JPWO2008013255A1 - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Abstract

血管造影剤を投与しないでＸ線を照射して、未投与画像取得手段７で血管造影剤未投与状態の未投与画像を取得し、血管造影剤を投与してからＸ線を照射して、投与画像取得手段８で血管造影剤投与状態の投与画像を取得する。取得された未投与画像と投与画像とを血管軌跡画像取得手段９で重ね合わせ、血管造影剤の未投与状態と投与状態それぞれで得られたＤＳＡ画像の画像データを処理し、血管軌跡画像を取得する。得られた血管軌跡画像を画像処理手段１０で白黒反転させ、血管を白く表示させる。ビームハードニングフィルタ４を挿入し、ガイドワイヤＷを血管内に挿入しながらＸ線透視撮影を行う。そのＸ線透視像と血管軌跡画像とを画像重ね合わせ手段１１で重ね合わせ、取得した重ね合わせ画像を表示モニタ１５に表示する。

Description

この発明は、被検体にＸ線を照射するＸ線管などのＸ線照射手段と、被検体を透過したＸ線を検出してＸ線検出信号を出力するＸ線検出器などのＸ線検出手段とを備えたＸ線診断装置に関し、特には、ロードマップ画像を生成する技術に関する。

Ｘ線診断装置としてＸ線透視撮影装置を例に採って説明する。この種のＸ線透視撮影装置のロードマップ画像を生成としては、従来、次のように構成されたものが知られている。
すなわち、Ｘ線管から被検体へのＸ線照射に伴ってフラットパネル型Ｘ線検出器からＸ線検出信号を出力し、そのＸ線検出信号に基づいて、データ処理部で被検体の透過Ｘ線像に対応するＸ線画像を取得し、その取得したＸ線画像をＸ線画像メモリに記憶し、そのＸ線画像やＸ線撮影に必要な操作メニュー等を表示モニタに表示できるように構成されている。

データ処理部には、第１サブトラクション画像取得部と第２サブトラクション画像取得部と重畳画像取得部とが備えられている。第１サブトラクション画像取得部では、第１サブトラクション画像を造影剤が充満した血管が抽出された造影サブトラクション画像として取得するようになっている。第１サブトラクション画像は、Ｘ線管からのＸ線照射に伴ってフラットパネル型Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出信号に基づき、造影剤未投与状態の被検体のＸ線撮影画像をマスク画像とし、造影剤投与状態の被検体のＸ線撮影画像をライブ画像として、画像減算処理することによって得られるようになっている。

第２サブトラクション画像取得部では、第２サブトラクション画像を背景的箇所（例えば頭骨）が除かれた非造影Ｘ線透視画像として取得するようになっている。第２サブトラクション画像は、Ｘ線管からのＸ線照射に伴ってフラットパネル型Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出信号に基づき、リアルタイム・スムージング処理済の透視撮影画像をマスク画像とし、リアルタイム・スムージング処理なしの透視撮影画像をライブ画像として、画像減算処理することによって得られるようになっている。

重畳画像取得部では、第１サブトラクション画像取得部で取得された血管が抽出された造影サブトラクション画像と、第２サブトラクション画像取得部で取得された背景的箇所（例えば頭骨）が除かれた非造影Ｘ線透視画像とを画像加算処理で重ね合わせることにより、重畳Ｘ線画像を取得するようになっている。

また、データ処理部に画像ネガ・ポジ反転部が備えられ、必要に応じて第１サブトラクション画像取得部で取得された血管が抽出された造影サブトラクション画像のネガ・ポジ反転を行えるようになっている。
上記構成により、血管の確認を妨げる頭骨が除かれた血管ロードマップ付きのＸ線透視がリアルタイムで容易に行えるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−３４３５５号公報

従来例の場合、ガイドワイヤを血管内に挿入する際には、ガイドワイヤを挿入した状態でのＸ線透視画像を血管が抽出された血管軌跡画像に重ね合わせて表示することで、白く表示される血管軌跡上に、黒くガイドワイヤを表示できる。

しかしながら、従来のロードマップ像はＳ／Ｎ比が悪くて見づらく、ガイドワイヤ操作を行いづらい問題があった。これは、ガイドワイヤを描出している透視画像の線量が少ないためである。
ところが、Ｓ／Ｎ比を稼ぐために線量を多くすることは被検体への被曝低減の観点から容認できないという問題がある。

この発明は、上述のような事情に鑑みてなされたものであって、線量を増加させずにガイドワイヤなどの金属物の描出能を向上させたＸ線像を得ることができるようにすることを目的とする。

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、被検体にＸ線を照射するＸ線照射手段と、被検体を透過したＸ線を検出してＸ線検出信号を出力するＸ線検出手段とを備えたＸ線診断装置において、
血管造影剤を投与しない状態での前記Ｘ線検出手段からのＸ線検出信号を処理して、血管造影剤未投与状態の未投与画像を取得する未投与画像取得手段と、血管造影剤を投与した状態での前記Ｘ線検出手段からのＸ線検出信号を処理して、血管造影剤投与状態の投与画像を取得する投与画像取得手段と、前記未投与画像取得手段で取得された未投与画像と前記投与画像取得手段で取得された投与画像とに基づいて血管軌跡画像を取得する血管軌跡画像取得手段と、前記Ｘ線照射手段から前記Ｘ線検出手段に照射するＸ線のエネルギー分布を制御する線質制御手段と、ガイドワイヤを挿入した状態での前記線質制御手段で制御されたＸ線に基づく前記Ｘ線検出手段からのＸ線検出信号を処理したＸ線像を前記血管軌跡画像取得手段で取得された血管軌跡画像に重ね合わせる画像重ね合わせ手段と、前記画像重ね合わせ手段で重ね合わせられた重ね合わせ画像を表示する重ね合わせ画像表示手段とを備えたことを特徴とするものである。

この発明のＸ線診断装置の構成によれば、ガイドワイヤを挿入した状態で、線質制御手段でガイドワイヤの描出能の良い、すなわち、ガイドワイヤを高コントラストで描出できるエネルギー帯のＸ線を照射するように制御し、ガイドワイヤの描出能に優れたＸ線像を、血管軌跡画像取得手段で取得された血管軌跡画像に対して重ね合わせ、Ｓ／Ｎ比の良いロードマップ像を得、そのロードマップ像に基づきながらガイドワイヤを操作することができる。

したがって、ガイドワイヤの描出能の良い、すなわち、ガイドワイヤを高コントラストで描出できるエネルギー帯のＸ線を照射するように制御することによってガイドワイヤの描出の優れたＸ線像を得ることができるから、被検体に照射するＸ線の線量を増加させることが無く、Ｓ／Ｎ比の良いロードマップ像を得て、ガイドワイヤ操作を良好に行うことができる。

この発明のＸ線診断装置において、
線質制御手段を、Ｘ線照射手段からＸ線検出手段に照射するＸ線の線質をガイドワイヤに対するＸ線吸収特性に優れたエネルギー帯となるように制御するように構成する。

この発明のＸ線診断装置の構成によれば、ガイドワイヤに対するＸ線吸収特性に優れたエネルギー帯のＸ線を照射し、ガイドワイヤの描出能に優れたＸ線像を得ることができる。

Ｘ線の線質をガイドワイヤに対するＸ線吸収特性に優れたエネルギー帯となるように制御するＸ線診断装置において、
線質制御手段を、Ｘ線照射手段からＸ線検出手段に照射するＸ線の低エネルギー部分を吸収してガイドワイヤに対するＸ線吸収特性が高いエネルギー帯を選択するビームハードニングフィルタで構成する。

この発明のＸ線診断装置の構成によれば、Ｘ線の低エネルギー部分を吸収してガイドワイヤに対するＸ線吸収特性に優れたエネルギー帯のＸ線を照射し、ガイドワイヤの描出能に優れたＸ線像を得ることができ、被検体に照射するＸ線の線量を減少させながら、Ｓ／Ｎ比の良いロードマップ像を得て、被曝低減の面で優れるととともにガイドワイヤ操作を良好に行うことができる。

Ｘ線の線質をガイドワイヤに対するＸ線吸収特性に優れたエネルギー帯となるように制御するＸ線診断装置において、
線質制御手段を、Ｘ線照射手段からＸ線検出手段に照射するＸ線の線質がガイドワイヤに対するＸ線吸収特性の高いものとなるようにＸ線管の管電圧を調整するように構成する。

この発明のＸ線診断装置の構成によれば、管電圧を調整することによってガイドワイヤに対するＸ線吸収特性に優れたエネルギー帯のＸ線を照射し、ガイドワイヤの描出能に優れたＸ線像を得ることができる。
したがって、Ｘ線撮影装置に備えられている管電圧の調整機能を利用するから、新たな構成を付加しなくて済み、安価にできる。

この発明に係るＸ線診断装置によれば、ガイドワイヤを挿入した状態で、線質制御手段でガイドワイヤの描出能の良い、すなわち、ガイドワイヤを高コントラストで描出できるエネルギー帯のＸ線を照射するように制御し、ガイドワイヤの描出能に優れたＸ線像を、血管軌跡画像取得手段で取得された血管軌跡画像に対して重ね合わせ、Ｓ／Ｎ比の良いロードマップ像を得、そのロードマップ像に基づきながらガイドワイヤを操作することができる。

したがって、ガイドワイヤの描出能の良い、すなわち、ガイドワイヤを高コントラストで描出できるエネルギー帯のＸ線を照射するように制御することによってガイドワイヤの描出の優れたＸ線像を得ることができるから、被検体に照射するＸ線の線量を増加させることが無く、Ｓ／Ｎ比の良いロードマップ像を得て、ガイドワイヤ操作を良好に行うことができる。

この発明に係る実施例のＸ線診断装置を示す全体概略構成図である。 表示モニタの表示画面を示す正面であり、（ａ）は血管を表示した状態を示し、（ｂ）は血管内にガイドワイヤを挿入した様子を表示した状態を示している。 フィルタとしてアルミニウムの厚さを変えたときのＸ線のエネルギー分布である。

符号の説明

２…Ｘ線管（Ｘ線照射手段）
３…Ｘ線検出器（Ｘ線検出手段）
４…ビームハードニングフィルタ（線質制御手段）
７…未投与画像取得手段
８…投与画像取得手段
９…血管軌跡画像取得手段
１１…画像重ね合わせ手段
１５…表示モニタ（画像表示手段）
Ｂ…血管
Ｈ…被検体
Ｗ…ガイドワイヤ

次に、この発明の実施例について、図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、この発明に係る実施例のＸ線診断装置を示す全体概略構成図であり、被検体Ｍを搭載する天板１を挟んで、天板１の上方に、Ｘ線を照射するＸ線照射手段としてのＸ線管２が設けられ、一方、天板１の下方に、Ｘ線管２から照射されて被検体Ｍを透過したＸ線を検出するＸ線検出手段としてのＸ線検出器３が設けられている。本実施例では、Ｘ線診断装置としてＸ線透視撮影装置を例に採って説明する。

Ｘ線管２のＸ線照射方向の前面に、非作用状態と作用状態とに切り替え可能に、Ｘ線管２からＸ線検出器３に照射するＸ線のエネルギー分布を制御する線質制御手段としてのビームハードニングフィルタ４が設けられている。

ビームハードニングフィルタ４は、例えばＸ線の吸収率・遮蔽率が互いに異なる素材を組み合わせて構成された複数のフィルタであり、図３のようなＸ線のエネルギー分布に応じて所望の線質を制御するために各素材を組み合わせる。各素材としては、例えばタンタルや銅や金やアルミニウムなどである。図３では、フィルタとしてアルミニウムの厚さを変えたときのＸ線のエネルギー分布である。図３からも明らかなように、高エネルギー成分ではＸ線の線質が硬くなる。

また、本明細書中での上述の「非作用」、「作用」は、複数のフィルタを単に全て切り替えることのみでなく、複数のフィルタを個々に切り替えることも含まれる。したがって、ビームハードニングフィルタ４のうち、Ｘ線の線質に最も寄与するフィルタのみを取り外して非作用状態にし、当該フィルタのみを取り付けることで作用状態にすることも含まれる。もちろん、ビームハードニングフィルタ４の全てのフィルタを取り外して非作用状態にし、これらのフィルタを取り付けることで作用状態にしてもよい。

Ｘ線管２にはＸ線照射制御部５が接続されている。
Ｘ線検出器３にはデータ処理部６が接続されている。
データ処理部６には、未投与画像取得手段７と、投与画像取得手段８と、血管軌跡画像取得手段９と、画像処理手段１０と、画像重ね合わせ手段１１とが備えられている。

データ処理部６には、Ｘ線画像メモリ１２と、操作部１３によって操作される主制御部１４とが接続されている。Ｘ線画像メモリ１２に、画像表示手段としての表示モニタ１５が接続され、主制御部１４には、ビームハードニングフィルタ４、Ｘ線照射制御部５、Ｘ線画像メモリ１２および表示モニタ１５それぞれが接続されている。

未投与画像取得手段７では、血管造影剤を投与しない状態でのＸ線管２からのＸ線検出信号を処理して、血管造影剤未投与状態の未投与画像を取得するようになっている。
投与画像取得手段８では、血管造影剤を投与した状態でのＸ線管２からのＸ線検出信号を処理して、血管造影剤投与状態の投与画像を取得するようになっている。
血管軌跡画像取得手段９では、未投与画像取得手段７で取得された未投与画像と投与画像取得手段８で取得された投与画像とに基づいて血管軌跡画像を取得するようになっている。

画像処理手段１０では、血管軌跡画像取得手段９で取得された血管軌跡画像を白黒反転させ、血管を白く表示するようになっている。
画像重ね合わせ手段１１では、ガイドワイヤＷ〔図２の（ｂ）参照〕を挿入した状態でのビームハードニングフィルタ４で制御されたＸ線に基づくＸ線検出器３からのＸ線検出信号を処理したＸ線透視像を血管軌跡画像取得手段１１で取得された血管軌跡画像に重ね合わせるようになっている。

上記構成により、Ｘ線管２からＸ線検出器３に照射するＸ線のエネルギー分布をビームハードニングフィルタ４で制御し、被検体Ｍに照射するＸ線の線量を増加させずに、ガイドワイヤＷの描出の優れたＸ線透視像を得、これを血管軌跡画像と重ね合わせ、Ｓ／Ｎ比の良いロードマップ像を得ることができる。

次に、処理動作について説明する。
（１）先ず、血管造影剤を投与しないでＸ線を照射して、未投与画像取得手段７で血管造影剤未投与状態の未投与画像を取得する。次いで、血管造影剤を投与してからＸ線を照射して、投与画像取得手段８で血管造影剤投与状態の投与画像を取得する。
（２）上述のようにして未投与画像取得手段７で取得された未投与画像と投与画像取得手段８で取得された投与画像とを血管軌跡画像取得手段９で重ね合わせ、血管造影剤の未投与状態と投与状態それぞれで得られたＤＳＡ画像の画像データを処理し、血管軌跡画像を取得する。
この血管軌跡画像としては、血管造影剤の未投与状態と投与状態それぞれで得られたＸ線透視像のピークを保持した画像や撮影像に基づいて取得するものでも良い。
（３）上述のようにして得られた血管軌跡画像を画像処理手段１０で白黒反転させ、図２の（ａ）に示すように、血管Ｂを白く表示させる。
（４）ビームハードニングフィルタ４を作用状態に切り替え、ガイドワイヤＷを血管Ｂ内に挿入しながらＸ線透視撮影を行う。そのＸ線透視像と血管軌跡画像とを画像重ね合わせ手段１１で重ね合わせて重ね合わせ画像を取得し、その取得した重ね合わせ画像を、図２の（ｂ）に示すように、表示モニタ１５に表示し、その表示画面を見ながらガイドワイヤＷを操作して所定の部位に挿入し、突っついたり丸めたりするといったワイヤリング処理を行う。

ビームハードニングフィルタ４としては、予め、Ｘ線透視撮影を別途行った実験結果から、使用するガイドワイヤWの材質や太さなどの性状に基づき、そのガイドワイヤWに対して最もＸ線吸収特性に優れてガイドワイヤWを鮮明に表示できる材料で構成したビームハードニングフィルタ４が選定されている。この選定では、図３のＸ線のエネルギー分布を参照すればよい。

また、使用するガイドワイヤWが複数種ある場合には、それぞれのガイドワイヤWに適したビームハードニングフィルタ４が準備され、使用するガイドワイヤWに応じて、適用するビームハードニングフィルタ４を選択するように構成される。

このように、ビームハードニングフィルタ４が、Ｘ線の線質をガイドワイヤＷに対するＸ線吸収特性に優れたエネルギー帯を選択することで、ガイドワイヤの描出能に優れたＸ線透視像を得ることができる。そして、被検体Ｍに照射するＸ線の線量を減少させながら、Ｓ／Ｎ比の良いロードマップ像を得て、被曝低減の面で優れるととともにガイドワイヤ操作を良好に行うことができる。

この発明の別の実施例としては、次のように構成されたものも適用可能である。
Ｘ線管２の照射する管電圧と、使用するガイドワイヤWのＸ線吸収特性との相関関係を予め求め、使用するガイドワイヤWの材質や太さなどの性状に基づき、そのガイドワイヤWに対して最もＸ線吸収特性に優れてガイドワイヤWを鮮明に表示できる管電圧を求めておき、それらをガイドワイヤ‐管電圧相関テーブルに記憶させておき、使用するガイドワイヤWに応じ、それに対応した管電圧をガイドワイヤ‐管電圧相関テーブルから抽出し、その管電圧が得られるようにＸ線照射制御部５に対して制御するように構成する。

なお、実施例では、Ｘ線診断装置として、Ｘ線透視像を得るＸ線透視撮影装置を例に採って説明したが、透視撮影を行わずにＸ線像を得るＸ線撮影装置などに例示されるように、Ｘ線像を得るＸ線診断装置であれば、特に限定されない。

Claims (4)

1. 被検体にＸ線を照射するＸ線照射手段と、被検体を透過したＸ線を検出してＸ線検出信号を出力するＸ線検出手段とを備えたＸ線診断装置において、
   血管造影剤を投与しない状態での前記Ｘ線検出手段からのＸ線検出信号を処理して、血管造影剤未投与状態の未投与画像を取得する未投与画像取得手段と、血管造影剤を投与した状態での前記Ｘ線検出手段からのＸ線検出信号を処理して、血管造影剤投与状態の投与画像を取得する投与画像取得手段と、前記未投与画像取得手段で取得された未投与画像と前記投与画像取得手段で取得された投与画像とに基づいて血管軌跡画像を取得する血管軌跡画像取得手段と、前記Ｘ線照射手段から前記Ｘ線検出手段に照射するＸ線のエネルギー分布を制御する線質制御手段と、ガイドワイヤを挿入した状態での前記線質制御手段で制御されたＸ線に基づく前記Ｘ線検出手段からのＸ線検出信号を処理したＸ線像を前記血管軌跡画像取得手段で取得された血管軌跡画像に重ね合わせる画像重ね合わせ手段と、前記画像重ね合わせ手段で重ね合わせられた重ね合わせ画像を表示する重ね合わせ画像表示手段とを備えたことを特徴とするＸ線診断装置。
2. 請求項１に記載のＸ線診断装置において、
   線質制御手段が、Ｘ線照射手段からＸ線検出手段に照射するＸ線の線質をガイドワイヤに対するＸ線吸収特性に優れたエネルギー帯となるように制御するものであるＸ線診断装置。
3. 請求項２に記載のＸ線診断装置において、
   線質制御手段が、Ｘ線照射手段からＸ線検出手段に照射するＸ線の低エネルギー部分を吸収してガイドワイヤに対するＸ線吸収特性が高いエネルギー帯を選択するビームハードニングフィルタであるＸ線診断装置。
4. 請求項２に記載のＸ線診断装置において、
   線質制御手段が、Ｘ線照射手段からＸ線検出手段に照射するＸ線の線質がガイドワイヤに対するＸ線吸収特性の高いものとなるようにＸ線管の管電圧を調整するものであるＸ線診断装置。

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