JP6906945B2 - Ｘ線診断システム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線診断システムに関する。

カテーテル治療を行う際、カテーテルやガイドワイヤなどのデバイスの操作者は、Ｘ線診断装置によるＸ線撮像にもとづくＸ線透視画像やＸ線撮影画像（以下、Ｘ線画像という）を手技中に表示させ、Ｘ線画像に描出されるカテーテルやガイドワイヤなどのデバイスの位置を確認しながら手技を行うことがある。

この種の手技を支援する技術として、たとえばリモートカテーテルシステムがある。リモートカテーテルシステムによれば、操作者はデバイスを遠隔操作することができるため、手技者のＸ線被ばくを低減することができる。

リモートカテーテルシステムを用いて操作者がデバイスを遠隔操作する場合、Ｘ線診断装置の撮像系の位置決めは、操作者以外の者（以下、技師という）が行なうことがある。この場合、技師は、手技者が所望するＸ線画像が得られるように、Ｘ線診断装置の撮像系や寝台を遠隔操作することによりＸ線撮像領域およびＸ線撮像方向（以下、それぞれ撮像領域および撮像方向という）を調整することが求められる。

特開２０１５−３７５７２号公報

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、デバイス手技者が所望するＸ線画像が得られるように撮像領域および撮像方向を調整する技師による当該調整を支援することができるＸ線診断システムを提供することを目的とする。

本発明の一実施形態に係るＸ線診断システムは、上述した課題を解決するために、被検体の内部に挿入されたデバイスを前記被検体から離れた位置から操作する操作装置とともにも使用されるＸ線診断システムであって、前記被検体のＸ線撮像を行う撮像装置と、医用データ上において、前記デバイスの操作を行う第一のユーザから位置の指定を受け付ける指定受付部と、前記第一のユーザが視認可能な位置に設けられ、指定された前記位置に応じた第一の画像を表示する第一の表示装置と、前記撮像装置の位置決めを行う第二のユーザが視認可能な位置に設けられ、指定された前記位置に応じた、前記第一の画像とは異なる第二の画像を表示する第二の表示装置と、備えたものである。

本発明の一実施形態に係るＸ線診断システムを含む医用画像診断システムの一例を示すブロック図。 検査室コンソールの一構成例を示すブロック図。 画像処理装置の一構成例を示すブロック図。 デバイスの操作者が所望するＸ線画像が得られるように撮像領域および撮像方向を調整する技師による当該調整を支援する際の手順の概略例を示すフローチャート。 図４に示す手順をより詳細に説明するためのフローチャート。 選択される３Ｄデータの一例を示す説明図。 選択された３Ｄデータに対して所望領域および所望方向が設定される様子の一例を示す説明図。 仮画像にもとづいて生成される手技用仮画像の一例を示す説明図。 仮画像にもとづいて生成される位置合わせ用仮画像の一例を示す説明図。

本発明に係るＸ線診断システム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、本発明の一実施形態に係るＸ線診断システム１を含む医用画像診断システム１０の一例を示すブロック図である。

Ｘ線診断装置１１は、たとえばＸ線アンギオ装置として構成され、撮像装置１２と画像処理装置２０とを有する。Ｘ線診断装置１１の撮像装置１２は、通常は検査室に設置され、被検体Ｐに関するＸ線投影データを生成するよう構成される。画像処理装置２０は、たとえば検査室に隣接する操作室に設置され、Ｘ線投影データにもとづくＸ線画像を生成して表示を行なうよう構成される。なお、画像処理装置２０は、撮像装置１２が設置される検査室に設置されてもよい。本実施形態において、撮像装置１２は、第１ユーザとしての操作者Ｏではなく、第２ユーザとしての検査室の技師Ｍの操作に応じて動作する。

医用画像診断システム１０は、Ｘ線診断装置のほか、リモートカテーテル３０と、リモートコンソール４０とを有する。リモートカテーテル３０とリモートコンソール４０とは、いわゆるリモートカテーテルシステムを構成する。本実施形態において、リモートコンソール４０を操作して被検体Ｐ内のデバイス３２を遠隔操作する操作者Ｏは、技師Ｍ以外のユーザである。

Ｘ線診断システム１は、Ｘ線診断装置１１と、リモートカテーテル３０に対する操作指示を受け付ける指示受付回路と、操作者Ｏが視認可能な位置に設けられた表示装置とを有する。Ｘ線診断システム１のＸ線診断装置１１が撮像する被検体Ｐの内部に挿入されたリモートカテーテル３０のデバイス３２は、被検体Ｐから離れた位置から操作される。指示受付回路は、たとえばリモートコンソール４０の遠隔入力回路４３として実現される。また、操作者Ｏが視認可能な位置に設けられた表示装置は、たとえばリモートコンソール４０の表示入力回路４１または４２のディスプレイや画像処理装置２０のディスプレイ７１として実現される。

Ｘ線診断装置１１の撮像装置１２は、Ｘ線検出器１３、Ｘ線源１４、Ｃアーム１５、寝台１６、寝台１６の天板１７、ディスプレイ１８および検査室コンソール１９を有する。

Ｘ線検出器１３は、寝台１６の天板（たとえばカテーテルテーブルなど）１７に支持された被検体Ｐを挟んでＸ線源１４と対向配置されるようＣアーム１５の一端に設けられる。Ｘ線検出器１３は、平面検出器（ＦＰＤ：ｆｌａｔ ｐａｎｅｌ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）により構成され、被検体Ｐを透過してＸ線検出器１３に照射されたＸ線を検出し、この検出したＸ線にもとづいてＸ線の投影データを出力する。この投影データは検査室コンソール１９を介して画像処理装置２０に与えられる。なお、Ｘ線検出器１３は、イメージインテンシファイア、ＴＶカメラなどを含むものであってもよい。

Ｘ線源１４は、Ｃアーム１５の他端に設けられ、Ｘ線管球やＸ線絞りを有する。Ｘ線絞りは、たとえば複数枚の鉛羽で構成されるＸ線照射野絞りである。Ｘ線絞りは、検査室コンソール１９により制御されて、Ｘ線管球から照射されるＸ線の照射範囲を調整する。

Ｃアーム１５は、Ｘ線検出器１３とＸ線源１４とを一体として保持する。Ｃアーム１５が検査室コンソール１９に制御されて駆動されることにより、Ｘ線検出器１３およびＸ線源１４は一体として被検体Ｐの周りを移動する。Ｘ線検出器１３とＸ線源１４とＣアーム１５は、被検体ＰのＸ線撮像を行なう撮像系を構成する。

撮像系によるＸ線撮像には、いわゆる透視と撮影とが含まれる。透視は、撮影に比べて弱いＸ線照射強度のＸ線照射により画像を取得するＸ線撮像である。このため、透視により取得された透視画像は、撮影により得られる撮影画像に比べて解像度が低い画像であるものの、撮影に比べて被検体Ｐが被ばくする線量が小さい。したがって、透視は、たとえばリアルタイムに動画的に被検体ＰのＸ線画像を確認したい場合に好適である。一方、撮影画像は透視画像に比べ、被検体Ｐが被ばくする線量は多くなるものの、より鮮明な画像となる。以下の説明では、透視と撮影を適宜Ｘ線撮像といい、Ｘ線撮像にもとづくＸ線透視画像とＸ線撮影画像を適宜Ｘ線画像という。

また、Ｘ線診断装置１１がＸ線アンギオ装置として用いられる場合、Ｘ線診断装置１１は、Ｘ線検出器１３とＸ線源１４とＣアーム１５とにより構成されて被検体ＰのＸ線撮像を行なう撮像系を２系統有するバイプレーン式であってもよい。バイプレーン式の場合、Ｘ線診断装置１１は、床置き式Ｃアームを有するＦ（Frontal）側と、天井走行式Ωアームを有するＬ（Lateral）側の２方向からＸ線ビームを個別に照射させて、バイプレーン画像（Ｆ側画像およびＬ側画像）を取得することができる。

寝台１６は、床面に設置され、被検体Ｐを載置するための天板１７を有する。寝台１６は、検査室コンソール１９により制御されて、天板１７を水平方向、上下方向に移動させたり回転（ローリング）させたりする。

ディスプレイ１８は、１または複数の表示領域により構成され、検査室コンソール１９に制御されて、リアルタイムに更新される透視画像や位置合わせ用仮画像などの各種情報を表示する。ディスプレイ１８は、たとえば液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイなどの一般的な表示出力装置により構成される。

検査室コンソール１９は、画像処理装置２０により制御されて、Ｘ線検出器１３を制御することにより被検体ＰのＸ線撮像を実行して投影データを生成し、画像処理装置２０に与える。検査室コンソール１９は、画像処理装置２０により制御されて、たとえば、造影剤投与前後の投影データをそれぞれ生成し、画像処理装置２０に与える。検査室コンソール１９は、たとえば検査室の床面上を移動自在なサテライトコンソールであってもよい。

また、Ｘ線診断装置１１が回転ＤＳＡ（Digital Subtraction Angiography）撮影可能に構成される場合は、検査室コンソール１９は、画像処理装置２０により制御されて、回転ＤＳＡ撮影を実行して造影剤投与前後の投影データをそれぞれ生成し、画像処理装置２０に与える。回転ＤＳＡ撮影では、被検体Ｐの同一部位について造影剤の注入前の画像データ（マスク像データ）および造影剤の注入後の画像データ（コントラスト像データ）がそれぞれ生成される。回転ＤＳＡ撮影可能な場合、Ｘ線診断装置１１は、回転ＤＳＡ撮影で得られたコントラスト像データおよびマスク像にもとづいて、３次元血管画像（３Ｄ血管像）を得ることも可能である。

検査室コンソール１９は、プロセッサおよび記憶回路を少なくとも有する。検査室コンソール１９は、この記憶回路に記憶されたプログラムに従って画像処理装置２０により制御されて、撮像系を制御することにより被検体Ｐの透視などのＸ線撮像を実行し、投影データを出力する。

なお、図１には検査室コンソール１９と画像処理装置２０とが有線接続される場合の例について示したが、検査室コンソール１９と画像処理装置２０とはネットワークを介してデータ送受信可能に接続されてもよい。

また、Ｘ線診断装置１１は、図示しないインジェクタを備えてもよい。この場合、インジェクタは、検査室コンソール１９により制御されて、被検体Ｐの患部に挿入されたリモートカテーテル３０のデバイス３２を介して造影剤を注入する。造影剤の注入および停止のタイミングならびに造影剤の濃度および注入速度は検査室コンソール１９により自動制御される。また、インジェクタは、検査室コンソール１９の制御によらずともよく、たとえばインジェクタに備えられた入力部を介して技師Ｍによる指示を受け付け、またはリモートコンソール４０を介して操作者Ｏによる指示を受け付け、この指示に応じた濃度、速度、タイミングで造影剤を注入してもよい。

一方、遠隔操作システムの一例としてのリモートカテーテルシステムのリモートカテーテル３０は、ロボットアーム３１とデバイス３２とを有し、リモートコンソール４０により制御されて、被検体Ｐの所定の部位（たとえば患部など）にデバイス３２を挿入する。また、リモートカテーテル３０は、複数のデバイス３２を遠隔操作可能に構成されてもよい。

ここで、本実施形態に係るＸ線診断装置１１により、技師Ｍが、デバイス３２の操作者Ｏが所望するＸ線画像が得られるように撮像領域および撮像方向を調整する操作を支援する方法について、簡単に説明する。

撮像装置１２の動作には、たとえば撮像系の移動、寝台１６や天板１７の移動、撮像系によるＸ線撮像実行、図示しないインジェクタによる造影剤注入制御など、様々な動作がある。一方、デバイス３２の操作者Ｏは、そもそも検査室からは遠隔の地にいるため、またはたとえリモートコンソール４０が検査室にあったとしてもリモートコンソール４０の防護板により視界が遮られるため、撮像装置１２の周囲の現状を詳細に確認することが難しい。このため、操作者が撮像装置１２を遠隔操作すると、遠隔操作による動作対象物と、これらの近傍に位置する障害物（部材や被検体Ｐを含む人物）と、の位置関係を正確に把握することが難しい。したがって、撮像装置１２は、操作者Ｏではなく、検査室の技師Ｍの操作に応じて動作することが好ましい。

このため、本実施形態において、撮像装置１２は、操作者Ｏではなく、検査室の技師Ｍの操作に応じて動作する。しかし、Ｘ線画像を確認しながら実際に手技を行なうのは操作者Ｏであり、技師Ｍではない。このため、検査室の技師Ｍは、デバイス３２の操作者Ｏが所望するＸ線画像が得られるように、撮像装置１２の撮像系と寝台１６との位置関係を調整することが求められる。

そこで、本実施形態に係るＸ線診断装置１１は、リモートコンソール４０の遠隔入力回路４３または操作室の画像処理装置２０の入力回路７２を介して、デバイス３２の操作者Ｏから、手技の際に参照を所望するＸ線撮像の撮像領域および撮像方向（以下、所望領域および所望方向という）に関する情報を取得する。そして、Ｘ線診断装置１１は、この所望領域および所望方向に応じて、デバイス３２の操作者Ｏの手技に適した手技用仮画像を操作者Ｏに提示するとともに、技師Ｍによる撮像装置１２の位置合わせに適した位置合わせ用仮画像を技師Ｍに提示する。

リモートコンソール４０は、表示入力回路４１および４２と、リモートカテーテル３０のデバイス３２を遠隔操作するための遠隔入力回路４３と、制御装置４４とを備える。

表示入力回路４１および４２は、ディスプレイと、ディスプレイの近傍に設けられたタッチセンサとを有する。ディスプレイは、たとえば液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイなどの一般的な表示出力装置により構成される。タッチセンサは、ユーザによるタッチセンサ上の指示位置の情報を制御装置４４の処理回路に与える。たとえば投影型の静電容量方式のパネルにより構成される場合、タッチセンサは、縦横に配置した電極列を有する。この場合、タッチセンサは、接触物の接触位置付近の静電容量の変化に応じた電極列の出力変化にもとづいて接触位置を取得することができる。

表示入力回路４１のディスプレイは、制御装置４４の処理回路に制御され、たとえばディスプレイ１８と同様の画像が表示される。また、デバイス３２の操作者Ｏが遠隔入力回路４３を介して所望領域および所望方向を設定するための情報を制御装置４４に与える場合は、表示入力回路４１のディスプレイは、手技用仮画像を表示する。

表示入力回路４２のディスプレイは、制御装置４４の処理回路に制御され、たとえば遠隔入力回路４３の操作対象デバイスに関する情報を表示する。また、デバイス３２の操作者Ｏが遠隔入力回路４３を介して所望領域および所望方向を設定するための情報を制御装置４４に与える場合は、表示入力回路４２のディスプレイは、手技用仮画像を表示してもよい。

遠隔入力回路４３は、たとえばトラックボールやトラックボールマウス、キーボード、タッチパネル、テンキー、音声入力回路、視線入力回路などの一般的なポインティングデバイスや、Ｘ線ばく射タイミングを指示するためのハンドスイッチなどにより構成される。遠隔入力回路４３は、操作者Ｏにより操作されて、制御装置４４を介してデバイス３２を遠隔操作するための信号を有線または無線によりリモートカテーテル３０に出力する。また、遠隔入力回路４３は、操作者Ｏにより操作されて、操作者Ｏがデバイス３２を用いて手技を行なう際に参照を所望するＸ線撮像の撮像領域および撮像方向（所望領域および所望方向）を設定するための情報を制御装置４４に与える。

制御装置４４は、プロセッサおよび記憶回路を少なくとも有する。制御装置４４の処理回路は、この記憶回路に記憶されたプログラムに従って画像処理装置２０と連携する。たとえば、制御装置４４の処理回路は、デバイス３２の送り移動量の情報を画像処理装置２０に与える。また、制御装置４４の処理回路は、操作者Ｏから遠隔入力回路４３を介して入力された所望領域および所望方向を設定するための情報を画像処理装置２０に与える。

また、リモートコンソール４０には、リモートコンソール４０の操作者Ｏと技師Ｍとが通話するなどしてリアルタイムに連絡をとりあうためのスピーカおよびマイクロフォンが設けられてもよい。

図２は、検査室コンソール１９の一構成例を示すブロック図である。

検査室コンソール１９は、ディスプレイ５１、入力回路５２、記憶回路５３、通信回路５４、スピーカ５５、マイクロフォン５６および処理回路５７を有する。

ディスプレイ５１は、たとえば液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイなどの一般的な表示出力装置により構成され、処理回路５７の制御に従って、リアルタイムに更新される透視画像や位置合わせ用仮画像などの各種情報を表示する。入力回路５２は、たとえばキーボード、タッチパネル、トラックボール、テンキー、音声入力回路、視線入力回路などの一般的な入力装置により構成され、技師Ｍの操作に応じた入力信号を処理回路５７に出力する。

記憶回路５３は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、プロセッサにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有する。これら記憶媒体内のプログラムおよびデータの一部または全部は電子ネットワークを介した通信によりダウンロードされるように構成してもよい。記憶回路５３は、医用データの一例としての人体を模した人体図の医用３次元画像データ（以下、３Ｄモデルデータという）をあらかじめ記憶している。また、記憶回路５３は、あらかじめ取得された被検体Ｐの医用３次元画像データ（以下、ボリュームデータという）を記憶してもよい。以下、３Ｄモデルデータおよびボリュームデータを３Ｄデータと総称する。

なお、医用データは、操作者Ｏがデバイス３２を用いて手技を行なう際に参照を所望するＸ線撮像の撮像領域および撮像方向を設定するために利用可能なデータであればよい。たとえば、医用データは、２次元の医用画像データでもよいし、たとえば解剖学的指標（アナトミカルランドマーク）を示す文字列などの解剖学的データの一覧などであってもよいし、これらの組み合わせであってもよい。操作者Ｏは、指定受付回路を介して、医用データ上において位置の指定を行う。Ｘ線診断システム１は、指定された位置に応じた第一の画像を表示入力回路４１または４２のディスプレイなどの第一の表示装置に表示させるとともに、指定された前記位置に応じた、第一の画像とは異なる第二の画像を、ディスプレイ１８などの第二の表示装置に表示する。

また、医用データは、各種分類ごとに用意されてもよい。分類としては、大人と子供など被検体Ｐの年齢に応じた分類、性別に応じた分類、体重に応じた分類などが考えられる。この場合、操作者Ｏは、複数の医用データから、被検体Ｐが属する分類をも考慮して１つの医用データを選択し、選択した医用データ上において位置の指定を行うとよい。

本実施形態では、医用データが３Ｄデータである場合の例について説明する。

通信回路５４は、ネットワークの形態に応じた種々の情報通信用プロトコルを実装する。通信回路５４は、この各種プロトコルに従って検査室コンソール１９と画像処理装置２０およびリモートコンソール４０の制御装置４４とを接続する。この接続には、電子ネットワークを介した電気的な接続などを適用することができる。ここで電子ネットワークとは電気通信技術を利用した情報通信網全般を意味し、無線／有線ＬＡＮ（Local Area Network）やインターネット網のほか、電話通信回線網、光ファイバ通信ネットワーク、ケーブル通信ネットワークおよび衛星通信ネットワークなどを含む。たとえば、処理回路５７は、ネットワークを介して画像サーバなどから被検体Ｐのボリュームデータを取得して記憶回路５３に記憶させてもよい。

スピーカ５５およびマイクロフォン５６は、たとえば操作室の画像処理装置２０の操作者Ｏやリモートコンソール４０の操作者Ｏと技師Ｍとが、通信回路５４を介して音声情報の通信により通話するなどしてリアルタイムに連絡をとりあうために用いられる。

処理回路５７は、記憶回路５３に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、画像処理装置２０の処理回路７７と連携して、デバイス３２の操作者Ｏが所望するＸ線画像が得られるように撮像領域および撮像方向を調整する技師Ｍによる当該調整を支援するための処理を実行するプロセッサである。

図２に示すように、処理回路５７は、決定画像取得機能６１、位置合わせ用仮画像生成機能６２、透視画像取得機能６３および通信機能６４を実現する。これらの各機能６１−６４は、それぞれプログラムの形態で記憶回路５３に記憶されている。なお、位置合わせ用仮画像生成機能６２は、画像処理装置２０の処理回路７７により実現されてもよく、この場合、処理回路５７は、位置合わせ用仮画像生成機能６２を実現せずともよい。

図３は、画像処理装置２０の一構成例を示すブロック図である。

画像処理装置２０は、ディスプレイ７１、入力回路７２、記憶回路７３、通信回路７４、スピーカ７５、マイクロフォン７６および処理回路７７を有する。

ディスプレイ７１は、たとえば液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイなどの一般的な表示出力装置により構成され、処理回路７７の制御に従って、医用画像などの各種情報を表示する。また、デバイス３２の操作者Ｏが入力回路７２を介して所望領域および所望方向を設定するための情報を処理回路７７に与える場合は、ディスプレイ７１は、手技用仮画像を表示する。

入力回路７２は、たとえばキーボード、タッチパネル、トラックボール、テンキー、音声入力回路、視線入力回路などの一般的な入力装置により構成され、技師Ｍおよび操作者Ｏを含む操作室のユーザの操作に応じた入力信号を処理回路７７に出力する。また、入力回路７２は、操作者Ｏにより操作されて、操作者Ｏがデバイス３２を用いて手技を行なう際に参照を所望するＸ線撮像の所望領域および所望方向を設定するための情報を処理回路７７に与える。

記憶回路７３は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、プロセッサにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有する。これら記憶媒体内のプログラムおよびデータの一部または全部は電子ネットワークを介した通信によりダウンロードされるように構成してもよい。また、記憶回路７３は、あらかじめ医用データの一例としての人体を模した人体図の３Ｄモデルデータを記憶している。また、記憶回路７３は、あらかじめ取得された被検体Ｐのボリュームデータを記憶してもよい。

通信回路７４は、ネットワークの形態に応じた種々の情報通信用プロトコルを実装する。通信回路７４は、この各種プロトコルに従って画像処理装置２０と検査室コンソール１９およびリモートコンソール４０の制御装置４４とを接続する。この接続には、電子ネットワークを介した電気的な接続などを適用することができる。たとえば、処理回路５７は、ネットワークを介して画像サーバなどから被検体Ｐのボリュームデータを取得して記憶回路５３に記憶させてもよい。

スピーカ７５およびマイクロフォン７６は、たとえば操作室の画像処理装置２０の操作者Ｏと技師Ｍとが、通信回路７４を介して通話するなどしてリアルタイムに連絡をとりあうために用いられる。

処理回路７７は、記憶回路７３に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、検査室コンソール１９の処理回路５７と連携して、デバイス３２の操作者Ｏが所望するＸ線画像が得られるように撮像領域および撮像方向を調整する技師Ｍによる当該調整を支援するための処理を実行するプロセッサである。

図３に示すように、処理回路７７は、選択受付機能８１、画像決定機能８２、手技用仮画像生成機能８３、位置合わせ用仮画像生成機能８４および通信機能８５を実現する。これらの各機能８１−８５は、それぞれプログラムの形態で記憶回路７３に記憶されている。なお、位置合わせ用仮画像生成機能８４は、検査室コンソール１９の処理回路５７により実現されてもよく、この場合、処理回路７７は、位置合わせ用仮画像生成機能８４を実現せずともよい。また、デバイス３２の操作者Ｏが、リモートコンソール４０の遠隔入力回路４３を介して所望領域および所望方向を設定するための情報を制御装置４４に与える場合には、画像処理装置２０の処理回路７７により実現される各機能８１−８５は、リモートコンソール４０の制御装置４４により実現されてもよい。

次に、本実施形態に係るＸ線診断システムおよび医用画像診断システムの動作の一例について説明する。まず、Ｘ線診断システムおよび医用画像診断システム動作の概要について図４を用いて説明する。

図４は、デバイス３２の操作者Ｏが所望するＸ線画像が得られるように撮像領域および撮像方向を調整する技師Ｍによる当該調整を支援する際の手順の概略例を示すフローチャートである。図４においてＳに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。

ステップＳ１において、Ｘ線診断装置１１は、操作者Ｏから指定受付回路の一例としての入力回路７２、表示入力回路４１、４２のタッチセンサ、または遠隔入力回路４３を介して、医用データの一例としての複数の３Ｄモデルデータおよび被検体Ｐのボリュームデータのいずれか１つの３Ｄデータの選択を受け付け、選択された３Ｄデータを操作者Ｏが視認可能な位置に設けられたディスプレイに表示させる。

次に、ステップＳ２において、操作者Ｏは、この選択された３Ｄデータを確認しながら入力回路７２または遠隔入力回路４３を操作し、３Ｄデータを回転させ、あるいは拡大、縮小させながら、手技の際に参照を所望するＸ線撮像の撮像領域および撮像方向に対応する部分の３Ｄデータを操作者Ｏが視認可能な位置に設けられたディスプレイに表示させる。Ｘ線診断装置１１は、この選択された３Ｄデータに対する操作者Ｏの操作に応じて、選択された３Ｄデータの所望領域および所望方向（操作者Ｏが手技の際に参照を所望するＸ線撮像の撮像領域および撮像方向）における部分画像を仮画像として決定する。

そして、ステップＳ３において、Ｘ線診断装置１１は、仮画像にもとづいて手技用画像を生成し、操作者Ｏが視認可能な位置に設けられたディスプレイに表示させる。また、Ｘ線診断装置１１は、仮画像にもとづいて位置合わせ用仮画像を生成し、技師Ｍが視認可能な位置に設けられたディスプレイに表示させる。なお、入力回路７２または遠隔入力回路４３は、３Ｄデータ上における大きさの指定のみを受け付けてもよい。この場合、手技用仮画像生成機能８３は、指定された大きさに応じた手技用仮画像９１を生成してディスプレイ７１に表示させる。

続いて、Ｘ線診断システムおよび医用画像診断システム動作の詳細について図５−９を用いて説明する。

図５は、図４に示す手順をより詳細に説明するためのフローチャートである。図５において、Ｓに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。

また、図６は選択される３Ｄデータの一例を示す説明図である。図７は、選択された３Ｄデータに対して所望領域および所望方向が設定される様子の一例を示す説明図である。図８は、仮画像にもとづいて生成される手技用仮画像９１の一例を示す説明図である。また、図９は、仮画像にもとづいて生成される位置合わせ用仮画像９２の一例を示す説明図である。なお、図５には、デバイス３２の操作者Ｏが、指定受付回路の一例としての画像処理装置２０の入力回路７２を介して、所望領域および所望方向を設定するための情報を処理回路７７に与える場合の例について示した。

まず、ステップＳ１１において、画像処理装置２０の選択受付機能８１は、記憶回路７３に記憶された医用データの一例としての複数の３Ｄモデルデータおよび被検体Ｐのボリュームデータにもとづく画像を、操作者Ｏが視認可能な位置に設けられたディスプレイ７１に表示させる。なお、図５に示す手順においてディスプレイ７１に表示される画像は、表示入力回路４１、４２のディスプレイにも表示させてもよい。また、選択受付機能８１は、操作者Ｏから入力回路７２を介して複数の３Ｄモデルデータおよび被検体Ｐのボリュームデータのいずれか１つの３Ｄデータの選択を受け付け、選択された３Ｄデータをディスプレイ７１に表示させる（図６参照）。

次に、ステップＳ１２において、操作者Ｏは、この選択された３Ｄデータを確認しながら入力回路７２を操作し、３Ｄデータを回転させ、あるいは拡大、縮小させながら、手技の際に参照を所望するＸ線撮像の撮像領域および撮像方向に対応する部分の３Ｄデータをディスプレイ７１に表示させる。画像決定機能８２は、この選択された３Ｄデータに対する入力回路７２を介した操作者Ｏの操作により、選択された３Ｄデータの所望領域および所望方向（操作者Ｏが手技の際に参照を所望するＸ線撮像の撮像領域および撮像方向）における部分画像を、仮画像として決定する（図７参照）。

なお、所望する撮像領域として、操作者Ｏが領域を指示した場合は、画像決定機能８２は、少なくともこの指示された領域を含むように所望領域を設定し、仮画像を決定してもよい。また、所望する撮像領域として、操作者Ｏが所定の位置を指示した場合は、画像決定機能８２は、たとえばこの位置を中心とする所定範囲の領域を少なくとも含むように所望領域を設定し、仮画像を決定してもよい。

次に、ステップＳ１３において、手技用仮画像生成機能８３は、仮画像にもとづいて手技用仮画像９１を生成し、ディスプレイ７１に表示させる。具体的には、手技用仮画像生成機能８３は、手技用仮画像９１として、仮画像の所望方向と同一方向から見た画像であって、手技の際に操作者Ｏに注目される管状構造物（たとえば血管など）に対応する画像を少なくとも含む画像を、仮画像にもとづいて生成する（図８参照）。この場合、手技用仮画像９１は、血管を強調する画像処理により作成されてもよい。手技用仮画像９１は、操作者Ｏにとって、治療対象部位の位置がわかりやすい画像であることが好ましい。

手技用仮画像９１は、３Ｄデータ（たとえば選択された３Ｄデータ）に対してＸ線透視画像と同様の態様となるように画像処理することにより、あたかもＸ線で透視または撮影したかのような画像とするとよいが、３Ｄデータ（たとえば選択された３Ｄデータ）に対してボリュームレンダリング等のレンダリング処理をした画像を用いてもよい。また、手技用仮画像９１は、白黒画像でもよいしカラー画像でもよいし白黒画像を基本として注目管状構造物のみが色付けされた画像であってもよい。

次に、ステップＳ１４において、手技用仮画像生成機能８３は、手技用仮画像９１が操作者Ｏの所望の画像であるか否かを、入力回路７２を介した操作者Ｏの指示に応じて判定する。手技用仮画像９１が操作者Ｏの所望通りであれば、この所望通りとされた手技用仮画像９１の元画像である仮画像を位置合わせ用仮画像生成機能８４または検査室コンソール１９の決定画像取得機能６１に与え、ステップＳ１５に進む。

一方、手技用仮画像９１が操作者Ｏの所望と異なっている場合は、ステップＳ１２に戻り、仮画像の設定から、すなわち所望領域および所望方向の設定からやり直し、ステップＳ１２で仮画像を再決定し、ステップＳ１３で手技用仮画像を再生成することを繰り返す。このように、操作者Ｏは、仮画像を決定するために手技用仮画像９１を用いることができる。

次に、ステップＳ１５において、画像処理装置２０の位置合わせ用仮画像生成機能８４または検査室コンソール１９の位置合わせ用仮画像生成機能６２は、仮画像にもとづいて位置合わせ用仮画像９２を生成し、技師Ｍが視認可能な位置に設けられたディスプレイ１８に表示させる。なお、図５に示す手順においてディスプレイ１８に表示される画像は、ディスプレイ５１にも表示させてもよい。

具体的には、位置合わせ用仮画像生成機能８４または６２は、位置合わせ用仮画像９２として、仮画像の所望方向と同一方向から見た画像であって、所望方向で所望領域を含むＸ線撮像を行なうように撮像系と寝台１６との少なくとも一方の位置合わせを行なう際に、技師Ｍにより参照されるに適した画像を、仮画像にもとづいて生成する（図９参照）。

位置合わせ用仮画像９２は、手技用仮画像９１と同様に、３Ｄデータ（たとえば選択された３Ｄデータ）に対してＸ線透視画像と同様の態様となるように画像処理することにより、あたかもＸ線で透視または撮影したかのような画像とするとよいが、３Ｄデータ（たとえば選択された３Ｄデータ）に対してボリュームレンダリング等のレンダリング処理をした画像を用いてもよい。すなわち、位置合わせ用仮画像９２は、手技用仮画像９１とは異なる画像処理により作成されてもよい。

また、位置合わせ用仮画像９２は、手技用仮画像９１に相当する部分を特定可能な画像としてもよい。この場合、たとえば、位置合わせ用仮画像９２に対して、手技用仮画像９１に相当する部分を示す記号や文字列、あるいは手技用仮画像９１を示す範囲を示す枠線などの画像などを重畳表示させるとよい。

また、位置合わせ用仮画像９２は、その中心が手技用仮画像９１の中心と一致するように作成されてもよい。

また、位置合わせ用仮画像９２は、透視画像において確認しやすい部位であるＸ線吸収係数の高い骨の画像を含むように生成されるとよい。この場合、位置合わせ用仮画像９２は、骨を強調する画像処理により作成されてもよい。また、このとき、手技用仮画像９１に含まれた血管などの管状構造物の画像を重畳させてもよい（図９の９２の２点鎖線参照）し、血管を含まないように作成されてもよい。また、仮画像の元画像である３Ｄデータが被検体Ｐの過去のボリュームデータであって、被検体Ｐの体内にステントなどのＸ線吸収係数の高い部材が留置されている場合は、位置合わせ用仮画像９２は、この種の部材をさらに含むように生成されるとよい。また、位置合わせ用仮画像９２は、撮像系と寝台１６との位置関係の調整に利用しやすいように、手技用仮画像９１よりも広い視野の画像となるように生成されるとよい。

また、位置合わせ用仮画像生成機能８４または６２は、決定された仮画像の所望方向の情報にもとづいて、寝台１６に対する撮像系のＸ線照射軸の角度を示す角度情報画像９２ａを生成してディスプレイ１８に表示させてもよい（図９参照）。仮画像が決定されて所望方向が決定した時点で、寝台１６に対する撮像系のＸ線照射軸の角度を決定することができる。ただし、寝台１６と被検体Ｐの位置関係はまちまちであるため、Ｘ線照射位置まで決定することは難しい。それでも、寝台１６に対する撮像系のＸ線照射軸の角度と照射向きを示す角度情報画像９２ａを提示することで、所望方向で所望領域を含むＸ線撮像を行なうように撮像系と寝台１６との少なくとも一方の位置合わせを行なう技師Ｍの当該位置合わせを支援することができる。角度情報画像９２ａは、図９に示したような撮像系と寝台１６を模した画像でもよいし、寝台１６に対する撮像系のＸ線照射軸の角度と照射向きを示す文字情報でもよし、これらの組み合わせでもよい。

技師Ｍは、位置合わせ用仮画像生成機能８４または６２がディスプレイ１８に表示させた位置合わせ用仮画像９２および角度情報画像９２ａにもとづいて、被検体ＰにＸ線を照射することなく、おおまかに撮像系と寝台１６との位置関係を調整する。

次に、ステップＳ１６において、技師Ｍの入力回路５２を介した指示に応じて、透視画像取得機能６３は、撮像装置１２による被検体ＰのＸ線撮像にもとづいて生成された透視画像をリアルタイムに取得する。

次に、ステップＳ１７において、位置合わせ用仮画像生成機能８４または６２は、技師Ｍが透視画像と位置合わせ用仮画像９２とを比較可能なように、ディスプレイ１８に対して位置合わせ用仮画像９２とリアルタイムに取得される透視画像とを並列表示させる。技師Ｍは、位置合わせ用仮画像９２とリアルタイムに取得される透視画像とを比較しながら、詳細に撮像系と寝台１６との位置関係を調整する。

次に、ステップＳ１８において、操作者Ｏは、現在の透視画像が、手技を行うために十分な画像であり所望の画像といえるか否かを判定する。所望の画像といえる場合は、操作者Ｏは、入力回路７２を介してその旨の情報を透視画像取得機能６３に与えてＸ線照射を停止させ、一連の手順は終了となる。この結果、撮像装置１２の撮像系と寝台１６との位置関係は、技師Ｍの操作によって、操作者Ｏが所望するＸ線画像が取得可能な関係となる。

他方、現在の透視画像が所望の画像といえない場合は、ステップＳ１９において、技師Ｍは、操作者Ｏから、撮像装置１２の撮像系と寝台１６との位置関係の調整を再依頼されるとともに、位置関係を調整するための具体的な指示を取得する。この指示の伝達方法としては、たとえば画像処理装置２０の通信機能８５と検査室コンソール１９の通信機能６４を利用した通話、テレビ電話、メール送受信、チャットなどが挙げられる。そして、操作者Ｏから指示を受けると、ステップＳ１６に戻り、撮像系と寝台１６との位置関係を再調整する。

以上の手順により、デバイス３２の操作者Ｏが所望するＸ線画像が得られるように撮像領域および撮像方向を調整する技師Ｍによる当該調整を支援することができる。

本実施形態に係るＸ線診断装置１１は、操作者Ｏが決定した所望領域および所望方向にもとづいて、手技に適した手技用仮画像９１を操作者Ｏに提示するとともに（図８参照）、撮像系と寝台１６の位置関係の調整に適した位置合わせ用仮画像９２を技師Ｍに提示することができる（図９参照）。このため、Ｘ線診断装置１１によれば、検査室の技師Ｍは、容易かつ的確に、デバイス３２の操作者Ｏが所望するＸ線画像が得られるように撮像装置１２の撮像系と寝台１６との位置関係を調整することができる。

また、Ｘ線診断装置は、操作者Ｏが決定した所望方向にもとづいて、寝台１６に対する撮像系のＸ線照射軸の角度を示す角度情報画像９２ａを生成してディスプレイ１８に表示させることができる（図９参照）。このため、技師Ｍは、より迅速に撮像系と寝台１６との位置関係を調整することができる。

また、図５に示す手順によれば、被検体ＰにＸ線を照射することなく、おおまかに撮像系と寝台１６との位置関係を調整した後に、透視画像を用いて詳細に位置関係を調整することができる。このため、位置関係における被検体ＰのＸ線被ばく線量を大幅に低減することができる。

なお、本実施形態における通信回路５４は、特許請求の範囲における通信回路の一例である。本実施形態における入力回路７２、表示入力回路４１、４２のタッチセンサ、および遠隔入力回路４３は、特許請求の範囲における指定受付部の一例である。また、本実施形態における表示入力回路４１、４２のタッチセンサ、および遠隔入力回路４３は、特許請求の範囲における操作部の一例である。また、本実施形態におけるリモートコンソール４０の表示入力回路４１、４２のディスプレイおよび画像処理装置２０のディスプレイ７１は、特許請求の範囲における第一の表示装置の一例である。また、本実施形態における検査室のディスプレイ１８は、特許請求の範囲における第二の表示装置の一例である。

また、本実施形態における画像処理装置２０の処理回路５７、７７およびリモートコンソール４０の制御装置４４の処理回路に係る「プロセッサ」という文言は、たとえば、専用または汎用のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、あるいは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（たとえば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、およびフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは、記憶回路に保存されたプログラムを読み出して実行することにより、各種機能を実現する。

なお、記憶回路にプログラムを保存するかわりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成してもよい。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出して実行することで各種機能を実現する。また、図２および図３には単一の処理回路５７および７７がそれぞれ各機能を実現する場合の例について示したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより各機能を実現してもよい。また、プロセッサが複数設けられる場合、プログラムを記憶する記憶媒体は、プロセッサごとに個別に設けられてもよいし、１つの記憶回路が全てのプロセッサの機能に対応するプログラムを一括して記憶してもよい。

なお、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、変更を行うことができる。これら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。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。

たとえば、本実施形態におけるＸ線診断装置１１にかえて、ＣＴ透視（Computed Tomography Fluoroscopy）を利用可能なＸ線ＣＴ装置を用いてもよい。

また、本発明の実施形態では、フローチャートの各ステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理の例を示したが、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別実行される処理をも含むものである。

１０…医用画像診断システム
１１…Ｘ線診断装置
１２…撮像装置
１６…寝台
１８…ディスプレイ
３２…デバイス
４１、４２…表示入力回路
４３…遠隔入力回路
５１…ディスプレイ
５２…入力回路
７１…ディスプレイ
７２…入力回路
７３…記憶回路
７４…通信回路
７７…処理回路
８１…選択受付機能
８２…画像決定機能
８３…手技用仮画像生成機能
８４…位置合わせ用仮画像生成機能
８５…通信機能
９１…手技用仮画像
９２…位置合わせ用仮画像
９２ａ…角度情報画像

Claims (17)

1. 被検体の内部に挿入されたデバイスを前記被検体から離れた位置から操作する操作装置とともにも使用されるＸ線診断システムであって、
   前記被検体のＸ線撮像を行う撮像装置と、
   医用データ上において、前記デバイスの操作を行う第一のユーザから位置の指定を受け付ける指定受付部と、
   前記第一のユーザが視認可能な位置に設けられ、指定された前記位置に応じた第一の画像を表示する第一の表示装置と、
   前記撮像装置の位置決めを行う第二のユーザが視認可能な位置に設けられ、指定された前記位置に応じた、前記第一の画像とは異なる第二の画像を表示する第二の表示装置と、を備え、
   前記医用データは、医用画像データであり、
   前記第一の画像及び前記第二の画像を前記医用画像データから作成する処理部をさらに備え、
   前記第二の画像は、前記第一の画像とは異なる画像処理により作成される、
   Ｘ線診断システム。
2. 被検体の内部に挿入されたデバイスを前記被検体から離れた位置から操作する操作装置とともにも使用されるＸ線診断システムであって、
   前記被検体のＸ線撮像を行う撮像装置と、
   前記撮像装置が在る検査室の外に設けられ、医用データ上において位置の指定を受け付ける指定受付部と、
   前記検査室の外に前記指定受付部とともに設けられ、指定された前記位置に応じた第一の画像を表示する第一の表示装置と、
   前記検査室の中に設けられ、指定された前記位置に応じた、前記第一の画像とは異なる第二の画像を表示する第二の表示装置と、を備え、
   前記医用データは、医用画像データであり、
   前記第一の画像及び前記第二の画像を前記医用画像データから作成する処理部をさらに備え、
   前記第二の画像は、前記第一の画像とは異なる画像処理により作成される、
   Ｘ線診断システム。
3. 前記第一の表示装置と前記指定受付部とは、同一のコンソール上に設けられている請求項１又は２に記載のＸ線診断システム。
4. 前記第二の画像は、前記第一の画像と同一の方向から見た画像である請求項１又は２に記載のＸ線診断システム。
5. 前記医用データ上において、前記第二の画像の中心は、前記第一の画像の中心と一致する請求項４に記載のＸ線診断システム。
6. 前記第二の画像は、前記第一の画像よりも広い視野の画像である請求項４に記載のＸ線診断システム。
7. 前記第二の画像は、前記第一の画像に相当する部分を特定可能に表示する請求項６に記載のＸ線診断システム。
8. 前記第二の画像は、骨を含むように作成される請求項１または２に記載のＸ線診断システム。
9. 前記第二の画像は、骨を強調する画像処理により作成される請求項８に記載のＸ線診断システム。
10. 前記第一の画像は、血管を含むように作成される請求項８に記載のＸ線診断システム。
11. 前記第一の画像は、血管を強調する画像処理により作成される請求項１０に記載のＸ線診断システム。
12. 前記第二の画像は、血管を含まないように作成される請求項１０に記載のＸ線診断システム。
13. 前記医用データは、ボリュームデータであり、
    前記第一の画像及び前記第二の画像を前記ボリュームデータから作成する処理部をさらに備える請求項４に記載のＸ線診断システム。
14. 前記指定受付部は、前記医用データ上における撮像方向の指定を更に受け付ける請求項１３に記載のＸ線診断システム。
15. 前記第二の表示装置は、指定された前記撮像方向を示す図をさらに表示する請求項１４に記載のＸ線診断システム。
16. 前記指定受付部は、前記医用データ上における大きさの指定を受け付け、
    前記第一の表示装置は、指定された前記大きさに応じた前記第一の画像を表示する、
    請求項１又は２に記載のＸ線診断システム。
17. 前記指定受付部及び第一の表示装置が設けられた前記検査室の内と外とで音声情報を通信する通信回路をさらに備える請求項２に記載のＸ線診断システム。

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