JP2004209055A

JP2004209055A - Ｘ線画像診断装置

Info

Publication number: JP2004209055A
Application number: JP2003000840A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Shimizu; 義訓清水
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-01-07
Filing date: 2003-01-07
Publication date: 2004-07-29

Abstract

【課題】ＩＶＲの実施に際し、術者が指定した任意の位置における血管の走行方向をＸ線透視画像上に表示して、カテーテルなどの挿入を支援すること。
【解決手段】三次元画像または回転ＤＳＡ画像から血管の走行方向を解析し、その結果として、術者が指定した位置における血管の走行方向を示すガイドマークを、収集中のＸ線透視画像上に重ねて表示するようにした。
これにより、透視画像上に表示されたガイドマークに沿って、所望の血管内にカテーテルなどの医療用具の挿入をスムーズに行える。また、医療用具を進める方向が分かり易くなり、術者にとって手技がし易くなり手技に要する時間も短縮される。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばカテーテルを用いた治療を支援するのに好適なＸ線画像診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、動脈瘤等の治療を行なう際、従来は外科的手技により切開して患部に到達する必要があった。しかし近年、画像診断的介入治療（ＩｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｌＲａｄｉｏｌｏｇｙ：ＩＶＲ）と称される侵襲性の非常に低い治療法が開発され、臨床に供されるようになってきた。
一例として、このＩＶＲによる動脈瘤の治療法を簡単に説明する。
先ず、Ｘ線画像診断装置を使用して、血管造影法により撮影したコントラスト像をロードマップとしてモニタに表示する。次に術者は、このロードマップをガイドとして、Ｘ線透視下にて血管内にガイドワイヤを通し、さらにガイドワイヤに沿ってカテーテルを患部へ導く。そして、患部に到達したカテーテルの先端から、コイルのような閉塞物質を動脈瘤の中に留置させる。この留置させた閉塞物質によって動脈瘤内の血流が妨害されることになり、結果として動脈瘤内で血液を凝固させて治療目的を達成するというものである。なお、上記のガイドワイヤ、カテーテル、コイルのような閉塞物質などを、本明細書では医療用具と称するものとする。
ところで、ＩＶＲを実施する際には、血管内に挿入されるガイドワイヤなどの医療用具を、治療目的部位へ正しくもっていくことが重要となり、そのため医療用具の位置関係を術者に知らせる必要がある。ところが、血管の走行態様は、三次元的な複雑なものとなっているのに対し、Ｘ線画像診断装置によって得られるＸ線透視画像は二次元的な画像であるため、奥行き方向の情報を術者へ十分提供することができなかった。そのため、血管の走行状態を確認するためだけに、複数方向・角度からの透視撮影を繰り返し行っており、被検体のＸ線被曝が増加するとともに手技に時間を要していた。
【０００３】
そこで近時、Ｘ線画像診断装置によって得られる二次元画像だけではなく、Ｘ線ＣＴ装置や磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ）或いは核医学装置など、他の種類の医療装置によって、同一被検体の三次元画像を予め取得しておき、ＩＶＲの実施に際して、Ｘ線画像診断装置によって現在得ている二次元のＸ線透視画像に合致する位置や角度の三次元画像を、ロードマップとしてモニタに表示する技術が開発されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２１７０３５号公報（第８−９頁、図８）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の公知の技術では、現在撮影している二次元のＸ線透視画像に合致する位置や角度の三次元画像しかロードマップとして提供されないので、血管が複雑な走行態様を呈している部位では、ロードマップとして未だ十分なものとは言えず、術者が希望する任意方向の三次元画像を適宜提供したり、術者が指定した位置における血管の走行方向を表示したりする技術の提供が望まれていた。
本発明は、このような要望に応えることを目的としてなされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、被検体のＸ線画像を得るＸ線画像診断装置において、予め取得した前記被検体の三次元画像または回転ＤＳＡ画像を記憶する画像記憶手段と、この画像記憶手段に記憶されている前記被検体の三次元画像または回転ＤＳＡ画像の所定位置における血管の走行方向を検出する方向検出手段と、この方向検出手段により検出された前記血管の走行方向を示すマークを、収集中のＸ線透視画像上に重ねて表示する表示手段とを具備することを特徴とする。
これにより、透視画像上に表示された血管の走行方向を示すガイドマークに沿って、所望の血管内に医療用具を進めることにより、所望の血管内に医療用具をスムーズに進めることができるとともに、医療用具を進める方向が分かり易くなり、術者にとって手技がし易くなるので、手技に要する時間も短縮される。また、血管の走行状態を確認するためだけに、繰り返し行っていた複数方向・角度からの透視撮影が不要となり、被検体のＸ線被曝も低減される。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、被検体のＸ線画像を得るＸ線画像診断装置において、予め取得した前記被検体の三次元画像または回転ＤＳＡ画像を記憶する画像記憶手段と、この画像記憶手段に記憶されている前記被検体の三次元画像または回転ＤＳＡ画像の所望の位置を中心として、所定角度だけ方向の異なるＸ線透視画像を収集するように、Ｘ線透視画像の収集方向を変更する収集方向制御手段と、この収集方向制御手段により方向を変えて収集したＸ線透視画像の表示画面中に、その方向を中心に所定角度だけ方向の異なる前記回転ＤＳＡ画像または三次元画像を基に作成された二次元画像を表示する表示手段とを具備することを特徴とする。
これにより、透視画像とともに当該透視画像の現在位置に対して所定角度に振った回転ＤＳＡ画像または三次元画像を基に作成された二次元画像を参照しながら、所望の血管内に医療用具を進めることができるとともに、医療用具を進める方向が分かり易くなり、術者にとって手技がし易く手技に要する時間も短縮される。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、被検体のＸ線画像を得るＸ線画像診断装置において、予め収集した前記被検体の三次元画像または回転ＤＳＡ画像を記憶する画像記憶手段と、この画像記憶手段に記憶されている前記被検体の三次元画像または回転ＤＳＡ画像の動画を、Ｘ線透視画像の表示画面中に、当該Ｘ線透視画像の収集位置を中心として所定角度分表示する表示手段とを具備することを特徴とする。
これにより、透視画像とともにその当該透視画像の収集位置を中心として所定角度分の回転ＤＳＡ画像または三次元画像のアニメーション画像を参照しながら、所望の血管内に医療用具をスムーズに進めることができるとともに、医療用具を進める方向が分かり易くなり、術者にとって手技がし易く手技に要する時間も短縮される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るＸ線画像診断装置の、実施の形態について、図１ないし図９を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係るＸ線画像診断装置の概略的な構成の一例を示した系統図である。このＸ線画像診断装置は、例えば略Ｃ字形に湾曲したアーム１１を支持している支持器１０と、アーム１１の一方の端に取着されたＸ線管２０と、アーム１１の他方の端に取着されたＸ線検出器３０とを備え、アーム１１は支持器１０の支点を軸として回転可能であるとともに、アームの湾曲方向に沿ってスライド可能となっている。
【００１０】
また、このＸ線画像診断装置は、Ｘ線管２０の管電圧、管電流、Ｘ線パルス幅などの出力条件を制御して、Ｘ線管２０から所望のＸ線を発生させるＸ線発生装置４０と、Ｘ線検出器３０に対するＮＤフィルタの係数や光学絞りの径或いは感度などを計算して制御するＸ線制御器５０と、Ｘ線制御器５０を通して得られる画像信号を処理する画像処理装置６０と、この画像処理装置６０から得られる画像や透視像を表示するモニタ７０と、被検体を載置してＸ線管２０とＸ線検出器３０の間に位置させる天板８１を有する寝台８０と、これら支持器１０、Ｘ線発生装置４０、Ｘ線制御器５０、画像処理装置６０、寝台８０などを有機的に制御する演算装置（ＣＰＵ）やメモリを有するシステム制御器９０と、術者または補助者がシステム制御器９０に対して適宜設定値などの入力をするためのキーボードやマウス、トラックボールなどを有する操作部９１とを備えている。
なお、Ｘ線検出器３０は、Ｘ線像をイメージインテンシファイア（ＩｍａｇｅＩｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ：以下、Ｉ．Ｉ．と略称する。）により可視光像に変換し、Ｉ．Ｉ．の出力蛍光面に形成された可視光像の透過量を制御する光学系を介して前記可視光像をテレビカメラで撮影する形式のものの他、例えばガラス基板上に形成されるスイッチング素子や容量を、Ｘ線を電荷などに変換する光導電膜などで覆うようにした半導体アレイで形成されるフラットパネル型放射線検出器（ＦｌａｔＰａｎｅｌＤｅｔｅｃｔｏｒ：ＦＰＤ）であってもよい。
【００１１】
また、画像処理装置６０は、Ｘ線制御器５０からの画像信号を受け入れる入力インターフェース６１、システム制御器９０との制御信号の授受を行なうＸ線制御インターフェース６２、画像信号にフィルタ処理を施すフィルタ処理部６３、画像信号を加算したりサブトラクション処理を施したりする演算部６４、本発明に係るＸ線画像診断装置とは異なるＸ線ＣＴ装置や磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ）或いは核医学装置など、他の種類の医療装置によって取得された三次元画像を受け入れる画像入力インターフェース６５、生の画像データや処理後の画像データおよび画像入力インターフェース６５を介して供給された三次元画像などを保存するメモリ６６、画像データを解析したり画像上にポインティングされた位置を認識したりして血管の走行方向を認識するデータ解析部６７、画像データをビデオ信号に変換するビデオ部６８などを有し、これらはバスライン６９を介して相互に接続されている。なお、メモリ６６には、他の種類の医療装置によって取得された三次元画像の他に、回転ＤＳＡ（ＤｉｇｉｔａｌＳｕｂｔｒａｃｔｉｏｎＡｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）画像が保存されていてもよい。そして、この回転ＤＳＡ画像は、本発明に係るＸ線画像診断装置で取得したものであってもよいし、他のＸ線画像診断装置で取得されたものでもよい。
さらに、モニタ７０は通常複数台（例えば、２台あるときは符号７０ａ、７０ｂを付して示す。）備えられ、当該Ｘ線画像診断装置における臨床中の生のＸ線透視画像（主画像）（以下、Ｘ線透視画像を単に透視画像と称する。）や、メモリ６６に保存されている参照画像などを同時に表示できるようになっている。また１台のモニタ７０の画面に表示されている主画像に参照画像を嵌め込んで表示したり、主画像に参考情報を重ねてグラフィック表示したりすることもできる。
【００１２】
次に、このように構成されている本発明に係るＸ線画像診断装置の動作を、幾つかの実施形態に分けて説明する。
図２は、第１の実施形態を説明するために示したモニタの表示画像の説明図であり、（ａ）は現在取得中である被検体の透視画像の一例として、頭部を正面側から見た透視画像を模式的に示し、（ｂ）は現在検査中の被検体と同じ被検体に関する参照画像として、メモリ６６から読み出した血管の三次元画像を模式的に示したものである。さらに図３は、本実施形態における作業手順の概略を示したフローチャートである。
図３のフローチャートに示すように、ステップ１１として、術者は、モニタ７０ａに表示されている当該Ｘ線画像診断装置で収集中の被検体の透視画像を観察しながら、医療用具ＧＷを血管中の目的部位へと進めているものとする。その際、医療用具ＧＷの進行状況が最も分かり易くなるように、Ｘ線管２０とＸ線検出器３０とを支持しているアーム１１を、回転させたり湾曲方向に沿ってスライドさせたりして、被検体に対する撮影方向を決め、さらにＸ線検出器３０を上下動させて被検体に対するＸ線管２０とＸ線検出器３０の距離を確定し、その位置にアーム１１を固定する。図２（ａ）はこの状態で透視収集された画像を模式的に示したものである。
【００１３】
次に、医療用具ＧＷを目的部位へ進めている折に、術者が血管の走行状態を確かめる必要を感じたとき、ステップ１２として、術者または補助者は操作部９１を操作して、予めメモリ６６に保存してある同じ被検体の三次元画像の中から、現在観察している透視画像の近傍の、血管の三次元画像を読み出す。この操作はシステム制御部９０を介して行われ、読み出した血管の三次元画像は、例えば図２（ｂ）に示すように他方のモニタ７０ｂに表示される。所望の三次元画像が読み出されると、術者または補助者はステップ１３として、操作部９１の例えばマウスを操作して、血管の三次元画像上に、現在医療用具ＧＷが到達している位置をポインティングする。このポインティングした位置を、図２（ｂ）には矢印ＰＭで示してある。
この術者または補助者によるポインティング操作がされると、ステップ１４として、データ解析部６７においてポインティングされた三次元画像上の位置を認識する。続いて、ステップ１５として支持器１０に支持されているアーム１１の位置情報をシステム制御部９０において取得する。その後ステップ１６として、データ解析部６７において、モニタ７０ｂに表示されている三次元画像を解析して、アーム１１の位置情報に基づき、被検体の撮影方向から見た血管の走行状態を認識する。よって、この認識に基づき、ステップ１７として図４に示すように、血管の走行方向を表す矢印ＧＭ１、ＧＭ２のようなガイドマークを、モニタ７０ａの透視画像上に表示する。
よって術者は、透視画像上のガイドマークＧＭ１、ＧＭ２に沿って、所望の血管内に医療用具ＧＷを進める。そして、ステップ１８において、一連の作業が終了したかどうかを確認しながら、要所要所でステップ１１からステップ１７の操作を繰り返すことにより、所望の血管内に医療用具ＧＷをスムーズに進めることができるとともに、医療用具ＧＷを進める方向が分かり易くなるので、手技に要する時間も短縮される。また、血管の走行状態を確認するためだけに、繰り返し行っていた複数方向・角度からの透視撮影が不要となり、被検体のＸ線被曝も低減される。
【００１４】
次に、第２の実施形態について説明する。図５は、第２の実施形態における作業手順の概略を示したフローチャートであり、図６は第２の実施形態の途中経過を説明するために示したモニタの表示画像の説明図であり、図７は第２の実施形態におけるモニタの表示画像の説明図である。
図５に示したフローチャートに沿って説明すると、ステップ２１として、術者は、モニタ７０ａに表示されている透視画像を観察しながら、医療用具ＧＷを目的部位へと進めているものとする。このステップは第１の実施形態におけるステップ１１と同じであり、この状態で透視収集された画像は図２（ａ）と同様である。その際、医療用具ＧＷの進行状況が最も分かり易くなるように、支持器１０に支持されているアーム１１を、回転させたりスライドさせたりして、被検体に対する撮影方向を決め、さらにＸ線検出器３０を上下動させて被検体に対するＸ線管２０とＸ線検出器３０の距離を確定し、その位置にアーム１１を固定することも同様である。
その後、術中に術者が血管の走行状態を確かめる必要を感じたとき、ステップ２２として、術者または補助者は操作部９１を操作して、予めメモリ６６に保存されている同じ被検体の血管の三次元画像または回転ＤＳＡ画像を読み出す。この操作はシステム制御部９０を介して行われ、読み出した血管の三次元画像または回転ＤＳＡ画像は、例えば図６に示すようにモニタ７０ｂに表示される。そこで術者または補助者はステップ２３として、操作部９１の例えばマウスを操作して、血管の三次元画像または回転ＤＳＡ画像上に、血管の走行状態の表示させたい位置をポインティングする。このポインティングした位置が、図６に示されている矢印ＰＭであるものとする。
【００１５】
この術者または補助者によるポインティング操作がされると、ステップ２４として、データ解析部６７においてポインティングされた三次元画像または回転ＤＳＡ画像上の位置を認識する。続いて、ステップ２５として支持器１０に支持されているアーム１１の現在の位置情報をシステム制御部９０において取得する。その後ステップ２６として、アーム１１の現在の位置に対して予め設定した所定角度に振った三次元画像または回転ＤＳＡ画像を、データ解析部６７において認識する。そして、この認識に基づきステップ２７として、アーム１１の現在の位置に対して所定角度に振った回転ＤＳＡ画像または三次元画像から二次元画像を作成し、図７に示すように、それらの画像を透視画像と同じ画面上に嵌め込んで表示する。図中ＤＳは嵌込表示部を示し、ここに振った角度ａｎも数値で表示している。
よって術者は、透視画像とともに当該透視画像の現在位置に対して所定角度に振った回転ＤＳＡ画像または三次元画像を基に作成された二次元画像を参照しながら、所望の血管内に医療用具ＧＷを進める。そして、ステップ２８において、一連の作業が終了したかどうかを確認しながら、要所要所でステップ２１からステップ２７の操作を繰り返すことにより、所望の血管内に医療用具ＧＷをスムーズに進めることができる。また、ふった角度も画面上に表示されるので、医療用具ＧＷを進める方向が分かり易くなり、術者にとって手技がし易く手技に要する時間も短縮される。
【００１６】
さらに、第３の実施形態について説明する。図８は第３の実施形態における作業手順の概略を示したフローチャートであり、図９は第３の実施形態におけるモニタの表示画像の説明図である。
図８に示したフローチャートに沿って説明すると、ステップ３１として、術者は、モニタ７０ａに表示されている透視画像を観察しながら、医療用具ＧＷを目的部位へと進めているものとする。このステップは第１、第２の実施形態におけるステップ１１、ステップ２１と同じであり、この状態で透視収集された画像は図２（ａ）と同様である。その際、医療用具ＧＷの進行状況が最も分かり易くなるように、支持器１０に支持されているアーム１１を、回転させたりスライドさせたりして、被検体に対する撮影方向を決め、さらにＸ線検出器３０を上下動させて被検体に対するＸ線管２０とＸ線検出器３０の距離を確定し、その位置にアーム１１を固定することも同様である。
【００１７】
その後、術中に術者が血管の走行状態を確かめる必要を感じたとき、ステップ３２として、術者または補助者は操作部９１を操作して、予めメモリ６６に保存されている同じ被検体の血管の三次元画像または回転ＤＳＡ画像を読み出す。この操作はシステム制御部９０を介して行われ、読み出した血管の三次元画像または回転ＤＳＡ画像は、例えば図６と同様にモニタ７０ｂに表示される。そこで術者または補助者はステップ２３として、操作部９１の例えばマウスを操作して、血管の三次元画像または回転ＤＳＡ画像上に、アニメーション画像を表示したい位置をポインティングする。このポインティングした位置が、図６に示されている矢印ＰＭであるものとする。
この術者または補助者によるポインティング操作がされると、ステップ３４として、データ解析部６７においてポインティングされた三次元画像または回転ＤＳＡ画像上の位置を認識する。続いて、ステップ３５として支持器１０に支持されているアーム１１の現在の位置情報をシステム制御部９０において取得する。その後ステップ３６として、アーム１１の現在の位置における三次元画像または回転ＤＳＡ画像を動画表示させる。よって、ステップ３７として、図９に示すように、透視画像と同じ画面上に嵌め込んで、アーム１１の現在の位置における三次元画像または回転ＤＳＡ画像を所定角度分だけアニメーション表示する。図中ＡＮはアニメーション表示部を示している。
【００１８】
従って術者は、透視画像とともにその透視画像の収集位置を中心として所定角度分の回転ＤＳＡ画像または三次元画像のアニメーション画像を参照しながら、所望の血管内に医療用具ＧＷを進める。そして、ステップ３８において、一連の作業が終了したかどうかを確認しながら、要所要所でステップ３１からステップ３７の操作を繰り返すことにより、所望の血管内に医療用具ＧＷをスムーズに進めることができるとともに、医療用具ＧＷを進める方向が分かり易くなり、術者にとって手技がし易く手技に要する時間も短縮される。
【００１９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１に記載の発明によれば、透視画像上に血管の走行方向を示すガイドマークを表示するようにしたＸ線画像診断装置が提供される。よってこれらのガイドマークに沿って、所望の血管内に医療用具を進めることにより、所望の血管内に医療用具をスムーズに進めることができるとともに、医療用具を進める方向が分かり易くなり、術者にとって手技がし易くなるので、手技に要する時間も短縮される。また、血管の走行状態を確認するためだけに、繰り返し行っていた複数方向・角度からの透視撮影が不要となり、被検体のＸ線被曝も低減される。
また、請求項２に記載の発明によれば、透視画像とともに当該透視画像の現在位置に対して所定角度に振った回転ＤＳＡ画像または三次元画像を基に作成された二次元画像を表示するＸ線画像診断装置が提供される。よって、これらの画像を参照しながら、所望の血管内に医療用具を進めることができるとともに、医療用具を進める方向が分かり易くなり、術者にとって手技がし易く手技に要する時間も短縮される。
さらに、請求項３に記載の発明によれば、透視画像とともにその当該透視画像の収集位置を中心として所定角度分の回転ＤＳＡ画像または三次元画像のアニメーション画像を表示するＸ線画像診断装置が提供される。よって、これらの画像を参照しながら、所望の血管内に医療用具をスムーズに進めることができるとともに、医療用具を進める方向が分かり易くなり、術者にとって手技がし易く手技に要する時間も短縮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＸ線画像診断装置の、一実施の形態の概略的な構成を示した系統図である。
【図２】本発明によるＸ線画像診断装置の一実施の形態における途中経過を説明するために示したモニタの表示画像の説明図である。
【図３】第１の実施形態における作業手順の概略を示したフローチャートである。
【図４】本発明によるＸ線画像診断装置の第１の実施形態を説明するために示したモニタの表示画像の説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における作業手順の概略を示したフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態における途中経過を説明するために示したモニタの表示画像の説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態を説明するために示したモニタの表示画像の説明図である。
【図８】本発明の第３の実施形態における作業手順の概略を示したフローチャートである。
【図９】本発明の第３の実施形態を説明するために示したモニタの表示画像の説明図である。
【符号の説明】
１０支持器
１１アーム
２０Ｘ線管
３０Ｘ線検出器
４０Ｘ線発生装置
５０Ｘ線制御器
６０画像処理装置
７０、７０ａ、７０ｂモニタ
８０寝台
８１天板
９０システム制御器
９１操作部
ＧＷガイドワイヤ
ＧＭ１、ＧＭ２ガイドマーク

Claims

被検体のＸ線画像を得るＸ線画像診断装置において、
予め取得した前記被検体の三次元画像または回転ＤＳＡ画像を記憶する画像記憶手段と、
この画像記憶手段に記憶されている前記被検体の三次元画像または回転ＤＳＡ画像の所定位置における血管の走行方向を検出する方向検出手段と、
この方向検出手段により検出された前記血管の走行方向を示すマークを、収集中のＸ線透視画像上に重ねて表示する表示手段と
を具備することを特徴とするＸ線画像診断装置。
被検体のＸ線画像を得るＸ線画像診断装置において、
予め取得した前記被検体の三次元画像または回転ＤＳＡ画像を記憶する画像記憶手段と、
この画像記憶手段に記憶されている前記被検体の三次元画像または回転ＤＳＡ画像の所望の位置を中心として、所定角度だけ方向の異なるＸ線透視画像を収集するように、Ｘ線透視画像の収集方向を変更する収集方向制御手段と、
この収集方向制御手段により方向を変えて収集したＸ線透視画像の表示画面中に、その方向を中心に所定角度だけ方向の異なる前記回転ＤＳＡ画像または三次元画像を基に作成された二次元画像を表示する表示手段と
を具備することを特徴とするＸ線画像診断装置。
被検体のＸ線画像を得るＸ線画像診断装置において、
予め収集した前記被検体の三次元画像または回転ＤＳＡ画像を記憶する画像記憶手段と、
この画像記憶手段に記憶されている前記被検体の三次元画像または回転ＤＳＡ画像の動画を、Ｘ線透視画像の表示画面中に、当該Ｘ線透視画像の収集位置を中心として所定角度分表示する表示手段と
を具備することを特徴とするＸ線画像診断装置。