(57)【要約】      （修正有）【課題】血管造影検査における所望の血管の血流動態を三次元的に観察するＸ線画像診断装置の提供。【解決手段】造影剤が注入されない状態で支持器１７の所定の回転角度毎に第１のＸ線透過データを得てそれぞれの第１のＸ線透過データを画像処理部１５の記憶部１５１に記憶し、さらに被検者１２に造影剤が注入された状態で支持器１７の所定の回転角度毎に第２のＸ線透過データを得るように制御する制御部１Ａと、支持器の回転角度毎に算出された血管造影像の回転角度の範囲を設定する操作卓１Ｂと、前記第２のＸ線透過データと記憶部１５１に記憶された前記第１のＸ線透過データとの差分画像を血管造影像として前記回転角度毎に算出すると共に、操作卓１Ｂによって設定された回転角度範囲の血管造影像から三次元血流画像を構成する画像処理部１５と、画像処理部１５によって構成された三次元血流画像を表示する画像表示部１６と、を備える。【選択図】      図１
2006296707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者にＸ線を照射するＸ線源と、
前記被検者を挟み前記Ｘ線源と対向配置され前記被検者の透過Ｘ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とが前記被検者の周りを回転可能に支持される支持器と、
この支持器によって前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とを回転させながら前記被検者に造影剤が注入されない状態で前記支持器の所定の回転角度毎に第１のＸ線透過データを得てそれぞれの第１のＸ線透過データを記憶手段に記憶し、さらに前記被検者に造影剤が注入された状態で前記支持器の所定の回転角度毎に第２のＸ線透過データを得るように制御する制御手段と、
前記支持器の回転角度毎に算出された血管造影像の回転角度の範囲を設定する設定手段と、
前記第２のＸ線透過データと前記記憶手段に記憶された前記第１のＸ線透過データとの差分画像を血管造影像として前記回転角度毎に算出すると共に、前記設定手段によって設定された回転角度範囲の血管造影像から三次元血流画像を構成する画像処理手段と、
この画像処理手段によって構成された三次元血流画像を表示する画像表示手段と、
を備えたことを特徴とするＸ線画像診断装置。
【請求項２】
前記設定手段は、前記血管造影像の回転角度の範囲として少なくとも１８０°以上を設定することを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像診断装置。
【請求項３】
前記設定手段は、前記被検者の動脈に流れる時相（動脈相）と静脈に流れる時相（静脈相）の少なくとも一方の三次元血流画像が取得可能な角度範囲を設定することを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像診断装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記画像処理手段によって算出された血管造影像の積算値を逐次算出し、その逐次算出された積算値の変動から動脈相もしくは静脈相のピーク画像を前記画像処理手段に算出させ、前記設定手段は、前記算出されたピーク画像によって前記角度範囲を設定することを特徴とする請求項３に記載のＸ線画像診断装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記画像処理手段によって求められた積算値のピーク画像から動脈相の又は静脈相のピークを判定し、前記設定手段は、前記判定された動脈相のピーク又は静脈相のピークによって前記角度範囲を設定することを特徴とする請求項４に記載のＸ線画像診断装置。
【請求項６】
被検者にＸ線を照射するＸ線源と、
前記被検者を挟み前記Ｘ線源と対向配置され前記被検者の透過Ｘ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とが前記被検者の周りを回転可能に支持される支持器と、
この支持器によって前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とを所定時間回転させながら前記被検者に造影剤が注入されない状態で所定時間間隔毎に第１のＸ線透過データを得てその第１のＸ線透過データを記憶手段に記憶し、さらに前記被検者に造影剤が注入された状態で所定時間間隔毎に第２のＸ線透過データを得るように制御する制御手段と、
前記所定時間間隔毎に算出された血管造影像を取得した時間範囲を設定する設定手段と、
前記第２のＸ線透過データと前記記憶手段に記憶された前記第１のＸ線透過データとの差分画像を血管造影像として前記所定時間間隔毎に算出すると共に、前記設定手段によって設定された時間範囲の血管造影像から三次元血流画像を構成する画像処理手段と、
この画像処理手段によって構成された三次元血流画像を表示する画像表示手段と、
を備えたことを特徴とするＸ線画像診断装置。
【請求項７】
被検者にＸ線を照射するＸ線源と前記被検者の透過Ｘ線を検出するＸ線検出器とが前記被検者の周りを回転可能に支持器によって支持され、この支持器によって前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とを回転させながら前記被検者に造影剤が注入されない状態で前記支持器の所定の回転角度毎に第１のＸ線透過データを得てそれぞれの第１のＸ線透過データを記憶手段に記憶し、さらに前記被検者に造影剤が注入された状態で前記支持器の所定の回転角度毎に第２のＸ線透過データを得るように制御する制御工程と、
前記支持器の回転角度毎に算出された血管造影像の回転角度の範囲を設定する設定工程と、
前記第２のＸ線透過データと前記記憶手段に記憶された前記第１のＸ線透過データとの差分画像を血管造影像として前記回転角度毎に算出すると共に、前記設定手段によって設定された回転角度範囲の血管造影像から三次元血流画像を構成する画像処理工程と、
この画像処理工程によって構成された三次元血流画像を画像表示手段に表示する画像表示工程と、を含むことを特徴とするＸ線画像診断装置の三次元血流画像構成・表示方法。
【請求項８】
前記設定工程は、前記血管造影像の回転角度の範囲として少なくとも１８０°以上を設定することを特徴とする請求項７に記載のＸ線画像診断装置の三次元血流画像構成・表示方法。
【請求項９】
前記設定工程は、前記被検者の動脈相と静脈相の少なくとも一方の三次元血流画像が取得可能な角度範囲を設定することを特徴とする請求項７に記載のＸ線画像診断装置の三次元血流画像構成・表示方法。
【請求項１０】
前記制御工程は、前記画像処理工程によって算出された血管造影像の積算値を逐次算出し、その逐次算出された積算値の変動から動脈相もしくは静脈相のピーク画像を算出し、  前記設定工程は、前記算出されたピーク画像によって前記角度範囲を設定することを特徴とする請求項９に記載のＸ線画像診断装置の三次元血流画像構成・表示方法。
【請求項１１】
前記制御工程は、前記画像処理工程によって求められた積算値のピーク画像から動脈相の又は静脈相のピークを判定し、前記設定工程は、前記求められた動脈相のピーク又は静脈相のピークによって前記角度範囲を設定することを特徴とする請求項１０に記載のＸ線画像診断装置の三次元血流画像構成・表示方法。
【請求項１２】
被検者にＸ線を照射するＸ線源と前記被検者の透過Ｘ線を検出するＸ線検出器とが前記被検者の周りを回転可能に支持器によって支持され、この支持器によって前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とを回転させながら前記被検者に造影剤が注入されない状態で所定時間間隔毎に第１のＸ線透過データを得てそれぞれの第１のＸ線透過データを記憶手段に記憶し、さらに前記被検者に造影剤が注入された状態で前記支持器の所定時間間隔毎に第２のＸ線透過データを得るように制御する制御工程と、
前記所定時間間隔毎に算出された血管造影像を取得した時間範囲を設定する設定工程と、
前記第２のＸ線透過データと前記記憶手段に記憶された前記第１のＸ線透過データとの差分画像を血管造影像として前記所定時間間隔毎に算出すると共に、前記設定工程によって設定された時間範囲の血管造影像から三次元血流画像を構成する画像処理工程と、
この画像処理工程によって構成された三次元血流画像を表示する画像表示工程と、を含むことを特徴とするＸ線画像診断装置の三次元血流画像構成・表示方法。
【請求項１３】
被検者にＸ線を照射するＸ線源と前記被検者の透過Ｘ線を検出するＸ線検出器とが前記被検者の周りを回転可能に支持器によって支持され、この支持器によって前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とを回転させながら前記被検者に造影剤が注入されない状態で前記支持器の所定の回転角度毎に第１のＸ線透過データを得てそれぞれの第１のＸ線透過データを記憶手段に記憶し、さらに前記被検者に造影剤が注入された状態で前記支持器の所定の回転角度毎に第２のＸ線透過データを得るように制御する制御工程と、
前記支持器の回転角度毎に算出された血管造影像の回転角度の範囲を設定する設定工程と、
前記第２のＸ線透過データと前記記憶手段に記憶された前記第１のＸ線透過データとの差分画像を血管造影像として前記回転角度毎に算出すると共に、前記設定手段によって設定された回転角度範囲の血管造影像から三次元血流画像を構成する画像処理工程と、
この画像処理工程によって構成された三次元血流画像を画像表示手段に表示する画像表示工程と、を施す処理をコンピュータに実行させるためのＸ線画像診断装置の三次元血流画像構成・表示プログラム。
【請求項１４】
前記設定工程は、前記血管造影像の回転角度の範囲として少なくとも180°以上を設定することを特徴とする請求項１３に記載のＸ線画像診断装置の三次元血流画像構成・表示プログラム。
【請求項１５】
前記設定工程は、前記被検者の動脈相と静脈相の少なくとも一方の三次元血流画像が取得可能な角度範囲を設定することを特徴とする請求項１３に記載のＸ線画像診断装置の三次元血流画像構成・表示プログラム。
【請求項１６】
前記制御工程は、前記画像処理工程によって算出された血管造影像の積算値を逐次算出し、その逐次算出された積算値の変動から動脈相もしくは静脈相のピーク画像を算出し、  前記設定工程は、前記算出されたピーク画像によって前記角度範囲を設定することを特徴とする請求項１５に記載のＸ線画像診断装置の三次元血流画像構成・表示プログラム。
【請求項１７】
前記制御工程は、前記画像処理工程によって求められた積算値のピーク画像から動脈相の又は静脈相のピークを判定し、前記設定工程は、前記求められた動脈相のピーク又は静脈相のピークによって前記角度範囲を設定することを特徴とする請求項１６に記載のＸ線画像診断装置の三次元血流画像構成・表示プログラム。
【請求項１８】
被検者にＸ線を照射するＸ線源と前記被検者の透過Ｘ線を検出するＸ線検出器とが前記被検者の周りを回転可能に支持器によって支持され、この支持器によって前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とを回転させながら前記被検者に造影剤が注入されない状態で所定時間間隔毎に第１のＸ線透過データを得てそれぞれの第１のＸ線透過データを記憶手段に記憶し、さらに前記被検者に造影剤が注入された状態で前記支持器の所定時間間隔毎に第２のＸ線透過データを得るように制御する制御工程と、
前記所定時間間隔毎に算出された血管造影像を取得した時間範囲を設定する設定工程と、
前記第２のＸ線透過データと前記記憶手段に記憶された前記第１のＸ線透過データとの差分画像を血管造影像として前記所定時間間隔毎に算出すると共に、前記設定工程によって設定された時間範囲の血管造影像から三次元血流画像を構成する画像処理工程と、
この画像処理工程によって構成された三次元血流画像を表示する画像表示工程と、を施す処理をコンピュータに実行させるためのＸ線画像診断装置の三次元血流画像構成・表示プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被検体にX線を照射しその被検体の内部を診断するX線画像診断装置に係り、特に造影剤を注入した時相に対応した血流を三次元的に捉えるX線画像診断装置及びその三次元血流画像構成・表示方法並びにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被検者に造影剤を注入して血流動態を三次元的に観察する手法は、X線装置(特に、回転ディジタル・サブトラクション・アンギオ(DSA)装置)、X線CT装置、MRI装置、超音波装置などの医用画像診断装置(モダリティ)において実施されている。
【０００３】
X線装置では、[特許文献1]に記載されるように、画像上に関心領域を設定し、注目領域内の画素濃度の変化を検出し、濃度が一定値以上になった時点で、透視から撮影に切り替える。また、回転DSA撮影を手動もしくは所定の動作条件にて開始可能なシステム制御部を備える。さらに、インジェクタと連動し、インジェクタの造影剤注入開始終了時間と透視撮影開始タイミングをとる。また、回転DSA撮影時に、目的血管領域から造影剤が無くなることを防ぐために、あらかじめ造影剤を注入して得られた画像を用いて、造影剤量と注入速度を決定する。これによって三次元再構成データを得るための最適な造影剤インジェクションの制御ならびに撮影動作の制御が可能である。
【特許文献１】特開2001−149360号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記［特許文献1］では、造影剤を被検体に注入する機能を有したインジェクタにおける造影剤の注入のタイミングを取ってX線撮影することを言及しているに過ぎないため、血管造影検査によって得られた全情報から所望の時相の血流動態を三次元的に観察したいという要求に応えられるように配慮されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のX線画像診断装置は、被検者にX線を照射するX線源と、前記被検者を挟み前記X線源と対向配置され前記被検者の透過X線を検出するX線検出器と、前記X線源と前記X線検出器とが前記被検者の周りを回転可能に支持される支持器と、この支持器によって前記X線源と前記X線検出器とを回転させながら前記被検者に造影剤が注入されない状態で前記支持器の所定の回転角度毎に第1のX線透過データを得てそれぞれの第1のX線透過データを記憶手段に記憶し、さらに前記被検者に造影剤が注入された状態で前記支持器の所定の回転角度毎に第2のX線透過データを得るように制御する制御手段と、前記支持器の回転角度毎に算出された血管造影像の回転角度の範囲を設定する設定手段と、前記第2のX線透過データと前記記憶手段に記憶された前記第1のX線透過データとの差分画像を血管造影像として前記回転角度毎に算出すると共に、前記設定手段によって設定された回転角度範囲の血管造影像から三次元血流画像を構成する画像処理手段と、この画像処理手段によって構成された三次元血流画像を表示する画像表示手段と、を備える。
【０００６】
これによって、被検者から血管造影検査における所望の血管の血流動態を三次元的に観察できる。ここで、前記設定手段は、前記血管造影像の回転角度の範囲として少なくとも180°以上を設定すれば、X線CT装置の原理で被検者の断層像の再構成が可能となるから、その断層像を被検者の体軸方向に積上げた三次元画像として構成することができる。
【０００７】
また、本発明の望ましい実施形態によれば、前記設定手段は、前記被検者の動脈に流れる時相(動脈相)と静脈に流れる時相(静脈相)の少なくとも一方の三次元血流画像が取得可能な角度範囲を設定する。
これによって、被検者の動脈又は静脈の少なくとも一方の三次元血流画像が取得できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、血管造影検査における所望の血管の血流動態を三次元的に観察することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１０】
[第１の実施形態]
第1の実施形態は、ガントリを有しないX線画像診断装置の例を説明する。
図1は本発明の第1の実施形態のX線画像診断装置の構成例を示す図、図2は図1の画像処理部の構成例を示す図、図3は図1のX線画像診断装置の動作例を示すフローチャート、図4は図1のX線画像診断装置の動作原理を示す図、図5は図1のX線画像診断装置で三次元画像を構成する範囲を設定するための操作例を示す図、図6は図5と異なる操作例を示す図、図7は図1のX線画像診断装置によって算出された三次元画像の例を示す図である。
【００１１】
第1の実施形態のX線画像診断装置は、X線管11と、寝台13に乗った被検者12を挟んでX線管11と対向配置されるX線検出器14と、X線検出器14と信号伝達可能に接続される画像処理部15と、画像処理部15と信号伝達可能に接続される画像表示部16と、X線管11とX線検出器14を両端に支持する支持器17と、支持器17と信号伝達可能に接続される支持器駆動部18と、X線管11と信号伝達可能に接続されるX線発生部19と、画像処理部15、支持器駆動部18及びX線発生部19と信号伝達可能に接続される制御部1Aと、制御部1Aと信号伝達可能に接続される操作卓1Bと、を有している。
【００１２】
X線管11は寝台13に乗った被検者12にX線を照射する。
X線検出器14は被検者12の透過X線を検出するもので、半導体の検出素子で構成されたX線平面検出器(FPD)、イメージ・インテンシファイア、最近被検者の体軸方向に多チャンネル化されたX線CT装置用のマルチスライスX線検出器などがある。ここで、図1に示される支持器17はC字形状をしていることからCアームと呼ばれる。このCアーム形式の実施形態では、回転計測時の強度設計上からX線検出器が小型軽量であることが要求されるため、X線検出器14にはFPDが採用される。
【００１３】
画像処理部15はFPD14によって検出された被検者12の透過X線データを信号処理するもので、詳細は図2を用いて説明する。
画像表示部16は、画像処理部15によって画像処理された被検者12の透過X線データを表示するもので、CRT、液晶ディプレイやプラズマディスプレイである。
【００１４】
支持器17は、X線管11とFPD14との対向配置の関係を維持しながら被検者12の体軸を回転中心軸として回転可能に支持する。
支持器駆動部18は、操作卓1Bからの設定情報に基づいて制御部1Aに制御されるもので、その制御により支持器17に回転力を供給する。この回転力は公知のモータ等によって供給される。
【００１５】
X線発生部19は、操作卓1Bからの設定情報に基づいて制御部1Aに制御されるもので、その制御によりX線管11に電力を供給する。この電力はX線高電圧電源と称されるX線発生専用の電源から供給される。
【００１６】
制御部1Aは、画像処理部15を操作卓1Bに設定された画像処理条件に基づいて制御する。制御部1Aは、支持器駆動部18を操作卓1Bに設定された回転条件に基づいて制御する。制御部1Aは、X線発生部19を操作卓1Bに設定されたX線発生条件に基づいて制御する。この制御はプロセッサが例えばフローチャートに示されるプログラムの手順に従って実行する。
操作卓1Bは、操作者が画像処理部15のための画像処理条件、支持器駆動部18のための回転条件及びX線発生部19のためのX線発生条件を設定する。
【００１７】
次に、画像処理部15の構成例について詳細に説明する。
画像処理部15は、FPD14と信号伝達可能に接続されるマスク像記憶部151、ライブ像記憶部152と、マスク像記憶部151とライブ像記憶部152のそれぞれと信号伝達可能に接続される差分器153と、差分器153と信号伝達可能に接続される差分像記憶部154と、差分像記憶部154と信号伝達可能に接続される3D像構成部155と、を有している。
【００１８】
マスク像記憶部151はFPD14から出力される被検者12の透過X線データのうちの造影剤無の画像を支持器17の回転角度毎に得て、それらの画像を記憶する。
ライブ像記憶部152はFPD14から出力される被検者12の透過X線データのうちの造影剤有の画像を支持器17の回転角度毎に得て、それらの画像を記憶する。
差分器153は回転角度毎に得てそれぞれ記憶されたライブ像記憶部152の造影剤有の画像からマスク像記憶部151の造影剤無の画像を引き算して差分像を算出する。
差分像記憶部154は、差分器153によって算出された差分像を支持器17の回転角度毎に記憶する。
【００１９】
3D像構成部155は、差分像記憶部154に記憶された差分像のうちの所望の三次元血流画像を構成するための角度範囲(ここでは「画像番号群」ともいう)を操作卓1Bによって設定し、その設定された角度範囲の差分像を差分像記憶部154から読出し、その読み出された差分像を用いて三次元画像を構成する。この三次元画像の構成方法は、コーンビーム三次元画像構成法と呼ばれ、特開2000-217810号公報などに開示されているため、三次元画像の構成方法の詳しい説明を省略する。
【００２０】
次に、本実施形態の動作例を図4の原理図、図5，6の設定例、図7の表示例をそれぞれ用い、図3のフローチャートの手順に従って説明する。
【００２１】
(ステップ301)
操作者は操作卓1Bに被検者に造影剤を注入しないマスク像の計測条件を設定する。制御部1Aは操作卓1Bによって設定された計測条件のうちのFPD15からの被検者12の透過X線データを取り込むタイミングを画像処理部15に引き渡す。また、制御部1Aは操作卓1Bによって設定された計測条件のうちの回転条件を支持器駆動部18に引き渡す。さらに、制御部1Aは操作卓1Bによって設定された計測条件のうちのX線の照射条件をX線発生部19に引き渡す。支持器駆動部18は被検者12の体軸を中心軸として支持器17を回転する。制御部1Aは支持器17の回転が図示しないエンコーダによって回転速度が検出され、その検出された回転速度が等速回転となればX線発生部19に引き渡された照射条件の電力をX線管11に供給する。これにより、X線管11はX線を被検者12に照射するので、制御部1Aは画像処理部15に引き渡された取り込みタイミングでFPD15より被検者12の透過X線データを取り込む。制御部1Aは前記取り込まれた被検者12の透過X線データをマスク像記憶部151に記憶させる。
【００２２】
図4(a)にマスク撮影の模式図を示す。基本的には180度以上の透過X線データが取り込めれば対向ビームを用いてコーンビーム三次元画像構成法を実行することは可能であるが、図のように360度以上回転させた方が多くの情報量を得ることができるから鮮明な三次元画像となる。つまり、X線被曝の低減に重点を置くのであれば、180度程度での計測に止め、鮮明な画像を得ることに重点を置くのであれば360度以上の計測を行えばそれぞれの目的に応じた計測が可能である。
【００２３】
(ステップ302)
操作者は操作卓1Bに被検者に造影剤を注入するライブ像の計測条件を設定する。制御部1Aは操作卓1Bによって設定された計測条件のうちのFPD15からの被検者12の透過X線データを取り込むタイミングを画像処理部15に引き渡す。また、制御部1Aは操作卓1Bによって設定された計測条件のうちの回転条件を支持器駆動部18に引き渡す。さらに、制御部1Aは操作卓1Bによって設定された計測条件のうちのX線の照射条件をX線発生部19に引き渡す。支持器駆動部18は被検者12の体軸を中心軸として支持器17を回転する。制御部1Aは支持器17の回転が図示しないエンコーダによって回転速度が検出され、その検出された回転速度が等速回転となればX線発生部19に引き渡された照射条件の電力をX線管11に供給する。これにより、X線管11はX線を被検者12に照射するので、制御部1Aは画像処理部15に引き渡された取り込みタイミングでFPD15から被検者12の透過X線データを取り込む。制御部1Aは前記取り込まれた被検者12の透過X線データをライブ像記憶部152に記憶させる。
【００２４】
図4(b)にライブ撮影の模式図を示す。ここでは、マスク像の計測に引き続き、ライブ像を計測する手順を例に説明している。造影剤は被検者へ注入された後から血流によって常に移動している。その移動は動脈を経て静脈に到る。図では下端がライブ像の取り込み開始角度となっている。最初はマスク像と実質的に同じ画像となっているが時計回りに回転する毎に、まず撮影部位の動脈部分が造影剤で染まる。この造影剤によって染まる角度をAとし、撮影部位の静脈部分から造影剤が流出する角度をBとする。ここで動脈が造影剤で染まる期間を動脈相といい、静脈が造影剤で染まる期間を静脈相という。動脈相は角度Aから3時の角度まで続き、3時の角度から4時の角度は動脈と静脈の両方に流れ、静脈相は4時の角度から角度Bまで続く。図4(c)は、動脈相と静脈相を時系列に並べた模式図を示している。まず、マスク像と同じデータの時相があり、次いで動脈相、動脈と静脈の混合状態、最後に静脈相となる。
【００２５】
(ステップ303)
制御部1Aは、ライブ像記憶部152に記憶されたライブ像とマスク像記憶部151に記憶されたマスク像とをそれぞれ同一の回転角度毎に読み出し、回転角度毎の差分像を差分器153に算出させる。また、リアルタイム性を重視する場合、制御部1Aは、回転角度毎のライブ像を計測しながらその計測されたライブ像と同じ角度のマスク像をマスク像記憶部151から読み出し、回転角度毎の差分像を差分器153に算出させる。制御部1Aは、前記算出された回転角度毎の差分像を差分像記憶部154に記憶させる。
【００２６】
(ステップ304)
制御部1Aはステップ303によって算出された差分像についてどの回転範囲(時相)から三次元血流画像を作成するかを入力するための設定画面を生成する、画像表示部16は制御部1Aによって生成された設定画面を表示する。
【００２７】
設定画面の一例について図5を用いて説明する。
図5に示される設定画面には、差分像の積分値の時間変化量がグラフ表示されている。このグラフは横軸に画像番号(時間と等価)、縦軸に差分像の積分値である。この表示されたグラフには2つのピークがある。図面の左方のピークは動脈での造影剤の流れの積分値のピークＰを、図面の右方のピークは静脈での造影剤の流れの積分値のピークQをそれぞれ示している。ピークPを中心とした180度の範囲を動脈相(1画像あたり1度回転する速度で計測した場合の例ではP-89〜P+90となる)と呼び、ピークQを中心とした180度の範囲を静脈相(Q-89〜Q+90)と呼ぶ。操作者は画像に表示された動脈相や静脈相を手動で対話的に入力する。この対話入力はマウスなどのポインティングデバイスを用いて動脈相や静脈相の画像番号群を入力する。また、制御部1AはピークP又はQを算出できるので、それぞれ算出されたピークP，Qを中心として180度(Q-89〜Q+90)の範囲を自動的に設定する。
【００２８】
次に、図5の例と別の例について図6を用いて説明する。
図6に示される設定画面には、時々刻々変化する差分像を利用して所望の3次元画像の構成領域を設定する例が示されている。図中の61は画像番号(時間と等価)を示すバーである。このバー61上に動脈相を選択する場合、操作者は脳内血流の動脈での造影剤の流れが顕著な画像62が含まれる画像番号群(時相)63を手動で対話的に選択入力する。また、静脈相を選択する場合、操作者は脳内血流の静脈での造影剤の流れが顕著な画像64が含まれる画像番号群(時相)65を手動で対話的に選択入力する。この選択入力はマウスなどのポインティングデバイスを用いて行う。
【００２９】
(ステップ305)
制御部1Aはステップ304で設定された差分像の画像番号群(時相)から三次元血流画像を作成する。この三次元血流画像の作成は先に説明したコーンビーム三次元画像構成法によって行われる。
【００３０】
(ステップ306)
制御部1Aはステップ305で構成された三次元血流画像を表示する。図7はその一例を示す。この三次元血流画像71は動脈相と静脈相が混合した例を示している。なお、動脈相を選択したときは、被検者の頚部から流入する血流が主に描出され、静脈相を選択したときは、被検者の頭部の辺縁部にある血管の血流が描出される。
【００３１】
本実施形態によれば、被検者12にX線を照射するX線管11と、被検者12を挟み前記X線管11と対向配置され被検者12の透過X線を検出するFPD14と、X線管11とFPD14とを前記被検者の周りを回転可能に支持する支持器17と、支持器17によってX線管11とFPD14とを回転させながら被検者12に造影剤が注入されない状態で支持器17の所定の回転角度毎に第1のX線透過データを得てそれぞれの第1のX線透過データを画像処理部15の記憶部151に記憶し、さらに被検者12に造影剤が注入された状態で支持器17の所定の回転角度毎に第2のX線透過データを得るように制御する制御部1Aと、支持器17の回転角度毎に算出された血管造影像の回転角度の範囲を設定する操作卓1Bと、前記第2のX線透過データと記憶部151に記憶された前記第1のX線透過データとの差分画像を血管造影像として前記回転角度毎に算出すると共に、操作卓1Bによって設定された回転角度範囲の血管造影像から三次元血流画像を構成する画像処理部15と、画像処理部15によって構成された三次元血流画像を表示する画像表示部16と、を備えるから、血管造影検査における所望の血管の血流動態を三次元的に観察することができる。
【００３２】
また、360度を超えて撮影された回転DSA撮影では、動脈相及び静脈相の最も三次元再構成に適した画像を自動的に求めることができるので、撮影直後に三次元再構成像を表示するまでの時間を大幅に短縮することが可能となり検査を効率よく行うことができる。
また、検査を効率よく行えるため、造影剤注入や被曝による被検者のリスクを低減することが可能となる。
また、本実施形態では動脈相と静脈相についてそれぞれ180度を超えて撮影した画像から最適な180度の画像データを同時に決定したが、動脈相のみ、もしくは静脈相のみを検出することも可能である。
【００３３】
[第２の実施形態]
第2の実施形態は、ガントリを有したX線画像診断装置の例について図8を用いて説明する。このX線画像診断装置は回転DSA装置と呼ばれるものである。
図8は本発明の第2の実施形態の回転DSA装置の構成例を示す図である。同図に示すように、この回転立体撮影装置は、主として回転保持装置81、X線管装置82、イメージ・インテンシファイア(以下、I.I.という)83、テレビカメラ84、画像処理装置85、テレビモニタ86及び操作器87から構成されている。
【００３４】
回転保持装置81は、図示しない既知の駆動機構によりその仮想中心を回転中心として正逆方向に回転するもので、X線管装置82とI.I.83とがその回転中心を通る直線上に対向して取り付けられている。この回転保持装置81は、操作器8Aからの指令を受入する回転制御装置88によって回転方向、速度、角度等が制御され、その角度位置はエンコーダ9によって検出される。
【００３５】
X線管装置82は、テーブル8Dに載せられた被検者8CにX線を放射するもので、高電圧装置821から所定の高電圧が供給されるようになっている。尚、高電圧装置821には、X線制御装置8Bからスリップリング822を介してX線の放射タイミング等の制御信号や電力が供給されている。また、回転保持装置81に搭載されるI.I.83やテレビカメラ84、A／D変換器851にもX線制御装置8Bからスリップリング822を介して電力が供給されている。
【００３６】
I.I.83は、X線管装置82から放射され被検者8Cを透過した透過X線像を受入し、その透過X線像を光学像に変換する。この変換された光学像はテレビカメラ84によって撮影され、前記透過X線像(光学像)を示す映像信号としてA／D変換器851に出力される。A／D変換器851は入力するアナログ映像信号をディジタル映像信号、即ち、画像データに変換し、この画像データを画像記憶・処理装置85に光スリップリング841を介して伝える。
【００３７】
画像処理装置85は、表示メモリ852、D／A変換器853、大容量メモリ854及び中央処理装置(CPU)855等から構成されている。CPU855は、表示メモリ852及び大容量メモリ854に対して画像データの書込／読出制御を行うとともに、大容量メモリ854から画像データを読み出し、所要の演算処理を行ったのちその画像データを表示メモリ852に書き込むもので、操作器87の操作に応じたプログラムを実行する。
また、表示メモリ852は、1コマ分の画像データをビデオレートでリードアフタライトが可能な構成となっている。
【００３８】
表示メモリ852から出力される画像データは、D／A変換器853によってアナログ映像信号に変換されたのちテレビモニタ６に出力され、ここで透過X線像として表示される。この回転立体撮影装置は、スリップリング822と光スリップリング841によって回転保持装置81に搭載された機器が周辺と物理的に切り離されているため、回転保持装置81の回転角度範囲に制約がなく、所望の方向に360°以上連続的に回転しながら撮影することができる。
【００３９】
次に、上記構成の回転立体撮影装置の動作について説明する。以下の動作例では、被検者8Cに対し、回転保持装置81が1秒間に1回転の速さでn回転の回転立体撮影を行う場合について述べる。尚、nは、例えば注射器によって造影剤を静脈に注入してから造影剤が心臓を経由して動脈等の検査対象となる関心領域に到達するまでに必要な十分な時間(n秒)となるように設定される。
【００４０】
さて、操作者が操作器8Aのスタンバイスイッチ(図示せず)を操作すると、回転制御器88は回転保持装置81を回転させ、I.I.83が待機位置P’点になるように移動させる。この後、操作者が操作器8Aの撮影開始スイッチ(図示せず)を操作すると、回転制御装置88の働きにより回転保持装置81はA方向に回転を開始し、所定角速度、即ち360°／秒の速度まで増速される。増速されたことをエンコーダ9が検出すると、その時点からX線制御装置8Bは、例えば4mSのパルス状X線の照射指令を高電圧装置821に対してスリップリング822を介して出力し、X線管装置82からパルス状X線を発生させる。
【００４１】
このパルスX線による被検者8Cの透過X線像は、I.I.83で光学像に変換された後、テレビカメラ84で撮像される。テレビカメラ84から出力される透過X線像を示す1コマ分の映像信号は、A／D変換器851によって例えば512×512マトリックスのフレーム単位の画像データとしてディジタル化され、画像処理装置85の表示メモリ852に記憶されるとともに、CPU855を介して大容量メモリ854に記憶される。CPU855は、例えば1回転当たり60コマをX線照射に同期して連続的に撮影を行い、表示メモリ852の記憶内容は順次入力する画像データによって更新されるとともに、大容量メモリ854は、順次入力される画像データを、撮影角度情報及び撮影時刻情報とともに記憶する。
【００４２】
この表示メモリ852に記憶された画像データは、D／A変換器853を介して映像信号に変換され連続的にテレビモニタ86に出力され、ここで透過X線像として表示される。この表示される画像は、コマ画像毎にX線照射方向が異なっているため(前例では60通り)、人間の目の残像効果により立体画像として認識される。
【００４３】
n回転(n秒間)の一連の連続回転立体撮影が終了すると、操作者もしくは医師等の被検者8Cに対し診断を行う者は、所望する画像を表示・観察するために操作器87を介して画像処理装置85に対して指令を与える。すると、画像処理装置85のCPU855は連続回転立体撮影により得られた画像データに対し、次のような各種の処理を実行する。本実施形態では、さらに回転DSA装置の画像処理装置85は第1の実施形態の画像処理部15の機能を有する。
なお、画像処理装置85による三次元血流像の構成の動作の説明は第1の実施形態と重複するので省略する。
【００４４】
本実施形態によれば、第1の実施形態と同様に血管造影検査における所望の血管の血流動態を三次元的に観察することができることに加えて、より安定したガントリでの計測が可能となるので、計測精度を向上することができる。
ここでは、X線検出器の例をI.I.として説明したが、もちろんFPDなどのその他のX線検出器でも実施可能である。
【００４５】
[第３の実施形態]
第3の実施形態は、ガントリを有したX線CT装置の例を説明する。
図9は本発明の第3の実施形態のX線CT装置の構成例を示す図である。
X線CT装置は、X線管901と、X線管901からのX線照射方向に設けられるX線フィルタ902及びコリメータ903と、寝台天板904と、X線検出器906の入力面方向に設けられるX線グリッド905と、X線検出器906と、回転板907と、ガントリ908と、計測条件設定手段911と、撮影制御手段912と、回転板駆動手段913と、寝台移動手段914と、画像収集手段915と、画像処理手段916と、画像表示手段917と、コリメータ制御手段918と、を有している。ガントリ908の中央部には開口部910が設けられ、そこに被検者909が挿入配置される。
【００４６】
X線管901、X線フィルタ902、コリメータ903、X線グリッド905及びX線検出器906からなるX線発生−検出系を撮影系と呼ぶ。撮影系は、回転板907に固定され、図示しない既知の駆動モータによって回転される。
X線検出器906はセラミックシンチレータ素子から構成される固体検出器である。また、各セラミックシンチレータ素子はX線発生点からほぼ等距離の円弧上に配置される。
【００４７】
上記X線CT装置は次のような手順で動作する。検者は計測条件設定手段911を通して被検者909のZ軸方向の計測領域、撮影モード等を設定する。計測条件設定手段911は、上記設定値の情報をコリメータ制御手段918及び撮影制御手段912に入力する。コリメータ制御手段918は、前記設定値に基づきコリメータ903を制御し、X線の照射領域を変化する。撮影制御手段912は、前記設定値に基づきX線管901のX線発生のタイミングとX線検出器906の撮影タイミングを規定する。また、撮影制御手段912は、回転板駆動手段913に与える回転シーケンス及び寝台移動手段914に与える移動シーケンスを規定する。さらに、撮影制御手段912は、画像収集手段915に与える撮影データの読み出し・保存のシーケンスをも規定する。ここで、図示を省略した操作器からスキャン開始指令を操作者が入力すると、回転板駆動手段913は、撮影制御手段912より与えられた回転シーケンスに基づき、図示しない既知の駆動モータを用いて回転板907を回転する。寝台移動手段914は、撮影制御手段912に与えられた寝台移動シーケンスに基づき、図示しない既知の駆動モータを用いて寝台天板904および寝台天板904上に配置された被検者909をZ軸方向に移動する。X線管901から発生されたX線は、X線フィルタ902によって人体に有害な低エネルギー成分が除去され、コリメータ903によって照射領域が制限された後に被検者909に照射される。被検者909を透過したX線は、X線グリッド905により散乱線を除去された後にX線検出器906によって検出され、電気信号に変換される。前記検出電気信号は、図示しない既知のスリップリング機構を介して、画像収集手段915に送られる。画像収集手段915は、図示しない既知のA/D変換器によって前記検出電気信号をディジタルデータに変換して、保存する。画像処理手段916は、前記保存されたディジタルデータに基づき、CT画像の再構成を行い、結果を画像表示手段917に表示する。
【００４８】
以上説明したX線CT装置の画像処理手段916は第1の実施形態の画像処理部15の機能を有する。このため、画像処理手段の構成、X線CT装置の動作の説明が第1の実施例と重複するので省略する。なお、X線検出器は、マルチスライス用やFPDであればコンビーム再構成が行えるので望ましい。
また、シングルスライス用のX線CT装置であっても公知の三次元画像を構成するレンダリング法などによれば、同様に三次元血流画像を構成できる。
【００４９】
本実施形態によれば、第1の実施形態と同様に血管造影検査における所望の血管の血流動態を三次元的に観察することができることに加えて、より安定したガントリでの計測が可能となるので、計測精度を向上することができる。さらに、X線CT装置で特有のXeガスなどを造影剤として用いることができるので、X線画像診断装置で用いられるヨード系の造影剤にアレルギーがある被検者でもその被検者に苦痛を与えずに三次元血流画像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第1の実施形態のX線画像診断装置の構成例を示す図。
【図２】図1の画像処理部の構成例を示す図。
【図３】図1のX線画像診断装置の動作例を示すフローチャート。
【図４】図1のX線画像診断装置の動作原理を示す図。
【図５】図1のX線画像診断装置で三次元画像を構成する範囲を設定するための操作例を示す図。
【図６】図5と異なる操作例を示す図。
【図７】図1のX線画像診断装置によって算出された三次元画像の例を示す図。
【図８】本発明の第2の実施形態の回転DSA装置の構成例を示す図。
【図９】本発明の第3の実施形態のX線CT装置の構成例を示す図。
【符号の説明】
【００５１】
11…X線管、12…被検者、13…寝台、14…X線検出器(FPD)、15…画像処理部、16…画像表示部、17…支持器、1A…制御部、1B…操作卓
【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５】
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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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