JP4330672B2 - Ｘ線診断装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、患者等の被検体の血管等にカテーテルのようなの細い管を挿入してＸ線透視下で血管の観察を行いながら血管の狭窄等を治療するＩＶＲ（Ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｌ Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ）に用いられるＸ線診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は従来のＸ線診断装置の一例であるＸ線透視装置の構成を示す図である。図１に示す従来のＸ線透視装置は、Ｘ線を発生するＸ線発生源であるＸ線管球１と、Ｘ線管球１の管電圧および管電流を制御するＸ線制御ユニット２と、Ｘ線制御ユニット２の制御によりＸ線管球１で発生し、被検体Ｐを透過したＸ線を光学像に変換するＸ線検出器であるイメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ．）３と、Ｘ線管球１およびイメージインテンシファイア３を被検体Ｐを挟んで対向配置して支持するための支持器であるＣ状のアーム（Ｃアーム）４と、観察方向（透視方向）を変えるためにＣアーム４を移動させるＣアーム移動ユニット５と、Ｃアーム移動ユニット５の駆動制御を行うＣアーム移動制御ユニット６と、観察方向（投影方向や透視方向）を設定するための観察方向設定ユニット７と、イメージインテンシファイア３で得られた光学像を電気信号に変換するためのＴＶ（テレビ）カメラ８と、ＴＶカメラ８で変換された電気信号を基にして種々の画像処理を行って透視画像を得るための画像処理ユニット９と、画像処理ユニット９によって得られた透視画像を表示する透視画像表示モニタ１０と、造影剤を用いたＸ線造影撮影においてＴＶカメラ８で変換された電気信号を基にして画像処理を行い、これにより得られた造影画像を参照画像として記憶する画像処理／記憶ユニット１１と、画像処理／記憶ユニット１１に記憶されている造影画像を表示する参照画像表示モニタ１２と、被検体Ｐを載せるための寝台１３とによって構成されている。
【０００３】
上述のように構成されたＸ線透視装置を用い、Ｘ線透視下でカテーテルのような細い管により患者等の被検体の血管の狭窄の拡張や腫瘍血管の塞栓に対する治療を行う場合には、造影剤を用いて予め撮影され、画像処理／記憶ユニット１１に記憶されている血管造影画像（静止画像）を参照画像表示モニタ１２に表示してガイドとして参照しながら、術者は治療目的の病変までカテーテルを進めている。
【０００４】
このようなガイドの方法としては、上述のようにＸ線透視装置により得られる透視画像を表示する透視画像モニタ１０とは別のモニタ（参照画像表示モニタ１２）に予め撮影された血管造影画像を表示する方法、予め撮影された血管造影画像を透視画像と重ねて表示する方法等が用いられている。
【０００５】
なお、これらの表示方法は、血管造影撮影時の撮影方向と同じ方向からの血管透視画像を得ることによってその血管造影画像をガイドとして用いることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、血管造影画像をガイドとして用い、Ｘ線透視下で血管の治療目的の病変までカテーテルを進めるような従来の方法では、カテーテルを進める血管がその周辺の他の血管と分離している方が術者はその血管をよりよく把握することができる。しかし、脳血管のように血管の走行（血管構造）が複雑である場合には、カテーテルを進めるべき血管が他の血管と分離できずに重なってしまい、術者がその血管をよりよく把握できないことが往々にして起きている。
【０００７】
従って、血管の重なりが少く、カテーテルを進むべき血管が術者にとってよりよく把握できる透視方向を探し出すためには、血管造影撮影をその撮影方向を変えて数回行わなければならない。しかし、これには、被検体に対する多量の造影剤の注入に伴う副作用の問題や多量のＸ線被爆の問題が伴うので、事実上行うことができない。そのため、カテーテルを進めるべき血管が他の血管と分離できない状態で術者は手技を行わなければならなかった。
【０００８】
この場合、術者にとってカテーテルを治療目的の病変まで進めることは非常に困難であり、そのために検査時間や治療時間が長くなって患者や術者にかかる負担が大きくなっている。また、場合によっては、治療目的の血管以外の血管に対して治療を行ってしまうという危険性がある。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、Ｃアームの可動範囲内の観察方向を基にして予め取得した３次元画像データから投影画像を作成し、作成した投影画像を参照して術者が治療目的の病変の位置をよりよく把握可能な観察方向を指定してＣアームを移動させることによりＸ線透視を行うＸ線診断装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明のＸ線診断装置は、被検体を挟んで対向配置されるＸ線発生源およびＸ線検出器によって構成され、被検体の透視画像を取得する透視画像取得手段と、前記透視画像取得手段を支持し、移動可能な支持手段と、予め取得された前記被検体の３次元画像を基にして前記支持手段の可動範囲内の観察方向を設定する設定手段と、前記設定手段によって設定された観察方向を基にして前記支持手段を移動させる移動制御手段と、前記設定手段によって設定された観察方向を基にして前記３次元画像から投影画像を取得する投影画像取得手段と、を備え、前記支持手段はＣアームであり、前記観察方向は前記支持手段によって前記Ｘ線発生源および前記Ｘ線検出器が位置決め可能な範囲に限定されることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２１】
図２は本発明の実施の形態のＸ線診断装置の一例であるＸ線透視装置の構成を示すブロック図である。図２に示す本発明の実施の形態のＸ線透視装置は、被検体Ｐに照射するためのＸ線を発生するＸ線発生源であるＸ線管球２１と、Ｘ線管球２１の管電圧および管電流を制御するＸ線制御ユニット２２と、Ｘ線制御ユニット２２の制御によってＸ線管球２１で発生し、被検体Ｐを透過したＸ線を光学像に変換するイメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ．）２３と、Ｘ線管球２１およびイメージインテンシファイア２３を被検体Ｐを挟んで対向配置して支持するためのＣ状のアーム（Ｃアーム）２４と、観察方向（透視方向）を変えるためにＣアーム２４を移動させるＣアーム移動ユニット２５と、Ｃアーム移動ユニット２５の駆動制御を行うＣアーム移動制御ユニット２６と、Ｘ線透視時における透視方向や投影画像作成時における投影方向を観察方向として設定するための観察方向設定ユニット２７と、イメージインテンシファイア２３で得られた光学像を電気信号に変換するためのＴＶカメラ２８と、ＴＶ（テレビ）カメラ２８で変換された電気信号を基にして種々の画像処理を行い、透視画像を得るための画像処理ユニット２９と、画像処理ユニット２９で得られた透視画像を表示する透視画像表示モニタ３０と、造影剤を用いたＸ線造影撮影においてＴＶカメラ２８で変換された電気信号を基にして画像処理を行い、得られた造影画像を参照画像として記憶する画像処理／記憶ユニット３１と、画像処理／記憶ユニット３１に記憶されている造影画像を表示する参照画像表示モニタ３２と、被検体Ｐの３次元画像データを取得するための３次元画像データ取得ユニット３３と、３次元画像取得ユニット３３によって取得された３次元画像データを基にして投影画像を作成するための投影画像作成ユニット３４と、投影画像作成ユニット３４によって作成された投影画像を表示する投影画像表示モニタ３５と、被検体Ｐを載せるための寝台３６とによって構成されている。
【００２２】
Ｘ線制御ユニット２２は、Ｘ線管球２１の管電圧および管電流を制御し、Ｘ線管球２１において所定のＸ線を発生させ、発生したＸ線を被検体Ｐに向けて照射させる。
【００２３】
イメージインテンシファイア２３は、Ｘ線管球２１から照射され、被検体Ｐを透過したＸ線を光学像に変換する。
【００２４】
Ｃアーム２４は、Ｘ線管球２１とイメージインテンシファイア２３を対向配置して支持するために用いられ、Ｘ線管球２１とイメージインテンシファイア２３との間に常に被検体Ｐが位置するようにしている。
【００２５】
Ｃアーム移動ユニット２５は、Ｃアーム移動制御ユニット２６の制御の下にＣアーム２４をその可動範囲（すなわちＸ線管球２１およびイメージインテンシファイア２３が位置決め可能な範囲）内において移動させる。これにより、被検体Ｐに対して透視方向を変えてＸ線透視を行うことが可能になっている。なお、Ｃアーム移動制御ユニット２６では、Ｃアーム２４の可動範囲内の透視方向に関する透視方向情報が図示しないメモリに予め記憶されており、この透視方向情報は必要に応じて観察方向設定ユニット２７に出力される。
【００２６】
画像処理ユニット２９は、イメージインテンシファイア２３を通してＴＶカメラ２８によって変換された電気信号を基にしてグレーレベル変換等の種々の画像処理を行い、これにより、透視画像表示モニタ３０に表示するための透視画像を取得する。
【００２７】
画像処理／記憶ユニット３１は、Ｘ線透視下での被検体Ｐの検査や治療を行う前に造影剤を用いたＸ線造影撮影を行った場合に、ＴＶカメラ２８から出力される電気信号を基にして種々の画像処理を行い、画像処理によって得られた造影画像を記憶する。画像処理／記憶ユニット３１に記憶された造影画像は、Ｘ線透視時において術者がＸ線を被検体Ｐに曝射しながらカテーテル等の進行状況を把握して手技を行う際に、参照画像表示モニタ３２に手技のガイドのための参照画像として表示される。
【００２８】
図３は本発明の実施の形態のＸ線診断装置の観察方向設定ユニットの構成を示すブロック図である。図３において、観察方向設定ユニット２７は、投影画像の作成時における投影方向の指定やＸ線透視時における透視方向の指示を行うための投影方向情報や透視方向情報等を入力するための入力部２７ａと、Ｃアーム２４の可動範囲内の透視方向（例えばＣアーム２４の角度）に関する透視方向情報を記憶する記憶部２７ｂと、入力部２７ａから入力された投影方向に関する投影方向情報と記憶部２７ｂに記憶されている透視方向情報とを比較し、その比較結果を基にしてその投影方向の投影画像を作成するかどうかを判定する判定制御部２７ｃと、判定制御部２７ｃの判定結果等を表示する表示部２７ｄとによって構成されている。
【００２９】
入力部２７ａは、キーボード、マウス等を備えた操作パネルによって構成されており、術者やオペレータの操作によってＣアーム移動制御ユニット２６に対してＸ線透視時における透視方向（例えばＣアーム２４の角度）を指示するための透視方向情報、後述する投影画像撮影ユニット３４に対して投影画像を作成する際の投影方向（投影角度）を指定するための投影方向情報等を入力する。
【００３０】
判定制御部２７ｃは、Ｃアーム移動制御ユニット２６内のメモリに予め記憶されている透視方向情報を読み出し、読み出した透視方向情報を記憶部２７ｂに記憶させる。
【００３１】
また、判定制御部２７ｃは、術者やオペレータにより指定された投影方向に対応する透視方向がＣアーム２４の可動範囲にあるかどうかを判断するために、入力部２７ａから入力された投影方向情報を記憶部２７ｂに予め記憶されているＣアーム２４の可動範囲内の透視方向に関する透視方向情報と比較する。これは、術者やオペレータによって指定された投影方向の投影画像を予め取得された３次元画像データを基にして投影画像作成ユニット３４によって作成することは可能であるが、その投影方向に対応する透視方向がＣアーム２４の可動範囲内にないことによりその透視方向によるＸ線透視を実現することができなければ、作成された投影画像をガイドとして十分に利用することができず、術者が治療目的の病変の位置を正確に把握することが困難となるからである。従って、作成される投影画像の投影方向はＣアーム２４の可動範囲内に限定されており、Ｃアーム２４の可動範囲はＣアーム２４を移動させるＣアーム移動ユニット２５の駆動機構に応じて決定される。
【００３２】
なお、表示部２７ｄにＣアーム２４の可動範囲内の透視方向に対応する投影方向を観察方向として予め表示しておき、術者やオペレータに表示部２７ｄに表示されている観察方向を任意に選択させるようにすることもできる。
【００３３】
判定制御部２７ｃにおける比較の結果、入力部２７ａから入力された投影方向情報が記憶部２７ｂに予め記憶されている透視方向情報と一致する場合には、その投影方向に対応する透視方向を基にしてＣアーム２４が移動可能であると判断され、その一致を示す一致情報および投影方向情報が投影画像作成ユニット３４に出力される。
【００３４】
３次元画像データ取得ユニット３３は、Ｘ線ＣＴ（コンピュータ断像）装置、ＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）装置、Ｃアームを備えたＸ線透視装置等によって構成され、ＣＴアンギオグラフィ、ＭＲアンギオグラフィ、Ｃアーム回転によるアンギオグラフィ等を基にして被検体Ｐの３次元画像データを取得する。
【００３５】
投影画像作成ユニット３４は、観察方向設定ユニット２７の判定制御部２７ｃから一致情報が出力された場合には、判定制御部２７ｃからその一致情報とともに出力された投影方向情報を基にして、３次元画像データ取得ユニット３３によって得られた被検体Ｐの３次元画像データからその投影方向の投影画像を作成する。
【００３６】
投影画像作成ユニット３４によって作成された投影画像は投影画像表示モニタ３５に表示される。
【００３７】
次に、本発明の実施の形態のＸ線診断装置の作用について説明する。
【００３８】
３次元画像データ取得ユニット３３が例えばＸ線ＣＴ装置によって構成されている場合には、被検体Ｐの体軸を横断する方向にＸ線を照射することによりＸ線ＣＴ画像を作成する。さらに、Ｘ線の照射位置を体軸方向に連続的に移動することにより複数枚のＸ線ＣＴ画像を作成する。作成した複数枚のＸ線ＣＴ画像を合成処理することにより３次元画像データを取得する。３次元画像データ取得ユニット３３によって取得された３次元画像データは投影画像作成ユニット３４に出力される。
【００３９】
なお、３次元画像データ取得ユニット３３によって取得された３次元画像データを光磁気ディスク（ＭＯ）等の記録装置（図示しない）に一旦記録しておき、必要に応じてこの記録装置から３次元画像データを読み出して投影画像作成ユニット３４に出力することも可能である。
【００４０】
術者やオペレータが観察方向設定ユニット２７の入力部２７ａにおいて投影画像の投影方向を観察方向として指定すると、指定されたその投影方向に関する投影方向情報が判定制御部２７ｃに入力される。
【００４１】
ここで、観察方向設定ユニット２７の判定制御部２７ｃにおける投影画像作成判定処理について説明する。図４は本発明の実施の形態のＸ線診断装置の観察方向設定ユニットの判定制御部における投影画像作成判定処理を示すフローチャートである。図４において、ステップＳ１では、術者やオペレータにより観察方向設定ユニット２７の入力部２７ａから投影方向情報が入力されたかどうかを判断する。これは、上述したように、術者やオペレータにより指定された投影方向に対応する透視方向がＣアーム２４の可動範囲内にあるかどうかを判断するためである。
【００４２】
ステップＳ１において、投影方向情報が入力されたと判断した場合には、その投影方向情報を基にして記憶部２７ｂに予め記憶されているＣアーム２４の可動範囲内の透視方向に関する透視方向情報を検索する（ステップＳ２）。
【００４３】
ステップＳ３では、入力された投影方向情報と一致する透視方向情報が記憶部２７ｂに記憶されているかどうかを判断する。ステップＳ３において、入力された投影方向情報と一致する透視方向情報がある場合には、その投影方向に対応する透視方向を基にしてＣアーム２４が移動可能であると判断し、その一致を示す一致情報および入力された投影方向情報を投影画像作成ユニット３４に出力する（ステップＳ６）。
【００４４】
一方、ステップＳ３において、入力された投影方向情報と一致する透視方向情報がない場合には、その不一致を示す不一致情報を投影画像作成ユニット３４に出力する（ステップＳ４）。また、不一致であることを表示部２７ｄに表示させて（ステップＳ５）、術者に対して別の投影方向の指定を促す。
【００４５】
投影画像作成ユニット３４では、判定制御部２７ｃの判断結果を基にして３次元画像から投影画像の作成を行う。すなわち、判定制御部２７ｃから一致情報が出力された場合には、判定制御部２７ｃから一致情報とともに出力された投影方向情報を基にして、３次元画像データ取得ユニット３３によって得られた被検体Ｐの３次元画像データからその投影方向の投影画像を作成する。
【００４６】
なお、判定制御部２７ｃから不一致情報が出力された場合には、投影画像作成ユニット３４では、投影画像の作成を行わない。
【００４７】
ここで、投影画像作成ユニット３４における３次元画像データを基にした投影画像の作成方法について説明する。図５は３次元画像データを基にした投影画像の作成方法について説明するための図である。図５において、３次元画像データ取得ユニット３３によって取得された例えば腫瘍血管像６０ａを含む脳血管像６０に関する３次元画像データ５０を観察方向設定ユニット２７により指定された投影方向５１に投影する。これにより、腫瘍血管７０ａを含む脳血管７０に関する２次元画像データである投影画像５２を作成する。
【００４８】
投影画像作成ユニット３４によって作成された投影画像は投影画像表示モニタ３５に表示される。
【００４９】
術者は、投影画像表示モニタ３５に表示された投影画像を見て、表示された投影画像では治療目的とする血管が把握しにくいと判断した場合には、観察方向設定ユニット２７によって他の投影方向を指定する。上述したように、判定制御部２７ｃでは、指定された投影方向に関する投影方向情報と一致する透視方向情報があるかどうかが記憶部２７ｂを検索することにより判断される。指定された投影方向と一致する透視方向があれば、投影画像作成ユニット３４において予め取得されている３次元画像から指定された投影方向の投影画像が作成され、作成された投影画像が投影画像表示モニタ３５に表示される。以上のように、術者は、治療目的とする血管が容易に把握可能な投影画像が作成されるまで投影方向を順次指定する。
【００５０】
治療目的とする血管が術者にとって容易に把握可能な投影画像が作成されて投影画像表示モニタ３５に表示された場合、術者は、観察方向設定ユニット２７によってこの投影画像の投影方向に対応する透視方向を観察方向として指示する。観察方向設定ユニット２７によって指示された透視方向に関する透視方向情報はＣアーム移動制御ユニット２６に入力される。
【００５１】
Ｃアーム移動制御ユニット２６では、観察方向設定ユニット２７から出力された透視方向情報を基にしてＣアーム移動ユニット２５に駆動信号を出力する。これにより駆動されたＣアーム駆動ユニット２５により、指示された透視方向を実現する位置にＣアーム２４を移動させる。
【００５２】
これにより、術者にとって治療目的とする血管が容易に把握可能な透視方向でＸ線透視を行うことが可能となる。
【００５３】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、Ｃアームの可動範囲内の透視方向に対応する投影方向を基にして予め取得した３次元画像データから投影画像を作成し、作成した投影画像を参照して術者が治療目的の病変の位置をよりよく把握可能な透視方向を指定し、その透視方向を実現する位置にＣアームを移動させてＸ線透視を行わせるようにしている。従って、脳血管等のように血管の走行が複雑である部位に対してカテーテルを用いた造影撮影や治療等を行う場合においても、血管等の重なりが少なく、治療対象となる血管を把握しやすくなり、術者にとってカテーテルの手技を安全にかつ容易に行うことができる。
【００５４】
また、これにより、造影撮影の回数を増加させることなく、術者が治療目的の血管をよりよく把握できる透視方向からのＸ線透視が容易となるので、検査時間や治療時間の短縮化、患者に対する造影剤の副作用や被爆線量の低減化を図り、患者や術者にかかる負担を軽減できる。さらに、治療目的の血管以外の血管を誤って治療してしまうという危険性を防止できるので、患者に対する安全性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のＸ線診断装置の一例であるＸ線透視装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態のＸ線診断装置の一例であるＸ線透視装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態のＸ線診断装置の観察方向設定ユニットの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態のＸ線診断装置の観察方向設定ユニットの判定制御部における投影画像作成判定処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態のＸ線診断装置の投影画像作成ユニットにおける３次元画像データを基にした投影画像の作成方法について説明するための図である。
【符号の説明】
Ｐ 被検体
２１ Ｘ線管球
２２ Ｘ線制御ユニット
２３ イメージインテンシファイア
２４ Ｃアーム
２５ Ｃアーム移動ユニット
２６ Ｃアーム移動制御ユニット
２７ 観察方向設定ユニット
２７ａ 入力部
２７ｂ 記憶部
２７ｃ 判定制御部
２７ｄ 表示部
２８ ＴＶカメラ
２９ 画像処理ユニット
３０ 透視画像表示モニタ
３１ 画像処理／記憶ユニット
３２ 造影画像表示モニタ
３３ ３次元画像データ取得ユニット
３４ 投影画像作成ユニット
３５ 投影画像表示モニタ
３６ 寝台
５０ ３次元画像データ
５１ 投影方向
５２ 投影画像
６０、７０ 脳血管像
６０ａ、７０ａ、腫瘍血管像
【発明の属する技術分野】
本発明は、患者等の被検体の血管等にカテーテルのようなの細い管を挿入してＸ線透視下で血管の観察を行いながら血管の狭窄等を治療するＩＶＲ（Ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｌ Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ）に用いられるＸ線診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は従来のＸ線診断装置の一例であるＸ線透視装置の構成を示す図である。図１に示す従来のＸ線透視装置は、Ｘ線を発生するＸ線発生源であるＸ線管球１と、Ｘ線管球１の管電圧および管電流を制御するＸ線制御ユニット２と、Ｘ線制御ユニット２の制御によりＸ線管球１で発生し、被検体Ｐを透過したＸ線を光学像に変換するＸ線検出器であるイメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ．）３と、Ｘ線管球１およびイメージインテンシファイア３を被検体Ｐを挟んで対向配置して支持するための支持器であるＣ状のアーム（Ｃアーム）４と、観察方向（透視方向）を変えるためにＣアーム４を移動させるＣアーム移動ユニット５と、Ｃアーム移動ユニット５の駆動制御を行うＣアーム移動制御ユニット６と、観察方向（投影方向や透視方向）を設定するための観察方向設定ユニット７と、イメージインテンシファイア３で得られた光学像を電気信号に変換するためのＴＶ（テレビ）カメラ８と、ＴＶカメラ８で変換された電気信号を基にして種々の画像処理を行って透視画像を得るための画像処理ユニット９と、画像処理ユニット９によって得られた透視画像を表示する透視画像表示モニタ１０と、造影剤を用いたＸ線造影撮影においてＴＶカメラ８で変換された電気信号を基にして画像処理を行い、これにより得られた造影画像を参照画像として記憶する画像処理／記憶ユニット１１と、画像処理／記憶ユニット１１に記憶されている造影画像を表示する参照画像表示モニタ１２と、被検体Ｐを載せるための寝台１３とによって構成されている。
【０００３】
上述のように構成されたＸ線透視装置を用い、Ｘ線透視下でカテーテルのような細い管により患者等の被検体の血管の狭窄の拡張や腫瘍血管の塞栓に対する治療を行う場合には、造影剤を用いて予め撮影され、画像処理／記憶ユニット１１に記憶されている血管造影画像（静止画像）を参照画像表示モニタ１２に表示してガイドとして参照しながら、術者は治療目的の病変までカテーテルを進めている。
【０００４】
このようなガイドの方法としては、上述のようにＸ線透視装置により得られる透視画像を表示する透視画像モニタ１０とは別のモニタ（参照画像表示モニタ１２）に予め撮影された血管造影画像を表示する方法、予め撮影された血管造影画像を透視画像と重ねて表示する方法等が用いられている。
【０００５】
なお、これらの表示方法は、血管造影撮影時の撮影方向と同じ方向からの血管透視画像を得ることによってその血管造影画像をガイドとして用いることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、血管造影画像をガイドとして用い、Ｘ線透視下で血管の治療目的の病変までカテーテルを進めるような従来の方法では、カテーテルを進める血管がその周辺の他の血管と分離している方が術者はその血管をよりよく把握することができる。しかし、脳血管のように血管の走行（血管構造）が複雑である場合には、カテーテルを進めるべき血管が他の血管と分離できずに重なってしまい、術者がその血管をよりよく把握できないことが往々にして起きている。
【０００７】
従って、血管の重なりが少く、カテーテルを進むべき血管が術者にとってよりよく把握できる透視方向を探し出すためには、血管造影撮影をその撮影方向を変えて数回行わなければならない。しかし、これには、被検体に対する多量の造影剤の注入に伴う副作用の問題や多量のＸ線被爆の問題が伴うので、事実上行うことができない。そのため、カテーテルを進めるべき血管が他の血管と分離できない状態で術者は手技を行わなければならなかった。
【０００８】
この場合、術者にとってカテーテルを治療目的の病変まで進めることは非常に困難であり、そのために検査時間や治療時間が長くなって患者や術者にかかる負担が大きくなっている。また、場合によっては、治療目的の血管以外の血管に対して治療を行ってしまうという危険性がある。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、Ｃアームの可動範囲内の観察方向を基にして予め取得した３次元画像データから投影画像を作成し、作成した投影画像を参照して術者が治療目的の病変の位置をよりよく把握可能な観察方向を指定してＣアームを移動させることによりＸ線透視を行うＸ線診断装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明のＸ線診断装置は、被検体を挟んで対向配置されるＸ線発生源およびＸ線検出器によって構成され、被検体の透視画像を取得する透視画像取得手段と、前記透視画像取得手段を支持し、移動可能な支持手段と、予め取得された前記被検体の３次元画像を基にして前記支持手段の可動範囲内の観察方向を設定する設定手段と、前記設定手段によって設定された観察方向を基にして前記支持手段を移動させる移動制御手段と、前記設定手段によって設定された観察方向を基にして前記３次元画像から投影画像を取得する投影画像取得手段と、を備え、前記支持手段はＣアームであり、前記観察方向は前記支持手段によって前記Ｘ線発生源および前記Ｘ線検出器が位置決め可能な範囲に限定されることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２１】
図２は本発明の実施の形態のＸ線診断装置の一例であるＸ線透視装置の構成を示すブロック図である。図２に示す本発明の実施の形態のＸ線透視装置は、被検体Ｐに照射するためのＸ線を発生するＸ線発生源であるＸ線管球２１と、Ｘ線管球２１の管電圧および管電流を制御するＸ線制御ユニット２２と、Ｘ線制御ユニット２２の制御によってＸ線管球２１で発生し、被検体Ｐを透過したＸ線を光学像に変換するイメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ．）２３と、Ｘ線管球２１およびイメージインテンシファイア２３を被検体Ｐを挟んで対向配置して支持するためのＣ状のアーム（Ｃアーム）２４と、観察方向（透視方向）を変えるためにＣアーム２４を移動させるＣアーム移動ユニット２５と、Ｃアーム移動ユニット２５の駆動制御を行うＣアーム移動制御ユニット２６と、Ｘ線透視時における透視方向や投影画像作成時における投影方向を観察方向として設定するための観察方向設定ユニット２７と、イメージインテンシファイア２３で得られた光学像を電気信号に変換するためのＴＶカメラ２８と、ＴＶ（テレビ）カメラ２８で変換された電気信号を基にして種々の画像処理を行い、透視画像を得るための画像処理ユニット２９と、画像処理ユニット２９で得られた透視画像を表示する透視画像表示モニタ３０と、造影剤を用いたＸ線造影撮影においてＴＶカメラ２８で変換された電気信号を基にして画像処理を行い、得られた造影画像を参照画像として記憶する画像処理／記憶ユニット３１と、画像処理／記憶ユニット３１に記憶されている造影画像を表示する参照画像表示モニタ３２と、被検体Ｐの３次元画像データを取得するための３次元画像データ取得ユニット３３と、３次元画像取得ユニット３３によって取得された３次元画像データを基にして投影画像を作成するための投影画像作成ユニット３４と、投影画像作成ユニット３４によって作成された投影画像を表示する投影画像表示モニタ３５と、被検体Ｐを載せるための寝台３６とによって構成されている。
【００２２】
Ｘ線制御ユニット２２は、Ｘ線管球２１の管電圧および管電流を制御し、Ｘ線管球２１において所定のＸ線を発生させ、発生したＸ線を被検体Ｐに向けて照射させる。
【００２３】
イメージインテンシファイア２３は、Ｘ線管球２１から照射され、被検体Ｐを透過したＸ線を光学像に変換する。
【００２４】
Ｃアーム２４は、Ｘ線管球２１とイメージインテンシファイア２３を対向配置して支持するために用いられ、Ｘ線管球２１とイメージインテンシファイア２３との間に常に被検体Ｐが位置するようにしている。
【００２５】
Ｃアーム移動ユニット２５は、Ｃアーム移動制御ユニット２６の制御の下にＣアーム２４をその可動範囲（すなわちＸ線管球２１およびイメージインテンシファイア２３が位置決め可能な範囲）内において移動させる。これにより、被検体Ｐに対して透視方向を変えてＸ線透視を行うことが可能になっている。なお、Ｃアーム移動制御ユニット２６では、Ｃアーム２４の可動範囲内の透視方向に関する透視方向情報が図示しないメモリに予め記憶されており、この透視方向情報は必要に応じて観察方向設定ユニット２７に出力される。
【００２６】
画像処理ユニット２９は、イメージインテンシファイア２３を通してＴＶカメラ２８によって変換された電気信号を基にしてグレーレベル変換等の種々の画像処理を行い、これにより、透視画像表示モニタ３０に表示するための透視画像を取得する。
【００２７】
画像処理／記憶ユニット３１は、Ｘ線透視下での被検体Ｐの検査や治療を行う前に造影剤を用いたＸ線造影撮影を行った場合に、ＴＶカメラ２８から出力される電気信号を基にして種々の画像処理を行い、画像処理によって得られた造影画像を記憶する。画像処理／記憶ユニット３１に記憶された造影画像は、Ｘ線透視時において術者がＸ線を被検体Ｐに曝射しながらカテーテル等の進行状況を把握して手技を行う際に、参照画像表示モニタ３２に手技のガイドのための参照画像として表示される。
【００２８】
図３は本発明の実施の形態のＸ線診断装置の観察方向設定ユニットの構成を示すブロック図である。図３において、観察方向設定ユニット２７は、投影画像の作成時における投影方向の指定やＸ線透視時における透視方向の指示を行うための投影方向情報や透視方向情報等を入力するための入力部２７ａと、Ｃアーム２４の可動範囲内の透視方向（例えばＣアーム２４の角度）に関する透視方向情報を記憶する記憶部２７ｂと、入力部２７ａから入力された投影方向に関する投影方向情報と記憶部２７ｂに記憶されている透視方向情報とを比較し、その比較結果を基にしてその投影方向の投影画像を作成するかどうかを判定する判定制御部２７ｃと、判定制御部２７ｃの判定結果等を表示する表示部２７ｄとによって構成されている。
【００２９】
入力部２７ａは、キーボード、マウス等を備えた操作パネルによって構成されており、術者やオペレータの操作によってＣアーム移動制御ユニット２６に対してＸ線透視時における透視方向（例えばＣアーム２４の角度）を指示するための透視方向情報、後述する投影画像撮影ユニット３４に対して投影画像を作成する際の投影方向（投影角度）を指定するための投影方向情報等を入力する。
【００３０】
判定制御部２７ｃは、Ｃアーム移動制御ユニット２６内のメモリに予め記憶されている透視方向情報を読み出し、読み出した透視方向情報を記憶部２７ｂに記憶させる。
【００３１】
また、判定制御部２７ｃは、術者やオペレータにより指定された投影方向に対応する透視方向がＣアーム２４の可動範囲にあるかどうかを判断するために、入力部２７ａから入力された投影方向情報を記憶部２７ｂに予め記憶されているＣアーム２４の可動範囲内の透視方向に関する透視方向情報と比較する。これは、術者やオペレータによって指定された投影方向の投影画像を予め取得された３次元画像データを基にして投影画像作成ユニット３４によって作成することは可能であるが、その投影方向に対応する透視方向がＣアーム２４の可動範囲内にないことによりその透視方向によるＸ線透視を実現することができなければ、作成された投影画像をガイドとして十分に利用することができず、術者が治療目的の病変の位置を正確に把握することが困難となるからである。従って、作成される投影画像の投影方向はＣアーム２４の可動範囲内に限定されており、Ｃアーム２４の可動範囲はＣアーム２４を移動させるＣアーム移動ユニット２５の駆動機構に応じて決定される。
【００３２】
なお、表示部２７ｄにＣアーム２４の可動範囲内の透視方向に対応する投影方向を観察方向として予め表示しておき、術者やオペレータに表示部２７ｄに表示されている観察方向を任意に選択させるようにすることもできる。
【００３３】
判定制御部２７ｃにおける比較の結果、入力部２７ａから入力された投影方向情報が記憶部２７ｂに予め記憶されている透視方向情報と一致する場合には、その投影方向に対応する透視方向を基にしてＣアーム２４が移動可能であると判断され、その一致を示す一致情報および投影方向情報が投影画像作成ユニット３４に出力される。
【００３４】
３次元画像データ取得ユニット３３は、Ｘ線ＣＴ（コンピュータ断像）装置、ＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）装置、Ｃアームを備えたＸ線透視装置等によって構成され、ＣＴアンギオグラフィ、ＭＲアンギオグラフィ、Ｃアーム回転によるアンギオグラフィ等を基にして被検体Ｐの３次元画像データを取得する。
【００３５】
投影画像作成ユニット３４は、観察方向設定ユニット２７の判定制御部２７ｃから一致情報が出力された場合には、判定制御部２７ｃからその一致情報とともに出力された投影方向情報を基にして、３次元画像データ取得ユニット３３によって得られた被検体Ｐの３次元画像データからその投影方向の投影画像を作成する。
【００３６】
投影画像作成ユニット３４によって作成された投影画像は投影画像表示モニタ３５に表示される。
【００３７】
次に、本発明の実施の形態のＸ線診断装置の作用について説明する。
【００３８】
３次元画像データ取得ユニット３３が例えばＸ線ＣＴ装置によって構成されている場合には、被検体Ｐの体軸を横断する方向にＸ線を照射することによりＸ線ＣＴ画像を作成する。さらに、Ｘ線の照射位置を体軸方向に連続的に移動することにより複数枚のＸ線ＣＴ画像を作成する。作成した複数枚のＸ線ＣＴ画像を合成処理することにより３次元画像データを取得する。３次元画像データ取得ユニット３３によって取得された３次元画像データは投影画像作成ユニット３４に出力される。
【００３９】
なお、３次元画像データ取得ユニット３３によって取得された３次元画像データを光磁気ディスク（ＭＯ）等の記録装置（図示しない）に一旦記録しておき、必要に応じてこの記録装置から３次元画像データを読み出して投影画像作成ユニット３４に出力することも可能である。
【００４０】
術者やオペレータが観察方向設定ユニット２７の入力部２７ａにおいて投影画像の投影方向を観察方向として指定すると、指定されたその投影方向に関する投影方向情報が判定制御部２７ｃに入力される。
【００４１】
ここで、観察方向設定ユニット２７の判定制御部２７ｃにおける投影画像作成判定処理について説明する。図４は本発明の実施の形態のＸ線診断装置の観察方向設定ユニットの判定制御部における投影画像作成判定処理を示すフローチャートである。図４において、ステップＳ１では、術者やオペレータにより観察方向設定ユニット２７の入力部２７ａから投影方向情報が入力されたかどうかを判断する。これは、上述したように、術者やオペレータにより指定された投影方向に対応する透視方向がＣアーム２４の可動範囲内にあるかどうかを判断するためである。
【００４２】
ステップＳ１において、投影方向情報が入力されたと判断した場合には、その投影方向情報を基にして記憶部２７ｂに予め記憶されているＣアーム２４の可動範囲内の透視方向に関する透視方向情報を検索する（ステップＳ２）。
【００４３】
ステップＳ３では、入力された投影方向情報と一致する透視方向情報が記憶部２７ｂに記憶されているかどうかを判断する。ステップＳ３において、入力された投影方向情報と一致する透視方向情報がある場合には、その投影方向に対応する透視方向を基にしてＣアーム２４が移動可能であると判断し、その一致を示す一致情報および入力された投影方向情報を投影画像作成ユニット３４に出力する（ステップＳ６）。
【００４４】
一方、ステップＳ３において、入力された投影方向情報と一致する透視方向情報がない場合には、その不一致を示す不一致情報を投影画像作成ユニット３４に出力する（ステップＳ４）。また、不一致であることを表示部２７ｄに表示させて（ステップＳ５）、術者に対して別の投影方向の指定を促す。
【００４５】
投影画像作成ユニット３４では、判定制御部２７ｃの判断結果を基にして３次元画像から投影画像の作成を行う。すなわち、判定制御部２７ｃから一致情報が出力された場合には、判定制御部２７ｃから一致情報とともに出力された投影方向情報を基にして、３次元画像データ取得ユニット３３によって得られた被検体Ｐの３次元画像データからその投影方向の投影画像を作成する。
【００４６】
なお、判定制御部２７ｃから不一致情報が出力された場合には、投影画像作成ユニット３４では、投影画像の作成を行わない。
【００４７】
ここで、投影画像作成ユニット３４における３次元画像データを基にした投影画像の作成方法について説明する。図５は３次元画像データを基にした投影画像の作成方法について説明するための図である。図５において、３次元画像データ取得ユニット３３によって取得された例えば腫瘍血管像６０ａを含む脳血管像６０に関する３次元画像データ５０を観察方向設定ユニット２７により指定された投影方向５１に投影する。これにより、腫瘍血管７０ａを含む脳血管７０に関する２次元画像データである投影画像５２を作成する。
【００４８】
投影画像作成ユニット３４によって作成された投影画像は投影画像表示モニタ３５に表示される。
【００４９】
術者は、投影画像表示モニタ３５に表示された投影画像を見て、表示された投影画像では治療目的とする血管が把握しにくいと判断した場合には、観察方向設定ユニット２７によって他の投影方向を指定する。上述したように、判定制御部２７ｃでは、指定された投影方向に関する投影方向情報と一致する透視方向情報があるかどうかが記憶部２７ｂを検索することにより判断される。指定された投影方向と一致する透視方向があれば、投影画像作成ユニット３４において予め取得されている３次元画像から指定された投影方向の投影画像が作成され、作成された投影画像が投影画像表示モニタ３５に表示される。以上のように、術者は、治療目的とする血管が容易に把握可能な投影画像が作成されるまで投影方向を順次指定する。
【００５０】
治療目的とする血管が術者にとって容易に把握可能な投影画像が作成されて投影画像表示モニタ３５に表示された場合、術者は、観察方向設定ユニット２７によってこの投影画像の投影方向に対応する透視方向を観察方向として指示する。観察方向設定ユニット２７によって指示された透視方向に関する透視方向情報はＣアーム移動制御ユニット２６に入力される。
【００５１】
Ｃアーム移動制御ユニット２６では、観察方向設定ユニット２７から出力された透視方向情報を基にしてＣアーム移動ユニット２５に駆動信号を出力する。これにより駆動されたＣアーム駆動ユニット２５により、指示された透視方向を実現する位置にＣアーム２４を移動させる。
【００５２】
これにより、術者にとって治療目的とする血管が容易に把握可能な透視方向でＸ線透視を行うことが可能となる。
【００５３】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、Ｃアームの可動範囲内の透視方向に対応する投影方向を基にして予め取得した３次元画像データから投影画像を作成し、作成した投影画像を参照して術者が治療目的の病変の位置をよりよく把握可能な透視方向を指定し、その透視方向を実現する位置にＣアームを移動させてＸ線透視を行わせるようにしている。従って、脳血管等のように血管の走行が複雑である部位に対してカテーテルを用いた造影撮影や治療等を行う場合においても、血管等の重なりが少なく、治療対象となる血管を把握しやすくなり、術者にとってカテーテルの手技を安全にかつ容易に行うことができる。
【００５４】
また、これにより、造影撮影の回数を増加させることなく、術者が治療目的の血管をよりよく把握できる透視方向からのＸ線透視が容易となるので、検査時間や治療時間の短縮化、患者に対する造影剤の副作用や被爆線量の低減化を図り、患者や術者にかかる負担を軽減できる。さらに、治療目的の血管以外の血管を誤って治療してしまうという危険性を防止できるので、患者に対する安全性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のＸ線診断装置の一例であるＸ線透視装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態のＸ線診断装置の一例であるＸ線透視装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態のＸ線診断装置の観察方向設定ユニットの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態のＸ線診断装置の観察方向設定ユニットの判定制御部における投影画像作成判定処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態のＸ線診断装置の投影画像作成ユニットにおける３次元画像データを基にした投影画像の作成方法について説明するための図である。
【符号の説明】
Ｐ 被検体
２１ Ｘ線管球
２２ Ｘ線制御ユニット
２３ イメージインテンシファイア
２４ Ｃアーム
２５ Ｃアーム移動ユニット
２６ Ｃアーム移動制御ユニット
２７ 観察方向設定ユニット
２７ａ 入力部
２７ｂ 記憶部
２７ｃ 判定制御部
２７ｄ 表示部
２８ ＴＶカメラ
２９ 画像処理ユニット
３０ 透視画像表示モニタ
３１ 画像処理／記憶ユニット
３２ 造影画像表示モニタ
３３ ３次元画像データ取得ユニット
３４ 投影画像作成ユニット
３５ 投影画像表示モニタ
３６ 寝台
５０ ３次元画像データ
５１ 投影方向
５２ 投影画像
６０、７０ 脳血管像
６０ａ、７０ａ、腫瘍血管像
Claims (1)
- 被検体を挟んで対向配置されるＸ線発生源およびＸ線検出器によって構成され、被検体の透視画像を取得する透視画像取得手段と、
前記透視画像取得手段を支持し、移動可能な支持手段と、
予め取得された前記被検体の３次元画像を基にして前記支持手段の可動範囲内の観察方向を設定する設定手段と、
前記設定手段によって設定された観察方向を基にして前記支持手段を移動させる移動制御手段と、
前記設定手段によって設定された観察方向を基にして前記３次元画像から投影画像を取得する投影画像取得手段と、
を備え、
前記支持手段はＣアームであり、
前記観察方向は前記支持手段によって前記Ｘ線発生源および前記Ｘ線検出器が位置決め可能な範囲に限定されることを特徴とするＸ線診断装置。
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