JP7118812B2 - X-ray diagnostic equipment - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置に関する。 An embodiment of the invention relates to an X-ray diagnostic apparatus.
循環器用のＸ線診断装置では、頭部、腹部、肝臓、下肢又は四肢などの血管を撮影する際に、デジタルサブトラクション血管造影（ＤＳＡ）法が広く用いられている。ＤＳＡは、造影剤注入時の画像（コントラスト画像）と、注入前の画像（マスク画像）との差分をとることにより造影血管のみを表示させる撮影手法である。コントラスト画像は、通常１枚ではなく、連続した画像として収集される。連続したコントラスト画像からマスク画像を減算して作成したＤＳＡ画像を動画として観察することで、術者は血管の血流を理解できる。 2. Description of the Related Art Digital subtraction angiography (DSA) is widely used in cardiology X-ray diagnostic apparatuses for imaging blood vessels in the head, abdomen, liver, lower limbs, or extremities. DSA is an imaging technique for displaying only contrast-enhanced blood vessels by taking a difference between an image (contrast image) at the time of injection of a contrast medium and an image (mask image) before injection. Contrast images are usually collected as a series of images rather than as a single image. By observing the DSA image created by subtracting the mask image from the continuous contrast images as a moving image, the operator can understand blood flow in the blood vessel.
このようなＤＳＡでは、一定のＸ線管電圧の場合、カテーテルより造影剤が注入された直後は血管が太く造影剤も濃くコントラストが高い。また、造影剤が末梢の血管に行くに従い血管が細く造影剤が希釈されコントラストが低くなる。 In such a DSA, when the X-ray tube voltage is constant, the blood vessels are thicker, the contrast medium is darker, and the contrast is high immediately after the contrast medium is injected from the catheter. In addition, as the contrast medium travels to peripheral blood vessels, the blood vessels become thinner and the contrast medium is diluted, resulting in a lower contrast.
本発明が解決しようとする課題は、術者の煩雑な操作無しに、造影剤が抹消側の血管にある場合においても必要なコントラストを確保できるようにすることである。 The problem to be solved by the present invention is to ensure necessary contrast even when a contrast agent is present in blood vessels on the peripheral side without complicated operations by the operator.
実施形態に係るＸ線診断装置は、Ｘ線管、Ｘ線検出器及び決定部を備える。前記Ｘ線管は、Ｘ線を発生させる。前記Ｘ線検出器は、前記Ｘ線管から発生したＸ線を検出する。前記決定部は、前記Ｘ線検出器による検出結果に基づくＸ線画像に基づいて、前記Ｘ線管によるＸ線の照射条件の切替えタイミングを決定する。 An X-ray diagnostic apparatus according to an embodiment includes an X-ray tube, an X-ray detector and a determination unit. The X-ray tube generates X-rays. The X-ray detector detects X-rays generated from the X-ray tube. The decision unit decides the switching timing of the X-ray irradiation condition of the X-ray tube based on the X-ray image based on the detection result of the X-ray detector.
以下、図面を参照して各実施形態を説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。 Each embodiment will be described below with reference to the drawings. In the following description, components having substantially the same functions and configurations are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be given only when necessary.
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示すブロック図である。このＸ線診断装置１は、データ収集系として、Ｘ線発生部３、Ｘ線検出器５、寝台７、Ｃアーム９、Ｘ線コントローラ１１、高電圧発生装置１３、及びＣアーム・寝台機構制御部１５を備えている。また、Ｘ線診断装置１は、データ処理系として、位置データメモリ２１、システム制御部２２、入力インタフェース２３、ディスプレイ２４及び画像データ処理部２５を備えている。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an X-ray diagnostic apparatus according to the first embodiment. This X-ray
ここで、Ｘ線発生部３は、Ｘ線管３ａ及びＸ線絞り器３ｂを備えている。
Here, the X-ray generator 3 includes an
Ｘ線管３ａは、Ｘ線を発生させる真空管であり、陰極（フィラメント）より放出された熱電子を高電圧によって加速させ、この加速電子をタングステン陽極に衝突させることでＸ線を発生させる。
The
Ｘ線絞り器３ｂは、Ｘ線管３ａとＸ線検出器５の間に位置し、金属板としての鉛板で構成される。Ｘ線絞り３ｂは、Ｘ線コントローラ１１により制御され、開口領域外のＸ線を遮蔽することにより、Ｘ線管３ａが発生したＸ線を、被検体Ｐの関心領域にのみ照射されるように絞り込む。例えば、Ｘ線絞り３ａは複数枚の絞り羽根を有し、これらの絞り羽根をスライドさせることで、Ｘ線の遮蔽される領域を任意のサイズに調節する。Ｘ線絞りの絞り羽根は、領域設定部２５ｄにより設定された関心領域に応じてＸ線コントローラ１１により制御され、図示しない駆動装置により駆動される。
The
Ｘ線検出器５は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。このようなＸ線検出器５としては、Ｘ線を直接電荷に変換するものと、光に変換した後、電荷に変換するものとが使用可能であり、ここでは前者を例に説明するが後者であっても構わない。すなわち、Ｘ線検出器５は、例えば、被検体Ｐを透過したＸ線を電荷に変換して蓄積する平面状のＦＰＤ（Flat Panel Detector）と、このＦＰＤに蓄積された電荷を読み出すための駆動パルスを生成するゲートドライバとを備えている。ＦＰＤの大きさは一般的に８～１６インチである。ＦＰＤは微小な検出素子を列方向及びライン方向に２次元的に配列して構成される。各々の検出素子はＸ線を感知し、入射Ｘ線量に応じて電荷を生成する光電膜と、この光電膜に発生した電荷を蓄積する電荷蓄積コンデンサと、電荷蓄積コンデンサに蓄積された電荷を所定のタイミングで出力するＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を備えている。蓄積された電荷はゲートドライバが供給する駆動パルスによって順次読み出される。
The
Ｘ線検出器５の後段には、図示しない投影データ生成回路を備える。投影データ生成回路は、電荷・電圧変換器、Ａ／Ｄ変換器及びパラレル・シリアル変換器を備えている。電荷・電圧変換器は、ＦＰＤから行単位あるいは列単位でパラレルに読み出された電荷を電圧に変換する。Ａ／Ｄ変換器は、この電荷・電圧変換器の出力をデジタル信号に変換する。パラレル・シリアル変換器は、デジタル変換されたパラレル信号を時系列的なシリアル信号に変換する。投影データ生成回路は、このシリアル信号を時系列的な投影データとして画像データ処理部２５に出力する。
A projection data generating circuit (not shown) is provided in the subsequent stage of the
寝台７は、被検体Ｐを搭載したまま起倒及び位置決め動作可能な機構を有する。寝台７には、その位置などの幾何学的配置に係る情報を検出する状態検出器（図示せず）が設けられている。状態検出器は、寝台７の幾何学的配置に係る情報をＣアーム・寝台機構制御部１５に出力する。
The bed 7 has a mechanism capable of tilting and positioning while the subject P is mounted thereon. The bed 7 is provided with a state detector (not shown) for detecting information relating to the geometric arrangement such as its position. The state detector outputs information about the geometric arrangement of the bed 7 to the C-arm/bed
Ｃアーム９は、Ｘ線発生部３とＸ線検出器５とを被検体Ｐ及び寝台７の天板を挟んで対向するように保持する。詳しくは、Ｃアーム９は、寝台７の天板に垂直なＺ方向と、天板の長軸方向に沿ったＹ方向との両者に直交するＸ方向の軸を中心に回転可能に保持部（図示せず）に保持されている。また、Ｃアーム９は、Ｙ方向の軸を中心とした略円弧形状を有し、略円弧形状に沿ってスライド可能に保持部に保持されている。あるいは、Ｃアーム９は、保持部を中心としてＸ方向の軸を中心とした回転をすることができ、スライドとこの回転の組み合わせにより様々な角度方向からＸ線画像を観察することを可能とする。Ｃアーム９は、このようなスライド動作と回転動作を実現するための複数の動力源が該当する適当な箇所に備えられている。さらに、Ｃアーム９には、その角度または姿勢や位置といった幾何学的配置に係る情報を検出する状態検出器（図示せず）がそれぞれ備えられている。状態検出器は、例えば回転角や移動量を検出するポテンショメータや、位置検出センサであるエンコーダ等で構成される。エンコーダとしては、例えば磁気方式、刷子式、あるいは光電式等の、いわゆるアブソリュートエンコーダが使用可能となっている。また、状態検出器としては、回転変位をデジタル信号として出力するロータリエンコーダあるいは直線変位をデジタル信号として出力するリニアエンコーダなど、様々な種類の位置検出機構が適宜、使用可能となっている。この種の状態検出器は、Ｃアーム９の幾何学的配置に係る情報をＣアーム・寝台機構制御部１５に出力する。なお、Ｃアーム９の幾何学的配置に係る情報は、Ｘ線管及びＸ線検出器の幾何学的配置に係る情報に相当する。
The C-
Ｘ線コントローラ１１は、システム制御部２２及び切替えタイミング決定回路２５ｅにより制御され、Ｘ線絞り器３ｂ、Ｘ線制御部１３ａ及び高電圧発生器１３ｂを制御する。
The
高電圧発生装置１３は、Ｘ線制御部１３ａ及び高電圧発生器１３ｂを備えている。
The
Ｘ線制御部１３ａは、Ｘ線コントローラ１１から供給される、Ｘ線管３ａによるＸ線の照射条件に基づいて、高電圧発生器１３ｂにおける管電流、管電圧、印加時間、印加タイミング、繰り返し周波数等を制御する。
The
高電圧発生器１３ｂは、Ｘ線コントローラ１１により制御され、Ｘ線管３ａの陰極から発生する熱電子を加速するために、陽極と陰極の間に印加する高電圧を発生させてＸ線管３ａへ出力する。
The
Ｃアーム・寝台機構制御部１５は、システム制御部２２に制御され、Ｃアーム９及び寝台７を個別に駆動制御すると共に、図示しない状態検出器から受けたＣアーム９の幾何学的配置に係る情報と、寝台７の幾何学的配置に係る情報とを位置データメモリ２１に書き込む。
The C-arm/bed
位置データメモリ２１は、Ｃアーム９の幾何学的配置に係る情報と、寝台７の幾何学的配置に係る情報とを保存する。
The
システム制御部２２は、画像データの収集に関する制御、及び収集した画像データの画像処理、画像再生処理等に関する制御を行う中央処理装置である。システム制御部２２は、例えば、入力インタフェース２３から入力されたコマンド信号、及び各種初期設定条件等の情報を一旦記憶した後、これらの情報をＸ線コントローラ１１、Ｃアーム・寝台機構制御部１５及び／又は画像データ処理部２５に送信する。
The
入力インタフェース２３は、被検体情報の入力、Ｘ線照射条件を含むＸ線撮影条件の設定、各種コマンド信号の入力等を行う。入力インタフェース２３は、例えば、Ｃアーム９の移動指示、関心領域（ＲＯＩ）の設定などを行うためのトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、及び表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチパネルディスプレイ等によって実現される。入力インタフェース２３は、システム制御部２２に接続されており、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換し、システム制御部２２へと出力する。なお、本明細書において入力インタフェース２３はマウス、キーボードなどの物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号をシステム制御部２２へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース２３の例に含まれる。
The
ディスプレイ２４は、医用画像などを表示するディスプレイ本体と、ディスプレイ本体に表示用の信号を供給する内部回路、ディスプレイ本体と内部回路とをつなぐコネクタやケーブルなどの周辺回路から構成されている。内部回路は、画像データ処理部２５から供給される画像データに被検体情報や投影データ生成条件等の付帯情報を重畳して表示データを生成し、得られた表示データに対しＤ／Ａ変換とＴＶフォーマット変換を行なってディスプレイ本体に表示する。
The
画像データ処理部２５は、画像演算回路２５ａ、画像データメモリ２５ｂ、表示用データ生成回路２５ｃ、領域設定部２５ｄ及び切替えタイミング決定回路２５ｅを備えている。
The image
画像演算回路２５ａは、Ｘ線検出器５による検出結果に基づくＸ線画像を生成する。詳しくは、画像演算回路２５ａは、Ｘ線検出器５の投影データ生成回路から出力される時系列的な投影データを投影データ記憶回路（図示せず）に順次保存して２次元投影データからなるＸ線画像を生成する。このＸ線画像は、画像データメモリ２５ｂに保存される。
The
なお、画像演算回路２５ａが生成可能なＸ線画像としては、マスク画像（非造影像）、コントラスト画像（造影像）及びＤＳＡ画像（差分画像）がある。マスク画像は、造影剤投与前のＸ線画像であり、骨像を有する投影像である。コントラスト画像は、造影剤投与後のＸ線画像であり、骨及び血管像を有する投影像である。ＤＳＡ画像は、コントラスト画像とマスク画像との差分を表すＸ線画像であり、血管像を有する投影像である。例えば、ＤＳＡ画像は、画像データメモリ２５ｂに記憶したマスク画像と、Ｘ線検出器５の出力から生成したコントラスト画像との差分を演算することにより生成可能となっている。なお、マスク画像は、Ｘ線の照射条件毎に生成される。例えば、第１の管電圧を含む第１の照射条件と、第２の管電圧を含む第２の照射条件とがある場合には、第１の照射条件に基づく第１のマスク画像と、第２の照射条件に基づく第２のマスク画像とが生成される。言い換えると、管電圧を切り替える場合には、管電圧毎にマスク画像が準備される。また、管電圧を切り替える場合、造影剤の注入直後はコントラストが高いため、被ばく低減のために高い管電圧が設定される。また、造影剤が末梢血管を流れるとコントラストが低くなるため、低い管電圧が設定される。
X-ray images that can be generated by the
これに加え、画像演算回路２５ａは、Ｘ線管３ａ及びＸ線検出器５を被検体Ｐの周囲で連続的に回動することによって収集され、画像データメモリ２５ｂに保存された投影データに対し所定の再構成処理を行なって３Ｄ画像データを生成してもよい。得られた３Ｄ画像データは画像データメモリ２５ｂに保存される。この場合、画像演算回路２５ａは、略リアルタイムで生成する２次元のＸ線画像を当該３Ｄ画像データに重畳させることにより３Ｄロードマップ画像を生成してもよい。
In addition to this, the
画像データメモリ２５ｂは、画像演算回路２５ａにより生成されたＸ線画像、３Ｄ画像及び３Ｄロードマップ画像といった画像データを保存する。
The
表示用データ生成回路２５ｃは、少なくとも画像演算回路２５ａにより生成されたＸ線画像を含む表示用データを生成し、当該表示用データをディスプレイ２４に送出する。
The display
領域設定部２５ｄ（関心領域設定部）は、Ｘ線画像に関心領域を設定する。関心領域は、例えば、Ｘ線画像の撮像対象部位に関する解剖学的情報に基づいて設定されてもよい。解剖学的情報は、撮像対象部位の情報と、Ｘ線管３ａ及びＸ線検出器５の幾何学的配置に係る情報とを含んでもよい。すなわち、領域設定部２５ｄは、例えば、システム制御部２２から取得した検査プロトコル内の撮像対象部位の情報と、システム制御部２２から取得したＣアーム９の角度及び位置に基づいて、視野の位置を推定し、視野の位置から関心領域を設定してもよい。この関心領域は、例えば、Ｘ線画像の中心領域（又は上側領域）というように、（術者が指定可能な領域よりも）広い領域を設定すればよい。術者が指定可能な領域は、領域設定部２５ｄが設定した関心領域内の高コントラスト領域に相当する。ここで、コントラストは、造影領域と非造影領域との間のＤＳＡ画像上のレベル差を意味する。「コントラスト」の用語は、「血管濃度」、又は「造影剤濃度」と呼んでもよい。
また、領域設定部２５ｄは、Ｘ線管３ａ及びＸ線検出器５の幾何学的配置に係る情報に加え、寝台７の位置・ＳＩＤ（source-image distance：線源－画像間距離）・ＦＯＶ（field of view：視野）、被検体情報（身長・体重）、被検体***情報などを用いて、関心領域を設定してもよい。
The
In addition to the information related to the geometrical arrangement of the
また、関心領域は、例えば、Ｘ線画像の撮像対象部位における動脈の末梢部を含む領域に設定されてもよい。「末梢部」は、「末梢」又は「末梢血管」と呼んでもよい。動脈の末梢部を含む領域は、照射条件の切替え前後の造影領域を含む領域に対応する。例えば、動脈の起始部と末梢部との間で照射条件を切替える場合、動脈の末梢部を含む領域としては、動脈の起始部及び末梢部（切替え前後の造影領域）を含む領域が使用可能であり、動脈の起始部及び末梢部に加え、静脈を含んでもよい。また例えば、動脈相と静脈相との間で照射条件を切り替える場合、動脈の末梢部を含む領域としては、動脈の末梢部及び静脈（切替え前後の造影領域）を含む領域が使用可能であり、動脈の末梢部及び静脈に加え、動脈の起始部を含んでもよい。 Also, the region of interest may be set to, for example, a region including the peripheral portion of the artery in the imaging target region of the X-ray image. "Peripheral" may also be referred to as "periphery" or "peripheral vessel." The region including the peripheral part of the artery corresponds to the region including the imaging region before and after switching the irradiation conditions. For example, when the irradiation conditions are switched between the artery origin and the periphery, the region containing the artery origin and periphery (imaging region before and after switching) is used as the region containing the artery periphery. It is possible and may include veins as well as the origin and periphery of arteries. Further, for example, when switching irradiation conditions between the arterial phase and the venous phase, the region including the peripheral portion of the artery can be the peripheral portion of the artery and the region including the vein (imaging region before and after switching), It may include the origin of the artery, as well as the distal portion of the artery and the vein.
あるいは、領域設定部２５ｄは、操作者による入力インタフェース２３の操作により、３Ｄロードマップ画像内の３Ｄ画像（３Ｄボリューム画像）に関心領域を設定してもよい。この場合、３Ｄロードマップ画像が被検体Ｐに位置合わせされていることから、関心領域を正確な位置に設定することができる。すなわち、関心領域を設定する際に、３Ｄロードマップ画像内の３Ｄ画像に指定してもよく、前述したように解剖学的に設定してもよい。
Alternatively, the
切替えタイミング決定回路２５ｅ（決定部）は、Ｘ線検出器５による検出結果に基づくＸ線画像に基づいて、Ｘ線管３ａによるＸ線の照射条件の切替えタイミングを決定する。切替えられる照射条件は、Ｘ線管３ａに印加される管電圧を含んでもよい。また、切替えられる照射条件は、Ｘ線管３ａによるＸ線の照射レートを含んでもよい。
The switching
ここで、切替えタイミング決定回路２５ｅは、関心領域内の情報に基づいて切替えタイミングを決定してもよい。また、切替えタイミング決定回路２５ｅは、関心領域内の画素の統計情報に基づき、切替えタイミングを決定してもよい。また、切替えタイミング決定回路２５ｅは、Ｘ線画像の撮像対象部位における動脈の起始部の照射条件を動脈の末梢部の照射条件に切替えるように切替えタイミングを決定してもよい。
Here, the switching
なお、以上のように構成されたＸ線診断装置１は、図２に示すように、システム制御部２２及び画像データ処理部２５といった個別のハードウェア回路と同等のシステム制御機能２７ａ及び画像データ処理機能２７ｂを処理回路２７が実現する構成としてもよい。この処理回路２７は、メモリ２６内のプログラムを読出実行することにより、システム制御部２２に対応するシステム制御機能２７ａと、画像データ処理部２５に対応する画像データ処理機能２７ｂとを実現する。画像データ処理機能２７ｂは、画像演算機能２７ｃ、表示用データ生成機能２７ｄ、領域設定機能２７ｅ及び切替えタイミング決定機能２７ｆを含んでいる。画像演算機能２７ｃ、表示用データ生成機能２７ｄ、領域設定機能２７ｅ及び切替えタイミング決定機能２７ｆは、それぞれ画像演算回路２５ａ、表示用データ生成回路２５ｃ、領域設定部２５ｄ及び切替えタイミング決定回路２５ｅに対応する。また、メモリ２６は、位置データメモリ２１及び画像データメモリ２５ｂに保存される情報を記憶し、さらにプログラムを記憶する。メモリ２６、入力インタフェース２３、ディスプレイ２４及び処理回路２７は、互いにバスを介して接続され、コンソール装置２０に設けられている。
As shown in FIG. 2, the X-ray
メモリ２６は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hardware Disk Drive）及び画像メモリなど電気的情報を記録するメモリ本体と、それらメモリ本体に付随するメモリコントローラやメモリインタフェースなどの周辺回路とを備えている。メモリ２６は、例えば、処理回路２７に実行されるプログラムと、処理回路２７により生成されたＸ線画像と、処理回路２７の処理に用いるデータ、処理途中のデータ及び処理後のデータ等とが記憶される。処理回路２７の処理に用いるデータは、Ｘ線画像の撮像対象部位に関する解剖学的情報を含んでもよい。メモリ２６は、３Ｄ画像及び３Ｄロードマップ画像を記憶してもよい。
The
入力インタフェース２３及びディスプレイ２４は、前述同様の構成である。
The
処理回路２７は、メモリ２６に保存されたプログラムを読み出し実行することにより、プログラムに対応するシステム制御機能２７ａ、画像データ処理機能２７ｂ、画像演算機能２７ｃ、表示用データ生成機能２７ｄ、領域設定機能２７ｅ及び切替えタイミング決定機能２７ｆを実現するプロセッサである。ここで、「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、或いは、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（例えば、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）、及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。なお、メモリ２６にプログラムを保存する代わりに、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構わない。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実行することで機能を実現する。また、図２においては単一の処理回路２７にてシステム制御機能２７ａ、画像データ処理機能２７ｂ、画像演算機能２７ｃ、表示用データ生成機能２７ｄ、領域設定機能２７ｅ及び切替えタイミング決定機能２７ｆが実現されるものとして説明した。しかしながら、これに限らず、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するものとしても構わない。
The
なお、以下の説明は、図１及び図２に示した構成のうち、図１に示した構成を代表例に挙げて行う。代表例に挙げたシステム制御部２２及び画像データ処理部２５は、図２に示したシステム制御機能２７ａ及び画像データ処理機能２７ｂに対し、ほぼ同様の動作を実行する。従って、このような代表例の説明は、適宜、構成要素名及び参照符号などを読み替えることにより、図２に示した処理回路２７の動作の説明に適用することができる。このことは、以下の各実施形態及び各変形例でも同様である。
In the following description, of the configurations shown in FIGS. 1 and 2, the configuration shown in FIG. 1 is taken as a representative example. The
次に、以上のように構成されたＸ線診断装置の動作について図３のフローチャート、及び図４乃至図６の模式図を用いて説明する。 Next, the operation of the X-ray diagnostic apparatus configured as described above will be described with reference to the flow chart of FIG. 3 and the schematic diagrams of FIGS.
始めに、被検体Ｐに関する情報（患者氏名、撮像対象部位等）の確認が行われた後、被検体Ｐを載置した寝台７の位置や、Ｃアーム９の角度・位置などの幾何学的配置が調整される。寝台７及びＣアーム９の幾何学的配置に係る情報は、位置データメモリ２１に保存される。また、医師または技師等の操作者により当該被検体Ｐに対して適切な照射条件（管電圧、管電流、照射レート等）が入力インタフェース２３を介して入力される。なお、造影剤注入前に照射条件毎にマスク画像を撮像する場合には、切替えて用いる照射条件のうち、いずれかの照射条件を入力する。
First, after confirming information about the subject P (patient name, imaging target site, etc.), the position of the bed 7 on which the subject P is placed, the angle and position of the C-
次に、システム制御部２２の制御により、Ｘ線コントローラ１１および高電圧発生装置１３を介して、寝台７に載せられた被検体ＰにＸ線管３ａからＸ線が照射される。
Next, under the control of the
次に、被検体Ｐを透過したＸ線に基づいて、Ｘ線画像が生成され表示される。すなわち、Ｘ線検出器５では、被検体Ｐを透過したＸ線を検出して電気信号に変換する。この変換は、Ｘ線から電気信号に変換する直接変換であっても良いし、Ｘ線から光を介して電気信号に変換する間接変換であっても良い。Ｘ線検出器５で収集された電気信号は、所定の変換処理が施された後、画像データ処理部２５に出力される。画像データ処理部２５の画像演算回路２５ａは、Ｘ線検出器５の出力に基づいてＸ線画像を生成し、当該Ｘ線画像を表示用データ生成回路２５ｃ及び画像データメモリ２５ｂに送出する。表示用データ生成回路２５ｃは、当該Ｘ線画像を含む表示用データを生成し、当該表示用データをディスプレイ２４に表示する。画像データメモリ２５ｂは、当該Ｘ線画像をマスク画像として保存する。また同様に、他の照射条件を入力して、他の照射条件に対応するマスク画像を撮像する。これにより、切替えて用いる照射条件毎に、造影剤注入前の撮影対象部位のマスク画像が撮像される。例えば、高い管電圧を照射条件に含むマスク画像と、低い管電圧を照射条件に含むマスク画像とが撮像される。すなわち、管電圧毎にマスク画像が準備される。各マスク画像は、画像データメモリ２５ｂに保存される。マスク画像の撮像後、被検体Ｐに造影剤が注入され、コントラスト画像（注入時間毎のＸ線画像）が撮像される。なお、造影剤の注入直後はコントラストが高いため、被ばく低減のために高い管電圧を含む照射条件が用いられる。
Next, based on the X-rays that have passed through the subject P, an X-ray image is generated and displayed. That is, the
次に、ステップＳＴ１において、画像演算回路２５ａは、造影剤注入前の１フレーム目のマスク画像から、造影剤注入後の２フレーム目以降のコントラスト画像を減算し、造影剤の流入血管を表すＸ線画像（ＤＳＡ画像）を作成する。作成したＸ線画像は、領域設定部２５ｄ、表示用データ生成回路２５ｃ及び画像データメモリ２５ｂに入力される。以下、特に断らない限り、画像演算回路２５ａが作成するＸ線画像は、ＤＳＡ画像であり、表示用データ生成回路２５ｃを介してディスプレイ２４に表示される一方、画像データメモリ２５ｂに保存される。なお、時系列に沿ったフレームであるＸ線画像は、動画像として表示される。
Next, in step ST1, the
ステップＳＴ２において、領域設定部２５ｄは、当該Ｘ線画像に関心領域を設定する。このとき、領域設定部２５ｄは、Ｘ線画像の撮像対象部位に関する解剖学的情報に基づいて関心領域を設定する。具体的には例えば、領域設定部２５ｄは、解剖学的情報をシステム制御部２２に要求する。システム制御部２２は、検査プロトコル内の撮像対象部位の情報と、位置データメモリ２１内の寝台７及びＣアーム９の幾何学的配置に係る情報とを含む解剖学的情報を領域設定部２５ｄに送出する。領域設定部２５ｄは、当該送出された解剖学的情報から撮像対象部位の情報と、Ｘ線管及びＸ線検出器の幾何学的配置に係る情報とを抽出する。しかる後、領域設定部２５ｄは、撮像対象部位の情報と、幾何学的配置に係る情報とに基づいて、Ｘ線画像に関心領域を設定する。なお、領域設定部２５ｄは、１つの関心領域に限らず、例えば図４に示すように、複数の関心領域３０ａ，３０ｂをＸ線画像に設定してもよい。この関心領域３０ａ，３０ｂは、いずれも動脈の末梢部を含む領域に設定されている。
In step ST2, the
ステップＳＴ３において、画像演算回路２５ａは、次のフレームのＸ線画像を作成し、当該Ｘ線画像を切替えタイミング決定回路２５ｅ、表示用データ生成回路２５ｃ及び画像データメモリ２５ｂに入力する。表示用データ生成回路２５ｃ及び画像データメモリ２５ｂは、前述同様に、それぞれＸ線画像をディスプレイ２４への表示及び保存を行う。
In step ST3, the
ステップＳＴ４において、切替えタイミング決定回路２５ｅは、ステップＳＴ３で入力されたＸ線画像に基づいて、関心領域内の画素の統計情報を作成する。また、切替えタイミング決定回路２５ｅは、作成した統計情報に基づいて、当該Ｘ線画像の動脈の末梢部に造影剤が流入したか否かを判定する。判定の結果、否の場合には、ステップＳＴ３に戻る。これにより、ステップＳＴ３～ＳＴ４の処理がＸ線画像のフレーム単位で実行される。判定の結果、造影剤が流入した場合にはステップＳＴ５に移行する。
In step ST4, the switching
このようなステップＳＴ４においては、例えば図５に示すように、各フレームのＸ線画像（頭部ＤＳＡ画像）が得られると共に、関心領域内の画素値のヒストグラムに基づいて、関心領域内の画素の統計情報がフレーム毎に順次、作成される。なお、この例では、関心領域は、Ｘ線画像の上側２／３弱を占める楕円状の頭部領域に設定されている。また、図５に示した各フレームのＸ線画像は、図示しない１フレーム目から８１フレーム目まであるとする。但し、現在は、２３フレーム目のＸ線画像が最新の画像であるとする。また、各フレームの統計情報は、図６に示すように、横軸をフレーム番号とし、縦軸を統計値としたグラフに記録されるとする。統計値は、例えば、（ａ）分散値、（ｂ）平均値、（ｃ）平均値－中央値、などのいずれでもよい。すなわち、造影剤が流入したか否かを判定する際には、分散値の変化、平均値の変化、平均値と中央値の差分の変化、のいずれを用いてもよい。ここでは、上記（ｃ）の「平均値－中央値」を用いている。 In such step ST4, for example, as shown in FIG. 5, an X-ray image (head DSA image) of each frame is obtained, and based on a histogram of pixel values in the region of interest, pixels in the region of interest are statistic information is generated sequentially for each frame. In this example, the region of interest is set to an elliptical head region that occupies slightly less than two-thirds of the upper portion of the X-ray image. It is also assumed that the X-ray images of each frame shown in FIG. 5 are from the 1st frame to the 81st frame (not shown). However, it is now assumed that the X-ray image of the 23rd frame is the latest image. Statistical information of each frame is recorded in a graph, as shown in FIG. 6, in which the horizontal axis is the frame number and the vertical axis is the statistical value. The statistical value may be, for example, (a) variance, (b) mean, (c) mean-median, or the like. That is, when determining whether or not the contrast agent has flowed in, any of the change in the variance value, the change in the average value, and the change in the difference between the average value and the median value may be used. Here, "average value - median value" of (c) above is used.
図６中、統計値は、フレーム番号“１”～“２０”にかけて上昇し、フレーム番号“２１”～“４０”にかけて下降している。また、フレーム番号“４１”～“７８”にかけて緩やかに上昇している。統計値は、関心領域の画素の「平均値－中央値」であるので、関心領域のコントラスト（造影剤濃度）に対応する。すなわち、フレーム番号“１”～“２０”における統計値の上昇は、動脈の起始部に造影剤が流入したことを表す。また、フレーム番号“２１”～“４０”における統計値の下降は、動脈の末梢部に造影剤が流入したことを表す。また、フレーム番号４１以降の統計値の緩やかな上昇は、静脈に造影剤が流入したことを表す。このため、切替えタイミング決定回路２５ｅは、例えば、フレーム番号“２１”～“２３”の統計値が下降状態にあることに基づいて、Ｘ線画像の動脈の末梢部に造影剤が流入したことを判定し、ステップＳＴ５に移行する。なお、図６には、理解を容易にするためにフレーム番号１～８１までの統計値を示したが、現在の最新の統計値は、フレーム番号“２３”の統計値であるとする。すなわち、フレーム番号“２４”以降のＸ線画像は、まだ撮像されていない状況にあるとする。
In FIG. 6, the statistic value increases from frame numbers "1" to "20" and decreases from frame numbers "21" to "40". In addition, it gently increases from frame number "41" to "78". The statistic is the "mean-median" of the pixels in the region of interest and thus corresponds to the contrast (contrast agent concentration) of the region of interest. That is, an increase in the statistical value in frame numbers "1" to "20" indicates that the contrast agent has flowed into the origin of the artery. Also, a drop in the statistical value in frame numbers "21" to "40" indicates that the contrast agent has flowed into the peripheral part of the artery. A gradual increase in the statistical value after frame number 41 indicates that the contrast medium has flowed into the vein. For this reason, the switching
ステップＳＴ５において、切替えタイミング決定回路２５ｅは、ステップＳＴ４の造影剤が流入した旨の判定結果を得ると、即座に照射条件を切替えるように、照射条件の切替えタイミングを決定する。しかる後、切替えタイミング決定回路２５ｅは、高い管電圧を含む照射条件から低い管電圧を含む照射条件に切り替えるように、照射条件の切替え指令をシステム制御部２２に出力する。すなわち、切替えタイミング決定回路２５ｅは、造影剤が末梢血管を流れるとコントラストが低くなるため、低い管電圧を含む照射条件に切り替えるように動作する。
In step ST5, the switching
ステップＳＴ６において、システム制御部２２は、照射条件の切替え指令を受けると、照射条件を切替える。
In step ST6, the
ステップＳＴ７において、Ｘ線診断装置１は、切り替えた照射条件でＸ線画像を撮像する。
In step ST7, the X-ray
上述したように第１の実施形態によれば、Ｘ線検出器による検出結果に基づくＸ線画像に基づいて、Ｘ線管によるＸ線の照射条件の切替えタイミングを決定するので、術者の判断を用いずに、適切な切替えタイミングを決定することができる。従って、術者の煩雑な操作無しに、造影剤が末梢側の血管にある場合においても必要なコントラストを確保することができる。 As described above, according to the first embodiment, the switching timing of the X-ray irradiation condition of the X-ray tube is determined based on the X-ray image based on the detection result of the X-ray detector. appropriate switching timing can be determined without using Therefore, the necessary contrast can be ensured even when the contrast agent is present in the blood vessel on the peripheral side without complicated operations by the operator.
続いて、第１の実施形態の効果につき、手動又は時間設定によりＸ線管電圧を切替える場合を比較例に挙げて補足的に説明する。手動又は時間設定によりＸ線間電圧を切替える場合、切替えタイミングについての術者の判断が煩わしく、必ずしも適切な切替えタイミングを決定することができない場合がある。 Subsequently, the effect of the first embodiment will be supplementarily described by taking a comparative example in which the X-ray tube voltage is switched manually or by time setting. When the voltage between X-rays is switched manually or by time setting, it is troublesome for the operator to judge the switching timing, and it may not always be possible to determine the appropriate switching timing.
一方、前述した第１の実施形態によれば、手動又は時間設定によりＸ線管電圧を切替える場合に比べ、術者の判断を用いずに、適切な切替えタイミングを決定できる点で優れている。 On the other hand, according to the above-described first embodiment, compared to the case where the X-ray tube voltage is switched manually or by setting the time, it is superior in that an appropriate switching timing can be determined without using the operator's judgment.
また、第１の実施形態によれば、管電圧切替えを伴うステージ切替えを自動化することができる。また、術者の煩わしさが減り、ワークフローを改善することができる。また、照射条件を自動的に切り替えることにより、造影剤流入直後の被ばく低減を確実に実施することができる。また、造影剤の低減を図ることができる。 Further, according to the first embodiment, it is possible to automate stage switching accompanied by tube voltage switching. In addition, the operator's annoyance can be reduced, and the workflow can be improved. Also, by automatically switching the irradiation conditions, it is possible to reliably reduce the radiation exposure immediately after the inflow of the contrast medium. Moreover, reduction of a contrast agent can be aimed at.
また、第１の実施形態によれば、Ｘ線画像に関心領域を設定し、関心領域内の情報に基づいて切替えタイミングを決定する。これにより、切替えタイミングを決定する際に、関心領域から外れた情報を用いないので、切替えタイミングを決定するための負荷を軽減することができる。 Further, according to the first embodiment, a region of interest is set in an X-ray image, and switching timing is determined based on information within the region of interest. As a result, information outside the region of interest is not used when determining the switching timing, so the load for determining the switching timing can be reduced.
また、第１の実施形態によれば、関心領域を、Ｘ線画像の撮像対象部位に関する解剖学的情報に基づいて設定する。これにより、関心領域を設定するための負荷を軽減することができる。 Further, according to the first embodiment, the region of interest is set based on anatomical information regarding the imaging target region of the X-ray image. Thereby, the load for setting the region of interest can be reduced.
また、第１の実施形態によれば、解剖学的情報が、撮像対象部位の情報と、Ｘ線管及びＸ線検出器の幾何学的配置に係る情報とを含んでいる。これにより、前述した関心領域を設定するための負荷軽減効果に加え、幾何学的配置に係る情報に基づいて、より正確に関心領域を設定することができる。 Further, according to the first embodiment, the anatomical information includes information on the imaging target region and information on the geometric arrangement of the X-ray tube and the X-ray detector. As a result, in addition to the effect of reducing the load for setting the region of interest described above, the region of interest can be set more accurately based on the information related to the geometric arrangement.
また、第１の実施形態によれば、関心領域内の画素の統計情報に基づき、切替えタイミングを決定する。これにより、関心領域のコントラスト（造影剤濃度）を反映して切替えタイミングを決定できるので、より適切な切替えタイミングの決定を期待することができる。 Moreover, according to the first embodiment, the switching timing is determined based on the statistical information of the pixels within the region of interest. As a result, the switching timing can be determined by reflecting the contrast (contrast medium concentration) of the region of interest, and therefore, more appropriate switching timing determination can be expected.
また、第１の実施形態によれば、切り替えられる照射条件が、Ｘ線管に印加される管電圧を含んでいる。 Further, according to the first embodiment, the irradiation conditions to be switched include the tube voltage applied to the X-ray tube.
また、第１の実施形態によれば、関心領域が、Ｘ線画像の撮像対象部位における動脈の末梢部を含む領域に設定される。これにより、末梢部を含む領域に造影剤が流入したことを判定した際に、切替えタイミングを決定することができる。よって、動脈の末梢部を含む領域のコントラストを確保することができる。 Further, according to the first embodiment, the region of interest is set to a region including the peripheral portion of the artery in the imaging target region of the X-ray image. This makes it possible to determine the switching timing when it is determined that the contrast medium has flowed into the region including the peripheral portion. Therefore, it is possible to ensure the contrast of the region including the peripheral portion of the artery.
また、第１の実施形態によれば、Ｘ線画像の撮像対象部位における動脈の起始部の照射条件を、動脈の末梢部の照射条件に切替えるように切替えタイミングを決定する。これにより、動脈の起始部と末梢部との間で照射条件を自動的に切り替えることができる。 Further, according to the first embodiment, the switching timing is determined so as to switch the irradiation condition for the origin of the artery in the imaging target region of the X-ray image to the irradiation condition for the peripheral part of the artery. Thereby, the irradiation conditions can be automatically switched between the origin and the peripheral part of the artery.
［第１の実施形態の第１変形例］
続いて、第１の実施形態の第１変形例について説明する。
[First Modification of First Embodiment]
Next, a first modified example of the first embodiment will be described.
第１の実施形態の第１変形例は、起始部と末梢部との２相に代えて、図７に示すように、動脈相と静脈相との２相において、照射条件を自動的に切替える構成である。 In the first modification of the first embodiment, instead of the two phases of the origin and the periphery, as shown in FIG. It is a configuration to switch.
具体的には、切替えタイミング決定回路２５ｅは、Ｘ線画像の撮像対象部位における動脈相の照射条件を静脈相の照射条件に切替えるように切替えタイミングを決定する構成となっている。
Specifically, the switching
他の構成は、第１の実施形態と同様である。 Other configurations are similar to those of the first embodiment.
以上のような構成によれば、図８に示すように、ステップＳＴ１～ＳＴ３は、第１の実施形態と同様に実行される。 According to the above configuration, as shown in FIG. 8, steps ST1 to ST3 are executed in the same manner as in the first embodiment.
ステップＳＴ４Ａにおいて、切替えタイミング決定回路２５ｅは、前述同様に、ステップＳＴ３で入力されたＸ線画像に基づいて、関心領域内の画素の統計情報を作成する。また、切替えタイミング決定回路２５ｅは、作成した統計情報に基づいて、当該Ｘ線画像の静脈に造影剤が流入したか否かを判定する。判定の結果、否の場合には、ステップＳＴ３に戻る。これにより、ステップＳＴ３～ＳＴ４Ａの処理がＸ線画像のフレーム単位で実行される。判定の結果、造影剤が流入した場合にはステップＳＴ５に移行する。
In step ST4A, the switching
このようなステップＳＴ４Ａにおいては、切替えタイミング決定回路２５ｅは、例えば、次のように判定を行う。すなわち、フレーム番号“１”～“４０”の統計値が上昇状態から下降状態を過ぎた後、フレーム番号“４１”～“４３”の統計値が緩やかな上昇状態にあることに基づいて、Ｘ線画像が示す静脈に造影剤が流入したことを判定する。また、造影剤が流入した旨の判定結果により、ステップＳＴ５に移行する。なお、図７には、理解を容易にするためにフレーム番号１～８１までの統計値を示したが、現在の最新の統計値は、フレーム番号“４３”の統計値であるとする。すなわち、フレーム番号“４４”以降のＸ線画像は、まだ撮像されていない状況にあるとする。
In such step ST4A, the switching
ステップＳＴ５において、切替えタイミング決定回路２５ｅは、ステップＳＴ４Ａの造影剤が流入した旨の判定結果を得ると、即座に照射条件を切替えるように、照射条件の切替えタイミングを決定する。しかる後、切替えタイミング決定回路２５ｅは、高い管電圧を含む照射条件から低い管電圧を含む照射条件に切り替えるように、照射条件の切替え指令をシステム制御部２２に出力する。
In step ST5, the switching
以下、前述同様にステップＳＴ６以降の処理が実行される。 After that, the processes after step ST6 are executed in the same manner as described above.
上述したように第１の実施形態の第１変形例によれば、Ｘ線画像の撮像対象部位における動脈相の照射条件を静脈相の照射条件に切替えるように切替えタイミングを決定する。これにより、動脈相と静脈相との間で照射条件を切替える場合に、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、静脈相のコントラストを確保することができる。 As described above, according to the first modification of the first embodiment, the switching timing is determined so as to switch the arterial phase irradiation condition to the venous phase irradiation condition for the imaging target region of the X-ray image. As a result, when switching the irradiation conditions between the arterial phase and the venous phase, the same effect as in the first embodiment can be obtained. In addition, contrast in the venous phase can be ensured.
［第１の実施形態の第２変形例］
続いて、第１の実施形態の第２変形例について説明する。
[Second Modification of First Embodiment]
Next, a second modification of the first embodiment will be described.
第１の実施形態の第２変形例は、起始部と末梢部との２相に代えて、図９に示すように、起始部と末梢部と静脈相との３相において、照射条件を自動的に切替える構成である。 In the second modification of the first embodiment, instead of the two phases of the origin and the periphery, as shown in FIG. is automatically switched.
具体的には、切替えタイミングは、互いに異なる第１切替えタイミング及び第２切替えタイミングを含んでいる。 Specifically, the switching timing includes a first switching timing and a second switching timing that are different from each other.
切替えタイミング決定回路２５ｅは、Ｘ線画像の撮像対象部位における動脈の起始部の照射条件を動脈の末梢部の照射条件に切替えるように第１切替えタイミングを決定し、末梢部の照射条件を静脈相の照射条件に切替えるように第２切替えタイミングを決定する。
The switching
他の構成は、第１の実施形態の構成と同様である。 Other configurations are the same as those of the first embodiment.
以上のような構成によれば、図１０に示すように、ステップＳＴ１～ＳＴ５は、第１の実施形態と同様に実行される。なお、ステップＳＴ５で決定された切替えタイミングは、第１切替えタイミングと呼んでもよい。すなわち、ステップＳＴ５において、切替えタイミング決定回路２５ｅは、Ｘ線画像の撮像対象部位における動脈の起始部の照射条件を動脈の末梢部の照射条件に切替えるように第１切替えタイミングを決定する。ステップＳＴ５の後、ステップＳＴ６～ＳＴ７は、第１の実施形態と同様に実行される。
According to the above configuration, as shown in FIG. 10, steps ST1 to ST5 are executed in the same manner as in the first embodiment. Note that the switching timing determined in step ST5 may be called the first switching timing. That is, in step ST5, the switching
ステップＳＴ７の後、ステップＳＴ８において、切替えタイミング決定回路２５ｅは、ステップＳＴ８で撮像されたＸ線画像に基づいて、関心領域内の画素の統計情報を作成する。また、切替えタイミング決定回路２５ｅは、作成した統計情報に基づいて、当該Ｘ線画像の静脈に造影剤が流入したか否かを判定する。判定の結果、否の場合には、ステップＳＴ７に戻る。これにより、ステップＳＴ７～ＳＴ８の処理がＸ線画像のフレーム単位で実行される。判定の結果、造影剤が流入した場合にはステップＳＴ９に移行する。
After step ST7, in step ST8, the switching
このようなステップＳＴ８においては、切替えタイミング決定回路２５ｅは、例えば、次のように判定を行う。すなわち、フレーム番号“１”～“４０”の統計値が上昇状態から下降状態を過ぎた後、フレーム番号“４１”～“４３”の統計値が緩やかな上昇状態にあることに基づいて、Ｘ線画像が示す静脈に造影剤が流入したことを判定する。また、造影剤が流入した旨の判定結果により、ステップＳＴ９に移行する。なお、図９には、理解を容易にするためにフレーム番号１～８１までの統計値を示したが、現在の最新の統計値は、フレーム番号“４３”の統計値であるとする。すなわち、フレーム番号“４４”以降のＸ線画像は、まだ撮像されていない状況にあるとする。
In such step ST8, the switching
ステップＳＴ９において、切替えタイミング決定回路２５ｅは、ステップＳＴ８の造影剤が流入した旨の判定結果を得ると、即座に照射条件を切替えるように、照射条件の切替えタイミングを決定する。なお、ステップＳＴ９で決定された切替えタイミングは、第２切替えタイミングと呼んでもよい。すなわち、切替えタイミング決定回路２５ｅは、Ｘ線画像の撮像対象部位における動脈の末梢部の照射条件を静脈相の照射条件に切替えるように第２切替えタイミングを決定する。しかる後、切替えタイミング決定回路２５ｅは、低い管電圧を含む照射条件から高い管電圧を含む照射条件に切り替えるように、照射条件の切替え指令をシステム制御部２２に出力する。
In step ST9, the switching
ステップＳＴ１０において、システム制御部２２は、照射条件の切替え指令を受けると、照射条件を切替える。
In step ST10, the
ステップＳＴ１１において、Ｘ線診断装置１は、切り替えた照射条件でＸ線画像を撮像する。
In step ST11, the X-ray
上述したように第１の実施形態の第２変形例によれば、切替えタイミングが、互いに異なる第１切替えタイミング及び第２切替えタイミングを含んでいる。また、Ｘ線画像の撮像対象部位における動脈の起始部の照射条件を動脈の末梢部の照射条件に切替えるように第１切替えタイミングを決定し、末梢部の照射条件を静脈相の照射条件に切替えるように第２切替えタイミングを決定する。これにより、起始部と末梢部と静脈相との３相の間で照射条件を切替える場合に、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、末梢部のコントラストと、静脈相のコントラストとを確保することができる。 As described above, according to the second modification of the first embodiment, the switching timing includes the first switching timing and the second switching timing that are different from each other. Also, the first switching timing is determined so as to switch the irradiation conditions for the origin of the artery in the imaging target region of the X-ray image to the irradiation conditions for the peripheral part of the artery, and the irradiation conditions for the peripheral part are changed to the irradiation conditions for the venous phase. A second switching timing is determined so as to switch. As a result, when the irradiation conditions are switched among the three phases of the origin, the peripheral part, and the venous phase, the same effect as in the first embodiment can be obtained. In addition, it is possible to secure the contrast of the peripheral part and the contrast of the venous phase.
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態は、関心領域及び統計情報を用いる第１の実施形態とは異なり、周波数解析の結果を用いて、切替えタイミングを決定する構成となっている。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment will be described.
Unlike the first embodiment that uses the region of interest and statistical information, the second embodiment is configured to determine switching timing using the results of frequency analysis.
具体的には、切替えタイミング決定回路２５ｅは、Ｘ線画像の周波数解析の結果に基づいて切替えタイミングを決定する構成となっている。
Specifically, the switching
また、領域設定部２４ｄは省略されている。 Also, the region setting portion 24d is omitted.
他の構成は、第１の実施形態と同様である。 Other configurations are similar to those of the first embodiment.
次に、以上のように構成されたＸ線診断装置の動作を図１１のフローチャート及び図１２の模式図を用いて説明する。 Next, the operation of the X-ray diagnostic apparatus configured as described above will be described with reference to the flow chart of FIG. 11 and the schematic diagram of FIG.
いま前述同様に、照射条件毎に、マスク画像が撮像されたとする。各マスク画像は、画像データメモリ２５ｂに保存される。マスク画像の撮像後、被検体Ｐに造影剤が注入され、コントラスト画像（注入時間毎のＸ線画像）が撮像される。
Assume that a mask image is captured for each irradiation condition in the same manner as described above. Each mask image is stored in the
次に、ステップＳＴ２１において、画像演算回路２５ａは、造影剤注入前の１フレーム目のマスク画像から、造影剤注入後の２フレーム目以降のコントラスト画像を減算し、造影剤の流入血管を表すＸ線画像（ＤＳＡ画像）を作成する。作成したＸ線画像は、表示用データ生成回路２５ｃ、画像データメモリ２５ｂ及び切替えタイミング決定回路２５ｅに入力される。このＸ線画像は、前述同様に、表示用データ生成回路２５ｃを介してディスプレイ２４に表示される一方、画像データメモリ２５ｂに保存される。
Next, in step ST21, the
ステップＳＴ２２において、切替えタイミング決定回路２５ｅは、当該Ｘ線画像にＦＦＴ（高速フーリエ変換）を実行することにより、Ｘ線画像の周波数解析の結果を得る。図１２（ａ）に概念図を示すように、周波数解析の結果は、横軸を周波数ｆとし、縦軸を信号の強度ｖとしたグラフに表されるとする。
In step ST22, the switching
ステップＳＴ２３において、図１２（ｂ）に示すように、切替えタイミング決定回路２５ｅは、ステップＳＴ２２で得られたＸ線画像の周波数解析の結果に基づいて、Ｘ線画像の周波数ｆ１の高周波成分が閾値ｖ１以上か否かを判定する。判定の結果、否の場合には、ステップＳＴ２１に戻る。これにより、ステップＳＴ２１～ＳＴ２３の処理がＸ線画像のフレーム単位で実行される。判定の結果、高周波成分が閾値以上の場合にはステップＳＴ２４に移行する。
In step ST23, as shown in FIG. 12B, the switching
このようなステップＳＴ２３においては、末梢血管が起始部に比べ細いことから、周波数成分の解析を利用して末梢血管への造影剤の流入を検出できる。例えば、ＤＳＡ画像に対してＦＦＴ（高速フーリエ変換）を行い、得られた周波数解析の結果と、造影剤注入前のコントラクト画像（又はマスク画像）の周波数解析の結果とを比較する。比較の結果、ＤＳＡ画像の周波数解析の結果において、明らかに高周波成分が増えている場合には、末梢血管に造影剤が流入したことを判定（検出）できる。 In such step ST23, since the peripheral blood vessel is narrower than the origin, the inflow of the contrast medium into the peripheral blood vessel can be detected using the analysis of the frequency component. For example, FFT (Fast Fourier Transform) is performed on the DSA image, and the obtained frequency analysis result is compared with the frequency analysis result of the contract image (or mask image) before injection of the contrast medium. As a result of the comparison, when the frequency analysis result of the DSA image clearly shows an increase in high-frequency components, it can be determined (detected) that the contrast agent has flowed into the peripheral blood vessel.
ステップＳＴ２４において、切替えタイミング決定回路２５ｅは、ステップＳＴ２３の高周波成分が閾値以上である旨の判定結果を得ると、即座に照射条件を切替えるように、照射条件の切替えタイミングを決定する。しかる後、切替えタイミング決定回路２５ｅは、高い管電圧を含む照射条件から低い管電圧を含む照射条件に切り替えるように、照射条件の切替え指令をシステム制御部２２に出力する。
In step ST24, the switching
ステップＳＴ２５において、システム制御部２２は、照射条件の切替え指令を受けると、照射条件を切替える。
In step ST25, the
ステップＳＴ２６において、Ｘ線診断装置１は、切り替えた照射条件でＸ線画像を撮像する。
In step ST26, the X-ray
上述したように第２の実施形態によれば、Ｘ線画像の周波数解析の結果に基づいて切替えタイミングを決定する。これにより、術者の判断を用いずに、適切な切替えタイミングを決定することができる。従って、術者の煩雑な操作無しに、造影剤が末梢側の血管にある場合においても必要なコントラストを確保できる。また、関心領域を用いないため、領域設定部２５ｄを省略して構成の簡素化を図ることができる。
As described above, according to the second embodiment, the switching timing is determined based on the frequency analysis result of the X-ray image. Accordingly, an appropriate switching timing can be determined without using the operator's judgment. Therefore, the necessary contrast can be ensured even when the contrast agent is present in the blood vessels on the peripheral side without complicated operations by the operator. Moreover, since the region of interest is not used, the configuration can be simplified by omitting the
なお、第２の実施形態は、第１の実施形態の全ての変形例に適用することができる。例えば、第１の実施形態の第１変形例に適用する場合、高周波成分（末梢部の造影剤濃度）の増加の後、高周波成分の減少を判定して検知することにより、静脈への造影剤の流入を検知することが可能である。 Note that the second embodiment can be applied to all modifications of the first embodiment. For example, when applied to the first modification of the first embodiment, after the increase in the high-frequency component (contrast agent concentration in the peripheral part), by determining and detecting the decrease in the high-frequency component, the contrast agent into the vein It is possible to detect the inflow of
また、第２の実施形態を第１の実施形態の第２変形例に適用する場合には、図１３及び図１４（ａ）～（ｂ）に示すように、ステップＳＴ２１～ＳＴ２４は、第２の実施形態と同様に実行される。なお、ステップＳＴ２４で決定された切替えタイミングは、第１切替えタイミングと呼んでもよい。すなわち、ステップＳＴ２４において、切替えタイミング決定回路２５ｅは、Ｘ線画像の撮像対象部位における動脈の起始部の照射条件を動脈の末梢部の照射条件に切替えるように第１切替えタイミングを決定する。ステップＳＴ２４の後、ステップＳＴ２５～ＳＴ２６は、第２の実施形態と同様に実行される。
Further, when the second embodiment is applied to the second modification of the first embodiment, steps ST21 to ST24 are performed as shown in FIGS. is performed in the same manner as in the embodiment of Note that the switching timing determined in step ST24 may be called the first switching timing. That is, in step ST24, the switching
ステップＳＴ２６の後、ステップＳＴ２７において、切替えタイミング決定回路２５ｅは、ステップＳＴ２６で撮像されたＸ線画像にＦＦＴを実行することにより、Ｘ線画像の周波数解析の結果を得る。
After step ST26, in step ST27, the switching
ステップＳＴ２８において、図１４（ｃ）に示すように、切替えタイミング決定回路２５ｅは、ステップＳＴ２７で得られたＸ線画像の周波数解析の結果に基づいて、Ｘ線画像の周波数ｆ１の高周波成分が閾値ｖ１未満か否かを判定する。判定の結果、否の場合には、ステップＳＴ２６に戻る。これにより、ステップＳＴ２６～ＳＴ２８の処理がＸ線画像のフレーム単位で実行される。判定の結果、高周波成分が閾値ｖ１以上の場合にはステップＳＴ２９に移行する。
In step ST28, as shown in FIG. 14(c), the switching
ステップＳＴ２９において、切替えタイミング決定回路２５ｅは、ステップＳＴ２７で得られたＸ線画像の周波数解析の結果に基づいて、Ｘ線画像の周波数ｆ２の低周波成分が閾値ｖ２未満か否かを判定する。判定の結果、否の場合には、ステップＳＴ２６に戻る。これにより、ステップＳＴ２６～ＳＴ２９の処理がＸ線画像のフレーム単位で実行される。判定の結果、低周波成分が閾値ｖ２未満の場合にはステップＳＴ３０に移行する。
In step ST29, the switching
ステップＳＴ３０において、切替えタイミング決定回路２５ｅは、ステップＳＴ２９の低周波成分が閾値未満である旨の判定結果を得ると、即座に照射条件を切替えるように、照射条件の切替えタイミングを決定する。しかる後、切替えタイミング決定回路２５ｅは、高い管電圧を含む照射条件から低い管電圧を含む照射条件に切り替えるように、照射条件の切替え指令をシステム制御部２２に出力する。
In step ST30, the switching
ステップＳＴ３１において、システム制御部２２は、照射条件の切替え指令を受けると、照射条件を切替える。
In step ST31, the
ステップＳＴ３２において、Ｘ線診断装置１は、切り替えた照射条件でＸ線画像を撮像する。
In step ST32, the X-ray
このように、第２の実施形態を第１の実施形態の第２変形例にも適用できる。 Thus, the second embodiment can also be applied to the second modification of the first embodiment.
＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態について説明する。
第３の実施形態は、第１の実施形態の第１変形例と、第２の実施形態の第１変形例のいずれかにおいて、動脈相と静脈相との間で照射条件を切り替える場合に、切替えられる照射条件が、Ｘ線管３ａによるＸ線の照射レートを含む構成である。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment will be described.
In the third embodiment, in either the first modification of the first embodiment or the first modification of the second embodiment, when switching the irradiation conditions between the arterial phase and the venous phase, The irradiation conditions to be switched include the irradiation rate of X-rays by the
具体的には、切替えタイミング決定回路２５ｅは、図１５に示すように、動脈相と静脈相との間で照射条件を切り替える場合に、管電圧を変更せずに、高いＸ線照射レートを含む照射条件から低いＸ線照射レートを含む照射条件に切り替える構成となっている。ここで、Ｘ線照射レートは、１秒間当たりのＸ線照射回数である。なお、切替えタイミング決定回路２５ｅは、図１５に示した統計情報に基づく場合に限らず、周波数解析の結果に基づいて静脈に造影剤が流入した旨を検知した場合にＸ線照射レートを切替えてもよい。
Specifically, as shown in FIG. 15, the switching
他の構成は、前述した２つの第１変形例のうちの適用する変形例と同様である。
以上のような構成によれば、切替えられる照射条件が、Ｘ線管によるＸ線の照射レートを含むことにより、動脈相と静脈相との間で照射条件を切り替える場合に、管電圧を変更せずに、Ｘ線照射レートを変更することができる。
Other configurations are the same as those of the modified example to be applied among the two first modified examples described above.
According to the configuration described above, the irradiation conditions to be switched include the X-ray irradiation rate of the X-ray tube, so that when the irradiation conditions are switched between the arterial phase and the venous phase, the tube voltage is changed. X-ray irradiation rate can be changed without
これに加え、第３の実施形態によれば、第１の実施形態の第１変形例と、第２の実施形態の第１変形例とのうち、適用する変形例と同様の作用効果を得ることができる。従って、動脈相と静脈相との間でＸ線照射レートを自動的に切替えることができるので、術者の煩わしさを軽減すると共に、造影剤流入直後の被検体の被ばく低減を確実に実施することができる。 In addition, according to the third embodiment, out of the first modified example of the first embodiment and the first modified example of the second embodiment, the same effects as those of the applied modified example are obtained. be able to. Therefore, since the X-ray irradiation rate can be automatically switched between the arterial phase and the venous phase, the operator's annoyance can be reduced, and the radiation exposure of the subject immediately after the inflow of the contrast medium can be reliably reduced. be able to.
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、Ｘ線検出器による検出結果に基づくＸ線画像に基づいて、Ｘ線管によるＸ線の照射条件の切替えタイミングを決定する。従って、術者の煩雑な操作無しに、造影剤が抹消側の血管にある場合においても必要なコントラストを確保できる。 According to at least one embodiment described above, the switching timing of the X-ray irradiation condition of the X-ray tube is determined based on the X-ray image based on the detection result of the X-ray detector. Therefore, the necessary contrast can be ensured even when the contrast agent is present in the blood vessel on the peripheral side without complicated operations by the operator.
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同様に、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。 It should be noted that although several embodiments of the invention have been described, these embodiments are provided by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and spirit of the invention, as well as the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
１ Ｘ線診断装置
３ Ｘ線発生部
３ａ Ｘ線管
３ｂ Ｘ線絞り器
５ Ｘ線検出器
７ 寝台
９ Ｃアーム
１１ Ｘ線コントローラ
１３ 高電圧発生装置
１３ａ Ｘ線制御部
１３ｂ 高電圧発生器
１５ Ｃアーム・寝台機構制御部
２１ 位置データメモリ
２２ システム制御部
２３ 入力インタフェース
２４ ディスプレイ
２５ 画像データ処理部
２５ａ 画像演算回路
２５ｂ 画像データメモリ
２５ｃ 表示用データ生成回路
２５ｄ 領域設定部
２５ｅ 切替えタイミング決定回路
1 X-ray diagnostic device 3
Claims (11)
前記Ｘ線管から発生したＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線管に印加される管電圧毎に、造影剤の投与前に前記Ｘ線検出器による検出結果に基づいて撮像されたマスク画像を保存する画像メモリと、
前記管電圧に対応するマスク画像と、前記造影剤の投与後に前記Ｘ線検出器による検出結果に基づいて撮像されたコントラスト画像との差分を演算することにより、前記造影剤の流入血管を表すＸ線画像を生成する画像演算部と、
前記Ｘ線画像に基づいて、前記Ｘ線管によるＸ線の照射条件の切替えタイミングを決定する決定部と、
を備え、
切替えられる前記照射条件は、前記Ｘ線管に印加される管電圧を含む、Ｘ線診断装置。 an X-ray tube for generating X-rays;
an X-ray detector that detects X-rays generated from the X-ray tube;
an image memory for storing a mask image captured based on a detection result by the X-ray detector before administration of a contrast medium for each tube voltage applied to the X-ray tube;
X representing the inflow blood vessel of the contrast agent by calculating the difference between the mask image corresponding to the tube voltage and the contrast image captured based on the detection result by the X-ray detector after the administration of the contrast agent. an image calculation unit that generates a line image;
a determination unit that determines switching timing of X-ray irradiation conditions by the X-ray tube based on the X -ray image;
with
The X-ray diagnostic apparatus , wherein the irradiation conditions to be switched include a tube voltage applied to the X-ray tube .
前記Ｘ線管から発生したＸ線を検出するＸ線検出器と、 an X-ray detector that detects X-rays generated from the X-ray tube;
前記Ｘ線管によるＸ線の照射条件毎に、造影剤の投与前に前記Ｘ線検出器による検出結果に基づいて撮像されたマスク画像を保存する画像メモリと、 an image memory for storing, for each X-ray irradiation condition of the X-ray tube, a mask image captured based on the detection result by the X-ray detector before administration of a contrast medium;
前記照射条件に対応するマスク画像と、前記造影剤の投与後に前記Ｘ線検出器による検出結果に基づいて撮像されたコントラスト画像との差分を演算することにより、前記造影剤の流入血管を表すＸ線画像を生成する画像演算部と、 X representing the inflow blood vessel of the contrast agent by calculating the difference between the mask image corresponding to the irradiation condition and the contrast image captured based on the detection result by the X-ray detector after the administration of the contrast agent. an image calculation unit that generates a line image;
前記Ｘ線画像に基づいて、前記照射条件の切替えタイミングを決定する決定部と、 a determination unit that determines switching timing of the irradiation conditions based on the X-ray image;
を備え、 with
切替えられる前記照射条件は、前記Ｘ線管によるＸ線の照射レートを含む、Ｘ線診断装置。 The X-ray diagnostic apparatus, wherein the irradiation conditions to be switched include an X-ray irradiation rate by the X-ray tube.
前記決定部は、前記関心領域内の情報に基づいて前記切替えタイミングを決定する、請求項１又は２に記載のＸ線診断装置。 Further comprising a region of interest setting unit for setting a region of interest in the X-ray image,
3. The X-ray diagnostic apparatus according to claim 1, wherein said determining unit determines said switching timing based on information within said region of interest.
前記決定部は、前記Ｘ線画像の撮像対象部位における動脈の起始部の照射条件を前記動脈の末梢部の照射条件に切替えるように前記第１切替えタイミングを決定し、前記末梢部の照射条件を静脈相の照射条件に切替えるように前記第２切替えタイミングを決定する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。 The switching timing includes a first switching timing and a second switching timing that are different from each other,
The determination unit determines the first switching timing so as to switch the irradiation condition for the origin of the artery in the imaging target region of the X-ray image to the irradiation condition for the peripheral portion of the artery, and determines the irradiation condition for the peripheral portion. 8. The X-ray diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 7 , wherein said second switching timing is determined so as to switch to the venous phase irradiation condition.
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