(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体をＸ線撮影して得た第１の画像を保存する保存手段と、
この保存手段に保存されている前記第１の画像にフィルタ処理を施して第２の画像を得るフィルタ処理手段と、
造影剤注入後にＸ線撮影して得た第３の画像から前記第１の画像を減算処理して第４の画像を得、前記第２の画像と前記被検体の血管に医療用具を挿入し撮影して得られた第５の画像を減算処理して第６の画像を得、更に、前記第４の画像と第６の画像とを加算して第７の画像を得る演算手段とを備えることを特徴とするＸ線画像診断装置。
【請求項２】
被検体をＸ線撮影して得た第１の画像を保存する保存手段と、
この保存手段に保存されている前記第１の画像にフィルタ処理を施して第２の画像を得るフィルタ処理手段と、
造影剤注入後にＸ線撮影して得た第３の画像から前記第２の画像を減算処理して第４の画像を得、前記第１の画像と前記被検体の血管に医療用具を挿入し撮影して得られた第５の画像を減算処理して第６の画像を得、更に、前記第４の画像と第６の画像とを加算して第７の画像を得る演算手段とを備えることを特徴とするＸ線画像診断装置。
【請求項３】
被検体をＸ線撮影して得た第１の画像を保存する第１のステップと、
前記保存されている前記第１の画像にフィルタ処理を施して第２の画像を得る第２のステップと、
造影剤注入後にＸ線撮影して得た第３の画像から前記第１の画像を減算処理して第４の画像を得る第３のステップと、
前記第２の画像と前記被検体の血管に医療用具を挿入し撮影して得られた第５の画像を減算処理して第６の画像を得る第４のステップと、
前記第４の画像と第６の画像とを加算して第７の画像を得る第５のステップとを備えることを特徴とするＸ線画像作成方法。
【請求項４】
被検体をＸ線撮影して得た第１の画像を保存する第１のステップと、
前記保存されている前記第１の画像にフィルタ処理を施して第２の画像を得る第２のステップと、
造影剤注入後にＸ線撮影して得た第３の画像から前記第２の画像を減算処理して第４の画像を得る第３のステップと、
前記第１の画像と前記被検体の血管に医療用具を挿入し撮影して得られた第５の画像を減算処理して第６の画像を得る第４のステップと、
前記第４の画像と第６の画像とを加算して第７の画像を得る第５のステップとを備えることを特徴とするＸ線画像作成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばカテーテルを用いた治療を支援するのに好適なＸ線画像診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、動脈瘤等の治療を行なう際、従来は外科的手技により切開して患部に到達する必要があった。しかし近年、画像診断的介入治療（Interventional  Radiology：ＩＶＲ）と称される侵襲性の非常に低い治療法が開発され、臨床に供されるようになってきた。
このＩＶＲによる動脈瘤の治療法を簡単に説明すると、先ず、血管造影法により撮影したコントラスト像をロードマップとして表示する。次に、このロードマップをガイドとして、Ｘ線透視下にて血管内にガイドワイヤを通し、さらにガイドワイヤに沿ってカテーテルを患部へ導く。そして、患部に到達したカテーテルの先端から、コイルのような閉塞物質を動脈瘤の中に留置させる。この留置させた閉塞物質によって動脈瘤内の血流が妨害されることになり、結果として動脈瘤内で血液を凝固させて治療目的を達成するものである。なお、上記のガイドワイヤ、カテーテル、コイルのような閉塞物質などを、医療用具と称するものとする。
ところで、ＩＶＲを実施する際に、患部付近における骨や臓器などの背景に対する血管および血管内に挿入されるガイドワイヤなど医療用具の位置関係を術者に知らせる手段として、ランドマーク像をモニタに表示することがおこなわれていた。このランドマーク像は、対象部位の血管に造影剤を注入して撮影したＸ線画像をマスク像とするとともに、この血管中に例えばガイドワイヤを挿入して撮影したＸ線画像をライブ像とし、両者に対して係数差をつけて重ね合わせることによって作られていた。
【０００３】
このランドマーク像の従来の作成工程を、図６を参照して説明する。
すなわち、対象部位の血管に造影剤を注入してＸ線撮影した背景（主として骨である。）と血管を含む画像をマスク像Maskとして、メモリなどに記録しておく。次に、この血管中に例えばガイドワイヤを挿入し、造影剤を注入せずにＸ線撮影して背景とガイドワイヤを含むライブ像Liveを得る。そして、マスク像Maskには係数ａを、また、ライブ像Liveには係数ｂを乗じて、両者を重ね合わせるような演算をすることによって、ランドマーク像Landmarkを作っていた。このことを数式で示すと（１）式のようになり、ここでｃは補正係数である。
Landmark  ＝  ａ＊Mask  ＋  ｂ＊Live  ＋  ｃ    ・・（１）
このようにして、マスク像Maskとライブ像Liveに含まれる背景情報のレベルに差を付けることにより、レベルを押さえた背景とともに血管やガイドワイヤを表示し、背景に対する血管とガイドワイヤなど医療用具の位置関係を表わしたランドマーク像Landmarkを得ていた。そして、このランドマーク像Landmarkをモニタに表示して術者へ提供していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、計算結果であるランドマーク像Landmarkの画素レベルを元の画像と揃えるために、（１）式の係数ａとｂの間には、ａ＋ｂ＝１の関係が成り立つ必要がある。この関係のもとでは、背景全体のレベルは変わらないという利点はあるものの、背景に含まれる血管やガイドワイヤなど医療用具のレベルが、元のそれぞれの画像に比べて極端に低下してしまうという問題があった。
すなわち、マスク像Mask（すなわち血管）を強調しようとすればライブ像Live（すなわちガイドワイヤなどの医療用具）が薄くなり、逆にライブ像Live（ガイドワイヤなどの医療用具）を強調しようとすればマスク像Mask（血管）が薄くなってしまい、血管とガイドワイヤなどの医療用具の両方を強調したランドマーク像Landmarkを表示することができなかった。
また、マスク像Maskとライブ像Liveとを、透視と撮影のように、極端に条件の異なる手技によってＸ線撮影して得たような場合には、画像レベルの差が大きすぎるため、ランドマーク像Landmarkを作成するのが困難だった。その他、背景の濃度差（明るい領域と暗い領域の差）が大きい場合には、血管やガイドワイヤなどの医療用具が背景に埋もれてしまって、見え難くなるおそれもあるという問題もあった。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、被検体をＸ線撮影して得た第１の画像を保存する保存手段と、この保存手段に保存されている前記第１の画像にフィルタ処理を施して第２の画像を得るフィルタ処理手段と、造影剤注入後にＸ線撮影して得た第３の画像から前記第１の画像を減算処理して第４の画像を得、前記第２の画像と前記被検体の血管に医療用具を挿入し撮影して得られた第５の画像を減算処理して第６の画像を得、更に、前記第４の画像と第６の画像とを加算して第７の画像を得る演算手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、被検体をＸ線撮影して得た第１の画像を保存する保存手段と、この保存手段に保存されている前記第１の画像にフィルタ処理を施して第２の画像を得るフィルタ処理手段と、造影剤注入後にＸ線撮影して得た第３の画像から前記第２の画像を減算処理して第４の画像を得、前記第１の画像と前記被検体の血管に医療用具を挿入し撮影して得られた第５の画像を減算処理して第６の画像を得、更に、前記第４の画像と第６の画像とを加算して第７の画像を得る演算手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るＸ線画像診断装置およびＸ線合成画像の作成方法の、実施の形態について、図１ないし図５を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係るＸ線画像診断装置の一実施の形態を説明するために、循環器用Ｘ線診断装置の概略的な構成を示した図である。循環器用Ｘ線診断装置は、例えば略Ｃ字形に湾曲したアーム１１を支持している支持器１０と、アーム１１の一方の端に取着されたＸ線管２０と、アーム１１の他方の端に取着されたＸ線検出器３０と、Ｘ線管２０の管電圧、管電流、Ｘ線パルス幅などの出力条件を制御して、Ｘ線管２０から所望のＸ線を発生させるＸ線発生装置４０と、Ｘ線検出器３０に対するＮＤフィルタの係数や光学絞りの径或いは感度などを計算して制御するＸ線制御器５０と、Ｘ線制御器５０を通して得られる画像信号を処理する画像処理装置６０と、この画像処理装置６０から得られる画像や透視像を表示するモニタ７０と、被検体を載置する天板８１を有する寝台８０と、これら支持器１０、Ｘ線発生装置４０、Ｘ線制御器５０、画像処理装置６０、寝台８０などを有機的に制御する演算装置（ＣＰＵ）やメモリを有するシステム制御器９０と、操作者がシステム制御器９０に対して適宜設定値などの入力をするためのキーボードやマウス、トラックボールなどを備えた操作部９１とから構成されている。
【０００９】
なお、Ｘ線検出器３０は、Ｘ線像をイメージインテンシファイア（Image  Intensifier：以下、Ｉ．Ｉ．と略称する。）により可視光像に変換し、Ｉ．Ｉ．の出力蛍光面に形成された可視光像の透過量を制御する光学系を介して前記可視光像をテレビカメラで撮影する形式のものの他、例えばガラス基板上に形成されるスイッチング素子や容量を、Ｘ線を電荷などに変換する光導電膜などで覆うようにした半導体アレイで形成されるフラットパネル型放射線検出器（Flat  Panel  Detector：ＦＰＤ）であってもよい。
また、画像処理装置６０は、Ｘ線制御器５０からの画像信号を受け入れる入力インターフェース６１、システム制御器９０との制御信号の授受を行なうＸ線制御インターフェース６２、画像信号にフィルタ処理を施すフィルタ処理部６３、画像信号を加算したりサブトラクション処理を施す演算部６４、各種処理の際に参照するルックアップテーブル部６５、生の画像データや処理後の画像データなどを保存するメモリ６６、画像データをビデオ信号に変換するビデオ部６７などを有し、これらはバスライン６８を介して相互に接続されている。
さらに、モニタ７０は通常複数台備えられ、臨床中に参照画像や生の透視像などを同時に表示するようになっている。
【００１０】
次に、このように構成されている循環器用Ｘ線診断装置によって、ランドマーク像Landmarkを作成する場合の動作の概略について説明する。
図２は、本発明によるＸ線合成画像の作成方法の、第１の実施の形態を示した説明図である。本発明は、背景画像、血管像および医療用具像（ガイドワイヤ、カテーテル、コイルのような閉塞物質などの像であるが、以下便宜的にガイドワイヤ像と称するものとする。）のような３枚（またはそれ以上でもよい）のＸ線画像からランドマーク像Landmarkを作成するようにしたものであり、背景画像にはフィルタ処理を施して、背景情報の軽減されたランドマーク像Landmarkを得るものである。
すなわち、３枚のＸ線画像を使用するため、それらのＸ線画像の撮影が必要となる。先ず、天板７１に載置されている被検体の治療すべき対象部位をＸ線撮影して、主として骨だけの背景画像を得、これをマスク像Maskとして画像処理装置６０のメモリ６６に格納する。なお、このマスク像Maskは、過去に撮影してメモリ６６に格納されている同一被検体の背景画像であってもよい。次に、被検体の血管に造影剤を注入して透視または撮影によりＸ線画像を得、これを第１のライブ像Live１とする。この第１のライブ像Live１は、背景と造影剤の注入された血管が描出された画像である。さらに、被検体の血管中に例えばガイドワイヤを挿入した状態で、造影剤を注入せずに透視または撮影によりＸ線画像を得、これを第２のライブ像Live２とする。この第２のライブ像Live２は、背景とガイドワイヤが描出された画像である。
【００１１】
続いて、ランドマーク像Landmarkを作成するための処理について説明する。
先ず、マスク像Mask（背景画像）と第１のライブ像Live１とを、画像処理装置６０の演算部６４にてサブトラクション処理することにより、同一の背景部分が除去された血管像を得る。次に、マスク像Maskを画像処理装置６０のフィルタ処理部６３にてフィルタ処理し、背景情報をぼかしたマスク像Filterを得る。そして、この背景情報のぼけたマスク像Filterと第２のライブ像Live２とを、画像処理装置６０の演算部６４にて減算処理することにより、弱い背景情報を含むガイドワイヤ像を得る。なおここで、血管像と弱い背景情報を含むガイドワイヤ像を得る順序は逆でもかまわない。
その後、この弱い背景情報を含むガイドワイヤ像と背景部分が除去された血管像とを、演算部６４にて加算処理する。これにより、両方の画像に含まれる背景情報にレベル差があるため、血管とガイドワイヤとともに、うっすらと背景の浮き出たランドマーク像Landmarkを得ることができる。このことを数式で示すと（２）式のようになる。
0004128349.tif 000002
ここでａおよびｂは個別に設定することの可能な係数であり、ｃは補正係数である。
【００１２】
このような作業の手順を、循環器用Ｘ線診断装置の操作に合わせて示すと、図３のフローチャートのようになる。
ステップ１として、オペレータは、透視によって撮影部位の位置決めを行なう。この位置決めは、Ｘ線管２０とＸ線検出器３０とが対向する位置に被検体の撮影部位がくるように天板８１を移動させ、透視を行いながら所定の撮影部位を確定し、同時に、支持器１０に支持されているアーム１１を、支点を軸として回転させたり、湾曲方向に沿ってスライドさせたりして、撮影部位に適するように、被検体に対する撮影方向を決め、さらにＸ線検出器３０を上下動させて被検体に対するＸ線管２０とＸ線検出器３０の距離を確定し、その位置にアーム１１を固定することによって行なわれる。
次にステップ２として、オペレータは撮影操作を行い、マスク像Maskを撮影する。撮影が終わると、ステップ３に進み、装置は画像の取り込みを行なって、マスク像Maskを画像処理装置６０のメモリ６６に格納し終わると、次のステップに進む準備ができたことを示すインジェクションマークを表示する。この表示を確認してオペレータは、造影剤の注入を指示し（ステップ４）、ステップ５として、血管に造影剤の注入された第１のライブ像Live１が撮影される。第１のライブ像Live１が撮影されるとステップ６へ進み、メモリ６６に格納されているマスク像Maskを読み出して、第１のライブ像Live１とサブトラクション処理を行なって、血管像を作成する。この血管像は、メモリ６６へ保存される（ステップ７）。
【００１３】
次に、ステップ８へ進み、再度マスク像Maskを撮影する。なお、新たなマスク像Maskの撮影に代えて、メモリ６６に保存されているステップ２で撮影したマスク像Maskを読み出してもよい。このマスク像Maskは、ステップ９としてフィルタ処理が施され、フィルタ処理の施されたマスク像Filterは、メモリ６６に保存される（ステップ１０）。次に、ステップ１１として被検体の血管にガイドワイヤなどを挿入する。
その後、ステップ１２としてガイドワイヤの入った第２のライブ像Live２を撮影する。第２のライブ像Live２が得られるとステップ１３へ進み、メモリ６６に保存されているステップ９でフィルタ処理の施されたマスク像Filterを読み出し、第２のライブ像Live２と減算処理を行なって、薄い背景像を含むガイドワイヤ像を作成する。そして最後に、ステップ１４として、ステップ６で得た血管像とステップ１３で得た薄い背景像を含むガイドワイヤ像とに、それぞれ所望の係数を乗じて加算することにより、うっすらとした背景上に血管とガイドワイヤの浮き出たランドマーク像Landmarkを得る。
このように本発明によれば、元の画像に含まれる血管やガイドワイヤの情報を極端に薄くすることなく、ランドマーク像を作成することができる。また、血管像の有する情報とガイドワイヤ像の有する情報とを個別に適宜変化させることが可能であるばかりではなく、血管像を作成する画像群とガイドワイヤ像を作成する画像群が同じ条件でなくてもランドマーク像の作成が可能である。さらに、濃度差をおさえつつ必要な骨や臓器などの背景の輪郭を表示できる。よって、血管造影像、ガイドワイヤ像および背景をバランス良く描出し、術者の要望に応じたランドマーク像を提供することができる。
【００１４】
本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、種々の形態で実施することができる。例えば、ランドマーク像を作成するに当たって、フィルタ処理の施された背景を含む血管像と、サブトラクション処理により得たガイドワイヤ像とを加算するようにしてもよい。よって次に、このような実施の形態について、図４を参照して説明する。
主として骨だけの背景画像であるマスク像Maskと、血管に造影剤を注入して得た第１のライブ像Live１と、血管中にガイドワイヤを挿入した状態で、造影剤を注入せずに得た第２のライブ像Live２を用いることは、図２、図３により説明した実施の形態と同様なので、これら３枚のＸ線画像からランドマーク像Landmarkを作成するための処理の手順についてのみ説明する。
先ず、マスク像Maskを画像処理装置６０のフィルタ処理部６３にてフィルタ処理し、背景情報をぼかしたマスク像Filterを得る。そして、この背景情報のぼけたマスク像Filterと第１のライブ像Live１とを、画像処理装置６０の演算部６４にて減算処理することにより、弱い背景情報を含む血管像を得る。次に、マスク像Mask（背景画像）と第２のライブ像Live２とを、画像処理装置６０の演算部６４にてサブトラクション処理することにより、同一の背景部分が除去されたガイドワイヤ像を得る。なおここでも、弱い背景情報を含む血管像とガイドワイヤ像を得る順序は逆でもかまわない。
【００１５】
その後、この弱い背景情報を含む血管像と背景部分が除去されたガイドワイヤ像とを、演算部６４にて加算処理する。これにより、両方の画像に含まれる背景情報にレベル差があるため、血管とガイドワイヤとともに、うっすらと背景の浮き出たランドマーク像Landmarkを得ることができる。このことを数式で示すと（３）式のようになる。
0004128349.tif 000003
ここでａおよびｂは個別に設定することの可能な係数であり、ｃは補正係数である。
このような作業の手順を示すと、図５のフローチャートのようになる。
ステップ２１としてオペレータは、透視によって撮影部位の位置決めを行い、ステップ２２としてマスク像Maskの撮影操作を行なう。このマスク像Maskがメモリ６６に格納されると、インジェクションマークが表示される（ステップ２３）。よってオペレータは、造影剤の注入を指示し（ステップ２４）、ステップ２５として、血管に造影剤の注入された第１のライブ像Live１が撮影される。ここまでは、図３に示されているステップ１からステップ５と同様である。
【００１６】
次にステップ２６へ進み、メモリ６６に保存されているステップ２２で撮影したマスク像Maskを読み出してフィルタ処理を施こし、フィルタ処理の施されたマスク像Filterを、メモリ６６に保存する（ステップ２７）。続いてステップ２８として、フィルタ処理の施されたマスク像Filterと、ステップ２５で得た血管に造影剤の注入された第１のライブ像Live１とを読み出して減算処理を行なって、薄い背景像を含む血管像を作成する。
その後ステップ２９として再度マスク像Maskを撮影する。なお、新たなマスク像Maskの撮影に代えて、メモリ６６に保存されているステップ２３で撮影したマスク像Maskを読み出してもよい。そしてステップ３０へ進み、被検体の血管にガイドワイヤなどを挿入する。その後、ステップ３１としてガイドワイヤの入った第２のライブ像Live２を撮影して、これをメモリ６６に保存する。この場合造影剤は注入しない。
次に、ステップ３２へ進み、マスク像Maskと第２のライブ像Live２とのサブトラクション処理を行なって、ガイドワイヤ像を作成し、メモリに保存する（ステップ３３）。そして最後に、ステップ３４として、ステップ２８で得た薄い背景像を含む血管像とステップ３２で得たガイドワイヤ像とに、それぞれ所望の係数を乗じて加算することにより、うっすらとした背景上に血管とガイドワイヤの浮き出たランドマーク像Landmarkを得る。
【００１７】
このような実施の形態においても、元の画像に含まれる血管やガイドワイヤの情報を極端に薄くすることなく、ランドマーク像を作成することができ、血管像の有する情報とガイドワイヤ像の有する情報とを個別に適宜変化させることも可能である。
【００１８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１に記載の発明によれば、血管像、ガイドワイヤなどの医療用具像および骨や臓器などの背景像をバランス良く描出し、術者の要望に応じたランドマーク像を合成することのできるＸ線画像診断装置が提供される。
また、請求項２に記載の発明によれば、元の画像に含まれる血管やガイドワイヤなどの医療用具の情報を極端に薄くすることなく、ランドマーク像を作成することができる。また、血管像の有する情報とガイドワイヤ像の有する情報とを個別に適宜変化させることが可能であるばかりではなく、血管像を作成する画像群とガイドワイヤ像を作成する画像群が同じ条件でなくてもランドマーク像の作成が可能である。さらに、濃度差をおさえつつ必要な骨や臓器などの背景の輪郭を表示できる等、術者の要望に応じたランドマーク像を作成することのできるＸ線合成画像の作成方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を説明するために示した、循環器用Ｘ線診断装置の概略的な構成説明図である。
【図２】本発明によるＸ線合成画像の作成方法の、一実施の形態を説明した説明図である。
【図３】図２に示した説明図を補足する作成手順を示したフローチャートである。
【図４】本発明によるＸ線合成画像の作成方法の、他の実施の形態を説明した説明図である。
【図５】図４に示した説明図を補足する作成手順を示したフローチャートである。
【図６】従来のＸ線合成画像の作成方法を説明した説明図である。
【符号の説明】
１０  支持器
１１  アーム
２０  Ｘ線管
３０  Ｘ線検出器
４０  Ｘ線発生装置
５０  Ｘ線制御器
６０  画像処理装置
７０  モニタ
８０  寝台
８１  天板
９０  システム制御器
９１  操作部
【図１】
0004128349.tif 000004
【図２】
0004128349.tif 000005
【図３】
0004128349.tif 000006
【図４】
0004128349.tif 000007
【図５】
0004128349.tif 000008
【図６】
0004128349.tif 000009