JP6327780B2

JP6327780B2 - Ｘ線透視撮影装置

Info

Publication number: JP6327780B2
Application number: JP2012085989A
Authority: JP
Inventors: 筒井　和彦; 和彦筒井
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2012-04-05
Filing date: 2012-04-05
Publication date: 2018-05-23
Anticipated expiration: 2032-04-05
Also published as: JP2013215247A

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認識することは、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、デバイスの近傍に金属等のＸ線反射物が存在した場合には、デバイスを認識しようとしても、Ｘ線反射物をデバイスであると誤認識する場合がある。例えば、冠動脈インターベンションを実行している場合に、心臓付近にペースメーカーが埋設されていた場合には、このペースメーカーをデバイスであると誤認識する可能性がある。

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、金属物等が撮影領域に存在していた場合にも、それをデバイスと誤認識することを防止することが可能なＸ線透視撮影装置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及びマーカを含む領域を透視または連続撮影して、Ｘ線画像を表示部に表示するＸ線透視撮影装置において、前記表示部に表示された前記デバイス及びマーカを含む領域の画像から、前記デバイス及びマーカ以外のＸ線反射物を除去した注目領域を設定する注目領域設定手段と、前記注目領域の画像を複数枚取得する画像取得部と、前記画像取得部により取得した数枚の画像を重ね合わせて積算画像を作成する積算部と、前記積算部により作成した積算画像から前記デバイスの部分を抽出する抽出部とを備え、画像処理後の画像を前記表示部に表示する画像処理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、前記注目領域設定手段は、注目領域の設定を促す手段と、入力部により入力された情報に基づいて注目領域の設定を行う設定手段とから構成される。

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、前記注目領域の設定を促す手段は、前記表示部に対して入力を促す誘導メッセージを表示する誘導メッセージ表示手段である。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明において、前記デバイスは、血管内に設置されるステントである。

請求項１から請求項３に記載の発明によれば、例えば、ペースメーカーのような金属物等が撮影領域に存在していた場合にも、それを注目領域から除外することにより、金属物等をデバイスと誤認識することを防止することが可能となる。

請求項４に記載の発明によれば、デバイスとしてのステントを誤認識することなく抽出することが可能となる。

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画像の概要図である。表示部２６に表示された心臓付近の画像の概要図である。この発明に係る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。

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Ｅ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を有し、装置全体を制御する制御部６０を備える。この制御部６０は、後述する誘導メッセージ表示部６７および設定部６８からなる注目領域設定部６２と、画像取得部６３、積算部６４、抽出部６５および拡大表示部６６からなる画像処理部６１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の両側には、一対のマーカ４３が付設されている。

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、Ｘ線治療時にステント４２の位置を明示するためのものである。

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の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。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。

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５１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。図６および図７は、Ｘ線管３１から照射されたＸ線をフラットパネルディテクタ３２により検出し、この検出信号を画像処理することで表示部２６に表示される心臓付近の画像の概要図である。

このＸ線透視撮影装置においては、後述するように、重ね合わせ画像２からステント４２部分を抽出する構成を有する。この時、心臓付近に、金属からなるＸ線反射物であるペースメーカー１０１等が配置されていた場合においては、ステント４２部分の抽出時に、ステント４２ではなくペースメーカー１０１が検出される可能性がある。このため、この発明に係るＸ線透視撮影装置においては、画像処理部６１における注目領域設定部６２により、表示部２６に表示されたデバイスであるステント４２を含む領域の画像から、ステント４２以外のＸ線反射物であるペースメーカー１０１を除去する構成を採用している。

すなわち、図６に示すように、図３に示す注目領域設定部６２における誘導メッセージ表示部６７は、表示部２６に表示される心臓付近の画像に対して、誘導メッセージ１０２を表示する。この誘導メッセージ１０２は、例えば、「デバイスのみを選択してください」というテキスト表示である。なお、テキスト表示にかえて、デバイスの選択を促す画像を誘導メッセージ１０２として表示してもよい。オペレータは、この誘導メッセージ１０２に従って、表示部２６に表示されたステント４２を含む領域の画像から、ステント４２以外のＸ線反射物であるペースメーカー１０１を除去する。

オペレータが、表示部２６に表示されたデバイスを含む領域の画像から、ステント４２以外のＸ線反射物であるペースメーカー１０１を除去するためには、Ｘ線管３１を低いエネルギーで点灯した状態で、オペレータがコリメータ２３をマニュアル操作する。すなわち、オペレータが表示部２６に表示されるＸ線画像を確認しながらコリメータリーフ２４をマニュアル操作で移動させることにより、表示部２６に表示されたステント４２を含む領域の画像から、ステント４２以外のＸ線反射物(この実施形態においてはペースメーカー１０１）を除去する。図７に示すように、注目領域設定部６２における設定部６８は、この時のコリメータリーフ２４の位置に基づいて、注目領域１００を設定する。

なお、このように、実際にＸ線管３１を点灯して得たＸ線画像を確認してコリメータリーフ２４を移動させることにより注目領域１００を設定するかわりに、バーチャルコリメータと呼称される、コリメータリーフ２４の移動量からＸ線照射野を表示するシステムを利用してもよい。この場合には、コリメータリーフ２４の移動量に対応した領域が、表示部２６にＸ線画像とともに表示される。注目領域設定部６２における設定部６８は、この時のコリメータリーフ２４の位置に基づいて、注目領域１００を設定する。

また、コリメータリーフ２４を移動させるかわりに、表示部２６に表示されるＸ線画像に対して、オペレータが入力部２７を操作して注目領域１００を設定するようにしてもよい。この場合には、オペレータが表示部２６に表示されるＸ線画像に基づいて、入力部２７におけるマウス等を使用することにより、表示部２６に表示されたステント４２を含む領域の画像から、ペースメーカー１０１を除去する。注目領域設定部６２における設定部６８は、この時の入力部２７からの信号に基づいて、注目領域１００を設定する。

注目領域１００の設定が完了すれば、透視あるいは連続撮影を実行する。図８は、この発明に係る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。なお、図８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注目領域１００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における画像処理部６１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。

すなわち、画像処理部６１における画像取得部６３は、注目領域１００の画像を複数枚取得する。そして、画像処理部６１における積算部６４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重ね合わせ画像２を作成する。画像処理部６１における抽出部６５は、重ね合わせ画像２からステント４２部分を抽出する。しかる後、画像処理部６１における拡大表示部６６は、抽出部６５により抽出して得たステント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９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、上述した注目領域１００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。

以上のように、この発明に係るＸ線撮影装置においては、表示部２６に表示されたデバイスであるステント４２を含む領域の画像から、ステント４２以外のＸ線反射物であるペースメーカー１０１を除去した注目領域１００を設定し、この注目領域１００に対して画像の積算と抽出とを実行することから、例えば、ペースメーカーのような金属物等が撮影領域に存在していた場合にも、それを注目領域から除外することにより、デバイスと誤認識することを防止することが可能となる。

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
３１Ｘ線管
３２フラットパネルディテクタ
３３Ｃ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画像処理部
６２注目領域設定部
６３画像取得部
６４積算部
６５抽出部
６６拡大表示部
６７誘導メッセージ表示部
６８設定部
１００注目領域
１０１ペースメーカー
１０２誘導メッセージ

Claims

X線管と、前記X線管から照射され被検体を通過したX線を検出するX線検出器とを備え、前記被検体の体内に挿入されたデバイス及びマーカを含む領域を透視または連続撮影して、X線画像を表示部に表示するX線透視撮影装置において、
前記表示部に表示された前記デバイス及びマーカを含む領域の画像から、前記デバイス及びマーカ以外のX線反射物を除去した注目領域を設定することを操作者に促す通知を行う通知手段と、
前記注目領域を設定する注目領域設定手段と、
前記注目領域の画像を複数枚取得する画像取得部と、前記画像取得部により取得した数枚の画像を重ね合わせて積算画像を作成する積算部と、前記積算部により作成した積算画像から前記デバイスの部分を抽出する抽出部とを備え、前記抽出部で抽出された画像を前記表示部に表示する画像処理部と、
を備えることを特徴とするX線透視撮影装置。
請求項１に記載のX線透視撮影装置において、
前記デバイスは、血管内に設置されるステントであるX線透視撮影装置。