(57)【要約】【課題】Ｘ線循環器診断システムにおいて、Ｘ線検査の作業性向上を実現し、患者へのＸ線被曝を抑制し、効率的かつ精度よく心駆出率を算出すること。【解決手段】Ｘ線循環器診断システム１０は、種々の撮影ポジションを記憶する撮影ポジション記憶手段３１と、種々の撮影ポジションに従って校正物体Ｐ１を撮影して取得された画像データＤＰ１を基にピクセルサイズを演算するピクセルサイズ演算手段３５と、撮影ポジションとピクセルサイズとを対応付けて記憶するピクセルサイズ記憶手段３６と、所要撮影ポジションに従って患者Ｐ２を撮影して取得される各フレーム画像を記憶する画像記憶手段３４と、各フレーム画像から左心室のＥＤフレーム画像及びＥＳフレーム画像を選択するフレーム画像選択手段４７と、所要撮影ポジションと対応するピクセルサイズを抽出するピクセルサイズ抽出手段４６と、ＥＤフレーム画像及びＥＳフレーム画像とピクセルサイズとからＥＤＶ及びＥＳＶを計測する左心室容積値計測手段４８と、ＥＤＶ及びＥＳＶを用いて心駆出率を算出する心駆出率算出手段４９とを設けた。【選択図】  図１
2006020716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の心臓の少なくとも左心室を含む左心室撮影を実行して映像信号を生成する撮影測定部と、この撮影測定部の映像信号から各フレーム画像からなる画像データを取得し、この画像データを基に前記患者の心機能を解析するプロセッサ部と、前記各フレーム画像や前記解析の結果を表示するモニタと、このモニタの画面上で操作入力できる操作入力部とを備えたＸ線循環器診断システムにおいて、
前記撮影測定部の種々の撮影ポジションを記憶する撮影ポジション記憶手段と、
前記撮影ポジション記憶手段に記憶された種々の撮影ポジションに従って校正物体を撮影して画像データを取得し、この画像データを基にピクセル・キャリブレーション処理して前記種々の撮影ポジション毎にピクセルサイズを演算するピクセルサイズ演算手段と、
前記種々の撮影ポジションと前記ピクセルサイズとを対応付けて記憶するピクセルサイズ記憶手段と、
前記撮影ポジション記憶手段に記憶された種々の撮影ポジションのうち、所要撮影ポジションに従って前記患者を撮影して取得される各フレーム画像からなる画像データを記憶する画像記憶手段と、
前記画像記憶手段に記憶される各フレーム画像から、前記左心室の拡張末期フレーム画像及び収縮末期フレーム画像を選択するフレーム画像選択手段と、
前記所要撮影ポジションと対応するピクセルサイズを、前記ピクセルサイズ記憶手段から抽出するピクセルサイズ抽出手段と、
前記フレーム画像選択手段にて選択された拡張末期フレーム画像及び収縮末期フレーム画像と、前記ピクセルサイズ抽出手段にて抽出されたピクセルサイズとから、拡張末期容積値及び収縮末期容積値を計測する左心室容積値計測手段と、
前記左心室容積値計測手段にて計測された拡張末期容積値及び収縮末期容積値を用いて心駆出率を算出する心駆出率算出手段とを設けたことを特徴とするＸ線循環器診断システム。
【請求項２】
患者の心臓の少なくとも左心室を含む左心室撮影を実行して映像信号を生成する撮影測定部と、この撮影測定部の映像信号から各フレーム画像からなる画像データを取得し、この画像データを基に前記患者の心機能を解析するプロセッサ部と、前記各フレーム画像や前記解析の結果を表示するモニタと、このモニタの画面上で操作入力できる操作入力部とを備えたＸ線循環器診断システムにおいて、
前記撮影測定部の種々の撮影ポジションを記憶する撮影ポジション記憶手段と、
前記撮影ポジション記憶手段に記憶された前記種々の撮影ポジションに従って校正物体を撮影して画像データを取得し、この画像データを基に前記種々の撮影ポジション毎に前記校正物体のグラフィック像を作成するグラフィック像作成手段と、
前記種々の撮影ポジションとグラフィック像とを対応付けて記憶するグラフィック記憶手段と、
前記撮影ポジション記憶手段に記憶された種々の撮影ポジションのうち、所要撮影ポジションに従って前記患者を撮影して取得される各フレーム画像からなる画像データを記憶する画像記憶手段と、
前記所要撮影ポジションに対応する前記校正物体のグラフィック像を表示するモニタとを設けたことを特徴とするＸ線循環器診断システム。
【請求項３】
前記患者に配置する心電計と、前記患者を撮影して取得される各フレーム画像からなる画像データの時相と心電図波形データのサンプリング点の時相とを相互に対応付ける画像処理手段と、前記画像データ及び前記心電図波形データを関連付けて記憶する処理画像記憶手段とを設置したことを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線循環器診断システム。
【請求項４】
患者の心臓の少なくとも左心室を含む左心室撮影を実行して映像信号を生成する撮影測定部と、この撮影測定部の映像信号から各フレーム画像からなる画像データを取得し、この画像データを基に前記患者の心機能を解析するプロセッサ部と、前記各フレーム画像や前記解析の結果を表示するモニタと、このモニタの画面上で操作入力できる操作入力部とを備えたＸ線循環器診断システムにおいて、
前記プロセッサ部に、
前記撮影測定部の種々の撮影ポジションを記憶する撮影ポジション記憶機能と、
前記種々の撮影ポジション毎に校正物体が撮影されて画像データが取得され、この画像データを基にピクセル・キャリブレーション処理してピクセルサイズを前記種々の撮影ポジション毎に演算するピクセルサイズ演算機能と、
前記種々の撮影ポジションと前記ピクセルサイズとを対応付けて記憶するピクセルサイズ記憶機能と、
前記撮影ポジション記憶機能にて記憶された種々の撮影ポジションのうち、所要撮影ポジションに従って前記撮影測定部の位置をセットする撮影測定部位置セット機能と、
前記所要撮影ポジションの撮影測定部にて前記患者が撮影されて各フレーム画像からなる画像データを取得し、これら各フレーム画像からなる画像データを記憶する画像記憶機能と、
前記画像記憶機能にて記憶された各フレーム画像の中から、前記左心室の拡張末期フレーム画像を選択する拡張末期フレーム画像選択機能と、
前記画像記憶機能にて記憶された各フレーム画像の中から、前記左心室の収縮末期フレーム画像を選択する収縮末期フレーム画像選択機能と、
前記所要撮影ポジションと対応するピクセルサイズを、前記ピクセルサイズ記憶機能にて記憶されたピクセルサイズから抽出するピクセルサイズ抽出機能と、
前記拡張末期フレーム画像選択機能及び前記収縮末期フレーム画像選択機能にて選択された拡張末期フレーム画像及び収縮末期フレーム画像と、前記ピクセルサイズ抽出機能にて抽出されたピクセルサイズとから、拡張末期容積値及び収縮末期容積値を計測する左心室容積値計測機能と、
前記拡張末期容積値及び前記収縮末期容積値を用いて心駆出率を算出する心駆出率算出機能とを実現させるプログラムを記録したことを特徴とするＸ線循環器診断システム。
【請求項５】
前記拡張末期フレーム画像選択機能では、前記患者が撮影されて取得される各フレーム画像からなる画像データの時相と心電図波形データのサンプリング点の時相とを相互に対応付け、前記心電図波形データを基に所定のフレーム画像を選択することを特徴とする請求項４に記載のＸ線循環器診断システム。
【請求項６】
前記拡張末期フレーム画像選択機能では、前記患者が撮影されて取得される各フレーム画像からなる画像データの時相と心電図波形データのサンプリング点の時相とを相互に対応付け、前記心電図波形データを基に複数の拡張末期フレーム画像候補を選択可能に表示することを特徴とする請求項４に記載のＸ線循環器診断システム。
【請求項７】
前記収縮末期フレーム画像選択機能では、前記患者が撮影されて取得される各フレーム画像からなる画像データの時相と心電図波形データのサンプリング点の時相とを相互に対応付け、前記心電図波形データを基に所定のフレーム画像を選択することを特徴とする請求項４に記載のＸ線循環器診断システム。
【請求項８】
前記収縮末期フレーム画像選択機能では、前記患者が撮影されて取得される各フレーム画像からなる画像データの時相と心電図波形データのサンプリング点の時相とを相互に対応付け、前記心電図波形データを基に複数の収縮末期フレーム画像候補を選択可能に表示することを特徴とする請求項４に記載のＸ線循環器診断システム。
【請求項９】
前記収縮末期フレーム画像選択機能では、前記拡張末期フレーム画像選択機能機能にて選択された拡張末期フレーム画像の撮影時間の直前及び直後の収縮末期フレーム画像を選択することを特徴とする請求項４に記載のＸ線循環器診断システム。
【請求項１０】
前記複数の拡張末期フレーム画像候補又は収縮末期フレーム画像候補をカタログ表示することを特徴とする請求項６又は８に記載のＸ線循環器診断システム。
【請求項１１】
前記拡張末期フレーム画像選択機能及び前記収縮末期フレーム画像選択機能にて選択された拡張末期フレーム画像及び収縮末期フレーム画像と撮影時間が前後するフレーム画像を表示することを特徴とする請求項４に記載のＸ線循環器診断システム。
【請求項１２】
前記拡張末期フレーム画像選択機能及び前記収縮末期フレーム画像選択機能にて、指定された関心領域内のピクセル値の濃度変化を利用して、前記拡張末期フレーム画像及び前記収縮末期フレーム画像を選択することを特徴とする請求項４に記載のＸ線循環器診断システム。
【請求項１３】
患者の心臓の少なくとも左心室を含む左心室撮影を実行して映像信号を生成する撮影測定部と、この撮影測定部の映像信号から各フレーム画像からなる画像データを取得し、この画像データを基に前記患者の心機能を解析するプロセッサ部と、前記各フレーム画像や前記解析の結果を表示するモニタと、このモニタの画面上で操作入力できる操作入力部とを備えたＸ線循環器診断システムにおいて、
前記プロセッサ部に、
前記撮影測定部の種々の撮影ポジションを記憶する撮影ポジション記憶機能と、
前記撮影ポジション毎に校正物体が撮影されて画像データが取得され、この画像データを基に前記校正物体のグラフィック像を前記種々の撮影ポジション毎に作成するグラフィック像作成機能と、
前記種々の撮影ポジションとグラフィック像とを対応付けて記憶するグラフィック像記憶機能と、
前記撮影ポジション記憶機能にて記憶された種々の撮影ポジションのうち、所要撮影ポジションに従って前記撮影測定部の位置をセットする撮影測定部位置セット機能と、
前記所要撮影ポジションの撮影測定部にて前記患者が撮影されて各フレーム画像からなる画像データを取得し、これら各フレーム画像からなる画像データを記憶する画像記憶機能と、
前記所要撮影ポジションと対応する前記校正物体のグラフィック像を、前記患者の左心室の推定位置として表示するグラフィック像表示機能とを実現させるプログラムを記録したことを特徴とするＸ線循環器診断システム。
【請求項１４】
予め指定した関心領域内の画像濃度値の分布を用いて、前記所要撮影ポジションにて取得された各フレーム画像における前記画像濃度値の高低によって前記患者の左心室の実際位置を表示することを特徴とする請求項１３に記載のＸ線循環器診断システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者の左心室撮影によって取得されたＸ線画像データから、患者の心機能を解析するＸ線循環器診断システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線循環器診断システムを用いた心臓カテーテル検査では、撮影した左心室造影像を用いた心駆出率計測等を行ない、患者の心機能の定量評価を行なっている。心駆出率計測では、心臓の壁運動の状態を把握したり、１心拍あたりの血液の拍出量を算出したりして、患者の心臓の機能評価および病変部位の特定を行なうものである。
【０００３】
Ｘ線画像を用いた心機能の定量評価を行なうためには、まず造影像に対するピクセル（画素）・キャリブレーション処理を行なう必要がある。ピクセル・キャリブレーション処理とは、ピクセルサイズ（ピクセルと実長さとの相関）を演算するものである。
【０００４】
Ｘ線画像は透過像であるため、造影物体の空間的な位置によってピクセルサイズが異なる。例えば、検出器に近い位置にある造影物体ほどピクセルサイズは大きくなる。このため、画像の中で注目する造影物体に適するピクセル・キャリブレーション処理を実行することが重要となる。
【０００５】
ピクセル・キャリブレーション処理方法としては、患者の左心室撮影の前後に、長さ既知の校正物体を撮影し、その校正物体の長さとその長さを表現するに要した画面上のピクセル数とから、
［数１］
ピクセルサイズ＝校正物体の長さ／ピクセル数
によって、ピクセルサイズを演算する方法がある。
【０００６】
また、検出器とＸ線管の距離（ＳＩＤ：Source-Image Distance）と、造影物体と検出器の距離から算出した幾何学的拡大率と、検出器前面（すなわち、幾何学的拡大率が１の時）のピクセルサイズから、
［数２］
幾何学的拡大率＝ＳＩＤ／（ＳＩＤ−造影物体と検出器の距離）
ピクセルサイズ＝幾何学的拡大率１の時のピクセルサイズ／幾何学的拡大率
によってピクセルサイズを算出する方法がある。
【０００７】
さらに、複数のフレーム画像からなる一連の左心室撮影の画像データの中から、左心室が最も拡張する拡張末期（ＥＤ：End Diastolic）のＥＤフレーム画像と、左心室が最も収縮する収縮末期（ＥＳ：End Systolic）のＥＳフレーム画像とを選択する。
【０００８】
次いで、ＥＤフレーム画像及びＥＳフレーム画像にて、造影剤が満たされた左心室の造影像に基づいて、左心室の内壁（辺縁部）を指定する。指定された左心室内壁の位置情報と、ピクセルサイズおよび各種患者情報（身長、体重、心拍数など）に基づいて、一般的な計算モデルを利用して、左心室容積値の算出や壁運動の解析結果を算出する（例えば、「特許文献１」参照。）。
【特許文献１】特開平９−２３８９３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、心駆出率計測等の心機能の定量評価を行なうためにピクセル・キャリブレーション処理を行なうが、左心室撮影前後の校正物体の撮影操作や、その校正物体像に基づくピクセルサイズの演算操作が必要となり、左心室撮影前後における操作者の作業負荷になっていた。
【００１０】
また、心駆出率計測においては、ＥＤフレーム画像やＥＳフレーム画像の選択操作や、各フレーム画像上での辺縁の指定や修正操作も、造影剤が心内壁を必ずしも的確に表現できるわけではないため自動化が難しい。このため、心駆出率計測は検査後の後作業となりやすく、操作者の作業負荷となっていた。
【００１１】
患者の左心室撮影に先立って、オートポジショニング設定によって撮影角度や天板等の撮影ポジションのセットを行なう。ところが実際には、天板上に載置される患者Ｐの個人差等によって、オートポジショニング後、天板を水平方向に微調整操作する必要がある。よって、オートポジショニング設定後、患者の左心室に透視Ｘ線を曝射させモニタに表示された透視像を見ながら位置の微調整操作が行なわれ、微調整操作時の患者へのＸ線被曝が避けられなかった。
【００１２】
さらに、心駆出率の算出では、ＥＣＧ波形データを基にしてモニタの画面上に表示される複数のＥＤフレーム画像候補及びＥＳフレーム画像候補から、操作者が手動でＥＤフレーム画像及びＥＳフレーム画像を選択していた。よって、選択されるＥＤフレーム画像及びＥＳフレーム画像に操作者によるばらつきがあると共に、操作者にとって選択操作の作業負荷が大きかった。
【００１３】
加えて、選択されたＥＤフレーム画像とＥＳフレーム画像との撮影時間の差が比較的大きいと、天板上での患者の微妙な変動や、造影像の流れの変動の影響を受けるので、心駆出率の算出精度に問題があった。
【００１４】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、心駆出率計測時に操作者にとって作業負荷の大きいピクセル・キャリブレーション操作を省略でき、Ｘ線検査の作業性向上を実現できるＸ線循環器診断システムを提供することを目的とする。
【００１５】
また、本発明の第２の目的は、天板の微調整操作時の、患者へのＸ線被曝を抑制することができるＸ線循環器診断システムを提供することにある。
【００１６】
さらに、本発明の第３の目的は、効率的かつ精度よく心駆出率を算出できるＸ線循環器診断システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明に係るＸ線循環器診断システムは、上述した課題を解決するために、患者の心臓の少なくとも左心室を含む左心室撮影を実行して映像信号を生成する撮影測定部と、この撮影測定部の映像信号から各フレーム画像からなる画像データを取得し、この画像データを基に前記患者の心機能を解析するプロセッサ部と、前記各フレーム画像や前記解析の結果を表示するモニタと、このモニタの画面上で操作入力できる操作入力部とを備えたＸ線循環器診断システムにおいて、前記撮影測定部の種々の撮影ポジションを記憶する撮影ポジション記憶手段と、前記撮影ポジション記憶手段に記憶された種々の撮影ポジションに従って校正物体を撮影して画像データを取得し、この画像データを基にピクセル・キャリブレーション処理して前記種々の撮影ポジション毎にピクセルサイズを演算するピクセルサイズ演算手段と、前記種々の撮影ポジションと前記ピクセルサイズとを対応付けて記憶するピクセルサイズ記憶手段と、前記撮影ポジション記憶手段に記憶された種々の撮影ポジションのうち、所要撮影ポジションに従って前記患者を撮影して取得される各フレーム画像からなる画像データを記憶する画像記憶手段と、前記画像記憶手段に記憶される各フレーム画像から、前記左心室の拡張末期フレーム画像及び収縮末期フレーム画像を選択するフレーム画像選択手段と、前記所要撮影ポジションと対応するピクセルサイズを、前記ピクセルサイズ記憶手段から抽出するピクセルサイズ抽出手段と、前記フレーム画像選択手段にて選択された拡張末期フレーム画像及び収縮末期フレーム画像と、前記ピクセルサイズ抽出手段にて抽出されたピクセルサイズとから、拡張末期容積値及び収縮末期容積値を計測する左心室容積値計測手段と、前記左心室容積値計測手段にて計測された拡張末期容積値及び収縮末期容積値を用いて心駆出率を算出する心駆出率算出手段とを設けた。
【００１８】
また、本発明に係るＸ線循環器診断システムは、患者の心臓の少なくとも左心室を含む左心室撮影を実行して映像信号を生成する撮影測定部と、この撮影測定部の映像信号から各フレーム画像からなる画像データを取得し、この画像データを基に前記患者の心機能を解析するプロセッサ部と、前記各フレーム画像や前記解析の結果を表示するモニタと、このモニタの画面上で操作入力できる操作入力部とを備えたＸ線循環器診断システムにおいて、前記撮影測定部の種々の撮影ポジションを記憶する撮影ポジション記憶手段と、前記撮影ポジション記憶手段に記憶された前記種々の撮影ポジションに従って校正物体を撮影して画像データを取得し、この画像データを基に前記種々の撮影ポジション毎に前記校正物体のグラフィック像を作成するグラフィック像作成手段と、前記種々の撮影ポジションとグラフィック像とを対応付けて記憶するグラフィック記憶手段と、前記撮影ポジション記憶手段に記憶された種々の撮影ポジションのうち、所要撮影ポジションに従って前記患者を撮影して取得される各フレーム画像からなる画像データを記憶する画像記憶手段と、前記所要撮影ポジションに対応する前記校正物体のグラフィック像を表示するモニタとを設けた。
【００１９】
さらに、本発明に係るＸ線循環器診断システムは、患者の心臓の少なくとも左心室を含む左心室撮影を実行して映像信号を生成する撮影測定部と、この撮影測定部の映像信号から各フレーム画像からなる画像データを取得し、この画像データを基に前記患者の心機能を解析するプロセッサ部と、前記各フレーム画像や前記解析の結果を表示するモニタと、このモニタの画面上で操作入力できる操作入力部とを備えたＸ線循環器診断システムにおいて、前記プロセッサ部に、前記撮影測定部の種々の撮影ポジションを記憶する撮影ポジション記憶機能と、前記種々の撮影ポジション毎に校正物体が撮影されて画像データが取得され、この画像データを基にピクセル・キャリブレーション処理してピクセルサイズを前記種々の撮影ポジション毎に演算するピクセルサイズ演算機能と、前記種々の撮影ポジションと前記ピクセルサイズとを対応付けて記憶するピクセルサイズ記憶機能と、前記撮影ポジション記憶機能にて記憶された種々の撮影ポジションのうち、所要撮影ポジションに従って前記撮影測定部の位置をセットする撮影測定部位置セット機能と、前記所要撮影ポジションの撮影測定部にて前記患者が撮影されて各フレーム画像からなる画像データを取得し、これら各フレーム画像からなる画像データを記憶する画像記憶機能と、前記画像記憶機能にて記憶された各フレーム画像の中から、前記左心室の拡張末期フレーム画像を選択する拡張末期フレーム画像選択機能と、前記画像記憶機能にて記憶された各フレーム画像の中から、前記左心室の収縮末期フレーム画像を選択する収縮末期フレーム画像選択機能と、前記所要撮影ポジションと対応するピクセルサイズを、前記ピクセルサイズ記憶機能にて記憶されたピクセルサイズから抽出するピクセルサイズ抽出機能と、前記拡張末期フレーム画像選択機能及び前記収縮末期フレーム画像選択機能にて選択された拡張末期フレーム画像及び収縮末期フレーム画像と、前記ピクセルサイズ抽出機能にて抽出されたピクセルサイズとから、拡張末期容積値及び収縮末期容積値を計測する左心室容積値計測機能と、前記拡張末期容積値及び前記収縮末期容積値を用いて心駆出率を算出する心駆出率算出機能とを実現させるプログラムを記録した。
【００２０】
加えて、本発明に係るＸ線循環器診断システムは、患者の心臓の少なくとも左心室を含む左心室撮影を実行して映像信号を生成する撮影測定部と、この撮影測定部の映像信号から各フレーム画像からなる画像データを取得し、この画像データを基に前記患者の心機能を解析するプロセッサ部と、前記各フレーム画像や前記解析の結果を表示するモニタと、このモニタの画面上で操作入力できる操作入力部とを備えたＸ線循環器診断システムにおいて、前記プロセッサ部に、前記撮影測定部の種々の撮影ポジションを記憶する撮影ポジション記憶機能と、前記撮影ポジション毎に校正物体が撮影されて画像データが取得され、この画像データを基に前記校正物体のグラフィック像を前記種々の撮影ポジション毎に作成するグラフィック像作成機能と、前記種々の撮影ポジションとグラフィック像とを対応付けて記憶するグラフィック像記憶機能と、前記撮影ポジション記憶機能にて記憶された種々の撮影ポジションのうち、所要撮影ポジションに従って前記撮影測定部の位置をセットする撮影測定部位置セット機能と、前記所要撮影ポジションの撮影測定部にて前記患者が撮影されて各フレーム画像からなる画像データを取得し、これら各フレーム画像からなる画像データを記憶する画像記憶機能と、前記所要撮影ポジションと対応する前記校正物体のグラフィック像を、前記患者の左心室の推定位置として表示するグラフィック像表示機能とを実現させるプログラムを記録した。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係るＸ線循環器診断システムによると、心駆出率計測時に操作者にとって作業負荷の大きいピクセル・キャリブレーション操作を省略でき、Ｘ線検査の作業性向上を実現できる。
【００２２】
また、本発明に係るＸ線循環器診断システムによると、天板の微調整操作時の、患者へのＸ線被曝を抑制することができる。
【００２３】
さらに、本発明に係るＸ線循環器診断システムによると、効率的かつ精度よく心駆出率を算出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明に係るＸ線循環器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。
【００２５】
図１は、本発明に係るＸ線循環器診断システムの実施の形態を示すブロック図である。
【００２６】
図１は、一定間隔毎に連続して得られた複数のフレーム画像に基づいて、心臓の少なくとも左心室の拡張末期（ＥＤ：End Diastolic）における拡張末期容積値（ＥＤＶ：End-Diastolic Volume）及び収縮末期（ＥＳ：End Systolic）における収縮末期容積値（ＥＳＶ：End-Systolic Volume）をそれぞれ計測し、これらＥＤＶ及びＥＳＶに基づいて心駆出率（ＥＦ：Ejection Fraction）を算出するＸ線循環器診断システム１０を示す。
【００２７】
Ｘ線循環器診断システム１０には、大きくは、被検体Ｐ（校正物体Ｐ１又は患者Ｐ２）の撮影を実行して映像信号ＳＰを生成する撮影測定部１１と、この撮影測定部１１の映像信号ＳＰから画像データを取得し、この画像データを基に心駆出率を算出するプロセッサ部１２とが備えられる。撮影測定部１１は、実際に患者が入室して透視・撮影を受けるＸ線検査室に設置される一方、プロセッサ部１２は、操作室に設置されるものである。なお、Ｘ線検査室に、近接操作卓を設置してもよい。
【００２８】
撮影測定部１１には、被検体Ｐに向かってＸ線を曝射する放射線源としてのＸ線管２０と、被検体Ｐを透過した透過Ｘ線を入射して映像信号ＳＰを出力する映像系としてのＸ線ＴＶ装置２１とが設けられる。このＸ線ＴＶ装置２１には、被検体Ｐを透過した透過Ｘ線を光学像に変換するＩ．Ｉ．（Image Intensifier）２２と、このＩ．Ｉ．２２から出力される光学像を適切な大きさに補正する光学系２３と、この光学像を映像信号に変換するＸ線ＴＶカメラ２４とが設置される。なお、Ｉ．Ｉ．２２からＸ線ＴＶカメラ２４までの映像系は、平面検出器（ＦＰＤ：Flat Panel Detector）に置き換えられてもよい。
【００２９】
Ｉ．Ｉ．２２は、図示しない入力蛍光面、光電陰極、収束（フォーカス）電極、陽極及び出力蛍光面で構成される大形の真空管、入力窓並びに高圧電源等からなる。また、Ｉ．Ｉ．２２のＸ線入射側には、被検体Ｐを透過したＸ線の散乱光をカットするＸ線グリッド（図示しない）が具備されることもある。
【００３０】
また、撮影測定部１１には、被検体Ｐを載置する天板２６と、Ｘ線管２０及びＸ線ＴＶ装置２１を具備するＣアーム（図示しない）を支持するＣアーム駆動機構２７とが設けられる。
【００３１】
図２は、Ｘ線循環器診断システム１０に有するＣアーム構造の撮影測定部１１を頭部側から見た外観図である。
【００３２】
Ｘ線循環器診断システム１０の撮影測定部１１は、Ｃアーム駆動機構２７に支持されたＣアーム３０を示し、このＣアーム３０の一端にＸ線管２０が、Ｃアーム３０の他端にＸ線ＴＶ装置２１がそれぞれ具備されており、双方は、被検体Ｐを載置する天板２６を挟んで対向配置される構造になっている。Ｃアーム３０は、Ｃアーム回転動（ＣＲＡ（Cranial view）／ＣＡＵ（Caudal view））及びＣアーム円弧動（ＲＡＯ（Right Anterior Oblique view）／ＬＡＯ（Left Anterior Oblique view））が可能である。
【００３３】
また、天板２６は、左右動（C-LAT：図中左右方向）、上下動（C-VERT：図中上下方向）及びローリング（ROLL）を自在とする。
【００３４】
なお、図２に示された撮影測定部１１では、Ｘ線管２０が天板２６の下方に位置するアンダーテーブルの場合を示しているが、アンダーテーブルの場合に限定されるものではなく、Ｘ線管２０が天板２６の上方に位置するオーバーテーブルの場合でもよい。
【００３５】
図２に示されたＣアーム構造の撮影測定部１１によると、その構成要素たるＣアーム３０の開口端を利用して、医師等が患者Ｐ２に対し直接に触れることが可能であるから、患者Ｐ２体内にカテーテルを挿入する等の手術又は検査を行ないつつ、これと並行して血管造影等に係るＸ線撮影をも同時に行なうことができる。
【００３６】
また、図１に示されたＸ線循環器診断システム１０のプロセッサ部１２は、例えば、マイクロコンピュータ等を搭載した専用プロセッサ（ＣＰＵ：Central Processing Unit）からなる。プロセッサ部１２には、左心室撮影の前処理機能及び左心室撮影機能を実現させるためのプログラムが記録（インストール）されている。
【００３７】
また、プロセッサ部１２には、撮影測定部１１の種々の撮影ポジションを記憶する撮影ポジション記憶手段３１と、この撮影ポジション記憶手段３１に記憶された種々の撮影ポジションに従って、撮影測定部１１の種々の撮影ポジションを制御する撮影システムコントローラ３２と、撮影測定部１１の各撮影ポジションにおける被検体Ｐの撮影によってＸ線ＴＶ装置２１の映像信号ＳＰをデジタル量としての画像（動画像）データＤＰに変換するＡ／Ｄ変換部３３と、デジタル変換された画像データＤＰを記憶する画像記憶手段３４とが設けられる。
【００３８】
さらに、プロセッサ部１２には、被検体Ｐである校正物体Ｐ１に関する画像データＤＰ１をキャリブレーション処理して種々の撮影ポジション毎にピクセルサイズ（ピクセルと校正物体Ｐ１の実長さとの相関）を演算するピクセルサイズ演算手段３５と、種々の撮影ポジションとピクセルサイズとを対応付けて（撮影ポジション）／（ピクセルサイズ）対応テーブルとして記憶するピクセルサイズ記憶手段３６と、校正物体Ｐ１に関する画像データＤＰ１から種々の撮影ポジション毎にグラフィック像を作成するグラフィック像作成手段３７と、種々の撮影ポジションとグラフィック像とを対応付けて（撮影ポジション）／（グラフィック像）対応テーブルとして記憶するグラフィック像記憶手段３８とが設けられる。
【００３９】
加えて、プロセッサ部１２には、被検体Ｐである患者Ｐ２に配置する心電計４０からの心電図（ＥＣＧ：Electro Cardio Gram）波形信号ｓを撮影周期に応じてサンプリング周期毎にデジタル量としてのＥＣＧ波形データｄに変換するＡ／Ｄ変換部４１と、デジタル変換されたＥＣＧ波形データｄを記憶するＥＣＧ波形記憶手段４２と、患者Ｐ２に関する画像データＤＰ２の各フレーム画像の時相とＥＣＧ波形データｄのサンプリング点の時相とを相互に対応付ける画像処理手段４３と、画像データＤＰ２及びＥＣＧ波形データｄを関連付けて記憶する処理画像記憶手段４４とが設置される。
【００４０】
また、プロセッサ部１２には、患者Ｐ２の左心室撮影における撮影測定部１１の所要撮影ポジションに対応するピクセルサイズをピクセルサイズ記憶手段３６から抽出するピクセルサイズ抽出手段４６と、患者Ｐ２に関する画像データＤＰ１及びＥＣＧ波形データｄを基に、患者Ｐ２に関する左心室のＥＤフレーム画像及びＥＳフレーム画像を選択するフレーム画像選択手段４７と、このフレーム画像選択手段４７にて選択された左心室のＥＤフレーム画像及びＥＳフレーム画像とピクセルサイズ抽出手段４６にて抽出されたピクセルサイズとからＥＤＶ及びＥＳＶを計測する左心室容積値計測手段４８と、この左心室容積値計測手段４８にて計測されたＥＤＶ及びＥＳＶを用いて心駆出率を算出する心駆出率算出手段４９とが設けられる。
【００４１】
さらに、プロセッサ部１２には、校正物体Ｐ１に関するグラフィックデータや患者Ｐ２に関する画像データＤＰ２等をアナログ変換するＤ／Ａ変換部５１が設けられ、プロセッサ部１２外部には、Ｄ／Ａ変換部５１でアナログ変換されたデータから校正物体Ｐ１のグラフィック像や患者Ｐ２の画像等を表示するモニタ５２が備えられる。さらに、プロセッサ部１２は、画像のコマ数や画像処理等の画像表示や処理に関する命令に対応付けされたアイコン、ボタン及び矢印等のグラフィカルな要素を、モニタ５２の画面上でマウス等の操作入力部（ポインティング・デバイス）５５を用いて操作（オペレーション）し、入力できる方式のＧＵＩ（Graphical User Interface）を実装している。
【００４２】
次いで、Ｘ線循環器診断システム１０のプロセッサ部１２に記録されたプログラムによって実現する左心室撮影の前処理機能について、図３に示されたフローチャートを用いて説明する。
【００４３】
Ｘ線循環器診断システム１０では、患者Ｐ２の左心室撮影が行なわれる前処理として、左心室撮影にてセットされると想定される撮影測定部１１の種々の撮影ポジションがデータとして撮影ポジション記憶手段３１に記憶される（ステップＳ１）。
【００４４】
撮影測定部１１の撮影ポジションとしては、例えば、Ｃアーム３０のアーム角度であるＣＲＡ／ＣＡＵ及びＲＡＯ／ＬＡＯ、天板２６の位置並びにＸ線管２０からＩ．Ｉ．２２の距離画像拡大率等がある。
【００４５】
撮影ポジション記憶手段３１に記憶された撮影測定部１１の種々の撮影ポジションに従って撮影測定部１１が制御され、長さ既知の校正物体（鋼球）Ｐ１が撮影される。校正物体Ｐ１に関する画像データＤＰ１がＡ／Ｄ変換部３３にてデジタル変換された後、種々の撮影ポジション毎に画像記憶手段３４に記憶される。
【００４６】
画像記憶手段３４に記憶された校正物体Ｐ１に関する画像データＤＰ１がピクセルサイズ演算手段３５に読み込まれる。このピクセルサイズ演算手段３５では、画像データＤＰ１に基づいてピクセル（画素）・キャリブレーション処理されて、画面上におけるピクセルサイズが種々の撮影ポジション毎に演算される（ステップＳ２）。
【００４７】
ピクセルサイズは、長さ既知の校正物体Ｐ１の長さと、その長さを表現するに要した画面上のピクセル数とから、
［数３］
ピクセルサイズ＝校正物体Ｐ１の長さ／ピクセル数
によって演算される。
【００４８】
上式によって演算されたピクセルサイズは、種々の撮影ポジションと対応された（撮影ポジション）／（ピクセルサイズ）対応テーブルとしてピクセルサイズ記憶手段３６に記憶される（ステップＳ３）。
【００４９】
また、画像記憶手段３４に記憶された校正物体Ｐ１に関する画像データＤＰ１がグラフィック像作成手段３７に読み込まれる。このグラフィック像作成手段３７では、画像データＤＰ１に基づいて校正物体Ｐ１に関する画像がグラフィック化され、種々の撮影ポジション毎にグラフィック像が作成される（ステップＳ４）。このグラフィック像は、校正物体Ｐ１に関する像が円等の図形で模擬されたものである。作成されたグラフィック像は、種々の撮影ポジションと対応された（撮影ポジション）／（グラフィック像）対応テーブルとしてグラフィック像記憶手段３８に記憶される（ステップＳ５）。
【００５０】
次いで、Ｘ線循環器診断システム１０のプロセッサ部１２に記録されたプログラムによって実現する左心室撮影機能について、図４に示されたフローチャートを用いて説明する。
【００５１】
Ｘ線循環器診断システム１０では、患者Ｐ２の左心室撮影が行なわれる際に、撮影ポジション記憶手段３１に記憶された種々の撮影ポジションのうち、所要撮影ポジションが選択される。所要撮影ポジションのデータに従ってオートポジショニング機能にて、撮影測定部１１が自動的に所要撮影ポジションに移動され、撮影測定部１１がセットされる（ステップＳ１１）。例えば、オートポジショニング機能では、撮影測定部１１の撮影ポジションを「番号」と対応付けして撮影ポジション記憶手段３１に記憶しておき、患者Ｐ２の左心室撮影時、操作入力部５５を用いた「番号」の指定と簡単なトリガスイッチ操作だけで撮影ポジションを再現させる。
【００５２】
オートポジショニング機能による撮影測定部１１のセットでは、天板２６上の患者Ｐ２の位置や左心室そのものの位置（患者Ｐ２の個人差）によって、画面上に表示したい目標位置、例えば画面中心位置、と画面上に実際に表示される左心室の実際位置とにズレが生じる場合がある。その場合、必要に応じて操作者によって、天板２６が水平方向（図２中左右方向）に手動で微調整操作される（ステップＳ１２）。
【００５３】
また、ステップＳ１２による天板２６の水平方向への微調整操作は、以下のように行なわれる。すなわち、ステップＳ１１でセットされた所要撮影ポジションと対応する校正物体Ｐ１のグラフィック像が、ステップＳ５にて記憶された種々の（撮影ポジション）／（グラフィック像）対応テーブルに参照され、患者Ｐ２の左心室撮影時の所要撮影ポジションと対応する校正物体Ｐ１のグラフィック像が与えられる。そして、この校正物体Ｐ１のグラフィック像の位置を左心室の推定位置とする。この推定位置がモニタ５２に表示され、また、目標位置が円等の図形として表現されるグラフィック像としてモニタ５２に表示され、推定位置が目標位置に近づくように、操作者はＧＵＩを利用して、天板２６を水平方向に移動させる。
【００５４】
操作者が天板２６の位置を移動させると、移動後の天板２６の位置（撮影ポジション）と対応する校正物体Ｐ１のグラフィック像が左心室の推定位置として再びモニタ５２に表示される。この推定位置が目標位置に近づくように、操作者はＧＵＩを利用して、天板２６を水平方向に移動させる。この天板２６の位置の移動操作を操作者が必要に応じて繰り返し、天板２６の位置の微調整を行なう。
【００５５】
また、ステップＳ１２による天板２６の水平方向への微調整操作は、以下のように行なわれてもよい。すなわち、ステップＳ１１でセットされた所要撮影ポジションと対応する校正物体Ｐ１のグラフィック像が、ステップＳ５にて記憶された種々の（撮影ポジション）／（グラフィック像）対応テーブルに参照され、患者Ｐ２の左心室撮影時の所要撮影ポジションと対応する校正物体Ｐ１のグラフィック像が与えられる。そして、この校正物体Ｐ１のグラフィック像の位置を左心室の推定位置とする。この推定位置がモニタ５２に表示され、推定位置が目標位置に近づくように、モニタ５２の画面上に矢印等のＧＵＩによって、推定位置が移動されるべき方向が指示される。操作者は、モニタ５２の画面上に表示された矢印等を見ながら、天板２６を水平方向に移動させ天板２６位置の微調整を行なう。
【００５６】
よって、患者Ｐ２に透視Ｘ線等を曝射することなく、天板２６を水平方向に移動させ、天板２６位置の微調整操作を行なうことができ、撮影したい患者Ｐ２の左心室位置の微調整操作を支援できる。
【００５７】
なお、ステップＳ１２による天板２６の水平方向への微調整操作における左心室の位置の特定には、予め指定した関心領域（ＲＯＩ：Region of Interest）内の画像濃度値の分布を用いてもよい。例えば撮影測定部１１の所要撮影ポジションにおけるアンサブトラクション画像の場合、患者Ｐ２の左心室内には造影剤が注入されるので画像濃度値は低くなる。この画像濃度値の高低により左心室の実際位置が特定される。
【００５８】
続いて、ステップＳ１１又はＳ１２にてセットされた撮影測定部１１の所要撮影ポジションにて、操作者が設定したＸ線撮影条件でＸ線管２０、Ｉ．Ｉ．２２、光学系２３及びＸ線ＴＶカメラ２４が制御され、患者Ｐ２の左心室にＸ線が曝射される。撮影測定部１１にて生成された映像信号ＳＰ２は、Ａ／Ｄ変換部３３にて、各フレーム画像毎にデジタル量としての画像データＤＰ２に変換され、画像記憶手段３４に記憶される（ステップＳ１３）と共に、撮影測定部１１の心電計４０からのＥＣＧ波形信号ｓが、Ａ／Ｄ変換部４１にて、Ｘ線撮影周期に応じて予め設定されたサンプリング周期に毎にデジタル量としてのＥＣＧ波形データｄに変換され、ＥＣＧ波形記憶手段４２に記憶される。
【００５９】
また、画像データＤＰ２及びＥＣＧ波形データｄは、画像処理手段４３を介して処理画像記憶手段４４に記憶される。画像処理手段４３では、画像データＤＰ２の各フレーム画像の時相とＥＣＧ波形データｄのサンプリング点の時相とが相互に対応付けられる。
【００６０】
次いで、心臓の運動機能を定量的に把握するために、ピクセルサイズ抽出手段４６では、ステップＳ１１又はＳ１２でセットされた所要撮影ポジションと対応するピクセルサイズが、ピクセルサイズ記憶手段３６に記憶された（撮影ポジション）／（ピクセルサイズ）対応テーブルに参照され、患者Ｐ２の左心室撮影時の所要撮影ポジションに対応するピクセルサイズが抽出される（ステップＳ１４）。
【００６１】
フレーム画像選択手段４７では、画像データＤＰ１及びＥＣＧ波形データｄを基に、各フレーム画像の中から左心室のＥＤフレーム画像が選択され（ステップＳ１５）、また、各フレーム画像の中から左心室のＥＳフレーム画像が選択される（ステップＳ１６）。そして、左心室容積値計測手段４８では、ステップＳ１４にて抽出されたピクセルサイズと、ステップＳ１５及びＳ１６にて選択されたＥＤフレーム画像及びＥＳフレーム画像とからＥＤＶ及びＥＳＶがそれぞれ一般的な計算モデルを用いて計測される（ステップＳ１７）。
【００６２】
ここで、ステップＳ１５によるＥＤフレーム画像の選択は、例えば、動画像のコマ送り操作及び心電同期再生により、ＥＣＧ波形に含まれるＲ波に基づいて行なわれる。まず、Ｒ波に基づいた複数のＥＤフレーム画像候補が、Ｄ／Ａ変換器４６を介してモニタ５２に選択可能にカタログ（サムネイル）表示される。操作者は、モニタ５２にカタログ表示された複数のＥＤフレーム画像候補から、任意にＥＤフレーム画像を選択する。なお、ステップＳ１５によるＥＤフレーム画像は、各フレーム画像の中から所定のフレーム画像、例えばＮ心拍目のＲ波に基づいたフレーム画像、をＥＤフレーム画像として自動的に選択するようにしてもよい。
【００６３】
そして、必要に応じて、ステップＳ１５にて選択されたＥＤフレーム画像と撮影時間が前後するフレーム画像をモニタ５２に再生させて、操作者が、選択したＥＤフレーム画像の妥当性を相対的に確認できるようにする。
【００６４】
一方、ステップＳ１６によるＥＳフレーム画像の選択は、例えば、動画像のコマ送り操作及び心電同期再生により、ＥＣＧ波形に含まれるＴ波及びＵ波（Ｔ波及びＵ波の間）に基づいて行なわれる。加えて、天板２６上での患者Ｐ２位置の変動や造影像の濃淡の影響を抑えるために、Ｔ波及びＵ波に基づいた複数のＥＳフレーム画像候補のうち、ステップＳ１５にて選択されたＥＤフレーム画像の撮影時間直前及び直後のＥＳフレーム画像が自動的に選択される。
【００６５】
そして、必要に応じて、ステップＳ１６にて選択されたＥＳフレーム画像と撮影時間が前後するフレーム画像をモニタ５２に再生させて、操作者が、選択したＥＳフレーム画像の妥当性を相対的に確認できるようにする。
【００６６】
なお、ステップＳ１６のＥＳフレーム画像の選択は、ステップＳ１５のＥＤフレーム画像の選択と同様の動作によって行なわれてもよい。すなわち、まず、Ｔ波及びＵ波に基づいた複数のＥＳフレーム画像候補が、Ｄ／Ａ変換器４６を介してモニタ５２に選択可能にカタログ表示される。操作者は、モニタ５２にカタログ表示された複数のＥＳフレーム画像候補から、任意にＥＳフレーム画像を選択する。なお、ステップＳ１６によるＥＳフレーム画像は、各フレーム画像の中から所定のフレーム画像、例えばＮ心拍目のＴ波及びＵ波に基づいたフレーム画像、をＥＳフレーム画像として自動的に選択するようにしてもよい。
【００６７】
また、ステップＳ１５及びＳ１６では、ＥＣＧ波形を基にしてＥＤフレーム画像候補及びＥＳフレーム画像候補をモニタ５２にカタログ表示させたが、指定されたＲＯＩ内のピクセル値の濃度変化に基づき、ＥＤフレーム画像候補及びＥＳフレーム画像候補をモニタ５２にカタログ表示させてもよい。例えば、サブトラクション画像の場合、ピクセル値最小をＥＤフレーム画像候補と、ピクセル値最大がＥＳフレーム画像候補となる。また、この時、ＲＯＩ内のデータ数は、処理時間短縮のために間引きしてもよい。撮影時に左心室内部がこのＲＯＩにポジショニングできるよう、目標位置としてＲＯＩをグラフィック表示させる。
【００６８】
心駆出率算出手段４９では、ステップＳ１７にて計測されたＥＤＶ及びＥＳＶを用いて、
［数４］
心駆出率（ＥＦ）＝（（ＥＤＶ−ＥＳＶ）／ＥＤＶ）×１００  （％）
によって、心駆出率が算出される（ステップＳ１８）。この心駆出率の算出結果は、モニタ５２に表示されてもよい。
【００６９】
本実施の形態によるＸ線循環器診断システム１０によると、予め撮影された校正物体Ｐ１の画像データＤＰ１を基に、患者Ｐ２の左心室撮影における撮影測定部１１の撮影ポジションに対応するピクセルサイズが与えられることで、心駆出率計測時に操作者にとって作業負荷の大きいピクセル・キャリブレーション操作を省略でき、Ｘ線検査の作業性向上を実現できる。
【００７０】
また、本実施の形態によるＸ線循環器診断システム１０によると、予め撮影された校正物体Ｐ１の画像データＤＰ１を基に、患者Ｐ２の左心室撮影における撮影測定部１１の撮影ポジションに対応する校正物体Ｐ１のグラフィック像が左心室の推定位置としてモニタ５２に表示されることで、天板２６の微調整操作時の、患者Ｐ２へのＸ線被曝を抑制することができる。
【００７１】
さらに、本実施の形態によるＸ線循環器診断システム１０によると、Ｔ波及びＵ波に基づいた複数のＥＳフレーム画像候補のうち、ステップＳ１５にて選択されたＥＤフレーム画像と撮影時間が前後するＥＳフレーム画像が自動的に選択されることで、効率的かつ精度よく心駆出率を算出できる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明に係るＸ線循環器診断システムの実施の形態を示すブロック図。
【図２】Ｘ線循環器診断システムに有するＣアーム構造の撮影測定部を頭部側から見た外観図。
【図３】本発明に係るＸ線循環器診断システムのプロセッサ部に記録されたプログラムによって実現する前処理機能を示すフローチャート。
【図４】本発明に係るＸ線循環器診断システムのプロセッサ部に記録されたプログラムによって実現する左心室撮影機能を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００７３】
１０  Ｘ線循環器診断システム
１１  撮影測定部
１２  プロセッサ部
３１  撮影ポジション記憶手段
３４  画像記憶手段
３５  ピクセルサイズ演算手段
３６  ピクセルサイズ記憶手段
３７  グラフィク像作成手段
３８  グラフィク像記憶手段
４０  心電計
４２  ＥＣＧ波形記憶手段
４６  ピクセルサイズ抽出手段
４７  フレーム画像選択手段
４８  左心室容積値計測手段
４９  心駆出率算出手段
５２  モニタ
【図１】
2006020716.tif 000003
【図２】
2006020716.tif 000004
【図３】
2006020716.tif 000005
【図４】
2006020716.tif 000006