(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体にＸ線を照射するＸ線源と、
前記被検体およびＸ線不透過性のマーカを透過したＸ線を検出して検出信号を出力するＸ線検出手段と、
前記検出信号を用いて、所定のフレーム周期毎にＸ線画像を生成する画像生成手段と、
前記複数のＸ線画像に基づいて、前記マーカの軌跡を生成する軌跡生成手段と、
前記軌跡を含む領域を注目領域として設定する注目領域設定手段とを備え、
前記マーカの軌跡の生成に用いられた前記複数のＸ線画像の後に前記画像生成手段が生成した前記Ｘ線画像におけるＸ線照射領域の一部である前記注目領域の範囲内を探索することによって当該Ｘ線画像中における前記マーカの位置を検出するマーカ検出手段を更に有することを特徴とするＸ線透視撮影装置。
【請求項２】
被検体にＸ線を照射するＸ線源と、
前記被検体およびＸ線不透過性のマーカを透過したＸ線を検出して検出信号を出力するＸ線検出手段と、
前記検出信号を用いて、所定のフレーム周期毎にＸ線画像を生成する画像生成手段と、
前記複数のＸ線画像に基づいて、前記マーカの軌跡を生成する軌跡生成手段と、
前記軌跡生成手段が生成した前記マーカの軌跡を表示する表示手段と、
術者によって操作され、前記軌跡を含む領域として前記術者が選択した範囲に関する情報を入力する入力手段と、
前記入力手段によって入力された、前記軌跡を含む領域を注目領域として設定する注目領域設定手段とを備え、
前記マーカの軌跡の生成に用いられた前記複数のＸ線画像の後に前記画像生成手段が生成した前記Ｘ線画像におけるＸ線照射領域の一部である前記注目領域の範囲内を探索することによって当該Ｘ線画像中における前記マーカの位置を検出するマーカ検出手段を更に有することを特徴とするＸ線透視撮影装置。
【請求項３】
請求項２に記載のＸ線透視撮影装置において、
前記軌跡生成手段は、前記複数のＸ線画像を加算処理することによって前記マーカが周期的に辿る軌跡を映す合成画像を生成するＸ線透視撮影装置。
【請求項４】
請求項３に記載のＸ線透視撮影装置において、
前記軌跡生成手段が生成する前記合成画像はピークホールド画像であるＸ線透視撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体の体内に挿入されたデバイスを含む領域の画像を撮影する、インターベンション治療などに有効なＸ線透視撮影装置に係り、特に、画像内におけるデバイスを強調し、強調された画像を表示する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療現場では、アテロームや石灰化した血管壁などによって血管が狭窄した患者に対して、インターベンション治療（ＩＶＲ：Ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｌ  Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ）が行われる。インターベンション治療では、内部にガイドワイヤおよびデバイスを備えたカテーテルを被検体の血管内に挿入し、狭窄した血管の患部に対してデバイスによる処置を行う。
【０００３】
血管内処置を行うデバイスとしては、血管壁を切削するローラブレ−ダの他に、血管狭窄部を拡張させるステントが挙げられる。ステントはステンレス鋼などの金属線材によって構成される格子状の筒状体であり、内部にはバルーンが設けられている。ＩＶＲにおいては、血管の細くなった部分にステントを配置する。そして配置されたステントをバルーンにより膨らませてステントを開大させる。開大したステントを血管内に留置することによって血管の狭窄部分を拡げ、血流を正常に保つことができる。
【０００４】
ステントを用いてＩＶＲの術式を行う場合、ステントの位置を確認するために、Ｘ線透視撮影装置を用いてＸ線画像を取得する。すなわち術者は被検体に低線量のＸ線を照射し、カテーテルやステントが映し出されるＸ線画像を連続で取得する。操作者は連続表示されるリアルタイムのＸ線画像Ｐを参照して、カテーテルやステントの血管内における位置を随時確認する。そして図８（ａ）に示すように、血管１０１を介してカテーテル１０３を矢印の方向に通してステント１０５を患部である狭窄部１０７に到達させる。
【０００５】
術者はＸ線画像Ｐを参照して狭窄部１０７とステント１０５との位置関係を随時確認しつつ、図８（ｂ）に示すようにバルーンを膨らませ、開大するステント１０５によって狭窄部１０７を拡張させる。血管１０１を辿ってカテーテル１０３を被検体の体内から抜き出すことによって、開大したステント１０５が血管内に留め置かれるので、患部の血流は正常に保たれる。
【０００６】
近年ではより治療効果を向上させるために複数のステントを留置する場合が多い。この場合、ステント同士の間に隙間が生じると、その隙間において血管が狭窄する可能性がある。そのため、血管内におけるステントの位置を確認することがインターベンション治療において極めて重要である。
【０００７】
従来では、被検体の体内に挿入されたステントの視認性を向上させるために、Ｘ線不透過性のマーカ１０９を備えるステント１０５を用いてＸ線画像を連続で撮影する。そして撮影された複数フレーム分のＸ線画像を重ね合わせる。重ね合わせる際に、各Ｘ線画像においてマーカ１０９の位置座標を検出し、検出されたマーカ１０９を基準として各Ｘ線画像に映るステント１０５の位置を合わせる。ステントの位置合わせとＸ線画像の重ね合わせを行うことにより、ステントが強調表示されたリアルタイムの画像データを取得できる（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２００５−５１０２８８号公報
【特許文献２】特開２０１３−２１５２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち従来例に係るＸ線透視撮影装置ではＸ線画像を重ね合わせる際に、ペースメーカーや、ガイドワイヤ同士が交差した点を例とする、Ｘ線不透過性の高い物体がマーカとして誤って認識される場合がある。この場合、ステントの位置合わせが正確に行われないので、ステントを正確に強調表示することが困難になる。
【００１０】
このようなマーカ類似物の誤認識を防止する対策を検討した結果、操作者がＸ線画像を参照して、マーカの検出を行う範囲を画像上で設定する方法についての知見を得た。ＩＶＲにおいて、ステントは被検体の心拍によって、一定の軌跡を描くように周期的に移動する。すなわち図９（ａ）に示すように、心拍１回の周期において生成されるＸ線画像ＰをＸ線画像Ｐａ〜Ｐｅとする。そして各々のＸ線画像Ｐａ〜Ｐｅに映るマーカ１０９をそれぞれ、マーカ１０９ａ〜１０９ｅとする。この場合、心拍の周期において、マーカ１０９はマーカ１０９ａ〜１０９ｅが描く軌跡Ｋに沿って移動する（図９（ｂ））。
【００１１】
そこでステント１０５の映るＸ線画像に対して、軌跡Ｋを含む領域Ｌをカーソルで囲んで表示するなどの方法で、周期的なマーカ１０９の移動軌跡を含む所定の領域を設定する。そして、設定された領域Ｌの範囲内でのみマーカの検出を行わせる。この場合、領域Ｌの範囲外に位置するマーカ１０９の類似物Ｆがマーカ１０９として誤って検出されることを防止できる。マーカの移動軌跡の領域を設定する対象としては、静止画として得られたＸ線画像Ｐａ〜Ｐｅのいずれか、またはＸ線画像Ｐａ〜Ｐｅを連続表示する動画などが挙げられる。
【００１２】
しかしこのような比較例に係る構成においてマーカの移動軌跡の範囲を設定する場合、操作者の負担が大きいという問題が懸念される。すなわち静止画であるＸ線画像Ｐａを対象として領域Ｌを設定する場合、操作者はＸ線画像Ｐａ〜Ｐｅの各々を参照しなければ軌跡Ｋを確認できない。この際に５枚のＸ線画像を全て画面上に映し出し、各々のＸ線画像に映るマーカの位置を視認する必要があるので、軌跡Ｋを確認する作業が煩雑となる。なお実際の操作では、心拍１回の周期について得られるＸ線画像は数十枚におよぶので、軌跡Ｋを確認する作業はより煩雑となる。
【００１３】
さらに、Ｘ線画像Ｐａに映るマーカの像はマーカ１０９ａのみである。そのため操作者はＸ線画像Ｐａに領域Ｌを設定する際に、他のＸ線画像Ｐｂ〜Ｐｅの各々に映るマーカの位置に基づいて、マーカの軌跡Ｋの位置を想像しながらカーソルを動かす必要がある。その結果、Ｘ線画像Ｐａに表示される領域Ｌの範囲が、実際の軌跡Ｋの範囲と大きく異なる場合がある。すなわち実際には軌跡Ｋが領域Ｌからはみ出している場合や、領域Ｌが軌跡Ｋと比べて必要以上に広い範囲に設定される場合がある（図９（ｃ））。
【００１４】
また、Ｘ線画像Ｐａ〜Ｐｅによる動画を対象として領域Ｌを設定する場合、操作者は絶えず移動するマーカ１０９を参照して領域Ｌを設定する。この場合、移動するマーカ１０９の軌跡Ｋを正確にカーソルで囲む作業には高い集中力と技量とが要求されるので、操作者が受ける負担が増大する。その結果、動画に表示する領域Ｌの範囲が、実際の軌跡Ｋの範囲と大きく異なる場合がある。
【００１５】
軌跡Ｋが設定した領域Ｌからはみ出している場合、領域Ｌの範囲外へ移動したマーカ１０９を検出できないので、マーカ１０９の位置合わせができなくなる。表示する領域Ｌが実際の軌跡Ｋより必要以上に広い範囲である場合、マーカの類似物Ｆが領域Ｌの範囲内に含まれるので、マーカの誤検出が発生する。このように比較例に係る装置では、軌跡Ｋを移動するマーカ１０９を正確かつ確実に検出できる領域Ｌを設定することが困難である。
【００１６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、インターベンション治療においてステントのＸ線像を重ね合わせる際に、マーカの誤検出を好適に回避できるＸ線透視撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係るＸ線透視撮影装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線源と、前記被検体およびＸ線不透過性のマーカを透過したＸ線を検出して検出信号を出力するＸ線検出手段と、前記検出信号を用いて、所定のフレーム周期毎にＸ線画像を生成する画像生成手段と、前記複数のＸ線画像に基づいて、前記マーカの軌跡を生成する軌跡生成手段と、前記軌跡を含む領域を注目領域として設定する注目領域設定手段とを備え、前記マーカの軌跡の生成に用いられた前記複数のＸ線画像の後に前記画像生成手段が生成した前記Ｘ線画像におけるＸ線照射領域の一部である前記注目領域の範囲内を探索することによって当該Ｘ線画像中における前記マーカの位置を検出するマーカ検出手段を更に有することを特徴とするものである。
【００１８】
［作用・効果］本発明に係るＸ線透視撮影装置によれば、軌跡生成手段と注目領域設定手段とを備えている。画像生成手段は所定のフレーム周期毎にＸ線画像を生成し、軌跡生成手段は複数のＸ線画像に基づいて、Ｘ線不透過性のマーカの軌跡を生成する。注目領域設定手段は、軌跡を含む領域を注目領域として設定する。操作者は軌跡生成手段が生成するマーカの軌跡を参照することによって容易に注目領域を設定できる。従って、注目領域を設定する際に操作者が受ける負担を軽減できる。
【００１９】
マーカ検出手段は、マーカの軌跡の生成に用いられた複数のＸ線画像の後に画像生成手段が生成したＸ線画像におけるＸ線照射領域の一部である注目領域の範囲内を探索することによってＸ線画像からマーカの位置を検出する。注目領域はマーカが周期的に辿る軌跡を含んでいるので、マーカ検出手段はＸ線画像のうち注目領域の範囲内を探索することによって、確実にＸ線画像からマーカの位置を検出できる。
【００２０】
さらに、Ｘ線画像にマーカの類似物が映っている場合であっても、類似物の位置を注目領域の範囲外とすることによって、マーカ検出手段が類似物をマーカと誤認識することを回避できる。その結果、より確実にマーカを検出できるので、操作者はより精密なインターベンション治療を実行することが可能となる。
なお、本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとってもよい。
すなわち、本発明に係るＸ線透視撮影装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線源と、前記被検体およびＸ線不透過性のマーカを透過したＸ線を検出して検出信号を出力するＸ線検出手段と、前記検出信号を用いて、所定のフレーム周期毎にＸ線画像を生成する画像生成手段と、前記複数のＸ線画像に基づいて、前記マーカの軌跡を生成する軌跡生成手段と、前記軌跡生成手段が生成した前記マーカの軌跡を表示する表示手段と、術者によって操作され、前記軌跡を含む領域として前記術者が選択した範囲に関する情報を入力する入力手段と、前記入力手段によって入力された、前記軌跡を含む領域を注目領域として設定する注目領域設定手段とを備え、前記マーカの軌跡の生成に用いられた前記複数のＸ線画像の後に前記画像生成手段が生成した前記Ｘ線画像におけるＸ線照射領域の一部である前記注目領域の範囲内を探索することによって当該Ｘ線画像中における前記マーカの位置を検出するマーカ検出手段を更に有することを特徴とするものである。
本発明に係るＸ線透視撮影装置によれば、軌跡生成手段が生成するマーカの軌跡は表示手段によって表示される。操作者は表示手段によって表示されるマーカの軌跡を参照することによって容易かつ精密に軌跡を含む領域を選択できる。また選択された領域は入力手段に入力され、注目領域として設定される。従って、注目領域を設定する際に操作者が受ける負担を軽減できる。
【００２１】
また、上述した発明において、前記軌跡生成手段は、前記複数のＸ線画像を加算処理することによって前記マーカが周期的に辿る軌跡を映す合成画像を生成することが好ましい。
【００２２】
［作用・効果］本発明に係るＸ線透視撮影装置によれば、軌跡生成手段は複数のＸ線画像を加算処理することによって、マーカが周期的に辿る軌跡を映す合成画像を生成する。マーカはＸ線不透過性であるので、マーカの位置に相当する画素は他の画素と比べて画素値が大きく異なる。そのため複数枚のＸ線画像を加算処理して生成される合成画像では、マーカが辿る軌跡に相当する画素とそれ以外の画素とで画素値が異なる。従って、操作者は合成画像を参照してマーカが周期的に辿る軌跡を容易に確認できるので、マーカが周期的に辿る軌跡を含む注目領域を容易に設定することが可能となる。
【００２３】
また、上述した発明において、前記軌跡生成手段が生成する前記合成画像はピークホールド画像であることが好ましい。
【００２４】
［作用・効果］本発明に係るＸ線透視撮影装置によれば、軌跡生成手段は複数のＸ線画像に基づいてピークホールド画像を生成する。ピークホールド画像はＸ線画像の各々について、同じ位置にある画素ごとに画素値の最小値（または最大値）を選択することによって生成される画像である。マーカはＸ線不透過性であるので、マーカの位置に相当する画素は他の画素と比べて画素値が大きく異なる。すなわち、ピークホールド画像において、マーカが辿る軌跡に相当する画素にはマーカのＸ線像が映る。そのため、マーカが辿る軌跡に相当する画素とそれ以外の画素とで画素値が大きく異なる。従って、操作者は合成画像を参照してマーカが周期的に辿る軌跡をより容易に確認できるので、マーカが周期的に辿る軌跡を含む注目領域をより容易に設定することが可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係るＸ線透視撮影装置によれば、軌跡生成手段と注目領域設定手段とを備えている。画像生成手段は所定のフレーム周期毎にＸ線画像を生成し、軌跡生成手段は複数のＸ線画像に基づいて、Ｘ線不透過性のマーカの軌跡を生成する。注目領域設定手段は、軌跡を含む領域を注目領域として設定する。操作者は軌跡生成手段が生成するマーカの軌跡を参照することによって容易に注目領域を設定できる。従って、注目領域を設定する際に操作者が受ける負担を軽減できる。
【００２６】
マーカ検出手段は、注目領域の範囲内を探索することによってＸ線画像からマーカの位置を検出する。注目領域はマーカが周期的に辿る軌跡を含んでいるので、マーカ検出手段はＸ線画像のうち注目領域の範囲内を探索することによって、確実にＸ線画像からマーカの位置を検出できる。
【００２７】
さらに、Ｘ線画像にマーカの類似物が映っている場合であっても、類似物の位置を注目領域の範囲外とすることによって、マーカ検出手段が類似物をマーカと誤認識することを回避できる。その結果、より確実にマーカを検出できるので、操作者はより精密なインターベンション治療を実行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施例に係るＸ線透視撮影装置の構成を説明する正面図である。
【図２】実施例に係るＸ線透視撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。
【図３】実施例に係るカテーテルシステムの構成を説明する概略図である。
【図４】実施例の動作の工程を説明するフローチャートである。
【図５】実施例に係るステップＳ２の工程を説明する概略図である。上図はＸ線画像検出部によって検出される一連のＸ線画像を示す図であり、下図は一連のＸ線画像に基づいて生成されるピークホールド画像を示す図である。
【図６】実施例に係るステップＳ３の工程を説明する概略図である。（ａ）は実施例において設定される注目領域を示す図であり、（ｂ）は変形例において設定される注目領域を示す図である。
【図７】実施例に係るステップＳ５の工程を説明する概略図である。上図は特徴点が検出されたＸ線画像Ｒの各々を示す図であり、左下図はＸ線画像を重ね合わせて生成される積算画像を示す図であり、右下図は重ね合わせた積算画像を切り出し・拡大した図である。
【図８】従来例に係るＩＶＲの工程を説明する図である。（ａ）は狭窄部にステントを到達させる工程を説明する図であり、（ｂ）は開大させたステントを狭窄部に留置する工程を説明する図である。
【図９】従来例の問題点に対する比較例の構成を説明する図である。（ａ）は心拍の各周期においてＸ線画像の各々に映るステントおよびマーカの位置を示す図であり、（ｂ）はマーカが周期的に辿る軌跡を説明する図であり、（ｃ）は比較例において設定される注目領域の問題点を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。図１は実施例に係るＸ線透視撮影装置の構成を説明する正面図であり、図２は実施例に係るＸ線透視撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。
【００３０】
＜全体構成の説明＞
実施例に係るＸ線透視撮影装置１は、水平姿勢をとる被検体Ｍを載置させる天板３と、被検体Ｍに対してＸ線を照射するＸ線管５と、Ｘ線管５から照射されたＸ線を検出して電荷信号に変換するＸ線検出器７とを備えている。Ｘ線管５とＸ線検出器７は、天板３を挟んで対向配置されている。
【００３１】
Ｘ線検出器７はＸ線を検出する検出面を備えており、検出面にはＸ線検出素子が二次元的に配列されている。実施例では、Ｘ線検出器７としてフラットパネル型検出器（ＦＰＤ）を用いることとする。Ｘ線管５は本発明におけるＸ線源に相当し、Ｘ線検出器７は本発明におけるＸ線検出手段に相当する。
【００３２】
Ｘ線管５とＸ線検出器７は、Ｃ形アーム９の一端と他端にそれぞれ設けられている。Ｃ形アーム９はアーム保持部材１１に保持されており、符号ＲＡで示されるＣ型アーム９の円弧経路に沿ってスライド移動するように構成される。アーム保持部材１１は支柱１３の側面部に配設されており、ｘ方向（天板３の長手方向、および被検体Ｍの体軸方向）に平行な水平軸ＲＢの軸周りに回転可能となるように構成される。アーム保持部材１１に保持されているＣ形アーム９は、アーム保持部材１１に従ってｘ方向の軸周りに回動する。
【００３３】
支柱１３は床面に配設された支持基台１５に支持されており、ｙ方向（天板３の短手方向）に水平移動が可能となるように構成される。支柱１３に支持されているアーム支持部材１１およびＣ形アーム９は、支柱１３の水平移動に従ってｙ方向へ移動する。コリメータ１７はＸ線管５に設けられており、Ｘ線管５から照射されるＸ線を角錐となっているコーン状に制限する。
【００３４】
ここでＸ線撮影装置１の構成をさらに詳細に説明する。Ｘ線撮影装置１は図２に示すように、Ｘ線照射制御部１９と、検出器制御部２１と、アーム駆動制御部２３と、画像処理部２５とを備えている。Ｘ線照射制御部１９はＸ線管５に高電圧を出力するように構成されている。Ｘ線照射制御部１９が与えた高電圧出力に基づいて、Ｘ線管５が照射するＸ線量、およびＸ線を照射するタイミングが制御される。検出器制御部２１は、Ｘ線検出器７において変換された電荷信号、すなわちＸ線検出信号を読み出す動作を制御する。
【００３５】
アーム駆動制御部２３はＣ型アーム９のスライド移動を制御する。符号ＲＡで示す方向にＣ型アーム９がスライド移動することにより、Ｘ線管５およびＸ線検出器７は対向配置状態を維持したまま、各々の空間的位置が変化する。また、アーム駆動制御部２３は、Ｃ型アーム９のスライド移動に加えて、アーム支持部材１１の回転移動を統括制御する。Ｘ線管５およびＸ線検出器７はＣ型アーム９に設けられているので、アーム支持部材１１の回転移動に従って、対向配置状態を維持したまま各々の空間的位置が変化する。
【００３６】
画像処理部２５は、Ｘ線画像生成部２７と、Ｘ線画像検出部２９と、ピークホールド画像生成部３１と、注目領域表示部３３と、特徴点検出部３５と、積算部３７とを備えている。画像生成部２７はＸ線検出器７の後段に設けられており、Ｘ線検出器７から出力されたＸ線検出信号に基づいて、Ｘ線画像を断続的に生成する。Ｘ線画像検出部２９は画像生成部２７の後段に設けられており、生成された一連のＸ線画像のうち、直近に生成された所定の複数枚のＸ線画像を検出する。Ｘ線画像生成部２７は本発明における画像生成手段に相当する。
【００３７】
ピークホールド画像生成部３１はＸ線画像検出部２９の後段に設けられており、Ｘ線画像検出部２９が検出した複数枚のＸ線画像を用いてピークホールド画像を生成する。ピークホールド画像は複数枚のＸ線画像の各々について、同じ位置にある画素ごとに画素値の最小値（または最大値）を選択することによって生成される画像である。ピークホールド画像は本発明における合成画像に相当し、ピークホールド画像生成部３１は本発明における軌跡生成手段に相当する。
【００３８】
注目領域表示部３３はピークホールド画像生成部３１の後段に設けられており、後述する入力部３９に入力される指示内容に従って、ピークホールド画像に注目領域を重畳表示させる。特徴点検出部３５は注目領域表示部３３およびＸ線画像生成部２７の後段に設けられている。特徴点検出部３５はＸ線画像生成部２７が生成するＸ線画像の各々について、ピークホールド画像に設定された注目領域の範囲内を探索して特徴点を検出する。
【００３９】
積算部３７は特徴点検出部３５の後段に設けられている。積算部３７は特徴点検出部３５が検出した特徴点を基準として、画像生成部２７が生成するＸ線画像を重ね合わせて積算画像を生成する。特徴点検出部３５は本発明におけるマーカ検出手段に相当する。
【００４０】
Ｘ線撮影装置１はさらに入力部３９と、モニタ４１と、記憶部４３と、主制御部４５とを備えている。入力部３９は操作者の指示を入力するものであり、その一例としてキーボード入力式、マウス入力式、またはタッチ入力式のパネルなどが挙げられる。また操作者は入力部３９を操作することにより、ピークホールド画像に対して注目領域を設定する。入力部３９は本発明における注目領域設定手段に相当する。
【００４１】
モニタ４１は、画像生成部２９が生成するＸ線画像を例とする各種画像を表示する。記憶部４３は、画像生成部２９やピークホールド画像生成部３１などが生成する各種画像を記憶する。主制御部４５は、Ｘ線照射制御部１９、検出器制御部２１、アーム駆動制御部２３、画像処理部２５、モニタ４１、および記憶部４３の各々を統括制御する。
【００４２】
図３はインターベンション治療に使用するカテーテルシステム４６の構成を示す概略図である。カテーテルシステム４６は、カテーテル４７と、ガイドワイヤ４９と、ステント５１とを備えている。ガイドワイヤ４９は管状のカテーテル４７の内部に挿通されている。ステント５１はカテーテル４７の内部に設けられており、ガイドワイヤ４９に沿って矢印で示す方向へ移動を可能とする構成を有している。ステント５１は、本発明におけるデバイスに相当する。
【００４３】
ステント５１はステンレス鋼などの金属線材によって網目の筒状に構成されるものであり、内部には図示しないバルーンが設けられている。また、ステント５１は複数のマーカ５３を備えている。実施例においてマーカ５３の数は２つであるが、マーカ５３の数は適宜変更してもよい。２つのマーカ５３のうち、一方のマーカ５３Ａはステント５１の先端側に設けられており、他方のマーカ５３Ｂはステント５１の基端側に設けられている。
【００４４】
インターベンション治療においては、血管が狭窄した部分にステント５１を配置する。そして配置されたステント５１をバルーンにより膨らませ、膨らんだステント５１を血管内に留置することによって狭窄していた血管を拡げて血流を正常に保つことができる。また、マーカ５３の各々はＸ線不透過性の材料によって構成されており、Ｘ線画像におけるステント５１の位置を明示する。マーカ５３を構成する材料の一例としては、金、プラチナ、タンタルなどの金属が挙げられる。ステント５１は本発明におけるデバイスに相当する。マーカ５３は本発明における特徴点に相当する。
【００４５】
＜動作の説明＞
次に実施例に係るＸ線透視撮影装置１の動作について説明する。説明を行うにあたり、Ｘ線透視撮影装置１を用いてインターベンション治療を行う工程を例として用いることとする。図４は実施例に係るＸ線透視撮影装置１の動作の工程を説明するフローチャートである。
【００４６】
ステップＳ１（Ｘ線画像の生成）
インターベンション治療を行うにあたり、まず被検体Ｍの太ももの付け根などに小さな穴を開け、カテーテルシステム４６を血管内に挿入する。そしてカテーテルシステム４６を挿入した後、Ｘ線透視によってＸ線画像を連続して生成する。すなわち、Ｘ線管５から被検体Ｍに対して低線量のＸ線が断続的に照射される。被検体Ｍを透過したＸ線はＸ線検出器７によって検出される。検出されたＸ線は電気信号であるＸ線検出信号に変換され、変換されたＸ線検出信号はＸ線画像生成部２７へと出力される。
【００４７】
Ｘ線画像生成部２７は出力されたＸ線検出信号に基づいて、カテーテル４７やステント５１などが映し出されたＸ線画像Ｐを断続的に生成する。実施例において、Ｘ線画像Ｐは一例として１５〜３０ＦＰＳ程度のフレームレートで生成される。Ｘ線画像生成部２７において生成されたＸ線画像Ｐの各々はＸ線画像検出部２９へ送信される。またモニタ４１は、断続的に生成されるＸ線画像Ｐの各々をリアルタイムで表示する。操作者はモニタ４１に表示されるリアルタイムのＸ線画像Ｐを参照し、ステント５１を血管の狭窄部へ到達させる。
【００４８】
ステップＳ２（ピークホールド画像の生成）
新たにステント留置を行う場合、既に留置されているステントとの間に隙間があると血管が再狭窄する可能性がある。そのため、特に狭窄部へステント５１を到達させた後においては、ステント５１の精密な位置を確認すべく、ステント５１の視認性がより高いＸ線画像を取得する必要がある。実施例に特徴的な構成として、ステント５１の視認性が高いＸ線画像を取得するために、ピークホールド画像の生成を行う。
【００４９】
ピークホールド画像の生成を行うため、まず操作者は入力部３９を操作してＸ線の照射を停止させ、ステントビューモードをオンの状態とする。ステントビューモードがオンの状態の場合、主制御部４５はＸ線画像検出部２９、ピークホールド画像生成部３１、注目領域表示部３３、特徴点検出部３５、および積算部３７の各々をオンの状態とする。
【００５０】
Ｘ線画像検出部２９はＸ線画像生成部２７が生成するＸ線画像Ｐのうち、直近の所定時間Ｔの間に生成された一連のＸ線画像Ｐを検出する。所定時間Ｔは、少なくとも被検体Ｍの心拍１回の周期に相当する時間であることが好ましい。一例として所定時間Ｔが２秒、Ｘ線画像Ｐのフレームレートが１５ＦＰＳである場合、Ｘ線画像検出部２９は直近に生成された３０枚のＸ線画像Ｐを検出する。
【００５１】
ここで説明の便宜上、実施例において所定時間Ｔは心拍１回に相当する時間であるものとする。また実施例では心拍１回において４フレームのＸ線画像Ｐが生成されているものとする。この場合、Ｘ線画像検出部２９は直近に生成される一連のＸ線画像Ｐとして、Ｘ線画像Ｐａ〜Ｐｅを検出する。検出されたＸ線画像Ｐａ〜Ｐｅの各々は、ピークホールド画像生成部３１へ送信される。
【００５２】
なお、各々のＸ線画像Ｐａ〜Ｐｅに映るマーカ５３Ａをそれぞれ、マーカ５３Ａａ〜５３Ａｅとする。また、各々のＸ線画像Ｐａ〜Ｐｅに映るマーカ５３Ｂをそれぞれ、マーカ５３Ｂａ〜５３Ｂｅとする（図５上図参照）。この場合、心拍１回の周期において生成されるＸ線画像Ｐは４フレームであるので、Ｘ線画像ＰａとＸ線画像Ｐｅとは同じ位相である。すなわち、Ｘ線画像Ｐａに映るＸ線像の位置と、Ｘ線画像Ｐｅに映るＸ線像の位置とは略同じである。
【００５３】
ピークホールド画像生成部３１は、Ｘ線画像検出部２９が検出したＸ線画像Ｐａ〜Ｐｅについて、同じ位置にある画素ごとに画素値の最小値を選択することによってピークホールド画像Ｑを生成する。マーカ５３はＸ線不透過性の材料で構成されるので、マーカ５３が位置する画素は、他の画素と比べて画素値が非常に小さい。そのためピークホールド画像Ｑでは、Ｘ線画像Ｐａ〜Ｐｅのいずれかにおいてマーカ５３が映る画素の各々には、最小画素値としてマーカ５３のＸ線像が選択されて映り込む。
【００５４】
従って、ピークホールド画像Ｑにおいて、マーカ５３Ａａ〜５３Ａｅ、およびマーカ５３Ｂａ〜５３ＢｅのＸ線像が全て映り込む（図５下図参照）。説明の便宜上、ピークホールド画像Ｑにおいて、マーカ５３を除く構成のＸ線像を省略している。ピークホールド画像Ｑの画像データは、注目領域表示部３３へ送信されるとともにモニタ４１に表示される。
【００５５】
ステップＳ３（注目領域の設定）
操作者はモニタ４１に表示されるピークホールド画像Ｑを参照して、注目領域の設定を行う。注目領域とは後述するステップＳ４において、特徴点であるマーカ５３の検出を行う領域である。操作者は入力部３９を操作して、一例としてピークホールド画像Ｑに映るマーカ５３の全てが領域の範囲内となるように注目領域Ｌを設定する（図６（ａ））。注目領域表示部３３は入力部３９に入力された指示内容に従って、モニタ４１に表示されているピークホールド画像Ｑに対して、注目領域Ｌの範囲を重畳表示する。なお注目領域Ｌを設定する際に、マーカの類似物Ｆが領域の範囲外となるように注目領域Ｌを設定する。
【００５６】
ＩＶＲにおいて、ステント５１およびマーカ５３の各々は、被検体の心拍などによって一定の軌跡を描くように周期的に移動する。すなわちマーカ５３Ａａ〜５３Ａｅは軌跡ＫＡに沿って移動し、マーカ５３Ｂａ〜５３Ｂｅは軌跡ＫＢに沿って移動する。（図６（ａ））。Ｘ線画像検出部２９が検出するＸ線画像の枚数が多い場合、ピークホールド画像Ｑには軌跡ＫＡに沿って位置する多数のマーカ５３Ａと、軌跡ＫＢに沿って位置する多数のマーカ５３Ｂとが映り込む。従って、Ｘ線画像検出部２９が検出するＸ線画像の枚数が多いほど、操作者はマーカ５３が辿る正確な軌跡を容易に確認できる。
【００５７】
注目領域Ｌを設定する構成としては、マウス操作やジョイスティック操作によって注目領域Ｌに相当する範囲をカーソル表示する方法や、タッチペンを用いて注目領域Ｌに相当する範囲をモニタ４１に直接書き込む方法が挙げられる。特に後者の場合、操作者はマーカ５３が辿る軌跡の形状に応じて、マーカ５３の全てを含む最低限の範囲について、注目領域Ｌを容易に設定できる。ピークホールド画像Ｑに設定された注目領域Ｌの位置および範囲に関する情報は、特徴点検出部３５へ送信される。
【００５８】
ステップＳ４（Ｘ線画像の撮影および特徴点の検出）
ステップＳ３の終了後、ステント５１の強調されたＸ線画像の生成を行う。すなわち操作者は入力部３９を操作して再度Ｘ線の照射を行う。実施例ではステップＳ４において、Ｘ線透視と比べて照射Ｘ線量の多いＸ線撮影によってＸ線画像Ｒを複数枚生成する。実施例において生成されるＸ線画像Ｒの枚数は４枚とし、各々の画像をＸ線画像Ｒａ〜Ｒｄとする。なお、Ｘ線画像Ｒの枚数は適宜変更してよいし、Ｘ線透視によってＸ線画像Ｒの各々を生成してもよい。Ｘ線画像Ｒａ〜Ｒｄの各々は、特徴点検出部３５へ送信される。
【００５９】
特徴点検出部３５は注目領域Ｌの情報を参照して、再度のＸ線照射によって生成されたＸ線画像Ｒａ〜Ｒｄの各々からマーカ５３を検出する。すなわち特徴点検出部３５は注目領域Ｌの情報に基づいてＸ線画像Ｒの各々に注目領域Ｌを設定し、設定された注目領域Ｌの範囲内でのみマーカ５３の探索を行う（図７上段）。心拍などに従ってマーカ５３が周期的に辿る軌跡は、すべて注目領域Ｌの範囲内に含まれている。そのため注目領域Ｌの範囲内を探索することにより、特徴点検出部３５はＸ線画像Ｒａ〜Ｒｄの各々からマーカ５３を確実に検出できる。マーカ５３が検出されたＸ線画像Ｒａ〜Ｒｄの各々は、積算部３７へ送信される。
【００６０】
ステップＳ５（積算画像の生成）
積算部３７は、ステント５１のＸ線像を強調表示するため、Ｘ線画像Ｒａ〜Ｒｄの各々を重ね合わせる。すなわち積算部３７はマーカ５３の各々を基準としてＸ線画像Ｒａ〜Ｒｄを重ね合わせ、積算画像Ｓを生成する（図７下段左）。積算画像Ｓは必要に応じて適宜切り出し処理、および拡大回転処理が施されてモニタ４１に表示される（図７下段右）。マーカ５３の探索はＸ線画像Ｒ全体のうち、注目領域Ｌの範囲内に対して行われる、そのため、注目領域Ｌの外部にマーカの類似物Ｆが存在していた場合、類似物Ｆがマーカ５３として誤認識されることがない。
【００６１】
このような構成により、積算部３７はＸ線画像Ｒａ〜Ｒｄの各々に映るステント５１の位置合わせを正確に行うことができる。その結果、積算画像Ｓにおいてステント５１はより確実に強調表示され、視認性の高いＸ線像として映ることとなる。操作者は積算画像Ｓにおいて強調表示されるステント５１を確認し、血管の狭窄部においてより好適な位置にステント５１を留め置くことができる。
【００６２】
＜実施例の構成による効果＞
このように、実施例に係るＸ線透視撮影装置はピークホールド画像生成部を備えている。ピークホールド画像生成部３１は少なくとも心拍１回の周期の間に生成される一連のＸ線画像に基づいてピークホールド画像Ｑを生成する。操作者は入力部３９を操作し、ピークホールド画像Ｑに映るマーカ５３の位置に基づいて注目領域Ｌを設定する。特徴点検出部３５は注目領域Ｌの範囲内に対してマーカ５３の探索を行い、Ｘ線画像の各々からマーカ５３を検出する。
【００６３】
マーカ５３およびステント５１は一般的に、被検体の心拍に応じて周期的に移動する。ピークホールド画像Ｑは、心拍１回の周期の間に生成される一連のＸ線画像Ｐについて、同じ位置にある画素ごとに画素値の最小値を選択することによって生成される。一連のＸ線画像Ｐの各々には、周期的な軌跡を辿るマーカ５３のいずれかが映る。また、マーカ５３はＸ線不透過性の材料で構成されるので、マーカ５３が位置する画素は他の画素と比べて画素値が非常に小さい。従ってピークホールド画像Ｑには、マーカ５３の各々が周期的に辿る軌跡の全体像が映り込む。
【００６４】
操作者はピークホールド画像Ｑに映るマーカ５３の移動軌跡全体を参照し、マーカ５３が周期的に辿る軌跡全体を含む最小範囲の注目領域Ｌを設定する。ピークホールド画像Ｑは静止画であるので、操作者は絶えず動くマーカ５３の像を確認する必要がない。そのため注目領域Ｌの設定が容易となる。また、ピークホールド画像Ｑにはマーカ５３が周期的に辿る軌跡全体が映っているので、注目領域Ｌを設定する際にピークホールド画像以外のＸ線画像を参照する必要がない。従って、注目領域Ｌを設定する際に受ける操作者の負担を大幅に低減できる。
【００６５】
特徴点検出部３５は設定された注目領域Ｌの情報に基づいて、Ｘ線画像Ｒの各々に対して注目領域Ｌの範囲内を探索する。注目領域Ｌはマーカ５３が周期的に辿る軌跡全体を含むので、注目領域の範囲内を探索することにより、特徴点検出部３５は確実にマーカ５３を検出できる。
【００６６】
また、特徴点検出部がマーカ５３を探索する範囲は注目領域Ｌの範囲内に限られる。そのためＸ線画像Ｒにマーカの類似物Ｆが映っている場合であっても、類似物Ｆの位置が注目領域Ｌの範囲外となるように注目領域Ｌを設定することにより、マーカ類似物がマーカ５３として誤認識されることを回避できる。さらにマーカ５３の探索範囲を注目領域内に限定することにより、マーカ５３の検出に要する時間および手順を短縮できる。
【００６７】
積算部３７は、特徴点検出部３５が検出したマーカ５３の各々の位置を基準としてＸ線画像Ｒの各々を重ね合わせる。注目領域Ｌの設定により、マーカ５３の誤認識は好適に回避されるので、積算部３７はＸ線画像Ｒの各々に映るステント５１の位置を好適に合わせることができる。従って、Ｘ線画像Ｒを重ね合わせて生成される積算画像Ｓにおいて、ステント５１のＸ線像は好適に強調される。このように、実施例に係るＸ線透視撮影装置１を用いることによって、操作者はより視認性の高いステントが映る積算画像を取得できる。その結果、インターベンション治療の術式において、より好適な位置にステントを留め置くことが可能となる。
【００６８】
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００６９】
（１）上述した各実施例では、心拍１回の周期の間に生成される一連のＸ線画像Ｐに基づいてピークホールド画像Ｑを生成し、ピークホールド画像Ｑに対して注目領域Ｌを設定するが、注目領域Ｌを設定する対象はピークホールド画像に限られない。すなわち注目領域Ｌを設定する対象としては、周期的にマーカ５３が移動する軌跡全体を映す画像であればよい。ピークホールド画像以外の具体例としては、心拍１回の周期の間に生成される一連のＸ線画像Ｐを加算処理して生成される加算処理画像Ｖなどが挙げられる。
【００７０】
また、心拍１回の周期の間に生成される一連のＸ線画像Ｐに基づく点にも限定されない。例えば、ある時点以降のＸ線画像Ｐの全てに基づいてピークホールド画像Ｑを生成してもよい。ただし、直近１周期分のＸ線画像Ｐを用いることで、被検体やＸ線透視撮影装置１が動いたような場合でも、軌跡の範囲を適切に追随することができる点で有効である。
【００７１】
Ｘ線画像Ｐの各々において、マーカ５３の位置に相当する画素では画素値が非常に小さい。そのためＸ線画像Ｐの各々を加算処理した場合、加算処理画像Ｖにおいて、マーカ５３が周期的に辿る軌跡に相当する画素は他の画素と比べて画素値が小さくなる。従って、加算処理画像Ｖには画素値の小さい領域として、マーカ５３が辿る軌跡が映り込む。このような変形例において、操作者は静止画である加算処理画像Ｖに映るマーカ５３の軌跡全体を視認し、入力部３９を操作して注目領域Ｌを好適に設定できる。
【００７２】
（２）上述した各実施例において、Ｘ線画像検出部２９は直近の所定時間Ｔの間に生成されるＸ線画像Ｐを全て検出するが、Ｘ線画像を検出する基準は時間に限られない。すなわちＸ線画像検出部２９は直近に生成される所定枚数（例えば２０枚）のＸ線画像Ｐを検出し、ピークホールド画像生成部３１へ送信してもよい。
【００７３】
（３）上述した実施例では、ステップＳ３において、ピークホールド画像Ｑに映る全てのマーカ５３を囲むように１つの注目領域Ｌを設定したがこれに限られない。すなわち積算画像Ｒの生成に用いるＸ線画像Ｐの枚数などの条件に応じて、設定する注目領域Ｌの数や範囲を適宜変更してよい。すなわちマーカ５３Ａの各々が辿る軌跡ＫＡと、マーカ５３Ｂの各々が辿る軌跡ＫＢのそれぞれを囲むように２との注目領域Ｌを設定してもよい（図６（ｂ））。この場合、注目領域Ｌは軌跡ＫＡおよびＫＢの全体を含み、かつより限定された範囲となるので、マーカの類似物Ｆがマーカ５３として誤認識されることをより好適に回避できる。
【００７４】
（４）上述した実施例において、ピークホールド画像生成部３１は同じ位置にある画素ごとに画素値の最小値を選択することによってピークホールド画像Ｑを生成する。しかし実施例と逆にＸ線画像において、Ｘ線不透過性の物体に相当する画素の画素値が高くなるように構成されている場合（ネガ画像の場合）、ピークホールド画像生成部３１は同じ位置にある画素ごとに画素値の最大値を選択することによってピークホールド画像Ｑを生成すればよい。
【００７５】
（５）上記した実施例において、ステップＳ２では、ピークホールド画像Ｑを生成することとしたが、画像を生成することに限定されない。例えば、ステップＳ２において、各フレーム周期におけるマーカの軌跡のみを座標データの形式で保持し、ステップＳ３において、その保持された座標データ群を含む座標領域を、注目領域Ｌとして設定してもよい。
【００７６】
（６）上記した実施例では、心拍、呼吸等の被検体の周期性体動きによるマーカの移動範囲を軌跡として設定したが、被検体の動作に限られるものではない。例えば、撮像装置が、被検体の周囲を回転したり、往復運動するような場合においても、Ｘ線画像中のマーカの軌跡を記録して、その軌跡を含む範囲を探索領域として設定することとしてもよい。
【００７７】
その他、複数のＸ線画像中におけるマーカ位置を含む領域を注目領域として設定する限りにおいて、種々の実施形態を変更することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１    …Ｘ線透視撮影装置
３    …天板
５    …Ｘ線管（Ｘ線源）
７    …Ｘ線検出器（Ｘ線検出手段）
９    …Ｃ型アーム
１７  …コリメータ
１９  …Ｘ線照射制御部
２３  …アーム駆動制御部
２７  …Ｘ線画像生成部（画像生成手段）
２９  …Ｘ線画像検出部
３１  …ピークホールド画像生成部（軌跡生成手段）
３３  …注目領域表示部
３５  …特徴点検出部（マーカ検出手段）
３７  …積算部
３９  …入力部（注目領域設定手段）
【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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