Ｘ線診断装置及び画像処理方法
【課題】アブレーション治療の精度及び効率向上を実現するＸ線診断装置及びＸ線診断装置に関する画像処理方法の提供。
【解決手段】Ｘ線管１２は、Ｘ線を発生する。Ｘ線検出器１４は、Ｘ線管１２から発生され被検体を透過したＸ線を検出する。記憶部２８は、被検体の食道に関する食道画像のデータを記憶する。Ｘ線画像発生部２４は、カテーテル術中において、Ｘ線検出器１４からの出力に基づいて解剖学的に食道の近傍にある左心房に関するＸ線画像のデータを発生する。表示制御部３４は、Ｘ線画像に含まれるカテーテル領域の先端部分が視認可能なように、食道画像に含まれる食道領域をＸ線画像に重ね合わせて表示する。
【解決手段】Ｘ線管１２は、Ｘ線を発生する。Ｘ線検出器１４は、Ｘ線管１２から発生され被検体を透過したＸ線を検出する。記憶部２８は、被検体の食道に関する食道画像のデータを記憶する。Ｘ線画像発生部２４は、カテーテル術中において、Ｘ線検出器１４からの出力に基づいて解剖学的に食道の近傍にある左心房に関するＸ線画像のデータを発生する。表示制御部３４は、Ｘ線画像に含まれるカテーテル領域の先端部分が視認可能なように、食道画像に含まれる食道領域をＸ線画像に重ね合わせて表示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アブレーション治療に用いられるＸ線診断装置及びＸ線診断装置に関する画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アブレーション治療において操作者は、Ｘ線診断装置によりアブレーションカテーテルの位置を把握する。左心房のアブレーション治療の場合、アブレーションカテーテルの位置だけでなく、食道の位置及び形状を把握することが重要である。それは、患者正面方向から見た場合、左心房の裏には食道が位置するため、アブレーションカテーテルから発生される熱により食道に損傷を与える危険性があるためである。しかし、食道は、造影剤により造影することができない。
【０００３】
ところで、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置により発生されたボリュームデータをＸ線診断装置に取り込む技術がある。従って、術前にＸ線コンピュータ断層撮影装置により発生された食道に関するボリュームデータをＸ線診断装置に取り込めば、アブレーション治療中に食道の位置及び形状を操作者に知らせることができる。
【０００４】
しかし、単にボリュームデータを取り込んで表示するだけでは、食道は塗りつぶされて表示される。そのため、表示画像上で食道に重なる位置にあるカテーテルは、画面上見えなくなってしまう。従って、食道を表示させることでかえってアブレーション治療の効率が下がってしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、アブレーション治療の精度及び効率向上を実現するＸ線診断装置及びＸ線診断装置に関する画像処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の局面に係るＸ線診断装置は、Ｘ線を発生するＸ線管と、前記Ｘ線管から発生され被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記被検体の食道に関する食道画像のデータを記憶する記憶部と、カテーテル術中において、前記Ｘ線検出器からの出力に基づいて解剖学的に前記食道の近傍にある左心房に関するＸ線画像のデータを発生する発生部と、前記Ｘ線画像に含まれるカテーテル領域の先端部分が視認可能なように、前記食道画像に含まれる食道領域を前記Ｘ線画像に重ね合わせて表示する表示部と、を具備する。
【０００７】
本発明の第２の局面に係るＸ線診断装置に関する画像処理方法は、Ｘ線を発生するＸ線管と、前記Ｘ線管から発生され被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、を具備するＸ線診断装置に関する画像処理方法において、カテーテル術中において、前記Ｘ線検出器からの出力に基づいて解剖学的に前記食道の近傍にある左心房に関するＸ線画像のデータを発生し、前記Ｘ線画像に含まれるカテーテル領域の先端部分が視認可能なように、前記被検体の食道に関する食道画像に含まれる食道領域を前記Ｘ線画像に重ね合わせて表示する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、アブレーション治療の精度及び効率向上を実現するＸ線診断装置及びＸ線診断装置に関する画像処理方法を提供することが実現する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示す図。
【図２】心臓と食道との位置関係を示す図。
【図３】図１の表示制御部による、食道領域のエッジのみをＸ線画像に重ねて表示する例を示す図。
【図４】図１のシステム制御部の制御により行なわれるアブレーションカテーテル操作の支援処理の典型的な流れを示す図。
【図５】図４のステップＳ７における、アブレーションカテーテルが食道に接近している旨の報知例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係るＸ線診断装置及びＸ線診断装置に関する画像処理方法を説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態に係るＸ線診断装置１の構成を示す図である。図１に示すように、Ｘ線診断装置１は、ＬＡＮ（Local Area Network）を介してＸ線コンピュータ断層撮影装置１００に接続される。Ｘ線診断装置１とＸ線コンピュータ断層撮影装置１００とにより、アブレーション治療の支援システムが構成される。
【００１２】
Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１００は、アブレーション治療前に、被検体に関するボリュームデータを発生する。Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１００は、発生されたボリュームデータから食道領域と特定部位領域とをそれぞれ抽出する。特定部位領域は、位置合わせのために利用される。食道領域のボリュームデータと特定部位領域のボリュームデータとは、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and COmmunications in Medicine）規格に準拠したフォーマット（format）に変換されて、患者データとしてＸ線診断装置１に送信される。なお、食道領域のボリュームデータの座標系と特定部位領域のボリュームデータの座標系とは、一致しているものとする。
【００１３】
Ｘ線診断装置１は、アブレーション治療中に用いられる。Ｘ線診断装置１は、主にアブレーションカテーテルや電極カテーテルの位置を把握するために用いられる。アブレーション治療中、Ｘ線診断装置１は、被検体の胸部をＸ線透視することにより、被検体の左心房に関するＸ線画像のデータを連続的に発生する。発生されるＸ線画像には、アブレーションカテーテル領域や電極カテーテル領域が含まれる。
【００１４】
アブレーション治療は、頻脈性不整脈のための治療方法である。アブレーション治療において操作者は、一般的には、足の付け根等にある太い血管からアブレーションカテーテルを挿入し、心臓内部の不整脈の原因となっている部分を高周波電流で焼ききる。この方法は、心筋焼灼術と呼ばれている。不整脈の原因部分が心臓の左心房の一部分に出現する場合がある。図２に示すように、患者正面方向から見て食道は、左心房の裏に位置する。そのため、左心房を焼ききる際、アブレーションカテーテルから発生される熱により食道に損傷を与える危険性がある。
【００１５】
そこで、本実施形態に係るＸ線診断装置１は、Ｘ線画像上においてカテーテルが食道に重なる場合にも、カテーテルの先端部分と食道との間の位置関係を術者が把握可能な表示態様でＸ線画像と食道画像とを重ね合わせて表示する。なお、上述のようにＸ線画像は、アブレーション治療中にＸ線診断装置１により発生される。食道画像は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１００から供給された食道領域のボリュームデータに基づいてＸ線診断装置１により発生される。
【００１６】
以下、図１を参照しながら、Ｘ線診断装置１の構成について説明する。
【００１７】
図１に示すように、Ｘ線診断装置１は、撮影装置１０と画像処理装置２０とを備える。撮影装置１０は、Ｘ線管１２とＸ線検出器１４とを搭載するアーム１６を備える。Ｘ線管１２は、図示しない高電圧発生装置からの高電圧の印加を受けてＸ線を発生する。Ｘ線検出器１４は、Ｘ線管１２から発生され被検体を透過するＸ線を検出する。Ｘ線検出器１４は、マトリクス状に配置された複数の半導体検出素子を有するフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ：flat panel detector）で構成される。なおＦＰＤに代えて、Ｘ線検出器１４は、イメージインテンシファイアとＴＶカメラとの組み合わせから構成されてもよい。Ｘ線診断装置１は、撮影装置１０を制御することにより、Ｘ線撮影又はＸ線透視を行う。Ｘ線透視は、Ｘ線撮影に比して線量の少ないＸ線を連続して被検体に照射する方法である。
【００１８】
画像処理装置２０は、システム制御部２２を中枢として、Ｘ線画像発生部２４、ネットワークインターフェース部２６、記憶部２８、位置ずれ量算出部３０、３次元画像処理部３２、表示制御部３４、表示デバイス３６、操作部３８、及びＤＩＣＯＭファイル変換部４０を備える。
【００１９】
Ｘ線画像発生部２４は、Ｘ線検出器１４から出力される透過Ｘ線の強度に応じた電気信号をデジタル信号に変換し、デジタル信号を前処理してＸ線画像のデータを発生する。Ｘ線画像は、アブレーションカテーテル領域と電極カテーテル領域とを含む。アブレーションカテーテル領域は、左心房に挿入されたアブレーションカテーテルに対応する画素領域である。電極カテーテル領域は、左心房に挿入された電極カテーテルに対応する画素領域である。左心房は、造影されていても、造影されていなくてもよい。造影されていない場合、左心房は、Ｘ線画像上において視認不可能である。Ｘ線透視の場合、Ｘ線画像のデータは、秒間３０〜６０枚程度発生される。
【００２０】
ネットワークインターフェース部２６は、ＬＡＮに接続される。ＬＡＮには、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１００が接続されている。ネットワークインターフェース部２６は、ＬＡＮに接続されたＸ線コンピュータ断層撮影装置１００と通信する。ネットワークインターフェース部２６は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１００から患者データを読み出す。
【００２１】
記憶部２８は、Ｘ線画像のデータ、患者データ、及び食道画像のデータ等を記憶する。上述したように患者データは、食道領域のボリュームデータと特定部位領域のボリュームデータとを含む。
【００２２】
位置ずれ量算出部３０は、特定部位領域のボリュームデータに基づいて、Ｘ線診断装置１における実座標系と食道領域のボリュームデータの座標系との間の位置ずれ量を算出する。具体的には、位置ずれ量算出部３０は、特定部位領域と特定部位領域に解剖学上同一なＸ線画像上の画素領域との間の位置ずれ量を算出する。特定部位領域としては、位置合わせのしやすいコントラストの強い画素領域、例えば、背骨にある椎体に対応する画素領域がよい。位置ずれ量は、発生される全てのＸ線画像に対して算出する必要はなく、一つの撮影角度につき一回算出されればよい。
【００２３】
３次元画像処理部３２は、算出された位置ずれ量に基づく投影角度で食道領域のボリュームデータを投影処理して食道画像のデータを発生する。食道画像は、食道に対応する画素領域である食道領域を含む。発生される食道画像とＸ線画像との間には、位置ずれがない。なお、投影処理は、最大値投影処理、最小値投影処理、平均値投影処理等の画素値投影処理だけでなく、ボリュームレンダリング処理やサーフェスレンダリング処理等を含むとする。
【００２４】
表示制御部３４は、カテーテル領域の先端部分が視認可能なように、食道画像とＸ線画像とを所定の表示方法で表示デバイス３６に表示する。カテーテル領域は、アブレーションカテーテル領域や電極カテーテル領域等を含む。具体的な表示方法としては、食道画像に含まれる食道領域のエッジのみをＸ線画像に重ね合わせて表示する方法、食道領域を点滅させてＸ線画像に重ね合わせて表示する方法、又は、食道領域を半透明にしてＸ線画像に重ね合わせて表示する方法がある。表示デバイス３６は、例えばＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）等により構成される。このように表示制御部３４と表示デバイス３６とは、表示部を構成する。
【００２５】
操作部３８は、操作者からの各種指令や情報入力を受け付ける。操作部３８としては、マウスやトラックボールなどのポインティングデバイス、モード切り替えスイッチ等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスが適宜利用可能である。具体的には、操作部３８は、操作者からの指示に従って、上述の表示方法の何れかを選択する。すなわち、操作部３８は、食道領域のエッジのみをＸ線画像に重ね合わせて表示する方法、食道領域を点滅させてＸ線画像に重ね合わせて表示する方法、又は、食道領域を半透明にしてＸ線画像に重ね合わせて表示する方法のいずれかを選択する。
【００２６】
ＤＩＣＯＭファイル変換部４０は、Ｘ線画像のデータファイルと食道画像のデータファイルとのフォーマットをＤＩＣＯＭフォーマットに変換する。ＤＩＣＯＭフォーマットに変換されたデータファイルは、ネットワークインターフェース部２６によりＬＡＮを介してＸ線コンピュータ断層撮影装置１００や図示しないＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）へ送信される。
【００２７】
また、画像処理装置２０は、アブレーション治療の精度及び効率をより向上するために曲率算出部４２と距離算出部４４とをさらに備える。
【００２８】
曲率算出部４２は、アブレーションカテーテル領域又は電極カテーテル領域の曲率を算出する。算出された曲率のデータは、表示制御部３４に供給される。表示制御部３４は、算出された曲率と予め設定された閾値とを比較する。そして表示制御部３４は、算出された曲率が閾値より大きい場合、上述の表示方法で食道領域をＸ線画像に重ねて表示する。
【００２９】
距離算出部４４は、アブレーションカテーテル領域又は電極カテーテル領域の先端部分と食道領域との間の距離を算出する。算出された距離のデータは、表示制御部３４に供給される。表示制御部３４は、算出された距離と予め設定された閾値とを比較する。そして表示制御部３４は、算出された距離が閾値より大きい場合、上述の表示方法で食道領域をＸ線画像に重ねて表示する。また、表示制御部３４は、算出された距離が閾値より大きい場合、カテーテルが食道に近すぎる旨を報知する。このように表示制御部３４は、報知部としても機能する。
【００３０】
次に、表示制御部３４による食道画像とＸ線画像との表示処理を詳細に説明する。なお以下の説明においてアブレーションカテーテルと電極カテーテルとを区別する必要がない場合、アブレーションカテーテルと電極カテーテルとをまとめてカテーテルと呼ぶことにする。上述のように、表示制御部３４は、カテーテル領域の先端部分が視認可能なように、操作部３８を介して選択された所定の表示方法で食道領域をＸ線画像に重ね合わせて表示する。すなわち、表示制御部３４は、食道領域のエッジのみを表示する、食道領域を点滅させて表示する、又は、食道領域を半透明にして表示する。図３は、食道領域のエッジのみをＸ線画像に重ねて表示する例を示す図である。図３に示すように、Ｘ線画像は、左心房内に挿入されたアブレーションカテーテル領域と電極カテーテル領域とを含む。Ｘ線画像には、食道領域のエッジがアブレーションカテーテル領域と電極カテーテル領域とに重ねられている。このように食道領域のエッジのみが重ねられることで、操作者は、食道の位置及び形状をＸ線画像上で把握することができる。すなわち操作者は、Ｘ線画像上でカテーテル領域と食道領域とが重なる場合にも、カテーテル領域の先端部分の位置を把握できる。
【００３１】
また、食道領域を半透明にして表示する場合、表示制御部３４は、食道領域と重なるＸ線画像上の画素領域が視認可能な透明度で食道領域を表示する。また、食道領域を点滅させて表示する場合、表示制御部３４は、例えば、１秒間隔で食道領域を点滅させる。
【００３２】
次に、システム制御部２２の制御により行なわれるアブレーション治療の支援処理の典型的な動作を説明する。図４は、支援処理の典型的な流れを示す図である。なお、支援処理の開始時点において食道画像のデータは、既に発生されているものとする。また、支援処理中においては、Ｘ線画像のデータがＸ線画像発生部２４により繰り返し発生されているものとする。食道画像とＸ線画像との表示方法は、食道領域のエッジをＸ線画像に重ねて表示する方法であるとする。
【００３３】
図４に示すように、Ｘ線画像のデータが発生されるとシステム制御部２２は、曲率算出部４２に算出処理を行なわせる（ステップＳ１）。ステップＳ１において曲率算出部４２は、アブレーションカテーテル領域の画素値又は形状に基づいてＸ線画像からアブレーションカテーテル領域を抽出する。そして、曲率算出部４２は、抽出されたアブレーションカテーテル領域の曲率を算出する。曲率は、アブレーションカテーテルの進行度合いの他、心臓の拍動によっても変化する。従って、曲率算出部４２は、図示しない心電計からの心電図データに同期して、所定の心位相毎に曲率を算出してもよい。所定の心位相毎に曲率を算出することで、心臓の拍動による曲率の変動を抑えることができる。
【００３４】
ステップＳ１が行なわれるとシステム制御部２２は、表示制御部３４に判定処理を行なわせる（ステップＳ２）。ステップＳ２において表示制御部３４は、ステップＳ１において算出されたアブレーションカテーテル領域の曲率が第１閾値より大きいか否かを判定する。アブレーションカテーテルは、カテーテル術中、左心房内に挿入される。アブレーションカテーテルの先端部分は、左心房内の内壁にぶつかると屈曲する。すなわち、アブレーションカテーテルの先端部分が内壁にぶつかると、ぶつからない時に比べてアブレーションカテーテルの曲率が大きくなる。適切な値に第１閾値が設定された場合、アブレーションカテーテルの曲率が第１閾値より大きいとうことは、アブレーションカテーテルが左心房に挿入されたということと同義である。第１閾値は、操作者により操作部３８を介して任意に設定可能である。
【００３５】
ステップＳ２において曲率が第１閾値よりも大きくないと判定された場合（ステップＳ２：ＮＯ）、システム制御部２２は、ステップＳ１に戻る。そして再びステップＳ１とステップＳ２とが繰り返される。
【００３６】
そして、アブレーションカテーテルが左心房に進入された、すなわちアブレーションカテーテル領域が第１閾値よりも大きいと判定された場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、システム制御部２２は、表示制御部３４に抽出処理を行なわせる（ステップＳ３）。ステップＳ３において表示制御部３４は、予め発生されている食道画像から食道領域のエッジを抽出する。
【００３７】
ステップＳ３が行なわれるとシステム制御部２２は、表示制御部３４に表示処理を行なわせる（ステップＳ４）。ステップＳ４において表示制御部３４は、抽出されたエッジをＸ線画像に重ね合わせて表示する。さらに表示制御部３４は、ステップＳ１において算出された曲率を表示してもよい。このようにして表示制御部３４は、アブレーションカテーテルが左心房に挿入されたことを契機としてＸ線画像と食道画像とを表示する。
【００３８】
ステップＳ４が行なわれるとシステム制御部２２は、距離算出部４４に算出処理を行なわせる（ステップＳ５）。ステップＳ５において距離算出部４４は、まず、アブレーションカテーテル領域の先端部分の画素値又は形状に基づいてＸ線画像上のアブレーションカテーテル領域の先端部分を特定する。次に距離算出部４４は、特定された先端部分と食道領域との間のＸ線画像上における距離を算出する。算出される距離は、例えば、アブレーションカテーテル領域の先端部分と食道領域との間の最短距離である。算出される距離は、アブレーションカテーテルの進行度合いの他、心臓の拍動によっても変化してしまう。従って、距離算出部４４は、図示しない心電計からの心電図データに同期して、所定の心位相毎に距離を算出する。所定の心位相毎に距離を算出することで、心臓の拍動による距離の変動を抑えることができる。
【００３９】
ステップＳ５が行なわれるとシステム制御部２２は、表示制御部３４に判定処理を行なわせる（ステップＳ６）。ステップＳ６において表示制御部３４は、ステップＳ５において算出された距離が第２閾値より小さいか否かを判定する。上述のようにカテーテル術中、アブレーションカテーテルの先端部分が食道に近接していると危険である。第２閾値が適切な値に設定された場合、ステップＳ５において算出された距離が第２閾値よりも小さいということは、アブレーションカテーテルの先端部分が食道に近接している危険性が高い、ということと同義である。第２閾値は、操作者により操作部３８を介して任意に設定可能である。
【００４０】
ステップＳ６において距離が第２閾値より小さくないと判定された場合（ステップＳ６：ＮＯ）、システム制御部２２は、ステップＳ５に戻る。そして再びステップＳ５とステップＳ６とが繰り返される。
【００４１】
そしてステップＳ６において距離が第２閾値よりも小さいと判定された場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、システム制御部２２は、表示制御部３４に表示処理を行なわせる（ステップＳ７）。ステップＳ７において表示制御部３４は、アブレーションカテーテルの先端部分が食道に近接している旨の警告を報知する。警告の報知方法は、例えば、図５に示すような、警告メッセージ「アブレーションカテーテルの先端部分が食道に近接しています」を表示デバイス３６に表示するとよい。この際、表示制御部３４は、ステップＳ５において算出された距離を表示デバイス３６に表示してもよい。また、表示制御部３４は、図示しないスピーカを介して警告音を発生してもよい。このようにして表示制御部３４は、アブレーションカテーテルが食道に接近しすぎたことを契機として、操作者にその旨の警告を発する。
【００４２】
ステップＳ７が行なわれるとシステム制御部２２は、アブレーション治療の支援処理を終了する。
【００４３】
なお、上述の支援処理は典型的な流れに沿って説明された。すなわち、本実施形態に係る支援処理は上述の流れのみに限定されない。例えば、アブレーションカテーテル領域の先端部分と食道領域との間の距離が第２閾値よりも小さいことを契機として、表示制御部３４は、食道領域のエッジを表示してもよい。
【００４４】
アブレーションカテーテルの先端がＸ線管１２に離反する方向に屈曲している場合、アブレーションカテーテルの先端部分が食道に近接している危険性がある。ステップＳ７において表示制御部３４は、先端部分の屈曲方向に応じて警告メッセージの警告度合を変更してもよい。以下、この処理について説明する。なおＸ線照射方向は、患者正面方向（患者の胸から背中への方向）であるとする。
【００４５】
表示制御部３４は、先端部分の画素値又は形状に基づいてアブレーションカテーテルの先端部分の実空間上における屈曲方向を特定する。より簡便には、屈曲方向は、アブレーションカテーテルの先端部分がＸ線管１２に接近又は離反するか否かにより規定される。例えば、アブレーションカテーテルの曲率が第１閾値よりも小さい場合、表示制御部３４は、先端部分がＸ線管１２に接近又は離反する方向に屈曲していないと特定する。一方、アブレーションカテーテルの曲率が第１閾値よりも大きい場合、表示制御部３４は、先端部分がＸ線管１２に接近又は離反する方向に屈曲していると特定する。この場合、表示制御部３４は、先端部分がＸ線管１２に接近する方向に屈曲しているのか、あるいはＸ線管１２に離反する方向に屈曲しているのかを特定できない。しかしながら、アブレーションカテーテルの操作者は、自身の感覚で先端部分がＸ線管１２に接近する方向に屈曲しているのか、Ｘ線管１２に離反する方向に屈曲しているのかを判断できる場合がある。従ってＸ線管１２に接近又は離反する方向に屈曲しているか否かを知ることは、アブレーション治療におけるカテーテル操作上有益なことである。
【００４６】
表示制御部３４は、アブレーションカテーテルの先端部分がＸ線管１２に接近又は離反する方向に屈曲している場合、屈曲していない場合よりも、警告メッセージの警告度合を高める。このように先端部分の屈曲方向がＸ線管１２に接近又は離反する方向の場合に警告度合を高めることにより、表示制御部３４は、アブレーション治療の支援精度を向上する。
【００４７】
また、Ｘ線診断装置１は、バイプレーン撮影法を行なうＸ線診断装置であってもよい。この場合、Ｘ線画像発生部２４からは、２方向に関する２つのＸ線画像のデータが発生される。２方向は、例えば、患者正面方向と患者側面方向（患者の左腕から右腕への方向、又は患者の右腕から左腕への方向）とである。２方向に関する２つのＸ線画像により、アブレーションカテーテル操作の支援精度が向上する。
【００４８】
例えば、２方向に関する２つのＸ線画像に基づいて表示制御部３４は、アブレーションカテーテルの先端部分が患者正面方向のＸ線撮影のためのＸ線管（以下、患者正面方向用のＸ線管と呼ぶことにする）に接近する方向（Ｘ線画像の手前から奥へ向かう方向）に屈曲しているのか、あるいは患者正面方向用のＸ線管に離反する方向（Ｘ線画像の奥から手前へ向かう方向）に屈曲しているのかを特定する。換言すれば、表示制御部３４は、アブレーションカテーテルの先端部分が食道に向けて屈曲しているのか、あるいは食道から遠ざかる方向に屈曲しているのかを特定できる。具体的には、まず表示制御部３４は、患者正面方向に関するＸ線画像上において、アブレーションカテーテル領域の先端部分の屈曲方向を特定する。同様に表示制御部３４は、患者側面方向に関するＸ線画像上において、アブレーションカテーテル領域の先端部分の屈曲方向を特定する。患者正面方向のＸ線画像に関する屈曲方向が患者正面方向用のＸ線管に接近又は離反する方向であり、患者側面方向のＸ線画像に関する屈曲方向が患者正面方向用のＸ線管に接近する方向である場合、表示制御部３４は、アブレーションカテーテルの先端部分が実空間上において食道に向けて屈曲していると特定する。そして表示制御部３４は、アブレーションカテーテルの先端が食道に近すぎる旨の警告を報知する。報知方法としては、例えば、表示デバイス３６に警告メッセージ「アブレーションカテーテルの先端部分が食道に近すぎます」を表示する等が考えられる。
【００４９】
バイプレーン撮影法を行うＸ線診断装置１の場合、Ｘ線画像と食道領域との位置合わせの精度が向上する。これに伴い、アブレーションカテーテル領域の先端部分と食道との間の距離の精度も向上する。
【００５０】
上述のように、本実施形態に係るＸ線診断装置１は、食道画像とＸ線画像との特徴的な表示方法を実現する。この特徴的な表示方法は、食道領域のエッジのみを、食道領域を点滅させて、又は、食道領域を半透明にしてＸ線画像に重ねて表示する方法である。そのため、操作者は、アブレーションカテーテルがＸ線画像上食道に重なる位置にある場合にも、アブレーションカテーテルの先端部分と食道との位置関係を把握することができる。また、アブレーションカテーテルの位置を把握するためにアームの撮影角度を変える必要もなくなり、そのための時間や手間が削減される。かくして、本実施形態によれば、アブレーション治療の精度及び効率向上を実現するＸ線診断装置及びＸ線診断装置に関する画像処理方法を提供することが可能となる。
【００５１】
なお、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１００は、食道領域に関するボリュームデータをＸ線診断装置１に送信するとした。しかしながらこれに限定する必要はなく、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１００は、食道画像のデータを送信してもよい。この場合、３次元画像処理部３２は不要となる。
【００５２】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上本発明によれば、アブレーション治療の精度及び効率向上を実現するＸ線診断装置及びＸ線診断装置に関する画像処理方法の提供を実現することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１…Ｘ線診断装置、１０…撮影装置、１２…Ｘ線管、１４…Ｘ線検出器、１６…アーム、２０…画像処理装置、２２…システム制御部、２４…Ｘ線画像発生部、２６…ネットワークインターフェース部、２８…記憶部、３０…位置ずれ量算出部、３２…３次元画像処理部、３４…表示制御部、３６…表示デバイス、３８…操作部、４０…ＤＩＣＯＭファイル変換部、４２…曲率算出部、４４…距離算出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アブレーション治療に用いられるＸ線診断装置及びＸ線診断装置に関する画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アブレーション治療において操作者は、Ｘ線診断装置によりアブレーションカテーテルの位置を把握する。左心房のアブレーション治療の場合、アブレーションカテーテルの位置だけでなく、食道の位置及び形状を把握することが重要である。それは、患者正面方向から見た場合、左心房の裏には食道が位置するため、アブレーションカテーテルから発生される熱により食道に損傷を与える危険性があるためである。しかし、食道は、造影剤により造影することができない。
【０００３】
ところで、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置により発生されたボリュームデータをＸ線診断装置に取り込む技術がある。従って、術前にＸ線コンピュータ断層撮影装置により発生された食道に関するボリュームデータをＸ線診断装置に取り込めば、アブレーション治療中に食道の位置及び形状を操作者に知らせることができる。
【０００４】
しかし、単にボリュームデータを取り込んで表示するだけでは、食道は塗りつぶされて表示される。そのため、表示画像上で食道に重なる位置にあるカテーテルは、画面上見えなくなってしまう。従って、食道を表示させることでかえってアブレーション治療の効率が下がってしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、アブレーション治療の精度及び効率向上を実現するＸ線診断装置及びＸ線診断装置に関する画像処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の局面に係るＸ線診断装置は、Ｘ線を発生するＸ線管と、前記Ｘ線管から発生され被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記被検体の食道に関する食道画像のデータを記憶する記憶部と、カテーテル術中において、前記Ｘ線検出器からの出力に基づいて解剖学的に前記食道の近傍にある左心房に関するＸ線画像のデータを発生する発生部と、前記Ｘ線画像に含まれるカテーテル領域の先端部分が視認可能なように、前記食道画像に含まれる食道領域を前記Ｘ線画像に重ね合わせて表示する表示部と、を具備する。
【０００７】
本発明の第２の局面に係るＸ線診断装置に関する画像処理方法は、Ｘ線を発生するＸ線管と、前記Ｘ線管から発生され被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、を具備するＸ線診断装置に関する画像処理方法において、カテーテル術中において、前記Ｘ線検出器からの出力に基づいて解剖学的に前記食道の近傍にある左心房に関するＸ線画像のデータを発生し、前記Ｘ線画像に含まれるカテーテル領域の先端部分が視認可能なように、前記被検体の食道に関する食道画像に含まれる食道領域を前記Ｘ線画像に重ね合わせて表示する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、アブレーション治療の精度及び効率向上を実現するＸ線診断装置及びＸ線診断装置に関する画像処理方法を提供することが実現する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示す図。
【図２】心臓と食道との位置関係を示す図。
【図３】図１の表示制御部による、食道領域のエッジのみをＸ線画像に重ねて表示する例を示す図。
【図４】図１のシステム制御部の制御により行なわれるアブレーションカテーテル操作の支援処理の典型的な流れを示す図。
【図５】図４のステップＳ７における、アブレーションカテーテルが食道に接近している旨の報知例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係るＸ線診断装置及びＸ線診断装置に関する画像処理方法を説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態に係るＸ線診断装置１の構成を示す図である。図１に示すように、Ｘ線診断装置１は、ＬＡＮ（Local Area Network）を介してＸ線コンピュータ断層撮影装置１００に接続される。Ｘ線診断装置１とＸ線コンピュータ断層撮影装置１００とにより、アブレーション治療の支援システムが構成される。
【００１２】
Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１００は、アブレーション治療前に、被検体に関するボリュームデータを発生する。Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１００は、発生されたボリュームデータから食道領域と特定部位領域とをそれぞれ抽出する。特定部位領域は、位置合わせのために利用される。食道領域のボリュームデータと特定部位領域のボリュームデータとは、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and COmmunications in Medicine）規格に準拠したフォーマット（format）に変換されて、患者データとしてＸ線診断装置１に送信される。なお、食道領域のボリュームデータの座標系と特定部位領域のボリュームデータの座標系とは、一致しているものとする。
【００１３】
Ｘ線診断装置１は、アブレーション治療中に用いられる。Ｘ線診断装置１は、主にアブレーションカテーテルや電極カテーテルの位置を把握するために用いられる。アブレーション治療中、Ｘ線診断装置１は、被検体の胸部をＸ線透視することにより、被検体の左心房に関するＸ線画像のデータを連続的に発生する。発生されるＸ線画像には、アブレーションカテーテル領域や電極カテーテル領域が含まれる。
【００１４】
アブレーション治療は、頻脈性不整脈のための治療方法である。アブレーション治療において操作者は、一般的には、足の付け根等にある太い血管からアブレーションカテーテルを挿入し、心臓内部の不整脈の原因となっている部分を高周波電流で焼ききる。この方法は、心筋焼灼術と呼ばれている。不整脈の原因部分が心臓の左心房の一部分に出現する場合がある。図２に示すように、患者正面方向から見て食道は、左心房の裏に位置する。そのため、左心房を焼ききる際、アブレーションカテーテルから発生される熱により食道に損傷を与える危険性がある。
【００１５】
そこで、本実施形態に係るＸ線診断装置１は、Ｘ線画像上においてカテーテルが食道に重なる場合にも、カテーテルの先端部分と食道との間の位置関係を術者が把握可能な表示態様でＸ線画像と食道画像とを重ね合わせて表示する。なお、上述のようにＸ線画像は、アブレーション治療中にＸ線診断装置１により発生される。食道画像は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１００から供給された食道領域のボリュームデータに基づいてＸ線診断装置１により発生される。
【００１６】
以下、図１を参照しながら、Ｘ線診断装置１の構成について説明する。
【００１７】
図１に示すように、Ｘ線診断装置１は、撮影装置１０と画像処理装置２０とを備える。撮影装置１０は、Ｘ線管１２とＸ線検出器１４とを搭載するアーム１６を備える。Ｘ線管１２は、図示しない高電圧発生装置からの高電圧の印加を受けてＸ線を発生する。Ｘ線検出器１４は、Ｘ線管１２から発生され被検体を透過するＸ線を検出する。Ｘ線検出器１４は、マトリクス状に配置された複数の半導体検出素子を有するフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ：flat panel detector）で構成される。なおＦＰＤに代えて、Ｘ線検出器１４は、イメージインテンシファイアとＴＶカメラとの組み合わせから構成されてもよい。Ｘ線診断装置１は、撮影装置１０を制御することにより、Ｘ線撮影又はＸ線透視を行う。Ｘ線透視は、Ｘ線撮影に比して線量の少ないＸ線を連続して被検体に照射する方法である。
【００１８】
画像処理装置２０は、システム制御部２２を中枢として、Ｘ線画像発生部２４、ネットワークインターフェース部２６、記憶部２８、位置ずれ量算出部３０、３次元画像処理部３２、表示制御部３４、表示デバイス３６、操作部３８、及びＤＩＣＯＭファイル変換部４０を備える。
【００１９】
Ｘ線画像発生部２４は、Ｘ線検出器１４から出力される透過Ｘ線の強度に応じた電気信号をデジタル信号に変換し、デジタル信号を前処理してＸ線画像のデータを発生する。Ｘ線画像は、アブレーションカテーテル領域と電極カテーテル領域とを含む。アブレーションカテーテル領域は、左心房に挿入されたアブレーションカテーテルに対応する画素領域である。電極カテーテル領域は、左心房に挿入された電極カテーテルに対応する画素領域である。左心房は、造影されていても、造影されていなくてもよい。造影されていない場合、左心房は、Ｘ線画像上において視認不可能である。Ｘ線透視の場合、Ｘ線画像のデータは、秒間３０〜６０枚程度発生される。
【００２０】
ネットワークインターフェース部２６は、ＬＡＮに接続される。ＬＡＮには、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１００が接続されている。ネットワークインターフェース部２６は、ＬＡＮに接続されたＸ線コンピュータ断層撮影装置１００と通信する。ネットワークインターフェース部２６は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１００から患者データを読み出す。
【００２１】
記憶部２８は、Ｘ線画像のデータ、患者データ、及び食道画像のデータ等を記憶する。上述したように患者データは、食道領域のボリュームデータと特定部位領域のボリュームデータとを含む。
【００２２】
位置ずれ量算出部３０は、特定部位領域のボリュームデータに基づいて、Ｘ線診断装置１における実座標系と食道領域のボリュームデータの座標系との間の位置ずれ量を算出する。具体的には、位置ずれ量算出部３０は、特定部位領域と特定部位領域に解剖学上同一なＸ線画像上の画素領域との間の位置ずれ量を算出する。特定部位領域としては、位置合わせのしやすいコントラストの強い画素領域、例えば、背骨にある椎体に対応する画素領域がよい。位置ずれ量は、発生される全てのＸ線画像に対して算出する必要はなく、一つの撮影角度につき一回算出されればよい。
【００２３】
３次元画像処理部３２は、算出された位置ずれ量に基づく投影角度で食道領域のボリュームデータを投影処理して食道画像のデータを発生する。食道画像は、食道に対応する画素領域である食道領域を含む。発生される食道画像とＸ線画像との間には、位置ずれがない。なお、投影処理は、最大値投影処理、最小値投影処理、平均値投影処理等の画素値投影処理だけでなく、ボリュームレンダリング処理やサーフェスレンダリング処理等を含むとする。
【００２４】
表示制御部３４は、カテーテル領域の先端部分が視認可能なように、食道画像とＸ線画像とを所定の表示方法で表示デバイス３６に表示する。カテーテル領域は、アブレーションカテーテル領域や電極カテーテル領域等を含む。具体的な表示方法としては、食道画像に含まれる食道領域のエッジのみをＸ線画像に重ね合わせて表示する方法、食道領域を点滅させてＸ線画像に重ね合わせて表示する方法、又は、食道領域を半透明にしてＸ線画像に重ね合わせて表示する方法がある。表示デバイス３６は、例えばＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）等により構成される。このように表示制御部３４と表示デバイス３６とは、表示部を構成する。
【００２５】
操作部３８は、操作者からの各種指令や情報入力を受け付ける。操作部３８としては、マウスやトラックボールなどのポインティングデバイス、モード切り替えスイッチ等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスが適宜利用可能である。具体的には、操作部３８は、操作者からの指示に従って、上述の表示方法の何れかを選択する。すなわち、操作部３８は、食道領域のエッジのみをＸ線画像に重ね合わせて表示する方法、食道領域を点滅させてＸ線画像に重ね合わせて表示する方法、又は、食道領域を半透明にしてＸ線画像に重ね合わせて表示する方法のいずれかを選択する。
【００２６】
ＤＩＣＯＭファイル変換部４０は、Ｘ線画像のデータファイルと食道画像のデータファイルとのフォーマットをＤＩＣＯＭフォーマットに変換する。ＤＩＣＯＭフォーマットに変換されたデータファイルは、ネットワークインターフェース部２６によりＬＡＮを介してＸ線コンピュータ断層撮影装置１００や図示しないＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）へ送信される。
【００２７】
また、画像処理装置２０は、アブレーション治療の精度及び効率をより向上するために曲率算出部４２と距離算出部４４とをさらに備える。
【００２８】
曲率算出部４２は、アブレーションカテーテル領域又は電極カテーテル領域の曲率を算出する。算出された曲率のデータは、表示制御部３４に供給される。表示制御部３４は、算出された曲率と予め設定された閾値とを比較する。そして表示制御部３４は、算出された曲率が閾値より大きい場合、上述の表示方法で食道領域をＸ線画像に重ねて表示する。
【００２９】
距離算出部４４は、アブレーションカテーテル領域又は電極カテーテル領域の先端部分と食道領域との間の距離を算出する。算出された距離のデータは、表示制御部３４に供給される。表示制御部３４は、算出された距離と予め設定された閾値とを比較する。そして表示制御部３４は、算出された距離が閾値より大きい場合、上述の表示方法で食道領域をＸ線画像に重ねて表示する。また、表示制御部３４は、算出された距離が閾値より大きい場合、カテーテルが食道に近すぎる旨を報知する。このように表示制御部３４は、報知部としても機能する。
【００３０】
次に、表示制御部３４による食道画像とＸ線画像との表示処理を詳細に説明する。なお以下の説明においてアブレーションカテーテルと電極カテーテルとを区別する必要がない場合、アブレーションカテーテルと電極カテーテルとをまとめてカテーテルと呼ぶことにする。上述のように、表示制御部３４は、カテーテル領域の先端部分が視認可能なように、操作部３８を介して選択された所定の表示方法で食道領域をＸ線画像に重ね合わせて表示する。すなわち、表示制御部３４は、食道領域のエッジのみを表示する、食道領域を点滅させて表示する、又は、食道領域を半透明にして表示する。図３は、食道領域のエッジのみをＸ線画像に重ねて表示する例を示す図である。図３に示すように、Ｘ線画像は、左心房内に挿入されたアブレーションカテーテル領域と電極カテーテル領域とを含む。Ｘ線画像には、食道領域のエッジがアブレーションカテーテル領域と電極カテーテル領域とに重ねられている。このように食道領域のエッジのみが重ねられることで、操作者は、食道の位置及び形状をＸ線画像上で把握することができる。すなわち操作者は、Ｘ線画像上でカテーテル領域と食道領域とが重なる場合にも、カテーテル領域の先端部分の位置を把握できる。
【００３１】
また、食道領域を半透明にして表示する場合、表示制御部３４は、食道領域と重なるＸ線画像上の画素領域が視認可能な透明度で食道領域を表示する。また、食道領域を点滅させて表示する場合、表示制御部３４は、例えば、１秒間隔で食道領域を点滅させる。
【００３２】
次に、システム制御部２２の制御により行なわれるアブレーション治療の支援処理の典型的な動作を説明する。図４は、支援処理の典型的な流れを示す図である。なお、支援処理の開始時点において食道画像のデータは、既に発生されているものとする。また、支援処理中においては、Ｘ線画像のデータがＸ線画像発生部２４により繰り返し発生されているものとする。食道画像とＸ線画像との表示方法は、食道領域のエッジをＸ線画像に重ねて表示する方法であるとする。
【００３３】
図４に示すように、Ｘ線画像のデータが発生されるとシステム制御部２２は、曲率算出部４２に算出処理を行なわせる（ステップＳ１）。ステップＳ１において曲率算出部４２は、アブレーションカテーテル領域の画素値又は形状に基づいてＸ線画像からアブレーションカテーテル領域を抽出する。そして、曲率算出部４２は、抽出されたアブレーションカテーテル領域の曲率を算出する。曲率は、アブレーションカテーテルの進行度合いの他、心臓の拍動によっても変化する。従って、曲率算出部４２は、図示しない心電計からの心電図データに同期して、所定の心位相毎に曲率を算出してもよい。所定の心位相毎に曲率を算出することで、心臓の拍動による曲率の変動を抑えることができる。
【００３４】
ステップＳ１が行なわれるとシステム制御部２２は、表示制御部３４に判定処理を行なわせる（ステップＳ２）。ステップＳ２において表示制御部３４は、ステップＳ１において算出されたアブレーションカテーテル領域の曲率が第１閾値より大きいか否かを判定する。アブレーションカテーテルは、カテーテル術中、左心房内に挿入される。アブレーションカテーテルの先端部分は、左心房内の内壁にぶつかると屈曲する。すなわち、アブレーションカテーテルの先端部分が内壁にぶつかると、ぶつからない時に比べてアブレーションカテーテルの曲率が大きくなる。適切な値に第１閾値が設定された場合、アブレーションカテーテルの曲率が第１閾値より大きいとうことは、アブレーションカテーテルが左心房に挿入されたということと同義である。第１閾値は、操作者により操作部３８を介して任意に設定可能である。
【００３５】
ステップＳ２において曲率が第１閾値よりも大きくないと判定された場合（ステップＳ２：ＮＯ）、システム制御部２２は、ステップＳ１に戻る。そして再びステップＳ１とステップＳ２とが繰り返される。
【００３６】
そして、アブレーションカテーテルが左心房に進入された、すなわちアブレーションカテーテル領域が第１閾値よりも大きいと判定された場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、システム制御部２２は、表示制御部３４に抽出処理を行なわせる（ステップＳ３）。ステップＳ３において表示制御部３４は、予め発生されている食道画像から食道領域のエッジを抽出する。
【００３７】
ステップＳ３が行なわれるとシステム制御部２２は、表示制御部３４に表示処理を行なわせる（ステップＳ４）。ステップＳ４において表示制御部３４は、抽出されたエッジをＸ線画像に重ね合わせて表示する。さらに表示制御部３４は、ステップＳ１において算出された曲率を表示してもよい。このようにして表示制御部３４は、アブレーションカテーテルが左心房に挿入されたことを契機としてＸ線画像と食道画像とを表示する。
【００３８】
ステップＳ４が行なわれるとシステム制御部２２は、距離算出部４４に算出処理を行なわせる（ステップＳ５）。ステップＳ５において距離算出部４４は、まず、アブレーションカテーテル領域の先端部分の画素値又は形状に基づいてＸ線画像上のアブレーションカテーテル領域の先端部分を特定する。次に距離算出部４４は、特定された先端部分と食道領域との間のＸ線画像上における距離を算出する。算出される距離は、例えば、アブレーションカテーテル領域の先端部分と食道領域との間の最短距離である。算出される距離は、アブレーションカテーテルの進行度合いの他、心臓の拍動によっても変化してしまう。従って、距離算出部４４は、図示しない心電計からの心電図データに同期して、所定の心位相毎に距離を算出する。所定の心位相毎に距離を算出することで、心臓の拍動による距離の変動を抑えることができる。
【００３９】
ステップＳ５が行なわれるとシステム制御部２２は、表示制御部３４に判定処理を行なわせる（ステップＳ６）。ステップＳ６において表示制御部３４は、ステップＳ５において算出された距離が第２閾値より小さいか否かを判定する。上述のようにカテーテル術中、アブレーションカテーテルの先端部分が食道に近接していると危険である。第２閾値が適切な値に設定された場合、ステップＳ５において算出された距離が第２閾値よりも小さいということは、アブレーションカテーテルの先端部分が食道に近接している危険性が高い、ということと同義である。第２閾値は、操作者により操作部３８を介して任意に設定可能である。
【００４０】
ステップＳ６において距離が第２閾値より小さくないと判定された場合（ステップＳ６：ＮＯ）、システム制御部２２は、ステップＳ５に戻る。そして再びステップＳ５とステップＳ６とが繰り返される。
【００４１】
そしてステップＳ６において距離が第２閾値よりも小さいと判定された場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、システム制御部２２は、表示制御部３４に表示処理を行なわせる（ステップＳ７）。ステップＳ７において表示制御部３４は、アブレーションカテーテルの先端部分が食道に近接している旨の警告を報知する。警告の報知方法は、例えば、図５に示すような、警告メッセージ「アブレーションカテーテルの先端部分が食道に近接しています」を表示デバイス３６に表示するとよい。この際、表示制御部３４は、ステップＳ５において算出された距離を表示デバイス３６に表示してもよい。また、表示制御部３４は、図示しないスピーカを介して警告音を発生してもよい。このようにして表示制御部３４は、アブレーションカテーテルが食道に接近しすぎたことを契機として、操作者にその旨の警告を発する。
【００４２】
ステップＳ７が行なわれるとシステム制御部２２は、アブレーション治療の支援処理を終了する。
【００４３】
なお、上述の支援処理は典型的な流れに沿って説明された。すなわち、本実施形態に係る支援処理は上述の流れのみに限定されない。例えば、アブレーションカテーテル領域の先端部分と食道領域との間の距離が第２閾値よりも小さいことを契機として、表示制御部３４は、食道領域のエッジを表示してもよい。
【００４４】
アブレーションカテーテルの先端がＸ線管１２に離反する方向に屈曲している場合、アブレーションカテーテルの先端部分が食道に近接している危険性がある。ステップＳ７において表示制御部３４は、先端部分の屈曲方向に応じて警告メッセージの警告度合を変更してもよい。以下、この処理について説明する。なおＸ線照射方向は、患者正面方向（患者の胸から背中への方向）であるとする。
【００４５】
表示制御部３４は、先端部分の画素値又は形状に基づいてアブレーションカテーテルの先端部分の実空間上における屈曲方向を特定する。より簡便には、屈曲方向は、アブレーションカテーテルの先端部分がＸ線管１２に接近又は離反するか否かにより規定される。例えば、アブレーションカテーテルの曲率が第１閾値よりも小さい場合、表示制御部３４は、先端部分がＸ線管１２に接近又は離反する方向に屈曲していないと特定する。一方、アブレーションカテーテルの曲率が第１閾値よりも大きい場合、表示制御部３４は、先端部分がＸ線管１２に接近又は離反する方向に屈曲していると特定する。この場合、表示制御部３４は、先端部分がＸ線管１２に接近する方向に屈曲しているのか、あるいはＸ線管１２に離反する方向に屈曲しているのかを特定できない。しかしながら、アブレーションカテーテルの操作者は、自身の感覚で先端部分がＸ線管１２に接近する方向に屈曲しているのか、Ｘ線管１２に離反する方向に屈曲しているのかを判断できる場合がある。従ってＸ線管１２に接近又は離反する方向に屈曲しているか否かを知ることは、アブレーション治療におけるカテーテル操作上有益なことである。
【００４６】
表示制御部３４は、アブレーションカテーテルの先端部分がＸ線管１２に接近又は離反する方向に屈曲している場合、屈曲していない場合よりも、警告メッセージの警告度合を高める。このように先端部分の屈曲方向がＸ線管１２に接近又は離反する方向の場合に警告度合を高めることにより、表示制御部３４は、アブレーション治療の支援精度を向上する。
【００４７】
また、Ｘ線診断装置１は、バイプレーン撮影法を行なうＸ線診断装置であってもよい。この場合、Ｘ線画像発生部２４からは、２方向に関する２つのＸ線画像のデータが発生される。２方向は、例えば、患者正面方向と患者側面方向（患者の左腕から右腕への方向、又は患者の右腕から左腕への方向）とである。２方向に関する２つのＸ線画像により、アブレーションカテーテル操作の支援精度が向上する。
【００４８】
例えば、２方向に関する２つのＸ線画像に基づいて表示制御部３４は、アブレーションカテーテルの先端部分が患者正面方向のＸ線撮影のためのＸ線管（以下、患者正面方向用のＸ線管と呼ぶことにする）に接近する方向（Ｘ線画像の手前から奥へ向かう方向）に屈曲しているのか、あるいは患者正面方向用のＸ線管に離反する方向（Ｘ線画像の奥から手前へ向かう方向）に屈曲しているのかを特定する。換言すれば、表示制御部３４は、アブレーションカテーテルの先端部分が食道に向けて屈曲しているのか、あるいは食道から遠ざかる方向に屈曲しているのかを特定できる。具体的には、まず表示制御部３４は、患者正面方向に関するＸ線画像上において、アブレーションカテーテル領域の先端部分の屈曲方向を特定する。同様に表示制御部３４は、患者側面方向に関するＸ線画像上において、アブレーションカテーテル領域の先端部分の屈曲方向を特定する。患者正面方向のＸ線画像に関する屈曲方向が患者正面方向用のＸ線管に接近又は離反する方向であり、患者側面方向のＸ線画像に関する屈曲方向が患者正面方向用のＸ線管に接近する方向である場合、表示制御部３４は、アブレーションカテーテルの先端部分が実空間上において食道に向けて屈曲していると特定する。そして表示制御部３４は、アブレーションカテーテルの先端が食道に近すぎる旨の警告を報知する。報知方法としては、例えば、表示デバイス３６に警告メッセージ「アブレーションカテーテルの先端部分が食道に近すぎます」を表示する等が考えられる。
【００４９】
バイプレーン撮影法を行うＸ線診断装置１の場合、Ｘ線画像と食道領域との位置合わせの精度が向上する。これに伴い、アブレーションカテーテル領域の先端部分と食道との間の距離の精度も向上する。
【００５０】
上述のように、本実施形態に係るＸ線診断装置１は、食道画像とＸ線画像との特徴的な表示方法を実現する。この特徴的な表示方法は、食道領域のエッジのみを、食道領域を点滅させて、又は、食道領域を半透明にしてＸ線画像に重ねて表示する方法である。そのため、操作者は、アブレーションカテーテルがＸ線画像上食道に重なる位置にある場合にも、アブレーションカテーテルの先端部分と食道との位置関係を把握することができる。また、アブレーションカテーテルの位置を把握するためにアームの撮影角度を変える必要もなくなり、そのための時間や手間が削減される。かくして、本実施形態によれば、アブレーション治療の精度及び効率向上を実現するＸ線診断装置及びＸ線診断装置に関する画像処理方法を提供することが可能となる。
【００５１】
なお、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１００は、食道領域に関するボリュームデータをＸ線診断装置１に送信するとした。しかしながらこれに限定する必要はなく、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置１００は、食道画像のデータを送信してもよい。この場合、３次元画像処理部３２は不要となる。
【００５２】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上本発明によれば、アブレーション治療の精度及び効率向上を実現するＸ線診断装置及びＸ線診断装置に関する画像処理方法の提供を実現することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１…Ｘ線診断装置、１０…撮影装置、１２…Ｘ線管、１４…Ｘ線検出器、１６…アーム、２０…画像処理装置、２２…システム制御部、２４…Ｘ線画像発生部、２６…ネットワークインターフェース部、２８…記憶部、３０…位置ずれ量算出部、３２…３次元画像処理部、３４…表示制御部、３６…表示デバイス、３８…操作部、４０…ＤＩＣＯＭファイル変換部、４２…曲率算出部、４４…距離算出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を発生するＸ線管と、
前記Ｘ線管から発生され被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記被検体の食道に関する食道画像のデータを記憶する記憶部と、
カテーテル術中において、前記Ｘ線検出器からの出力に基づいて解剖学的に前記食道の近傍にある左心房に関するＸ線画像のデータを発生する発生部と、
前記Ｘ線画像に含まれるカテーテル領域の先端部分が視認可能なように、前記食道画像に含まれる食道領域を前記Ｘ線画像に重ね合わせて表示する表示部と、
を具備するＸ線診断装置。
【請求項２】
前記表示部は、前記食道領域のエッジのみを前記Ｘ線画像に重ねて表示する、前記食道領域を点滅させて前記Ｘ線画像に重ねて表示する、又は、前記食道領域を半透明にして前記Ｘ線画像に重ねて表示する、請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
前記カテーテル領域の曲率を算出する曲率算出部をさらに備え、
前記表示部は、前記算出された曲率が第１閾値を超えた場合、前記先端部分が視認可能なように前記食道領域を前記Ｘ線画像に重ねて表示する、請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
前記先端部分と前記食道領域の特定部分との間の距離を算出する距離算出部と、
前記算出された距離が第２閾値を越えた場合に、前記距離が前記第２閾値を超えた旨を報知する報知部と、
をさらに備える請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
前記表示部は、前記算出された距離を表示する、請求項４記載のＸ線診断装置。
【請求項６】
前記先端部分の画素値又は形状に基づいて、前記カテーテルの先端の実空間上における屈曲方向を特定する特定部と、
前記屈曲方向に応じた情報を操作者に報知する報知部と、
をさらに備える請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項７】
Ｘ線を発生するＸ線管と、前記Ｘ線管から発生され被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、を具備するＸ線診断装置に関する画像処理方法において、
カテーテル術中において、前記Ｘ線検出器からの出力に基づいて解剖学的に前記食道の近傍にある左心房に関するＸ線画像のデータを発生し、
前記Ｘ線画像に含まれるカテーテル領域の先端部分が視認可能なように、前記被検体の食道に関する食道画像に含まれる食道領域を前記Ｘ線画像に重ね合わせて表示する、
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１】
Ｘ線を発生するＸ線管と、
前記Ｘ線管から発生され被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記被検体の食道に関する食道画像のデータを記憶する記憶部と、
カテーテル術中において、前記Ｘ線検出器からの出力に基づいて解剖学的に前記食道の近傍にある左心房に関するＸ線画像のデータを発生する発生部と、
前記Ｘ線画像に含まれるカテーテル領域の先端部分が視認可能なように、前記食道画像に含まれる食道領域を前記Ｘ線画像に重ね合わせて表示する表示部と、
を具備するＸ線診断装置。
【請求項２】
前記表示部は、前記食道領域のエッジのみを前記Ｘ線画像に重ねて表示する、前記食道領域を点滅させて前記Ｘ線画像に重ねて表示する、又は、前記食道領域を半透明にして前記Ｘ線画像に重ねて表示する、請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
前記カテーテル領域の曲率を算出する曲率算出部をさらに備え、
前記表示部は、前記算出された曲率が第１閾値を超えた場合、前記先端部分が視認可能なように前記食道領域を前記Ｘ線画像に重ねて表示する、請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
前記先端部分と前記食道領域の特定部分との間の距離を算出する距離算出部と、
前記算出された距離が第２閾値を越えた場合に、前記距離が前記第２閾値を超えた旨を報知する報知部と、
をさらに備える請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
前記表示部は、前記算出された距離を表示する、請求項４記載のＸ線診断装置。
【請求項６】
前記先端部分の画素値又は形状に基づいて、前記カテーテルの先端の実空間上における屈曲方向を特定する特定部と、
前記屈曲方向に応じた情報を操作者に報知する報知部と、
をさらに備える請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項７】
Ｘ線を発生するＸ線管と、前記Ｘ線管から発生され被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、を具備するＸ線診断装置に関する画像処理方法において、
カテーテル術中において、前記Ｘ線検出器からの出力に基づいて解剖学的に前記食道の近傍にある左心房に関するＸ線画像のデータを発生し、
前記Ｘ線画像に含まれるカテーテル領域の先端部分が視認可能なように、前記被検体の食道に関する食道画像に含まれる食道領域を前記Ｘ線画像に重ね合わせて表示する、
ことを特徴とする画像処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１６７２１３（Ｐ２０１１−１６７２１３Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３３０３（Ｐ２０１０−２３３０３）
【出願日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
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