JP6162391B2 - X-ray diagnostic equipment - Google Patents
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Description
本発明の実施の形態は、X線診断装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to an X-ray diagnostic apparatus.
従来、X線診断装置を用いてイメージガイド下に血管内治療が行われている。例えば、完全閉塞血管を開通させる手技においては、ガイドワイヤが血管に挿入され、さらに、閉塞部位を挟んで反対側に造影剤を流した状態でX線画像を撮影する。医師は、撮影されたX線画像を参照して、ガイドワイヤの先端と閉塞部位を挟んで反対側の血管の端との3次元的な状態を把握した上で、ガイドワイヤを操作して閉塞部位を開通させる。 Conventionally, endovascular treatment is performed under an image guide using an X-ray diagnostic apparatus. For example, in a procedure for opening a completely occluded blood vessel, an X-ray image is taken in a state where a guide wire is inserted into the blood vessel and a contrast medium is flowed on the opposite side across the occluded site. The doctor refers to the photographed X-ray image and grasps the three-dimensional state between the distal end of the guide wire and the end of the opposite blood vessel across the occlusion site, and then operates the guide wire to occlude it. Open the site.
ここで、医師にとっては、ガイドワイヤの先端と、閉塞部位を挟んで反対側の血管の端との3次元的な状態をリアルタイムに把握しながらガイドワイヤを操作することが望ましい。しかしながら、モニタに表示されるX線画像はあくまで2次元の画像であるため、例えば、ガイドワイヤを進める医師がモニタを観察した場合、2次元の情報を把握することはできるものの、奥行き方向の情報を把握することができない。故に、医師は血管の3次元的な走行具合を確認するために、ガイドワイヤ操作以外の動作である、X線診断装置等の操作を行う必要がある。これはガイドワイヤ操作の遅延を招いてしまい、手技時間の延長によって被検体及び医師のX線被曝量増大に繋がる。 Here, it is desirable for the doctor to operate the guide wire while grasping in real time the three-dimensional state between the distal end of the guide wire and the end of the blood vessel on the opposite side across the obstruction site. However, since the X-ray image displayed on the monitor is a two-dimensional image to the last, for example, when a doctor who advances a guide wire observes the monitor, although the two-dimensional information can be grasped, information in the depth direction I can't figure out. Therefore, the doctor needs to operate the X-ray diagnostic apparatus or the like, which is an operation other than the guide wire operation, in order to confirm the three-dimensional running condition of the blood vessel. This leads to a delay in the operation of the guide wire, leading to an increase in the X-ray exposure dose of the subject and the doctor due to the extension of the procedure time.
そこで、近年、X線診断装置のC形アームをスライド回転させながらX線画像を撮影して、モニタに表示することで、撮影対象の3次元的な状態を把握しやすくする技術が知られている。しかしながら、上述した従来技術においては、撮影対象の3次元的な状態の把握に一定の限界があった。 Therefore, in recent years, a technique has been known that makes it easy to grasp the three-dimensional state of an imaging target by capturing an X-ray image while sliding the C-arm of the X-ray diagnostic apparatus and displaying it on a monitor. Yes. However, in the above-described conventional technology, there is a certain limit in grasping the three-dimensional state of the photographing target.
本発明が解決しようとする課題は、撮影対象の3次元的な状態をより高精度に把握させることを可能にするX線診断装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide an X-ray diagnostic apparatus that makes it possible to grasp the three-dimensional state of an imaging target with higher accuracy.
実施の形態のX線診断装置は、X線管装置と、X線検出器と、揺動機構と、画像生成手段と、表示制御手段とを備える。X線管装置は、被検体に対してX線を照射する。X線検出器は、前記X線管装置から照射され、前記被検体を通過したX線を検出する。揺動機構は、前記X線管装置によって前記被検体に対して照射されるX線の照射方向を揺動させる。画像生成手段は、前記揺動機構によって照射方向が揺動されながら前記被検体に対して照射され、当該被検体を通過したX線の情報を用いてX線画像を生成する。表示制御手段は、前記画像生成手段によって生成されたX線画像を所定の表示部にて表示させるように制御する。前記搖動機構は、前記X線の照射方向において所定の照射方向から搖動を開始させ、通過した経路とは異なる経路を通って前記所定の照射方向に戻るように、前記X線の照射方向を搖動させる。 The X-ray diagnostic apparatus according to the embodiment includes an X-ray tube device, an X-ray detector, a swing mechanism, an image generation unit, and a display control unit. The X-ray tube apparatus irradiates a subject with X-rays. The X-ray detector detects X-rays irradiated from the X-ray tube device and passed through the subject. The swing mechanism swings the irradiation direction of the X-rays irradiated to the subject by the X-ray tube device. The image generating means generates an X-ray image using information on X-rays that are irradiated onto the subject while the irradiation direction is being swung by the swinging mechanism and that has passed through the subject. The display control unit controls the X-ray image generated by the image generation unit to be displayed on a predetermined display unit. The peristaltic mechanism starts peristalsis from a predetermined irradiation direction in the X-ray irradiation direction, and perturbs the X-ray irradiation direction so as to return to the predetermined irradiation direction through a path different from the path that has passed through. Let
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るX線診断装置100の構成の一例を示す図である。図1に示すように、第1の実施形態に係るX線診断装置100は、高電圧発生器11と、X線管12と、X線絞り装置13と、天板14と、Cアーム15と、X線検出器16とを備える。また、第1の実施形態に係るX線診断装置100は、Cアーム回転・移動機構17と、天板移動機構18と、Cアーム・天板機構制御部19と、絞り制御部20と、システム制御部21と、入力部22と、表示部23とを備える。また、第1の実施形態に係るX線診断装置100は、画像データ生成部24と、画像データ記憶部25と、画像処理部26とを備える。また、X線診断装置100は、インジェクター30と接続される。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of an X-ray
インジェクター30は、被検体Pに挿入されたカテーテルから造影剤を注入するための装置である。ここで、インジェクター30からの造影剤注入は、後述するシステム制御部21を介して受信した注入指示に従って実行される。具体的には、インジェクター30は、後述するシステム制御部21から受信する造影剤の注入開始指示や、注入停止指示、さらに、注入速度などを含む造影剤注入条件に応じた造影剤注入を実行する。なお、インジェクター30は、操作者が直接インジェクター30に対して入力した注入指示に従って注入開始や、注入停止を実行することも可能である。
The
高電圧発生器11は、システム制御部21による制御の下、高電圧を発生し、発生した高電圧をX線管12に供給する。X線管12は、高電圧発生器11から供給される高電圧を用いて、X線を発生する。
The
X線絞り装置13は、絞り制御部20による制御の下、X線管12が発生したX線を、被検体Pの関心領域に対して選択的に照射されるように絞り込む。例えば、X線絞り装置13は、スライド可能な4枚の絞り羽根を有する。X線絞り装置13は、絞り制御部20による制御の下、これらの絞り羽根をスライドさせることで、X線管12が発生したX線を絞り込んで被検体Pに照射させる。なお、X線管12と、X線絞り装置13とをまとめてX線管装置とも呼ぶ。天板14は、被検体Pを載せるベッドであり、図示しない寝台の上に配置される。なお、被検体Pは、X線診断装置100に含まれない。
The
X線検出器16は、被検体Pを透過したX線を検出する。例えば、X線検出器16は、マトリックス状に配列された検出素子を有する。各検出素子は、被検体Pを透過したX線を電気信号に変換して蓄積し、蓄積した電気信号を画像データ生成部24に送信する。
The
Cアーム15は、X線管12、X線絞り装置13及びX線検出器16を保持する。X線管12及びX線絞り装置13とX線検出器16とは、Cアーム15により被検体Pを挟んで対向するように配置される。
The
Cアーム回転・移動機構17は、Cアーム15を回転及び移動させるための機構であり、天板移動機構18は、天板14を移動させるための機構である。Cアーム・天板機構制御部19は、システム制御部21による制御の下、Cアーム回転・移動機構17及び天板移動機構18を制御することで、Cアーム15の回転や移動、天板14の移動を調整する。絞り制御部20は、システム制御部21による制御の下、X線絞り装置13が有する絞り羽根の開度を調整することで、被検体Pに対して照射されるX線の照射範囲を制御する。
The C-arm rotating /
画像データ生成部24は、X線検出器16によってX線から変換された電気信号を用いて画像データを生成し、生成した画像データを画像データ記憶部25に格納する。例えば、画像データ生成部24は、X線検出器16から受信した電気信号に対して、電流・電圧変換やA(Analog)/D(Digital)変換、パラレル・シリアル変換を行い、画像データを生成する。
The image
ここで、画像データ生成部24は、後述するシステム制御部21による制御のもと、例えば、完全閉塞血管を治療するために、ガイドワイヤが挿入され、造影剤が投与された被検体Pを経時的に撮影した複数のX線画像を生成する。そして、画像データ生成部24は、生成したX線画像を画像データ記憶部25に格納する。
Here, under the control of the
画像データ記憶部25は、画像データ生成部24によって生成された画像データを記憶する。例えば、画像データ記憶部25は、ガイドワイヤが挿入され、造影剤が投与された被検体Pの所定の領域が時系列に沿って撮影された画像データを記憶する。
The image
画像処理部26は、画像データ記憶部25が記憶する画像データに対して各種画像処理を行う。例えば、画像処理部26は、画像データ記憶部25が記憶する時系列に沿った複数のX線画像を処理することにより、動画像を生成する。
The
入力部22は、X線診断装置100を操作する医師や技師などの操作者から各種指示を受け付ける。例えば、入力部22は、マウス、キーボード、ボタン、トラックボール、ジョイスティックなどを有する。入力部22は、操作者から受け付けた指示を、システム制御部21に転送する。例えば、入力部22は、X線画像における任意の領域を指定するための指定指示を受付ける。一例を挙げると、入力部22は、X線の照射方向を揺動させるための入力操作を受付ける。なお、X線の照射方向の揺動については、後に詳述する。
The
表示部23は、操作者の指示を受け付けるためのGUI(Graphical User Interface)や、画像データ記憶部25が記憶する画像データなどを表示する。例えば、表示部23は、モニタを有する。なお、表示部23は、複数のモニタを有してもよい。
The
システム制御部21は、X線診断装置100全体の動作を制御する。例えば、システム制御部21は、入力部22から転送された操作者の指示に従って高電圧発生器11を制御し、X線管12に供給する電圧を調整することで、被検体Pに対して照射されるX線量やON/OFFを制御する。また、例えば、システム制御部21は、操作者の指示に従ってCアーム・天板機構制御部19を制御し、Cアーム15の回転や移動、天板14の移動を調整する。また、例えば、システム制御部21は、操作者の指示に従って絞り制御部20を制御し、X線絞り装置13が有する絞り羽根の開度を調整することで、被検体Pに対して照射されるX線の照射範囲を制御する。
The
また、システム制御部21は、操作者の指示に従って、画像データ生成部24による画像データ生成処理や、画像処理部26による画像処理、あるいは解析処理などを制御する。また、システム制御部21は、操作者の指示を受け付けるためのGUIや画像データ記憶部25が記憶する画像などを、表示部23のモニタに表示するように制御する。また、システム制御部21は、インジェクター30に対して、造影剤注入開始及び終了の信号を送信することで、造影剤の注入を制御する。
Further, the
ここで、本実施形態に係るX線診断装置100は、撮影対象の3次元的な状態をより高精度に把握させることを可能にする。具体的には、X線診断装置100は、以下、詳細に説明するシステム制御部21の処理によって、撮影対象に照射するX線の照射方向を揺動させてX線画像を撮影して表示することによって、撮影対象の3次元的な状態をより高精度に把握させる。
Here, the X-ray
図2は、従来技術に係る課題の一例を説明するための図である。ここで、図2においては、心臓の冠状動脈における狭窄部位の開通治療を行うためのX線画像を示す。例えば、心臓の冠状動脈における狭窄部位の開通治療においては、図2に示すように、狭窄部位に対してガイドワイヤを挿入し、狭窄部位を挟んで反対側となる血管(図中の反対側血管)に造影剤を注入することで血管の走行を把握し、狭窄部位を開通させる。 FIG. 2 is a diagram for explaining an example of a problem related to the related art. Here, FIG. 2 shows an X-ray image for performing open treatment of a stenosis site in the coronary artery of the heart. For example, in the opening treatment of the stenosis site in the coronary artery of the heart, as shown in FIG. 2, a guide wire is inserted into the stenosis site and the blood vessel on the opposite side across the stenosis site (the opposite blood vessel in the figure) ) To grasp the blood vessel travel and open the stenotic site.
ここで、開通治療に用いられるX線画像は、図2に示すように、2次元画像である。従って、例えば、血管の走行が細かく変化している場合、特に、X線画像の奥行き方向で細かく曲がっている場合などでは、血管の3次元的な状態を把握することができない。そこで、近年、C形アームをスライド回転させながらX線画像を撮影して、モニタに表示する技術が開示されているが、かかる従来技術では、C形アームを単に1軸で動かしているに過ぎないため、血管の走行が細かく変化する場合などに対応することが困難であり、撮影対象の3次元的な状態の把握に一定の限界があった。 Here, the X-ray image used for the opening treatment is a two-dimensional image as shown in FIG. Therefore, for example, when the running of the blood vessel is finely changed, particularly when the blood vessel is bent in the depth direction of the X-ray image, the three-dimensional state of the blood vessel cannot be grasped. Therefore, in recent years, there has been disclosed a technique for taking an X-ray image while sliding the C-arm and sliding it on a monitor. However, in the conventional technique, the C-arm is merely moved on one axis. Therefore, it is difficult to cope with a case where the blood vessel travels finely, and there is a certain limit in grasping the three-dimensional state of the imaging target.
そこで、本願に係るX線診断装置100は、撮影対象に照射するX線の照射方向を揺動させてX線画像を撮影して表示することによって、撮影対象の3次元的な状態をより高精度に把握させる。図3は、第1の実施形態に係るシステム制御部21の構成の一例を示す図である。図3に示すように、第1の実施形態に係るシステム制御部21は、判定部211と、揺動機構制御部212と、画像生成制御部213と、表示制御部214とを有する。
Therefore, the X-ray
判定部211は、後述する画像生成制御部213の制御のもと画像データ生成部24によって生成されたX線画像に含まれる線状構造物の走行が不明であるか否かを判定する。具体的には、判定部211は、X線画像に含まれる線状構造物内に挿入された医療用デバイスの位置に基づいて、当該医療用デバイスの動きを検出し、医療用デバイスの動きが停止した場合に、線状構造物の走行が不明であると判定する。例えば、判定部211は、X線画像に含まれる血管内に挿入されたガイドワイヤの位置に基づいて、当該ガイドワイヤの動きを検出し、ガイドワイヤの動きが停止した場合に、血管の走行が不明であると判定する。
The
一例を挙げると、判定部211は、画像データ生成部24によって生成された時系列に沿った複数のX線画像それぞれにおけるガイドワイヤの先端の位置(座標)を、画素値に基づいて、それぞれ抽出する。そして、判定部211は、各X線画像からそれぞれ抽出したガイドワイヤの先端の座標が移動したか否かを判定することにより、ガイドワイヤの動きを検出する。ここで、判定部211は、ガイドワイヤの先端の座標が所定の領域内から所定の時間移動していない場合に、ガイドワイヤの動きが停止したと判定する。そして、判定部211は、ガイドワイヤの動きが停止したと判定した場合に、判定結果を揺動機構制御部212に通知する。なお、判定に用いられる所定の時間及び所定の領域は、操作者が任意に設定することが可能である。
For example, the
揺動機構制御部212は、X線管装置によって被検体Pに対して照射されるX線の照射方向を揺動させる。具体的には、第1の実施形態に係る揺動機構制御部212は、X線管装置(X線管12及びX線絞り装置13)及びX線検出器16を支持する支持部(Cアーム15)を3次元空間内で自在に動かすことで、X線の照射方向を揺動させる。
The swing
ここで、揺動機構制御部212は、判定部211によって線状構造物の走行が不明であると判定された場合に、X線の照射方向を揺動させる。例えば、揺動機構制御部212は、判定部211によってガイドワイヤの動きが停止したと判定され、判定結果が通知されると、Cアーム・天板機構制御部19を制御してCアーム15を3次元空間内で自在に動かすことで、X線の照射方向を揺動させる。
Here, the swing
図4は、第1の実施形態に係る揺動機構制御部212によるX線の照射方向の揺動を説明するための図である。例えば、揺動機構制御部212は、図4の(A)に示すように、被検体Pを載せるベッドである天板14に対して円弧状に備えられた床置式のCアーム15をスライド回転させたり、旋回させたりすることにより、3次元空間内で自在にX線の照射方向を揺動する。
FIG. 4 is a diagram for explaining the swing in the X-ray irradiation direction by the swing
すなわち、揺動機構制御部212は、図4の(B)に示すように、Cアーム15をRAO(第1斜位、右前斜位:right anterior oblique)、LAO(第2斜位、左前斜位:left anterior oblique)、CRA(頭部方向:cranial)、及び、CAU(尾部方向:caudal)で角度づけを行うことにより、3次元空間内で自在にX線の照射方向を揺動する。
That is, as shown in FIG. 4B, the swing
ここで、揺動機構制御部212は、上述したように、判定部211の判定結果に応じてCアーム15の角度付けを変化させることで、X線の照射方向を揺動する。すなわち、操作者が、まず、入力部22を介して、Cアーム15を所望の位置に移動(スライド回転、旋回)させる。そして、操作者は、所望の位置で撮影されたX線画像を観察しながら、例えば、狭窄部位の開通治療を行う。このとき、判定部211がガイドワイヤの動きが停止したことを判定すると、揺動機構制御部212は、Cアーム15の角度付けを変化させることで、X線の照射方向を揺動させる。
Here, as described above, the swinging
ここで、揺動機構制御部212によるX線の照射方向の揺動の例について、図5A〜図5Dを用いて説明する。図5A〜図5Dは、第1の実施形態に係る揺動機構制御部212による揺動の一例を示す図である。ここで、図5A〜図5Dにおいては、揺動機構制御部212の制御によるCアーム15の軌跡を示す。例えば、揺動機構制御部212は、図5Aに示すように、RAO〜LAOで往復させるように、Cアームを移動させる。ここで、揺動機構制御部212は、操作者が動態視差による立体感を得られる角度でCアーム15の角度付けを行う。一例を挙げると、揺動機構制御部212は、Cアーム15を最初の位置から±1〜5度の角度付けを行う。
Here, an example of rocking in the X-ray irradiation direction by the rocking
すなわち、揺動機構制御部212は、最初にX線画像が撮影されたCアーム15の位置から±1〜5度の角度付けを行うように、Cアーム15を移動させることで、撮影対象(例えば、狭窄部位の両側に位置するガイドワイヤ及び造影された血管)に対して±1〜5度ずらした角度でX線を照射させる。これにより、揺動機構制御部212は、最初のX線画像と比較して、±1〜5度ずらした角度から撮影対象を観察した場合のX線画像を操作者に対して表示させることができる。
That is, the swinging
揺動機構制御部212によるX線の照射方向の揺動は、図5Aに示す例に限られず、その他種々の揺動が可能である。例えば、揺動機構制御部212は、図5Bに示すように、Cアーム15が所定の軌跡を描くように制御する。また、例えば、揺動機構制御部212は、図5Cに示すように、Cアームが円(楕円)の軌跡を描くように制御する。また、例えば、揺動機構制御部212は、図5Dに示すように、Cアーム15がランダムな軌跡を描くように制御することも可能である。
The swing in the X-ray irradiation direction by the swing
図5A〜図5Dに示すように、揺動機構制御部212は、任意の軌跡を描くようにCアーム15を制御するが、いずれの場合においても、Cアーム15を最初の位置から±1〜5度の角度付けを行うように制御することが望ましい。
As shown in FIGS. 5A to 5D, the swing
図3に戻って、画像生成制御部213は、揺動機構制御部212によって照射方向が揺動されながら被検体Pに対して照射され、当該被検体Pを通過したX線の情報を用いてX線画像を生成する。具体的には、画像生成制御部213は、揺動機構制御部212によってCアーム15が最初の位置から±1〜5度の角度付けを行うように制御されながら検出したX線の情報を用いてX線画像を生成するように、画像データ生成部24を制御する。例えば、画像生成制御部213は、15frame/secのフレームレートでX線画像を生成させるように画像データ生成部24を制御する。
Returning to FIG. 3, the image
表示制御部214は、画像生成制御部213の制御によって生成されたX線画像を表示部23にて表示させるように制御する。例えば、表示制御部214は、15frame/secのフレームレートで生成されたX線画像を表示部23にて表示させる。
The
以下、上述した本実施形態に係るX線の照射方向の揺動を用いた手技の一例について説明する。なお、ここでは、狭窄部位の開通治療を一例として説明する。まず、操作者は、通常の使用方法と同様にX線診断装置100を見たい部位がイメージングされるように操作する。ここで、操作者は、見たい部位が画像の中心付近に位置するようにX線診断装置100を操作する。なお、このとき、X線の照射方向の揺動を実行するモードである揺動モードをONにしておくことにより、ガイドワイヤの位置を検出して、動きが停止したか否かを自動判定してX線の照射方向の揺動を自動で実行させることができる。
Hereinafter, an example of a procedure using the swinging in the X-ray irradiation direction according to the above-described embodiment will be described. Here, the opening treatment of the stenosis site will be described as an example. First, the operator operates so as to image a region where he / she wants to see the X-ray
続いて、操作者は、血管にガイドワイヤを挿入し、狭窄部位を挟んで反対側の血管に造影剤を注入して目標到達位置(狭窄部位)を目視で確認しながら、ガイドワイヤを進行させる。ここで、ガイドワイヤの進行が停止した場合に、揺動機構制御部212は、Cアーム15を最初の位置から±1〜5度の角度付けを行うように制御する。
Subsequently, the operator inserts a guide wire into the blood vessel, injects a contrast medium into the blood vessel on the opposite side across the stenosis site, and advances the guide wire while visually confirming the target arrival position (stenosis site). . Here, when the progress of the guide wire stops, the swinging
一例を挙げると、揺動機構制御部212は、Cアーム15をLAO方向に2度傾け、続いて、RAO方向に2度傾ける。揺動機構制御部212は、これを繰り返し実行するようにCアーム15を制御する。画像生成制御部213は、Cアーム15の角度付けが実行されている間に収集されたX線の情報からX線画像を生成させる。そして、表示制御部214は、生成されたX線画像をリアルタイムで表示部23にて表示させる。
For example, the swinging
図6は、第1の実施形態に係る表示制御部214の制御によって表示されるX線画像の一例を示す図である。例えば、図6の(A)に示すように、ガイドワイヤと反対側血管とが描出されたX線画像が観察されながら、狭窄部位の開通治療が行われているとする。かかる場合に、ガイドワイヤの先端の動きが停止したと判定されると、揺動機構制御部212の制御によってCアーム15の角度が変化されながら、X線画像が生成されて表示される。すなわち、表示制御部214は、図6の(B)及び(C)に示すように、ガイドワイヤ先端及び反対側血管を側面から観察した場合のX線画像を動画像で表示する。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an X-ray image displayed under the control of the
操作者は、これらの画像(動画像)を観察することにより、撮影対象(ガイドワイヤや血管など)の3次元的な状態を把握することができ、到達すべき血管がどこにあるのか明確にわかるようになる。 By observing these images (moving images), the operator can grasp the three-dimensional state of the object to be imaged (guidewire, blood vessel, etc.), and clearly know where the blood vessel to be reached is. It becomes like this.
上述した例では、X線画像からガイドワイヤの動きを判定して、自動でX線の照射方向の揺動を行う場合について説明したが、第1の実施形態に係るX線診断装置100は、操作者による指示を受付けて、X線の照射方向の揺動を実行することも可能である。かかる場合には、例えば、入力部22が、X線の照射方向の揺動を実行させるための入力操作である揺動操作を受付ける。そして、揺動機構制御部212は、入力部22が揺動操作を受付けると、X線の照射方向の揺動(Cアーム15の角度付け)を実行する。
In the above-described example, the case where the movement of the guide wire is determined from the X-ray image and the swing in the X-ray irradiation direction is automatically performed has been described. However, the X-ray
一例を挙げると、操作者は、X線画像から撮影対象の3次元的な状態が把握できなくなった(奥行き情報を所望する)場合に、スイッチを押下する。これにより、揺動機構制御部212がCアーム15の角度付けを開始して、動画像が表示されるようになる。その間に、操作者は、造影剤の注入を行いながら、ガイドワイヤを進行させる。スイッチを押下させている間、Cアーム15は、所定の角度付けを継続して行う。
For example, the operator presses the switch when the three-dimensional state of the imaging target cannot be grasped from the X-ray image (desired depth information is desired). As a result, the swing
ここで、操作者は、撮影対象の3次元的な状態を1度確認すると、その位置関係が頭に残っており、何度も確認しなくてもよい場合がある。かかる場合には、撮影対象の3次元的な状態の確認後もCアーム15が継続して動いていると、その動きが煩わしくなる場合も考えられる。そこで、本実施形態に係るX線診断装置100では、操作者の入力操作1回に対して、Cアーム15を1周期分移動させるように制御することも可能である。
Here, when the operator confirms the three-dimensional state of the photographing target once, the positional relationship remains in the head, and there is a case where the operator does not have to confirm it many times. In such a case, if the C-
例えば、操作者が、入力部22に備えられたジョイスティックを1回操作する(例えば、手前に1回倒す)と、揺動機構制御部212は、Cアーム15に対してRAO〜LAOの方向で1往復の角度付けを実行させる。このとき、Cアーム15は、1往復の角度付けを実行したのちに、元の位置に正確に戻って停止する。これにより、操作者は、撮影対象の3次元的な状態を把握するとともに、Cアーム15が継続して動いていることに対する煩わしさを感じることもなく、最初に撮影した元の位置におけるX線画像を観察し続けることができる。
For example, when the operator operates the joystick provided in the
なお、X線の照射方向を揺動させる角度(Cアーム15を動かす角度)は、操作者によって任意に決定することができ、例えば、表示部23に揺動させる角度を入力するためのGUIを表示させることも可能である。
The angle at which the X-ray irradiation direction is swung (the angle at which the C-
次に、図7を用いて、第1の実施形態に係るX線診断装置100の処理について説明する。図7は、第1の実施形態に係るX線診断装置100による処理の手順を示すフローチャートである。ここで、図7においては、ガイドワイヤの動きを自動で判定して、X線の照射方向の揺動を自動で実行する場合の処理について示す。
Next, processing of the X-ray
図7に示すように、第1の実施形態に係るX線診断装置100においては、揺動モードがONであると(ステップS101肯定)、入力部22が揺動操作を受付けたか否かを判定する(ステップS102)。ここで、揺動操作を受付けた場合には(ステップS102肯定)、揺動機構制御部212は、Cアーム15の角度付けを実行させることで、X線の照射方向を揺動する(ステップS106)。
As shown in FIG. 7, in the X-ray
一方、揺動操作を受付けていない場合には(ステップS102否定)、判定部211は、経時的に撮影されている複数のX線画像を取得して(ステップS103)、各X線画像におけるガイドワイヤの位置をそれぞれ検出する(ステップS104)。そして、判定部211は、検出したX線画像ごとのガイドワイヤの位置から、ガイドワイヤの動きが停止して所定の時間が経過したか否かを判定する(ステップS105)。
On the other hand, when the swing operation has not been accepted (No at Step S102), the
ここで、ガイドワイヤの動きが停止して所定の時間が経過していないと判定された場合には(ステップS105否定)、ステップS102に戻って、入力部22が、揺動操作を受付けたか否かを判定する。一方、ガイドワイヤの動きが停止して所定の時間が経過していると判定された場合には(ステップS105肯定)、揺動機構制御部212は、Cアーム15の角度付けを実行させることで、X線の照射方向を揺動する(ステップS106)。
If it is determined that the movement of the guide wire has stopped and the predetermined time has not elapsed (No at Step S105), the process returns to Step S102, and whether or not the
そして、第1の実施形態に係るX線診断装置100は、操作者によって手技終了の操作が実行されたか否かを判定する(ステップS107)。ここで、手技が終了していないと判定された場合には(ステップS107否定)、ステップS102に戻って、入力部22が、揺動操作を受付けたか否かを判定する。一方、手技が終了したと判定された場合には(ステップS107肯定)、X線診断装置100は、処理を終了する。
Then, the X-ray
上述したように、第1の実施形態によれば、X線管装置(X線管12及びX線絞り装置13)は、被検体に対してX線を照射する。X線検出器16は、X線管装置から照射され、被検体を通過したX線を検出する。揺動機構制御部212は、X線管装置によって被検体に対して照射されるX線の照射方向を揺動させる。画像生成制御部213は、揺動機構制御部212によって照射方向が揺動されながら被検体に対して照射され、当該被検体を通過したX線の情報を用いてX線画像を生成する。表示制御部214は、画像生成制御部213によって生成されたX線画像を表示部23にて表示させるように制御する。従って、第1の実施形態に係るX線診断装置100は、撮影対象を種々の方向から描出したX線画像を操作者に観察させることができ、撮影対象の3次元的な状態を詳細に把握させることを可能にする。すなわち、第1の実施形態に係るX線診断装置100は、X線の照射方向を円/楕円/ランダムの軌跡を描いて揺動することにより、被検体内に走行する例えば血管等に対してより好適に3次元的な状態を操作者に把握させることを可能にする。これにより操作者は、よりスムーズにガイドワイヤ操作を行うことが可能となることから、手技時間の短縮が期待できるとともに、被検体及び術者のX線被曝量減少にも寄与する。
As described above, according to the first embodiment, the X-ray tube device (the
上述したように、第1の実施形態に係るX線診断装置100は、3次元空間内において自在にX線の照射方向を揺動させることができる。従って、第1の実施形態に係るX線診断装置100は、例えば、血管の走行が細かく変化する場合などであっても対応することができ、撮影対象の3次元的な状態をより詳細に把握させることを可能にする。
As described above, the X-ray
また、第1の実施形態によれば、揺動機構制御部212は、X線管装置及びX線検出器を支持するCアーム15を3次元空間内で自在に動かすことで、X線の照射方向を揺動させる。従って、第1の実施形態に係るX線診断装置100は、バイプレーン装置を用いることなく、撮影対象の3次元的な状態を詳細に把握させることができ、X線診断装置の大型化を抑制して、手術室のスペースを有効に利用することを可能にする。
Further, according to the first embodiment, the swinging
また、第1の実施形態によれば、判定部211は、画像生成制御部213によって生成されたX線画像に含まれる血管の走行が不明であるか否かを判定する。揺動機構制御部212は、判定部211によって血管の走行が不明であると判定された場合に、X線の照射方向を揺動させる。従って、第1の実施形態に係るX線診断装置100は、X線の照射方向の揺動を自動で行うことができ、操作者が手技で両手を使えない状態にある場合でも、適切にX線の照射方向の揺動を実行することを可能にする。
Further, according to the first embodiment, the
また、第1の実施形態によれば、判定部211は、X線画像に含まれる血管内に挿入されたガイドワイヤの位置に基づいて、当該ガイドワイヤの動きを検出し、ガイドワイヤの動きが停止した場合に、血管の走行が不明であると判定する。従って、第1の実施形態に係るX線診断装置100は、血管の走行が不明であるか否かをリアルタイムに判定して、判定結果を即時X線の照射方向の揺動に反映させることを可能にする。
Further, according to the first embodiment, the
また、第1の実施形態によれば、入力部22は、X線の照射方向を揺動させるための入力操作を受付ける。揺動機構制御部212は、入力部22が所定の入力操作を受付けた場合に、X線の照射方向を1周期分揺動させる。従って、第1の実施形態に係るX線診断装置100は、撮影対象の3次元的な状態を把握させるとともに、Cアーム15が継続して動いていることに対する煩わしさを感じることもなく、最初に撮影した元の位置におけるX線画像を観察させ続けることを可能にする。
Further, according to the first embodiment, the
(第2の実施形態)
上述した第1の実施形態では、Cアーム15をスライド回転させたり、旋回させたりすることで、X線の照射方向を揺動させる場合について説明した。第2の実施形態では、X線管装置(X線管及びX線絞り装置)を揺動させることで、X線の照射方向を揺動させる例について説明する。図8は、第2の実施形態に係るX線診断装置200の構成の一例を示す図である。
(Second Embodiment)
In the above-described first embodiment, the case where the X-ray irradiation direction is swung by sliding and rotating the C-
図8に示すように、第2の実施形態に係るX線診断装置200は、天板14と、X線管12と、X線絞り装置13と、X線検出器16と、管球保持部201と、スタンド202とを備え、X線画像を撮影する。なお、図8には示さないが、X線診断装置200は、操作者が操作する操作卓をさらに備えており、操作者の各種指示を操作卓を介して受け付けることにより動作し、X線画像の撮影を行なう。第2の実施形態に係るX線診断装置200としては、例えば、X線TV装置等が挙げられる。
As shown in FIG. 8, the X-ray
以下、第1の実施形態に係るX線診断装置100と同様の構成においては、同一符号を付して説明を省略する。なお、第2の実施形態に係るX線診断装置200は、図示していないが内部に図3に示すシステム制御部21と同様の制御部を備え、かかるシステム制御部21によって全体制御が行われる。
Hereinafter, in the same configuration as the X-ray
管球保持部201は、X線管12を保持し、スタンド202は、管球保持部201および天板14を連結する。これにより、図8に示すように、X線管12とX線検出器16とは、天板14を挟んで対向するように配置される。
The tube holding unit 201 holds the
第2の実施形態に係る揺動機構制御部212は、X線管装置(X線管12及びX線絞り装置13)によるX線の照射方向を変更することで、X線の照射方向を揺動させる。具体的には、第2の実施形態に係る揺動機構制御部212は、管球保持部201に備えられた揺動装置(不図示)を制御することにより、X線管装置(X線管12及びX線絞り装置13)によるX線の照射方向を変更する。揺動装置は、例えば、モータなどによって、天板14に対するX線管装置の向きを任意に変化させることができる装置である。例えば、揺動機構制御部212は、揺動装置を制御してX線管装置の向きを変化させることで、X線の照射方向を揺動させる。
The swinging
さらに、第2の実施形態に係るX線診断装置200は、可動部分にカバーを設置することで、可動部分が外部に露出することで操作者に与える煩わしさを取り除くことができる。図9は、第2の実施形態に係るX線診断装置200の構成の変形例を示す図である。例えば、X線診断装置200は、図9に示すように、X線管12、X線絞り装置13及び管球保持部201を覆うようにカバー203が備えられる。これにより、揺動装置を制御してX線管装置の向きを変化させた場合でも、外見上動いている部分はなく、治療に係る手技の邪魔になるような煩わしさを操作者に与えることを抑止することを可能にする。
Furthermore, the X-ray
上述したように、第2の実施形態によれば、揺動機構制御部212は、X線管装置によるX線の照射方向を変更することで、X線の照射方向を揺動させる。従って、第2の実施形態に係るX線診断装置200は、Cアームを有さないX線TV装置のような装置においても、撮影対象の3次元的な状態を詳細に把握させることを可能にする。
As described above, according to the second embodiment, the swinging
(第3の実施形態)
上述した第1及び第2の実施形態では、Cアーム15或いはX線管装置を動かすことによってX線の照射方向を揺動させる場合について説明した。第3の実施形態では、X線管から発生するX線の焦点を変化させることにより、X線の照射方向を揺動させる場合について説明する。
(Third embodiment)
In the first and second embodiments described above, the case where the X-ray irradiation direction is swung by moving the C-
かかる手法は、図1に示すX線診断装置100及び図8に示すX線診断装置200のどちらにおいても適用することが可能である。すなわち、第3の実施形態に係る揺動機構制御部212は、X線管装置に含まれるX線管によるX線の照射方向を変更することで、X線の照射方向を揺動させる。例えば、第3の実施形態に係る揺動機構制御部212は、Flying Focal Spot機能によりX線管から発生するX線の焦点を変化させて、X線の照射方向を揺動させる。
Such a technique can be applied to both the X-ray
図10は、第3の実施形態に係る揺動機構制御部212によって制御されるX線の焦点の変化例を示す図である。例えば、第3の実施形態に係るX線管12は、電磁的にX線焦点を移動可能なX線管が用いられる。そして、揺動機構制御部212は、X線管12に対してかける磁力を変化させることにより、図10に示すように、X線焦点を位置12aから位置12bにシフトさせる。これにより、撮影対象(例えば、ガイドワイヤや、造影血管)に対して異なる角度からX線を照射することができる。すなわち、撮影対象を異なる角度から描出したX線画像を生成して表示することができ、操作者に撮影対象の側面を観察させることが可能である。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a change in the focus of the X-ray controlled by the swing
上述したように、第3の実施形態によれば、揺動機構制御部212は、X線管装置に含まれるX線管12によるX線の照射方向を変更することで、X線の照射方向を揺動させる。従って、第3の実施形態に係るX線診断装置は、大掛かりな装置の制御を伴うことなく、撮影対象の3次元的な状態をより高精度に把握させることを可能にする。
As described above, according to the third embodiment, the swinging
(第4の実施形態)
さて、これまで第1、第2及び第3の実施形態について説明したが、上述した第1、第2及び第3の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
(Fourth embodiment)
The first, second and third embodiments have been described so far, but may be implemented in various different forms other than the first, second and third embodiments described above. .
上述した第1、第2及び第3の実施形態では、本願に係る技術を狭窄部位の開通治療に用いる場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、X線画像において撮影対象の3次元的な状態を把握するような手技であればどのようなものにも適用することができる。図11は、第4の実施形態に係る適用例を説明するための図である。本願に係る技術は、例えば、図11に示すように、ステントとガイドワイヤの位置関係を把握するために用いることも可能である。 In the above-described first, second, and third embodiments, the case where the technique according to the present application is used for open treatment of a stenosis site has been described. However, the embodiment is not limited to this, and the present invention can be applied to any technique as long as it grasps the three-dimensional state of an imaging target in an X-ray image. FIG. 11 is a diagram for explaining an application example according to the fourth embodiment. For example, as shown in FIG. 11, the technology according to the present application can be used to grasp the positional relationship between the stent and the guide wire.
上述した第2の実施形態では、X線管装置を揺動させる例として、X線TV装置を挙げて説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、図1に示すようなCアームを備えたX線診断装置のX線管装置を揺動させる場合であってもよい。 In the above-described second embodiment, the X-ray TV apparatus has been described as an example of swinging the X-ray tube apparatus. However, the embodiment is not limited to this. For example, the X-ray tube apparatus of the X-ray diagnostic apparatus having the C-arm as shown in FIG. 1 may be swung.
上述した第1、第2及び第3の実施形態においては、血管を撮影する場合を一例に挙げて説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、消化管のような線状構造物(長細い臓器、組織など)を対象にした撮影であれば、どのようなものにも適用することができる。 In the above-described first, second, and third embodiments, the case of imaging a blood vessel has been described as an example. However, the embodiment is not limited to this. For example, any embodiment may be applied as long as the imaging is performed on a linear structure (such as a long thin organ or tissue) such as the digestive tract. be able to.
上述した第1、第2及び第3の実施形態においては、医療用デバイスとしてガイドワイヤを用いる場合を一例に挙げて説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、カテーテルなどの細長い医療用デバイスを用いる場合であれば、どのようなものにも適用することができる。 In the first, second, and third embodiments described above, the case where a guide wire is used as a medical device has been described as an example. However, the embodiment is not limited to this, and can be applied to any device as long as an elongated medical device such as a catheter is used.
以上説明したとおり、第1、第2、第3及び第4の実施形態によれば、本実施形態のX線診断装置は、撮影対象の3次元的な状態をより高精度に把握させることを可能にする。 As described above, according to the first, second, third, and fourth embodiments, the X-ray diagnostic apparatus according to the present embodiment makes it possible to grasp the three-dimensional state of the imaging target with higher accuracy. to enable.
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、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
21 システム制御部
22 入力部
23 表示部
24 画像データ生成部
100、200 X線診断装置
211 判定部
212 揺動機構制御部
213 画像生成制御部
214 表示制御部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記X線管装置から照射され、前記被検体を通過したX線を検出するX線検出器と、
前記X線管装置によって前記被検体に対して照射されるX線の照射方向を揺動させる揺動機構と、
前記揺動機構によって照射方向が揺動されながら前記被検体に対して照射され、当該被検体を通過したX線の情報を用いてX線画像を生成する画像生成手段と、
前記画像生成手段によって生成されたX線画像を所定の表示部にて表示させるように制御する表示制御手段と、
を備え、
前記搖動機構は、前記X線の照射方向において所定の照射方向から搖動を開始させ、通過した経路とは異なる経路を通って前記所定の照射方向に戻るように、前記X線の照射方向を搖動させることを特徴とするX線診断装置。 An X-ray tube device for irradiating the subject with X-rays;
An X-ray detector that detects X-rays irradiated from the X-ray tube device and passed through the subject;
A rocking mechanism for rocking the irradiation direction of X-rays irradiated to the subject by the X-ray tube device;
Image generating means for generating an X-ray image using information of X-rays that are irradiated to the subject while the irradiation direction is swung by the swing mechanism and passed through the subject;
Display control means for controlling the X-ray image generated by the image generation means to be displayed on a predetermined display unit;
Equipped with a,
The peristaltic mechanism starts peristalsis from a predetermined irradiation direction in the X-ray irradiation direction, and perturbs the X-ray irradiation direction so as to return to the predetermined irradiation direction through a path different from the path that has passed through. X-ray diagnostic apparatus characterized by causing.
前記揺動機構は、前記判定手段によって前記線状構造物の走行が不明であると判定された場合に、前記X線の照射方向を揺動させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載のX線診断装置。 A determination unit for determining whether or not the travel of the linear structure included in the X-ray image generated by the image generation unit is unknown;
The said rocking | fluctuation mechanism rock | fluctuates the irradiation direction of the said X-ray, when it determines with driving | running | working of the said linear structure being unclear by the said determination means. The X-ray diagnostic apparatus as described in any one.
前記揺動機構は、前記受付手段が所定の入力操作を受付けた場合に、前記X線の照射方向を1周期分揺動させることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載のX線診断装置。 A receiving means for receiving an input operation for swinging the X-ray irradiation direction;
The swing mechanism swings the X-ray irradiation direction by one period when the receiving unit receives a predetermined input operation. X-ray diagnostic equipment.
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