JP6351994B2 - Ｘ線装置 - Google Patents

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

特開２０１１−１５６３２１号公報

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。

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。

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。

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。

本実施形態のＸ線装置の外観構造を示す概略図。 本実施形態のＸ線装置の構成を示す概略図。 本実施形態のＸ線装置の機能を示すブロック図。 第２の造影透視画像セットの生成を説明するための図。 サブトラクション処理を説明するための図。 重畳画像の一例を示す図。 不整脈の検知を説明するための図。 本実施形態のＸ線装置の動作を示すフローチャート。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

懸垂アーム２３は、鉛直軸回転機構２２によって支持される。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［数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。

［数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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

図６は、重畳画像の一例を示す図である。

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。

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。

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。

図７は、不整脈の検知を説明するための図である。

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。

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。

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。

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）。

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）。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (5)

1. 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。
2. 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１に記載のＸ線装置。
3. 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２に記載のＸ線装置。
4. 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２または３に記載のＸ線装置。
5. 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４のうちいずれか一項に記載のＸ線装置。