｂとする）を区別する必要がある。マーカ１１９を区別する方法の従来例としては、カテーテル１１３との直線距離の差からマーカ１１９ａとマーカ１１９ｂを特定する方法がある。

しかし従来の方法では以下のような問題が懸念される。すなわち図８（ａ）のようにカテーテル１１３が直線状の血管の内部を進んでいる場合、マーカ１１９ｂの方がマーカ１１９ａよりもカテーテル１１３との距離が近くなる。一方、図８（ｂ）に示すようにカテーテル１１３が曲がりくねった血管の内部を進んでいる場合、Ｘ線画像１２７においてマーカ１１９ｂの方がマーカ１１９ａよりカテーテル１１３との距離が近くなる。従って、Ｘ線画像１２７に表示されるカテーテル１１３との直線距離に基づいてマーカ１１９を正確に区別することは困難である。

そこで実施例に係るＸ線撮影装置では、領域成長法を例とする線抽出アルゴリズムを用いることにより、ステントに設けられたマーカを正確に区別することを可能としている。領域成長法は注目している画素を基準点として設定し、基準点に隣接している画素が一定の条件を満たす場合に基準点と統合して基準点を成長させる画像分割方法である。そのためマーカを基準点とすることにより、ワイヤなどの細い領域を統合してマーカとカテーテル等がワイヤで繋がった基準点群を特定できる。そして各々のマーカからワイヤを辿ってカテーテルなどの特徴点との距離を算出することにより、２つのマーカを正確に区別することができる。

そして区別されたマーカの情報に基づいて重ね合わせ画像から切り出された切り出し画像を適切な方向に回転させることにより、拡大画像に表示されるステントの進行方向を常に固定させることができる。さらにステントの進行方向を示す矢印を拡大画像に表示することにより、ステントの視認性をさらに向上させることができる。従って、本発明に係るＸ線撮影装置を用いてＰＣＩを行うことにより、操作者はステントの適切な進行方向を把握し、より安全にＰＣＩを実行することが可能となる。

本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した各実施例では、複数のマーカ３３のうちから、ステント３１の先端側に設けられたマーカ３３ａと、ステント３１の基端側に設けられたマーカ３３ｂとを特定したが、これに限られない。すなわちカテーテル２５との位置関係からマーカ３３ｂのみを特定する構成としてもよい。また、ガイドワイヤ２９との位置関係からマーカ３３ａのみを特定する構成としてもよい。

（２）上述した各実施例では、重ね合わせ画像４３からステント３１の像を切り出した後に回転させ、回転させた後に画像を拡大させたが、これに限られない。すなわちＸ線画像の重ね合わせ、切り出し画像の形成、切り出し画像の回転、および切り出し画像の拡大の工程の各々について、順番を適宜入れ替えてもよい。

１ …Ｘ線撮影装置
５ …Ｘ線管（Ｘ線源）
９ …Ｘ線検出器（Ｘ線検出手段）
１６ …Ｘ線画像形成部（Ｘ線画像形成手段）
１７ …積算部（積算手段）
１９ …画像切り出し部（画像切り出し手段）
２１ …ステント方向特定部（デバイス方向特定手段）
２２ …拡大画像形成部（拡大画像形成手段）
２３ …モニタ（画像表示手段）
２５ …カテーテル
２７ …ワイヤ
３１ …ステント（デバイス）
３３ …マーカ
４１ …Ｘ線画像
４３ …重ね合わせ画像
４５ …拡大画像
４７ …結合画像

Claims (5)

1. 被検体にＸ線を照射するＸ線源と、
   前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、
   前記Ｘ線検出手段が出力する検出信号を用いて、前記被検体の体内に挿入されるデバイスを含む領域のＸ線画像を形成するＸ線画像形成手段と、
   前記Ｘ線画像形成手段が取得した複数枚の同一位相のＸ線画像を重ね合わせて積算画像を形成する積算手段と、
   前記積算手段が形成する積算画像から前記デバイスの画像を切り出す画像切り出し手段と、
   前記積算手段が形成する積算画像における前記デバイスに設けられているマーカの位置を検出するマーカ検出手段と、
   前記マーカ検出手段が検出した前記マーカの位置に基づいて、前記積算画像に映し出される前記デバイスの方向を特定するデバイス方向特定手段と、
   前記デバイス方向特定手段が特定した前記デバイスの方向に基づいて、前記デバイスが一定の方向を向くように前記画像切り出し手段が切り出した前記デバイスの画像を回転させ、回転された前記デバイスの画像を拡大させた拡大画像を形成する拡大画像形成手段とを備えることを特徴とするＸ線撮影装置。
2. 請求項１に記載のＸ線撮影装置において、
   先端にガイドワイヤが設けられ、ワイヤを介して前記デバイスと接続されているカテーテルをさらに備え、
   前記デバイス方向特定手段は、前記ガイドワイヤおよびワイヤを検出し、前記ガイドワイヤからワイヤを辿って前記ガイドワイヤとの距離が最も近い前記マーカを検出することによって前記デバイスの方向を特定するＸ線撮影装置。
3. 請求項１に記載のＸ線撮影装置において、
   先端にガイドワイヤが設けられ、ワイヤを介して前記デバイスと接続されているカテーテルをさらに備え、
   前記デバイス方向特定手段は、前記カテーテルおよびワイヤを検出し、前記カテーテルからワイヤを辿って前記カテーテルとの距離が最も近い前記マーカを検出することによって前記デバイスの方向を特定するＸ線撮影装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のＸ線撮影装置において、
   前記デバイス方向特定手段は、領域成長法による線抽出アルゴリズムを用いて前記デバイスの方向を特定するＸ線撮影装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のＸ線撮影装置において、
   画像を表示する画像表示手段をさらに備え、
   前記画像表示手段は、前記拡大画像形成手段が形成した拡大画像と、前記Ｘ線画像形成手段が形成したリアルタイムの前記Ｘ線画像とを並列させて表示するＸ線撮影装置。
   
   

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