(57)【要約】【課題】撮影対象の３次元的な状態をより高精度に把握させることを可能にするＸ線診断装置を提供すること。【解決手段】実施の形態のＸ線診断装置においては、Ｘ線管装置は、被検体に対してＸ線を照射する。Ｘ線検出器は、Ｘ線管装置から照射され、被検体を通過したＸ線を検出する。揺動機構制御部は、Ｘ線管装置によって被検体に対して照射されるＸ線の照射方向を揺動させる。画像生成制御部は、揺動機構制御部によって照射方向が揺動されながら被検体に対して照射され、当該被検体を通過したＸ線の情報を用いてＸ線画像を生成する。表示制御部は、画像生成制御部によって生成されたＸ線画像を表示部２３にて表示させるように制御する。【選択図】図３
2014100299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に対してＸ線を照射するＸ線管装置と、
前記Ｘ線管装置から照射され、前記被検体を通過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線管装置によって前記被検体に対して照射されるＸ線の照射方向を揺動させる揺動機構と、
前記揺動機構によって照射方向が揺動されながら前記被検体に対して照射され、当該被検体を通過したＸ線の情報を用いてＸ線画像を生成する画像生成手段と、
前記画像生成手段によって生成されたＸ線画像を所定の表示部にて表示させるように制御する表示制御手段と、
を備えたことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項２】
前記揺動機構は、前記Ｘ線管装置及び前記Ｘ線検出器を支持する支持部を３次元空間内で自在に動かすことで、前記Ｘ線の照射方向を揺動させることを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
前記揺動機構は、前記Ｘ線管装置によるＸ線の照射方向を変更することで、前記Ｘ線の照射方向を揺動させることを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
前記揺動機構は、前記Ｘ線管装置に含まれるＸ線管によるＸ線の照射方向を変更することで、前記Ｘ線の照射方向を揺動させることを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
前記画像生成手段によって生成されたＸ線画像に含まれる線状構造物の走行が不明であるか否かを判定する判定手段をさらに備え、
前記揺動機構は、前記判定手段によって前記線状構造物の走行が不明であると判定された場合に、前記Ｘ線の照射方向を揺動させ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線診断装置。
【請求項６】
前記判定手段は、前記Ｘ線画像に含まれる線状構造物内に挿入された医療用デバイスの位置に基づいて、当該医療用デバイスの動きを検出し、前記医療用デバイスの動きが停止した場合に、前記線状構造物の走行が不明であると判定することを特徴とする請求項５に記載のＸ線診断装置。
【請求項７】
Ｘ線の照射方向を揺動させるための入力操作を受付ける受付手段をさらに備え、
前記揺動機構は、前記受付手段が所定の入力操作を受付けた場合に、前記Ｘ線の照射方向を１周期分揺動させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のＸ線診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、Ｘ線診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線診断装置を用いてイメージガイド下に血管内治療が行われている。例えば、完全閉塞血管を開通させる手技においては、ガイドワイヤが血管に挿入され、さらに、閉塞部位を挟んで反対側に造影剤を流した状態でＸ線画像を撮影する。医師は、撮影されたＸ線画像を参照して、ガイドワイヤの先端と閉塞部位を挟んで反対側の血管の端との３次元的な状態を把握した上で、ガイドワイヤを操作して閉塞部位を開通させる。
【０００３】
ここで、医師にとっては、ガイドワイヤの先端と、閉塞部位を挟んで反対側の血管の端との３次元的な状態をリアルタイムに把握しながらガイドワイヤを操作することが望ましい。しかしながら、モニタに表示されるＸ線画像はあくまで２次元の画像であるため、例えば、ガイドワイヤを進める医師がモニタを観察した場合、２次元の情報を把握することはできるものの、奥行き方向の情報を把握することができない。故に、医師は血管の３次元的な走行具合を確認するために、ガイドワイヤ操作以外の動作である、Ｘ線診断装置等の操作を行う必要がある。これはガイドワイヤ操作の遅延を招いてしまい、手技時間の延長によって被検体及び医師のＸ線被曝量増大に繋がる。
【０００４】
そこで、近年、Ｘ線診断装置のＣ形アームをスライド回転させながらＸ線画像を撮影して、モニタに表示することで、撮影対象の３次元的な状態を把握しやすくする技術が知られている。しかしながら、上述した従来技術においては、撮影対象の３次元的な状態の把握に一定の限界があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−７２６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、撮影対象の３次元的な状態をより高精度に把握させることを可能にするＸ線診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施の形態のＸ線診断装置は、Ｘ線管装置と、Ｘ線検出器と、揺動機構と、画像生成手段と、表示制御手段とを備える。Ｘ線管装置は、被検体に対してＸ線を照射する。Ｘ線検出器は、前記Ｘ線管装置から照射され、前記被検体を通過したＸ線を検出する。揺動機構は、前記Ｘ線管装置によって前記被検体に対して照射されるＸ線の照射方向を揺動させる。画像生成手段は、前記揺動機構によって照射方向が揺動されながら前記被検体に対して照射され、当該被検体を通過したＸ線の情報を用いてＸ線画像を生成する。表示制御手段は、前記画像生成手段によって生成されたＸ線画像を所定の表示部にて表示させるように制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、従来技術に係る課題の一例を説明するための図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係るシステム制御部の構成の一例を示す図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係る揺動機構制御部によるＸ線の照射方向の揺動を説明するための図である。
【図５Ａ】図５Ａは、第１の実施形態に係る揺動機構制御部による揺動の一例を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、第１の実施形態に係る揺動機構制御部による揺動の一例を示す図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、第１の実施形態に係る揺動機構制御部による揺動の一例を示す図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、第１の実施形態に係る揺動機構制御部による揺動の一例を示す図である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係る表示制御部の制御によって表示されるＸ線画像の一例を示す図である。
【図７】図７は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置による処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】図８は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置の構成の一例を示す図である。
【図９】図９は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置の構成の変形例を示す図である。
【図１０】図１０は、第３の実施形態に係る揺動機構制御部によって制御されるＸ線の焦点の変化例を示す図である。
【図１１】図１１は、第４の実施形態に係る適用例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（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１００の構成の一例を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、高電圧発生器１１と、Ｘ線管１２と、Ｘ線絞り装置１３と、天板１４と、Ｃアーム１５と、Ｘ線検出器１６とを備える。また、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、Ｃアーム回転・移動機構１７と、天板移動機構１８と、Ｃアーム・天板機構制御部１９と、絞り制御部２０と、システム制御部２１と、入力部２２と、表示部２３とを備える。また、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、画像データ生成部２４と、画像データ記憶部２５と、画像処理部２６とを備える。また、Ｘ線診断装置１００は、インジェクター３０と接続される。
【００１０】
インジェクター３０は、被検体Ｐに挿入されたカテーテルから造影剤を注入するための装置である。ここで、インジェクター３０からの造影剤注入は、後述するシステム制御部２１を介して受信した注入指示に従って実行される。具体的には、インジェクター３０は、後述するシステム制御部２１から受信する造影剤の注入開始指示や、注入停止指示、さらに、注入速度などを含む造影剤注入条件に応じた造影剤注入を実行する。なお、インジェクター３０は、操作者が直接インジェクター３０に対して入力した注入指示に従って注入開始や、注入停止を実行することも可能である。
【００１１】
高電圧発生器１１は、システム制御部２１による制御の下、高電圧を発生し、発生した高電圧をＸ線管１２に供給する。Ｘ線管１２は、高電圧発生器１１から供給される高電圧を用いて、Ｘ線を発生する。
【００１２】
Ｘ線絞り装置１３は、絞り制御部２０による制御の下、Ｘ線管１２が発生したＸ線を、被検体Ｐの関心領域に対して選択的に照射されるように絞り込む。例えば、Ｘ線絞り装置１３は、スライド可能な４枚の絞り羽根を有する。Ｘ線絞り装置１３は、絞り制御部２０による制御の下、これらの絞り羽根をスライドさせることで、Ｘ線管１２が発生したＸ線を絞り込んで被検体Ｐに照射させる。なお、Ｘ線管１２と、Ｘ線絞り装置１３とをまとめてＸ線管装置とも呼ぶ。天板１４は、被検体Ｐを載せるベッドであり、図示しない寝台の上に配置される。なお、被検体Ｐは、Ｘ線診断装置１００に含まれない。
【００１３】
Ｘ線検出器１６は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。例えば、Ｘ線検出器１６は、マトリックス状に配列された検出素子を有する。各検出素子は、被検体Ｐを透過したＸ線を電気信号に変換して蓄積し、蓄積した電気信号を画像データ生成部２４に送信する。
【００１４】
Ｃアーム１５は、Ｘ線管１２、Ｘ線絞り装置１３及びＸ線検出器１６を保持する。Ｘ線管１２及びＸ線絞り装置１３とＸ線検出器１６とは、Ｃアーム１５により被検体Ｐを挟んで対向するように配置される。
【００１５】
Ｃアーム回転・移動機構１７は、Ｃアーム１５を回転及び移動させるための機構であり、天板移動機構１８は、天板１４を移動させるための機構である。Ｃアーム・天板機構制御部１９は、システム制御部２１による制御の下、Ｃアーム回転・移動機構１７及び天板移動機構１８を制御することで、Ｃアーム１５の回転や移動、天板１４の移動を調整する。絞り制御部２０は、システム制御部２１による制御の下、Ｘ線絞り装置１３が有する絞り羽根の開度を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の照射範囲を制御する。
【００１６】
画像データ生成部２４は、Ｘ線検出器１６によってＸ線から変換された電気信号を用いて画像データを生成し、生成した画像データを画像データ記憶部２５に格納する。例えば、画像データ生成部２４は、Ｘ線検出器１６から受信した電気信号に対して、電流・電圧変換やＡ（Analog）／Ｄ（Digital）変換、パラレル・シリアル変換を行い、画像データを生成する。
【００１７】
ここで、画像データ生成部２４は、後述するシステム制御部２１による制御のもと、例えば、完全閉塞血管を治療するために、ガイドワイヤが挿入され、造影剤が投与された被検体Ｐを経時的に撮影した複数のＸ線画像を生成する。そして、画像データ生成部２４は、生成したＸ線画像を画像データ記憶部２５に格納する。
【００１８】
画像データ記憶部２５は、画像データ生成部２４によって生成された画像データを記憶する。例えば、画像データ記憶部２５は、ガイドワイヤが挿入され、造影剤が投与された被検体Ｐの所定の領域が時系列に沿って撮影された画像データを記憶する。
【００１９】
画像処理部２６は、画像データ記憶部２５が記憶する画像データに対して各種画像処理を行う。例えば、画像処理部２６は、画像データ記憶部２５が記憶する時系列に沿った複数のＸ線画像を処理することにより、動画像を生成する。
【００２０】
入力部２２は、Ｘ線診断装置１００を操作する医師や技師などの操作者から各種指示を受け付ける。例えば、入力部２２は、マウス、キーボード、ボタン、トラックボール、ジョイスティックなどを有する。入力部２２は、操作者から受け付けた指示を、システム制御部２１に転送する。例えば、入力部２２は、Ｘ線画像における任意の領域を指定するための指定指示を受付ける。一例を挙げると、入力部２２は、Ｘ線の照射方向を揺動させるための入力操作を受付ける。なお、Ｘ線の照射方向の揺動については、後に詳述する。
【００２１】
表示部２３は、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）や、画像データ記憶部２５が記憶する画像データなどを表示する。例えば、表示部２３は、モニタを有する。なお、表示部２３は、複数のモニタを有してもよい。
【００２２】
システム制御部２１は、Ｘ線診断装置１００全体の動作を制御する。例えば、システム制御部２１は、入力部２２から転送された操作者の指示に従って高電圧発生器１１を制御し、Ｘ線管１２に供給する電圧を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量やＯＮ／ＯＦＦを制御する。また、例えば、システム制御部２１は、操作者の指示に従ってＣアーム・天板機構制御部１９を制御し、Ｃアーム１５の回転や移動、天板１４の移動を調整する。また、例えば、システム制御部２１は、操作者の指示に従って絞り制御部２０を制御し、Ｘ線絞り装置１３が有する絞り羽根の開度を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の照射範囲を制御する。
【００２３】
また、システム制御部２１は、操作者の指示に従って、画像データ生成部２４による画像データ生成処理や、画像処理部２６による画像処理、あるいは解析処理などを制御する。また、システム制御部２１は、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩや画像データ記憶部２５が記憶する画像などを、表示部２３のモニタに表示するように制御する。また、システム制御部２１は、インジェクター３０に対して、造影剤注入開始及び終了の信号を送信することで、造影剤の注入を制御する。
【００２４】
ここで、本実施形態に係るＸ線診断装置１００は、撮影対象の３次元的な状態をより高精度に把握させることを可能にする。具体的には、Ｘ線診断装置１００は、以下、詳細に説明するシステム制御部２１の処理によって、撮影対象に照射するＸ線の照射方向を揺動させてＸ線画像を撮影して表示することによって、撮影対象の３次元的な状態をより高精度に把握させる。
【００２５】
図２は、従来技術に係る課題の一例を説明するための図である。ここで、図２においては、心臓の冠状動脈における狭窄部位の開通治療を行うためのＸ線画像を示す。例えば、心臓の冠状動脈における狭窄部位の開通治療においては、図２に示すように、狭窄部位に対してガイドワイヤを挿入し、狭窄部位を挟んで反対側となる血管（図中の反対側血管）に造影剤を注入することで血管の走行を把握し、狭窄部位を開通させる。
【００２６】
ここで、開通治療に用いられるＸ線画像は、図２に示すように、２次元画像である。従って、例えば、血管の走行が細かく変化している場合、特に、Ｘ線画像の奥行き方向で細かく曲がっている場合などでは、血管の３次元的な状態を把握することができない。そこで、近年、Ｃ形アームをスライド回転させながらＸ線画像を撮影して、モニタに表示する技術が開示されているが、かかる従来技術では、Ｃ形アームを単に１軸で動かしているに過ぎないため、血管の走行が細かく変化する場合などに対応することが困難であり、撮影対象の３次元的な状態の把握に一定の限界があった。
【００２７】
そこで、本願に係るＸ線診断装置１００は、撮影対象に照射するＸ線の照射方向を揺動させてＸ線画像を撮影して表示することによって、撮影対象の３次元的な状態をより高精度に把握させる。図３は、第１の実施形態に係るシステム制御部２１の構成の一例を示す図である。図３に示すように、第１の実施形態に係るシステム制御部２１は、判定部２１１と、揺動機構制御部２１２と、画像生成制御部２１３と、表示制御部２１４とを有する。
【００２８】
判定部２１１は、後述する画像生成制御部２１３の制御のもと画像データ生成部２４によって生成されたＸ線画像に含まれる線状構造物の走行が不明であるか否かを判定する。具体的には、判定部２１１は、Ｘ線画像に含まれる線状構造物内に挿入された医療用デバイスの位置に基づいて、当該医療用デバイスの動きを検出し、医療用デバイスの動きが停止した場合に、線状構造物の走行が不明であると判定する。例えば、判定部２１１は、Ｘ線画像に含まれる血管内に挿入されたガイドワイヤの位置に基づいて、当該ガイドワイヤの動きを検出し、ガイドワイヤの動きが停止した場合に、血管の走行が不明であると判定する。
【００２９】
一例を挙げると、判定部２１１は、画像データ生成部２４によって生成された時系列に沿った複数のＸ線画像それぞれにおけるガイドワイヤの先端の位置（座標）を、画素値に基づいて、それぞれ抽出する。そして、判定部２１１は、各Ｘ線画像からそれぞれ抽出したガイドワイヤの先端の座標が移動したか否かを判定することにより、ガイドワイヤの動きを検出する。ここで、判定部２１１は、ガイドワイヤの先端の座標が所定の領域内から所定の時間移動していない場合に、ガイドワイヤの動きが停止したと判定する。そして、判定部２１１は、ガイドワイヤの動きが停止したと判定した場合に、判定結果を揺動機構制御部２１２に通知する。なお、判定に用いられる所定の時間及び所定の領域は、操作者が任意に設定することが可能である。
【００３０】
揺動機構制御部２１２は、Ｘ線管装置によって被検体Ｐに対して照射されるＸ線の照射方向を揺動させる。具体的には、第１の実施形態に係る揺動機構制御部２１２は、Ｘ線管装置（Ｘ線管１２及びＸ線絞り装置１３）及びＸ線検出器１６を支持する支持部（Ｃアーム１５）を３次元空間内で自在に動かすことで、Ｘ線の照射方向を揺動させる。
【００３１】
ここで、揺動機構制御部２１２は、判定部２１１によって線状構造物の走行が不明であると判定された場合に、Ｘ線の照射方向を揺動させる。例えば、揺動機構制御部２１２は、判定部２１１によってガイドワイヤの動きが停止したと判定され、判定結果が通知されると、Ｃアーム・天板機構制御部１９を制御してＣアーム１５を３次元空間内で自在に動かすことで、Ｘ線の照射方向を揺動させる。
【００３２】
図４は、第１の実施形態に係る揺動機構制御部２１２によるＸ線の照射方向の揺動を説明するための図である。例えば、揺動機構制御部２１２は、図４の（Ａ）に示すように、被検体Ｐを載せるベッドである天板１４に対して円弧状に備えられた床置式のＣアーム１５をスライド回転させたり、旋回させたりすることにより、３次元空間内で自在にＸ線の照射方向を揺動する。
【００３３】
すなわち、揺動機構制御部２１２は、図４の（Ｂ）に示すように、Ｃアーム１５をＲＡＯ（第１斜位、右前斜位：ｒｉｇｈｔ ａｎｔｅｒｉｏｒ ｏｂｌｉｑｕｅ）、ＬＡＯ（第２斜位、左前斜位：ｌｅｆｔ ａｎｔｅｒｉｏｒ ｏｂｌｉｑｕｅ）、ＣＲＡ（頭部方向：ｃｒａｎｉａｌ）、及び、ＣＡＵ（尾部方向：ｃａｕｄａｌ）で角度づけを行うことにより、３次元空間内で自在にＸ線の照射方向を揺動する。
【００３４】
ここで、揺動機構制御部２１２は、上述したように、判定部２１１の判定結果に応じてＣアーム１５の角度付けを変化させることで、Ｘ線の照射方向を揺動する。すなわち、操作者が、まず、入力部２２を介して、Ｃアーム１５を所望の位置に移動（スライド回転、旋回）させる。そして、操作者は、所望の位置で撮影されたＸ線画像を観察しながら、例えば、狭窄部位の開通治療を行う。このとき、判定部２１１がガイドワイヤの動きが停止したことを判定すると、揺動機構制御部２１２は、Ｃアーム１５の角度付けを変化させることで、Ｘ線の照射方向を揺動させる。
【００３５】
ここで、揺動機構制御部２１２によるＸ線の照射方向の揺動の例について、図５Ａ〜図５Ｄを用いて説明する。図５Ａ〜図５Ｄは、第１の実施形態に係る揺動機構制御部２１２による揺動の一例を示す図である。ここで、図５Ａ〜図５Ｄにおいては、揺動機構制御部２１２の制御によるＣアーム１５の軌跡を示す。例えば、揺動機構制御部２１２は、図５Ａに示すように、ＲＡＯ〜ＬＡＯで往復させるように、Ｃアームを移動させる。ここで、揺動機構制御部２１２は、操作者が動態視差による立体感を得られる角度でＣアーム１５の角度付けを行う。一例を挙げると、揺動機構制御部２１２は、Ｃアーム１５を最初の位置から±１〜５度の角度付けを行う。
【００３６】
すなわち、揺動機構制御部２１２は、最初にＸ線画像が撮影されたＣアーム１５の位置から±１〜５度の角度付けを行うように、Ｃアーム１５を移動させることで、撮影対象（例えば、狭窄部位の両側に位置するガイドワイヤ及び造影された血管）に対して±１〜５度ずらした角度でＸ線を照射させる。これにより、揺動機構制御部２１２は、最初のＸ線画像と比較して、±１〜５度ずらした角度から撮影対象を観察した場合のＸ線画像を操作者に対して表示させることができる。
【００３７】
揺動機構制御部２１２によるＸ線の照射方向の揺動は、図５Ａに示す例に限られず、その他種々の揺動が可能である。例えば、揺動機構制御部２１２は、図５Ｂに示すように、Ｃアーム１５が所定の軌跡を描くように制御する。また、例えば、揺動機構制御部２１２は、図５Ｃに示すように、Ｃアームが円（楕円）の軌跡を描くように制御する。また、例えば、揺動機構制御部２１２は、図５Ｄに示すように、Ｃアーム１５がランダムな軌跡を描くように制御することも可能である。
【００３８】
図５Ａ〜図５Ｄに示すように、揺動機構制御部２１２は、任意の軌跡を描くようにＣアーム１５を制御するが、いずれの場合においても、Ｃアーム１５を最初の位置から±１〜５度の角度付けを行うように制御することが望ましい。
【００３９】
図３に戻って、画像生成制御部２１３は、揺動機構制御部２１２によって照射方向が揺動されながら被検体Ｐに対して照射され、当該被検体Ｐを通過したＸ線の情報を用いてＸ線画像を生成する。具体的には、画像生成制御部２１３は、揺動機構制御部２１２によってＣアーム１５が最初の位置から±１〜５度の角度付けを行うように制御されながら検出したＸ線の情報を用いてＸ線画像を生成するように、画像データ生成部２４を制御する。例えば、画像生成制御部２１３は、１５ｆｒａｍｅ／ｓｅｃのフレームレートでＸ線画像を生成させるように画像データ生成部２４を制御する。
【００４０】
表示制御部２１４は、画像生成制御部２１３の制御によって生成されたＸ線画像を表示部２３にて表示させるように制御する。例えば、表示制御部２１４は、１５ｆｒａｍｅ／ｓｅｃのフレームレートで生成されたＸ線画像を表示部２３にて表示させる。
【００４１】
以下、上述した本実施形態に係るＸ線の照射方向の揺動を用いた手技の一例について説明する。なお、ここでは、狭窄部位の開通治療を一例として説明する。まず、操作者は、通常の使用方法と同様にＸ線診断装置１００を見たい部位がイメージングされるように操作する。ここで、操作者は、見たい部位が画像の中心付近に位置するようにＸ線診断装置１００を操作する。なお、このとき、Ｘ線の照射方向の揺動を実行するモードである揺動モードをＯＮにしておくことにより、ガイドワイヤの位置を検出して、動きが停止したか否かを自動判定してＸ線の照射方向の揺動を自動で実行させることができる。
【００４２】
続いて、操作者は、血管にガイドワイヤを挿入し、狭窄部位を挟んで反対側の血管に造影剤を注入して目標到達位置（狭窄部位）を目視で確認しながら、ガイドワイヤを進行させる。ここで、ガイドワイヤの進行が停止した場合に、揺動機構制御部２１２は、Ｃアーム１５を最初の位置から±１〜５度の角度付けを行うように制御する。
【００４３】
一例を挙げると、揺動機構制御部２１２は、Ｃアーム１５をＬＡＯ方向に２度傾け、続いて、ＲＡＯ方向に２度傾ける。揺動機構制御部２１２は、これを繰り返し実行するようにＣアーム１５を制御する。画像生成制御部２１３は、Ｃアーム１５の角度付けが実行されている間に収集されたＸ線の情報からＸ線画像を生成させる。そして、表示制御部２１４は、生成されたＸ線画像をリアルタイムで表示部２３にて表示させる。
【００４４】
図６は、第１の実施形態に係る表示制御部２１４の制御によって表示されるＸ線画像の一例を示す図である。例えば、図６の（Ａ）に示すように、ガイドワイヤと反対側血管とが描出されたＸ線画像が観察されながら、狭窄部位の開通治療が行われているとする。かかる場合に、ガイドワイヤの先端の動きが停止したと判定されると、揺動機構制御部２１２の制御によってＣアーム１５の角度が変化されながら、Ｘ線画像が生成されて表示される。すなわち、表示制御部２１４は、図６の（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、ガイドワイヤ先端及び反対側血管を側面から観察した場合のＸ線画像を動画像で表示する。
【００４５】
操作者は、これらの画像（動画像）を観察することにより、撮影対象（ガイドワイヤや血管など）の３次元的な状態を把握することができ、到達すべき血管がどこにあるのか明確にわかるようになる。
【００４６】
上述した例では、Ｘ線画像からガイドワイヤの動きを判定して、自動でＸ線の照射方向の揺動を行う場合について説明したが、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、操作者による指示を受付けて、Ｘ線の照射方向の揺動を実行することも可能である。かかる場合には、例えば、入力部２２が、Ｘ線の照射方向の揺動を実行させるための入力操作である揺動操作を受付ける。そして、揺動機構制御部２１２は、入力部２２が揺動操作を受付けると、Ｘ線の照射方向の揺動（Ｃアーム１５の角度付け）を実行する。
【００４７】
一例を挙げると、操作者は、Ｘ線画像から撮影対象の３次元的な状態が把握できなくなった（奥行き情報を所望する）場合に、スイッチを押下する。これにより、揺動機構制御部２１２がＣアーム１５の角度付けを開始して、動画像が表示されるようになる。その間に、操作者は、造影剤の注入を行いながら、ガイドワイヤを進行させる。スイッチを押下させている間、Ｃアーム１５は、所定の角度付けを継続して行う。
【００４８】
ここで、操作者は、撮影対象の３次元的な状態を１度確認すると、その位置関係が頭に残っており、何度も確認しなくてもよい場合がある。かかる場合には、撮影対象の３次元的な状態の確認後もＣアーム１５が継続して動いていると、その動きが煩わしくなる場合も考えられる。そこで、本実施形態に係るＸ線診断装置１００では、操作者の入力操作１回に対して、Ｃアーム１５を１周期分移動させるように制御することも可能である。
【００４９】
例えば、操作者が、入力部２２に備えられたジョイスティックを１回操作する（例えば、手前に１回倒す）と、揺動機構制御部２１２は、Ｃアーム１５に対してＲＡＯ〜ＬＡＯの方向で１往復の角度付けを実行させる。このとき、Ｃアーム１５は、１往復の角度付けを実行したのちに、元の位置に正確に戻って停止する。これにより、操作者は、撮影対象の３次元的な状態を把握するとともに、Ｃアーム１５が継続して動いていることに対する煩わしさを感じることもなく、最初に撮影した元の位置におけるＸ線画像を観察し続けることができる。
【００５０】
なお、Ｘ線の照射方向を揺動させる角度（Ｃアーム１５を動かす角度）は、操作者によって任意に決定することができ、例えば、表示部２３に揺動させる角度を入力するためのＧＵＩを表示させることも可能である。
【００５１】
次に、図７を用いて、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００の処理について説明する。図７は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００による処理の手順を示すフローチャートである。ここで、図７においては、ガイドワイヤの動きを自動で判定して、Ｘ線の照射方向の揺動を自動で実行する場合の処理について示す。
【００５２】
図７に示すように、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００においては、揺動モードがＯＮであると（ステップＳ１０１肯定）、入力部２２が揺動操作を受付けたか否かを判定する（ステップＳ１０２）。ここで、揺動操作を受付けた場合には（ステップＳ１０２肯定）、揺動機構制御部２１２は、Ｃアーム１５の角度付けを実行させることで、Ｘ線の照射方向を揺動する（ステップＳ１０６）。
【００５３】
一方、揺動操作を受付けていない場合には（ステップＳ１０２否定）、判定部２１１は、経時的に撮影されている複数のＸ線画像を取得して（ステップＳ１０３）、各Ｘ線画像におけるガイドワイヤの位置をそれぞれ検出する（ステップＳ１０４）。そして、判定部２１１は、検出したＸ線画像ごとのガイドワイヤの位置から、ガイドワイヤの動きが停止して所定の時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１０５）。
【００５４】
ここで、ガイドワイヤの動きが停止して所定の時間が経過していないと判定された場合には（ステップＳ１０５否定）、ステップＳ１０２に戻って、入力部２２が、揺動操作を受付けたか否かを判定する。一方、ガイドワイヤの動きが停止して所定の時間が経過していると判定された場合には（ステップＳ１０５肯定）、揺動機構制御部２１２は、Ｃアーム１５の角度付けを実行させることで、Ｘ線の照射方向を揺動する（ステップＳ１０６）。
【００５５】
そして、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、操作者によって手技終了の操作が実行されたか否かを判定する（ステップＳ１０７）。ここで、手技が終了していないと判定された場合には（ステップＳ１０７否定）、ステップＳ１０２に戻って、入力部２２が、揺動操作を受付けたか否かを判定する。一方、手技が終了したと判定された場合には（ステップＳ１０７肯定）、Ｘ線診断装置１００は、処理を終了する。
【００５６】
上述したように、第１の実施形態によれば、Ｘ線管装置（Ｘ線管１２及びＸ線絞り装置１３）は、被検体に対してＸ線を照射する。Ｘ線検出器１６は、Ｘ線管装置から照射され、被検体を通過したＸ線を検出する。揺動機構制御部２１２は、Ｘ線管装置によって被検体に対して照射されるＸ線の照射方向を揺動させる。画像生成制御部２１３は、揺動機構制御部２１２によって照射方向が揺動されながら被検体に対して照射され、当該被検体を通過したＸ線の情報を用いてＸ線画像を生成する。表示制御部２１４は、画像生成制御部２１３によって生成されたＸ線画像を表示部２３にて表示させるように制御する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、撮影対象を種々の方向から描出したＸ線画像を操作者に観察させることができ、撮影対象の３次元的な状態を詳細に把握させることを可能にする。すなわち、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、Ｘ線の照射方向を円／楕円／ランダムの軌跡を描いて揺動することにより、被検体内に走行する例えば血管等に対してより好適に３次元的な状態を操作者に把握させることを可能にする。これにより操作者は、よりスムーズにガイドワイヤ操作を行うことが可能となることから、手技時間の短縮が期待できるとともに、被検体及び術者のＸ線被曝量減少にも寄与する。
【００５７】
上述したように、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、３次元空間内において自在にＸ線の照射方向を揺動させることができる。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、例えば、血管の走行が細かく変化する場合などであっても対応することができ、撮影対象の３次元的な状態をより詳細に把握させることを可能にする。
【００５８】
また、第１の実施形態によれば、揺動機構制御部２１２は、Ｘ線管装置及びＸ線検出器を支持するＣアーム１５を３次元空間内で自在に動かすことで、Ｘ線の照射方向を揺動させる。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、バイプレーン装置を用いることなく、撮影対象の３次元的な状態を詳細に把握させることができ、Ｘ線診断装置の大型化を抑制して、手術室のスペースを有効に利用することを可能にする。
【００５９】
また、第１の実施形態によれば、判定部２１１は、画像生成制御部２１３によって生成されたＸ線画像に含まれる血管の走行が不明であるか否かを判定する。揺動機構制御部２１２は、判定部２１１によって血管の走行が不明であると判定された場合に、Ｘ線の照射方向を揺動させる。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、Ｘ線の照射方向の揺動を自動で行うことができ、操作者が手技で両手を使えない状態にある場合でも、適切にＸ線の照射方向の揺動を実行することを可能にする。
【００６０】
また、第１の実施形態によれば、判定部２１１は、Ｘ線画像に含まれる血管内に挿入されたガイドワイヤの位置に基づいて、当該ガイドワイヤの動きを検出し、ガイドワイヤの動きが停止した場合に、血管の走行が不明であると判定する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、血管の走行が不明であるか否かをリアルタイムに判定して、判定結果を即時Ｘ線の照射方向の揺動に反映させることを可能にする。
【００６１】
また、第１の実施形態によれば、入力部２２は、Ｘ線の照射方向を揺動させるための入力操作を受付ける。揺動機構制御部２１２は、入力部２２が所定の入力操作を受付けた場合に、Ｘ線の照射方向を１周期分揺動させる。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、撮影対象の３次元的な状態を把握させるとともに、Ｃアーム１５が継続して動いていることに対する煩わしさを感じることもなく、最初に撮影した元の位置におけるＸ線画像を観察させ続けることを可能にする。
【００６２】
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、Ｃアーム１５をスライド回転させたり、旋回させたりすることで、Ｘ線の照射方向を揺動させる場合について説明した。第２の実施形態では、Ｘ線管装置（Ｘ線管及びＸ線絞り装置）を揺動させることで、Ｘ線の照射方向を揺動させる例について説明する。図８は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置２００の構成の一例を示す図である。
【００６３】
図８に示すように、第２の実施形態に係るＸ線診断装置２００は、天板１４と、Ｘ線管１２と、Ｘ線絞り装置１３と、Ｘ線検出器１６と、管球保持部２０１と、スタンド２０２とを備え、Ｘ線画像を撮影する。なお、図８には示さないが、Ｘ線診断装置２００は、操作者が操作する操作卓をさらに備えており、操作者の各種指示を操作卓を介して受け付けることにより動作し、Ｘ線画像の撮影を行なう。第２の実施形態に係るＸ線診断装置２００としては、例えば、Ｘ線ＴＶ装置等が挙げられる。
【００６４】
以下、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００と同様の構成においては、同一符号を付して説明を省略する。なお、第２の実施形態に係るＸ線診断装置２００は、図示していないが内部に図３に示すシステム制御部２１と同様の制御部を備え、かかるシステム制御部２１によって全体制御が行われる。
【００６５】
管球保持部２０１は、Ｘ線管１２を保持し、スタンド２０２は、管球保持部２０１および天板１４を連結する。これにより、図８に示すように、Ｘ線管１２とＸ線検出器１６とは、天板１４を挟んで対向するように配置される。
【００６６】
第２の実施形態に係る揺動機構制御部２１２は、Ｘ線管装置（Ｘ線管１２及びＸ線絞り装置１３）によるＸ線の照射方向を変更することで、Ｘ線の照射方向を揺動させる。具体的には、第２の実施形態に係る揺動機構制御部２１２は、管球保持部２０１に備えられた揺動装置（不図示）を制御することにより、Ｘ線管装置（Ｘ線管１２及びＸ線絞り装置１３）によるＸ線の照射方向を変更する。揺動装置は、例えば、モータなどによって、天板１４に対するＸ線管装置の向きを任意に変化させることができる装置である。例えば、揺動機構制御部２１２は、揺動装置を制御してＸ線管装置の向きを変化させることで、Ｘ線の照射方向を揺動させる。
【００６７】
さらに、第２の実施形態に係るＸ線診断装置２００は、可動部分にカバーを設置することで、可動部分が外部に露出することで操作者に与える煩わしさを取り除くことができる。図９は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置２００の構成の変形例を示す図である。例えば、Ｘ線診断装置２００は、図９に示すように、Ｘ線管１２、Ｘ線絞り装置１３及び管球保持部２０１を覆うようにカバー２０３が備えられる。これにより、揺動装置を制御してＸ線管装置の向きを変化させた場合でも、外見上動いている部分はなく、治療に係る手技の邪魔になるような煩わしさを操作者に与えることを抑止することを可能にする。
【００６８】
上述したように、第２の実施形態によれば、揺動機構制御部２１２は、Ｘ線管装置によるＸ線の照射方向を変更することで、Ｘ線の照射方向を揺動させる。従って、第２の実施形態に係るＸ線診断装置２００は、Ｃアームを有さないＸ線ＴＶ装置のような装置においても、撮影対象の３次元的な状態を詳細に把握させることを可能にする。
【００６９】
（第３の実施形態）
上述した第１及び第２の実施形態では、Ｃアーム１５或いはＸ線管装置を動かすことによってＸ線の照射方向を揺動させる場合について説明した。第３の実施形態では、Ｘ線管から発生するＸ線の焦点を変化させることにより、Ｘ線の照射方向を揺動させる場合について説明する。
【００７０】
かかる手法は、図１に示すＸ線診断装置１００及び図８に示すＸ線診断装置２００のどちらにおいても適用することが可能である。すなわち、第３の実施形態に係る揺動機構制御部２１２は、Ｘ線管装置に含まれるＸ線管によるＸ線の照射方向を変更することで、Ｘ線の照射方向を揺動させる。例えば、第３の実施形態に係る揺動機構制御部２１２は、Ｆｌｙｉｎｇ  Ｆｏｃａｌ  Ｓｐｏｔ機能によりＸ線管から発生するＸ線の焦点を変化させて、Ｘ線の照射方向を揺動させる。
【００７１】
図１０は、第３の実施形態に係る揺動機構制御部２１２によって制御されるＸ線の焦点の変化例を示す図である。例えば、第３の実施形態に係るＸ線管１２は、電磁的にＸ線焦点を移動可能なＸ線管が用いられる。そして、揺動機構制御部２１２は、Ｘ線管１２に対してかける磁力を変化させることにより、図１０に示すように、Ｘ線焦点を位置１２ａから位置１２ｂにシフトさせる。これにより、撮影対象（例えば、ガイドワイヤや、造影血管）に対して異なる角度からＸ線を照射することができる。すなわち、撮影対象を異なる角度から描出したＸ線画像を生成して表示することができ、操作者に撮影対象の側面を観察させることが可能である。
【００７２】
上述したように、第３の実施形態によれば、揺動機構制御部２１２は、Ｘ線管装置に含まれるＸ線管１２によるＸ線の照射方向を変更することで、Ｘ線の照射方向を揺動させる。従って、第３の実施形態に係るＸ線診断装置は、大掛かりな装置の制御を伴うことなく、撮影対象の３次元的な状態をより高精度に把握させることを可能にする。
【００７３】
（第４の実施形態）
さて、これまで第１、第２及び第３の実施形態について説明したが、上述した第１、第２及び第３の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
【００７４】
上述した第１、第２及び第３の実施形態では、本願に係る技術を狭窄部位の開通治療に用いる場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、Ｘ線画像において撮影対象の３次元的な状態を把握するような手技であればどのようなものにも適用することができる。図１１は、第４の実施形態に係る適用例を説明するための図である。本願に係る技術は、例えば、図１１に示すように、ステントとガイドワイヤの位置関係を把握するために用いることも可能である。
【００７５】
上述した第２の実施形態では、Ｘ線管装置を揺動させる例として、Ｘ線ＴＶ装置を挙げて説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、図１に示すようなＣアームを備えたＸ線診断装置のＸ線管装置を揺動させる場合であってもよい。
【００７６】
上述した第１、第２及び第３の実施形態においては、血管を撮影する場合を一例に挙げて説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、消化管のような線状構造物（長細い臓器、組織など）を対象にした撮影であれば、どのようなものにも適用することができる。
【００７７】
上述した第１、第２及び第３の実施形態においては、医療用デバイスとしてガイドワイヤを用いる場合を一例に挙げて説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、カテーテルなどの細長い医療用デバイスを用いる場合であれば、どのようなものにも適用することができる。
【００７８】
以上説明したとおり、第１、第２、第３及び第４の実施形態によれば、本実施形態のＸ線診断装置は、撮影対象の３次元的な状態をより高精度に把握させることを可能にする。
【００７９】
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ものである。
【符号の説明】
【００８０】
２１  システム制御部
２２  入力部
２３  表示部
２４  画像データ生成部
１００、２００  Ｘ線診断装置
２１１  判定部
２１２  揺動機構制御部
２１３  画像生成制御部
２１４  表示制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
2014100299.tif 000008
【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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