(57)【要約】【課題】より短時間で目標位置にデバイスを、高い精度で到達させることができ、バルーン拡張時に於いても迅速に作業を行うことができるＸ線画像診断システムを提供することである。【解決手段】Ｘ線画像診断システム１０に於いて、入出力装置２７によって、所定の透視画像に対応した参照血管像上でデバイス留置の目標位置が指定され、指定された目標位置から他の心位相での目標位置がＣＰＵ２５により抽出される。そして、前記透視画像上の各心位相で抽出されたデバイスのマーカ位置と目標位置との差がＣＰＵ２５で算出される。この算出されたマーカ位置と目標位置との差は、モニタ２０の画面にて所定の心位相の参照血管像上に表示される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線画像診断システムに於いて、
所定の透視画像に対応した参照血管像上でデバイス留置の目標位置を指定する指定手段と、
前記透視画像上の少なくとも２つの心位相でのデバイスのマーカ位置と前記目標位置との差を算出する算出手段と、
前記算出手段で算出された前記マーカ位置と目標位置との差を、所定の心位相の参照血管像上に表示する表示手段と、
を具備することを特徴とするＸ線画像診断システム。
【請求項２】
前記指定手段で指定された前記目標位置から他の心位相での目標位置を抽出する抽出手段を更に具備し、
前記算出手段は、前記透視画像上の少なくとも２つの心位相で抽出したデバイスのマーカ位置と目標位置との差を算出することを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像診断システム。
【請求項３】
前記表示手段は、カレントのマーカ位置を動画表示することを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像診断システム。
【請求項４】
前記表示手段は、前記マーカ位置が対象血管の最も基幹部に移動した位置と、最も末梢部に移動した位置の少なくとも２箇所を表示することを特徴とする請求項３に記載のＸ線画像診断システム。
【請求項５】
前記表示手段は、前記マーカ位置が対象血管の最も基幹部に移動した位置と、最も末梢部に移動した位置の少なくとも２箇所で挟まれた区間をマーカ移動範囲として表示することを特徴とする請求項３に記載のＸ線画像診断システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線画像を収集して観察できるＸ線画像診断システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線画像診断システムは、従来の循環器疾患の診断用途だけではなく、Ｘ線透視下で血管内にカテーテルを挿入して循環器疾患を治療するＩＶＲ（Ｉｎｔａｒｖｅｎｔｉｏｎａｌ  Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ：インターベンショナルラジオロジ）を支援することが求められている。冠動脈に対するＩＶＲをＰＣＩ（Ｐｅｒｃｕｔａｎｅｏｕｓ  Ｃｏｒｏｎａｒｙ  Ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎ）と称する。
【０００３】
ＰＣＩの先駆けは、１９７７年にＧｒｕｎｔｚｉｇらによって提案された冠動脈に対するＰＴＣＡ（Ｐｅｒｃｕｔａｎｅｏｕｓ  Ｔｒａｎｓｌｕｍｉｎａｌ  Ｃｏｒｏｎａｒｙ  Ａｎｇｉｏｐｌａｓｔｙ：経皮経管的冠動脈形成術）であり、それまでの外科的なバイパス手術に置き換わる手法となっている。
【０００４】
これは、心筋梗塞や狭心症などの原因となる冠動脈の狭窄部分に、小さく畳んだ風船（バルーン）のついたカテーテルを進め、このバルーンを拡張させることで、物理的に狭窄部分を押し広げて、血流を確保しようとするものである。近年では、拡張した血管の再狭窄を防止するために、金属で構成されたステントと称される網目状のデバイスを留置する手法、更には、薬剤を塗布したステントを留置する手法などが提案され、多くの病院施設で実施されるようになっている。
【０００５】
このときのステント留置作業で、Ｘ線画像診断システムは、Ｘ線透視下での血管の状態や留置するステントの位置等の情報を、リアルタイムに術者に提供している。
【０００６】
ＰＣＩに於いて、目標位置へステントを留置する作業の支援方法としては、マグネットを利用してカテーテルを目標位置にナビゲートするシステムが提案されている。しかしながら、装置が大掛かりなものとなり、コストも低くないことから、このようなシステムは普及していない。
【０００７】
一方で、Ｘ線画像診断システムで得られる画像情報のみを用いて、予め指定した目標位置へナビゲートするシステムも提案されている（下記非特許文献１参照）。
【０００８】
図７は、この非特許文献１による従来の位置表示の例を示した図である。これによると、先ず、デバイスの選定が行われ、図７（ｂ）に示されるように、参照血管像上でデバイスの目標留置位置４１ａ、４１ｂの設定が行われる。次に、図７（ａ）に示されるように、Ｘ線透視像からデバイスのマーカ位置４０ａ、４０ｂが抽出される。そして、抽出された位置が、図７（ａ）及び（ｂ）に示されるように、透視像と参照血管像の両方にグラフイック表示される。抽出されたマーカ位置４０ａ、４０ｂと目標留置位置４１ａ、４１ｂが一致したら、その旨を術者に伝えるというものである。尚、図７（ｃ）は参照血管像（３Ｄ）上のデバイス位置を表示したものである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｐａｉｅｏｎ  Ｉｎｃ．、ＣａｒｄｉＯｐ−Ｇｕｉｄａｎｃｅ  Ｓｙｓｔｅｍ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前述したＰＣＩでは、分岐血管へのステント留置や、長い狭窄区間での複数ステントの留置を行うためには、１ｍｍ以下の精度で、ステント留置することが求められている。
【００１１】
一方で、冠動脈は心拍動に伴って周期的に動くため、前述したナビゲート機能があっても、実際に目標位置へデバイスを操作するためには、術者の集中力と熟練を必要とした作業となっている。
【００１２】
また、ある心位相で目標位置に留置できたとしても、別の心位相では目標位置からのズレを生じる場合がある。そのため、バルーン拡張時には、段階的に拡張を行うことで現在のステント位置を目視で確認しながら位置調整を行う必要があり、非常に手間のかかる作業となっている。
【００１３】
したがって本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、より短時間で目標位置にデバイスを、高い精度で到達させることができ、バルーン拡張時に於いても迅速に作業を行うことができるＸ線画像診断システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
すなわち本発明は、Ｘ線画像診断システムに於いて、所定の透視画像に対応した参照血管像上でデバイス留置の目標位置を指定する指定手段と、前記透視画像上の少なくとも２つの心位相でのデバイスのマーカ位置と前記目標位置との差を算出する算出手段と、前記算出手段で算出された前記マーカ位置と目標位置との差を、所定の心位相の参照血管像上に表示する表示手段と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、参照血管像上でデバイス留置の目標位置を予め指定しておき、指定した目標位置に基づいて他の心位相での目標位置を自動抽出し、透視画像上の各心位相で抽出したデバイスのマーカ位置と目標位置との差を算出し、その差を特定の心位相の参照血管像上にグラフイック表示することによって、心拍動に伴う冠動脈に於けるデバイスの現在位置と目標位置の位置関係が明瞭となり、より短時間で目標位置にデバイスを、高い精度で到達させることができる。また、バルーン拡張時に於いても、拡張タイミングが明瞭となり、迅速に作業を行うことができる。これらのことから、Ｘ線被曝量の増大も抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＸ線画像診断システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に於けるＸ線画像診断システム１０の処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】血管造影像３１の表示例を示したもので、（ａ）は拡張末期の心位相Ｔｅｄの血管造影像を示した図、（ｂ）は心位相Ｔｒの血管造影像を示した図、（ｃ）は収集末期の心位相Ｔｅｓの血管造影像を示した図である。
【図４】目標位置の指定と自動的に抽出された目標位置の例を示すもので、（ａ）は拡張末期の目標位置指定の例を示した図、（ｂ）はマーカの目標位置抽出の例を示した図、（ｃ）は収集末期の目標位置指定の例を示した図である。
【図５】透視像から抽出されたマーカ位置３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３５ａ、３５ｂ、３５ｃと目標位置３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３３ａ、３３ｂ、３３ｃの関係を示したもので、（ａ）は拡張末期のマーカ位置の例を示した図、（ｂ）は心位相Ｔｒのマーカ位置の例を示した図、（ｃ）は収縮末期のマーカ位置の例を示した図である。
【図６】（ａ）は本発明の第１の実施形態のＸ線画像診断システム１０による、心位相Ｔｒの血管造影像上での各位相のマーカ位置を示した図、（ｂ）は、本発明の第２の実施形態のＸ線画像診断システム１０による、心位相Ｔｒの血管造影像上での各位相のマーカ移動範囲を示した図である。
【図７】従来の位置表示の例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
初めに、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るＸ線画像診断システムの概略構成を示すブロック図である。
【００２０】
図１に於いて、Ｘ線画像診断システム１０は、Ｘ線管１１と、寝台１２と、Ｘ線蛍光増倍管（イメージインテンシファイア：Ｉｍａｇｅ  Ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ（Ｉ．Ｉ．））１３と、ＴＶカメラ１４と、アーム（Ｘ線管保持装置）１５と、アーム駆動装置１６と、Ａ／Ｄ変換器１７と、画像メモリ１８と、Ｄ／Ａ変換器１９と、モニタ２０と、中央処理装置（ＣＰＵ）２５と、画像記憶用メモリ２６と、入出力装置２７と、心電波形入力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２８と、位置座標記憶用メモリ２９と、を有して構成される。
【００２１】
尚、本実施形態ではＩ．Ｉ．１３を例示しているが、平面検出器（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を用いたシステムであっても良い。
【００２２】
前記Ｘ線管１１は、図示されない高電圧発生器から電力供給を受けて、図示されない被検体に対してＸ線を放射する。寝台１２は、図示されない被検体を載置する場所である。イメージインテンシファイア１３は、被験体を透過したＸ線像を可視光像に変換するものである。ＴＶカメラ１４は、イメージインテンシファイア１３から放射される可視光像に応じた画像信号を生成する。
【００２３】
アーム１５は、その両端にＸ線管１１と、イメージインテンシファイア１３及びＴＶカメラ１４がそれぞれ取り付けられる。アーム駆動装置１６は、前記アーム１５を回転させるための駆動装置である。アーム１５が回転することにより、寝台１２に載置された被験体に対するＸ線管１１、イメージインテンシファイア１３及びＴＶカメラ１４の相対的な位置、すなわち観察位置が変更される。
【００２４】
Ａ／Ｄ変換器１７は、ＴＶカメラ１４から出力される画像信号をデジタル化し、画像データを得る。画像メモリ１８は、Ａ／Ｄ変換器１７から出力される画像データや、ＣＰＵ２５により書き込まれる画像データを一時的に記憶する。Ｄ／Ａ変換器１９は、画像メモリ１８に記憶されている画像データを、モニタ２０に対応したアナログの画像信号に変換する。モニタ２０は、Ｄ／Ａ変換器１９から出力される画像信号に応じて画像を表示する。
【００２５】
ＣＰＵ２５は、本Ｘ線画像診断システム１０全体のソフトウェア処理を行うように構成されている。また、ＣＰＵ２５は、一般的なＸ線画像診断システムが有する周知の機能を実現するために各部を制御する。この機能には、ＴＶカメラ１４により取得される動画像から１フレームを抜き出して静止画像を生成する機能、ＴＶカメラ１４により取得される画像にコメント、或いは、図形を示すグラフィックデータを付加した画像を生成する機能、ＴＶカメラ１４により取得される画像に対して心機能解析処理または計測処理を施した画像を生成する機能、または予め用意された検査プロトコルに従って画像を収集する機能を含んでいる。
【００２６】
画像記憶用メモリ２６は、このＸ線画像診断システム１０で生成される画像データや外部から読み込まれた画像データを記憶する。入出力装置２７は、例えばキースイッチや液晶表示器等を含むもので、ユーザインターフェイスとして機能する。心電波形入力インターフェイス２８は、図示されない心電モニタからの心電波形データを入力する。位置座標記憶用メモリ２９は、後述するように、手動指定或いは自動抽出された目標位置、及びマーカ位置を記憶する。
【００２７】
次に、このように構成されたＸ線画像診断システム１０を用いたＸ線画像の収集動作について説明する。
【００２８】
先ず、入出力装置２７を介して、操作者からの指示によって、所望の観察位置へアーム１５が位置決めされ、Ｘ線条件や収集条件が決定される。次に、操作者による収集開始の指示によって、Ｘ線画像の収集が開始される。このＸ線画像の収集枚数は、１フレームの場合（ワンショット撮影）と、複数フレーム（シネ撮影或いは動画撮影）の場合がある。また、透視を行っている場合でも、透視中の画像を収集することもできる。ここで収集された画像は、収集に関連する情報（画像付帯情報）と共に、画像メモリ１８に格納され、これがＤ／Ａ変換器１９を介してモニタ２０に表示される。
【００２９】
収集された複数のＸ線画像は、前記画像付帯清報と共に、画像記憶用メモリ２６に格納される。そして、操作者からの指示によって、任意のＸ線画像が画像記憶用メモリ２６から画像メモリ１８に読み出され、モニタ２０に表示されて、診断のために観察される。画像収集時には、心電モニタから心電波形が、心電波形入力インターフェイス２８を介して入力される。この心電波形のデータが、画像データに付帯して記録され、当該画像データ再生時にモニタ２０に表示される。
【００３０】
次に、図２のフローチャートを参照して、本発明の第１の実施形態に於けるＸ線画像診断システム１０の処理動作を説明する。
【００３１】
初めに、ステップＳ１にて、冠動脈に造影剤が注入されて収集された血管造影像（動画像）の中から、後述する透視画像に対応した参照血管像（２次元画像）が、入出力装置２７により選定される。次いで、ステップＳ２にて、造影剤が関心領域の冠動脈に十分に満たされているフレームが選択される。このときの心位相はＴｒとされる。同時に、この心位相Ｔｒのフレームの前後で最近傍の拡張末期フレームＴｅｄと収縮末期フレームＴｅｓが決定される。これらのフレームは、入出力装置２７で手動で直接指定されるものであってもよいし、心電波形からＣＰＵ２５で自動的に算出されるものであってもよい。
【００３２】
図３は血管造影像３１の表示例を示したもので、（ａ）は拡張末期の心位相Ｔｅｄの血管造影像を示した図、（ｂ）は心位相Ｔｒの血管造影像を示した図、（ｃ）は収集末期の心位相Ｔｅｓの血管造影像を示した図である。
【００３３】
次に、ステップＳ３にて、図４（ａ）及び（ｃ）に示されるように、拡張末期フレームＴｅｄ及び収縮末期フレームＴｅｓ上で、ステント等のデバイスを留置したい目標位置３２ａ、３３ａ及び３２ｃ、３３ｃが入出力装置２７で指定される。この指定に於いては、デバイスの位置がＸ線透視下でも明瞭となるように、デバイスに付加された２箇所のマーカに相当する位置が、血管造影像上に指定される。尚、ここでは、これらの目標位置は、拡張末期フレームと収縮末期フレームの２つで指定したが、何れか１つのフレームであっても構わない。
【００３４】
そして、続くステップＳ４にて、前述した拡張末期と収縮末期の間のフレームに対して、図４（ｂ）に示されるように、目標位置３２ｂ、３３ｂが決定される。決定にあたっては、前後のフレームの血管形状といった特徴から自動的に目標位置が推定される。もちろん、手動で直接他のフレーム上での目標位置を指定しても構わない。
【００３５】
図４は目標位置の指定と自動的に抽出された目標位置の例を示すもので、（ａ）は拡張末期の目標位置指定の例を示した図、（ｂ）はマーカの目標位置抽出の例を示した図、（ｃ）は収集末期の目標位置指定の例を示した図である。
【００３６】
このステップＳ１〜Ｓ４までの処理が、透視を行うまでの準備である。尚、前述したように、手動指定、或いは自動抽出された目標位置は、位置座標記憶用メモリ２９に記憶され、後述するマーカ位置もここに記憶される。
【００３７】
次に、ステップＳ５に於いて、Ｘ線透視が開始されたか否かが判断される。ここで、Ｘ線透視が開始されたならば、ステップＳ６に移行して、透視画像のフレームが収集されると共に、それに同期した心電波形データが収集される。
【００３８】
透視画像上には、マーカ付きデバイスが対象冠動脈内に挿入されている様子が表示されている。先ず、ステップＳ７に於いて、ＣＰＵ２５によってこの透視画像上からマーカ（２箇所）が抽出され、その位置座標を求められる。抽出方法としては、例えば、マーカが特定の濃度値と大きさを持つことを頼りに抽出される。
【００３９】
次に、ステップＳ８にて、この透視フレームと同じ心位相の血管造影像のフレームの目標位置座標が呼び出されて、目標位置を基準としたマーカの位置座標の差（目標位置までの距離）が求められる。
【００４０】
図５は、透視像から抽出されたマーカ位置３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３５ａ、３５ｂ、３５ｃと目標位置３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３３ａ、３３ｂ、３３ｃの関係を示したもので、（ａ）は拡張末期のマーカ位置の例を示した図、（ｂ）は心位相Ｔｒのマーカ位置の例を示した図、（ｃ）は収縮末期のマーカ位置の例を示した図である。この目標位置までの距離Ａが、心位相Ｔｒの目標位置が基準とされて、心位相Ｔｒの参照血管像上に適用されることにより、ステップＳ９にて、現在のマーカ位置が表示される。この作業が各透視フレームで繰り返されることにより、心位相Ｔｒの参照血管像上で、カレントのマーカ位置が血管上を移動する様子を表示することができる。
【００４１】
すなわち、ステップＳ１０に於いて透視が終了でなければ前記ステップＳ６に移行し、透視が終了するまで移行の処理動作が繰り返される。そして、透視が終了の場合は、ステップＳ１１に移行して処理が終了であるか否かが判断される。ここで、処理終了でない場合は前記ステップＳ５に移行して、再度透視が開始される。処理終了の場合は、本シーケンスが終了する。
【００４２】
図６（ａ）は、心位相Ｔｒの血管造影像上での各位相のマーカ位置を示した図である。例えば、拡張末期のときのマーカ位置３４ａ、３５ａは基幹部方向に位置し、収縮末期のときのマーカ位置３４ｃ、３５ｃは末梢部方向に位置することとなる。このとき、心位相Ｔｒの目標位置３２ｂ、３３ｂが同時に表示される。
【００４３】
このように、第１の実施形態によれば、心拍動に伴う冠動脈に於けるデバイスの現在位置と目標位置の位置関係が明瞭となり、より短時間で目標位置にデバイスを、高い精度で到達させることができる。また、バルーン拡張時に於いても、拡張タイミングが明瞭となり、迅速に作業を行うことができる。
【００４４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００４５】
尚、本第２の実施形態に於いて、Ｘ線画像診断システムの構成及び基本的な動作については、図１乃至図６（ａ）に示される第１の実施形態のＸ線画像診断システムの構成及び動作と同じであるので、これらの構成及び動作については、同一の部分には同一の参照番号を付して、その図示及び説明は省略するものとし、異なる部分についてのみ説明する。
【００４６】
第２の実施形態に於いて、前述した第１の実施形態と異なるのは、心位相Ｔｒの血管造影像上での各位相のマーカ位置の表示の仕方である。各位相でのマーカ位置と目標位置の差を算出するところまでは、前述した第２の実施形態と同じである。
【００４７】
図６（ｂ）は、心位相Ｔｒの血管造影像上での各位相のマーカ移動範囲を示した図である。本第２の実施形態では、一心拍毎に、対象血管の最も基幹部に移動したときと最も末梢部に移動したときの位置を記憶し、その移動範囲を、例えば図示Ｂ、Ｃのような矢印で表現する。
【００４８】
このように、第２の実施形態によれば、マーカ位置が対象血管の最も基幹部に移動した位置と、最も末梢部に移動した位置の少なくとも２箇所で挟まれた区間を、マーカ移動範囲として表示するようにしている。これにより、心拍動に伴う冠動脈に於けるデバイスの目標位置との位置関係が明瞭となる。
【００４９】
尚、前述した第１及び第２の実施形態では、参照血管画像として２次元（２Ｄ）画像を用いたが、３次元（３Ｄ）画像で表示しても構わない。更に、同一透視下の複数の一心拍での、或いは複数の透視下での、マーカ位置情報を記憶しておき、後から（透視中ではない時点で）操作者の操作によって、時系列的にマーカ位置情報を更新表示したり、カタログ表示（隣同士に並べて比較表示）したりしてもよい。
【００５０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能であるのは勿論である。
【００５１】
更に、前述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、或いは実施形態に示される構成要件が幾つか組合わされても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明によれば、より短時間で目標位置にデバイスを、高い精度で到達させることができ、バルーン拡張時に於いても迅速に作業を行うことができるＸ線画像診断システムが得られる。
【符号の説明】
【００５３】
１０…Ｘ線画像診断システム、１１…Ｘ線管、１２…寝台、１３…Ｘ線蛍光増倍管（イメージインテンシファイア：Ｉｍａｇｅ  Ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ（Ｉ．Ｉ．））、１４…ＴＶカメラ、１５…アーム（Ｘ線管保持装置）、１６…アーム駆動装置、１７…Ａ／Ｄ変換器と、１８…画像メモリ、１９…Ｄ／Ａ変換器、２０…モニタ、２５…中央処理装置（ＣＰＵ）、２６…画像記憶用メモリ、２７…入出力装置、２８…心電波形入力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）、２９…位置座標記憶用メモリ、３１…血管造影像、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ…目標位置、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３５ａ、３５ｂ、３５ｃ…マーカ位置。
【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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