JP6056569B2 - 放射線撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検体に対して放射線を照射してライブ像を取得する放射線撮影装置に関し、特に、事前に取得しておいた画像をライブ像に重ね合わせて表示することができる放射線撮影装置に関する。

医療機関には放射線で被検体の画像を取得する放射線撮影装置が備えられている。この様な従来装置の構成について説明する。従来構成によれば、図１０に示すように放射線を照射する放射線源５３と放射線を検出するＦＰＤ５４を有している。この放射線源５３とＦＰＤ５４とはＣアーム５７により支持されている。撮影対象の被検体は、放射線源５３とＦＰＤ５４とに挟まれる位置にある天板５２に載置される（例えば特許文献１参照）。

このような放射線撮影装置は、被検体の透視を繰り返して行い、動画（ライブ像）を生成できるようになっている。術者はこのライブ像を視認しながらカテーテルを被検体の血管に挿入することにより各種の治療を行うことができる。この様なライブ像は、被検体の骨やカテーテル自体をはっきりと写し込んでいる。

しかし、このような撮影方法は、被検体の血管を鮮明に写し出すのは不向きである。血管はカテーテルなどとは違い、放射線による画像化が難しいからである。被検体内で血管がどのように伸びているかが分からないと、術者のカテーテルの挿入に支障がでる。

この様な問題を解決する目的で、従来より血管の位置を示す血管像をライブ像に重ね合わせる構成が考え出されている。すなわち、カテーテル挿入操作の前に血管造影剤を用いて被検体の血管像を撮影しておき、この血管像をライブ像に重畳させて表示されるのである。すると、術者は、カテーテルが被検体の血管のどの部分に到達しているかが理解できるようになり、カテーテル挿入操作をスムーズに行えるようになる。

この様な血管像は、図１０を用いて説明した放射線撮影装置とは別の装置で撮影しておく必要がある。図１０の装置では、鮮明な血管像を取得することが難しいからである。具体的には、ＣＴ装置を用いて血管像が取得される。したがって、術者は、被検体をＣＴ装置にセットして、血管像を取得した後、今度は図１０の装置にセットしてカテーテルの挿入操作をすることになる。

特開２０１０−０４６２６１

しかしながら、上述のような従来構成によれば、次のような問題点がある。
すなわち、従来構成によれば、血管像とライブ像とを正確に重ね合わせられず、画像同士にズレが生じてしまうのである。

血管像とライブ像とは互いに異なる装置で撮影される。つまり、被検体をＣＴ装置で撮影したあと、Ｃアームタイプの装置で撮影すると、被検体の体勢が変化してしまう。この辺りの事情を極端な例で説明する。例えば、Ｃアームタイプの装置で被検体が検査室の天井を向いた状態で撮影され、ＣＴ装置の撮影では被検体が検査室の壁を向いた状態で撮影されたとすると、被検体からすれば、血管像における被検体像の撮影方向と、ライブ像における被検体像の撮影方向とが９０°程度ずれていることになる。撮影方向が互いに異なるのにこれを無視して画像同士を重ね合わせると、正面から観察したときの被検体が写り込むライブ像に横から観察したときの被検体が写り込む血管像が重ねられることになり、画像同士で像の食い違いが発生する。とはいえ、術者は可能な限り画像の食い違いを抑制するように被検体の体勢を整えながら撮影を行うので、実際上は画像同士のズレはここまで極端ではない。

以上のような事情から血管像とライブ像とを正確に重ね合わせるのは難しい。従って、術者はカテーテル挿入操作の際、常にこの画像のズレを気にしなければならなくなってしまう。したがって、従来構成によれば、術者は円滑に操作を行えるような構成となっていない。

ところで、血管像は、ＣＴ装置により取得された血管の分布を立体的に示す三次元像を一方向から投影させることにより生成される。従って、この三次元像にとってライブ像の撮影方向がどの方向に当たるのかが分かれば、血管像とライブ像の食い違いを抑制することができる。すなわち、三次元像をライブ像の撮影方向から投影して血管像を生成するようにすれば、この血管像に写り込む被検体像は、ライブ像に写り込む被検体像と一致するからである。しかし、従来構成においては、三次元像にとってライブ像の撮影方向がどの方向に当たるのかを知る確実な方法は確立されているとは言えない。

本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、撮影されたライブ像と別装置で取得された画像とを正確に重ね合わせ、術者の操作が行いやすい放射線撮影装置を提供することにある。

本発明は上述の課題を解決するために次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る放射線撮影装置は、放射線を被検体に照射する放射線源と、被検体を透過してきた放射線を検出する検出手段と、放射線源および検出手段を支持するアームと、アームを駆動させることにより放射線源および検出手段を回転させるアーム駆動手段と、アーム駆動手段を制御するアーム駆動制御手段と、被検体に対して放射線源および検出手段を回転させながら連写された一連の放射線画像を基に被検体の三次元イメージを取得する三次元イメージ取得手段と、三次元イメージの撮影に先立ち予め取得されている三次元イメージを取得したときは異なる位置にあった被検体の立体像と三次元イメージとを比較して、立体像に写り込む被検体像が三次元イメージに写り込む被検体像からどの程度傾いているかを示す傾斜度を求める変位量取得手段と、三次元イメージを取得したときと同じ位置にある被検体を連写して得られた一連の放射線画像を撮影順につなぎ合わせて動画を生成する動画生成手段と、傾斜度に基づいて動画の撮影時における被検体を撮影するときの方向が立体像にとってどの方向に当たるかを特定して、特定された方向から立体像を二次元平面に投影させた投影像を生成する投影像生成手段と、動画に投影像を重畳させて表示する表示手段とを備えることを特徴とするものである。

［作用・効果］本発明の構成によれば、撮影された動画と別装置で取得された画像とを正確に重ね合わせ、術者の操作が行いやすい放射線撮影装置を提供できる。すなわち、本発明の構成によれば、動画を撮影する前に、まず被検体の三次元イメージを取得し、これと予め撮影されている被検体の立体像とを比較し、立体像に写り込む被検体像が三次元イメージに写り込む被検体像からどの程度傾いているかを示す傾斜度を求める構成となっている。そして、傾斜度に基づいて動画の撮影時における被検体を撮影するときの方向が立体像にとってどの方向に当たるかを特定して、特定された方向から立体像を二次元平面に投影させた投影像を生成する。そして、投影像は、動画に重畳させて表示される。この様に構成すれば、本発明の放射線撮影装置に係る撮影の前に生成された立体像の投影像を正確に動画に重ねることができる。立体像の投影方向と、動画の撮影方向が一致しているからである。

また、上述の放射線撮影装置において、被検体の立体像および投影像には、被検体における血管の分布が写り込んでいればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明の放射線撮影装置のより具体的な構成を表している。すなわち、被検体の立体像および投影像には、被検体における血管の分布が写り込んでいれば、動画に血管の分布が重ねられることになるので、術者は、動画における血管の位置を正確に知ることができる。

また、上述の放射線撮影装置において、被検体の立体像はＣＴ装置で取得されたものであればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明の放射線撮影装置のより具体的な構成を表している。すなわち、本発明は撮影特性が互いに異なる二つの画像を食い違いなく正確に重ね合わせることができるのである。

また、上述の放射線撮影装置において、カテーテル挿入操作用となっていればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明の放射線撮影装置のより具体的な構成を表している。上述の構成によれば、術者は表示手段に表示された動画を見ながらカテーテルの挿入操作を行うことができる。

また、上述の放射線撮影装置において、変異量取得手段は、三次元イメージおよび立体像に写り込む被検体の頭蓋骨を比較することで動作すればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明の放射線撮影装置のより具体的な構成を表している。上述の構成によれば、より確実に三次元イメージに対する立体像の傾斜の度合いを知ることができる。頭蓋骨は、三次元イメージにおいてはっきりと写り込み、形状のマッチングに都合がよいからである。

本発明の構成によれば、動画を撮影する前に、まず被検体の三次元イメージを取得し、これと予め撮影されている被検体の立体像とを比較することにより得られた傾斜度に基づいて、動画の撮影時における被検体を撮影するときの方向が立体像にとってどの方向に当たるかを特定して、特定された方向から立体像を二次元平面に投影させた投影像を生成する。そして、投影像は、動画に重畳させて表示される。この様に構成すれば、本発明の放射線撮影装置に係る撮影の前に生成された立体像の投影像を正確に動画に重ねることができる。立体像の投影方向と、動画の撮影方向が一致しているからである。

実施例１に係るＸ線撮影装置の全体構成を説明する機能ブロック図である。 実施例１に係るアームの移動を説明する模式図である。 実施例１に係る三次元イメージを説明する模式図である。 実施例１に係る立体像を説明する模式図である。 実施例１に係る立体像の撮影装置を説明する断面図である。 実施例１に係る傾斜度の取得動作を説明する模式図である。 実施例１に係る投影動作を説明する模式図である。 実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明するフローチャートである。 実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明する模式図である。 従来のＸ線撮影装置の構成を説明する模式図である。

以降、本発明の実施例を説明する。実施例におけるＸ線は、本発明の放射線に相当する。また、ＦＰＤは、フラット・パネル・ディテクタの略である。なお、本発明の放射線撮影装置は、カテーテル挿入操作用となっている。

＜Ｘ線撮影装置の構成＞
実施例１に係るＸ線撮影装置１は、図１に示すように被検体Ｍを載置する天板２と、天板２の下側に設けられたＸ線を照射するＸ線管３と、天板２の上側に設けられた被検体Ｍを透過してきたＸ線を検出するＦＰＤ４と、Ｘ線管３の管電流、管電圧を制御するＸ線管制御部６と、Ｘ線管３，ＦＰＤ４を支持するＣアーム７と、Ｃアーム７を支持する支柱８と、Ｃアーム７を回転させるＣアーム回転機構２１と、これを制御するＣアーム回転制御部２２とを備えている。Ｘ線管３は、本発明の放射線源に相当し、ＦＰＤ４は、本発明の検出手段に相当する。また、Ｃアーム回転機構２１は、本発明の回転手段に相当し、Ｃアーム回転制御部２２は、本発明の回転制御手段に相当する。なお、図１における符号Ａは被検体Ｍの体軸方向を表し、符号Ｓは被検体Ｍの体側方向を表している。Ｘ線管３は、本発明の放射線源に相当し、ＦＰＤ４は、本発明の検出手段に相当する。また、Ｃアーム回転機構２１は、本発明のアーム駆動手段に相当し、Ｃアーム回転制御部２２は、本発明のアーム駆動制御手段に相当する。Ｃアームは本発明のアームに相当する。

Ｃアーム７は、Ｃアーム回転機構２１により回転することもできる。すなわち、Ｃアーム７は、図２に示すように、Ｃアーム７の両端が支柱８から突き出す方向を突出方向としたとき、Ｃアーム７は、突出方向と直交する平面上の仮想円ＶＡに両端が沿うように回転することができる。すなわち、Ｃアーム７は、Ｘ線管３が鉛直上側、ＦＰＤ４が鉛直下側にあるとき、Ｃアーム７が属する平面上にあるとともに、Ｃアーム７と支柱８との結合部を通過する水平方向に伸びる軸を中心軸として回転することができる。Ｃアーム回転機構２１は、Ｃアーム７を駆動させることによりＸ線管３およびＦＰＤ４を回転させる。

Ｘ線管制御部６は、所定の管電流、管電圧、パルス幅でＸ線管３を制御する目的で設けられている。Ｘ線管制御部６の制御によりＸ線がＸ線管３から発せられると、Ｘ線は、被検体Ｍを透過してＦＰＤ４の検出面に入射する。ＦＰＤ４は入射したＸ線を検出して検出信号を生成する。この検出信号は、画像生成部１１（図１参照）に送出され、そこで被検体Ｍが写り込んだ画像が生成される。画像生成部１１は、本発明の画像生成手段に相当する。

画像生成部１１は、ＦＰＤ４から出力される検出信号を基に画像を生成する。このとき生成される画像をＸ線画像Ｐ１と呼ぶことにする。Ｘ線画像Ｐ１は、ＦＰＤ４の有するＸ線を検出する検出面と同一形状の矩形となっており、検出面上で検出したＸ線の強度をマッピングしたものとなっている。

三次元イメージ生成部１２は、Ｃアーム７を回転させながら連写された一連のＸ線画像Ｐ１を再構成して、被検体Ｍの内部構造をボクセルデータとして表した三次元イメージＤ１を生成する。三次元イメージ生成部１２は、バックプロジェクション法などの原理に従って動作する。三次元イメージ生成部１２は、本発明の三次元イメージ取得手段に相当する。

図３は、三次元イメージ生成部１２が生成する三次元イメージＤ１を示している。図３の場合、被検体Ｍの頭部についての三次元イメージＤ１が取得されている。なお、三次元イメージＤ１は、被検体Ｍの頭蓋骨のみが写り込んでいるように表されているが、実際はそうではない。三次元イメージＤ１には、被検体Ｍの頭蓋骨以外にも被検体Ｍの皮膚や頭蓋骨の内部などが写り込んでいる。被検体ＭをＸ線撮影するとき、Ｘ線を透過しにくい骨部が際立ってイメージングされる性質がある。図３は、その性質に基づいて、簡略化の目的で被検体Ｍの頭蓋骨のみを表すものである。

このような三次元イメージＤ１は、変位量取得部１３に送られる。変位量取得部１３は、三次元イメージＤ１と、後述の立体像Ｄ０とを比較して、三次元イメージＤ１に対する立体像Ｄ０の傾斜状況を取得する目的で設けられている。変位量取得部は、本発明の変位量取得手段に相当する。

図４の左側は、変位量取得部１３に送られる立体像Ｄ０を具体的に表している。立体像Ｄ０は、三次元イメージＤ１と同様、被検体Ｍの内部構造をボクセルデータとして表したデータである。ただしこの立体像Ｄ０は、Ｘ線撮影装置１で取得されたものではない。この立体像Ｄ０は、Ｘ線撮影装置１とは異なる断層撮影に特化した装置で取得されたものである。図４の左側の場合、被検体Ｍの頭部についての立体像Ｄ０が取得されている。

なお、立体像Ｄ０は、被検体Ｍの頭蓋骨のみが写り込んでいるように表されているが、実際はそうではない。立体像Ｄ０には、被検体Ｍの頭蓋骨以外にも被検体Ｍの皮膚や頭蓋骨の内部などが写り込んでいる。被検体ＭをＸ線撮影するとき、Ｘ線を透過しにくい骨部が際立ってイメージングされる性質がある。図４の左側は、その性質に基づいて、簡略化の目的で被検体Ｍの頭蓋骨のみを表すものである。この点は三次元イメージＤ１と同じである。

立体像Ｄ０と三次元イメージＤ１とは、頭蓋骨の内部において互いに異なっている。立体像Ｄ０は、被検体Ｍに血管造影剤を注入した状態で撮影がされたものとなっている。したがって立体像Ｄ０には、頭蓋骨の内部の血管が鮮明に写り込んでいる。図４の右側は、立体像Ｄ０に血管が写り込んでいる様子を頭蓋骨を一部切り欠いて描くことにより表している。一方、三次元イメージＤ１は、血管造影剤を注入しない状態で撮影がされたものである。従って三次元イメージＤ１には、被検体Ｍの血管が立体像Ｄ０ほど鮮明に写り込んではいない。ちなみに、後述の血管画像Ｐｒは、立体像Ｄ０を基にした２次元画像である。この血管画像Ｐｒにも被検体Ｍの血管が写り込んでいる。

図５は、立体像Ｄ０を取得するときに用いられるＣＴ装置の概略を表している。ＣＴ装置もＸ線撮影装置１と同様、被検体Ｍを載置する天板２２，Ｘ線を照射するＸ線管２３およびＸ線を検出するＦＰＤ２４を有しており、Ｘ線管２３とＦＰＤ２４とが天板２２上の被検体Ｍを中心に回転することで被検体Ｍの内部構造を３次元的に可視化する。ただし、ＣＴ画像は、Ｘ線撮影装置１とは異なりＸ線管２３およびＦＰＤ２４を確実に一回転させることができるので、鮮明な三次元像を取得するのに適している。

＜変位量取得部の動作＞
以上をふまえ、変位量取得部１３の動作について説明する。上述のように変位量取得部１３には、三次元イメージＤ１と立体像Ｄ０とが送られてくる。変位量取得部１３は、立体像Ｄ０に写り込む被検体Ｍの頭蓋骨をどの程度傾斜させると三次元イメージＤ１に写り込む頭蓋骨に一致するかを示す傾斜度ｄと、立体像Ｄ０に写り込む被検体Ｍの頭蓋骨をどの程度平行移動させると三次元イメージＤ１に写り込む頭蓋骨に一致するかを示す移動量ｈとを算出する。このように、変位量取得部１３は、三次元イメージＤ１および立体像Ｄ０に写り込む被検体Ｍの頭蓋骨を比較することで動作する。

この傾斜度ｄについて説明する。立体像Ｄ０と三次元イメージＤ１とには、同一の被検体Ｍの頭蓋骨の撮影結果である。したがって、これらの像Ｄ０，Ｄ１には、頭蓋骨が同じように写り込んでいるはずである。しかし、実際は図３および図４の左側を比較すれば分かるように、立体像Ｄ０に写り込む頭蓋骨と三次元イメージＤ１に写り込む頭蓋骨は、同じように写り込んでいるとは言えない。すなわち、これらの像Ｄ０，Ｄ１に写り込んでいる頭蓋骨は同一の形状をしてはいるものの、正面の方向が互いに一致していない。すなわち、立体像Ｄ０には正面を向くように頭蓋骨が写り込んでるのに対し、三次元イメージＤ１には斜めを向くように頭蓋骨が写り込んでしまっている。

像Ｄ０，Ｄ１においてこの様な差が生じた理由について説明する。立体像Ｄ０を撮影するときは、例えば被検体Ｍが鉛直方向を見つめた状態でＣＴ撮影がなされる。したがって、立体像Ｄ０には、頭蓋骨が鉛直方向を向いているように撮影がなされたことになる。そして、立体像Ｄ０を撮影した後、三次元イメージＤ１を撮影しようとするときには、被検体Ｍが図５で説明したようなＣＴ装置の天板２２から図１で説明したＸ線撮影装置１に移動される。この移動前と後において被検体Ｍの見つめる方向を完全に一致させるのは難しい。つまり、ＣＴ装置の鉛直方向を見つめた状態の被検体ＭをこのままＸ線撮影装置１の天板２に載置するというのは困難を極めるのである。したがって、ＣＴ装置からＸ線撮影装置１の天板２に移動された被検体Ｍは、ＣＴ装置における視線の方向を維持できず、例えば鉛直方向から傾斜した斜めの方向を見つめた状態となってしまう。そして、そのまま三次元イメージＤ１の撮影がなされることになり、三次元イメージＤ１に頭蓋骨が斜めを向くように写り込む。

ということは、像Ｄ０，Ｄ１の間で頭蓋骨の向きを比較すれば、ＣＴ装置からＸ線撮影装置１に被検体Ｍが移動された際、被検体Ｍの見つめる方向がどの程度変化したかを知ることができるということになる。これを実現するのが変位量取得部１３である。

変位量取得部１３は、図６に示すように像Ｄ０，Ｄ１に写り込む頭蓋骨が一致する状態となるまで、立体像Ｄ０を三次元イメージＤ１に対して仮想的に回転させる。そして、変位量取得部１３は、頭蓋骨が一致するまでにどの程度立体像Ｄ０を回転させたかによって、三次元イメージＤ１に対する立体像Ｄ０の傾斜角度を取得する。この傾斜角度に従って立体像Ｄ０を傾斜させれば、立体像Ｄ０に写り込んでいる被検体Ｍの頭蓋骨像が三次元イメージＤ１に写り込んでいる頭蓋骨像に一致するのである。変位量取得部１３は、像Ｄ０，Ｄ１上における頭蓋骨の特徴点の位置を取得し、この特徴点を基にして頭蓋骨の仮想的に回転させることにより上述の傾斜度角度の取得を実現することができる。

ところで、頭蓋骨は、ＣＴ装置からＸ線撮影装置１に移動される際に複数の回転軸を中心に回転する可能性がある。従って、変位量取得部１３は、互いに直交する３方向を回転軸する３通りの回転について傾斜角度を取得するようになっている。これら傾斜角度を示すデータをまとめて傾斜度ｄと呼ぶことにする。

また、変位量取得部１３は、立体像Ｄ０に写り込む被検体Ｍの頭蓋骨をどの程度平行移動させると三次元イメージＤ１に写り込む頭蓋骨に一致するかを示す移動量ｈとを算出する。これにより、立体像Ｄ０と三次元イメージＤ１との間において、被検体Ｍの頭蓋骨が視野に占める位置の違いが天板２の縦方向および横方向について数値化される。このときの平行移動の距離を示すデータを移動量ｈと呼ぶことにする。

このように変位量取得部１３は、ライブ像Ｖ０および三次元イメージＤ１の撮影に先立ち予め取得されている被検体Ｍの立体像Ｄ０と三次元イメージＤ１とを比較して、立体像Ｄ０に写り込む被検体像（頭蓋骨）が三次元イメージＤ１に写り込む被検体像（頭蓋骨）からどの程度傾いているかを示す傾斜度ｄを求める。

＜骨部除去部の動作＞
一方、立体像Ｄ０は、骨部除去部１４にも送出される。骨部除去部１４は、立体像Ｄ０における骨部を除去する。これにより、立体像Ｄ０に写り込んでいた頭蓋骨が除去され、頭蓋骨の内部における血管像が露わとなった骨部除去立体像Ｄ０ａが生成される。図７には、この骨部除去立体像Ｄ０ａが描かれている。骨部除去立体像Ｄ０ａは、被検体Ｍの頭蓋骨内部の血管の分布を３次元的に表した立体像である。

＜投影部の動作＞
骨部除去立体像Ｄ０ａおよび、変位量取得部１３が取得した傾斜度ｄ，移動量ｈは、投影部１５に送られる。投影部１５は、これらに基づいて動作することになる。これについての動作説明に先立って、投影部１５が行う投影処理について説明する。投影部１５は、骨部除去立体像Ｄ０ａをある方向（図７の矢印参照）から見て、その方向に直交する仮想的な平面に骨部除去立体像Ｄ０ａを投影したときの平面画像を取得する。このとき取得された平面画像には、被検体Ｍ内の血管の分布が二次元的に表されており、血管画像Ｐｒと呼ぶことにする。この血管像Ｐｒには、被検体Ｍの頭蓋骨が写り込んでいない。頭蓋骨は、上述の骨部除去部１４により事前に消去されているからである。血管画像Ｐｒは、本発明の投影像に相当し、投影部１５は、本発明の投影像生成手段に相当する。

このように、投影部１５が動作するには、骨部除去立体像Ｄ０ａをどの方向から投影するかを決定しなければならないということになる。この投影方向は、Ｘ線撮影装置１上にセットされた被検体Ｍを撮影するときの方向と一致するように決定される。すなわち、投影部１５は、図１におけるＸ線管３とＦＰＤ４の中心とを結ぶ方向（鉛直方向）から骨部除去立体像Ｄ０ａを投影するように動作するのである。仮に、三次元イメージＤ１を平面画像に投影しようとした場合を考えると、三次元イメージＤ１をそのまま鉛直方向に仮想的に投影させるだけで済むことになる。

しかし、これから投影部１５が投影しようとしているのは、骨部除去立体像Ｄ０ａである。この骨部除去立体像Ｄ０ａをそのまま鉛直方向に仮想的に投影させても、Ｘ線撮影装置１上にセットされた被検体Ｍからしてみれば、正しく鉛直方向に投影されたことにならない。ＣＴ装置上での被検体Ｍの向きと、Ｘ線撮影装置１上での被検体Ｍの向きとが一致しないからである。

そこで、投影部１５は、傾斜度ｄが示す傾斜角度だけ骨部除去立体像Ｄ０ａを傾斜させ、傾斜後の骨部除去立体像Ｄ０ａを傾斜前の骨部除去立体像Ｄ０ａにおける鉛直方向に投影させて血管画像Ｐｒを生成する。これにより、生成される血管画像Ｐｒは、Ｘ線撮影装置１上にセットされた被検体Ｍを鉛直方向から観察したときの血管を分布を表した画像となる。

このように投影部１５は、傾斜度ｄに基づいてライブ像Ｖ０の撮影時における被検体Ｍを撮影するときの方向が立体像Ｄ０にとってどの方向に当たるかを特定して、特定された方向から立体像Ｄ０を二次元平面に投影させた血管画像Ｐｒを生成する。

また、投影部１５は、移動量ｈが示す移動量だけ血管画像Ｐｒを平行移動させるように動作する。

その他、Ｘ線撮影装置１は、被検体Ｍを連写して得られた一連のフレームＦを撮影順につなぎ合わせてライブ像Ｖ０を生成する動画生成部１６と、ライブ像Ｖ０に血管画像Ｐｒを重畳させる画像合成部１７とを備えるが、この具体的な動作は後述のものとする。動画生成部１６は、本発明の動画生成手段に相当する。

また、主制御部３４（図１参照）は、各制御部を統括的に制御する目的で設けられている。この主制御部３４は、ＣＰＵによって構成され、各種のプログラムを実行することによりＸ線管制御部６および各部１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，２２を実現している。また、上述の各部は、それらを担当する演算装置に分割されて実行されてもよい。記憶部２８（図１参照）は、撮影に用いられるパラメータ等のＸ線撮影装置１の制御に関するパラメータの一切を記憶する。表示部３２は、後述の重畳ライブ像Ｖ１などを表示する目的で設けられている。表示部３２は、本発明の表示手段に相当する。

＜Ｘ線撮影装置の動作＞
実施例１に係るＸ線撮影装置１は、被検体Ｍの血管の分布を示す血管画像Ｐｒが重畳した重畳ライブ像Ｖ１を表示するような動作を行う。この動作の詳細について図８を参照しながら説明する。

Ｘ線撮影装置１を動作させるには、予め、被検体Ｍに対して図５で説明したＣＴ装置を用いてＣＴ撮影をしておく（ＣＴ撮影ステップＳ１）。このＣＴ撮影は、まず、被検体Ｍを天板２２に載置し、血管造影剤を投与する。そして、被検体Ｍの頭部を写し込んだ立体像Ｄ０を取得する。この立体像Ｄ０は、被検体Ｍの頭蓋骨と被検体Ｍの血管とが写り込んでいる（図４参照）。

ＣＴ撮影が完了すると、被検体Ｍは今度は、Ｘ線撮影装置１の天板２に載置される（被検体載置ステップＳ２）。このとき、装置間を移動された被検体Ｍの姿勢は、多少なりとも変動し、これに伴い被検体Ｍの見つめる方向も変化してしまう。この変化を完全に抑制するのは難しい。

そして、術者が操作卓３１を通じて三次元イメージＤ１の取得の指示を行うと、Ｘ線管３およびＦＰＤ４が被検体Ｍに対して回転され、一連のＸ線画像Ｐ１が取得される（三次元イメージ取得ステップＳ３）。この一連のＸ線画像Ｐ１は、被検体Ｍを異なる方向から撮影した画像となっている。一連のＸ線画像Ｐ１は、三次元イメージ生成部１２に送られる。三次元イメージ生成部１２は、この一連のＸ線画像Ｐ１に再構成処理を施して、三次元イメージＤ１を生成し、変位量取得部１３に送出する。実はこの三次元イメージＤ１は、Ｘ線撮影装置上の被検体Ｍの向きを知る目的で撮影されるものである。

このとき、変位量取得部１３は、三次元イメージＤ１と立体像Ｄ０とに写り込む頭蓋骨の位置ズレを示す傾斜度ｄおよび移動量ｈを取得し、これを投影部１５に送出する。この投影部１５には、立体像Ｄ０の骨部が骨部除去部１４により除去された骨部除去立体像Ｄ０ａが送られている。投影部１５は、傾斜度ｄおよび移動量ｈに従い骨部除去立体像Ｄ０ａの投影を行い、血管画像Ｐｒを生成する（血管画像生成ステップＳ４）。

被検体Ｍが天板２に載置されたままの状態で術者が操作卓３１を通じてライブ像Ｖ０の撮影の開始を指示すると（ライブ像撮影開始ステップＳ５），Ｃアーム７の移動によりＸ線管３の方が下側となるようにＸ線管３とＦＰＤ４とが鉛直方向に配列した状態となる（図１参照）。そして、Ｘ線管３およびＦＰＤ４がこの状態を維持したままＸ線が間歇的に被検体Ｍに向けて照射される。画像生成部１１は、Ｘ線が照射されるごとに動画の基となるフレームＦを生成する。フレームＦは、動画生成部１６に送出される。

動画生成部１６は、画像生成部１１から送出されるフレームＦを生成順につなぎ合わせて動画（ライブ像Ｖ０）を生成する。このライブ像Ｖ０は、リアルタイムに被検体Ｍの頭部が透視されたものとなっている。このライブ像Ｖ０は、画像合成部１７に送出される。

画像合成部１７には、ライブ像Ｖ０の他、投影部１５が生成した血管画像Ｐｒが送られてきている。画像合成部１７は、ライブ像Ｖ０に血管画像Ｐｒを重畳させ、重畳ライブ像Ｖ１を生成する。ライブ像Ｖ０に血管画像Ｐｒが重畳された重畳ライブ像Ｖ１は、表示部３２で表示される。重畳ライブ像Ｖ１は、術者が操作卓３１を通じて中止の指示がされるまで表示される。これにより、実施例１のＸ線撮影装置の動作は終了となる。

表示部３２に表示される重畳ライブ像Ｖ１は、図９で説明されている。図９に示すように、重畳ライブ像Ｖ１は、被検体Ｍの頭蓋骨が写り込んだライブ像Ｖ０に血管ＢＶが画像化された血管画像Ｐｒが重畳したものとなっている。この状態で、術者が被検体Ｍの頭部にカテーテルｃを挿入すると、ライブ像Ｖ０には、頭蓋骨と挿入されるカテーテルｃの動く様子が写し出される。重畳ライブ像Ｖ１には、これらに加えて血管ＢＶが重畳表示される。したがって、術者は、重畳ライブ像Ｖ１を視認することにより、カテーテルｃが血管ＢＶに挿入される様子を観察しながら、カテーテルｃの挿入操作を行うことができる。

また、実施例１の構成によれば、ライブ像Ｖ０に血管画像Ｐｒが確実に重ねられるようになっている。被検体Ｍの体位の変動は、ＣＴ装置からＸ線撮影装置１に被検体Ｍが移動されたときに発生したものの、それ以降は生じてはいない。したがって、重畳ライブ像Ｖ１を撮影しているときの被検体Ｍが見つめる方向は、三次元イメージＤ１を撮影するときから変わっていない。つまりは、三次元イメージＤ１は、重畳ライブ像Ｖ１撮影時における被検体Ｍの体位を表している。実施例１の構成によれば、三次元イメージＤ１に基づいて被検体Ｍの体位を認識するようにしているので、ライブ像Ｖ０に血管画像Ｐｒが重ねられる際に食い違いが生じない。

この様な事情から、実施例１における三次元イメージＤ１の撮影視野は、ライブ像Ｖ０の撮影視野と一致している。さらに、天板２上の被検体Ｍは、三次元イメージＤ１を取得した後からは重畳ライブ像Ｖ１の表示が終了するまで移動されない。実施例１の構成は、三次元イメージＤ１によりライブ像Ｖ０撮影時の被検体Ｍの位置を特定する構成となっているからである。

以上のように、本発明の構成によれば、撮影されたライブ像Ｖ０と別装置で取得された画像とを正確に重ね合わせ、術者の操作が行いやすいＸ線撮影装置１を提供できる。すなわち、本発明の構成によれば、ライブ像Ｖ０を撮影する前に、まず被検体Ｍの三次元イメージＤ１を取得し、これと予め撮影されている被検体Ｍの立体像Ｄ０とを比較し、立体像Ｄ０に写り込む被検体像が三次元イメージＤ１に写り込む被検体像からどの程度傾いているかを示す傾斜度ｄを求める構成となっている。そして、傾斜度ｄに基づいてライブ像Ｖ０の撮影時における被検体Ｍを撮影するときの方向が立体像Ｄ０にとってどの方向に当たるかを特定して、特定された方向から立体像Ｄ０を二次元平面に投影させた血管画像Ｐｒを生成する。そして、血管画像Ｐｒは、ライブ像Ｖ０に重畳させて表示される。この様に構成すれば、本発明のＸ線撮影装置１に係る撮影の前に生成された立体像Ｄ０の血管画像Ｐｒを正確にライブ像Ｖ０に重ねることができる。立体像Ｄ０の投影方向と、ライブ像Ｖ０の撮影方向が一致しているからである。

また、上述のように、被検体Ｍの立体像Ｄ０および血管画像Ｐｒには、被検体Ｍにおける血管の分布が写り込んでいれば、ライブ像Ｖ０に血管の分布が重ねられることになるので、術者は、ライブ像Ｖ０における血管の位置を正確に知ることができる。

上述のように、変位量取得部１３が三次元イメージＤ１および立体像Ｄ０に写り込む被検体Ｍの頭蓋骨を比較することで動作すれば、より確実に三次元イメージＤ１に対する立体像Ｄ０の傾斜の度合いを知ることができる。頭蓋骨は、三次元イメージＤ１においてはっきりと写り込み、形状のマッチングに都合がよいからである。

本発明は上述の構成に限られず、下記のように変形実施することができる。

（１）上述の構成において、立体像Ｄ０は、ＣＴ装置で取得されたものであったが、本発明はこの構成に替えて、立体像Ｄ０をＭＲＩ装置などの他の装置で取得するようにしてもよい。

（２）上述の構成において、立体像Ｄ０，三次元イメージＤ１およびライブ像Ｖ０には被検体Ｍの頭部を撮影していたが、本発明はこの構成に限られず、被検体Ｍの他の部位を撮影するようにしてもよい。

Ｐｒ 血管画像（投影像）
３ Ｘ線管（放射線源）
４ ＦＰＤ（検出手段）
７ アーム
１２ 三次元イメージ生成部（三次元イメージ取得手段）
１３ 変位量取得部（変位量取得手段）
１５ 投影部（投影像生成手段）
１６ 動画生成部（動画生成手段）
２１ Ｃアーム回転機構（アーム駆動手段）
２２ Ｃアーム回転制御部（アーム駆動制御手段）
３２ 表示部（表示手段）

Claims (5)

1. 放射線を被検体に照射する放射線源と、
   被検体を透過してきた放射線を検出する検出手段と、
   前記放射線源および前記検出手段を支持するアームと、
   前記アームを駆動させることにより前記放射線源および前記検出手段を回転させるアーム駆動手段と、
   前記アーム駆動手段を制御するアーム駆動制御手段と、
   被検体に対して前記放射線源および前記検出手段を回転させながら連写された一連の放射線画像を基に被検体の三次元イメージを取得する三次元イメージ取得手段と、
   前記三次元イメージの撮影に先立ち予め取得されている前記三次元イメージを取得したときは異なる位置にあった被検体の立体像と前記三次元イメージとを比較して、前記立体像に写り込む被検体像が前記三次元イメージに写り込む被検体像からどの程度傾いているかを示す傾斜度を求める変位量取得手段と、
   前記三次元イメージを取得したときと同じ位置にある被検体を連写して得られた一連の放射線画像を撮影順につなぎ合わせて動画を生成する動画生成手段と、
   前記傾斜度に基づいて前記動画の撮影時における被検体を撮影するときの方向が前記立体像にとってどの方向に当たるかを特定して、特定された方向から前記立体像を二次元平面に投影させた投影像を生成する投影像生成手段と、
   前記動画に前記投影像を重畳させて表示する表示手段とを備えることを特徴とする放射線撮影装置。
2. 請求項１に記載の放射線撮影装置において、
   被検体の前記立体像および前記投影像には、被検体における血管の分布が写り込んでいることを特徴とする放射線撮影装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の放射線撮影装置において、
   被検体の前記立体像はＣＴ装置で取得されたものであることを特徴とする放射線撮影装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
   カテーテル挿入操作用となっていることを特徴とする放射線撮影装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
   前記変位量取得手段は、前記三次元イメージおよび前記立体像に写り込む被検体の頭蓋骨を比較することで動作することを特徴とする放射線撮影装置。

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