JP4744941B2

JP4744941B2 - Ｘ線画像診断装置及びその診断支援方法

Info

Publication number: JP4744941B2
Application number: JP2005169129A
Authority: JP
Inventors: 尚樹山田
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2004-06-22
Filing date: 2005-06-09
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2025-06-09
Also published as: JP2006034952A; US20050283066A1; US7801588B2

Description

本発明は、造影剤を用いて患者内部の構造を画像化するＸ線画像診断装置及びその診断支援方法に関する。

造影剤でコントラストを強調した血管を撮影するため、例えば略Ｃ字形状の支持器（以下「Ｃアーム」という。）の両端にそれぞれ具備するＸ線管及び検出器｛Ｉ．Ｉ．（Image Intensifier）及び平面検出器等｝と、画像処理部とからなるＸ線画像診断装置が知られている。このＸ線画像診断装置は、一般にはアンギオ装置とも称呼され、患者へのカテーテル挿入作業等の医師による診断・治療（診療）や、Ｘ線診断を行なうことができる。

医師等の術者による診療ではＸ線画像診断装置による透視が利用される。この透視では、撮像したＸ線画像をモニタにリアルタイムに動画として表示することができ、即時性に優れている。

一方、Ｘ線画像診断装置による診断では撮影が利用される。この撮影では、高強度のＸ線照射により高い空間分解能と鮮鋭度をもつ動画像を提供することが可能である。

また、Ｘ線画像診断装置を用いて、患者（被検体）の診断・治療対象の血管に造影剤を注入し血管造影を行なうことで、医師等は、血管走行を確認しながら治療部位へガイドワイヤやカテーテルを進行させ、患部の状況確認や治療を行なう。

患部へのガイドワイヤやカテーテルの進行が完了すると、患部の状況を確認するための撮影が実行され、Ｘ線画像の画像データが記憶媒体に記録される。

さらに、Ｘ線画像診断装置では、３Ｄ−ＤＳＡ撮影という手法が用いられる。この３Ｄ−ＤＳＡ撮影では、まず、３Ｄ再構成に必要な投影角度範囲でＣアームを所要方向に回転させて撮影を行ない、マスク像の２Ｄ画像データが収集される。次いで、患者の患部に造影剤注入後、マスク像の撮影時とは逆方向にＣアームを回転させてコントラスト像の２Ｄ画像データが収集される。そして、対応する投影角度同士の２Ｄ画像データが差分されるサブトラクション処理が施される。その後、差分画像の２Ｄ画像データが３Ｄ再構成され３Ｄ画像として表示される（例えば、特許文献１参照。）。このＸ線画像診断装置は、３Ｄ（３次元）アンギオシステムとも呼称される。
特開２００３−２３０５５６号公報

しかしながら、Ｘ線画像診断装置の３Ｄ−ＤＳＡ撮影では、複数のコントラスト像、例えば脳血管の動脈及び静脈を含むコントラスト像、から３Ｄ画像を作成し、重ね合わせ表示（フュージョン）したい場合がある。この場合、まず、３Ｄ再構成に必要な投影角度範囲でＣアームを所要方向に回転させて撮影を行ない、マスク像の２Ｄ画像データが収集される。次いで、患者の動脈に造影剤注入後、所要方向にＣアームを回転させて動脈層を含むコントラスト像の２Ｄ画像データが収集される。そして、マスク像と動脈層を含むコントラスト像とで、対応する投影角度同士の２Ｄ画像データが差分されるサブトラクション処理が施される。

次いで、再度、Ｃアームを所要方向に回転させて撮影を行ない、マスク像の２Ｄ画像データが収集される。次いで、患者の静脈に造影剤注入後、マスク像の撮影時とは逆方向にＣアームを回転させて静脈層を含むコントラスト像の２Ｄ画像データが収集される。そして、マスク像と静脈層を含むコントラスト像とで、対応する投影角度同士の２Ｄ画像データが差分されるサブトラクション処理が施される。その後、動脈層を含む差分画像及び静脈層を含む差分画像の各２Ｄ画像データがそれぞれ３Ｄ再構成される。

そして、動脈層を含む差分画像の３Ｄ画像データと、静脈層を含む差分画像の３Ｄ画像データとを重ね合わせ表示する。

すなわち、脳血管の動脈層及び静脈層をそれぞれ含む３Ｄ画像データを生成したい場合、同一患者であっても、その患者に対して２回の造影剤注入を行ない、２回のマスク像の撮影を行なっていた。造影剤は、侵襲性があるため、２回の造影剤注入を行なうことで患者の侵襲性が上昇し、患者への負担が大きかった。

また、患者に対して２回の造影剤注入を行ない２回のマスク像の撮影を行なうと、撮影時間が多くかかるので、患者に対するＸ線照射量が多くなると共に、診療の作業効率が悪かった。特に、３Ｄ−ＤＳＡ撮影ではマスク像とコントラスト像とをサブトラクション処理するので、マスク像の撮影時とコントラスト像の撮影時の患者の位置のずれが画像品質に関わるため、撮影の迅速化が求められていた。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、患者に対するＸ線被曝量や、患者への侵襲性を抑制することができるＸ線画像診断装置及びその診断支援方法を提供することを目的とする。

また、本発明の他の目的は、効率的な３Ｄ−ＤＳＡ撮影を実現できるＸ線画像診断装置及びその診断支援方法を提供することにある。

本発明に係るＸ線画像診断支援方法は、上述した課題を解決するために、被検体の所要部位が撮影されて、患部を流れる造影剤の像を含むＸ線画像であるコントラスト像の画像データを収集し、前記コントラスト像の画像データを表示・記憶するＸ線画像診断支援方法において、前記造影剤の像を含まないＸ線画像であるマスク像を取得するために前記所要部位が撮影されるマスク像撮影工程と、前記患部に前記造影剤が注入された後、第１コントラスト像のための撮影開始のタイミングになった場合、前記所要部位が撮影される第１コントラスト像撮影工程と、前記第１コントラスト像が撮影された後、第２コントラスト像のための撮影開始のタイミングになった場合、前記所要部位が撮影される第２コントラスト像撮影工程と、前記マスク像と前記第１コントラスト像とが差分処理された第１差分画像の画像データを３次元再構成して第１の３次元画像の画像データが生成されると共に、前記マスク像と前記第２コントラスト像とが差分処理された第２差分画像の画像データを３次元再構成して第２の３次元画像の画像データが生成される画像データ生成工程と、を有する。または、本発明に係るＸ線画像診断支援方法は、上述した課題を解決するために、被検体の所要部位が撮影されて、患部を流れる造影剤の像を含むＸ線画像であるコントラスト像の画像データを収集し、前記コントラスト像の画像データを表示・記憶するＸ線画像診断支援方法において、前記コントラスト像としての第１コントラスト像及び第２コントラスト像のための撮影開始のタイミングが予めそれぞれ記憶される記憶工程と、前記造影剤の像を含まないＸ線画像であるマスク像を取得するために前記所要部位が撮影されるマスク像撮影工程と、前記患部に前記造影剤が注入された後、前記記憶された第１コントラスト像のための撮影開始のタイミングになった場合、前記所要部位が撮影される第１コントラスト像撮影工程と、前記第１コントラスト像が撮影された後、前記記憶された第２コントラスト像のための撮影開始のタイミングになった場合、前記所要部位が撮影される第２コントラスト像撮影工程と、を有する。または、本発明に係るＸ線画像診断支援方法は、上述した課題を解決するために、被検体の所要部位が撮影されて、患部を流れる造影剤の像を含むＸ線画像であるコントラスト像の画像データを収集し、前記コントラスト像の画像データを表示・記憶するＸ線画像診断支援方法において、前記造影剤の像を含まないＸ線画像であるマスク像を取得するために前記所要部位が撮影されるマスク像撮影工程と、前記患部に前記造影剤が注入された後、第１コントラスト像としての、前記被検体の脳血管の動脈層を含むコントラスト像のための撮影開始のタイミングになった場合、前記所要部位が撮影される第１コントラスト像撮影工程と、前記第１コントラスト像が撮影された後、第２コントラスト像としての、前記脳血管の静脈層を含むコントラスト像のための撮影開始のタイミングになった場合、前記所要部位が撮影される第２コントラスト像撮影工程と、を有する。

本発明に係るＸ線画像診断装置は、上述した課題を解決するために、被検体の所要部位を撮影して、患部を流れる造影剤の像を含むＸ線画像であるコントラスト像の画像データを収集し、前記コントラスト像の画像データを表示・記憶するＸ線画像診断装置において、前記所要部位を撮影して、前記造影剤の像を含まないＸ線画像であるマスク像の画像データを収集するマスク像収集手段と、前記コントラスト像のための撮影開始のタイミングになった場合、前記コントラスト像のための撮影を行なうように指示する装置制御手段と、前記患部に前記造影剤が注入された後、前記装置制御手段の指示により、前記所要部位に関する第１コントラスト像の画像データを収集する第１コントラスト像収集手段と、前記第１コントラスト像の画像データが収集された後、前記装置制御手段の指示により、前記所要部位に関する第２コントラスト像の画像データを収集する第２コントラスト像収集手段と、前記マスク像と前記第１コントラスト像とが差分処理された第１差分画像の画像データを３次元再構成して第１の３次元画像の画像データを生成すると共に、前記マスク像と前記第２コントラスト像とが差分処理された第２差分画像の画像データを３次元再構成して第２の３次元画像の画像データを生成する画像処理手段と、を設ける。または、本発明に係るＸ線画像診断装置は、上述した課題を解決するために、被検体の所要部位を撮影して、患部を流れる造影剤の像を含むＸ線画像であるコントラスト像の画像データを収集し、前記コントラスト像の画像データを表示・記憶するＸ線画像診断装置において、前記コントラスト像としての第１コントラスト像及び第２コントラスト像のための撮影開始のタイミングを予めそれぞれ記憶するタイミング記憶手段と、前記所要部位を撮影して、前記造影剤の像を含まないＸ線画像であるマスク像の画像データを収集するマスク像収集手段と、前記タイミング記憶手段に記憶された各タイミングによって前記第１コントラスト像及び前記第２コントラスト像のための撮影を自動的にそれぞれ開始させる装置制御手段と、前記患部に前記造影剤が注入された後、前記装置制御手段の指示により、前記所要部位に関する第１コントラスト像の画像データを収集する第１コントラスト像収集手段と、前記第１コントラスト像の画像データが収集された後、前記装置制御手段の指示により、前記所要部位に関する第２コントラスト像の画像データを収集する第２コントラスト像収集手段と、を設ける。または、本発明に係るＸ線画像診断装置は、上述した課題を解決するために、被検体の所要部位を撮影して、患部を流れる造影剤の像を含むＸ線画像であるコントラスト像の画像データを収集し、前記コントラスト像の画像データを表示・記憶するＸ線画像診断装置において、前記所要部位を撮影して、前記造影剤の像を含まないＸ線画像であるマスク像の画像データを収集するマスク像収集手段と、前記コントラスト像のための撮影開始のタイミングになった場合、前記コントラスト像のための撮影を行なうように指示する装置制御手段と、前記患部に前記造影剤が注入された後、前記装置制御手段の指示により、前記所要部位に関する第１コントラスト像としての、前記被検体の脳血管の動脈層を含むコントラスト像の画像データを収集する第１コントラスト像収集手段と、前記第１コントラスト像の画像データが収集された後、前記装置制御手段の指示により、前記所要部位に関する第２コントラスト像としての、前記脳血管の静脈層を含むコントラスト像の画像データを収集する第２コントラスト像収集手段と、を設ける。

また、本発明に係るＸ線画像診断装置は、第１コントラスト像及び第２コントラスト像のための撮影を開始する前に透視を行ない、造影剤が患部に注入される状況を医師等が把握する手段と、第１コントラスト像及び第２コントラスト像のための撮影開始のタイミングを医師等が指示できる手段とを設けてもよい。

本発明に係るＸ線画像診断装置及びその診断支援方法によると、患者に対するＸ線被曝量や、患者への侵襲性を抑制することができる。

また、Ｘ線画像診断装置及びその診断支援方法によると、効率的な３Ｄ−ＤＳＡ撮影を実現できる。

本発明に係るＸ線画像診断装置及びその診断支援方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係るＸ線画像診断装置の実施の形態を示すブロック図である。

図１は、Ｘ線画像診断装置の例として、３Ｄ（３次元）アンギオシステムを説明するものである。３Ｄアンギオシステムにおける画像作成等では、例えば、一般的なＸ線撮影を実施して単に造影剤（の流れ）を含むＸ線画像の画像データを収集し、これを表示記憶するＤＡ（Digital Angiography）撮影モードがある。

加えて、造影剤の像を含まないＸ線画像（マスク像）と、造影剤の像を含むＸ線画像（コントラスト像又はライブ像）とをサブトラクション処理して差分画像の画像データを生成することで、造影剤やその流れをより鮮明に捕えたＸ線画像を表示・記憶するＤＳＡ（Digital Subtraction Angiography）撮影モードがある。以下、ＤＳＡ撮影モードの場合について説明する。

図１は、Ｘ線画像診断装置１０を示し、このＸ線画像診断装置１０には、Ｃアーム構造の保持装置として、患者（被検体）Ｐに向かってＸ線を曝射する放射線源としてのＸ線管２１と、患者Ｐを透過した透過Ｘ線を検出するＸ線検出部２２と、Ｘ線管２１及びＸ線検出部２２を患者Ｐの周りに回転させる回転機構２３とが設けられる。また、Ｘ線画像診断装置１０には、患者Ｐを載置する寝台天板（カテーテルテーブル）２４と、患者Ｐの患部に挿入するカテーテル（カテーテルチューブ）に対して造影剤を供給する造影剤供給手段としてのインジェクタ２５とが設けられる。

Ｘ線管２１は、高電圧発生部２６から高電圧電力の供給を受けて、この高電圧電力の条件に応じてＸ線を曝射するようになっている。

Ｘ線検出部２２は、患者Ｐを透過した透過Ｘ線を光学像に変換する図示しないＩ．Ｉ．（Image Intensifier）と、このＩ．Ｉ．から出力される光学像をＴＶカメラに誘導する図示しない光学系と、光学像をＴＶ映像信号に変換する図示しないＴＶカメラとから構成される。なお、Ｉ．Ｉ．からＴＶカメラまでの映像系は、平面検出器（ＦＰＤ：Flat Panel Detector）に置き換えられてもよい。

図２は、Ｘ線画像診断装置１０に有するＣアーム構造の保持装置を示す外観図である。

なお、Ｘ線画像診断装置１０に有するＣアーム構造の保持装置は、Ｘ線管２１が天板の下方に位置するアンダーテーブルの場合として示される。なお、Ｘ線画像診断装置１０は、Ｘ線管２１が天板の上方に位置するオーバーテーブルの場合でもよい。

図２に示されたＸ線管２１はＣアーム２８の一端に具備され、このＣアーム２８の他端にＸ線検出部２２が具備され、Ｃアーム２８によってＸ線管２１及びＸ線検出部２２が対向配置される。

Ｃアーム２８は、Ｘ線管２１が天板の図中下方から図中左上方にせり出すような、又は、Ｘ線検出部２２が患者Ｐに覆い被さるようなスライド動作（図中Ａ又はＢ方向）をすることができる。さらに、Ｃアーム回転部２４の回転軸を中心として図中Ｃ方向に示すような回転動作等をすることができる。

図２に示されたＣアーム構造の保持装置によると、その構成要素たるＣアーム２８の開口端を利用して、医師等が患者Ｐに対し直接に触れることが可能であるから、患者Ｐ中に対してカテーテルを挿入する等の手術又は検査を行ないつつ、これと並行して血管造影等に係るＸ線撮影をも同時に行なうことができる。よって、Ｃアーム構造のＸ線画像診断装置１０は、複雑なカテーテル操作等を含むＩＶＲ（Interventional Radiology）等を行なうことも可能である。

また、図１に示されたＸ線画像診断装置１０には、コントラスト像の撮影開始のタイミングをプリセットとして記憶するタイミング記憶手段２９と、医師等によってコントラスト像の撮影開始のタイミングを手動で入力操作できるタイミング入力手段３０とのうち少なくとも一方が設けられる。

また、Ｘ線画像診断装置１０には、タイミング記憶手段２９によって記憶されたコントラスト像の撮影開始のタイミングになった場合、コントラスト像の撮影を行なうように指示する装置制御手段としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）３１と、このＣＰＵ３１の指示によりＸ線を制御するＸ線制御部３２と、このＸ線制御部３２の制御によってＸ線管２１に高電圧電力を供給する高電圧発生部２６と、ＣＰＵ３１の指示によりＣアーム回転機構２３を制御するＣアーム回転機構制御部３５と、ＣＰＵ３１の指示により寝台天板２４の天板の位置を制御する天板スライド昇降制御部３６とが設けられる。なお、ＣＰＵ３１は、タイミング入力手段３０からコントラスト像の撮影開始のタイミングが入力操作された場合、コントラスト像の撮影を行なうように指示することもできる。

加えて、Ｘ線画像診断装置１０には、Ｘ線検出部２２のＴＶカメラ（図示しない）から出力される画像信号を取り込んで２Ｄ（２次元）の画像データ（投影データ）として収集する２Ｄ画像収集手段３９と、この２Ｄ画像収集手段３９にて収集した２Ｄ画像データを２Ｄ画像として表示する表示手段としてのモニタ４０と、２Ｄ画像収集手段３９から入力される２Ｄ画像データのうち対応する投影角度同士の２Ｄ画像データの差分をとるサブトラクション処理を行ない、差分画像の２Ｄ画像データを生成する画像処理手段４１と、２Ｄ画像収集手段３９で収集した２Ｄ画像データを基に投影角度情報を用いた３Ｄ再構成を行ない、３Ｄ画像データを生成する３Ｄ再構成手段４２と、この３Ｄ再構成手段４２で生成した３Ｄ画像データを記憶したり３Ｄ画像として表示したりする３Ｄワークステーション４３とが備えられる。

画像処理手段４１は、２Ｄ画像収集手段３９から入力される２Ｄ画像データをデジタル信号に変換してサブストラクション処理を行なう。また、画像処理手段４１は、デジタル変換された２Ｄ画像データを記憶することができる。

３Ｄ再構成手段４２は、画像処理手段４１でデジタル変換したマスク像及びコントラスト像の各２Ｄ画像データをそれぞれ３Ｄ再構成して３Ｄ画像データを生成する。また、３Ｄ再構成手段４２は、画像処理手段４１でデジタル変換及びサブストラクション処理して生成した差分画像の２Ｄ画像データを３Ｄ再構成して３Ｄ画像データを生成する。

３Ｄワークステーション４３は、３Ｄ再構成手段４２で生成した各３Ｄ画像データを別々に表示する。又は、３Ｄワークステーション４３は、３Ｄ再構成手段４２で生成した各３Ｄ画像データのうち、少なくとも２つの３Ｄ画像データを重畳して表示する。

なお、３Ｄ画像データを発生可能なＸ線ＣＴ（Computerized Tomography）、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）及びＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）等のモダリティからの３Ｄ画像データを、直接的に又はＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）を介して間接的に３Ｄワークステーション４３に供給するように構成してもよい。

続いて、本発明に係るＸ線画像診断支援方法について、図３に示されたフローチャートを用いて説明する。なお、以下、３Ｄ−ＤＳＡによる患部として脳血管である動脈及び静脈を採用するが、特に、患部は、脳血管に限定されるものではなく、また、動脈及び静脈に限定されるものではない。また、タイミング設定手段として、タイミング記憶手段２９を設けた場合について説明する。

まず、Ｘ線画像診断装置１０のタイミング記憶手段２９に、造影剤（の像）を含むコントラスト像の撮影開始のタイミングがプリセットとして記憶される（ステップＳ１）。例えば、動脈層及び静脈層を含むコントラスト像の撮影開始のタイミングがそれぞれ記憶される。動脈層を含むコントラスト像の撮影開始のタイミングは、造影剤注入開始時を基準として、造影剤が動脈全域に行き亘るタイミングを推定したものである。一方、静脈層を含むコントラスト像の撮影開始のタイミングは、造影剤注入開始時を基準として、造影剤が動脈から静脈に進入し、静脈全域に行き亘るタイミングを推定したものである。

次いで、患者ＰがＸ線画像診断装置１０に設けた寝台天板２６の天板に載置され、医師等によって撮影条件が設定される。その撮影条件に従って、ＣＰＵ３１が、Ｘ線制御部３２と、Ｃアーム回転機構制御部３５と、天板スライド昇降制御部３６とを制御し、Ｘ線管２１の出力と、Ｃアーム回転機構２３によるＣアーム２８のポジションと、寝台天板２４の位置とがセットされ、３Ｄ−ＤＳＡ撮影が行なわれる。この３Ｄ−ＤＳＡ撮影とは、患者Ｐに注入した造影剤の移動を追跡して、患部を含むコントラスト像を収集する場合に、撮影系を患者Ｐの体軸中心に回転させるものである。

図４は、３Ｄ−ＤＳＡ撮影を説明するための図である。

図４は、Ｘ線画像診断装置１０の保持装置を患者Ｐの頭部側から見た図を示す。一般的に３Ｄ−ＤＳＡ撮影では、患者Ｐのマスク像が往路（Ａ方向）、最初のコントラスト像が復路（Ｂ方向）、２回目のコントラスト像が往路（Ａ方向）、以降コントラスト像がＢ方向及びＡ方向に交互に回転しながら撮影が行なわれる。

３Ｄ−ＤＳＡ撮影では、まず、透視が行なわれ、モニタ４０に表示される透視像を見ながら、医師等によって患者Ｐの頚部にカテーテルが侵入される。図１に示されたＸ線画像診断装置１０の２Ｄ画像収集手段３９にてマスク像が２Ｄ画像データとして収集される（ステップＳ２）。すなわち、患者Ｐの所要部位、例えば頭部、周りでＣアーム２８を所要方向に所要角度、例えば図４に示されたＡ方向に２００°（ＬＡＯ１００°位置→ＲＡＯ１００°位置）、回転させながら頭部の２Ｄ画像データが収集される。

ステップＳ２による２Ｄ画像データの収集では、ＣＰＵ３１の指示によりＣアーム回転機構２３が制御され、患者Ｐの頭部周りでＣアーム２８をＡ方向に２００°回転させながら（投影角度を変化させながら）所要角度間隔、例えば１°間隔、で撮影が繰り返され、得られた２００°分のＸ線強度分布（２００パターンのＸ線強度分布）が収集される。収集された２００パターンのＸ線強度分布のデータは２Ｄ画像としてモニタ４０に表示されると共に、画像処理手段４１でデジタル信号に変換され画像処理手段４１内に記憶される。

次いで、ＣＰＵ３１の指示により、インジェクタ２５を介してカテーテルの先から頚部に造影剤が注入される（ステップＳ３）。

ステップＳ３にて頚部に造影剤が注入された後所要時間が経過し、ＣＰＵ３１は、タイミング記憶手段２９に記憶された、コントラスト像の撮影開始のタイミングになったか否かを判断する（ステップＳ４）。例えば、ＣＰＵ３１は、動脈層を含むコントラスト像の撮影開始のタイミングになったか否かを判断する（ステップＳ４ａ）。

ステップＳ４の判断にてＹｅｓ、すなわち、コントラスト像の撮影開始のタイミングになった場合、ＣＰＵ３１によってコントラスト像の撮影が自動的に開始され、２Ｄ画像収集手段３９にてコントラスト像が２Ｄ画像データとして収集される（ステップＳ５）。例えば、動脈層を含むコントラスト像が撮影され、２Ｄ画像収集手段３９にて動脈層を含むコントラスト像が収集される（ステップＳ５ａ）。すなわち、ＣＰＵ３１の指示によりＣアーム回転機構２３が制御され、患者Ｐの頭部周りでＣアーム２８を所要方向に所要角度、例えば図４に示されたＢ方向に２００°（ＲＡＯ１００°位置→ＬＡＯ１００°位置）、回転させながら動脈層を含む２Ｄ画像データが収集される。

ステップＳ５による２Ｄ画像データの収集では、Ｃアーム２８をＢ方向に２００°回転させながら所要角度間隔、例えば１度間隔、で撮影が繰り返され、得られた２００°分のＸ線強度分布が収集される。収集された２００パターンのＸ線強度分布のデータは２Ｄ画像としてモニタ４０に表示されると共に、画像処理手段４１でデジタル信号に変換され、画像処理手段４１内に記憶される。

続いて、ステップＳ５にて撮影・収集された患部以外の他の患部を含むコントラスト像の撮影・収集を行なうか否かが判断される（ステップＳ６）。例えば、動脈層を含むコントラスト像の撮影・収集に続き、静脈層を含むコントラスト像を撮影・収集するか否かが判断される（ステップＳ６ａ）。

ステップＳ６の判断にてＹｅｓ、すなわち、他の患部を含むコントラスト像の撮影・収集を行なう場合、ステップＳ４に戻る。例えば、ステップＳ６ａの判断にてＹｅｓ、すなわち、動脈層を含むコントラスト像の撮影・収集に続き、静脈層を含むコントラスト像を撮影・収集する場合、ＣＰＵ３１は、静脈層を含むコントラスト像の撮影開始のタイミングになったか否かを判断する（ステップＳ４ｂ）。

ステップＳ４ｂの判断にてＹｅｓ、すなわち、静脈層を含むコントラスト像の撮影開始のタイミングになった場合、静脈層を含むコントラスト像が撮影され、２Ｄ画像収集手段３９にて静脈層を含むコントラスト像が２Ｄ画像データとして収集される（ステップＳ５ｂ）。すなわち、ＣＰＵ３１の指示によりＣアーム回転機構２３が制御され、患者Ｐの頭部周りでＣアーム２８を所要方向に所要角度、例えば図４に示されたＡ方向に２００°（ＬＡＯ１００°位置→ＲＡＯ１００°位置）、回転させながら静脈層を含む２Ｄ画像データが収集される。

一方、ステップＳ４の判断にてＮｏ、すなわち、コントラスト像の撮影開始のタイミングにまだなっていない場合、コントラスト像の撮影開始のタイミングになるまで撮影待機される。

以上説明したように、図３に示したフローチャートによると、まず、ステップＳ５ａにて動脈層を含む第１のコントラスト像を撮影・収集する。続いて、ステップＳ６ａからＳ４ｂに戻り、ステップＳ５ｂにて静脈層を含む第２のコントラスト像を撮影・収集する。

一方、ステップＳ６の判断にてＮｏ、すなわち、他のコントラスト像の撮影・収集を行なわない場合、コントラスト像の撮影を終了する。

画像処理手段４１では、マスク像とコントラスト像とで対応する投影角度同士の２Ｄ画像データの差分をとるサブトラクション処理が行なわれる。例えば、ステップＳ２にて収集されたマスク像の２Ｄ画像データと、ステップＳ５ａにて収集された動脈層を含むコントラスト像の２Ｄ画像データとで対応する投影角度同士のサブトラクション処理が行なわれる。

一方、ステップＳ２にて収集されたマスク像の２Ｄ画像データと、ステップＳ５ｂにて収集された静脈層を含むコントラスト像の２Ｄ画像データとで対応する投影角度同士のサブトラクション処理が行なわれる。サブトラクション処理された処理済みの２Ｄ画像データは、３Ｄ再構成手段４２に送られる。

３Ｄ再構成手段４２では、離散化された再構成領域の再構成が行なわれる。再構成方法の一例として、例えばＦｅｌｄｋａｍｐ等によって提案されたフィルタードバックプロジェクション（フィルタの逆投影）法を示すと、得られた２００フレームのＤＳＡ画像が、Ｓｈｅｅｐ＆ＬｏｇａｎやＲａｍａｃｈａｎｄｒａｎのような適当なコンボリューションフィルタ（補正フィルタ）によってコンボリューションされる。

次いで、コンボリューション結果に対して、３Ｄ再構成手段４２では、画像データを逆投影する逆投影演算（逆投影処理）が行なわれることにより、再構成画像データ、すなわち、３Ｄ画像データが取得される。このようにして３Ｄ再構成して生成された３Ｄ画像データは、記憶装置（図示しない）に記録され３Ｄ再構成処理が完了する。

具体的には、３Ｄ再構成手段４２では、画像処理手段４１に記憶されたマスク像、動脈層を含むコントラスト像及び静脈層を含むコントラスト像の各２Ｄ画像データがそれぞれ３Ｄ再構成され３Ｄ画像データがそれぞれ生成される。また、３Ｄ再構成手段４２では、画像処理手段４１で生成したマスク像と動脈層のコントラスト像との差分画像の２Ｄ画像データや、マスク像と静脈層のコントラスト像との差分画像の２Ｄ画像データが３Ｄ再構成され３Ｄ画像データがそれぞれ生成される。

また、図１に示されたＸ線検出部２２がＩ．Ｉ．から構成される場合、３Ｄ再構成手段４２ではＩ．Ｉ．の歪補正を行ない、この補正処理後、ＤＳＡ画像に対して、フィルタ逆投影法に係る補正フィルタを用いてコンボリューションしてもよい。

３Ｄ再構成手段４２にて得られた３Ｄ画像データは３Ｄワークステーション４３に供給され、３Ｄワークステーション４３のディスプレイ（図示しない）に３Ｄ画像として表示される。

具体的には、３Ｄワークステーション４３では、マスク像、動脈層を含むコントラスト像及び静脈層を含むコントラスト像の各２Ｄ画像データをそれぞれ３Ｄ再構成して生成した各３Ｄ画像データや、差分画像の２Ｄ画像データをそれぞれ３Ｄ再構成して生成した各３Ｄ画像データが記憶されたり、選択的に表示されたりする。３Ｄワークステーション４３では、３Ｄ再構成手段４２で３Ｄ再構成して生成した各３Ｄ画像データが別々に表示される。又は、３Ｄワークステーション４３では、３Ｄ再構成手段４２で３Ｄ再構成して生成した各３Ｄ画像データのうち、少なくとも２つの３Ｄ画像データが重畳されて表示される。

なお、Ｘ線画像診断装置１０では、マスク像とコントラスト像の各２Ｄ画像データを収集する場合について説明したが、必ずしもマスク像の２Ｄ画像データの収集は行なわなくてもよい。コントラスト像の２Ｄ画像データのみを収集する場合、３Ｄ再構成手段４２では、画像処理手段４１に記憶した動脈層を含むコントラスト像及び静脈層を含むコントラスト像の各２Ｄ画像データがそれぞれ３Ｄ再構成され３Ｄ画像データがそれぞれ生成される。３Ｄワークステーション４３では、３Ｄ再構成手段４２で生成した各３Ｄ画像データが記憶されたり表示されたりする。

本発明に係るＸ線画像診断装置１０及びＸ線画像診断支援方法によると、動脈及び静脈を含むコントラスト像を１回の造影にて収集できるので、患者に対するＸ線被曝量や、患者への侵襲性を抑制することができる。

また、本発明に係るＸ線画像診断装置１０及びＸ線画像診断支援方法によると、動脈及び静脈を含むコントラスト像を１回の造影にて収集できるので、効率的な３Ｄ−ＤＳＡ撮影を実現できる。

図５は、本発明に係るＸ線画像診断支援方法の変形例を示すフローチャートであり、図１に示されたＸ線画像診断装置１０のタイミング設定手段として、タイミング入力手段３０を設けた場合について説明する。なお、以下、３Ｄ−ＤＳＡによる患部として脳血管である動脈及び静脈を採用するが、特に、患部は、脳血管に限定されるものではなく、また、動脈及び静脈に限定されるものではない。

造影剤注入後、造影剤が患部、例えば動脈及び静脈、に進入するタイミングは、患者及び造影剤注入速度等によって異なってくる。よって、本発明に係るＸ線画像診断支援方法の変形例では、コントラスト像の診断開始のタイミングを手動入力するものである。

まず、患者（被検体）ＰがＸ線画像診断装置１０に設けた寝台天板２６の天板に載置され、医師等によって撮影条件が設定される。その撮影条件に従って、ＣＰＵ３１が、Ｘ線制御部３２と、Ｃアーム回転機構制御部３５と、天板スライド昇降制御部３６とを制御し、Ｘ線管２１の出力と、Ｃアーム回転機構２３によるＣアーム２８のポジションと、寝台天板２４の位置とがセットされ、３Ｄ−ＤＳＡ撮影が行なわれる。

３Ｄ−ＤＳＡ撮影では、まず、透視が行なわれ、モニタ４０に表示される透視像を見ながら、医師等によって患者Ｐの頚部にカテーテルが侵入される。図１に示されたＸ線画像診断装置１０の２Ｄ画像収集手段３９にてマスク像が２Ｄ画像データとして収集される（ステップＳ２）。すなわち、患者Ｐの所要部位、例えば頭部、周りでＣアーム２８を所要方向に所要角度、例えば図４に示されたＡ方向に２００°（ＬＡＯ１００°位置→ＬＡＯ１００°位置）、回転させながら頭部の２Ｄ画像データが収集される。収集された２Ｄ画像データは２Ｄ画像としてモニタ４０に表示されると共に、画像処理手段４１でデジタル信号に変換され画像処理手段４１内に記憶される。

ステップＳ３にて頚部に造影剤が注入されると、モニタ４０に透視像が表示される（ステップＳ１１）。モニタ４０に表示される透視像を監視しながら、医師等によって、造影剤が患部に侵入したかが判断される。造影剤が患部に侵入したと医師等によって判断された場合、タイミング入力手段３０からコントラスト像の撮影開始のタイミングが手動で入力操作され、ＣＰＵ３１にコントラスト像の撮影開始のタイミング信号が入力される。例えば、造影剤が患部である動脈に侵入したと医師等によって判断された場合、タイミング入力手段３０から動脈層を含むコントラスト像の撮影開始のタイミングが手動で入力操作され、ＣＰＵ３１に動脈層を含むコントラスト像の撮影開始のタイミング信号が入力される。

ＣＰＵ３１は、タイミング入力手段３０からコントラスト像の撮影開始のタイミング信号が入力されたか否かを判断する（ステップＳ１２）。例えば、ＣＰＵ３１は、タイミング入力手段３０から動脈層を含むコントラスト像の撮影開始のタイミング信号が入力されたか否かを判断する（ステップＳ１２ａ）。

ステップＳ１２の判断にてＹｅｓ、すなわち、タイミング入力手段３０からコントラスト像の撮影開始のタイミング信号が入力された場合、コントラスト像の撮影開始のタイミングになったものとして、透視が中断される。次いで、コントラスト像が撮影され、２Ｄ画像収集手段３９にてコントラスト像が２Ｄ画像データとして収集される（ステップＳ５）。例えば、動脈層を含むコントラスト像が撮影され、２Ｄ画像収集手段３９にて動脈層を含むコントラスト像が収集される（ステップＳ５ａ）。すなわち、ＣＰＵ３１の指示によりＣアーム回転機構２３が制御され、患者Ｐの頭部周りでＣアーム２８を所要方向に所要角度、例えばＢ方向に２００°（ＲＡＯ１００°位置→ＬＡＯ１００°位置）、回転させながら動脈層を含む２Ｄ画像データが収集される。収集された２Ｄ画像データは２Ｄ画像としてモニタ４０に表示されると共に、画像処理手段４１でデジタル信号に変換され、画像処理手段４１内に記憶される。

ステップＳ６の判断にてＹｅｓ、すなわち、他の患部を含むコントラスト像の撮影・収集を行なう場合、ステップＳ１１に戻る。例えば、ステップＳ６ａの判断にてＹｅｓ、すなわち、動脈層を含むコントラスト像の撮影・収集に続き、静脈層を含むコントラスト像の撮影・収集を行なう場合、透視が行なわれ、モニタ４０に透視像が表示される（ステップＳ１１）。モニタ４０に表示される透視像を監視しながら、医師等によって、造影剤が動脈から静脈に侵入したかが判断される。造影剤が静脈に侵入したと医師等によって判断された場合、タイミング入力手段３０から静脈層を含むコントラスト像の撮影開始のタイミングが手動で入力操作され、ＣＰＵ３１に静脈層を含むコントラスト像の撮影開始のタイミング信号が入力される。

ＣＰＵ３１は、タイミング入力手段３０から静脈層を含むコントラスト像の撮影開始のタイミング信号が入力されたか否かを判断する（ステップＳ１２ｂ）。

ステップＳ１２ｂの判断にてＹｅｓ、すなわち、タイミング入力手段３０から静脈層を含むコントラスト像の撮影開始のタイミング信号が入力された場合、静脈層を含むコントラスト像の撮影開始のタイミングになったものとして、静脈層を含むコントラスト像が撮影され、２Ｄ画像収集手段３９にて静脈層を含むコントラスト像が２Ｄ画像データとして収集される（ステップＳ５ｂ）。すなわち、ＣＰＵ３１の指示によりＣアーム回転機構２３が制御され、患者Ｐの頭部周りでＣアーム２８を所要方向に所要角度、例えばＡ方向に２００°（ＬＡＯ１００°位置→ＲＡＯ１００°位置）、回転させながら静脈層を含む画像データが収集される。

一方、ステップＳ１２の判断にてＮｏ、すなわち、タイミング入力手段３０からコントラスト像の撮影開始のタイミング信号が入力されない場合、コントラスト像の撮影開始のタイミングにまだなっていないものとして、透視が行なわれ、モニタ４０に透視像が表示される（ステップＳ１１）。

以上説明したように、図５に示したフローチャートによると、まず、ステップＳ５ａにて動脈層を含む第１のコントラスト像を撮影・収集する。続いて、ステップＳ６ａからＳ１１に戻り、ステップＳ５ｂにて静脈層を含む第２のコントラスト像を収集する。

以下、画像処理手段４１にてマスク像及びコントラスト像の各２Ｄ画像データから差分画像の２Ｄ画像データが生成される。次いで、３Ｄ再構成手段４２にて２Ｄ画像データを３Ｄ再構成して３Ｄ画像データが生成される。その３Ｄ画像データが３Ｄワークステーション４３に記憶されたり、表示されたりする。

なお、ステップＳ１１では、モニタ４０に透視像を表示することとしたが、単純な透視像の表示ではなく、透視サブトラクション像を表示することができる。透視サブトラクション像とは、ステップＳ２にて得られたマスク像と透視像とがサブトラクション処理されて得られた２Ｄ画像である。モニタ４０に透視サブトラクション画像を表示する場合、透視像を表示する場合と比較して、鮮明な画像を提供でき、医師等は容易に監視作業が行なえる。

本発明に係るＸ線画像診断装置１０及びＸ線画像診断支援方法の変形例によると、動脈及び静脈を含むコントラスト像を１回の造影にて収集できるので、患者に対するＸ線被曝量や、患者への侵襲性を抑制することができる。

また、本発明に係るＸ線画像診断装置１０及びＸ線画像診断支援方法の変形例によると、動脈及び静脈を含むコントラスト像を１回の造影にて収集できるので、効率的な３Ｄ−ＤＳＡ撮影を実現できる。

本発明に係るＸ線画像診断装置の実施の形態を示すブロック図。Ｘ線画像診断装置に有するＣアーム構造の保持装置を示す外観図。本発明に係るＸ線画像診断支援方法を示すフローチャート。３Ｄ−ＤＳＡ撮影を説明するための図。本発明に係るＸ線画像診断支援方法の変形例を示すフローチャート。

符号の説明

１０Ｘ線画像診断装置
２９タイミング記憶手段
３０タイミング入力手段
３１ＣＰＵ
３９２Ｄ画像収集手段
４１画像処理手段
４２３Ｄ再構成手段
４３３Ｄワークステーション

Claims

被検体の所要部位が撮影されて、患部を流れる造影剤の像を含むＸ線画像であるコントラスト像の画像データを収集し、前記コントラスト像の画像データを表示・記憶するＸ線画像診断支援方法において、
前記造影剤の像を含まないＸ線画像であるマスク像を取得するために前記所要部位が撮影されるマスク像撮影工程と、
前記患部に前記造影剤が注入された後、第１コントラスト像のための撮影開始のタイミングになった場合、前記所要部位が撮影される第１コントラスト像撮影工程と、
前記第１コントラスト像が撮影された後、第２コントラスト像のための撮影開始のタイミングになった場合、前記所要部位が撮影される第２コントラスト像撮影工程と、
前記マスク像と前記第１コントラスト像とが差分処理された第１差分画像の画像データを３次元再構成して第１の３次元画像の画像データが生成されると共に、前記マスク像と前記第２コントラスト像とが差分処理された第２差分画像の画像データを３次元再構成して第２の３次元画像の画像データが生成される画像データ生成工程と、
を有することを特徴とするＸ線画像診断支援方法。
前記第１及び第２の３次元画像の画像データが表示される表示工程を有することを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像診断支援方法。
前記表示工程によって、前記第１及び第２の３次元画像の画像データが別々に表示されることを特徴とする請求項２に記載のＸ線画像診断支援方法。
前記表示工程によって、前記第１及び第２の３次元画像の画像データが重畳されて表示されることを特徴とする請求項２に記載のＸ線画像診断支援方法。
前記第１コントラスト像及び前記第２コントラスト像のための撮影開始のタイミングが予めそれぞれ記憶され、
前記第１及び第２コントラスト像撮影工程によって、前記記憶された各タイミングで前記第１コントラスト像及び前記第２コントラスト像のための撮影がそれぞれ開始されることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載のＸ線画像診断支援方法。
前記第１コントラスト像撮影工程によって、前記第１コントラスト像としての、前記被検体の脳血管の動脈層を含むコントラスト像のための撮影開始のタイミングになった場合、前記所要部位が撮影され、
前記第２コントラスト像撮影工程によって、前記第２コントラスト像としての、前記脳血管の静脈層を含むコントラスト像のための撮影開始のタイミングになった場合、前記所要部位が撮影されることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載のＸ線画像診断支援方法。
被検体の所要部位が撮影されて、患部を流れる造影剤の像を含むＸ線画像であるコントラスト像の画像データを収集し、前記コントラスト像の画像データを表示・記憶するＸ線画像診断支援方法において、
前記コントラスト像としての第１コントラスト像及び第２コントラスト像のための撮影開始のタイミングが予めそれぞれ記憶される記憶工程と、
前記造影剤の像を含まないＸ線画像であるマスク像を取得するために前記所要部位が撮影されるマスク像撮影工程と、
前記患部に前記造影剤が注入された後、前記記憶された第１コントラスト像のための撮影開始のタイミングになった場合、前記所要部位が撮影される第１コントラスト像撮影工程と、
前記第１コントラスト像が撮影された後、前記記憶された第２コントラスト像のための撮影開始のタイミングになった場合、前記所要部位が撮影される第２コントラスト像撮影工程と、
を有することを特徴とするＸ線画像診断支援方法。
被検体の所要部位が撮影されて、患部を流れる造影剤の像を含むＸ線画像であるコントラスト像の画像データを収集し、前記コントラスト像の画像データを表示・記憶するＸ線画像診断支援方法において、
前記造影剤の像を含まないＸ線画像であるマスク像を取得するために前記所要部位が撮影されるマスク像撮影工程と、
前記患部に前記造影剤が注入された後、第１コントラスト像としての、前記被検体の脳血管の動脈層を含むコントラスト像のための撮影開始のタイミングになった場合、前記所要部位が撮影される第１コントラスト像撮影工程と、
前記第１コントラスト像が撮影された後、第２コントラスト像としての、前記脳血管の静脈層を含むコントラスト像のための撮影開始のタイミングになった場合、前記所要部位が撮影される第２コントラスト像撮影工程と、
を有することを特徴とするＸ線画像診断支援方法。
被検体の所要部位を撮影して、患部を流れる造影剤の像を含むＸ線画像であるコントラスト像の画像データを収集し、前記コントラスト像の画像データを表示・記憶するＸ線画像診断装置において、
前記所要部位を撮影して、前記造影剤の像を含まないＸ線画像であるマスク像の画像データを収集するマスク像収集手段と、
前記コントラスト像のための撮影開始のタイミングになった場合、前記コントラスト像のための撮影を行なうように指示する装置制御手段と、
前記患部に前記造影剤が注入された後、前記装置制御手段の指示により、前記所要部位に関する第１コントラスト像の画像データを収集する第１コントラスト像収集手段と、
前記第１コントラスト像の画像データが収集された後、前記装置制御手段の指示により、前記所要部位に関する第２コントラスト像の画像データを収集する第２コントラスト像収集手段と、
前記マスク像と前記第１コントラスト像とが差分処理された第１差分画像の画像データを３次元再構成して第１の３次元画像の画像データを生成すると共に、前記マスク像と前記第２コントラスト像とが差分処理された第２差分画像の画像データを３次元再構成して第２の３次元画像の画像データを生成する画像処理手段と、
を設けることを特徴とするＸ線画像診断装置。
前記第１及び第２の３次元画像の画像データを表示する表示手段を備えることを特徴とする請求項９に記載のＸ線画像診断装置。
前記表示手段は、前記第１及び第２の３次元画像の画像データを別々に表示することを特徴とする請求項１０に記載のＸ線画像診断装置。
前記表示手段は、前記第１及び第２の３次元画像の画像データを重畳して表示することを特徴とする請求項１０に記載のＸ線画像診断装置。
前記第１コントラスト像及び前記第２コントラスト像のための撮影開始のタイミングを予めそれぞれ記憶するタイミング記憶手段を設け、
前記装置制御手段は、前記タイミング記憶手段に記憶された各タイミングによって前記第１コントラスト像及び前記第２コントラスト像のための撮影を自動的に開始させることを特徴とする請求項９乃至１２のうちいずれか一項に記載のＸ線画像診断装置。
前記第１コントラスト像収集手段は、前記第１コントラスト像としての、前記被検体の脳血管の動脈層を含むコントラスト像の画像データを収集し、
前記第２コントラスト像収集手段は、前記第２コントラスト像としての、前記脳血管の静脈層を含むコントラスト像の画像データを収集することを特徴とする請求項９乃至１３のうちいずれか一項に記載のＸ線画像診断装置。
被検体の所要部位を撮影して、患部を流れる造影剤の像を含むＸ線画像であるコントラスト像の画像データを収集し、前記コントラスト像の画像データを表示・記憶するＸ線画像診断装置において、
前記コントラスト像としての第１コントラスト像及び第２コントラスト像のための撮影開始のタイミングを予めそれぞれ記憶するタイミング記憶手段と、
前記所要部位を撮影して、前記造影剤の像を含まないＸ線画像であるマスク像の画像データを収集するマスク像収集手段と、
前記タイミング記憶手段に記憶された各タイミングによって前記第１コントラスト像及び前記第２コントラスト像のための撮影を自動的にそれぞれ開始させる装置制御手段と、
前記患部に前記造影剤が注入された後、前記装置制御手段の指示により、前記所要部位に関する第１コントラスト像の画像データを収集する第１コントラスト像収集手段と、
前記第１コントラスト像の画像データが収集された後、前記装置制御手段の指示により、前記所要部位に関する第２コントラスト像の画像データを収集する第２コントラスト像収集手段と、
を設けることを特徴とするＸ線画像診断装置。
被検体の所要部位を撮影して、患部を流れる造影剤の像を含むＸ線画像であるコントラスト像の画像データを収集し、前記コントラスト像の画像データを表示・記憶するＸ線画像診断装置において、
前記所要部位を撮影して、前記造影剤の像を含まないＸ線画像であるマスク像の画像データを収集するマスク像収集手段と、
前記コントラスト像のための撮影開始のタイミングになった場合、前記コントラスト像のための撮影を行なうように指示する装置制御手段と、
前記患部に前記造影剤が注入された後、前記装置制御手段の指示により、前記所要部位に関する第１コントラスト像としての、前記被検体の脳血管の動脈層を含むコントラスト像の画像データを収集する第１コントラスト像収集手段と、
前記第１コントラスト像の画像データが収集された後、前記装置制御手段の指示により、前記所要部位に関する第２コントラスト像としての、前記脳血管の静脈層を含むコントラスト像の画像データを収集する第２コントラスト像収集手段と、
を設けることを特徴とするＸ線画像診断装置。
前記第１コントラスト像及び前記第２コントラスト像のための撮影開始前に透視を行ない、前記所要部位に関するＸ線画像の画像データを表示する表示手段と、
前記第１コントラスト像及び前記第２コントラスト像のための撮影開始のタイミングを入力操作するタイミング入力手段と、
を設けることを特徴とする請求項９乃至１６のうちいずれか一項に記載のＸ線画像診断装置。