JP5305609B2 - Ｘ線撮影装置および透視ロードマップ画像作成プログラム - Google Patents

Description

この発明は、Ｘ線撮影装置において透視像に血管像を重ねて表示する透視ロードマップ技術に関する。

Ｘ線循環器診断装置などのＸ線撮影装置は、血管内治療に使われるカテーテルやガイドワイヤなどのデバイスを治療部位まで進め易くするため透視像に血管像を重ねて表示する透視ロードマップ機能を備えている（例えば、特許文献１参照）。

透視ロードマップには、骨などの背景を消してデバイスを見やすくした透視サブトラクションを利用する表示と通常の透視像に血管を重ねるランドマーク表示とがある。また、透視像に重ねる血管像としては、２次元画像を用いる場合と３次元画像を用いる場合とがあり、例えば、特許文献２には３次元ロードマップに関する技術が記載されている。

特開平８−１３０７５２号公報 特開２０００−１１６７８９号公報

しかしながら、透視像に血管像が重ねて表示されるだけでは、術者は、血管長を正確に把握することができないため、デバイス操作に時間がかかり、手技を敏速に進めることができないという問題がある。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、血管長の正確な把握を可能とする透視ロードマップを表示するＸ線撮影装置および透視ロードマップ作成プログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、透視像に血管像を重ねて透視ロードマップとして表示するＸ線撮影装置であって、血管の長さを表すマーカーが付加された血管像を透視像に重ねて透視ロードマップを表示するロードマップ表示手段を備えたことを特徴とする。

また、本発明は、透視像に重ねて透視ロードマップとして表示する血管像を作成する透視ロードマップ画像作成プログラムであって、被検体を撮影して得られた画像から血管像を抽出する血管像抽出手順と、前記血管像抽出手順により抽出された血管像に血管の長さを表すマーカーを付加するマーカー付加手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明によれば、術者はマーカーを用いて血管の長さを把握することができる。

以下に添付図面を参照して、この発明に係るＸ線撮影装置および透視ロードマップ作成プログラムの好適な実施例を詳細に説明する。なお、本実施例では、本発明をＸ線循環器診断装置に適用した場合を中心に説明する。

まず、本実施例に係るＸ線循環器診断装置の構成について説明する。図１は、本実施例に係るＸ線循環器診断装置の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、このＸ線循環器診断装置は、Ｘ線発生器１と、Ｘ線管球２と、Ｘ線絞り３と、検出器４と、支持器５と、Ｘ線寝台６と、寝台・支持器制御部７と、コンソール８と、画像処理装置９と、モニタ１０とを有する。

Ｘ線発生器１は、Ｘ線を発生するために必要な高電圧を発生してＸ線管球２に供給する装置であり、Ｘ線管球２は、Ｘ線発生器１から供給された高電圧によってＸ線を発生する装置である。

Ｘ線絞り３は、Ｘ線管球２が発生したＸ線の照射野を制御する装置であり、検出器４は、患者を透過したＸ線を検出する検出装置である。支持器５は、Ｘ線管球２、Ｘ線絞り３および検出器４が取り付けられたアームを支持する装置であり、Ｘ線寝台６は、患者を載せる寝台である。

寝台・支持器制御部７は、Ｘ線寝台６の移動、支持器５に支持されたアームの回転、支持器５の移動を制御する制御装置であり、コンソール８は、術者がＸ線循環器診断装置の操作に用いる装置である。画像処理装置９は、検出器４によって検出されたＸ線に基づいて画像を生成するとともに、Ｘ線循環器診断装置全体を制御する装置であり、モニタ１０は、画像処理装置９によって生成された画像を表示する表示装置である。

画像処理装置９は、Ｘ線制御部９１と、システム制御部９２と、画像処理部９３とを有する。Ｘ線制御部９１は、Ｘ線発生器１が発生する高電圧を制御してＸ線の発生を制御する制御部であり、システム制御部９２は、コンソール８が受け付けた操作指示に基づいてＸ線循環器診断装置の動作を制御する制御部である。

画像処理部９３は、検出器４によって検出されたＸ線に基づいて画像を生成してモニタ１０に表示する処理部である。図２は、画像処理部９３の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、画像処理部９３は、画像生成部９３１と、血管画像記憶部９３２と、マーカー付加部９３３と、ロードマップ表示制御部９３４とを有する。

画像生成部９３１は、検出器４によって検出されたＸ線に基づいて画像を生成する処理部である。この画像生成部９３１は、コンソール８を用いた術者からの指示に基づいてサブトラクション画像またはランドマーク表示画像を生成する。

血管画像記憶部９３２は、ロードマップ表示に用いる血管画像を記憶する記憶部である。なお、ここでは、血管画像記憶部９３２は、２次元の血管画像を記憶することとするが、３次元の血管画像を記憶するようにすることもできる。３次元の血管画像は、例えば、３Ｄ−ＤＳＡ撮影や３Ｄ−ＤＡ撮影によって作成することができる。ここで、３Ｄ−ＤＳＡ（ＤＡ）撮影とは患者の周りに回転しながらＸ線を照射して複数のＤＳＡ（ＤＡ）画像を得ることであり、ＤＳＡ画像とは、造影剤を入れて収集したＸ線画像（ＤＡ画像）から造影剤をいれずに収集したＸ線画像を引いて得られる血管画像（サブトラクション画像）である。

マーカー付加部９３３は、血管画像記憶部９３２が記憶する血管画像にマーカーを付加する処理部であり、ロードマップ表示制御部９３４は、マーカー付加部９３３によってマーカーが付加された血管画像を用いて透視ロードマップ表示を行う処理部である。

ここで、マーカーとは、図３〜図５に示すように、血管の長さを表わすために血管画像に付加される印である。図３では、血管２２の外壁２３を外壁２３に対して垂直に等間隔で区切る直線がマーカー２１である。図４では、血管２２を血管２２の走行方向に対して垂直に等間隔で区切る直線がマーカー２１である。また、図５では、血管２２の中心線上に等間隔に配置される黒点がマーカー２１である。マーカー付加部９３３は、コンソール８を用いた術者からの指示に基づいて図３〜図５に示すいずれかのマーカー２１を作成する。

次に、マーカー付加部９３３によるマーカー付加処理の処理手順について説明する。図６は、マーカー付加部９３３によるマーカー付加処理の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、マーカー付加部９３３は、血管画像記憶部９３２に記憶された血管画像の血管壁すなわち血管２２の辺縁を特定する（ステップＳ１）。

そして、特定した血管壁から血管２２の中心線を特定する（ステップＳ２）。図７は、血管壁から血管２２の中心線を特定する方法を説明するための説明図である。同図に示すように、マーカー付加部９３３は、血管２２の左側Ｗa上の点ａ₀に対し、血管２２の右側Ｗｂ上で最短距離になるポイントｂ₀を見つけ、この２点間の中心のポイントをｃ₀とする。そして、マーカー付加部９３３は、同じように、ａ₁からｂ₁，ｃ₁、．．．、ａ_nからｂ_n，ｃ_nを求め、中心のポイントを結んだ線を中心線２４として特定する。

そして、マーカー付加部９３３は、中心線上で等間隔に点を選び（ステップＳ３）、各点に対応するマーカー２１を作成する（ステップＳ４）。具体的には、図３〜図５に示したいずれかのマーカー２１を作成する。そして、作成したマーカー２１の情報を血管画像記憶部９３２に格納する（ステップＳ５）。

このように、マーカー付加部９３３が血管２２の中心線２４を特定し、特定した中心線上で等間隔に点を選択してマーカー２１を作成することによって、マーカー２１を血管画像に付加することができる。なお、ここでは、マーカー付加部９３３は、血管２２の中心線上で等間隔に点を選択してマーカー２１を付加することとしたが、図３および図４に示す場合には、血管壁上に等間隔に点を選択してマーカー２１を付加することもできる。

上述してきたように、本実施例では、血管画像記憶部９３２が血管画像を記憶し、マーカー付加部９３３が血管画像記憶部９３２に記憶された血管画像にマーカー２１を付加し、ロードマップ表示制御部９３４がマーカー２１が付加された血管像を透視ロードマップとして透視像に重ねて表示することとしたので、術者は透視ロードマップ画像から血管の長さを正確に把握することができ、デバイスを安全かつ迅速に操作することができる。したがって、術者は手技を敏速に進めることができる。

ところで、上記実施例では、血管画像の２次元の情報を用いてマーカー２１を付加する場合について説明したが、図８〜図１０に示すように、マーカー付加部９３３は、血管画像の３次元の情報を用いてマーカー２１を付加することもできる。図８〜図１０では、マーカー付加部９３３は、血管に対してマーカー２１を等間隔で付加しているが、３次元情報を用いてマーカー２１を付加しているため、画面の前後方向への血管走行距離が長い箇所はマーカー２１の間隔が狭まって表示されている。

このように、マーカー付加部９３３が血管画像の３次元情報を用いてマーカー２１を付加することによって、血管像が２次元表示である場合にも術者は透視ロードマップから血管の前後方向の情報を得ることができる。したがって、術者は、より安全かつ正確にデバイスを操作することができる。なお、３次元情報を用いる場合にも、血管の中心線または血管壁を特定し、中心線上または血管壁上に等間隔に選択した点に対応させてマーカー２１を付加することができる。

また、図１１〜図１３に示すように、マーカー付加部９３３は、血管が手前に向かって走行しているのか向こう側に向かって走行しているのかを区別する３Ｄマーカー２５を付加することもできる。図１１では、３Ｄマーカー２５の線を血管壁に垂直な直線とする代わりに下向きの曲線とすることによって、血管が下に較べて上が手前にあることを表し、３Ｄマーカー２５の線を上向きの曲線とすることによって、血管が下に較べて上が向こう側にあることを表している。

図１２では、３Ｄマーカー２５の線を血管壁に垂直に引く代わりに血管壁から上方向に引くことによって、血管が下に較べて上が手前にあることを表し、３Ｄマーカー２５の線を血管壁から下方向に引くことによって、血管が下に較べて上が向こう側にあることを表している。

図１３では、３Ｄマーカー２５の線を血管壁に垂直に引く代わりに血管壁から中心に向けて下方向に引くことによって、血管が下に較べて上が手前にあることを表し、３Ｄマーカー２５の線を血管壁から中心に向けて上方向に引くことによって、血管が下に較べて上が向こう側にあることを表している。

図１４は、図１１に示した３Ｄマーカー２５を例として、マーカー付加部９３３による３Ｄマーカー２５の付加法を説明するための説明図である。図１４に示すように、マーカー付加部９３３は、ＸＹ平面に対してＺ軸方向を視点とし、３Ｄマーカー２５の２点のうちＸＹ面で中心に近い方を基準に他の点のＺ位置が視点に近づく方向（＋方向）か遠ざかる方向（−方向）かで３Ｄマーカー２５の付け方を変える。

図１４の例では、中心に近い点を基準に他の点のＺ位置が同一ＸＴ平面上にある場合には直線で３Ｄマーカー２５を付加し、下にある基準点に較べて上の点が遠ざかる方向の場合には、上向きの曲線で３Ｄマーカー２５を付加し、下にある基準点に較べて上の点が近づく方向の場合には、下向きの曲線で３Ｄマーカー２５を付加する。このように、マーカー付加部９３３が３Ｄマーカー２５を付加することによって、術者は血管が手前に向かって走行しているのか向こう側に向かって走行しているのかを把握することができ、より安全かつ正確にデバイスを操作することができる。

なお、本実施例では、マーカー付加部９３３が血管画像記憶部９３２に記憶された血管画像にマーカー２１を付加する場合について説明したが、血管画像にマーカー２１を付加する処理は別の装置で行い、Ｘ線循環器診断装置はマーカー２１が付加された血管画像を別の装置から取得して血管画像記憶部９３２に記憶するようにすることもできる。また、血管画像にマーカー２１を付加する処理は、透視ロードマップ画像を作成する透視ロードマップ画像作成プログラムの処理の一部として実現することもできる。

また、本実施例では、Ｘ線循環器診断装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、透視ロードマップ機能を備えたＸ線撮影装置には同様に適用することができる。

以上のように、本発明は、透視ロードマップ機能を備えたＸ線撮影装置に有用であり、特に、血管の正確な長さを把握することが重要である手技でＸ線撮影装置が利用される場合に適している。

本実施例に係るＸ線循環器診断装置の構成を示す機能ブロック図である。 画像処理部の構成を示す機能ブロック図である。 血管の外壁を外壁に対して垂直に等間隔で区切る直線によるマーカー表示例を示す図である。 血管を血管の走行方向に対して垂直に等間隔で区切る直線によるマーカー表示例を示す図である。 血管の中心線上に等間隔に配置される黒点によるマーカー表示例を示す図である。 マーカー付加部によるマーカー付加処理の処理手順を示すフローチャートである。 血管壁から血管の中心線を特定する方法を説明するための説明図である。 血管の外壁を外壁に対して垂直に等間隔で区切る直線（３次元座標系）によるマーカー表示例を示す図である。 血管を血管の走行方向に対して垂直に等間隔で区切る直線（３次元座標系）によるマーカー表示例を示す図である。 血管の中心線に沿って等間隔で配置される黒点（３次元座標系）によるマーカー表示例を示す図である。 血管を血管の走行方向に対して等間隔で区切る曲線（３次元座標系）による３Ｄマーカー表示例を示す図である。 血管の外壁を等間隔で区切る直線（３次元座標系）による３Ｄマーカー表示例を示す図である。 血管を血管の走行方向に対して等間隔で区切るとともに奥行きを表す線（３次元座標系）で３Ｄマーカーを表示した例を示す図である。 マーカー付加部による３Ｄマーカーの付加法を説明するための説明図である。

符号の説明

１ Ｘ線発生器
２ Ｘ線管球
３ Ｘ線絞り
４ 検出器
５ 支持器
６ Ｘ線寝台
７ 寝台・支持器制御部
８ コンソール
９ 画像処理装置
１０ モニタ
２１ マーカー
２２ 血管
２３ 外壁
２４ 中心線
２５ ３Ｄマーカー
９１ Ｘ線制御部
９２ システム制御部
９３ 画像処理部
９３１ 画像生成部
９３２ 血管画像記憶部
９３３ マーカー付加部
９３４ ロードマップ表示制御部

Claims (6)

1. 透視像に血管像を重ねて透視ロードマップとして表示するＸ線撮影装置であって、
   三次元の血管像に対して血管の長さを表すマーカーを血管の走行方向に沿って等間隔に付加し、当該マーカーが付加された三次元の血管像を前記透視像の平面に投影して得られるような二次元の血管画像であって、前記三次元の血管像における奥行き方向の血管の走行方向に応じて前記マーカーの付け方を変えた二次元の血管像を作成するマーカー付加手段と、
   前記マーカー付加手段により作成された血管像を透視像に重ねて透視ロードマップを表示するロードマップ表示手段と
   を備えたことを特徴とするＸ線撮影装置。
2. 前記マーカー付加手段は、血管の外壁を外壁に対して垂直に等間隔で区切る直線を前記マーカーとして前記三次元の血管像に付加して、前記二次元の血管像を作成することを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
3. 前記マーカー付加手段は、血管を血管の走行方向に対して垂直に等間隔で区切る直線を前記マーカーとして前記三次元の血管像に付加して、前記二次元の血管像を作成することを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
4. 前記マーカー付加手段は、血管の中心線上に等間隔に配置される印を前記マーカーとして前記三次元の血管像に付加して、前記二次元の血管像を作成することを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
5. 前記マーカー付加手段は、三次元座標に基づいて前記マーカーを前記三次元の血管像に付加して、前記二次元の血管像を作成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のＸ線撮影装置。
6. 透視像に重ねて透視ロードマップとして表示する血管像を作成する透視ロードマップ画像作成プログラムであって、
   三次元の血管像に対して血管の長さを表すマーカーを血管の走行方向に沿って等間隔に付加し、当該マーカーが付加された三次元の血管像を前記透視像の平面に投影して得られるような二次元の血管画像であって、前記三次元の血管像における奥行き方向の血管の走行方向に応じて前記マーカーの付け方を変えた二次元の血管像を作成するマーカー付加手順と、
   前記マーカー付加手順により作成された血管像を透視像に重ねて透視ロードマップを表示するロードマップ表示手順と
   をコンピュータに実行させることを特徴とする透視ロードマップ画像作成プログラム。

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