特許 6947114 Ｘ線撮影システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6947114

(24)【登録日】2021年9月21日

(45)【発行日】2021年10月13日

(54)【発明の名称】Ｘ線撮影システム

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/00 20060101AFI20210930BHJP

   A61B 6/12 20060101ALI20210930BHJP

【ＦＩ】

   A61B6/00 350P

   A61B6/00 350A

   A61B6/12

【請求項の数】14

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2018-82085(P2018-82085)

(22)【出願日】2018年4月23日

(65)【公開番号】特開2019-187679(P2019-187679A)

(43)【公開日】2019年10月31日

【審査請求日】2020年7月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100098671

【弁理士】

【氏名又は名称】喜多 俊文

(74)【代理人】

【識別番号】100102037

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 裕之

(74)【代理人】

【識別番号】100149962

【弁理士】

【氏名又は名称】阿久津 好二

(72)【発明者】

【氏名】吉田 貴則

【審査官】 井上 香緒梨

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１３−５２１９６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−０４６９２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１３１３７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１０４１６７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２００５−５１０２８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ６／００−６／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検体にＸ線を照射して前記被検体のＸ線画像を順次生成するように構成された撮影装置と、
前記撮影装置により生成されたＸ線画像を表示する表示装置と、
前記表示装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記Ｘ線画像におけるマーカーの位置に基づいて、前記Ｘ線画像から、前記被検体の体内に挿入されたデバイスが表示された中間画像を生成し、
前記中間画像が生成された後に順次生成される前記Ｘ線画像におけるマーカーの位置と前記中間画像におけるマーカーの位置とに基づいて、前記Ｘ線画像のマーカーと前記中間画像のマーカーとのマッチングにより前記Ｘ線画像と前記中間画像との位置合わせを順次行ない、
位置合わせが行なわれた前記Ｘ線画像と前記中間画像とを重ね合わせることにより生成された重ね合わせ画像を順次表示するように前記表示装置を制御し、
前記制御装置は、前記Ｘ線画像においてマーカーを検知できない場合は、マーカーが検知された最新のＸ線画像を用いて生成された前記重ね合わせ画像を表示するように前記表示装置を制御する、Ｘ線撮影システム。

【請求項2】

被検体にＸ線を照射して前記被検体のＸ線画像を順次生成するように構成された撮影装置と、
前記撮影装置により生成されたＸ線画像を表示する表示装置と、
前記表示装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記Ｘ線画像におけるマーカーの位置に基づいて、前記Ｘ線画像から、前記被検体の体内に挿入されたデバイスが表示された中間画像を生成し、
前記中間画像が生成された後に順次生成される前記Ｘ線画像におけるマーカーの位置と前記中間画像におけるマーカーの位置とに基づいて、前記Ｘ線画像のマーカーと前記中間画像のマーカーとのマッチングにより前記Ｘ線画像と前記中間画像との位置合わせを順次行ない、
位置合わせが行なわれた前記Ｘ線画像と前記中間画像とを重ね合わせることにより生成された重ね合わせ画像を順次表示するように前記表示装置を制御し、
前記制御装置は、前記Ｘ線画像においてマーカーを検知できない場合は、マーカーが検知されたＸ線画像のうち最もコントラストの高いＸ線画像を用いて生成された前記重ね合わせ画像を表示するように前記表示装置を制御する、Ｘ線撮影システム。

【請求項3】

被検体にＸ線を照射して前記被検体のＸ線画像を順次生成するように構成された撮影装置と、
前記撮影装置により生成されたＸ線画像を表示する表示装置と、
前記表示装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記Ｘ線画像におけるマーカーの位置に基づいて、前記Ｘ線画像から、前記被検体の体内に挿入されたデバイスが表示された中間画像を生成し、
前記中間画像が生成された後に順次生成される前記Ｘ線画像におけるマーカーの位置と前記中間画像におけるマーカーの位置とに基づいて、前記Ｘ線画像のマーカーと前記中間画像のマーカーとのマッチングにより前記Ｘ線画像と前記中間画像との位置合わせを順次行ない、
位置合わせが行なわれた前記Ｘ線画像と前記中間画像とを重ね合わせることにより生成された重ね合わせ画像を順次表示するように前記表示装置を制御し、
前記制御装置は、前記中間画像が生成されると、前記重ね合わせ画像の表示が開始されることを表示するように前記表示装置を制御する、Ｘ線撮影システム。

【請求項4】

前記制御装置は、前記Ｘ線画像においてマーカーを検知できない場合は、Ｘ線の照射を停止するように前記撮影装置を制御する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＸ線撮影システム。

【請求項5】

前記制御装置は、前記Ｘ線画像においてマーカーを検知できない場合は、マーカーの不検知を表示するように前記表示装置を制御する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のＸ線撮影システム。

【請求項6】

前記制御装置は、
前記デバイスが表示された複数の前記Ｘ線画像の各々におけるマーカーの位置に基づいて、前記複数のＸ線画像の位置合わせを行ない、
位置合わせが行なわれた前記複数のＸ線画像を重ね合わせることにより前記中間画像を生成する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のＸ線撮影システム。

【請求項7】

前記制御装置は、所定の条件が成立するまでに生成されたＸ線画像に基づいて前記中間画像を生成する、請求項６に記載のＸ線撮影システム。

【請求項8】

前記所定の条件は、前記被検体に造影剤を注入する装置から前記被検体への造影剤の注入が開始されると成立する、請求項７に記載のＸ線撮影システム。

【請求項9】

前記所定の条件は、前記撮影装置により生成されたＸ線画像において前記被検体への造影剤の注入が検知されると成立する、請求項７に記載のＸ線撮影システム。

【請求項10】

前記制御装置は、位置合わせが行なわれた前記Ｘ線画像の透過率と前記中間画像の透過率とを異ならせて重ね合わせることにより前記重ね合わせ画像を生成する、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のＸ線撮影システム。

【請求項11】

前記制御装置は、位置合わせが行なわれた前記Ｘ線画像と前記中間画像とのいずれか一方を白黒反転させて重ね合わせることにより前記重ね合わせ画像を生成する、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のＸ線撮影システム。

【請求項12】

前記制御装置は、位置合わせが行なわれた前記Ｘ線画像の表示色と前記中間画像の表示色とを異ならせて重ね合わせることにより前記重ね合わせ画像を生成する、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のＸ線撮影システム。

【請求項13】

前記制御装置は、前記撮影装置による前記Ｘ線画像の生成が終了した後、再生要求に従って、前記重ね合わせ画像を連続して再生するように前記表示装置を制御する、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のＸ線撮影システム。

【請求項14】

前記デバイスは、前記被検体の血管に挿入されたステントであり、
前記制御装置は、
前記被検体の血管に造影剤が注入される前に前記中間画像を生成し、
前記中間画像が生成された後、前記被検体の血管に造影剤を注入して撮影される前記Ｘ線画像が新規に生成される毎に、前記Ｘ線画像と前記中間画像との位置合わせを行ない、
前記重ね合わせ画像を表示するように前記表示装置を制御する、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のＸ線撮影システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、Ｘ線撮影システムに関し、特に、被検体にＸ線を照射してＸ線画像を生成し、生成されたＸ線画像を表示装置に表示するＸ線撮影システムに関する。

【背景技術】

【0002】

カテーテルを血管内に挿入し、血管内の病変部位にステント等のデバイスを留置するインターベンション治療においては、デバイスと血管との位置関係や密着度を表示装置上で確認できることが望ましい。

【0003】

米国特許第７９４１０００号明細書（特許文献１）には、血管内に挿入されたデバイスが表示されたＸ線画像と、血管内に造影剤を注入することによって可視化された血管（血流）が表示されたＸ線画像とを重ね合わせて表示する手法が開示されている。この特許文献１に記載の手法では、撮影開始から終了までの一連の記録画像（複数の生画像）が、造影剤が注入されていない状態で記録されたフレーム群（第１のサブセット）と、造影剤が注入された状態で記録されたフレーム群（第２のサブセット）とに分けられる。そして、第１のサブセットから中間画像が生成されるとともに、第２のサブセットの中から一枚のマスク画像が選択され、生成された中間画像と選択されたマスク画像とを重ね合わせて表示される（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許第７９４１０００号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の手法では、撮影開始から終了までの一連の撮影画像が記録（保存）され、記録された第１のサブセットから生成される中間画像（静止画）と、記録された第２のサブセットから選択されるマスク画像（静止画）とが重ね合わされて表示される。この特許文献１に記載の手法は、記録（保存）された過去の撮影画像に基づいて表示画像を生成するものであり、表示のリアルタイム性において課題がある。

【0006】

この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、撮影されたＸ線画像をデバイスが表示された画像とともにリアルタイムに表示可能なＸ線撮影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】

【0007】

この発明によれば、Ｘ線撮影システムは、被検体にＸ線を照射して被検体のＸ線画像を順次生成するように構成された撮影装置と、撮影装置により生成されたＸ線画像を表示する表示装置と、表示装置を制御する制御装置とを備える。制御装置は、Ｘ線画像におけるマーカーの位置に基づいて、Ｘ線画像から、被検体の体内に挿入されたデバイスが表示された中間画像を生成する。制御装置は、中間画像が生成された後、Ｘ線画像が新規に生成される毎に、Ｘ線画像におけるマーカーの位置と中間画像におけるマーカーの位置とに基づいて、Ｘ線画像のマーカーを中間画像のマーカーにマッチングさせることによりＸ線画像と中間画像との位置合わせを行なう。そして、制御装置は、位置合わせが行なわれたＸ線画像と中間画像とを重ね合わせることにより生成された重ね合わせ画像を表示するように表示装置を制御する。

【0008】

このＸ線撮影システムによれば、デバイスが表示された中間画像が生成された後、Ｘ線画像が新規に生成される毎に、Ｘ線画像と中間画像との位置合わせを行なった上で重ね合わせ画像を表示装置にリアルタイムに表示することができる。その結果、被検体の状態をリアルタイムに確認しながらインターベンション治療を行なうことができる。

【0009】

好ましくは、制御装置は、Ｘ線画像においてマーカーを検知できない場合は、マーカーが検知された最新のＸ線画像を用いて生成された重ね合わせ画像を表示するように表示装置を制御する。

【0010】

このＸ線撮影システムにおいては、Ｘ線画像においてマーカーを検知できない場合は、中間画像との位置合わせを行なうことができないので、新規に生成されるＸ線画像に代えて、マーカーが検知された最新のＸ線画像と中間画像との重ね合わせ画像が表示される。したがって、このＸ線撮影システムによれば、位置関係が不確定な重ね合わせ画像が表示されるのを防止するとともに、位置合わせが行なわれた重ね合わせ画像のうち最新の画像を表示することができる。

【0011】

また、好ましくは、制御装置は、Ｘ線画像においてマーカーを検知できない場合は、マーカーが検知されたＸ線画像のうち最もコントラストの高いＸ線画像を用いて生成された重ね合わせ画像を表示するように表示装置を制御する。

【0012】

このＸ線撮影システムにおいては、Ｘ線画像においてマーカーを検知できない場合は、中間画像との位置合わせを行なうことができないので、新規に生成されるＸ線画像に代えて、マーカーが検知されたＸ線画像のうち最もコントラストの高い画像と中間画像との重ね合わせ画像が表示される。したがって、このＸ線撮影システムによれば、位置関係が不確定な重ね合わせ画像が表示されるのを防止するとともに、位置合わせが行なわれた重ね合わせ画像のうち最もコントラストの高い画像を表示することができる。

【0013】

さらに好ましくは、制御装置は、Ｘ線画像においてマーカーを検知できない場合は、Ｘ線の照射を停止するように撮影装置を制御する。

【0014】

これにより、被検体の不要な被ばくを避けることができる。なお、マーカーが検知されないＸ線画像からは重ね合わせ画像が生成されないので、Ｘ線の照射を停止しても、表示装置における表示に影響はない。

【0015】

好ましくは、制御装置は、Ｘ線画像においてマーカーを検知できない場合は、マーカーの不検知を表示するように表示装置を制御する。

【0016】

これにより、Ｘ線撮影システムの利用者は、Ｘ線画像においてマーカーを検知できないために表示内容が変更されること（Ｘ線画像が新規に生成される毎のリアルタイム表示ではなくなること）を認識することができる。

【0017】

好ましくは、制御装置は、デバイスが表示された複数のＸ線画像の各々におけるマーカーの位置に基づいて、複数のＸ線画像の位置合わせを行ない、位置合わせが行なわれた複数のＸ線画像を重ね合わせることにより中間画像を生成する。

【0018】

これにより、中間画像においてデバイスが強調して表示されるので、重ね合わせ画像においてデバイスを明確に視認することが可能となる。

【0019】

好ましくは、制御装置は、所定の条件が成立するまでに生成されたＸ線画像に基づいて中間画像を生成する。

【0020】

これにより、所定の条件の成立をトリガーにして、その条件が成立するまでに生成されたＸ線画像に基づいて中間画像を自動的に生成することができる。

【0021】

さらに好ましくは、所定の条件は、被検体に造影剤を注入する装置から被検体への造影剤の注入が開始されると成立する。

【0022】

また、好ましくは、所定の条件は、撮影装置により生成されたＸ線画像において被検体への造影剤の注入が検知されると成立する。

【0023】

これにより、造影剤の注入をトリガーにして、造影剤が注入される前に撮影されたＸ線画像に基づいて中間画像を自動的に生成することができる。

【0024】

好ましくは、制御装置は、位置合わせが行なわれたＸ線画像の透過率と中間画像の透過率とを異ならせて重ね合わせることにより重ね合わせ画像を生成する。

【0025】

また、好ましくは、制御装置は、位置合わせが行なわれたＸ線画像と中間画像とのいずれか一方を白黒反転させて重ね合わせることにより重ね合わせ画像を生成する。

【0026】

また、好ましくは、制御装置は、位置合わせが行なわれたＸ線画像の表示色と中間画像の表示色とを異ならせて重ね合わせることにより重ね合わせ画像を生成する。

【0027】

これらによれば、Ｘ線画像に表示された表示対象と、中間画像に表示されたデバイスとを明確に区別して視認することが可能となる。

【0028】

好ましくは、制御装置は、中間画像が生成されると、重ね合わせ画像の表示が開始されることを表示するように表示装置を制御する。

【0029】

これにより、Ｘ線撮影システムの利用者は、中間画像を生成するフェーズ（中間画像生成フェーズ）から、重ね合わせ画像を表示するフェーズ（血管表示フェーズ）に移行したことを認識することができる。

【0030】

好ましくは、制御装置は、撮影装置によるＸ線画像の生成が終了した後、再生要求に従って、重ね合わせ画像を連続して再生するように表示装置を制御する。

【0031】

これにより、中間画像との位置合わせが行なわれたＸ線画像のみを、利用者等からの再生要求に従って表示装置で再生表示することができる。

【0032】

好ましくは、デバイスは、被検体の血管に挿入されたステントである。制御装置は、被検体の血管に造影剤が注入される前に中間画像を生成し、中間画像が生成された後、被検体の血管に造影剤を注入して撮影されるＸ線画像が新規に生成される毎に、Ｘ線画像と中間画像との位置合わせを行ない、重ね合わせ画像を表示するように表示装置を制御する。

【0033】

このＸ線撮影システムによれば、被検体の血管に挿入されたステントと血管との位置関係をリアルタイムに確認しながらインターベンション治療を行なうことができる。

【発明の効果】

【0034】

この発明によれば、撮影されたＸ線画像をデバイスが表示された画像とともにリアルタイムに表示可能なＸ線撮影システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】本発明の実施の形態に従うＸ線撮影システムの全体構成図である。

【図2】Ｘ線撮影システムを用いたインターベンション治療に用いられるカテーテルの構成を概略的に示した図である。

【図3】Ｘ線撮影システムにおける処理の流れの概要を示した図である。

【図4】図１に示す制御部により実行される処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図5】図４のステップＳ２０において実行される中間画像生成処理の手順の一例を示すフローチャートである。

【図6】図４のステップＳ７０において実行される重ね合わせ表示処理の手順の一例を示すフローチャートである。

【図7】血管表示フェーズにおいて、表示装置に表示される重ね合わせ画像の表示態様の一例を示す図である。

【図8】血管表示フェーズにおいて、表示装置に表示される重ね合わせ画像の表示態様の他の例を示す図である。

【図9】血管表示フェーズにおいて、表示装置に表示される重ね合わせ画像の表示態様のさらに他の例を示す図である。

【図10】一連のＸ線撮影の終了後に、表示装置において連続再生される重ね合わせ画像の再生範囲を示す図である。

【図11】画像再生処理の手順の一例を示すフローチャートである。

【図12】変形例１における制御部により実行される処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図13】変形例２における制御部により実行される処理手順の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0036】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

【0037】

＜Ｘ線撮影システムの全体構成＞

【0038】

図１は、本発明の実施の形態に従うＸ線撮影システムの全体構成図である。図１を参照して、Ｘ線撮影システム１００は、撮影装置１０と、制御装置３０と、表示装置４０と、操作部５０とを備える。

【0039】

撮影装置１０は、Ｘ線照射制御部１２と、Ｘ線照射部１４と、撮影テーブル１６と、Ｘ線像検出部２０と、Ｘ線画像生成部２２とを含む。Ｘ線照射制御部１２は、操作部５０からの指示に従って、Ｘ線照射の開始／終了を制御するとともに、管電圧や管電流等の撮影条件を制御する。

【0040】

Ｘ線照射部１４は、Ｘ線管と、コリメータと、移動装置とを含んで構成される（いずれも図示せず）。Ｘ線照射部１４は、Ｘ線照射制御部１２により設定される撮影条件に従ってＸ線を発生し、撮影テーブル１６上の被検体１８に向けてＸ線を照射する。Ｘ線管は、移動装置に取付けられており、移動装置によって上下及び水平方向に移動可能となっている。コリメータは、Ｘ線管に設けられており、Ｘ線管から照射されるＸ線の照射野を調整する。

【0041】

Ｘ線像検出部２０は、Ｘ線管から照射されて撮影テーブル１６及び被検体１８を透過したＸ線を検出する。Ｘ線像検出部２０は、代表的には、フラットパネルディテクタ（以下「ＦＰＤ（Flat Panel Detector）」と称する。）によって構成される。ＦＰＤは、蛍光体によって入射Ｘ線を蛍光に変換してから電気信号に変換する、いわゆる間接型のＦＰＤであってもよいし、アモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）等のＸ線変換膜によって入射Ｘ線を電気信号に直接変換する、いわゆる直接型のＦＰＤであってもよい。

【0042】

Ｘ線画像生成部２２は、Ｘ線像検出部２０において入射Ｘ線から変換された電気信号を所定の周期毎にＸ線像検出部２０から取得し、Ｘ線画像を生成して制御装置３０へ出力する。Ｘ線画像生成部２２は、たとえば毎秒１５フレームのＸ線画像を順次生成して制御装置３０へ出力する。

【0043】

制御装置３０は、制御部３２と、記憶部３４とを含む。制御部３２は、演算処理装置と、メモリ（ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory））と、各種信号を入出力するための入出力バッファ等を含んで構成される（いずれも図示せず）。制御部３２は、Ｘ線画像生成部２２により順次生成されるＸ線画像をＸ線画像生成部２２から取得し、メモリ（ＲＯＭ）に記憶されたプログラムに従って、取得されるＸ線画像に対して各種処理を実行する。そして、制御部３２は、各種処理が施されたＸ線画像を表示するように表示装置４０を制御する。制御部３２により実行される処理の具体的な内容については、後ほど詳しく説明する。

【0044】

記憶部３４は、たとえば、ハードディスクやソリッドステートドライブ等の大容量の記憶装置を含んで構成される。記憶部３４は、撮影装置１０により撮影されたＸ線画像のデータを蓄える。また、記憶部３４は、撮影装置１０による撮影終了後の再生用に、表示装置４０に表示される画像のデータも蓄える。

【0045】

表示装置４０は、撮影装置１０により生成されたＸ線画像を表示するディスプレイである。表示装置４０は、制御装置３０において各種処理が施されたＸ線画像のデータを制御装置３０から受けて表示する。表示装置４０は、たとえば、タッチパネルを備えるディスプレイによって構成される。表示装置４０に表示される画像についても、後ほど制御部３２の処理とともに説明する。

【0046】

操作部５０は、Ｘ線撮影システム１００を利用する医師や技師等（以下、Ｘ線撮影システム１００の「ユーザ」と称する。）が操作可能な入力装置である。Ｘ線撮影システム１００のユーザは、操作部５０から、たとえば、撮影装置１０によるＸ線撮影の開始／終了を指示したり、撮影装置１０の撮影条件を設定したり、表示装置４０の表示状態を指示したりすることができる。

【0047】

図２は、このＸ線撮影システム１００を用いたインターベンション治療に用いられるカテーテルの構成を概略的に示す図である。図２を参照して、カテーテル６０は、その内部にガイドワイヤ６１を含む。ガイドワイヤ６１には、デバイス６２が設けられている。デバイス６２は、たとえばステンレス等の金属によって構成される筒状かつメッシュ状のステントである。カテーテル６０を用いて血管内の狭窄部位にデバイス６２を配置し、デバイス６２の内部に設けられるバルーン（図示せず）によりデバイス６２を膨らませて留置することによって、狭窄部位を広げて血流を正常に保つことができる。

【0048】

デバイス６２の近傍には、Ｘ線撮影時にデバイス６２の位置を特定するためのマーカー６３が設けられている。この例では、ガイドワイヤ６１におけるデバイス６２の両端に一対のマーカー６３が設けられている。マーカー６３は、たとえば金やプラチナ、タンタル等の金属によって構成されるＸ線不透過の部材である。撮影されたＸ線画像においてマーカー６３の位置を検知することによって、デバイス６２の位置を特定することができる。

【0049】

＜撮影されたＸ線画像の表示＞

【0050】

カテーテルを用いてデバイスを血管内に留置するインターベンション治療においては、Ｘ線撮影装置により被検体を連続的にＸ線撮影した状態で、血管内にデバイス（ステント）を挿入し、デバイスの挿入が確認されると、造影剤を注入して血管を可視化して、デバイスと血管（病変部位）との位置関係が確認される。

【0051】

この際、上記の特許文献１に記載のように、撮影開始から終了までを記録した一連の撮影画像を、造影剤が注入される前のフレーム群と、造影剤が注入された後のフレーム群とに分け、造影剤注入前のフレーム群から生成される中間画像（デバイスが表示された画像）と、造影剤注入後のフレーム群から適宜選択される血管画像（造影剤により血管が可視化された画像）とを重ね合わせて表示する手法がある。

【0052】

しかしながら、この手法は、記録（保存）された過去の一連の撮影画像に基づいて表示画像を生成するものであり、被検体の状態をリアルタイムに確認しながらインターベンション治療を行なうことができない。

【0053】

そこで、この実施の形態に従うＸ線撮影システム１００では、撮影されたＸ線画像をリアルタイムに表示装置４０に表示可能なシステムが提供される。このＸ線撮影システム１００では、被検体１８の撮影が開始されてから撮影が終了するまでの撮影区間が、造影剤の注入前後で中間画像生成フェーズと血管表示フェーズとに分けられる。

【0054】

図３は、このＸ線撮影システム１００における処理の流れの概要を示した図である。図３を参照して、時刻ｔ０において、撮影装置１０による被検体１８の撮影が開始されるものとする。

【0055】

時刻ｔ０から造影剤の注入が開始されるまでの時刻ｔ１までは、中間画像生成フェーズである。中間画像生成フェーズでは、造影剤注入前のデバイス６２が表示された中間画像が生成される。この実施の形態では、造影剤注入前の複数のＸ線画像を、マーカー６３（図２）の位置に基づいて位置合わせを行なった上で重ね合わせることにより、中間画像が生成される。画像の位置合わせについては、一対のマーカー６３の位置を基準にして、画像間でマーカー６３が互いに重なりあうように、画像を移動したり、拡大又は縮小したり、回転したりすることで、画像の位置合わせが行なわれる。

【0056】

なお、中間画像の生成に用いるＸ線画像は、撮影が開始された時刻ｔ０から造影剤の注入が開始される時刻ｔ１までに撮影される画像の全てを必ずしも用いる必要はなく、たとえば、ユーザによる中間画像の生成指示後に撮影される８枚から十数枚程度のＸ線画像を重ね合わせたものを中間画像としてもよい。

【0057】

中間画像生成フェーズにおいて中間画像が生成され、時刻ｔ１において造影剤の注入が開始されると、中間画像生成フェーズから血管表示フェーズへ移行する。血管表示フェーズでは、造影剤の注入により血管（血流）が可視化されたＸ線画像が生成される。そして、Ｘ線画像が新規に生成される毎に、その新規に生成されたＸ線画像に、中間画像生成フェーズにおいて生成された中間画像を重ね合わせた重ね合わせ画像が生成され、表示装置４０に表示される。

【0058】

新規に生成されたＸ線画像と中間画像との位置合わせについては、生成されたＸ線画像において検知されるマーカー６３の位置と、中間画像におけるマーカー６３の位置とに基づいて、生成されたＸ線画像のマーカー６３に中間画像のマーカー６３をマッチングさせることにより、生成されたＸ線画像と中間画像との位置合わせが行なわれる。すなわち、中間画像の生成時と同様に、一対のマーカー６３の位置を基準にして、生成されたＸ線画像のマーカー６３と中間画像のマーカー６３とが重なりあうように、画像を移動したり、拡大又は縮小したり、回転したりすることで、両画像の位置合わせが行なわれる。

【0059】

すなわち、この血管表示フェーズでは、造影剤により血管が可視化された一連のＸ線撮影画像の収集後に所望の画像（たとえばマーカー６３が明白に検知できる画像）を選択して中間画像と重ね合わせて表示するのではなく、Ｘ線画像が新規に生成される毎に、中間画像を重ね合わせた画像がリアルタイムに表示装置４０に表示される。これにより、被検体の状態をリアルタイムに確認しながらインターベンション治療を行なうことができる。

【0060】

なお、造影剤が注入されると、マーカー６３の視認性が低下する。そして、時刻ｔ２において、造影剤の注入が進むことによりＸ線画像においてマーカー６３が消失すると（マーカー６３を検知できなくなると）、この実施の形態では、Ｘ線の照射が停止されるとともに、表示装置４０において、マーカー６３が消失する直前に表示されていた画像が維持される（以下、この画像維持を「ラストイメージホールド」とも称する。）。

【0061】

すなわち、この実施の形態では、造影剤によってマーカー６３を検知できなくなった場合は、中間画像との位置合わせを行なうことができないので、新規に生成されるＸ線画像に代えて、マーカー６３が検知された最新のＸ線画像と中間画像との重ね合わせ画像（ラストイメージ）が表示装置４０に表示される（ラストイメージホールド）。これにより、位置関係が不確定な重ね合わせ画像が表示されるのを防止するとともに、位置合わせが行なわれた重ね合わせ画像のうち最新の画像を表示することができる。また、Ｘ線の照射が停止されるので、被検体の不要な被ばくを避けることができる。

【0062】

なお、造影剤の注入が開始されると、中間画像生成フェーズから血管表示フェーズへ移行するところ、造影剤の注入が開始されたか否かは、たとえば、造影剤の注入を行なうインジェクタからの造影剤の注入を示す信号（図１）に基づいて判定することができる。或いは、撮影されたＸ線画像において、造影剤の注入を検知することにより造影剤の注入開始を判定してもよい。

【0063】

また、中間画像生成フェーズから血管表示フェーズへの移行は、造影剤の注入開始以外の条件で行なってもよい。たとえば、Ｘ線の照射が開始されてから生成されたＸ線画像のフレーム数が所定数を超えた場合や、Ｘ線の照射が開始されてから所定時間を経過した場合等に、フェーズ移行を行なうものとしてもよい。なお、これらの条件が成立すること、及び造影剤の注入が開始されることは、この発明における「所定の条件」が成立することに相当する。

【0064】

図４は、図１に示した制御部３２により実行される処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、たとえば、操作部５０においてユーザが当該処理の開始を入力すると開始される。

【0065】

図４を参照して、制御部３２は、Ｘ線照射部１４からのＸ線の照射を開始して撮影装置１０による被検体１８のＸ線撮影を開始する（ステップＳ１０）。Ｘ線の照射が開始されると、制御部３２は、中間画像の生成が指示されたか否かを判定する（ステップＳ１５）。この中間画像生成の指示は、たとえば操作部５０（図１）からユーザが入力することができる。そして、中間画像の生成が指示されると（ステップＳ１５においてＹＥＳ）、制御部３２は、中間画像を生成する中間画像生成処理を実行する（ステップＳ２０）。

【0066】

図５は、図４のステップＳ２０において実行される中間画像生成処理の手順の一例を示すフローチャートである。図５を参照して、制御部３２は、Ｘ線画像生成部２２により新規に生成されたＸ線画像を取得する（ステップＳ１１０）。なお、Ｘ線画像生成部２２は、たとえば毎秒１５フレームのＸ線画像を生成する。

【0067】

Ｘ線画像生成部２２からＸ線画像が取得されると、制御部３２は、取得されたＸ線画像から一対のマーカー６３（図２）を検出する（ステップＳ１２０）。マーカー６３の検出手法には、公知の種々の画像認識技術を用いることができる。なお、中間画像生成フェーズでは、造影剤は注入されていないので、マーカー６３の視認性は高く、マーカー６３は容易に検出され得る。

【0068】

マーカー６３が検出されると、制御部３２は、検出されたマーカー６３の位置に基づいて、ステップＳ１１０において今回取得されたＸ線画像と、それまでに取得されたＸ線画像（既に画像の重ね合わせが行なわれている場合には、それまでの重ね合わせ画像）との位置合わせを行なう（ステップＳ１３０）。具体的には、ステップＳ１２０において検出された一対のマーカー６３の位置と、それまでに取得されたＸ線画像における一対のマーカー６３の位置とに基づいて、両画像におけるマーカー位置をマッチングさせることにより、画像の位置合わせが行なわれる。

【0069】

なお、ステップＳ１１０において取得されたＸ線画像が１枚目（１フレーム目）の場合には、まだ重ね合わせる画像がないので、ステップＳ１３０及び後述のステップＳ１４０の処理は省略される。

【0070】

画像の位置合わせが行なわれると、制御部３２は、ステップＳ１１０において今回取得されたＸ線画像に、それまでに取得されたＸ線画像（既に画像の重ね合わせが行なわれている場合には、それまでの重ね合わせ画像）を重ね合わせた重ね合わせ画像を生成する（ステップＳ１４０）。

【0071】

次いで、制御部３２は、ステップＳ１４０において生成された重ね合わせ画像において重ね合わされている画像の枚数がＮ枚（たとえば８枚から十数枚程度）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１５０）。画像枚数がＮ枚未満である場合は（ステップＳ１５０においてＮＯ）、制御部３２は、ステップＳ１１０へ処理を戻し、Ｘ線画像生成部２２からの次のＸ線画像の取得を待つ。

【0072】

ステップＳ１５０において、画像枚数がＮ枚以上であると判定されると（ステップＳ１５０においてＹＥＳ）、制御部３２は、生成された重ね合わせ画像を中間画像として記憶部３４（図１）に保存する（ステップＳ１６０）。

【0073】

再び図４を参照して、ステップＳ２０において中間画像が生成されると、制御部３２は、造影剤の注入が開始されたか否かを判定する（ステップＳ２５）。そして、造影剤の注入が開始されたものと判定されると（ステップＳ２５においてＹＥＳ）、制御部３２は、中間画像生成フェーズから血管表示フェーズへ移行することをユーザに報知するための処理を実行する（ステップＳ３０）。たとえば、制御部３２は、フェーズ移行が行なわれることを表示するように表示装置４０を制御する。なお、フェーズ移行の報知は、音声等により行なわれてもよい。

【0074】

血管表示フェーズへの移行後、制御部３２は、Ｘ線画像生成部２２により新規に生成されたＸ線画像を取得する（ステップＳ４０）。なお、血管表示フェーズへの移行後に取得されるＸ線画像は、造影剤が注入されることにより血管が可視化された画像である。そして、制御部３２は、取得されたＸ線画像を記憶部３４（図１）に保存する（ステップＳ５０）。

【0075】

次いで、制御部３２は、ステップＳ４０において取得されたＸ線画像においてマーカー６３を検知可能か否かを判定する（ステップＳ６０）。血管内に造影剤が注入されると、血管が可視化される一方で、マーカー６３の視認性は低下する。そして、造影剤の注入が進むと、Ｘ線画像においてマーカー６３を検知できなくなる。

【0076】

取得されたＸ線画像においてマーカー６３が検知される場合は（ステップＳ６０においてＹＥＳ）、制御部３２は、ステップＳ４０において取得された新規のＸ線画像に、中間画像生成処理において生成された中間画像を重ね合わせて表示する重ね合わせ表示処理を実行する（ステップＳ７０）。

【0077】

図６は、図４のステップＳ７０において実行される重ね合わせ表示処理の手順の一例を示すフローチャートである。図６を参照して、制御部３２は、図４のステップＳ４０において取得されたＸ線画像から一対のマーカー６３（図２）を検出する（ステップＳ２１０）。次いで、制御部３２は、図４のステップＳ２０における中間画像生成処理により生成された中間画像を記憶部３４（図１）から取得する（ステップＳ２２０）。

【0078】

続いて、制御部３２は、ステップＳ２１０において検出されたマーカー６３の位置に基づいて、図４のステップＳ４０において今回取得された新規のＸ線画像と、中間画像との位置合わせを行なう（ステップＳ２３０）。具体的には、中間画像からも一対のマーカー６３を検出し、ステップＳ２１０において検出されたマーカー６３の位置に、中間画像のマーカーの位置をマッチングさせることにより、取得された新規のＸ線画像と中間画像との位置合わせを行なう。より詳しくは、ステップＳ２１０において検出されたマーカー６３と中間画像のマーカー６３とが重なりあうように、画像を移動したり、拡大又は縮小したり、回転したりすることで、両画像の位置合わせが行なわれる。

【0079】

画像の位置合わせが行なわれると、制御部３２は、今回取得された新規のＸ線画像に中間画像を重ね合わせた重ね合わせ画像を生成する（ステップＳ２４０）。そして、制御部３２は、その生成された重ね合わせ画像を表示装置４０に表示するように表示装置４０を制御する（ステップＳ２５０）。また、制御部３２は、一連のＸ線画像の収集・表示後に、生成された重ね合わせ画像を表示装置４０において再生可能なように、ステップＳ２４０において生成された重ね合わせ画像を記憶部３４（図１）に保存する（ステップＳ２６０）。

【0080】

再び図４を参照して、ステップＳ７０において重ね合わせ表示処理が実行されると、制御部３２は、ステップＳ４０へ処理を戻し、Ｘ線画像生成部２２により新規に生成される次のＸ線画像の取得を待つ。

【0081】

ステップＳ６０において、取得されたＸ線画像においてマーカー６３を検知できない場合は（ステップＳ６０においてＮＯ）、制御部３２は、取得されたＸ線画像においてマーカー６３を検知できないことをユーザに報知するための処理を実行する（ステップＳ７５）。たとえば、制御部３２は、マーカー６３を検知できていない旨を表示するように表示装置４０を制御する。なお、この報知についても、音声等で行なってもよい。

【0082】

さらに、制御部３２は、Ｘ線照射部１４からのＸ線の照射を停止するように操作部５０へ指示を出力する（ステップＳ８０）。そして、制御部３２は、マーカー６３が検知不可となる直前における表示装置４０の表示を維持するように表示装置４０を制御する（ステップＳ９０）。すなわち、マーカー６３が検知された最新のＸ線画像と中間画像との重ね合わせ画像（ラストイメージ）の表示が表示装置４０において維持される（ラストイメージホールド）。

【0083】

図７から図９は、図６のステップＳ２５０において表示装置４０に表示される重ね合わせ画像の表示態様例を示す図である。

【0084】

図７を参照して、この例では、制御部３２は、造影剤注入後の新規に生成されたＸ線画像の透過率と中間画像の透過率とを異ならせて重ね合わせることにより重ね合わせ画像を生成し、表示装置４０に表示させる。透過率が低いほど濃い（透過性の低い）画像となり、透過率が高いほど薄い（透過性の高い）画像となる。図示されるように、透過率を適宜異ならせて両画像を表示させることによって、取得されたＸ線画像に表示される血管６４と、中間画像に表示されるデバイス６２とのいずれも、重ね合わせ画像上で明瞭に視認することができる。なお、取得されるＸ線画像の透過率と中間画像の透過率とを操作部５０からユーザが変更できるようにしてもよい。

【0085】

図８を参照して、この例では、制御部３２は、中間画像を白黒反転させて、取得されたＸ線画像に重ね合わせることにより重ね合わせ画像を生成し、表示装置４０に表示させる。また、図９を参照して、この例では、制御部３２は、取得されたＸ線画像を白黒反転させた画像に中間画像を重ね合わせることにより重ね合わせ画像を生成し、表示装置４０に表示させる。このように、取得されたＸ線画像と中間画像とのいずれか一方を白黒反転させて重ね合わせて表示することにより、取得されたＸ線画像に表示される血管６４と、中間画像に表示されるデバイス６２とのいずれも、重ね合わせ画像上で明瞭に視認することができる。

【0086】

なお、その他の例として、制御部３２は、造影剤注入後の新規に生成されたＸ線画像の表示色と中間画像の表示色とを異ならせて重ね合わせることにより重ね合わせ画像を生成し、表示装置４０に表示させてもよい。このようにして生成される重ね合わせ画像によっても、取得されたＸ線画像に表示される血管６４と、中間画像に表示されるデバイス６２とを明瞭に区別して視認することが可能となる。

【0087】

なお、この実施の形態では、一連のＸ線撮影が終了した後、再生要求に従って、血管表示フェーズにおいて生成された重ね合わせ画像を記憶部３４から取得し、表示装置４０において連続再生することができる。再生要求は、たとえば、操作部５０（図１）からのユーザによる要求であってもよいし、一連のＸ線撮影が終了した後、予め定められたタイミングで自動的になされるものであってもよい。

【0088】

図１０は、一連のＸ線撮影の終了後に、表示装置４０において連続再生される重ね合わせ画像の再生範囲を示す図である。図１０を参照して、たとえば、時刻ｔ０において撮影装置１０による撮影が開始された後、２０フレーム目までが中間画像生成フェーズであり、時刻ｔ１において造影剤の注入が開始されることによって、２１フレーム目から血管表示フェーズに移行したものとする。そして、血管表示フェーズ中の４１フレーム目の取得画像においてマーカー６３を検知できなくなった場合（時刻ｔ２）、２１フレーム目から４０フレーム目までの画像が再生範囲として選択される。

【0089】

図１１は、制御部３２により実行される画像再生処理の手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、一連のＸ線撮影の終了後に、再生要求に従って開始される。

【0090】

図１１を参照して、制御部３２は、再生要求に従って、図６の重ね合わせ表示処理において生成され記憶部３４に保存された一連の重ね合わせ画像を記憶部３４から取得する（ステップＳ３１０）。そして、制御部３２は、記憶部３４から取得した一連の重ね合わせ画像を表示装置４０において連続再生するように表示装置４０を制御する（ステップＳ３２０）。

【0091】

以上のように、この実施の形態によれば、デバイス６２が表示された中間画像が生成された後、Ｘ線画像が新規に生成される毎に、マーカー６３の位置に基づいて新規のＸ線画像と中間画像との位置合わせを行なった上で重ね合わせ画像を表示装置４０にリアルタイムに表示することができる。その結果、被検体１８の状態を表示装置４０上でリアルタイムに確認しながらインターベンション治療を行なうことができる。

【0092】

また、この実施の形態においては、血管表示フェーズにおいて、造影剤の注入が進むことにより、新規に生成されるＸ線画像においてマーカー６３を検知できなくなると、マーカー６３が検知された最新のＸ線画像と中間画像との重ね合わせ画像が表示される（ラストイメージホールド）。したがって、この実施の形態によれば、位置関係が不確定な重ね合わせ画像が表示されるのを防止するとともに、位置合わせが行なわれた重ね合わせ画像のうち最新の画像を表示装置４０に表示することができる。さらに、この実施の形態では、マーカー６３を検知できなくなると、Ｘ線の照射が停止されるので、被検体１８の不要な被ばくを避けることができる。

【0093】

また、この実施の形態によれば、中間画像生成フェーズにおいて、デバイス６２が表示された複数のＸ線画像を重ね合わせることにより中間画像が生成されるので、中間画像においてデバイス６２が強調して表示され、重ね合わせ画像においてデバイス６２を明瞭に視認することが可能となる。

【0094】

［変形例１］

【0095】

上記の実施の形態では、血管表示フェーズにおいて、新規に生成されるＸ線画像にてマーカー６３を検知できなくなると、マーカー６３が検知された最新のＸ線画像と中間画像との重ね合わせ画像を表示するものとしたが（ラストイメージホールド）、マーカー６３が検知されたＸ線画像のうち最もコントラストの高い画像を選択して、中間画像と重ね合わせて表示装置４０に表示するようにしてもよい。

【0096】

図１２は、この変形例１における制御部３２により実行される処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、上記の実施の形態における図４のフローチャートに対応するものである。このフローチャートに示される一連の処理も、たとえば、操作部５０においてユーザが当該処理の開始を入力すると開始される。

【0097】

図１２を参照して、ステップＳ４１０からＳ４８０の処理は、それぞれ図４に示したステップＳ１０からＳ８０の処理と同じである。そして、この変形例１では、ステップＳ４８０においてＸ線の照射が停止すると、制御部３２は、血管表示フェーズにおいてそれまでに生成された重ね合わせ画像の中から最もコントラストの高い画像を記憶部３４から取得する（ステップＳ４８５）。そして、制御部３２は、取得された高コントラストの重ね合わせ画像を表示するように表示装置４０を制御する（ステップＳ４９０）。

【0098】

この変形例１によっても、造影剤の注入によってマーカー６３を検知できない場合に、位置関係が不確定な重ね合わせ画像が表示されるのを防止することができる。そして、位置合わせが行なわれた重ね合わせ画像のうち最もコントラストの高い画像を表示装置４０に表示することができる。

【0099】

［変形例２］

【0100】

上記の実施の形態及び変形例１では、血管表示フェーズにおいて、新規に生成されるＸ線画像にてマーカー６３を検知できなくなると、Ｘ線の照射を停止するものとしたが、Ｘ線撮影の終了が指示されるまでは、Ｘ線照射を停止することなく、新規に生成されるＸ線画像を順次表示装置４０に表示させるとともに記憶部３４に保存するようにしてもよい。マーカー６３を検知できないため、新規に生成されるＸ線画像と中間画像との位置合わせを行なうことはできないけれども、Ｘ線撮影の終了が指示されるまでは、生成されたＸ線画像を表示及び保存するものである。

【0101】

図１３は、この変形例２における制御部３２により実行される処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートも、上記の実施の形態における図４のフローチャートに対応するものである。このフローチャートに示される一連の処理も、たとえば、操作部５０においてユーザが当該処理の開始を入力すると開始される。

【0102】

図１３を参照して、ステップＳ５１０からＳ５７５の処理は、それぞれ図４に示したステップＳ１０からＳ７５の処理と同じである。そして、この変形例２では、ステップＳ５７５においてマーカー６３の不検知が報知されると、制御部３２は、引き続き、Ｘ線画像生成部２２により新規に生成されたＸ線画像を取得する（ステップＳ５８０）。

【0103】

そして、制御部３２は、取得されたＸ線画像を表示装置４０に表示させるとともに、記憶部３４（図１）に保存する（ステップＳ５８５）。次いで、制御部３２は、Ｘ線撮影が終了したか否かを判定する（ステップＳ５９０）。なお、Ｘ線撮影の終了は、たとえば、操作部５０からユーザが指示することができる。

【0104】

Ｘ線撮影が終了していなければ（ステップＳ５９０においてＮＯ）、制御部３２は、ステップＳ５８０へ処理を戻し、Ｘ線画像生成部２２により生成される次のＸ線画像の取得を待つ。ステップＳ５９０においてＸ線撮影が終了したものと判定されると（ステップＳ５９０においてＹＥＳ）、制御部３２はエンドへと処理を移行し、一連の処理が終了する。

【0105】

この変形例２によれば、血管表示フェーズにおいて、造影剤の注入によりマーカー６３を検知できなくなり、取得されるＸ線画像と中間画像との位置合わせができなくても、Ｘ線撮影の終了が指示されるまでは、Ｘ線照射を停止することなく、新規に生成されるＸ線画像を表示装置４０に表示するとともに、記憶部３４に保存することができる。

【0106】

なお、上記においては、造影剤の注入によりＸ線画像においてマーカー６３が検知できなくなった場合にラストイメージホールドする画像を、マーカー６３が検知された最新のＸ線画像と中間画像とを重ね合わせた画像（実施の形態）、又はマーカー６３が検知されたＸ線画像のうち最もコントラストの高い画像と中間画像とを重ね合わせた画像（変形例１）としたが、本発明はこれに限られない。本発明においてラストイメージホールドする画像は、デバイス６２と血管６４との相対位置が認識できる画像であればよい。

【0107】

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0108】

１０ 撮影装置、１２ Ｘ線照射制御部、１４ Ｘ線照射部、１６ 撮影テーブル、１８ 被検体、２０ Ｘ線像検出部、２２ Ｘ線画像生成部、３０ 制御装置、３２ 制御部、３４ 記憶部、４０ 表示装置、５０ 操作部、６０ カテーテル、６１ ガイドワイヤ、６２ デバイス、６３ マーカー、６４ 血管、１００ Ｘ線撮影システム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】