Ｘ線診断装置
【課題】被検体における特定箇所へのＸ線の被曝量の増加を防ぐことができるＸ線診断装置を提供する。
【解決手段】実施形態のＸ線診断装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線照射部と、前記Ｘ線照射部に対向し、前記Ｘ線を受像するＸ線受像部と、前記Ｘ線受像部で受像した投影画像データを画像処理する画像処理部と、前記画像処理部で画像処理した画像データを記憶する画像データ記憶部と、前記画像データ記憶部で記憶した画像データから、前記Ｘ線の照射位置に関する付帯情報を取得する付帯情報取得部と、前記付帯情報取得部で取得した、複数の前記画像データにおける付帯情報に基づき、複数のＸ線が集中している部分を関心部位として特定する関心部位特定部と、を有することを特徴とする。
【解決手段】実施形態のＸ線診断装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線照射部と、前記Ｘ線照射部に対向し、前記Ｘ線を受像するＸ線受像部と、前記Ｘ線受像部で受像した投影画像データを画像処理する画像処理部と、前記画像処理部で画像処理した画像データを記憶する画像データ記憶部と、前記画像データ記憶部で記憶した画像データから、前記Ｘ線の照射位置に関する付帯情報を取得する付帯情報取得部と、前記付帯情報取得部で取得した、複数の前記画像データにおける付帯情報に基づき、複数のＸ線が集中している部分を関心部位として特定する関心部位特定部と、を有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
患者の体内にカテーテルを入れ、Ｘ線診断装置で観察しながら治療を行うインターベンション（血管内カテーテル治療）が知られている。
【０００３】
循環器用のＸ線診断装置でインターベンションを行う場合、様々な角度から血管内治療を行う部位（関心部位）へＸ線を照射して治療を行うが、関心部位へ集中してＸ線を照射するために、特定位置に対するＸ線照射が長時間になる場合がある。また、複雑病変や完全閉塞した血管へのインターベンションなどでは、透視時間が長くなるため、皮膚の特定箇所に被曝線量が多くなって危険域に達し、皮膚が火傷をする場合もある。
【０００４】
また、関心部位の位置が定まらないと、その分余計にＸ線の照射時間が長くなってしまうため、長時間のインターベンションによる患者への被曝線量が問題となっている。
【０００５】
インターベンション時における特定箇所への被曝量の増加を避けるために、被曝線量の管理が行われている。インターベンション時は、ＩＶＲ（Interventional radiology）基準点における空気カーマを表示することが規格で定められている。しかし、ここで表示する線量は、照射部位を特定しない総線量なので、特定箇所の皮膚における被曝線量が危険域に達しているか否かを判断することができない。
【０００６】
そこで、２次元あるいは３次元で表示した擬似的患者モデル画像上に、照射位置および各箇所での積算線量の分布を重ねて表示する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−４２２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、患者モデル画像上に表示された積算線量の分布は、各位置でのそれまでのＸ線照射における積算線量を表示するだけで、Ｃアームの角度変更等、線量危険域を避けるための設定変更は、医師の判断および操作によって行われていた。そのため、例えば医師の誤判断で特定の位置へのＸ線照射量が多くなり、線量が危険域に達してしまうといった危険性もあった。よって、被曝を低減するためのＸ線の照射角度をＸ線診断装置側から自動的に設定することが望まれている。
【０００９】
本発明の実施形態はこのような点を考慮してなされたもので、被検体における特定箇所へのＸ線の被曝量の増加を防ぐことができるＸ線診断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】
【００１０】
実施形態のＸ線診断装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線照射部と、前記Ｘ線照射部に対向し、前記Ｘ線を受像するＸ線受像部と、前記Ｘ線受像部で受像した投影画像データを画像処理する画像処理部と、前記画像処理部で画像処理した画像データを記憶する画像データ記憶部と、前記画像データ記憶部で記憶した画像データから、前記Ｘ線の照射位置に関する付帯情報を取得する付帯情報取得部と、前記付帯情報取得部で取得した、複数の前記画像データにおける付帯情報に基づき、複数のＸ線が集中している部分を関心部位として特定する関心部位特定部と、を有することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るＸ線診断装置のハードウェア構成を示す概略図。
【図２】本実施形態のＸ線診断装置における保持装置の外観構成を示す斜視図。
【図３】画像処理部の詳細を示すブロック図。
【図４】Ｘ線診断装置で関心部位の位置を特定する動作を示すフローチャート。
【図５】付帯情報から求めた複数の画像における（ａ）Ｘ線中心軸の集合、（ｂ）Ｘ線照射幅の集合を示す図。
【図６】中心座標位置の分布および関心部位の特定の例を示す図。
【図７】Ｘ線の積算線量危険域を表示し危険域を回避するＸ線診断装置の動作を示すフローチャート。
【図８】Ｘ線照射位置の表示例を示す図。
【図９】心臓の３次元ＣＴ画像の表示例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態のＸ線診断装置１００のハードウェア構成を示す概略図であり、図２は、Ｘ線診断装置１００における保持装置５０の外観構成を示す斜視図である。図１および図２は、本実施形態の一例として、天井走行式Ｃアームを備えるＸ線診断装置１００を示す。Ｘ線診断装置１００は、大きくは、保持装置５０およびＤＦ（digital fluorography）装置６０から構成される。保持装置５０は、検査・治療室に、ＤＦ装置６０は機械室などに設置される。なお、本発明に係るＸ線診断装置は、天井走行式Ｃアームを備えるＸ線診断装置１００に限定されるものではなく、床走行式Ｃアームを備えるＸ線診断装置であってもよい。
【００１４】
保持装置５０は、スライド機構２１、鉛直軸回転機構２３、懸垂アーム２４、Ｃアーム回転機構２５、Ｃアーム２６、Ｘ線照射装置２７、受像装置２８、寝台２９、コントローラ３０、高電圧供給装置３１、駆動制御部３２を設ける。
【００１５】
スライド機構２１は、Ｚ軸方向レール２１１、Ｘ軸方向レール２１２、および台車２１３を設ける。スライド機構２１は、駆動制御部３２を介したコントローラ３０による制御によって、鉛直軸回転機構２３、懸垂アーム２４、Ｃアーム回転機構２５、Ｃアーム２６、Ｘ線照射装置２７、および受像装置２８を一体として水平方向にスライドさせる。
【００１６】
Ｚ軸方向レール２１１は、Ｚ軸方向（天板２９ａの長軸方向）に延設され、天井に支持される。
Ｘ軸方向レール２１２は、Ｘ軸方向（天板２９ａの短軸方向）に延設され、その両端のローラ（図示しない）を介してＺ軸方向レール２１１に支持される。Ｘ軸方向レール２１２は、駆動制御部３２を介したコントローラ３０による制御によって、Ｚ軸方向レール２１１上をＺ軸方向に移動される。
台車２１３は、ローラ（図示しない）を介してＸ軸方向レール２１２に支持される。台車２１３は、駆動制御部３２を介したコントローラ３０による制御によって、Ｘ軸方向レール２１２上をＸ軸方向に移動される。
台車２１３を支持するＸ軸方向レール２１２がＺ軸方向レール２１１上をＺ軸方向に移動可能であり、台車２１３がＸ軸方向レール２１２上をＸ軸方向に移動可能であるので、台車２１３は検査室内を水平方向（Ｘ軸方向およびＺ軸方向）に移動可能である。
【００１７】
鉛直軸回転機構２３は、台車２１３に回転可能に支持される。鉛直軸回転機構２３は、駆動制御部３２を介したコントローラ３０による制御によって、懸垂アーム２４、Ｃアーム回転機構２５、Ｃアーム２６、Ｘ線照射装置２７、および受像装置２８を一体として鉛直軸回転方向Ｔ１（図２に図示）に回転させる。
懸垂アーム２４は、鉛直軸回転機構２３によって支持される。
【００１８】
Ｃアーム回転機構２５は、懸垂アーム２４に回転可能に支持される。Ｃアーム回転機構２５は、駆動制御部３２を介したコントローラ３０による制御によって、Ｃアーム２６、Ｘ線照射装置２７、および受像装置２８を一体として懸垂アーム２４に対する回転方向Ｔ２（図２に図示）に回転させる。
【００１９】
Ｃアーム２６は、Ｃアーム回転機構２５によって支持され、Ｘ線照射装置２７と受像装置２８とを、被検体Ｐを中心に対向配置させる。Ｃアーム２６の背面又は側面にはレール（図示しない）が設けられ、Ｃアーム回転機構２５とＣアーム２６とによって挟み込まれる当該レールを介して、Ｃアーム２６は、駆動制御部３２を介したコントローラ３０による制御によって、Ｘ線照射装置２７、および受像装置２８を一体としてＣアーム２６の円弧方向Ｔ３（図２に図示）に円弧動させる。
【００２０】
Ｘ線照射装置２７は、Ｃアーム２６の一端に設けられる。Ｘ線照射装置２７は、駆動制御部３２を介したコントローラ３０による制御によって、前後動が可能なように設けられる。Ｘ線照射装置２７は、高電圧供給装置３１から高電圧電力の供給を受けて、高電圧電力の条件に応じて被検体Ｐの所定部位に向かってＸ線を照射する。Ｘ線照射装置２７は、Ｘ線の出射側に、複数枚の鉛羽で構成されるＸ線照射野絞りや、シリコンゴム等で形成されハレーションを防止するために所定量の照射Ｘ線を減衰させる補償フィルタ等を設ける。
【００２１】
受像装置２８は、Ｃアーム２６の他端であってＸ線照射装置２７の出射側に設けられる。受像装置２８は、駆動制御部３２を介したコントローラ３０による制御によって、前後動が可能なように設けられる。受像装置２８は、ＦＰＤ（Flat Panel Detector：平面検出器）２８ａを含む。ＦＰＤ２８ａは、平面的に配列された複数の検出素子によりＸ線を検出して電気信号に変換する。
【００２２】
寝台２９は、床面に支持され、天板（カテーテルテーブル）２９ａを支持する。寝台２９は、駆動制御部３２を介したコントローラ３０による制御によって、天板２９ａを水平（Ｘ、Ｚ軸方向）動、上下（Ｙ軸方向）動およびローリングさせる。天板２９ａは、被検体Ｐを載置可能である。なお、保持装置５０は、Ｘ線照射装置２７が天板２９ａの下方に位置するアンダーチューブタイプである場合を説明するが、Ｘ線照射装置２７が天板２９ａの上方に位置するオーバーチューブタイプである場合であってもよい。
【００２３】
コントローラ３０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを含んでいる。コントローラ３０は、後述する操作部１３からの指示に従って、高電圧供給装置３１、および駆動制御部３２等の動作を制御する。
【００２４】
高電圧供給装置３１は、コントローラ３０の制御に従って、Ｘ線照射装置２７に高電圧電力を供給する。
【００２５】
駆動制御部３２は、コントローラ３０の制御に従って、スライド機構２１、鉛直軸回転機構２３、Ｃアーム回転機構２５、Ｃアーム２６、Ｘ線照射装置２７、受像装置２８、および寝台２９の天板２９ａをそれぞれ駆動可能である。
【００２６】
ＤＦ装置６０は、コンピュータをベースとして構成されており、制御部１０、表示部１２、操作部１３、通信部１５、記憶部１６、情報記憶媒体１７、画像処理部１８、画像データベース１９を含み、バスによって相互に通信可能に接続されて構成されている。ＤＦ装置６０の制御部１０は、保持装置５０のコントローラ３０と接続されて相互の動作を制御する。またＤＦ装置６０は、病院基幹のＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークＮと相互通信可能である。
【００２７】
操作部１３はキーボードやマウス等であり、データの入力を行う。また操作部１３は、コントローラ３０および駆動制御部３２を介して、保持装置５０の各機構の動作を指示する。表示部１２はモニタ等である。通信部１５は、病院内ＬＡＮに接続し、例えばＣＴ装置等といった外部の装置との通信を行う。
【００２８】
記憶部１６は、制御部１０や通信部１５などのワーク領域となるもので、ＲＡＭ（Random Access Memory）などにより実現できる。また記憶部１６は、Ｘ線照射位置を格納する。
【００２９】
情報記憶媒体１７（コンピュータにより読み取り可能な媒体）は、プログラムやデータなどを格納するものであり、ハードディスク、或いはメモリ（Flash Memory、ＲＯＭ：Read Only Memory）などにより実現できる。情報記憶媒体１７には、本実施形態の各部としてコンピュータを機能させるためのプログラム（各部の処理をコンピュータに実行させるためのプログラム）、複数のアプリケーション等が記憶される。
【００３０】
制御部１０は、全体の制御を司り、様々な演算処理や制御処理などを行う演算装置である。制御部１０の機能は各種プロセッサ（ＣＰＵ、ＤＳＰ等）、ＡＳＩＣ（ゲートアレイ等）などのハードウェアや、プログラムにより実現できる。制御部１０は、情報記憶媒体１７に格納されるプログラム（データ）に基づいて本実施形態の種々の処理を行う。
【００３１】
画像データベース１９は、投影画像データ記憶部１９１、画像処理後データ記憶部１９２を含む。投影画像データ記憶部１９１は、保持装置５０のＦＰＤ２８ａから出力された投影画像データを記憶する。画像処理後データ記憶部１９２は、画像処理回路１８２から出力された透視画像および撮影画像をデータとして記憶する。詳細は後述する。
【００３２】
画像処理部１８は、画像データベース１９に格納される画像データの各種処理を行う。画像処理部１８の詳細なブロック図を図３に示す。画像処理部１８は、画像取得部１８１、画像処理回路１８２、付帯情報取得部１８３、付帯情報分析部１８４、関心部位特定部１８５を含み、バスによって相互に通信可能に接続されて構成されている。
【００３３】
画像取得部１８１は、投影画像データ記憶部１９１に格納された投影画像データを取得する。画像処理回路１８２は、画像取得部１８１が投影画像データ記憶部１９１から取得した投影画像データに対して、対数変換処理（ＬＯＧ処理）を行なって必要に応じて加算処理して、透視画像および撮影画像（ＤＡ画像）のデータを生成し、この透視画像および撮影画像に対して画像処理を行う。画像処理としては、データに対する拡大／階調／空間フィルタ処理や、時系列に蓄積されたデータの最小値／最大値トレース処理、およびノイズを除去するための加算処理等が挙げられる。なお、画像処理回路１８２による画像処理後のデータは、表示部１２に出力されると共に、画像処理後データ記憶部１９２に記憶される。また、画像処理後データ記憶部１９２は、透視画像および撮影画像の他に、画像を撮影した際のＸ線照射に関する付帯情報も格納する。
【００３４】
画像処理後データ記憶部１９２に画像データと共に格納される付帯情報とは、その画像を撮影した際のＸ線照射に関する情報であり、例えばＣアーム２６の角度、Ｘ線照射装置２７から受像装置２８までの距離、寝台２９の高さ、天板２９ａの位置、Ｘ線照射装置２７から照射するＸ線の照射野、Ｘ線の条件等を含む。
【００３５】
付帯情報取得部１８３は、画像処理後データ記憶部１９２に格納される画像の付帯情報を取得する。付帯情報分析部１８４は、付帯情報取得部１８３で取得した画像の付帯情報に基づき、画像を撮影した際のＸ線の照射条件（被検体への照射位置、照射角度、天板の位置等）を画像毎に把握し、Ｘ線中心軸をそれぞれ求める。
【００３６】
関心部位特定部１８５は、付帯情報分析部１８４で求めた複数のＸ線中心軸に基づいて、複数のＸ線の集中する位置を特定し、関心部位とする。
【００３７】
表示部１２は、制御部１０の制御によって、画像処理回路１８２によって生成される透視画像および撮影画像のデータに、患者名等の検査情報（パラメータの文字情報および目盛等）を合成し、合成信号をＤ／Ａ変換後、ビデオ信号として表示する。表示部１２は、画像処理回路１８２から出力される透視画像および撮影画像をライブ表示するライブモニタや、画像処理回路１８２から出力される撮影画像を静止画像表示、また、動画再生表示する参照モニタや、ＦＯＶ（field of view）切り替えのためのデータ等、主に保持装置５０の制御を行なうためのデータを表示するシステムモニタ等を含む。
【００３８】
次に、上記構成のＸ線診断装置１００の動作について説明する。
【００３９】
＜関心部位の特定＞
まず、Ｘ線診断装置１００側で関心部位の位置を特定する動作について、図４を参照して説明する。
【００４０】
医師は例えば被検体Ｐの大腿部からカテーテルを挿入し、インターベンションを開始する（ステップＳ１０１）。保持装置５０のコントローラ３０は、操作部１３からの操作に基づき、被検体の体内に挿入されたカテーテルの位置におけるＸ線撮影ができるよう、駆動制御部３２を介して保持装置５０内のスライド機構２１、鉛直軸回転機構２３、Ｃアーム回転機構２５、Ｃアーム２６、天板２９ａ等といった各動作機構を動作させ、撮影の位置合わせを行う（ステップＳ１０２）。Ｘ線照射装置２７は、ステップＳ１０２で位置合わせをした撮影位置で受像装置２８に向けてＸ線を照射し、Ｘ線撮影を行う（ステップＳ１０３）。Ｘ線撮影した投影画像データは表示部１２に表示され、画像データベース１９内の投影画像データ記憶部１９１に格納される（ステップＳ１０５）。
【００４１】
医師は、カテーテルが関心部位に到達するまでは、カテーテルのある位置でのＸ線撮影を行い、表示部１２で位置を確認する。表示部１２でカテーテルが関心部位に到達したことが確認されると、医師は、関心部位を透過する照射角度であって、目的の血管が観察できるよう、操作部１３を用いて保持装置５０の各動作機構を動作させ、複数のＸ線撮影を行うことが可能である。
【００４２】
次に、画像処理部１８内の画像取得部１８１は、ステップＳ１０５で格納した投影画像データを取得し、画像処理回路１８２に送る（ステップＳ１０７）。このとき、投影画像データには、Ｘ線撮影時のＸ線照射に関する付帯情報も付随している。画像処理回路１８２は、ステップＳ１０７で画像取得部１８１が取得した投影画像データに対して、透視画像および撮影画像のデータを生成し、生成した透視画像および撮影画像に対して画像処理を行って、画像処理後データ記憶部１９２に格納する（ステップＳ１０９）。このとき、画像処理回路１８２で生成する撮影画像のデータには、ステップＳ１０７で画像取得部１８１が投影画像データ取得時に取得した、Ｘ線照射に関する付帯情報も付随している。
【００４３】
次に付帯情報取得部１８３は、ステップＳ１０９で画像処理後データ記憶部１９２に格納された、撮影画像の付帯情報を取得する（ステップＳ１１１）。この付帯情報は、被検体へのＸ線照射位置、Ｃアーム２６の角度、天板２９ａの高さや位置、Ｘ線の照射野等である。次に付帯情報分析部１８４は、付帯情報取得部１８３で取得した付帯情報を分析し、天板２９ａを基準としたＸ線中心軸を３次元座標上で求める（ステップＳ１１３）。付帯情報分析部１８４は、このＸ線中心軸を複数の画像データについてもそれぞれ付帯情報から求める。
【００４４】
次に関心部位特定部１８５は、付帯情報分析部１８４で求めた複数のＸ線中心軸が集中している部分を関心部位として特定し、関心部位の３次元座標位置を決定する（ステップＳ１１５）。
【００４５】
ここで、ステップＳ１１５における関心部位の特定方法を、図５および図６を参照して説明する。
図５（ａ）に、付帯情報取得部１８３で取得した付帯情報から、ステップＳ１１３で求めた、複数の画像のＸ線中心軸７０（７０ａ〜７０ｆ）の集合を示す。７０ｆを除いた全てのＸ線中心軸は、被検体Ｐ上の、丸で囲んだ部分に交差、集中しているのがわかる。この集中している部分を関心部位として、天板を基準とした３次元座標軸での座標を求めることが出来る。なお、丸で囲んだ部分を通過していないＸ線中心軸７０ｆは、カテーテルが関心部位に到達する前の画像データから求められたＸ線中心軸であると見なされるので、除外して良い。
【００４６】
Ｘ線中心軸は３次元座標上で計算されているため、Ｘ線中心軸が複数集中していても、それぞれが必ずしも交差しているとは限らず、ねじれの位置の場合も考えられる。例えば２つのＸ線中心軸７０ａと７０ｂとがねじれの位置の場合、Ｘ線中心軸７０ａ、７０ｂ双方の最短距離のラインを求め、その中心位置座標を計算する。同様にして、複数のＸ線中心軸７０について、それぞれ交差している場合は交点座標、ねじれの位置の場合は中心位置座標を求めていくことにより、中心位置座標の分布が求まる。
【００４７】
複数のＸ線中心軸７０から求められる中心位置座標の分布および関心部位の特定の例を図６に示す。この中心位置座標の分布の最も集中している部分を、例えば平均位置座標の計算で求め、関心部位の３次元座標位置とする。
【００４８】
なお関心部位の位置の別の求め方として、図５（ｂ）に示すように、Ｘ線照射装置２７から照射されるＸ線照射野を考慮に入れた、３次元のＸ線照射エリア７１（７１ａ〜７１ｃ）の重なりから、関心部位の３次元座標位置を求めても良い。
【００４９】
これにより、Ｘ線診断装置１００側で関心部位の位置を定量的に把握することが出来る。
【００５０】
＜積算線量の表示＞
次に、関心部位の位置が特定された上で、Ｘ線の積算線量を表示し、積算線量危険域を回避したＸ線照射を行う動作について、図７のフローチャート、および図８の表示例を参照して説明する。
【００５１】
図８に示すように、表示部１２には２次元の患者モデル画像が表示される。制御部１０は、ステップＳ１１１で付帯情報取得部１８３が取得した撮影画像の付帯情報のうち、天板２９ａの位置、Ｃアーム２６の角度、特定された関心部位の位置情報から、被検体Ｐの皮膚表面に照射されるＸ線の照射位置を算出し（ステップＳ２０１）、２次元の患者モデル画像に重ねて表示する（ステップＳ２０３）。制御部１０はこの照射位置の算出を複数の撮影画像における付帯情報について行い、表示部１２に表示される患者モデル画像に積算線量の分布としてすべて重ねて表示する。図８では、例えば天板２９ａを上から見ている例を示している。
【００５２】
図８では、過去にＸ線照射した照射位置を領域として実線の四角で囲み、現在のＸ線照射位置（領域）を点線の四角で示している。現在のＸ線照射位置の表示（点線の四角）は、駆動制御部３２で駆動させる各機構（スライド機構２１、鉛直軸回転機構２３、Ｃアーム回転機構２５、Ｃアーム２６、Ｘ線照射装置２７、受像装置２８、および寝台２９の天板２９ａ）の動作に連動して動くようになっている。
【００５３】
Ｘ線照射の積算線量は色の濃さで表示している。Ｘ線の照射位置（領域）が重なっている部分では表示色が濃くなっており、Ｘ線の積算線量が多いことを示している。ある照射位置におけるＸ線照射の積算線量が所定量を超えると、その照射位置での被検体Ｐの皮膚表面が被曝する危険があるので、表示部１２はその位置を積算線量危険域とし、注意を促す表示（例えば、赤色表示する等）を行う。図８では積算線量危険域を斜線で表示する。表示部１２に表示された色の濃さ、及び危険域の表示から、被検体におけるＸ線照射の積算線量を把握し、操作部１３を用いてＸ線照射の積算線量が少ない（表示色がない、または薄い）位置が医師により選択される（ステップＳ２０５）。
【００５４】
制御部１０は、ステップＳ２０５で表示部１２上において選択された位置にＸ線が照射し、かつ、ステップＳ１１５で求めている関心部位が画像の中心位置に表示され透過するよう、Ｃアーム２６の角度や天板２９ａの位置を自動計算する（ステップＳ２０７）。次に、駆動制御部３２は、ステップＳ２０７で制御部１０が計算した位置に基づき、コントローラ３０の制御に従って、Ｃアーム２６や天板２９ａを移動させる（ステップＳ２０９）。
【００５５】
なお、操作部１３を用いてＣアーム２６や天板２９ａを移動させて、連動して動く現在のＸ線照射位置（点線の四角）の表示を積算線量の少ない位置に合わせ、Ｃアーム２６や天板２９ａの位置を設定しても良い。これにより、被曝の少ないインターベンションを行うことが可能である。
【００５６】
なお、ステップＳ２０５において医師がＸ線照射位置を選択する際、単純に積算線量が少ない位置を照射位置として選択すると、関心部位の血管が観察しにくい角度にＣアーム２６や天板２９ａ等が移動してしまう可能性がある。そこで、Ｘ線診断装置１００側で、照射位置の候補を記憶部１６にあらかじめ格納しておき、ステップＳ２０５において表示部１２上にいくつか提示し、医師が選択できるようにしてもよい。例えば、ステップＳ１０３で関心部位をＸ線撮影したときの照射位置であれば、血管が良好に観察できるＣアーム２６の角度となると考えられるため、この照射位置を記憶部１６に格納しておく。あるいは、血管の観察が良好な角度となる照射位置をあらかじめ登録し記憶部１６に格納しておく。制御部１０は、記憶部１６に格納した照射位置のうち、Ｘ線の積算線量が少ない位置をいくつか選択して表示部１２に表示し、医師に選択させるようにしても良い。これにより、被検体Ｐの特定箇所の被曝を防ぎ、かつ関心部位周辺の血管を観察しやすい角度でインターベンションを行うことが出来る。
【００５７】
また、インターベンションの実施前に３次元ＣＴ画像を撮影しておき、インターベンション中にこの３次元ＣＴ画像とＸ線の照射位置の２次元表示とをリンクさせてもよい。例として、図９に心臓の３次元ＣＴ画像の例を示す。図８に示すＸ線照射位置の２次元表示と、図９に示す心臓の３次元ＣＴ画像とが表示部１２に並べて表示されているとして、医師が積算線量の少ない位置を選択すると、Ｃアーム２６や天板２９ａが自動計算した位置に移動し、また選択された位置にＸ線が照射されかつ関心部位を透過する角度となる３次元ＣＴ画像も同時に表示されてもよい。また、医師が図８で現在のＸ線の照射位置（点線部分）を動かすと、３次元ＣＴ画像の表示も連動して動いてもよいし、逆に、医師が図９に表示する３次元ＣＴ画像を所望の表示角度にすると、図８に示す現在のＸ線の照射位置が連動して動いてもよい。３次元ＣＴ画像を２次元表示とリンクさせることにより、関係部位における血管がどのような状態なのか、Ｘ線照射をしなくても事前に分かることができ、被曝も低減することが出来る。
【００５８】
また、ステップＳ１１５で関心部位の３次元座標位置を決定していることにより、Ｘ線撮影した透視画像上に関心部位のマークを重ねて表示部１２に表示することができる。例えば、カテーテルやガイドワイヤの交換をするときに、カテーテルの挿入位置にＸ線を照射して観察する必要があるため、Ｃアーム２６の角度または天板２９ａの位置を一時的にカテーテル挿入位置に移動する。そのため、透視画像から関心部位が一時的に外れてしまう。しかし、ステップＳ１１５で関心部位の座標位置を求めているので、被検体Ｐの大腿部からカテーテルを再挿入し、カテーテルが関心部位に再度近づくと、求めた３次元座標位置に基づいて、透視画像上に関心部位のマークを表示することが出来る。よって医師はＣアーム２６や天板２９ａの関心部位への位置合わせを簡単に行うことが出来、Ｘ線の照射時間の低減にもつながる。
【００５９】
以上説明した実施例によれば、Ｘ線診断装置において、Ｘ線撮影した画像の付帯情報からＸ線中心軸を求め、複数のＸ線中心軸が集中している部分を関心部位として特定し、その３次元座標位置を決定する。よって、Ｘ線診断装置側で関心部位の位置を把握することが出来る。また、表示部で２次元表示されるＸ線照射位置において、積算線量の少ない照射位置を指定すると、その照射位置から関心部位が中心に表示されるように透過するＸ線の入射角度になるように、Ｃアームの角度や天板の位置を自動計算し、移動する。よって、被検体の被曝を低減する照射位置であって、関心部位が中心に表示されるような照射位置をＸ線診断装置側で特定することができる。また、関心部位を特定することで、インターベンションの時間短縮に繋がり、被検体への被曝を軽減することができる。
【００６０】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００６１】
１００…Ｘ線診断装置、５０…保持装置、６０…ＤＦ装置、１０…制御部、１２…表示部、１３…操作部、１５…通信部、１６…記憶部、１７…情報記憶媒体、１８…画像処理部、１９…画像データベース、１９１…投影画像データ記憶部、１９２…画像処理後データ記憶部、２１…スライド機構、２３…鉛直軸回転機構、２４…懸垂アーム、２５…Ｃアーム回転機構、２６…Ｃアーム、２７…Ｘ線照射装置、２８…受像装置、２８ａ…ＦＰＤ、２９…寝台、２９ａ…天板、３０…コントローラ、３１…高電圧供給装置、３２…駆動制御部、Ｐ…被検体。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
患者の体内にカテーテルを入れ、Ｘ線診断装置で観察しながら治療を行うインターベンション（血管内カテーテル治療）が知られている。
【０００３】
循環器用のＸ線診断装置でインターベンションを行う場合、様々な角度から血管内治療を行う部位（関心部位）へＸ線を照射して治療を行うが、関心部位へ集中してＸ線を照射するために、特定位置に対するＸ線照射が長時間になる場合がある。また、複雑病変や完全閉塞した血管へのインターベンションなどでは、透視時間が長くなるため、皮膚の特定箇所に被曝線量が多くなって危険域に達し、皮膚が火傷をする場合もある。
【０００４】
また、関心部位の位置が定まらないと、その分余計にＸ線の照射時間が長くなってしまうため、長時間のインターベンションによる患者への被曝線量が問題となっている。
【０００５】
インターベンション時における特定箇所への被曝量の増加を避けるために、被曝線量の管理が行われている。インターベンション時は、ＩＶＲ（Interventional radiology）基準点における空気カーマを表示することが規格で定められている。しかし、ここで表示する線量は、照射部位を特定しない総線量なので、特定箇所の皮膚における被曝線量が危険域に達しているか否かを判断することができない。
【０００６】
そこで、２次元あるいは３次元で表示した擬似的患者モデル画像上に、照射位置および各箇所での積算線量の分布を重ねて表示する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−４２２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、患者モデル画像上に表示された積算線量の分布は、各位置でのそれまでのＸ線照射における積算線量を表示するだけで、Ｃアームの角度変更等、線量危険域を避けるための設定変更は、医師の判断および操作によって行われていた。そのため、例えば医師の誤判断で特定の位置へのＸ線照射量が多くなり、線量が危険域に達してしまうといった危険性もあった。よって、被曝を低減するためのＸ線の照射角度をＸ線診断装置側から自動的に設定することが望まれている。
【０００９】
本発明の実施形態はこのような点を考慮してなされたもので、被検体における特定箇所へのＸ線の被曝量の増加を防ぐことができるＸ線診断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】
【００１０】
実施形態のＸ線診断装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線照射部と、前記Ｘ線照射部に対向し、前記Ｘ線を受像するＸ線受像部と、前記Ｘ線受像部で受像した投影画像データを画像処理する画像処理部と、前記画像処理部で画像処理した画像データを記憶する画像データ記憶部と、前記画像データ記憶部で記憶した画像データから、前記Ｘ線の照射位置に関する付帯情報を取得する付帯情報取得部と、前記付帯情報取得部で取得した、複数の前記画像データにおける付帯情報に基づき、複数のＸ線が集中している部分を関心部位として特定する関心部位特定部と、を有することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るＸ線診断装置のハードウェア構成を示す概略図。
【図２】本実施形態のＸ線診断装置における保持装置の外観構成を示す斜視図。
【図３】画像処理部の詳細を示すブロック図。
【図４】Ｘ線診断装置で関心部位の位置を特定する動作を示すフローチャート。
【図５】付帯情報から求めた複数の画像における（ａ）Ｘ線中心軸の集合、（ｂ）Ｘ線照射幅の集合を示す図。
【図６】中心座標位置の分布および関心部位の特定の例を示す図。
【図７】Ｘ線の積算線量危険域を表示し危険域を回避するＸ線診断装置の動作を示すフローチャート。
【図８】Ｘ線照射位置の表示例を示す図。
【図９】心臓の３次元ＣＴ画像の表示例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態のＸ線診断装置１００のハードウェア構成を示す概略図であり、図２は、Ｘ線診断装置１００における保持装置５０の外観構成を示す斜視図である。図１および図２は、本実施形態の一例として、天井走行式Ｃアームを備えるＸ線診断装置１００を示す。Ｘ線診断装置１００は、大きくは、保持装置５０およびＤＦ（digital fluorography）装置６０から構成される。保持装置５０は、検査・治療室に、ＤＦ装置６０は機械室などに設置される。なお、本発明に係るＸ線診断装置は、天井走行式Ｃアームを備えるＸ線診断装置１００に限定されるものではなく、床走行式Ｃアームを備えるＸ線診断装置であってもよい。
【００１４】
保持装置５０は、スライド機構２１、鉛直軸回転機構２３、懸垂アーム２４、Ｃアーム回転機構２５、Ｃアーム２６、Ｘ線照射装置２７、受像装置２８、寝台２９、コントローラ３０、高電圧供給装置３１、駆動制御部３２を設ける。
【００１５】
スライド機構２１は、Ｚ軸方向レール２１１、Ｘ軸方向レール２１２、および台車２１３を設ける。スライド機構２１は、駆動制御部３２を介したコントローラ３０による制御によって、鉛直軸回転機構２３、懸垂アーム２４、Ｃアーム回転機構２５、Ｃアーム２６、Ｘ線照射装置２７、および受像装置２８を一体として水平方向にスライドさせる。
【００１６】
Ｚ軸方向レール２１１は、Ｚ軸方向（天板２９ａの長軸方向）に延設され、天井に支持される。
Ｘ軸方向レール２１２は、Ｘ軸方向（天板２９ａの短軸方向）に延設され、その両端のローラ（図示しない）を介してＺ軸方向レール２１１に支持される。Ｘ軸方向レール２１２は、駆動制御部３２を介したコントローラ３０による制御によって、Ｚ軸方向レール２１１上をＺ軸方向に移動される。
台車２１３は、ローラ（図示しない）を介してＸ軸方向レール２１２に支持される。台車２１３は、駆動制御部３２を介したコントローラ３０による制御によって、Ｘ軸方向レール２１２上をＸ軸方向に移動される。
台車２１３を支持するＸ軸方向レール２１２がＺ軸方向レール２１１上をＺ軸方向に移動可能であり、台車２１３がＸ軸方向レール２１２上をＸ軸方向に移動可能であるので、台車２１３は検査室内を水平方向（Ｘ軸方向およびＺ軸方向）に移動可能である。
【００１７】
鉛直軸回転機構２３は、台車２１３に回転可能に支持される。鉛直軸回転機構２３は、駆動制御部３２を介したコントローラ３０による制御によって、懸垂アーム２４、Ｃアーム回転機構２５、Ｃアーム２６、Ｘ線照射装置２７、および受像装置２８を一体として鉛直軸回転方向Ｔ１（図２に図示）に回転させる。
懸垂アーム２４は、鉛直軸回転機構２３によって支持される。
【００１８】
Ｃアーム回転機構２５は、懸垂アーム２４に回転可能に支持される。Ｃアーム回転機構２５は、駆動制御部３２を介したコントローラ３０による制御によって、Ｃアーム２６、Ｘ線照射装置２７、および受像装置２８を一体として懸垂アーム２４に対する回転方向Ｔ２（図２に図示）に回転させる。
【００１９】
Ｃアーム２６は、Ｃアーム回転機構２５によって支持され、Ｘ線照射装置２７と受像装置２８とを、被検体Ｐを中心に対向配置させる。Ｃアーム２６の背面又は側面にはレール（図示しない）が設けられ、Ｃアーム回転機構２５とＣアーム２６とによって挟み込まれる当該レールを介して、Ｃアーム２６は、駆動制御部３２を介したコントローラ３０による制御によって、Ｘ線照射装置２７、および受像装置２８を一体としてＣアーム２６の円弧方向Ｔ３（図２に図示）に円弧動させる。
【００２０】
Ｘ線照射装置２７は、Ｃアーム２６の一端に設けられる。Ｘ線照射装置２７は、駆動制御部３２を介したコントローラ３０による制御によって、前後動が可能なように設けられる。Ｘ線照射装置２７は、高電圧供給装置３１から高電圧電力の供給を受けて、高電圧電力の条件に応じて被検体Ｐの所定部位に向かってＸ線を照射する。Ｘ線照射装置２７は、Ｘ線の出射側に、複数枚の鉛羽で構成されるＸ線照射野絞りや、シリコンゴム等で形成されハレーションを防止するために所定量の照射Ｘ線を減衰させる補償フィルタ等を設ける。
【００２１】
受像装置２８は、Ｃアーム２６の他端であってＸ線照射装置２７の出射側に設けられる。受像装置２８は、駆動制御部３２を介したコントローラ３０による制御によって、前後動が可能なように設けられる。受像装置２８は、ＦＰＤ（Flat Panel Detector：平面検出器）２８ａを含む。ＦＰＤ２８ａは、平面的に配列された複数の検出素子によりＸ線を検出して電気信号に変換する。
【００２２】
寝台２９は、床面に支持され、天板（カテーテルテーブル）２９ａを支持する。寝台２９は、駆動制御部３２を介したコントローラ３０による制御によって、天板２９ａを水平（Ｘ、Ｚ軸方向）動、上下（Ｙ軸方向）動およびローリングさせる。天板２９ａは、被検体Ｐを載置可能である。なお、保持装置５０は、Ｘ線照射装置２７が天板２９ａの下方に位置するアンダーチューブタイプである場合を説明するが、Ｘ線照射装置２７が天板２９ａの上方に位置するオーバーチューブタイプである場合であってもよい。
【００２３】
コントローラ３０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを含んでいる。コントローラ３０は、後述する操作部１３からの指示に従って、高電圧供給装置３１、および駆動制御部３２等の動作を制御する。
【００２４】
高電圧供給装置３１は、コントローラ３０の制御に従って、Ｘ線照射装置２７に高電圧電力を供給する。
【００２５】
駆動制御部３２は、コントローラ３０の制御に従って、スライド機構２１、鉛直軸回転機構２３、Ｃアーム回転機構２５、Ｃアーム２６、Ｘ線照射装置２７、受像装置２８、および寝台２９の天板２９ａをそれぞれ駆動可能である。
【００２６】
ＤＦ装置６０は、コンピュータをベースとして構成されており、制御部１０、表示部１２、操作部１３、通信部１５、記憶部１６、情報記憶媒体１７、画像処理部１８、画像データベース１９を含み、バスによって相互に通信可能に接続されて構成されている。ＤＦ装置６０の制御部１０は、保持装置５０のコントローラ３０と接続されて相互の動作を制御する。またＤＦ装置６０は、病院基幹のＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークＮと相互通信可能である。
【００２７】
操作部１３はキーボードやマウス等であり、データの入力を行う。また操作部１３は、コントローラ３０および駆動制御部３２を介して、保持装置５０の各機構の動作を指示する。表示部１２はモニタ等である。通信部１５は、病院内ＬＡＮに接続し、例えばＣＴ装置等といった外部の装置との通信を行う。
【００２８】
記憶部１６は、制御部１０や通信部１５などのワーク領域となるもので、ＲＡＭ（Random Access Memory）などにより実現できる。また記憶部１６は、Ｘ線照射位置を格納する。
【００２９】
情報記憶媒体１７（コンピュータにより読み取り可能な媒体）は、プログラムやデータなどを格納するものであり、ハードディスク、或いはメモリ（Flash Memory、ＲＯＭ：Read Only Memory）などにより実現できる。情報記憶媒体１７には、本実施形態の各部としてコンピュータを機能させるためのプログラム（各部の処理をコンピュータに実行させるためのプログラム）、複数のアプリケーション等が記憶される。
【００３０】
制御部１０は、全体の制御を司り、様々な演算処理や制御処理などを行う演算装置である。制御部１０の機能は各種プロセッサ（ＣＰＵ、ＤＳＰ等）、ＡＳＩＣ（ゲートアレイ等）などのハードウェアや、プログラムにより実現できる。制御部１０は、情報記憶媒体１７に格納されるプログラム（データ）に基づいて本実施形態の種々の処理を行う。
【００３１】
画像データベース１９は、投影画像データ記憶部１９１、画像処理後データ記憶部１９２を含む。投影画像データ記憶部１９１は、保持装置５０のＦＰＤ２８ａから出力された投影画像データを記憶する。画像処理後データ記憶部１９２は、画像処理回路１８２から出力された透視画像および撮影画像をデータとして記憶する。詳細は後述する。
【００３２】
画像処理部１８は、画像データベース１９に格納される画像データの各種処理を行う。画像処理部１８の詳細なブロック図を図３に示す。画像処理部１８は、画像取得部１８１、画像処理回路１８２、付帯情報取得部１８３、付帯情報分析部１８４、関心部位特定部１８５を含み、バスによって相互に通信可能に接続されて構成されている。
【００３３】
画像取得部１８１は、投影画像データ記憶部１９１に格納された投影画像データを取得する。画像処理回路１８２は、画像取得部１８１が投影画像データ記憶部１９１から取得した投影画像データに対して、対数変換処理（ＬＯＧ処理）を行なって必要に応じて加算処理して、透視画像および撮影画像（ＤＡ画像）のデータを生成し、この透視画像および撮影画像に対して画像処理を行う。画像処理としては、データに対する拡大／階調／空間フィルタ処理や、時系列に蓄積されたデータの最小値／最大値トレース処理、およびノイズを除去するための加算処理等が挙げられる。なお、画像処理回路１８２による画像処理後のデータは、表示部１２に出力されると共に、画像処理後データ記憶部１９２に記憶される。また、画像処理後データ記憶部１９２は、透視画像および撮影画像の他に、画像を撮影した際のＸ線照射に関する付帯情報も格納する。
【００３４】
画像処理後データ記憶部１９２に画像データと共に格納される付帯情報とは、その画像を撮影した際のＸ線照射に関する情報であり、例えばＣアーム２６の角度、Ｘ線照射装置２７から受像装置２８までの距離、寝台２９の高さ、天板２９ａの位置、Ｘ線照射装置２７から照射するＸ線の照射野、Ｘ線の条件等を含む。
【００３５】
付帯情報取得部１８３は、画像処理後データ記憶部１９２に格納される画像の付帯情報を取得する。付帯情報分析部１８４は、付帯情報取得部１８３で取得した画像の付帯情報に基づき、画像を撮影した際のＸ線の照射条件（被検体への照射位置、照射角度、天板の位置等）を画像毎に把握し、Ｘ線中心軸をそれぞれ求める。
【００３６】
関心部位特定部１８５は、付帯情報分析部１８４で求めた複数のＸ線中心軸に基づいて、複数のＸ線の集中する位置を特定し、関心部位とする。
【００３７】
表示部１２は、制御部１０の制御によって、画像処理回路１８２によって生成される透視画像および撮影画像のデータに、患者名等の検査情報（パラメータの文字情報および目盛等）を合成し、合成信号をＤ／Ａ変換後、ビデオ信号として表示する。表示部１２は、画像処理回路１８２から出力される透視画像および撮影画像をライブ表示するライブモニタや、画像処理回路１８２から出力される撮影画像を静止画像表示、また、動画再生表示する参照モニタや、ＦＯＶ（field of view）切り替えのためのデータ等、主に保持装置５０の制御を行なうためのデータを表示するシステムモニタ等を含む。
【００３８】
次に、上記構成のＸ線診断装置１００の動作について説明する。
【００３９】
＜関心部位の特定＞
まず、Ｘ線診断装置１００側で関心部位の位置を特定する動作について、図４を参照して説明する。
【００４０】
医師は例えば被検体Ｐの大腿部からカテーテルを挿入し、インターベンションを開始する（ステップＳ１０１）。保持装置５０のコントローラ３０は、操作部１３からの操作に基づき、被検体の体内に挿入されたカテーテルの位置におけるＸ線撮影ができるよう、駆動制御部３２を介して保持装置５０内のスライド機構２１、鉛直軸回転機構２３、Ｃアーム回転機構２５、Ｃアーム２６、天板２９ａ等といった各動作機構を動作させ、撮影の位置合わせを行う（ステップＳ１０２）。Ｘ線照射装置２７は、ステップＳ１０２で位置合わせをした撮影位置で受像装置２８に向けてＸ線を照射し、Ｘ線撮影を行う（ステップＳ１０３）。Ｘ線撮影した投影画像データは表示部１２に表示され、画像データベース１９内の投影画像データ記憶部１９１に格納される（ステップＳ１０５）。
【００４１】
医師は、カテーテルが関心部位に到達するまでは、カテーテルのある位置でのＸ線撮影を行い、表示部１２で位置を確認する。表示部１２でカテーテルが関心部位に到達したことが確認されると、医師は、関心部位を透過する照射角度であって、目的の血管が観察できるよう、操作部１３を用いて保持装置５０の各動作機構を動作させ、複数のＸ線撮影を行うことが可能である。
【００４２】
次に、画像処理部１８内の画像取得部１８１は、ステップＳ１０５で格納した投影画像データを取得し、画像処理回路１８２に送る（ステップＳ１０７）。このとき、投影画像データには、Ｘ線撮影時のＸ線照射に関する付帯情報も付随している。画像処理回路１８２は、ステップＳ１０７で画像取得部１８１が取得した投影画像データに対して、透視画像および撮影画像のデータを生成し、生成した透視画像および撮影画像に対して画像処理を行って、画像処理後データ記憶部１９２に格納する（ステップＳ１０９）。このとき、画像処理回路１８２で生成する撮影画像のデータには、ステップＳ１０７で画像取得部１８１が投影画像データ取得時に取得した、Ｘ線照射に関する付帯情報も付随している。
【００４３】
次に付帯情報取得部１８３は、ステップＳ１０９で画像処理後データ記憶部１９２に格納された、撮影画像の付帯情報を取得する（ステップＳ１１１）。この付帯情報は、被検体へのＸ線照射位置、Ｃアーム２６の角度、天板２９ａの高さや位置、Ｘ線の照射野等である。次に付帯情報分析部１８４は、付帯情報取得部１８３で取得した付帯情報を分析し、天板２９ａを基準としたＸ線中心軸を３次元座標上で求める（ステップＳ１１３）。付帯情報分析部１８４は、このＸ線中心軸を複数の画像データについてもそれぞれ付帯情報から求める。
【００４４】
次に関心部位特定部１８５は、付帯情報分析部１８４で求めた複数のＸ線中心軸が集中している部分を関心部位として特定し、関心部位の３次元座標位置を決定する（ステップＳ１１５）。
【００４５】
ここで、ステップＳ１１５における関心部位の特定方法を、図５および図６を参照して説明する。
図５（ａ）に、付帯情報取得部１８３で取得した付帯情報から、ステップＳ１１３で求めた、複数の画像のＸ線中心軸７０（７０ａ〜７０ｆ）の集合を示す。７０ｆを除いた全てのＸ線中心軸は、被検体Ｐ上の、丸で囲んだ部分に交差、集中しているのがわかる。この集中している部分を関心部位として、天板を基準とした３次元座標軸での座標を求めることが出来る。なお、丸で囲んだ部分を通過していないＸ線中心軸７０ｆは、カテーテルが関心部位に到達する前の画像データから求められたＸ線中心軸であると見なされるので、除外して良い。
【００４６】
Ｘ線中心軸は３次元座標上で計算されているため、Ｘ線中心軸が複数集中していても、それぞれが必ずしも交差しているとは限らず、ねじれの位置の場合も考えられる。例えば２つのＸ線中心軸７０ａと７０ｂとがねじれの位置の場合、Ｘ線中心軸７０ａ、７０ｂ双方の最短距離のラインを求め、その中心位置座標を計算する。同様にして、複数のＸ線中心軸７０について、それぞれ交差している場合は交点座標、ねじれの位置の場合は中心位置座標を求めていくことにより、中心位置座標の分布が求まる。
【００４７】
複数のＸ線中心軸７０から求められる中心位置座標の分布および関心部位の特定の例を図６に示す。この中心位置座標の分布の最も集中している部分を、例えば平均位置座標の計算で求め、関心部位の３次元座標位置とする。
【００４８】
なお関心部位の位置の別の求め方として、図５（ｂ）に示すように、Ｘ線照射装置２７から照射されるＸ線照射野を考慮に入れた、３次元のＸ線照射エリア７１（７１ａ〜７１ｃ）の重なりから、関心部位の３次元座標位置を求めても良い。
【００４９】
これにより、Ｘ線診断装置１００側で関心部位の位置を定量的に把握することが出来る。
【００５０】
＜積算線量の表示＞
次に、関心部位の位置が特定された上で、Ｘ線の積算線量を表示し、積算線量危険域を回避したＸ線照射を行う動作について、図７のフローチャート、および図８の表示例を参照して説明する。
【００５１】
図８に示すように、表示部１２には２次元の患者モデル画像が表示される。制御部１０は、ステップＳ１１１で付帯情報取得部１８３が取得した撮影画像の付帯情報のうち、天板２９ａの位置、Ｃアーム２６の角度、特定された関心部位の位置情報から、被検体Ｐの皮膚表面に照射されるＸ線の照射位置を算出し（ステップＳ２０１）、２次元の患者モデル画像に重ねて表示する（ステップＳ２０３）。制御部１０はこの照射位置の算出を複数の撮影画像における付帯情報について行い、表示部１２に表示される患者モデル画像に積算線量の分布としてすべて重ねて表示する。図８では、例えば天板２９ａを上から見ている例を示している。
【００５２】
図８では、過去にＸ線照射した照射位置を領域として実線の四角で囲み、現在のＸ線照射位置（領域）を点線の四角で示している。現在のＸ線照射位置の表示（点線の四角）は、駆動制御部３２で駆動させる各機構（スライド機構２１、鉛直軸回転機構２３、Ｃアーム回転機構２５、Ｃアーム２６、Ｘ線照射装置２７、受像装置２８、および寝台２９の天板２９ａ）の動作に連動して動くようになっている。
【００５３】
Ｘ線照射の積算線量は色の濃さで表示している。Ｘ線の照射位置（領域）が重なっている部分では表示色が濃くなっており、Ｘ線の積算線量が多いことを示している。ある照射位置におけるＸ線照射の積算線量が所定量を超えると、その照射位置での被検体Ｐの皮膚表面が被曝する危険があるので、表示部１２はその位置を積算線量危険域とし、注意を促す表示（例えば、赤色表示する等）を行う。図８では積算線量危険域を斜線で表示する。表示部１２に表示された色の濃さ、及び危険域の表示から、被検体におけるＸ線照射の積算線量を把握し、操作部１３を用いてＸ線照射の積算線量が少ない（表示色がない、または薄い）位置が医師により選択される（ステップＳ２０５）。
【００５４】
制御部１０は、ステップＳ２０５で表示部１２上において選択された位置にＸ線が照射し、かつ、ステップＳ１１５で求めている関心部位が画像の中心位置に表示され透過するよう、Ｃアーム２６の角度や天板２９ａの位置を自動計算する（ステップＳ２０７）。次に、駆動制御部３２は、ステップＳ２０７で制御部１０が計算した位置に基づき、コントローラ３０の制御に従って、Ｃアーム２６や天板２９ａを移動させる（ステップＳ２０９）。
【００５５】
なお、操作部１３を用いてＣアーム２６や天板２９ａを移動させて、連動して動く現在のＸ線照射位置（点線の四角）の表示を積算線量の少ない位置に合わせ、Ｃアーム２６や天板２９ａの位置を設定しても良い。これにより、被曝の少ないインターベンションを行うことが可能である。
【００５６】
なお、ステップＳ２０５において医師がＸ線照射位置を選択する際、単純に積算線量が少ない位置を照射位置として選択すると、関心部位の血管が観察しにくい角度にＣアーム２６や天板２９ａ等が移動してしまう可能性がある。そこで、Ｘ線診断装置１００側で、照射位置の候補を記憶部１６にあらかじめ格納しておき、ステップＳ２０５において表示部１２上にいくつか提示し、医師が選択できるようにしてもよい。例えば、ステップＳ１０３で関心部位をＸ線撮影したときの照射位置であれば、血管が良好に観察できるＣアーム２６の角度となると考えられるため、この照射位置を記憶部１６に格納しておく。あるいは、血管の観察が良好な角度となる照射位置をあらかじめ登録し記憶部１６に格納しておく。制御部１０は、記憶部１６に格納した照射位置のうち、Ｘ線の積算線量が少ない位置をいくつか選択して表示部１２に表示し、医師に選択させるようにしても良い。これにより、被検体Ｐの特定箇所の被曝を防ぎ、かつ関心部位周辺の血管を観察しやすい角度でインターベンションを行うことが出来る。
【００５７】
また、インターベンションの実施前に３次元ＣＴ画像を撮影しておき、インターベンション中にこの３次元ＣＴ画像とＸ線の照射位置の２次元表示とをリンクさせてもよい。例として、図９に心臓の３次元ＣＴ画像の例を示す。図８に示すＸ線照射位置の２次元表示と、図９に示す心臓の３次元ＣＴ画像とが表示部１２に並べて表示されているとして、医師が積算線量の少ない位置を選択すると、Ｃアーム２６や天板２９ａが自動計算した位置に移動し、また選択された位置にＸ線が照射されかつ関心部位を透過する角度となる３次元ＣＴ画像も同時に表示されてもよい。また、医師が図８で現在のＸ線の照射位置（点線部分）を動かすと、３次元ＣＴ画像の表示も連動して動いてもよいし、逆に、医師が図９に表示する３次元ＣＴ画像を所望の表示角度にすると、図８に示す現在のＸ線の照射位置が連動して動いてもよい。３次元ＣＴ画像を２次元表示とリンクさせることにより、関係部位における血管がどのような状態なのか、Ｘ線照射をしなくても事前に分かることができ、被曝も低減することが出来る。
【００５８】
また、ステップＳ１１５で関心部位の３次元座標位置を決定していることにより、Ｘ線撮影した透視画像上に関心部位のマークを重ねて表示部１２に表示することができる。例えば、カテーテルやガイドワイヤの交換をするときに、カテーテルの挿入位置にＸ線を照射して観察する必要があるため、Ｃアーム２６の角度または天板２９ａの位置を一時的にカテーテル挿入位置に移動する。そのため、透視画像から関心部位が一時的に外れてしまう。しかし、ステップＳ１１５で関心部位の座標位置を求めているので、被検体Ｐの大腿部からカテーテルを再挿入し、カテーテルが関心部位に再度近づくと、求めた３次元座標位置に基づいて、透視画像上に関心部位のマークを表示することが出来る。よって医師はＣアーム２６や天板２９ａの関心部位への位置合わせを簡単に行うことが出来、Ｘ線の照射時間の低減にもつながる。
【００５９】
以上説明した実施例によれば、Ｘ線診断装置において、Ｘ線撮影した画像の付帯情報からＸ線中心軸を求め、複数のＸ線中心軸が集中している部分を関心部位として特定し、その３次元座標位置を決定する。よって、Ｘ線診断装置側で関心部位の位置を把握することが出来る。また、表示部で２次元表示されるＸ線照射位置において、積算線量の少ない照射位置を指定すると、その照射位置から関心部位が中心に表示されるように透過するＸ線の入射角度になるように、Ｃアームの角度や天板の位置を自動計算し、移動する。よって、被検体の被曝を低減する照射位置であって、関心部位が中心に表示されるような照射位置をＸ線診断装置側で特定することができる。また、関心部位を特定することで、インターベンションの時間短縮に繋がり、被検体への被曝を軽減することができる。
【００６０】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００６１】
１００…Ｘ線診断装置、５０…保持装置、６０…ＤＦ装置、１０…制御部、１２…表示部、１３…操作部、１５…通信部、１６…記憶部、１７…情報記憶媒体、１８…画像処理部、１９…画像データベース、１９１…投影画像データ記憶部、１９２…画像処理後データ記憶部、２１…スライド機構、２３…鉛直軸回転機構、２４…懸垂アーム、２５…Ｃアーム回転機構、２６…Ｃアーム、２７…Ｘ線照射装置、２８…受像装置、２８ａ…ＦＰＤ、２９…寝台、２９ａ…天板、３０…コントローラ、３１…高電圧供給装置、３２…駆動制御部、Ｐ…被検体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体にＸ線を照射するＸ線照射部と、
前記Ｘ線照射部に対向し、前記Ｘ線を受像するＸ線受像部と、
前記Ｘ線受像部で受像した投影画像データを画像処理する画像処理部と、
前記画像処理部で画像処理した画像データを記憶する画像データ記憶部と、
前記画像データ記憶部で記憶した画像データから、前記Ｘ線の照射位置に関する付帯情報を取得する付帯情報取得部と、
前記付帯情報取得部で取得した、複数の前記画像データにおける付帯情報に基づき、複数のＸ線が集中している部分を関心部位として特定する関心部位特定部と、
を有することを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項２】
前記付帯情報取得部で取得する前記付帯情報は、少なくとも前記Ｘ線照射部およびＸ線受像部の角度、前記Ｘ線照射部からＸ線受像部までの距離、前記被検体を載置する寝台の高さおよび上下左右の位置、前記Ｘ線照射部で照射する前記Ｘ線の照射野の情報、およびＸ線の照射条件のうち１つを含む、
ことを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
前記関心部位特定部は、前記Ｘ線の照射野の中心軸が集中している部分を前記関心部位として特定するよう構成される、
ことを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
前記関心部位特定部は、３次元座標上で交差する２つの前記中心軸の最短距離における中心座標位置をそれぞれ求め、前記中心座標位置の分布の集中している部分を関心部位として特定するよう構成される、
ことを特徴とする請求項３記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
前記関心部位特定部で特定する前記関心部位は、前記Ｘ線の照射野が集中している部分である、
ことを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項６】
前記Ｘ線照射部で照射したＸ線照射位置を表示する表示部と、
前記関心部位特定部で特定した前記関心部位を透過し、かつ前記表示部に表示されるＸ線照射位置において、前記被検体におけるＸ線の積算線量が少ない所定の位置にＸ線が照射するよう前記Ｘ線照射部および前記Ｘ線受像部を移動させる駆動部と、
をさらに有することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項７】
前記表示部は、同一の被検体に照射されたＸ線の照射位置を全て表示し、Ｘ線の照射量が所定値より多い位置には注意を喚起する表示を行う、
ことを特徴とする請求項６記載のＸ線診断装置。
【請求項８】
Ｘ線照射位置の履歴、または登録されたＸ線照射位置の少なくとも一方を格納する照射位置記憶部をさらに有し、
前記駆動部は、前記関心部位特定部で特定した前記関心部位を透過し、かつ前記照射位置記憶部に格納されるＸ線照射位置にＸ線が照射されるよう、前記Ｘ線照射部および前記Ｘ線受像部を移動させる、
ことを特徴とする請求項６記載のＸ線診断装置。
【請求項９】
前記被検体の３次元ＣＴ画像を格納する３次元ＣＴ画像記憶部をさらに有し、
前記表示部は、前記Ｘ線照射位置に対応する３次元ＣＴ画像を表示するよう構成される、
ことを特徴とする請求項６記載のＸ線診断装置。
【請求項１０】
前記表示部は、前記関心部位特定部で特定した前記関心部位を、透視画像に表示させるよう構成される、
ことを特徴とする請求項６記載のＸ線診断装置。
【請求項１】
被検体にＸ線を照射するＸ線照射部と、
前記Ｘ線照射部に対向し、前記Ｘ線を受像するＸ線受像部と、
前記Ｘ線受像部で受像した投影画像データを画像処理する画像処理部と、
前記画像処理部で画像処理した画像データを記憶する画像データ記憶部と、
前記画像データ記憶部で記憶した画像データから、前記Ｘ線の照射位置に関する付帯情報を取得する付帯情報取得部と、
前記付帯情報取得部で取得した、複数の前記画像データにおける付帯情報に基づき、複数のＸ線が集中している部分を関心部位として特定する関心部位特定部と、
を有することを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項２】
前記付帯情報取得部で取得する前記付帯情報は、少なくとも前記Ｘ線照射部およびＸ線受像部の角度、前記Ｘ線照射部からＸ線受像部までの距離、前記被検体を載置する寝台の高さおよび上下左右の位置、前記Ｘ線照射部で照射する前記Ｘ線の照射野の情報、およびＸ線の照射条件のうち１つを含む、
ことを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
前記関心部位特定部は、前記Ｘ線の照射野の中心軸が集中している部分を前記関心部位として特定するよう構成される、
ことを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
前記関心部位特定部は、３次元座標上で交差する２つの前記中心軸の最短距離における中心座標位置をそれぞれ求め、前記中心座標位置の分布の集中している部分を関心部位として特定するよう構成される、
ことを特徴とする請求項３記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
前記関心部位特定部で特定する前記関心部位は、前記Ｘ線の照射野が集中している部分である、
ことを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項６】
前記Ｘ線照射部で照射したＸ線照射位置を表示する表示部と、
前記関心部位特定部で特定した前記関心部位を透過し、かつ前記表示部に表示されるＸ線照射位置において、前記被検体におけるＸ線の積算線量が少ない所定の位置にＸ線が照射するよう前記Ｘ線照射部および前記Ｘ線受像部を移動させる駆動部と、
をさらに有することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項７】
前記表示部は、同一の被検体に照射されたＸ線の照射位置を全て表示し、Ｘ線の照射量が所定値より多い位置には注意を喚起する表示を行う、
ことを特徴とする請求項６記載のＸ線診断装置。
【請求項８】
Ｘ線照射位置の履歴、または登録されたＸ線照射位置の少なくとも一方を格納する照射位置記憶部をさらに有し、
前記駆動部は、前記関心部位特定部で特定した前記関心部位を透過し、かつ前記照射位置記憶部に格納されるＸ線照射位置にＸ線が照射されるよう、前記Ｘ線照射部および前記Ｘ線受像部を移動させる、
ことを特徴とする請求項６記載のＸ線診断装置。
【請求項９】
前記被検体の３次元ＣＴ画像を格納する３次元ＣＴ画像記憶部をさらに有し、
前記表示部は、前記Ｘ線照射位置に対応する３次元ＣＴ画像を表示するよう構成される、
ことを特徴とする請求項６記載のＸ線診断装置。
【請求項１０】
前記表示部は、前記関心部位特定部で特定した前記関心部位を、透視画像に表示させるよう構成される、
ことを特徴とする請求項６記載のＸ線診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１３０４３６（Ｐ２０１２−１３０４３６Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８３５６８（Ｐ２０１０−２８３５６８）
【出願日】平成２２年１２月２０日（２０１０．１２．２０）
【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２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２０日（２０１０．１２．２０）
【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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