JP5928296B2 - Ｘ線透視撮影装置およびｘ線透視撮影方法 - Google Patents

Description

この発明は、Ｘ線管と、Ｘ線管から照射され被検者を通過したＸ線を検出するＸ線検出器とを備え、被検者の体内に挿入されたデバイスを含む領域の画像を透視または連続撮影するＸ線透視撮影装置に関し、例えば、ステント留置を行うインターベンション治療等に有効なＸ線透視撮影装置およびＸ線透視撮影方法に関する。

心筋梗塞や狭心症に対して行われる治療である冠動脈インターベンション（ＰＣＩ）は、内部にガイドワイヤーを備えたカテーテルを太ももの付け根等から血管内に挿入し、そのカテーテルを血管を介して心臓の冠動脈まで到達させて治療を行うものである。そして、この冠動脈インターベンション治療用のデバイスとして、ステントが使用される。このステントは、ステンレス等の金属で作成された医療器具であり、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ことで、カテーテル治療の治療効果を向上させるためのものである。この場合に、例えば、以前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わずかな隙間が生じた場合等においては、その隙間が血管狭窄の原因となる可能性があることから、ステントの位置を正確に検出することは、冠動脈インターベンション治療において極めて重要な要素となっている。

特許文献１には、ノイズの多い画像中の構造を強調するための医用ビューイングシステムが開示されている。この医用ビューイングシステムは、シーケンスの画像中の関心対象に関連する特徴を抽出する抽出手段と、画像参照に対して関心対象に関連する特徴を位置合わせし位置合わせされた画像を生じさせる位置合わせ手段と、連続する画像中の位置合わせされた関心対象の表現の類似性を判定する類似性検出手段と、シーケンスの画像に亘って関心対象の画素の強度を変調する重み付け手段と、シーケンスの多数の又は少なくとも２つの値合わせされた画像に亘って関心対象と背景を積分する時間積分手段と、フェードされた背景上の強調され位置合わせされた関心対象の処理された画像を表示する表示手段とを有している。

特表２００５−５１０２８８号公報

ところで、上述したような従来の医用装置において、ステント等のデバイスの位置を自動的に抽出する場合においては、一般的にデバイスの周辺に配置された一対のマーカを検出することにより、デバイスの抽出を行っている。このような場合において、検出対象となるマーカとしては、様々なサイズのものが存在し、また、Ｘ線画像上の配置も様々である。このため、マーカを検出するための検出領域を広く設定する必要がある。一方、Ｘ線画像中には、マーカに類似する類似物が多数存在することから、これらをマーカ対と誤認識する場合がある。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、マーカの類似物を効率的に排除して、マーカを正確に検出することが可能なＸ線透視撮影装置およびＸ線透視撮影方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、Ｘ線管と、前記Ｘ線管から照射され被検者を通過したＸ線を検出するＸ線検出器とを備え、前記被検者の体内に挿入されたデバイスを含む領域を透視または連続撮影することにより、Ｘ線画像を画像表示部に表示するとともに、前記Ｘ線画像から前記デバイスを検出するＸ線透視撮影装置において、透視または連続撮影の終了時に、終了前の一定期間のＸ線画像をラストイメージホールド画像として記憶して前記画像表示部に表示するラストイメージホールド部と、前記ラストイメージホールド部により記憶され前記画像表示部に表示されたラストイメージホールド画像から、前記デバイスの周辺に設置されるマーカの存在領域を示す領域情報を取得する領域情報取得部と、前記デバイスを含む領域の画像を複数枚取得する画像取得部と、前記領域情報取得部により取得された領域情報に基づいて前記マーカの存在領域内においてマーカを検出し、検出されたマーカが互いに重なるように前記画像取得部により取得した複数枚の画像を位置合わせして重ね合わせることにより、積算画像を作成する積算部と、前記積算部により作成された積算画像から前記デバイスを抽出するデバイス抽出部とを備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記領域情報取得部は、前記ラストイメージホールド画像におけるマーカの領域情報の指定を促す指定要請表示を前記画像表示部に表示する指定要請表示部を備え、操作者により指定されたマーカの領域情報を取得する。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記ラストイメージホールド部は前記画像表示部に前記ラストイメージホールド画像を静止画として表示し、前記マーカの領域情報は、前記静止画上において操作者により指定されたマーカの位置を含む領域の情報である。

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記ラストイメージホールド部は前記画像表示部に前記ラストイメージホールド画像を動画として表示し、前記マーカの領域情報は、前記動画上において操作者により指定されたマーカを内包する領域の情報である。

請求項５に記載の発明は、被検者の体内に挿入されたデバイスを含む領域を透視または連続撮影することにより、Ｘ線画像を画像表示部に表示するとともに、前記Ｘ線画像から前記デバイスを検出するＸ線透視撮影方法において、透視または連続撮影の終了時に、終了前の一定期間のＸ線画像をラストイメージホールド画像として記憶して前記画像表示部に表示するラストイメージホールド工程と、前記ラストイメージホールド工程において記憶され前記画像表示部に表示されたラストイメージホールド画像から、前記デバイスとともに設置されるマーカの存在領域を示す領域情報を取得する領域情報取得工程と、被検者の体内に挿入されたデバイスを含む領域を透視または連続撮影することにより、前記デバイスを含む領域の画像を複数枚取得する画像取得工程と、前記領域情報取得工程において取得された領域情報に基づいて前記マーカの存在領域内においてマーカを検出し、検出されたマーカが互いに重なるように前記画像取得工程において取得した複数枚の画像を位置合わせして重ね合わせることにより、積算画像を作成する積算工程と、前記積算工程において作成された積算画像から前記デバイスを抽出するデバイス抽出工程とを備えることを特徴とする。

請求項１および請求項５に記載の発明によれば、マーカの類似物を効率的に排除して、マーカを正確に検出することができる。このため、ステント等のデバイスを効果的に抽出することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、積算画像の作成時に操作者が予め指定したマーカの位置を利用してマーカを検出することから、マーカの類似物を効率的に排除して、マーカを正確に検出することが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、操作者が静止画上で予め指定したマーカの位置を利用し、この位置を含む領域に基づいてマーカを検出することができる。

請求項４に記載の発明によれば、操作者が動画上で予め指定したマーカ付近の領域を利用し、この領域に基づいてマーカを検出することができる。

この発明に係るＸ線透視撮影装置の概要図である。 コリメータ２３の概要図である。 Ｘ線透視撮影装置の制御系を示すブロック図である。 カテーテル４０の概要図である。 カテーテル４０を利用して冠動脈インターベンションを行う様子を示す模式図である。 表示部２６に表示された心臓付近のラストイメージホールド画像の概要図である。 Ｘ線透視撮影装置の基本的な撮影動作を示す説明図である。 Ｘ線撮影後に表示部２６に表示されるＸ線画像を模式的に示す説明図である。 表示部２６に表示された心臓付近のラストイメージホールド画像の概要図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係るＸ線透視撮影装置の概要図である。

このＸ線透視撮影装置は、Ｘ線管３１と、このＸ線管３１から照射されてテーブル１９上に横たわった被検者を通過したＸ線を検出するＸ線検出器としてのフラットパネルディテクタ３２と、これらのＸ線管３１およびフラットパネルディテクタ３２を支持するＣ型アーム３３と、このＣ型アーム３３をスライド可能に支持する支持部３４と、この支持部３４を旋回させる旋回部３５と、この旋回部３５を床面に対して立設した状態で支持する支持部３６とを備える。

Ｃ型アーム３３には、円弧状の案内部３７が形成されており、支持部３４は、この案内部３７と係合することにより、Ｃ型アーム３３をスライド可能に支持している。そして、Ｃ型アーム３３は、Ｘ線管３１とフラットパネルディテクタ３２とを、Ｘ線管３１からフラットパネルディテクタ３２に至るＸ線の軸線が、案内部３７を形成する円弧の直径と一致する状態で支持している。また、旋回部３５は、支持部３４をＣ型アーム３３等とともに、Ｘ線管３１からフラットパネルディテクタ３２に至るＸ線の軸線と直交する軸を中心に旋回させる。

図２は、コリメータ２３の概要図である。

このコリメータ２３は、Ｘ線管３１から照射されたＸ線の照射領域を制限してＸ線照射野を形成するためのものであり、図示しないモータの駆動により移動する４枚のコリメータリーフ２４を備える。このコリメータ２３は、Ｘ線管３１に対してフラットパネルディテクタ３２側の位置においてＸ線管３１と対向配置されている。なお、各コリメータリーフ２４は、オペレータが後述する入力部２７を操作することにより、個別に移動可能となっている。

このような構成を有するＸ線透視撮影装置においては、旋回部３５により、支持部３４を介してＣ型アーム３３をＸ線管３１およびフラットパネルディテクタ３２等とともに、テーブル１９上に横たわった被検者の頭部を中心に旋回させる。そして、この状態において、Ｘ線管３１から照射されコリメータ２３により照射領域を制限された後、被検者を通過したＸ線をフラットパネルディテクタ３２で検出することにより、被検者をスキャンして、被検者の心臓付近の血管の画像データを得ることが可能となる。

図３は、上述したＸ線透視撮影装置の制御系を示すブロック図である。

このＸ線透視撮影装置は、論理演算を実行するＣＰＵやデータを一時的に記憶するメモリからなり装置全体を制御する制御部６０を備える。この制御部６０は、透視または連続撮影の終了時に終了前の一定期間のＸ線画像をラストイメージホールド画像として記憶するラストイメージホールド部６２と、ラストイメージホールド画像から後述するマーカの領域情報を取得する領域情報取得部６３と、後述するデバイスを含む領域の画像を複数枚取得する画像取得部６５と、マーカの位置情報を利用して画像取得部６５により取得した複数枚の画像を重ね合わせることにより積算画像を作成する積算部６６と、積算部６６により作成された積算画像からデバイスを抽出するデバイス抽出部６７と、デバイス抽出部６７により検出したデバイスの画像を拡大表示する拡大表示部６８とを備える。また、この制御部６０は、上述したＸ線管３１、コリメータ２３およびフラットパネルディテクタ３２と接続されている。さらに、この制御部６０は、液晶表示パネル等からなる表示部２６およびキーボードやマウス等を備える入力部２７とも接続されている。

図４は、冠動脈インターベンション（ＰＣＩ）に使用するカテーテル４０の概要図である。

このカテーテル４０は、その内部にガイドワイヤー４１を備える。このガイドワイヤー４１の先端付近には、この発明に係るデバイスとしてのステント４２が配設されている。そして、ステント４２の両側付近には、一対のマーカ４３が設置されている。

ここで、ステント４２は、ステンレス等の金属から構成されるメッシュ状の筒状体である。冠動脈インターベンション治療においては、冠動脈の細くなった部分にこのステント４２を配置し、これをバルーンにより膨らませた後に、血管内に留置することにより、冠動脈を広げて血流を正常に保つものである。また、一対のマーカ４３は、Ｘ線不透過である金、プラチナ、タンタル等の金属から構成され、治療時にステント４２の位置を明示するためのものである。なお、図示を省略しているが、ステント４２の内部には、ステント４２を拡張するためのバルーンが配設されており、マーカ２３はこのバルーン上に配置されている。ステント４２はバルーンとともにガイドワイヤー４１上を伝って、その先端付近まで送り出され、所定の位置に配置される。

図５は、このカテーテル４０を利用して冠動脈インターベンションを行う様子を示す模式図である。

このカテーテル４０は、被検者の太ももの付け根などに小さな穴をあけて血管内に挿入され、異常のある心臓の冠動脈まで到達させる。そして、ステント４２をバルーンにより拡張させる。図５においては、支管５１、５２を有する血管５０に対してカテーテル４０を挿入し、ステント４２をガイドワイヤー４１とともに支管５１内に挿入した状態を示している。

次に、この発明に係るＸ線透視撮影装置により透視あるいは連続撮影を実行する撮影動作について説明する。図６は、表示部２６に表示された心臓付近のラストイメージホールド画像の概要図である。

この発明に係るＸ線透視撮影装置により透視あるいは連続撮影を実行する場合においては、最初に、血管５０内にカテーテル４０を挿入した状態で心臓付近の画像を撮影する。この時には、オペレータがＣ型アーム３３を旋回およびスライドさせてＸ線管３１とフラットパネルディテクタ３２を移動させるとともに、コリメータ２３を移動させることにより、必要な領域の画像を透視または連続撮影する。そして、ラストイメージホールド部６２は、透視または連続撮影の終了時に、終了前の一定期間のＸ線画像をラストイメージホールド画像として記憶する。

このＸ線透視撮影装置においては、後述するように、積算画像からステント４２部分を抽出する構成を有する。このステント４２部分の抽出には、一対のマーカ４３が使用される。このような場合において、検出対象となる一対のマーカ４３としては、様々なサイズのものが存在し、また、Ｘ線画像上の配置も様々である。このため、一対のマーカ４３を検出するための検出領域を広く設定する必要がある。一方、Ｘ線画像中には、マーカ４３に類似する類似物が多数存在することから、これらをマーカ対と誤認識する場合がある。このため、このＸ線透視撮影装置においては、デバイス抽出部６７によりステント４２に付設された一対のマーカ４３を検出するときに、指定要請表示部６４を備えた領域情報取得部６３により、ラストイメージホールド画像から、ステント４２に付設された一対のマーカ４３の存在領域を示す領域情報を取得する構成を採用している。

すなわち、このＸ線透視撮影装置においては、ラストイメージホールド部６２が表示部２６に対してラストイメージホールド画像を静止画として表示する。より具体的には、ラストイメージホールド部６２は、透視または連続撮影時に取得した画像のうち、例えば、最終フレームの画像を表示部２６に表示する。そして、領域情報取得部６３における指定要請表示部６４は、このラストイメージホールド画像に対して、ラストイメージホールド画像における一対のマーカ４３の領域情報の指定を促す指定要請表示をスーパーインポーズする。この指定要請表示としては、例えば、「マーカの位置を指定してください」という文字を使用することができる。なお、文字の代わりに、記号等を表示するようにしてもよい。また、音声等によりマーカ４３の位置情報の指定をあわせて促してもよい。

操作者は、この指定要請表示を認識した場合に、図６に示すように、静止画であるラストイメージホールド画像上で一対のマーカ４３の位置Ｐ１およびＰ２を指定する。この操作者が指定したマーカ４３の位置Ｐ１、Ｐ２は、後述する画像の積算時に使用される。なお、ラストイメージホールド画像における一つのフレームの画像に対してマーカ４３の位置Ｐ１、Ｐ２を指定するかわりに、複数のフレームに対して同様の動作を繰り返してマーカ４３の位置Ｐ１、Ｐ２を指定するようにしてもよい。

一対のマーカ４３の位置Ｐ１、Ｐ２の指定が完了すれば、再度、透視あるいは連続撮影を実行する。図７は、Ｘ線透視撮影装置の基本的な撮影動作を示す説明図である。なお、図７においては、図５に示す支管５１、５２を含む血管５０を、細線で模式的に示している。

この図において、符号１ａ〜１ｅは、連続して撮影された心臓付近の画像を示している。通常、透視や連続撮影は、例えば、１５〜３０ＦＰＳ程度のフレームレートで撮影が成されるが、この実施形態においては、説明の便宜上、脈拍１回について４フレームの撮影がなされている場合を示している。

これらの画像１ａ〜１ｅは、Ｘ線管３１から照射され被検者を通過したＸ線をフラットパネルディテクタ３２で検出することにより撮影され、制御部６０が、その画像を１５〜３０ＦＰＳ程度のフレームレートで連続して取り込むとともに、画像データを表示部２６に送信することにより、表示部２６上に連続して表示される。

これと並行して、制御部６０における画像取得部６５は、心臓付近の画像を複数枚取得する。そして、制御部６０における積算部６６は、一対のマーカ４３を利用してこれらの画像を位置決めした後に、これらの画像を積算して積算画像２ａを作成する。この画像の重ね合わせ時には、一対のマーカ４３が使用される。

すなわち、積算部６６は、操作者により指定されたマーカ４３の位置Ｐ１、Ｐ２を含む、マーカ４３の位置Ｐ１、Ｐ２の近傍の領域をマーカ４３の存在領域として特定する。このマーカ４３の存在領域は、被検者の体動等に伴ってマーカ４３が移動したとしても、マーカ４３が必ず存在するであろうと予想される領域である。そして、積算部６６は、このマーカ４３の存在領域において一対のマーカ４３を自動認識して検出する。この場合においては、一対のマーカ４３の検出領域を予め特定したマーカ４３の存在領域に限定することにより、マーカ４３の類似物を効率的に排除し誤認識を防止して、マーカ４３を正確に検出することが可能となる。そして、積算部６６は、検出後のマーカ４３が互いに重なるように、画像取得部６５により取得された複数枚の画像１ａ〜１ｅを位置合わせするとともに、これらの画像を重ね合わせることにより、積算画像２ａを作成する。

次に、制御部６０におけるデバイス抽出部６７は、積算画像２ａからステント４２部分を検出する。そして、制御部６０における拡大表示部６８は、デバイス抽出部６７により検出したステント４２部分の画像を拡大することにより、ステント４２の拡大画像３を得る。

図８は、Ｘ線撮影後に表示部２６に表示されるＸ線画像を模式的に示す説明図である。

表示部２６には、心臓付近の画像１ａ〜１ｅが連続した画像１として表示される。この画像１は、連続して動く動画として表示される。また、画像１の側方には、ステント４２部分の拡大画像３が表示される。オペレータは、このステント４２部分の拡大画像３に基づいて、ステント４２が正しい位置に正確に留置されているか否か等を判断する。この時に、一対のマーカ４３の位置Ｐ１、Ｐ２のうち、操作者が先に指定した位置を拡大画像３の上方に配置する等の方法で、操作者がステント４２の表示方向を制御するようにしてもよい。

次に、この発明の他の実施形態について説明する。図９は、表示部２６に表示された心臓付近のラストイメージホールド画像の概要図である。

図６に示す第１実施形態においては、ラストイメージホールド部６２が表示部２６に対してラストイメージホールド画像を静止画として表示している。これに対して、この第２実施形態においては、ラストイメージホールド部６２が表示部２６に対してラストイメージホールド画像を動画として表示する。

すなわち、ラストイメージホールド部６２は、透視または連続撮影時に取得した画像のうち、例えば、最終のいくつかのフレームの画像を表示部２６に連続して動画として表示する。そして、領域情報取得部６３における指定要請表示部６４は、このラストイメージホールド画像に対して、ラストイメージホールド画像における一対のマーカ４３の位置情報の指定を促す指定要請表示をスーパーインポーズする。この指定要請表示としては、上述した実施形態と同様、例えば、「マーカの位置を指定してください」という文字を使用することができる。

操作者は、この指定要請表示を認識した場合に、図９に示すように、動画であるラストイメージホールド画像上で一対のマーカ４３を内包する領域Ｅを指定する。この操作者が指定したマーカ４３を内包する領域Ｅは、マーカ４３の存在領域として、第１実施形態と同様、画像の積算時に使用される。すなわち、制御部６０における積算部６６は、画像の重ね合わせ時に、操作者により指定されたマーカ４３を内包する領域Ｅにおいて一対のマーカ４３を自動認識して検出する。そして、積算部６６は、検出後のマーカ４３が互いに重なるように、画像取得部６５により取得された複数枚の画像１ａ〜１ｅを位置合わせするとともに、これらの画像を重ね合わせることにより、積算画像２ａを作成する。この場合においても、一対のマーカ４３の検出領域を予め特定した領域Ｅに限定することにより、マーカ４３の類似物を効率的に排除し誤認識を防止して、マーカ４３を正確に検出することが可能となる。

なお、上述した実施形態においては、いずれも、ステント４２に付設された一対のマーカ４３を利用して積算画像２ａを得ているが、３個以上のマーカ４３を使用し、３点以上の位置を指定するようにしてもよい。

また、上述した実施形態においては、デバイスとしてのステント４２をカテーテル４０を利用して冠動脈に設置する場合について説明したが、冠動脈に予め設置されたステントの状態を確認し、必要に応じ再度バルーンにより拡張する目的で、ステントの画像を得る場合に、この発明を適用することも可能である。

１９ テーブル
２３ コリメータ
２４ コリメータリーフ
２６ 表示部
２７ 入力部
３１ Ｘ線管
３２ フラットパネルディテクタ
３３ Ｃ型アーム
３５ 旋回部
４０ カテーテル
４１ ガイドワイヤー
４２ ステント
４３ マーカ
５０ 血管
５１ 支管
５２ 支管
６０ 制御部
６１ 記憶部
６２ ラストイメージホールド部
６３ 領域情報取得部
６４ 指定要請表示部
６５ 画像取得部
６６ 積算部
６７ デバイス抽出部
６８ 拡大表示部

Claims (5)

1. Ｘ線管と、前記Ｘ線管から照射され被検者を通過したＸ線を検出するＸ線検出器とを備え、前記被検者の体内に挿入されたデバイスを含む領域を透視または連続撮影することにより、Ｘ線画像を画像表示部に表示するとともに、前記Ｘ線画像から前記デバイスを検出するＸ線透視撮影装置において、
   透視または連続撮影の終了時に、終了前の一定期間のＸ線画像をラストイメージホールド画像として記憶して前記画像表示部に表示するラストイメージホールド部と、
   前記ラストイメージホールド部により記憶され前記画像表示部に表示されたラストイメージホールド画像から、前記デバイス付近に設置されるマーカの存在領域を示す領域情報を取得する領域情報取得部と、
   前記デバイスを含む領域の画像を複数枚取得する画像取得部と、
   前記領域情報取得部により取得された領域情報に基づいて前記マーカの存在領域内においてマーカを検出し、検出されたマーカが互いに重なるように前記画像取得部により取得した複数枚の画像を位置合わせして重ね合わせることにより、積算画像を作成する積算部と、
   前記積算部により作成された積算画像から前記デバイスを抽出するデバイス抽出部と、
   を備えることを特徴とするＸ線透視撮影装置。
2. 請求項１に記載のＸ線透視撮影装置において、
   前記領域情報取得部は、前記ラストイメージホールド画像におけるマーカの領域情報の指定を促す指定要請表示を前記画像表示部に表示する指定要請表示部を備え、操作者により指定されたマーカの領域情報を取得するＸ線透視撮影装置。
3. 請求項２に記載のＸ線透視撮影装置において、
   前記ラストイメージホールド部は前記画像表示部に前記ラストイメージホールド画像を静止画として表示し、
   前記マーカの領域情報は、前記静止画上において操作者により指定されたマーカの位置を含む領域の情報であるＸ線透視撮影装置。
4. 請求項２に記載のＸ線透視撮影装置において、
   前記ラストイメージホールド部は前記画像表示部に前記ラストイメージホールド画像を動画として表示し、
   前記マーカの領域情報は、前記動画上において操作者により指定されたマーカを内包する領域の情報であるＸ線透視撮影装置。
5. 被検者の体内に挿入されたデバイスを含む領域を透視または連続撮影することにより、Ｘ線画像を画像表示部に表示するとともに、前記Ｘ線画像から前記デバイスを検出するＸ線透視撮影方法において、
   透視または連続撮影の終了時に、終了前の一定期間のＸ線画像をラストイメージホールド画像として記憶して前記画像表示部に表示するラストイメージホールド工程と、
   前記ラストイメージホールド工程において記憶され前記画像表示部に表示されたラストイメージホールド画像から、前記デバイスとともに設置されるマーカの存在領域を示す領域情報を取得する領域情報取得工程と、
   被検者の体内に挿入されたデバイスを含む領域を透視または連続撮影することにより、前記デバイスを含む領域の画像を複数枚取得する画像取得工程と、
   前記領域情報取得工程において取得された領域情報に基づいて前記マーカの存在領域内においてマーカを検出し、検出されたマーカが互いに重なるように前記画像取得工程において取得した複数枚の画像を位置合わせして重ね合わせることにより、積算画像を作成する積算工程と、
   前記積算工程において作成された積算画像から前記デバイスを抽出するデバイス抽出工程と、
   を備えることを特徴とするＸ線透視撮影方法。

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