JP6351994B2 - X-ray equipment - Google Patents

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  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Description

本発明の一態様としての本実施形態は、X線透視を行なうX線装置に関する。   The present embodiment as one aspect of the present invention relates to an X-ray apparatus that performs X-ray fluoroscopy.

従来、健康診断等の医療分野において、被検体の撮影部位に放射線(代表的には、X線)を照射して、撮影部位を透過した放射線の強度分布を検出し、撮影部位の画像を得るX線装置が広く利用されている。   Conventionally, in a medical field such as a medical examination, radiation (typically, X-rays) is irradiated to an imaging region of a subject, and an intensity distribution of the radiation that has passed through the imaging region is detected to obtain an image of the imaging region. X-ray devices are widely used.

近年、X線装置を用いて、被検体に対する低侵襲性などの利点により体内に細い索状部材で構成された索状の挿入器具を挿入して行なう手術の普及が著しい。体内に挿入される索状の挿入器具としては、電極カテーテル、アブレーションカテーテル、及びマイクロカテーテルなどのカテーテル(カテーテルと共に導入されるガイドワイヤを含む)がある。一般に、カテーテルは人体に比べてX線を吸収しやすいため、X線画像上では黒い細線として観察される。   2. Description of the Related Art In recent years, the use of an X-ray apparatus to perform surgery by inserting a cord-like insertion instrument composed of a thin cord-like member into the body due to advantages such as low invasiveness to a subject has been remarkably widespread. Examples of cord-like insertion devices that are inserted into the body include electrode catheters, ablation catheters, and catheters such as microcatheters (including guide wires introduced with the catheters). In general, since a catheter absorbs X-rays more easily than a human body, it is observed as a black thin line on an X-ray image.

カテーテルが用いられる手術の一例としてX線透視下カテーテル術がある。X線透視下カテーテル術は、大腿部の動脈などから体内にカテーテルを挿入し、リアルタイムで表示される透視画像を参照しながらカテーテルを患部まで導いて治療を行なうものである。術者は、あたかも迷路のように張り巡らされた血管内を適切な経路を介して患部までカテーテルを導かなくてはならない。そのための操作は、体外に出ているカテーテルの部分を操ることにより行なわれる。このように、X線透視下カテーテル術には熟練した手技が必要とされる。   An example of a surgery in which a catheter is used is catheterization under fluoroscopy. Under fluoroscopic catheterization, a catheter is inserted into the body from the femoral artery or the like, and treatment is performed by guiding the catheter to the affected area while referring to a fluoroscopic image displayed in real time. The surgeon must guide the catheter to the affected part through an appropriate route through the blood vessel stretched like a maze. The operation for that is performed by manipulating the portion of the catheter that is outside the body. Thus, skilled procedures are required for catheterization under fluoroscopy.

カテーテルは透視画像において容易に認識できるが、血管の分枝や狭窄部位は認識できない(石灰化が生じている部分はかすかに見える場合がある)。そのため、度々カテーテルから体内に造影剤を流出させて、ほんの数秒間現れる染影を観察することでカテーテルの進路をその都度確認している。   The catheter can be easily recognized in the fluoroscopic image, but the branch and stenosis site of the blood vessel cannot be recognized (the part where the calcification has occurred may be faintly seen). Therefore, the path of the catheter is confirmed each time by frequently letting the contrast medium flow out from the catheter into the body and observing the staining appearing for only a few seconds.

なお、ワイヤを挿入して行なう手術においてリアルタイムで表示される透視画像におけるワイヤの像の動きを抑制する技術が開示される(例えば、特許文献1参照)。   In addition, a technique for suppressing the movement of a wire image in a fluoroscopic image displayed in real time in an operation performed by inserting a wire is disclosed (see, for example, Patent Document 1).

特開2011−156321号公報JP 2011-156321 A

従来のX線透視下カテーテル術において、カテーテルの進路確認のために度々造影剤が体内に流出された場合、造影剤による染影はほんの数秒間であるので、その時間内にカテーテルの進路を確認するには術者に相当の熟練が必要である。また、造影剤は腎臓機能などに負荷を与えるため人体への使用量が制限されている。   In conventional X-ray fluoroscopic catheterization, if the contrast medium is frequently discharged into the body to confirm the course of the catheter, the contrast medium is only a few seconds, so the path of the catheter is confirmed within that time. To do this, the surgeon needs considerable skill. Moreover, since the contrast agent imposes a load on the kidney function and the like, the amount to be used on the human body is limited.

特に、大動脈弁置換術(TAVR/TAVI)や、電極カテーテルを不整脈の原因となっている部分に挿入して高周波電流を流して原因部位を焼き切る治療法である不整脈のアブレーション治療(EP)においては、心臓を含む領域のX線透視を行ないながら、心臓の動き(拍動)に合わせてカテーテルの進路を確認する必要がある。度々造影剤が体内に流出されて位置を把握した後は、その後の心臓の動きをも予測しながらカテーテルを勧める必要があるため、特に術者の熟練が必要である。   In particular, in aortic valve replacement (TAVR / TAVI) and arrhythmia ablation treatment (EP), which is a treatment method in which an electrode catheter is inserted into the part causing arrhythmia and a high-frequency current is passed to burn the cause part. It is necessary to confirm the course of the catheter in accordance with the movement (beat) of the heart while performing X-ray fluoroscopy of the region including the heart. Since it is necessary to recommend a catheter while predicting the subsequent movement of the heart after the contrast medium is frequently discharged into the body and the position is grasped, it is particularly necessary for the operator to be skilled.

さらに、腎除神経カテーテル術において、腎臓を含む領域のX線透視を行ないながら、腎臓の動き(呼吸動)に合わせてカテーテルの進路を確認する必要があり、術者の熟練が必要である。   Furthermore, in renal denervation catheterization, it is necessary to check the course of the catheter in accordance with the movement of the kidney (respiration movement) while performing fluoroscopy of the region including the kidney, and the skill of the operator is required.

本実施形態のX線装置は、上述した課題を解決するために、造影透視を行なって、複数フレームの造影透視画像を生成する造影透視画像生成手段と、前記複数フレームの造影透視画像に、前記造影透視と共に収集された位相情報をそれぞれ対応付けて記憶部に登録する造影透視画像登録手段と、非造影透視を行なって、非造影透視画像を生成する非造影透視画像生成手段と、前記記憶部に登録された複数の造影透視画像に基づいて、前記非造影透視画像の位相情報に対応するフレームの造影透視画像を取得する造影透視画像取得手段と、前記非造影透視画像と、前記取得された造影透視画像とをサブトラクション処理してサブトラクション画像を生成するサブトラクション処理手段と、前記非造影透視画像に、前記サブトラクション画像を重畳して重畳画像を生成し、前記重畳画像を表示部に表示させる重畳処理手段と、を有する。 X-ray apparatus of this embodiment, in order to solve the above problems, by performing granulation shadow perspective, the contrast fluoroscopic image producing means for producing a contrast fluoroscopic images of a plurality of frames, in contrast fluoroscopic images of a plurality of frames, Contrast fluoroscopic image registration means for registering the phase information collected together with the contrast fluoroscopy in the storage unit in association with each other, non-contrast fluoroscopic image generation means for generating non-contrast fluoroscopic images by performing non- contrast fluoroscopy, and the storage Based on a plurality of contrast fluoroscopic images registered in the unit, a contrast fluoroscopic image acquisition means for acquiring a contrast fluoroscopic image of a frame corresponding to the phase information of the non-contrast fluoroscopic image, the non-contrast fluoroscopic image, and the acquired Subtraction processing means for generating a subtraction image by performing subtraction processing on the contrast-enhanced fluoroscopic image, and superimposing the subtraction image on the non-contrast fluoroscopic image To generate a superimposed image, having a superimposition processing means for displaying the superimposed image to the display unit.

本実施形態のX線装置の外観構造を示す概略図。Schematic which shows the external appearance structure of the X-ray apparatus of this embodiment. 本実施形態のX線装置の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the X-ray apparatus of this embodiment. 本実施形態のX線装置の機能を示すブロック図。The block diagram which shows the function of the X-ray apparatus of this embodiment. 第2の造影透視画像セットの生成を説明するための図。The figure for demonstrating the production | generation of a 2nd contrast fluoroscopic image set. サブトラクション処理を説明するための図。The figure for demonstrating a subtraction process. 重畳画像の一例を示す図。The figure which shows an example of a superimposed image. 不整脈の検知を説明するための図。The figure for demonstrating the detection of an arrhythmia. 本実施形態のX線装置の動作を示すフローチャート。The flowchart which shows operation | movement of the X-ray apparatus of this embodiment.

本実施形態のX線装置について、添付図面を参照して説明する。   The X-ray apparatus of this embodiment is demonstrated with reference to an accompanying drawing.

図1は、本実施形態のX線装置の外観構造を示す概略図である。図2は、本実施形態のX線装置の構成を示す概略図である。   FIG. 1 is a schematic view showing an external structure of the X-ray apparatus of the present embodiment. FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the X-ray apparatus of the present embodiment.

図1は、天井走行式Ωアーム及び床置き式Cアームを備えるX線装置1と、インジェクタIと、ECG(electrocardiogram)計測器Eとを示す。図2は、天井走行式Cアーム(アンダーチューブタイプ)のみを備えるX線装置1を示す。以下、図2に示すように、天井走行式Cアームのみを備えるX線装置1を用いて説明する。   FIG. 1 shows an X-ray apparatus 1 having an overhead traveling Ω arm and a floor-standing C arm, an injector I, and an ECG (electrocardiogram) measuring instrument E. FIG. 2 shows an X-ray apparatus 1 having only an overhead traveling C-arm (undertube type). Hereinafter, as shown in FIG. 2, description will be made using an X-ray apparatus 1 having only the overhead traveling C-arm.

X線装置1は、大きくは、保持装置2、高電圧供給装置3、寝台装置4、コントローラ5、手術室表示部6、スピーカ7、手術室入力部8、及びDF(digital fluorography)装置(ワークステーション)9から構成される。保持装置2、高電圧供給装置3、寝台装置4、コントローラ5、手術室表示部6、スピーカ7、及び手術室入力部8は、一般的には、外科手術室(検査・治療室)に設置される。一方、DF装置9は、外科手術室に隣接する制御室に設置される。なお、X線装置1は、図1に示す天井走行式Ωアーム及び床置き式Cアームや、図2に示す天井走行式Cアームのみを備えるものに限定されるものではなく、天井走行式Ωアームのみや、床置き式Cアームのみを備えるものであってもよい。また、X線装置1は、オーバーチューブタイプのCアームを備えるX線装置であってもよい。   The X-ray apparatus 1 generally includes a holding device 2, a high voltage supply device 3, a bed device 4, a controller 5, an operating room display unit 6, a speaker 7, an operating room input unit 8, and a DF (digital fluorescence) device (workpiece). Station) 9. The holding device 2, the high voltage supply device 3, the bed device 4, the controller 5, the operating room display unit 6, the speaker 7, and the operating room input unit 8 are generally installed in a surgical operating room (examination / treatment room). Is done. On the other hand, the DF device 9 is installed in a control room adjacent to the surgical operating room. The X-ray apparatus 1 is not limited to the overhead traveling type Ω arm and floor-standing type C arm shown in FIG. 1 or the overhead traveling type C arm shown in FIG. Only an arm or only a floor-standing C-arm may be provided. The X-ray apparatus 1 may be an X-ray apparatus including an overtube type C-arm.

保持装置2は、スライド機構21、鉛直軸回転機構22、懸垂アーム23、Cアーム回転機構24、Cアーム25、X線照射装置26、及びX線検出装置27を設ける。   The holding device 2 includes a slide mechanism 21, a vertical axis rotation mechanism 22, a suspension arm 23, a C arm rotation mechanism 24, a C arm 25, an X-ray irradiation device 26, and an X-ray detection device 27.

スライド機構21は、Z軸方向レール211、X軸方向レール212、及び台車213を設ける。スライド機構21は、コントローラ5による制御によって、鉛直軸回転機構22、懸垂アーム23、Cアーム回転機構24、Cアーム25、X線照射装置26、及びX線検出装置27を一体として水平方向にスライドさせる。   The slide mechanism 21 includes a Z-axis direction rail 211, an X-axis direction rail 212, and a carriage 213. The slide mechanism 21 slides in the horizontal direction integrally with the vertical axis rotation mechanism 22, the suspension arm 23, the C arm rotation mechanism 24, the C arm 25, the X-ray irradiation device 26, and the X-ray detection device 27 under the control of the controller 5. Let

Z軸方向レール211は、Z軸方向(天板41の長軸方向)に延設され、天井に支持される。   The Z-axis direction rail 211 extends in the Z-axis direction (the long axis direction of the top plate 41) and is supported by the ceiling.

X軸方向レール212は、X軸方向(天板41の短軸方向)に延設され、その両端のローラ(図示しない)を介してZ軸方向レール211に支持される。X軸方向レール212は、コントローラ5による制御によって、Z軸方向レール211上をZ軸方向に移動される。   The X-axis direction rail 212 extends in the X-axis direction (short axis direction of the top plate 41) and is supported by the Z-axis direction rail 211 via rollers (not shown) at both ends thereof. The X-axis direction rail 212 is moved in the Z-axis direction on the Z-axis direction rail 211 under the control of the controller 5.

台車213は、ローラ(図示しない)を介してX軸方向レール212に支持される。台車213は、コントローラ5による制御によって、X軸方向レール212上をX軸方向に移動される。   The carriage 213 is supported by the X-axis direction rail 212 via a roller (not shown). The carriage 213 is moved on the X-axis direction rail 212 in the X-axis direction under the control of the controller 5.

台車213を支持するX軸方向レール212がZ軸方向レール211上をZ軸方向に移動可能であり、台車213がX軸方向レール212上をX軸方向に移動可能であるので、台車213は、外科手術室内を、水平方向(X軸方向及びZ軸方向)に移動可能である。   Since the X-axis direction rail 212 that supports the carriage 213 can move in the Z-axis direction on the Z-axis direction rail 211, and the carriage 213 can move in the X-axis direction on the X-axis direction rail 212, the carriage 213 can be In the surgical operation room, it can move in the horizontal direction (X-axis direction and Z-axis direction).

鉛直軸回転機構22は、台車213に回転可能に支持される。鉛直軸回転機構22は、コントローラ5による制御によって、懸垂アーム23、Cアーム回転機構24、Cアーム25、X線照射装置26、及びX線検出装置27を一体として鉛直軸回転方向に回転させる。   The vertical axis rotation mechanism 22 is rotatably supported by the carriage 213. The vertical axis rotation mechanism 22 rotates the suspension arm 23, the C arm rotation mechanism 24, the C arm 25, the X-ray irradiation device 26, and the X-ray detection device 27 as a unit in the vertical axis rotation direction under the control of the controller 5.

懸垂アーム23は、鉛直軸回転機構22によって支持される。   The suspension arm 23 is supported by the vertical axis rotation mechanism 22.

Cアーム回転機構24は、懸垂アーム23に回転可能に支持される。Cアーム回転機構24は、コントローラ5による制御によって、Cアーム25、X線照射装置26、及びX線検出装置27を一体として懸垂アーム23に対する回転方向に回転させる。   The C arm rotation mechanism 24 is rotatably supported by the suspension arm 23. The C-arm rotation mechanism 24 rotates the C-arm 25, the X-ray irradiation device 26, and the X-ray detection device 27 together in the rotation direction with respect to the suspension arm 23 under the control of the controller 5.

Cアーム25は、Cアーム回転機構24によって支持され、X線照射装置26とX線検出装置27とを、被検体Sを中心に対向配置させる。Cアーム25の背面又は側面にはレール(図示しない)が設けられ、Cアーム回転機構24とCアーム25とによって挟み込まれる当該レールを介してCアーム25は、コントローラ5による制御によって、X線照射装置26及びX線検出装置27を一体としてCアーム25の円弧方向に円弧動させる。   The C-arm 25 is supported by the C-arm rotation mechanism 24, and the X-ray irradiation device 26 and the X-ray detection device 27 are arranged opposite to each other with the subject S as the center. A rail (not shown) is provided on the back surface or side surface of the C arm 25, and the C arm 25 is irradiated with X-rays under the control of the controller 5 through the rail sandwiched between the C arm rotation mechanism 24 and the C arm 25. The device 26 and the X-ray detection device 27 are integrally moved in the arc direction of the C arm 25.

X線照射装置26は、Cアーム25の一端に設けられる。X線照射装置26は、コントローラ5による制御によって、前後動が可能なように設けられる。X線照射装置26は、X線管(X線源)261及び可動絞り装置262を設ける。   The X-ray irradiation device 26 is provided at one end of the C arm 25. The X-ray irradiation device 26 is provided so as to be able to move back and forth under the control of the controller 5. The X-ray irradiation device 26 includes an X-ray tube (X-ray source) 261 and a movable aperture device 262.

X線管261は、高電圧供給装置3から高電圧電力の供給を受けて、高電圧電力の条件に応じてX線を発生する。   The X-ray tube 261 receives supply of high voltage power from the high voltage supply device 3 and generates X-rays according to the condition of high voltage power.

可動絞り装置262は、コントローラ5による制御によって、X線管261のX線照射口で、X線を遮蔽する物質から構成された絞り羽根を移動可能に支持する。なお、X線管261の前面に、X線管261によって発生されたX線の線質を調整する線質調整フィルタ(図示しない)を備えてもよい。   The movable diaphragm device 262 movably supports a diaphragm blade made of a substance that shields X-rays at the X-ray irradiation port of the X-ray tube 261 under the control of the controller 5. Note that a radiation quality adjustment filter (not shown) for adjusting the quality of the X-rays generated by the X-ray tube 261 may be provided on the front surface of the X-ray tube 261.

X線検出装置27は、Cアーム25の他端であってX線照射装置26に対向するように設けられる。X線検出装置27は、コントローラ5による制御によって、前後動が可能なように設けられる。X線検出装置27は、FPD(平面検出器:flat panel detector)271及びA/D(analog to degital)変換回路272を備える。   The X-ray detection device 27 is provided at the other end of the C arm 25 so as to face the X-ray irradiation device 26. The X-ray detection device 27 is provided so as to be able to move back and forth under the control of the controller 5. The X-ray detection apparatus 27 includes an FPD (Flat Panel Detector) 271 and an A / D (analog to digital) conversion circuit 272.

FPD271は、二次元に配列された複数の検出素子を有する。FPD271の各検出素子間は、走査線と信号線とが直交するように配設される。なお、FPD271の前面に、グリッド(図示しない)が備えられてもよい。グリッドは、FPD271に入射する散乱線を吸収してX線画像のコントラストを改善するために、X線吸収の大きい鉛等によって形成されるグリッド板と透過しやすいアルミニウムや木材等とが交互に配置される。   The FPD 271 has a plurality of detection elements arranged in two dimensions. Between the detection elements of the FPD 271, the scanning lines and the signal lines are arranged so as to be orthogonal to each other. Note that a grid (not shown) may be provided on the front surface of the FPD 271. In order to improve the contrast of the X-ray image by absorbing the scattered radiation incident on the FPD 271, the grid is alternately arranged with a grid plate formed of lead or the like having a large X-ray absorption and easily transmitted aluminum or wood. Is done.

A/D変換回路272は、FPD271から出力される時系列的なアナログ信号(ビデオ信号)の投影データをデジタル信号に変換し、DF装置9に出力する。   The A / D conversion circuit 272 converts the projection data of the time-series analog signal (video signal) output from the FPD 271 into a digital signal and outputs it to the DF device 9.

なお、X線検出装置27は、I.I.(image intensifier)−TV系であってもよい。I.I.−TV系では、被検体Sを透過したX線及び直接入射されるX線を可視光に変換し、さらに、光−電子−光変換の過程で輝度の倍増を行なって感度のよい投影データを形成させ、CCD(charge coupled device)撮像素子を用いて光学的な投影データを電気信号に変換する。   The X-ray detection device 27 is an I.I. I. (Image intensifier) -TV system may be used. I. I. -In the TV system, X-rays transmitted through the subject S and directly incident X-rays are converted into visible light, and brightness is doubled in the process of light-electron-light conversion to obtain highly sensitive projection data. The optical projection data is converted into an electrical signal by using a CCD (charge coupled device) image sensor.

高電圧供給装置3は、コントローラ5の制御に従って、X線照射装置26のX線管261に高電圧電力を供給可能である。   The high voltage supply device 3 can supply high voltage power to the X-ray tube 261 of the X-ray irradiation device 26 under the control of the controller 5.

寝台装置4は、床面に支持される寝台本体(図示しない)と、寝台本体によって支持される天板(カテーテルテーブル)41とを備える。寝台装置4は、コントローラ5による制御によって、天板41をスライド(X、Z軸方向)動、上下(Y軸方向)動及びローリングさせる。天板41は、被検体Sを載置可能である。なお、保持装置2は、X線照射装置26が天板41の下方に位置するアンダーチューブタイプである場合を説明するが、X線照射装置26が天板41の上方に位置するオーバーチューブタイプである場合であってもよい。   The bed apparatus 4 includes a bed main body (not shown) supported on the floor surface and a top board (catheter table) 41 supported by the bed main body. Under the control of the controller 5, the couch device 4 causes the top board 41 to slide (X and Z axis directions), move up and down (Y axis direction), and roll. The top 41 can mount the subject S. In addition, although the holding | maintenance apparatus 2 demonstrates the case where the X-ray irradiation apparatus 26 is an undertube type located below the top plate 41, the X-ray irradiation apparatus 26 is an overtube type located above the top plate 41. There may be some cases.

コントローラ5は、図示しないCPU(central processing unit)及びメモリを含んでいる。コントローラ5は、DF装置9の制御に従って、保持装置2及び寝台装置4の移動を制御すると共に、透視・撮影のためにX線照射装置26、X線検出装置27、及び高電圧供給装置3の動作を制御する。   The controller 5 includes a CPU (central processing unit) and a memory (not shown). The controller 5 controls the movement of the holding device 2 and the couch device 4 according to the control of the DF device 9, as well as the X-ray irradiation device 26, the X-ray detection device 27, and the high voltage supply device 3 for fluoroscopic imaging. Control the behavior.

手術室表示部6は、画像を、種々のパラメータの文字情報や目盛等と共に表示する。手術室表示部6としては、液晶表示器等の表示デバイスを利用可能である。   The operating room display unit 6 displays an image together with character information and scales of various parameters. As the operating room display unit 6, a display device such as a liquid crystal display can be used.

スピーカ7は、後述するマイク97からの電気信号を物理振動に変えて、音楽や音声などの音を生み出す機器である。   The speaker 7 is a device that generates sound such as music and voice by changing an electrical signal from a microphone 97 described later into physical vibration.

手術室入力部8は、主に助手等の操作者によって操作が可能なキーボード及びマウス等であり、操作に従った入力信号がコントローラ5に送られる。   The operating room input unit 8 is mainly a keyboard and a mouse that can be operated by an operator such as an assistant, and an input signal according to the operation is sent to the controller 5.

DF装置9は、コンピュータをベースとして構成されており、X線装置1全体の動作制御や、保持装置2によって取得された透視画像や撮影画像に関する画像処理等を行なう装置である。DF装置9は、システム制御部91、X線画像生成部92、X線画像処理部93、X線画像記憶部94、制御室表示部95、制御室入力部96、及びマイク97を有する。   The DF device 9 is configured based on a computer, and is a device that performs operation control of the entire X-ray device 1, image processing related to a fluoroscopic image and a captured image acquired by the holding device 2, and the like. The DF device 9 includes a system control unit 91, an X-ray image generation unit 92, an X-ray image processing unit 93, an X-ray image storage unit 94, a control room display unit 95, a control room input unit 96, and a microphone 97.

システム制御部91は、図示しないCPU及びメモリを含んでいる。システム制御部91は、コントローラ5や、各部92乃至97を制御する。   The system control unit 91 includes a CPU and a memory (not shown). The system control unit 91 controls the controller 5 and each unit 92 to 97.

X線画像生成部92は、システム制御部91の制御によって、保持装置2のA/D変換回路272から出力された投影データに対して対数変換処理(LOG処理)行なって必要に応じて加算処理して、X線画像(透視画像及び撮影画像(DA画像))のデータを生成する。   The X-ray image generation unit 92 performs logarithmic conversion processing (LOG processing) on the projection data output from the A / D conversion circuit 272 of the holding device 2 under the control of the system control unit 91 and performs addition processing as necessary. Then, data of an X-ray image (a fluoroscopic image and a captured image (DA image)) is generated.

X線画像処理部93は、システム制御部91の制御によって、X線画像生成部92によって生成されたX線画像に対して画像処理を施す。画像処理としては、データに対する拡大/階調/空間フィルタ処理や、時系列に蓄積されたデータの最小値/最大値トレース処理、及びノイズを除去するための加算処理等が挙げられる。なお、X線画像処理部93による画像処理後のデータは、手術室表示部6及び制御室表示部95に出力されると共に、X線画像記憶部94等の記憶装置に記憶される。   The X-ray image processing unit 93 performs image processing on the X-ray image generated by the X-ray image generation unit 92 under the control of the system control unit 91. Examples of image processing include enlargement / gradation / spatial filter processing on data, minimum / maximum value tracing processing of data accumulated in time series, and addition processing for removing noise. The data after the image processing by the X-ray image processing unit 93 is output to the operating room display unit 6 and the control room display unit 95, and is also stored in a storage device such as the X-ray image storage unit 94.

制御室表示部95は、画像を、種々のパラメータの文字情報や目盛等と共に表示する。制御室表示部95としては、手術室表示部6と同様に、液晶表示器等の表示デバイスを利用可能である。   The control room display unit 95 displays an image together with character information and scales of various parameters. As the control room display unit 95, as with the operating room display unit 6, a display device such as a liquid crystal display can be used.

制御室入力部96は、操作者によって操作が可能なキーボード及びマウス等であり、操作に従った入力信号がシステム制御部91に送られる。   The control room input unit 96 is a keyboard and a mouse that can be operated by an operator, and an input signal according to the operation is sent to the system control unit 91.

マイク97は、周辺の音を集音して電気信号に変換する機器である。   The microphone 97 is a device that collects ambient sounds and converts them into electrical signals.

インジェクタIは、一般的には、外科手術室に設置される。インジェクタIは、コントローラ5による制御に従って被検体Sの足の付け根、手首、及び肘などにある動脈から患部に挿入された図示しない電極カテーテル、アブレーションカテーテル、及びマイクロカテーテルなどのカテーテルに対して造影剤を注入する装置である。カテーテルは、カテーテルと共に導入されるガイドワイヤを含む。   The injector I is generally installed in a surgical operating room. The injector I is a contrast agent for a catheter such as an electrode catheter, an ablation catheter, and a microcatheter (not shown) inserted into an affected part from an artery at the base of the foot, wrist, elbow or the like of the subject S according to the control of the controller 5. Is a device for injecting. The catheter includes a guide wire that is introduced with the catheter.

ECG計測器Eは、主に被検体Sの心臓付近の体表に接触させて使用される。ECG計測器Eは、時系列のECG信号(心電図信号)を計測し、そのECG信号をデジタル変換する。また、ECG計測器Eは、不揮発性の半導体メモリ等によって構成され、デジタル変換されたECG信号を一時的に記憶するメモリ(図示しない)を含む。メモリに記憶されたECG信号は、DF装置9に送られる。   The ECG measuring instrument E is mainly used in contact with the body surface near the heart of the subject S. The ECG measuring device E measures a time-series ECG signal (electrocardiogram signal), and digitally converts the ECG signal. The ECG measuring instrument E is constituted by a non-volatile semiconductor memory or the like, and includes a memory (not shown) that temporarily stores a digitally converted ECG signal. The ECG signal stored in the memory is sent to the DF device 9.

図3は、本実施形態のX線装置1の機能を示すブロック図である。   FIG. 3 is a block diagram showing functions of the X-ray apparatus 1 of the present embodiment.

図1に示すDF装置9のシステム制御部91がプログラムを実行することによって、図3に示すようにX線装置1は、保持・寝台装置設置手段91a、造影透視画像生成手段91b、造影透視画像登録手段91c、非造影透視画像生成手段91d、造影透視画像取得手段91e、サブトラクション処理手段91f、及び重畳処理手段91gとして機能する。なお、DF装置9の機能としての各手段91a乃至91gの一部又は全部は、コントローラ5で機能するものであってもよい。また、X線装置1の機能としての各手段91a乃至91gの一部又は全部は、X線装置1にハードウェアとして備えられるものであってもよい。   When the system control unit 91 of the DF device 9 shown in FIG. 1 executes the program, as shown in FIG. 3, the X-ray device 1 has a holding / bed device installation unit 91a, a contrast fluoroscopic image generation unit 91b, and a contrast fluoroscopic image. It functions as registration means 91c, non-contrast fluoroscopic image generation means 91d, contrast fluoroscopic image acquisition means 91e, subtraction processing means 91f, and superimposition processing means 91g. Note that some or all of the units 91 a to 91 g as functions of the DF device 9 may function in the controller 5. In addition, some or all of the units 91 a to 91 g as functions of the X-ray apparatus 1 may be provided as hardware in the X-ray apparatus 1.

保持・寝台装置設置手段91aは、天板41(図2に図示)に被検体Sを載置させた後、X線照射位置及び角度を変えるために手術室入力部8(図2に図示)から入力された指示をコントローラ5を介して受け、当該指示に従ってコントローラ5を介して保持装置2及び寝台装置4(いずれも図2に図示)を移動させて任意の位置に保持装置2及び寝台装置4を設置(位置決め)する機能を有する。例えば、保持・寝台装置設置手段91aは、X線照射位置を調整するために、コントローラ5を介して、スライド機構21と天板41(いずれも図2に図示)とのうち少なくとも一方をスライドさせて位置決めする。また、例えば、保持・寝台装置設置手段91aは、X線照射角度を調整するために、コントローラ5を介して、鉛直軸回転機構22、Cアーム回転機構24、及びCアーム25(いずれも図2に図示)のうち少なくとも1つを回転動させるか、Cアーム25を円弧動させて位置決めする。   The holding / bed apparatus installation means 91a places the subject S on the top board 41 (shown in FIG. 2), and then changes the X-ray irradiation position and angle to the operating room input unit 8 (shown in FIG. 2). The instruction received from the controller 5 is received via the controller 5, and the holding device 2 and the couch device 4 (both shown in FIG. 2) are moved via the controller 5 in accordance with the instruction to hold the holding device 2 and the couch device at arbitrary positions. 4 has a function to install (position). For example, the holding / bed apparatus setting means 91a slides at least one of the slide mechanism 21 and the top board 41 (both shown in FIG. 2) via the controller 5 in order to adjust the X-ray irradiation position. Position. In addition, for example, the holding / bed apparatus setting unit 91a may adjust the X-ray irradiation angle via the controller 5 through the vertical axis rotation mechanism 22, the C arm rotation mechanism 24, and the C arm 25 (all of which are shown in FIG. 2). At least one of them is rotated or the C arm 25 is moved in a circular arc.

造影透視画像生成手段91bは、手術室入力部8(図2に図示)から入力された指示をコントローラ5を介して受け、当該指示に従ってコントローラ5を介してインジェクタIを動作させて、被検体S(図2に図示)に導入されたカテーテル(図示しない)の先端から被検体S内に造影剤を流出させる機能を有する。さらに、造影透視画像生成手段91bは、被検体S内に造影剤が存在する状態で、コントローラ5を介してX線検出装置27及び高電圧供給装置3(ともに図2に図示)を動作させてX線透視(造影透視)を実行させる機能を有する。また、造影透視画像生成手段91bは、X線画像生成部92及びX線画像処理部93を制御して、造影透視による複数フレームの透視画像(造影透視画像)を生成する機能を有する。ここで、造影透視画像生成手段91bは、被検体Sへの造影剤の流入開始タイミングに合わせて造影透視を開始してもよいし、被検体Sへの造影剤の流入後の任意のタイミングで造影透視を開始してもよい。   The contrast fluoroscopic image generation unit 91b receives an instruction input from the operating room input unit 8 (illustrated in FIG. 2) via the controller 5, operates the injector I via the controller 5 in accordance with the instruction, and performs the test on the subject S. It has a function of causing a contrast medium to flow into the subject S from the tip of a catheter (not shown) introduced into (shown in FIG. 2). Further, the contrast fluoroscopic image generation means 91b operates the X-ray detection device 27 and the high voltage supply device 3 (both shown in FIG. 2) via the controller 5 in the state where the contrast agent exists in the subject S. It has a function to execute X-ray fluoroscopy (contrast fluoroscopy). Further, the contrast fluoroscopic image generation unit 91b has a function of controlling the X-ray image generation unit 92 and the X-ray image processing unit 93 to generate a multi-frame fluoroscopic image (contrast fluoroscopic image) by contrast fluoroscopy. Here, the contrast fluoroscopic image generation unit 91b may start the contrast fluoroscopy in synchronization with the start of the flow of the contrast medium into the subject S, or at an arbitrary timing after the flow of the contrast medium into the subject S. Contrast fluoroscopy may be started.

造影透視画像登録手段91cは、ECG計測器Eによって得られたECG信号を取得し、造影透視画像生成手段91bによって生成された造影透視画像に、ECG信号(位相情報)を対応付けてX線画像記憶部94に登録する機能を有する。X線画像記憶部94には、時系列のECG信号に基づく心電波形が対応付けられた、少なくとも1心周期分の複数フレームの造影透視画像(造影剤透視画像セット)が登録される。   The contrast fluoroscopic image registration means 91c acquires the ECG signal obtained by the ECG measuring device E, and associates the ECG signal (phase information) with the contrast fluoroscopic image generated by the contrast fluoroscopic image generation means 91b to obtain an X-ray image. It has a function of registering in the storage unit 94. In the X-ray image storage unit 94, a plurality of frames of contrast fluoroscopic images (contrast medium fluoroscopic image set) for at least one cardiac cycle, in which electrocardiographic waveforms based on time-series ECG signals are associated, are registered.

非造影透視画像生成手段91dは、被検体S内に造影剤が存在しない状態で、手術室入力部8(図2に図示)から入力された指示をコントローラ5を介して受け、当該指示に従ってコントローラ5を介してX線検出装置27及び高電圧供給装置3(ともに図2に図示)を動作させてX線透視(非造影透視)を実行させる機能を有する。また、非造影透視画像生成手段91dは、X線画像生成部92及びX線画像処理部93を制御して、非造影透視による透視画像(非造影透視画像)をリアルタイム画像として生成する機能を有する。   The non-contrast fluoroscopic image generation means 91d receives an instruction input from the operating room input unit 8 (shown in FIG. 2) via the controller 5 in a state where no contrast agent is present in the subject S, and the controller according to the instruction 5, the X-ray detection device 27 and the high-voltage supply device 3 (both shown in FIG. 2) are operated to perform X-ray fluoroscopy (non-contrast fluoroscopy). The non-contrast fluoroscopic image generation means 91d has a function of controlling the X-ray image generation unit 92 and the X-ray image processing unit 93 to generate a non-contrast fluoroscopic image (non-contrast fluoroscopic image) as a real-time image. .

造影透視画像取得手段91eは、X線画像記憶部94に記憶された造影透視画像セットに基づいて、ECG計測器Eによって得られた現在のECG信号に基づく心位相に対応するフレームの造影透視画像を取得する(読み出す)機能を有する。造影透視画像取得手段91eは、造影透視画像セットから、非造影透視画像の心位相に一致するフレームの造影透視画像を取得してもよいし(下記式(1)の場合)、造影透視画像セットから、非造影透視画像の心位相に近い複数フレームの造影透視画像を得、得られた複数フレームの造影透視画像を補間して補間後の造影透視画像を取得してもよい(下記式(2)の場合)。後者の場合、造影透視中と非造影透視中とでは被検体Sの心拍数が異なることがあるからである。   The contrast fluoroscopic image acquisition means 91e is a contrast fluoroscopic image of a frame corresponding to the cardiac phase based on the current ECG signal obtained by the ECG measuring device E based on the contrast fluoroscopic image set stored in the X-ray image storage unit 94. Has a function of acquiring (reading). The contrast fluoroscopic image acquisition unit 91e may acquire a contrast fluoroscopic image of a frame that matches the cardiac phase of the non-contrast fluoroscopic image from the contrast fluoroscopic image set (in the case of the following formula (1)), or the contrast fluoroscopic image set. From this, a plurality of frames of contrast fluoroscopic images close to the cardiac phase of the non-contrast fluoroscopic images may be obtained, and the obtained contrast fluoroscopic images of the plurality of frames may be interpolated to obtain a contrast fluoroscopic image after interpolation (the following formula (2) )in the case of). This is because in the latter case, the heart rate of the subject S may differ between contrast-enhanced fluoroscopy and non-contrast-enhanced fluoroscopy.

非造影透視画像生成手段91dによる非造影透視中、ECG信号は常にモニタリングされている。そこで、造影透視画像取得手段91eは、ECG信号に基づいて、非造影透視中に心拍数を常に記録し続け、非造影透視中における過去の心拍数(過去の複数の心周期における平均心拍数)を算出する。そして、造影透視画像取得手段91eは、非造影透視中における過去の平均心拍数が、造影透視中における心拍数と異なるかどうかを判断する。   During non-contrast fluoroscopy by the non-contrast fluoroscopic image generating means 91d, the ECG signal is constantly monitored. Therefore, the contrast fluoroscopic image obtaining unit 91e continuously records the heart rate during non-contrast fluoroscopy based on the ECG signal, and the past heart rate during non-contrast fluoroscopy (average heart rate in a plurality of past cardiac cycles). Is calculated. Then, the contrast fluoroscopic image acquisition unit 91e determines whether the past average heart rate during non-contrast fluoroscopy is different from the heart rate during contrast fluoroscopy.

非造影透視中における過去の平均心拍数(BPMr)と、造影透視中における心拍数(BPMc)とが次の式(1)を満たす場合、登録された造影透視画像セットは、非造影透視画像を再現するために十分なフレーム数を有している。その場合、造影透視画像取得手段91eは、心位相が近い複数フレームの造影透視画像による補間は必要ないと判断する。そして、造影透視画像取得手段91eは、登録された造影透視画像セットから、非造影透視画像に心位相が一致するフレームの造影透視画像を取得する。   When the past average heart rate (BPMr) during non-contrast fluoroscopy and the heart rate (BPMc) during contrast fluoroscopy satisfy the following equation (1), the registered contrast fluoroscopic image set is a non-contrast fluoroscopic image: It has a sufficient number of frames to reproduce. In this case, the contrast fluoroscopic image acquisition unit 91e determines that interpolation using a plurality of frames of contrast fluoroscopic images having close cardiac phases is not necessary. Then, the contrast fluoroscopic image acquisition unit 91e acquires, from the registered contrast fluoroscopic image set, a contrast fluoroscopic image of a frame whose cardiac phase matches the non-contrast fluoroscopic image.

[数1]
BPMr≦BPMc …(1)
[Equation 1]
BPMr ≦ BPMc (1)

一方で、非造影透視中における過去の平均心拍数(BPMr)と、造影透視中における心拍数(BPMc)とが次の式(2)を満たす場合、登録された造影透視画像セットは、非造影透視画像を再現するための十分なフレーム数を有していない。その場合、造影透視画像取得手段91eは、心位相が近い複数フレームの造影透視画像による補間が必要であると判断する。この補間処理はモーフィング処理などでリアルタイムに行なってもよいし、造影透視画像生成手段91bによって生成された第1の造影透視画像セットを細かいフレームでリサンプリングした第2の造影透視画像セットを予めX線画像記憶部94に登録させてもよい。後者の場合、造影透視画像取得手段91eは、第2の造影透視画像セットから、非造影透視画像に心位相が一致するフレームの造影透視画像を取得する。   On the other hand, when the past average heart rate (BPMr) during non-contrast fluoroscopy and the heart rate (BPMc) during contrast fluoroscopy satisfy the following equation (2), the registered contrast fluoroscopic image set is non-contrast It does not have a sufficient number of frames to reproduce a fluoroscopic image. In this case, the contrast fluoroscopic image acquisition unit 91e determines that interpolation using a plurality of frames of contrast fluoroscopic images having close cardiac phases is necessary. This interpolation processing may be performed in real time by morphing processing or the like, or a second contrast fluoroscopic image set obtained by resampling the first contrast fluoroscopic image set generated by the contrast fluoroscopic image generating means 91b with a fine frame is preliminarily stored in X. It may be registered in the line image storage unit 94. In the latter case, the contrast fluoroscopic image acquisition unit 91e acquires, from the second contrast fluoroscopic image set, a contrast fluoroscopic image of a frame whose cardiac phase matches the non-contrast fluoroscopic image.

[数2]
BPMr>BPMc …(2)
[Equation 2]
BPMr> BPMc (2)

図4は、第2の造影透視画像セットの生成を説明するための図である。   FIG. 4 is a diagram for explaining generation of the second contrast fluoroscopic image set.

図4の上段は、心臓を含む領域が造影透視され、造影透視画像生成手段91b(図3に図示)によって生成された第1の造影透視画像セットを示す。第1の造影透視画像セットは、図4の中段に示す心電波形に疎に対応付けられる。第1の造影透視画像セットがリサンプリングされると、第1の造影透視画像セットより心位相が細かい第2の非造影透視画像セットが図4の下段のように得られる。第2の造影透視画像セットは、図4の中段に示す心電波形に密に対応付けられる。   The upper part of FIG. 4 shows a first contrast fluoroscopic image set generated by the contrast fluoroscopic image generation unit 91b (shown in FIG. 3) after the region including the heart is contrast-transparent. The first contrast fluoroscopic image set is loosely associated with the electrocardiogram waveform shown in the middle part of FIG. When the first contrast fluoroscopic image set is resampled, a second non-contrast fluoroscopic image set whose cardiac phase is finer than that of the first contrast fluoroscopic image set is obtained as shown in the lower part of FIG. The second contrast fluoroscopic image set is closely associated with the electrocardiographic waveform shown in the middle of FIG.

図3の説明に戻って、サブトラクション処理手段91fは、非造影透視画像生成手段91dによって生成された非造影透視画像と、造影透視画像取得手段91eによって取得されたフレームの造影透視画像とをサブトラクション処理してサブトラクション画像をリアルタイム画像として生成する機能を有する。   Returning to the description of FIG. 3, the subtraction processing unit 91f performs a subtraction process on the non-contrast fluoroscopic image generated by the non-contrast fluoroscopic image generation unit 91d and the contrast fluoroscopic image of the frame acquired by the contrast fluoroscopic image acquisition unit 91e. And a function of generating a subtraction image as a real-time image.

ここで、単純なサブトラクション処理のみでは骨の輪郭部分や、造影剤のゴミが残る可能性があるため、純粋な造影部分を抽出するための処理が必要である。造影部分を抽出する方法としては、例えば、次の様な方法がある。サブトラクション画像のフレーム毎に、ある閾値以上のシグナルをもつピクセルを抽出し、その中である面積以上のピクセルのみに限定する。   Here, only simple subtraction processing may leave bone contour portions or contrast medium dust, so processing for extracting a pure contrast portion is necessary. As a method for extracting a contrast portion, for example, there are the following methods. For each frame of the subtraction image, pixels having a signal equal to or greater than a certain threshold are extracted, and are limited to only pixels having a certain area or greater.

図5は、サブトラクション処理を説明するための図である。   FIG. 5 is a diagram for explaining the subtraction process.

図5の上段は、予め登録された、心臓を含む領域が造影透視された場合の造影透視画像セットを示す。造影透視画像セットに含まれる複数フレームの造影透視画像によれば、造影剤の濃淡が変化し、また、染影部分の大きさが変化する。非造影透視画像(図示しない)と、それに心位相が一致するフレームの造影透視画像とが差分されることで、図5の中段に示すようなサブトラクション画像が得られる。なお、図5の下段は、造影透視画像セット及びサブトラクション画像に対応する心電波形を示す。   The upper part of FIG. 5 shows a contrast fluoroscopic image set when a region including the heart registered in advance is subjected to contrast fluoroscopy. According to the contrast fluoroscopic images of a plurality of frames included in the contrast fluoroscopic image set, the contrast of the contrast agent changes and the size of the dyed portion changes. By subtracting a non-contrast fluoroscopic image (not shown) from a contrast fluoroscopic image of a frame whose cardiac phase matches that of the non-contrast fluoroscopic image, a subtraction image as shown in the middle of FIG. 5 is obtained. The lower part of FIG. 5 shows an electrocardiogram waveform corresponding to a contrast fluoroscopic image set and a subtraction image.

図3の説明に戻って、重畳処理手段91gは、非造影透視画像生成手段91dによって生成された非造影透視画像に、サブトラクション処理手段91fによって生成されたサブトラクション画像を重畳して重畳画像をリアルタイム画像として生成する機能を有する。さらに、重畳処理手段91gは、重畳画像をX線画像記憶部94に記憶させたり、手術室表示部6に表示させたりする。非造影透視画像生成手段91dによる非造影透視画像の生成に合わせてサブトラクション画像及び重畳画像が生成されることで、表示される重畳画像は更新される。   Returning to the description of FIG. 3, the superimposition processing unit 91g superimposes the subtraction image generated by the subtraction processing unit 91f on the non-contrast fluoroscopic image generated by the non-contrast fluoroscopic image generation unit 91d and displays the superimposed image in real time. It has the function to generate as. Furthermore, the superimposition processing unit 91g stores the superimposed image in the X-ray image storage unit 94 or displays it on the operating room display unit 6. By generating the subtraction image and the superimposed image in accordance with the generation of the non-contrast perspective image by the non-contrast perspective image generation unit 91d, the displayed superimposed image is updated.

図6は、重畳画像の一例を示す図である。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a superimposed image.

図6は、心臓を含む領域が造影透視・非造影透視された場合の重畳画像を示す。図6に示すように、重畳画像は、サブトラクション画像に含まれる染影部分Cと、非造影透視画像に含まれるカテーテルの像Kとを含む。重畳画像が更新表示されることで、複数の重畳画像が動画像として表示される。動画像を構成する複数の重畳画像は、常に造影部分を含むことになる。   FIG. 6 shows a superimposed image in a case where the region including the heart is subjected to contrast fluoroscopic / non-contrast fluoroscopy. As shown in FIG. 6, the superimposed image includes a stained portion C included in the subtraction image and a catheter image K included in the non-contrast fluoroscopic image. By superimposing and displaying the superimposed image, a plurality of superimposed images are displayed as moving images. The plurality of superimposed images constituting the moving image always include a contrast portion.

図3の説明に戻って、非造影透視中における過去の平均心拍数と、造影透視中における心拍数とが異なる場合の例として、不整脈を含む場合が挙げられる。不整脈が発生してしまうと、造影透視画像セットのフレームが不適切になることが考えられる。そこで、造影透視画像取得手段91eは、ECG計測器Eによって得られたECG信号に基づいて非造影透視中において不整脈を検知した場合、その旨の追加表示、不整脈を検知したフレームの前のフレームに対応する重畳画像の表示、及び、重畳画像から非造影透視画像への表示の切替のうち少なくとも1つを行なう。   Returning to the description of FIG. 3, an example in which the past average heart rate during non-contrast fluoroscopy differs from the heart rate during contrast fluoroscopy includes the case of including an arrhythmia. If an arrhythmia occurs, the frame of the contrast fluoroscopic image set may be inappropriate. Accordingly, when the contrast fluoroscopic image acquisition unit 91e detects an arrhythmia during non-contrast fluoroscopy based on the ECG signal obtained by the ECG measuring device E, the contrast fluoroscopic image acquisition unit 91e displays an additional display to that effect and a frame before the frame where the arrhythmia is detected. At least one of display of the corresponding superimposed image and switching of display from the superimposed image to the non-contrast perspective image is performed.

造影透視画像取得手段91eは、非造影透視中における過去の心拍数の傾向に基づいて予測される次のR波のタイミングと、実測のR波のタイミングとに基づいて不整脈を検知する。例えば、造影透視画像取得手段91eは、非造影透視中における過去の平均心拍数から大きく外れたタイミングのR波を実測することで不整脈を検知する。   The contrast fluoroscopic image acquisition unit 91e detects an arrhythmia based on the timing of the next R wave predicted based on the past heart rate tendency during non-contrast fluoroscopy and the timing of the actually measured R wave. For example, the contrast fluoroscopic image obtaining unit 91e detects an arrhythmia by actually measuring an R wave at a timing greatly deviating from the past average heart rate during non-contrast fluoroscopy.

図7は、不整脈の検知を説明するための図である。   FIG. 7 is a diagram for explaining detection of arrhythmia.

図7に示すように、非造影透視中における過去の心拍数(図7では4の心周期における平均心拍数)が求められる。過去の平均心拍数に基づいて予測される次のタイミングにおけるR波r1(破線)から閾値以上に遅れるタイミングでR波r2が現れる場合、不整脈が発生したと判断される。   As shown in FIG. 7, the past heart rate (average heart rate in 4 cardiac cycles in FIG. 7) during non-contrast fluoroscopy is obtained. If the R wave r2 appears at a timing delayed from the R wave r1 (broken line) at the next timing predicted based on the past average heart rate at a timing more than the threshold, it is determined that an arrhythmia has occurred.

続いて、本実施形態のX線装置1の動作について、図2及び図8を用いて説明する。   Subsequently, the operation of the X-ray apparatus 1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 8.

図8は、本実施形態のX線装置1の動作を示すフローチャートである。   FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the X-ray apparatus 1 of the present embodiment.

X線装置1は、天板41に被検体Sを載置させた後、X線照射位置及び角度を変えるための指示に従って任意の位置に保持装置2及び寝台装置4を位置決めする(ステップST1)。X線装置1は、インジェクタIを動作させて、被検体Sに導入されたカテーテル(図示しない)の先端から被検体S内に造影剤を流出させ、X線検出装置27及び高電圧供給装置3を動作させて造影透視を開始する(ステップST2)。   After placing the subject S on the top 41, the X-ray apparatus 1 positions the holding device 2 and the bed apparatus 4 at arbitrary positions according to instructions for changing the X-ray irradiation position and angle (step ST1). . The X-ray apparatus 1 operates the injector I to cause the contrast medium to flow into the subject S from the tip of a catheter (not shown) introduced into the subject S, and the X-ray detection device 27 and the high voltage supply device 3. To start contrast fluoroscopy (step ST2).

X線装置1は、X線画像生成部92及びX線画像処理部93を制御して、造影透視による複数フレームの造影透視画像を生成する(ステップST3)。X線装置1は、ECG計測器Eによって得られたECG信号を取得し、ステップST3によって生成された造影透視画像に、ECG信号を対応付けてX線画像記憶部94に登録する(ステップST4)。   The X-ray apparatus 1 controls the X-ray image generation unit 92 and the X-ray image processing unit 93 to generate a contrast fluoroscopic image of a plurality of frames by contrast fluoroscopy (step ST3). The X-ray apparatus 1 acquires the ECG signal obtained by the ECG measuring instrument E, and registers the ECG signal in the X-ray image storage unit 94 in association with the contrast fluoroscopic image generated in Step ST3 (Step ST4). .

X線装置1は、ステップST4によって1心周期分の造影透視画像セット(少なくとも1心周期分の造影透視画像セット)を登録したか否かを判断する(ステップST5)。ステップST5の判断にてYES、すなわち、1心周期分の造影透視画像セットを登録したと判断する場合、X線装置1は、ステップST2によって開始された造影透視を終了し(ステップST6)、X線検出装置27及び高電圧供給装置3を動作させて非造影透視を開始する(ステップST7)。一方、ステップST5の判断にてNO、すなわち、1心周期分の造影透視画像セットを登録していないと判断する場合、X線装置1は、ステップST3の動作に戻る。   The X-ray apparatus 1 determines whether or not a contrast fluoroscopic image set for one cardiac cycle (contrast fluoroscopic image set for at least one cardiac cycle) has been registered in step ST4 (step ST5). If YES in step ST5, that is, if it is determined that a contrast fluoroscopic image set for one cardiac cycle has been registered, the X-ray apparatus 1 ends the contrast fluoroscopy started in step ST2 (step ST6). The line detection device 27 and the high voltage supply device 3 are operated to start non-contrast fluoroscopy (step ST7). On the other hand, if the determination in step ST5 is NO, that is, if it is determined that a contrast fluoroscopic image set for one cardiac cycle is not registered, the X-ray apparatus 1 returns to the operation in step ST3.

ステップST7に次いで、X線装置1は、X線画像生成部92及びX線画像処理部93を制御して、非造影透視による非造影透視画像を生成する(ステップST8)。X線装置1は、ステップST8と同時に、ECG計測器Eによって得られたECG信号を取得し、ステップST4によってX線画像記憶部94に登録された造影透視画像セットに基づいて、取得されたECG信号に基づく心位相に対応するフレームの造影透視画像を取得する(ステップST9)。ステップST9において、X線装置1は、X線画像記憶部94に登録された造影透視画像セットに含まれる複数フレームの造影透視画像の中から、取得されたECG信号に基づく心位相に一致するフレームの造影透視画像を取得する。または、ステップST9において、X線装置1は、X線画像記憶部94に登録された造影透視画像セットに含まれる複数フレームの造影透視画像の中から、取得されたECG信号に基づく心位相に近い複数フレームの造影透視画像を得、複数フレームの造影透視画像を補間することで1の造影透視画像を取得する。   Subsequent to step ST7, the X-ray apparatus 1 controls the X-ray image generation unit 92 and the X-ray image processing unit 93 to generate a non-contrast fluoroscopic image by non-contrast fluoroscopy (step ST8). The X-ray apparatus 1 acquires the ECG signal obtained by the ECG measuring instrument E simultaneously with Step ST8, and acquires the acquired ECG based on the contrast fluoroscopic image set registered in the X-ray image storage unit 94 at Step ST4. A contrast fluoroscopic image of a frame corresponding to the cardiac phase based on the signal is acquired (step ST9). In step ST9, the X-ray apparatus 1 matches the cardiac phase based on the acquired ECG signal from the plurality of contrast fluoroscopic images included in the contrast fluoroscopic image set registered in the X-ray image storage unit 94. A contrast fluoroscopic image is acquired. Alternatively, in step ST9, the X-ray apparatus 1 is close to a cardiac phase based on an ECG signal acquired from a plurality of frames of contrast fluoroscopic images included in the contrast fluoroscopic image set registered in the X-ray image storage unit 94. A contrast fluoroscopic image of a plurality of frames is obtained, and one contrast fluoroscopic image is obtained by interpolating the contrast fluoroscopic images of a plurality of frames.

X線装置1は、ステップST8によって生成された非造影透視画像と、ステップST9によって取得されたフレームの造影透視画像とをサブトラクション処理してサブトラクション画像を生成する(ステップST10)。X線装置1は、ステップST8によって生成された非造影透視画像に、ステップST10によって生成されたサブトラクション画像を重畳して重畳画像をリアルタイム画像として生成する(ステップST11)。X線装置1は、ステップST11によって生成された重畳画像(図6に図示)をリアルタイム画像として手術室表示部6に表示させる(ステップST12)。   The X-ray apparatus 1 performs subtraction processing on the non-contrast fluoroscopic image generated in step ST8 and the contrast fluoroscopic image of the frame acquired in step ST9 to generate a subtraction image (step ST10). The X-ray apparatus 1 superimposes the subtraction image generated in step ST10 on the non-contrast fluoroscopic image generated in step ST8 to generate a superimposed image as a real-time image (step ST11). The X-ray apparatus 1 displays the superimposed image (shown in FIG. 6) generated in step ST11 on the operating room display unit 6 as a real-time image (step ST12).

X線装置1は、ステップST7によって開始された非造影透視を終了するか否かを判断する(ステップST13)。ステップST13の判断にてYES、すなわち、非造影透視を終了すると判断される場合、X線装置1は、動作を終了する。一方、ステップST13の判断にてNO、すなわち、非造影透視を終了しないと判断される場合、X線装置1は、ステップST8の動作に戻る。   The X-ray apparatus 1 determines whether or not to end the non-contrast fluoroscopy started in step ST7 (step ST13). If the determination in step ST13 is YES, that is, if it is determined that non-contrast fluoroscopy is to be ended, the X-ray apparatus 1 ends the operation. On the other hand, if the determination in step ST13 is NO, that is, if it is determined not to end non-contrast fluoroscopy, the X-ray apparatus 1 returns to the operation in step ST8.

従来技術によると、ステップST8によって生成された造影透視画像がリアルタイム画像として更新表示されていた。しかしながら、本実施形態のX線装置1によると、ステップST11によって生成された重畳画像がリアルタイム画像として更新表示されることになる。   According to the prior art, the contrast fluoroscopic image generated in step ST8 is updated and displayed as a real-time image. However, according to the X-ray apparatus 1 of the present embodiment, the superimposed image generated in step ST11 is updated and displayed as a real-time image.

ステップST8〜ST13の動作を繰り返している間に、被検体Sに対してX線透視下カテーテル術による施術が行なわれると、術者は、更新表示される、常に造影部分を含む重畳画像を参照しながらカテーテルを患部まで導いて治療を行なうことができる。特に、大動脈弁置換術(TAVR/TAVI)や、不整脈のアブレーション治療(EP)においても、術者は、心臓を含む領域の非造影透視を行ないながら、心臓の動き(拍動)に合った染影を確認しながらカテーテルの進路を決定することができる。   When the subject S is subjected to fluoroscopic catheterization while the operations of steps ST8 to ST13 are repeated, the surgeon always refers to the superimposed image that is updated and displayed and includes the contrast portion. The treatment can be performed by guiding the catheter to the affected area. In particular, even in aortic valve replacement (TAVR / TAVI) and arrhythmia ablation treatment (EP), the operator performs non-contrast fluoroscopy of the region including the heart, and stains that match the movement (beat) of the heart. The course of the catheter can be determined while checking the shadow.

なお、本実施形態のX線装置1が心電同期によるサブトラクション処理する場合を例にとって説明した。しかしながら、本実施形態のX線装置1は、呼吸同期によるサブトラクション処理にも応用できる。例えば、造影透視画像登録手段91cは、造影透視画像生成手段91bによって生成された造影透視画像に、計測器(図示しない)によって計測された呼吸位相を対応付けてX線画像記憶部94に登録する。そして、造影透視画像取得手段91eは、X線画像記憶部94に記憶された造影透視画像セットに基づいて、計測器によって得られた現在の呼吸位相に対応するフレームの造影透視画像を取得する(読み出す)。このような構成によれば、腎除神経カテーテル術において、腎臓を含む領域の非造影透視を行ないながら、腎臓の動きに合った染影を確認しながらカテーテルの進路を決定することができる。   Note that the case where the X-ray apparatus 1 of the present embodiment performs subtraction processing based on electrocardiogram synchronization has been described as an example. However, the X-ray apparatus 1 of the present embodiment can also be applied to subtraction processing based on respiratory synchronization. For example, the contrast fluoroscopic image registration unit 91c registers the contrast fluoroscopic image generated by the contrast fluoroscopic image generation unit 91b in the X-ray image storage unit 94 in association with the respiratory phase measured by a measuring instrument (not shown). . Then, the contrast fluoroscopic image acquisition unit 91e acquires a contrast fluoroscopic image of a frame corresponding to the current respiratory phase obtained by the measuring instrument based on the contrast fluoroscopic image set stored in the X-ray image storage unit 94 ( read out). According to such a configuration, in renal denervation catheterization, the course of the catheter can be determined while performing non-contrast fluoroscopy of the region including the kidney while confirming the staining that matches the movement of the kidney.

本実施形態のX線装置1によると、心電同期または呼吸同期された染影部分がリアルタイムの非造影透視画像に重畳された重畳画像が表示されることで、術者は、任意の位相における形状情報を把握することができ、術者の技術や経験に大きく依存していた治療時の手順を簡便にすることができる。また、本実施形態のX線装置1によると、被検体Sの体内に一旦造影剤が投与されればその際の造影透視画像セットを繰り返し使用することができるので、被検体Sの体内への造影剤の投与量の低減することができる。   According to the X-ray apparatus 1 of the present embodiment, the surgeon can display an image in an arbitrary phase by displaying a superimposed image in which an electrocardiogram-synchronized or respiratory-synchronized stained part is superimposed on a real-time non-contrast fluoroscopic image The shape information can be grasped, and the procedure at the time of treatment, which greatly depends on the skill and experience of the operator, can be simplified. In addition, according to the X-ray apparatus 1 of the present embodiment, once a contrast agent is administered into the body of the subject S, the contrast fluoroscopic image set at that time can be repeatedly used. The dose of the contrast agent can be reduced.

以上、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。これら新規な実施形態は、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、変更を行なうことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。   Although several embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1 X線装置
2 保持装置
4 寝台装置
5 コントローラ
6 手術室表示部
9 DF装置
26 X線照射装置
27 X線検出装置
91 システム制御部
91a 保持・寝台装置設置手段
91b 造影透視画像生成手段
91c 造影透視画像登録手段
91d 非造影透視画像生成手段
91e 造影透視画像取得手段
91f サブトラクション処理手段
91g 重畳処理手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 X-ray apparatus 2 Holding | maintenance apparatus 4 Bed apparatus 5 Controller 6 Operating room display part 9 DF apparatus 26 X-ray irradiation apparatus 27 X-ray detection apparatus 91 System control part 91a Holding | supporting / bed apparatus installation means 91b Contrast fluoroscopic image generation means 91c Contrast fluoroscopy Image registration means 91d Non-contrast perspective image generation means 91e Contrast perspective image acquisition means 91f Subtraction processing means 91g Superimposition processing means

Claims (5)

造影透視を行なって、複数フレームの造影透視画像を生成する造影透視画像生成手段と、
前記複数フレームの造影透視画像に、前記造影透視と共に収集された心位相をそれぞれ対応付けて記憶部に登録する造影透視画像登録手段と、
非造影透視を行なって、非造影透視画像を生成する非造影透視画像生成手段と、
前記記憶部に登録された前記複数フレームの造影透視画像に基づいて、前記非造影透視画像の心位相に対応するフレームの造影透視画像を取得する造影透視画像取得手段と、
前記非造影透視画像と、前記取得された造影透視画像とをサブトラクション処理してサブトラクション画像を生成するサブトラクション処理手段と、
前記非造影透視画像に、前記サブトラクション画像を重畳して重畳画像を生成し、前記重畳画像を表示部に表示させる重畳処理手段と、
を有し、
前記造影透視画像取得手段は、前記非造影透視中における過去の平均心拍数と、前記造影透視中における心拍数とを比較することで、前記複数フレームの造影透視画像を補間するか否かを判断し、補間すると判断した場合に、前記記憶部に登録された前記複数フレームの造影透視画像の中から、前記非造影透視画像の心位相に近い複数フレームの造影透視画像を取得し、前記取得された複数フレームの造影透視画像を補間することで、前記非造影透視画像の心位相に対応するフレームの造影透視画像を取得する、
X線装置。
Contrast fluoroscopic image generation means for performing contrast fluoroscopy and generating a multi-frame contrast fluoroscopic image;
Contrast fluoroscopic image registration means for registering, in the storage unit, the cardiac phases collected together with the contrast fluoroscopy, in association with the multi-frame contrast fluoroscopic images,
A non-contrast fluoroscopic image generation means for performing non-contrast fluoroscopy and generating a non-contrast fluoroscopic image;
Based on the contrast fluoroscopic images of said plurality of frames registered in the storage unit, and the contrast fluoroscopic image acquisition means for acquiring a contrast fluoroscopic image of the frame corresponding to the cardiac phase of the non-contrast fluoroscopic image,
Subtraction processing means for generating a subtraction image by performing subtraction processing on the non-contrast fluoroscopic image and the acquired contrast fluoroscopic image;
Superimposing processing means for generating a superimposed image by superimposing the subtraction image on the non-contrast fluoroscopic image, and displaying the superimposed image on a display unit;
I have a,
The contrast fluoroscopic image acquisition means determines whether to interpolate the contrast fluoroscopic images of the plurality of frames by comparing a past average heart rate during the non-contrast fluoroscopy and a heart rate during the contrast fluoroscopy. If it is determined that interpolation is to be performed, a plurality of frames of contrast fluoroscopic images that are close to the cardiac phase of the non-contrast fluoroscopic images are acquired from the plurality of frames of contrast fluoroscopic images registered in the storage unit. Interpolating a plurality of contrast fluoroscopic images, to obtain a contrast fluoroscopic image of a frame corresponding to the cardiac phase of the non-contrast fluoroscopic image,
X-ray device.
前記造影透視画像取得手段は、前記非造影透視中の心位相に基づいて、不整脈を検知する
請求項に記載のX線装置。
The contrast fluoroscopic image acquisition means detects an arrhythmia based on the cardiac phase during the non-contrast fluoroscopy ,
The X-ray apparatus according to claim 1 .
前記造影透視画像取得手段は、前記非造影透視中における過去の心拍数の傾向に基づいて予測される次のR波のタイミングR波と、実測のR波のタイミングとに基づいて前記不整脈を検知する
請求項に記載のX線装置。
The contrast fluoroscopic image acquisition means detects the arrhythmia based on a next R wave timing R wave predicted based on a past heart rate tendency during the non-contrast fluoroscopy and an actually measured R wave timing. to,
The X-ray apparatus according to claim 2 .
前記造影透視画像取得手段は、前記不整脈を検知した場合、その旨の追加表示、前記不整脈を検知したフレームの前のフレームに対応する重畳画像の表示、及び、前記重畳画像から前記非造影透視画像への表示の切替のうち少なくとも1つを行なう
請求項またはに記載のX線装置。
The contrast fluoroscopic image acquisition means, when detecting the arrhythmia, additional display to that effect, display of a superimposed image corresponding to a frame before the frame where the arrhythmia was detected, and the non-contrast fluoroscopic image from the superimposed image performing at least one of the display to switch to,
The X-ray apparatus according to claim 2 or 3 .
X線照射装置、X線検出装置、及びそれらを支持する支持部を備える保持装置と、被検体を載置する寝台装置との位置決めを行なう装置設置手段をさらに有し、
前記造影透視画像生成手段は、前記位置決め後の状態で、前記X線照射装置及び前記X線検出装置を制御して前記造影透視を行ない、
前記非造影透視画像生成手段は、前記位置決め後の状態で、前記X線照射装置及び前記X線検出装置を制御して前記非造影透視を行なう
請求項1乃至のうちいずれか一項に記載のX線装置。
An X-ray irradiation device, an X-ray detection device, and a holding device including a support unit that supports the X-ray irradiation device, and a device setting unit that positions the bed device on which the subject is placed;
The contrast fluoroscopic image generation means performs the contrast fluoroscopy by controlling the X-ray irradiation apparatus and the X-ray detection apparatus in the state after the positioning,
The non-contrast fluoroscopic image generation means performs the non-contrast fluoroscopy by controlling the X-ray irradiation apparatus and the X-ray detection apparatus in the state after the positioning .
The X-ray apparatus as described in any one of Claims 1 thru | or 4 .
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