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技術 X線診断装置及びその方法

出願人 株式会社東芝キヤノンメディカルシステムズ株式会社
発明者 大石悟
出願日 2010年3月29日 (11年10ヶ月経過) 出願番号 2010-075984
公開日 2010年11月18日 (11年2ヶ月経過) 公開番号 2010-259779
状態 特許登録済
技術分野 放射線診断機器
主要キーワード 比較指標 複数連続的 診断フローチャート 離散分布 流出状態 流入状態 計算対象期間 同一管
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2010年11月18日)のものです。
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図面 (15)

課題

被曝線量を増加させることなく治療前後でのパーフュージョンの比較を行うこと。

解決手段

X線の第1の灌流画像を取得する被検体への投影方向と同一方向でコンピュータ断層撮影法により取得された第2の灌流画像を投影して第3の灌流画像を取得するCT画像投影部と、前記第1の灌流画像と前記第3の灌流画像との位置合わせを行って位置合わせ情報を求める位置合わせ部と、前記第1の灌流画像から第1の灌流指標を算出し、前記第3の灌流画像から第2の灌流指標を算出する灌流指標算出部と、前記位置合わせ手段により求められた前記位置合わせ情報を基にして前記第1の灌流指標と前記第2の灌流指標とを比較し、前記第1の灌流指標と前記第2の灌流指標とに基づく比較指標を算出する比較指標算出部とを含むX線診断装置である。

概要

背景

CT装置X線診断装置とを用いてのパーフュージョンは、人体等の被検体診断治療効果の同定に非常に重要である。パーフュージョンは、CT装置により取得されるCT画像を用いて解析する方法と、X線診断装置により取得されるX線画像を用いて解析する方法とがある。

一方、冠状動脈狭窄による心筋虚血手術には、狭窄部までカテーテルを挿入し、カテーテルに取り付けてあるバルーンを広げて狭窄部を拡張する手技がある。脳動脈瘤の手術には、脳動脈瘤までカテーテルを挿入し、カテーテルの先端からコイルを出し、このコイルにより脳動脈瘤を詰める手技がある。カテーテルを用いた手術は、インターベンション(intervention)と呼ばれ、外科的な治療よりも侵襲度が低い治療として近年注目されている。

被検体のパーフュージョンの確認は、インターベンション術前において、モダリティとしてCT装置により取得されるCT画像、又はMRI装置により取得されるMRI画像を用いるのが最適である。インターベンションでは、治療経過及び治療の最終の確認時、X線診断装置により取得されるX線画像を用いて実施するしかない。

被検体のパーフュージョンに関する技術は、例えば特許文献1がある。特許文献1は、被検体の冠状動脈等の局所心筋に関して血液の流入状態を表す指標と、血液の流出状態を表す指標とを演算することを開示する。

概要

被曝線量を増加させることなく治療前後でのパーフュージョンの比較を行うこと。X線の第1の灌流画像を取得する被検体への投影方向と同一方向でコンピュータ断層撮影法により取得された第2の灌流画像を投影して第3の灌流画像を取得するCT画像投影部と、前記第1の灌流画像と前記第3の灌流画像との位置合わせを行って位置合わせ情報を求める位置合わせ部と、前記第1の灌流画像から第1の灌流指標を算出し、前記第3の灌流画像から第2の灌流指標を算出する灌流指標算出部と、前記位置合わせ手段により求められた前記位置合わせ情報を基にして前記第1の灌流指標と前記第2の灌流指標とを比較し、前記第1の灌流指標と前記第2の灌流指標とに基づく比較指標を算出する比較指標算出部とを含むX線診断装置である。

目的

本発明の目的は、被曝線量を増加させることなく治療前後でのパーフュージョンの比較ができるX線診断装置及びその方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
0件

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請求項1

X線の第1の灌流画像を取得する被検体への投影方向と同一方向でコンピュータ断層撮影法により取得された第2の灌流画像を投影して第3の灌流画像を取得するCT画像投影部と、前記第1の灌流画像と前記第3の灌流画像との位置合わせを行って位置合わせ情報を求める位置合わせ部と、前記第1の灌流画像から第1の灌流指標を算出し、前記第3の灌流画像から第2の灌流指標を算出する灌流指標算出部と、前記位置合わせ手段により求められた前記位置合わせ情報を基にして前記第1の灌流指標と前記第2の灌流指標とを比較し、前記第1の灌流指標と前記第2の灌流指標とに基づく比較指標を算出する比較指標算出部と、を具備することを特徴とするX線診断装置

請求項2

前記第2の灌流画像は、灌流を算出するためのCT画像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

前記コンピュータ断層撮影法は、管電圧印加によりX線を放射するX線管球と、前記X線管球から放射されるX線の放射上に配置される線質フィルタを含み、前記第1の灌流画像は、前記第2の灌流画像の収集時と同一の前記管電圧、同一の前記線質フィルタのうちいずれか一方又は両方を用いて収集される、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CT画像投影部は、前記第2の灌流画像上で画像の領域を指定する領域指定部と、前記領域指定部により指定された前記画像領域のみを投影する投影部と、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5

前記第1の灌流画像は、前記被検体に対する処置の最中もしくは処置後に収集され、前記第2の灌流画像は、前記被検体に対する処置の前に前記コンピュータ断層撮影法により収集される、ことを特徴とする請求項1記載のX線診断装置。

請求項6

前記位置合わせ部は、前記被検体の動脈の形状を基に前記第1の灌流画像と前記第3の灌流画像とを位置合わせ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

前記位置合わせ部は、前記被検体の心臓外形形状を基に前記第1の灌流画像と前記第3の灌流画像とを位置合わせ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8

前記濃度補正部は、前記第1の灌流指標の画像と前記第2の灌流指標の画像とでそれぞれ対応する各領域を指定する領域指定部と、前記領域指定部により指定した前記各領域での前記第1と第2の灌流指標が一致するように前記第1と第2の灌流指標を補正する補正部と、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9

前記比較指標算出部により算出された前記比較指標の画像を前記第1の灌流指標の画像と並べて表示又は合成して表示する表示部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10

前記灌流指標算出部は、前記第1の灌流画像から造影剤が被検体の対象部位に到達するまでの前記造影剤の流入期間を対象とする第1指標(K1)と、前記造影剤が前記対象部位に到達してから前記対象部位から流れ出るまでの前記造影剤の流出期間を対象とする第2指標(K2)とのいずれか一方又は両方を算出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11

前記灌流指標算出部は、前記第3の灌流画像から造影剤が被検体の対象部位に到達するまでの前記造影剤の流入期間を対象とする第1指標(K1)と、前記造影剤が前記対象部位に到達してから前記対象部位から流れ出るまでの前記造影剤の流出期間を対象とする第2指標(K2)とのいずれか一方又は両方を算出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12

前記比較指標算出部は、前記第1の灌流指標と前記第2の灌流指標との割合又は差分から前記比較指標を算出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13

表示部を含み、前記比較指標算出部は、前記第1の灌流画像から算出された前記第1指標(K1)と前記第2の灌流画像から算出された前記第1指標(K1)との割合又は差分からを算出する前記比較指標、又は前記第1の灌流画像から算出された前記第2指標(K2)と前記第2の灌流画像から算出された前記第2指標(K2)との割合又は差分から算出する前記比較指標のいずれか一方又は両方を前記表示部に表示する、ことを特徴とする請求項1記載のX線診断装置。

請求項14

前記比較指標の画像と前記第1の灌流指標画像を並べて表示する表示部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15

X線の第1の灌流画像を取得する被検体への投影方向と同一方向でコンピュータ断層撮影法により取得された第2の灌流画像を投影して第3の灌流画像を取得し、前記第1の灌流画像と前記第3の灌流画像との位置合わせを行って位置合わせ情報を求め、前記第1の灌流画像から第1の灌流指標を算出し、前記第3の灌流画像から第2の灌流指標を算出し、前記位置合わせ情報を基にして前記第1の灌流指標と前記第2の灌流指標とを比較し、前記第1の灌流指標と前記第2の灌流指標とに基づく比較指標を算出する、ことを特徴とするX線診断方法

技術分野

0001

本発明は、被検体診断治療を行うためにコンピュータ断層撮影法(CT)により取得される被検体の冠状動脈脳部位等のCT画像X線診断装置により取得されるX線画像とを用いてのパーフュージョン(Perfusion)の実施に用いられるX線診断装置及びその方法に関する。

背景技術

0002

CT装置とX線診断装置とを用いてのパーフュージョンは、人体等の被検体の診断、治療効果の同定に非常に重要である。パーフュージョンは、CT装置により取得されるCT画像を用いて解析する方法と、X線診断装置により取得されるX線画像を用いて解析する方法とがある。

0003

一方、冠状動脈の狭窄による心筋虚血手術には、狭窄部までカテーテルを挿入し、カテーテルに取り付けてあるバルーンを広げて狭窄部を拡張する手技がある。脳動脈瘤の手術には、脳動脈瘤までカテーテルを挿入し、カテーテルの先端からコイルを出し、このコイルにより脳動脈瘤を詰める手技がある。カテーテルを用いた手術は、インターベンション(intervention)と呼ばれ、外科的な治療よりも侵襲度が低い治療として近年注目されている。

0004

被検体のパーフュージョンの確認は、インターベンション術前において、モダリティとしてCT装置により取得されるCT画像、又はMRI装置により取得されるMRI画像を用いるのが最適である。インターベンションでは、治療経過及び治療の最終の確認時、X線診断装置により取得されるX線画像を用いて実施するしかない。

0005

被検体のパーフュージョンに関する技術は、例えば特許文献1がある。特許文献1は、被検体の冠状動脈等の局所心筋に関して血液の流入状態を表す指標と、血液の流出状態を表す指標とを演算することを開示する。

先行技術

0006

特開2008−136800号公報

発明が解決しようとする課題

0007

しかしながら、治療の前後において、被検体の冠状動脈等への血液の流入状態や流出状態が改善したことを把握するためには、血液の流入状態や流出状態を表す各指標を比較することが必要である。各指標の比較には、手術等の治療前後においてそれぞれX線診断装置を用いてパーフュージョンを実施しなければならない。治療前に、既にCT装置により解析済みのパーフュージョンをX線診断装置を用いて再度実施することは、臨床的な価値の少ない目的で被検体に対してX線被曝を与えることになる。

0008

本発明の目的は、被曝線量を増加させることなく治療前後でのパーフュージョンの比較ができるX線診断装置及びその方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0009

本発明の主要な局面に係るX線診断装置は、X線の第1の灌流画像を取得する被検体への投影方向と同一方向でコンピュータ断層撮影法により取得された第2の灌流画像を投影して第3の灌流画像を取得するCT画像投影部と、前記第1の灌流画像と前記第3の灌流画像との位置合わせを行って位置合わせ情報を求める位置合わせ部と、前記第1の灌流画像から第1の灌流指標を算出し、前記第3の灌流画像から第2の灌流指標を算出する灌流指標算出部と、前記位置合わせ手段により求められた前記位置合わせ情報を基にして前記第1の灌流指標と前記第2の灌流指標とを比較し、前記第1の灌流指標と前記第2の灌流指標とに基づく比較指標を算出する比較指標算出部とを具備する。

0010

本発明の主要な局面に係るX線診断方法は、X線の第1の灌流画像を取得する被検体への投影方向と同一方向でコンピュータ断層撮影法により取得された第2の灌流画像を投影して第3の灌流画像を取得し、前記第1の灌流画像と前記第3の灌流画像との位置合わせを行って位置合わせ情報を求め、前記第1の灌流画像から第1の灌流指標を算出し、前記第3の灌流画像から第2の灌流指標を算出し、前記位置合わせ情報を基にして前記第1の灌流指標と前記第2の灌流指標とを比較し、前記第1の灌流指標と前記第2の灌流指標とに基づく比較指標を算出する。

発明の効果

0011

本発明によれば、被曝線量を増加させることなく治療前後でのパーフュージョンの比較ができるX線診断装置及びその方法を提供できる。

図面の簡単な説明

0012

本発明に係るX線診断装置の一実施の形態を示す構成図。
同装置におけるC型アーム機構を示す斜視図。
同装置におけるX線の灌流画像を取得する投影方向を示す図。
3D・CT装置により取得されたCTの灌流画像を投影する方向を示す図。
本装置におけるCT画像投影部のブロック構成図。
同装置における比較指標算出部のブロック構成図。
同装置における診断フローチャート
同装置とCT装置とを用いてのパーフュージョンの流れを示す図。
同装置における冠状動脈造影画像上に設定されるROIを示す図。
同装置における灌流指数算出部により生成される造影剤流入期間における時間濃度曲線を示す図。
同装置における灌流指数算出部により計算される第1の指標K1を示す図。
術前において3D・CT装置により取得されたCT画像Ictの一例を示す図。
本装置により術中等において取得されたX線画像Ixの一例を示す図。
同装置により比較指標CとX線画像Ixとを重ね合わせた画像Icxを示す図。

実施例

0013

以下、本発明の第1の実施の形態について図面を参照して説明する。

0014

用語の説明をする。灌流は、心筋等への血液の流れを示す。

0015

灌流画像は、心筋等への血液の流れを撮影した画像である。

0016

心筋パーフュージョン、心筋灌流は、臨床的に血液が毛細血管から心筋へ流入出する現象表現する文言同義である。ここでは、灌流画像とパーフュージョン画像とを次の通り区別する。灌流画像は、血液が毛細血管から心筋に到達する状態を撮影した画像とする。パーフュージョン画像は、灌流画像を解析して灌流指標に変換した画像とする。

0017

X線の灌流画像は、被検体Qを透過したX線の強度分布を表す灌流画像である。

0018

図1はX線診断装置(以下、本装置と称する)100の構成図を示す。図2はC型のアーム1の機構の斜視図を示す。本装置100は、一般的なX線アンジオ撮影(血管造影検査法)を行う。アーム1の一端部にX線管球2が設けられ、他端にX線検出器3が設けられている。X線検出器3は、X線蛍光増倍管(I.I.:Image Intensifier)又は平面検出器(Flat Panel Detector:FPD)が用いられる。X線管球2とX線検出器3との間には、テーブルが配置されている。テーブル上には、被検体である患者等が載置される。

0019

アーム1は、第1の軸X1の周りと第2の軸X2の周りとに回転する。アーム1が第1の軸X1の周りに回転すると、アーム1の回転によるX線管球2とX線検出器3との移動により被検体の左右斜め方向からの撮影が行われる。アーム1が第2の軸X2の周りに回転すると、アーム1の回転によるX線管球2とX線検出器3との移動により被検体の上下斜め方向からの撮影が行われる。実際には、アーム1は第1の軸X1の周りと第2の軸X2の周りとの組み合わせで回転し、例えば被検体の左斜め上方向から撮影、被検体の右斜め下方向から撮影を行う。

0020

画像処理装置10は、本X線診断装置(以下、本装置と称する)においてX線画像(X線の灌流画像)を取得する投影方向と同一方向でコンピュータ断層撮影法(以下、CTと称する)により取得された灌流画像(還流画像:CTの灌流画像)を投影する。

0021

画像処理装置10は、X線の灌流画像とCTの灌流画像との位置合わせを行い、X線の灌流画像とCTの灌流画像とからそれぞれの各灌流指標(還流指標)を算出する。画像処理装置10は、X線の灌流画像とCTの灌流画像との位置合わせにより取得した位置合わせ情報を基にしてX線の灌流指標とCTの灌流指標とを比較し、X線の灌流指標とCTの灌流指標との間の比較指標を算出し、比較指標を表示出力する。

0022

画像処理装置10は、X線の灌流画像を被検体に対する血栓溶解療法又はインタベーション等の処置後に収集する。

0023

画像処理装置10は、X線の灌流画像を収集する際、X線管球2に印加する管電圧を3次元(3D)CT装置23により取得される灌流画像の収集時と同一管電圧に設定する、又は同一の線質フィルタを用いるかのうちいずれか一方又は両方に設定する。

0024

画像処理装置10は、X線の灌流画像を収集する際、対象領域が心臓領域であれば、3次元(3D)CT装置23により収集した心位相と同じ心位相の心電同期画像の収集に設定する。

0025

画像処理装置10は、A/D(アナログデジタル変換器11と、2D(2次元)画像メモリ12と、フィルタリング部13と、アフィン変換部14と、ルックアップテーブル(LUT:Look Up Table)15と、3D画像メモリ16と、領域抽出部17と、CT画像投影部18と、位置合わせ部19と、灌流指数算出部20と、比較指標算出部21と、濃度補正部27とを含む。

0026

画像処理装置10には、ネットワーク22を介して3次元(3D)CT装置23と医用画像保管通信システムPACS)装置24とが接続されている。画像処理装置10は、D/A(デジタル/アナログ)変換器25を含む。D/A変換器25には、表示装置26が接続されている。

0027

3D・CT装置23は、被検体に造影剤を注入しながら時間経過と共に被検体の冠状動脈等の3次元(3D)のCT画像を複数連続的に収集し、灌流画像となる動画の3D・CT画像を取得する。3D・CT装置23により取得される灌流画像は、灌流指標を算出するための3D・CT画像である。灌流指標は、CTで一般的に使用されている灌流指標とは異なり、X線の灌流指標の算出と同様の方法で算出される。3D・CT装置23は、CTの灌流画像を被検体に対する血栓溶解療法又はインタベーション等の処置前に収集する。

0028

PACS装置24は、各種の画像診断装置、例えば3D・CT装置23や本装置100により取得されるCT画像やX線画像等をデジタル画像として保管する。PACS装置24は、デジタル画像を3D・CT装置23と本装置100との間で通信する。PACS装置24は、デジタル画像を表示する。PACS装置24は、デジタル画像を読影のために表示する。

0029

PACS装置24は、本装置100にネットワーク22を介して接続されている。PACS装置24は、3D・CT装置23により取得されたCTの灌流画像としての3D・CT画像をネットワーク22を介して本装置100に送る。

0030

A/D変換器11は、X線検出器3の出力信号デジタル変換する。

0031

2D画像メモリ7は、A/D変換器11によりデジタル変換されたX線検出器3の出力信号をX線画像データとして記憶する。X線画像データは、例えば血管内に造影剤を注入して撮影を行って連続的に取得されるX線の灌流画像である。

0032

フィルタリング部13は、高周波強調フィルタリングなどを行う。

0033

アフィン変換部14は、画像拡大・移動などを行う。

0034

LUT15は、階調変換を行う。

0035

3D画像メモリ16は、3D・CT装置23又はPACS装置24からネットワーク22を介して送られてくるCTの灌流画像を保管する。

0036

領域抽出部17は、3D・CT画像から注目する領域の画像を抽出する。具体的に領域抽出部17は、3D・CT装置23又はPACS装置24からネットワーク22を通してCTの灌流画像を受け取り、CTの灌流画像からX線の灌流画像に対応する領域をマニュアルで同定し、当該領域をCTの灌流画像から抽出する。

0037

CT画像投影部18は、X線の灌流画像を取得する際のX線投影ジオメトリと同じ条件で、本装置100により取得されるX線の灌流画像を取得する投影方向と同一方向で3D・CT装置23により取得された3D・CT等の灌流画像を投影する。図3AはX線の灌流画像を取得する投影方向Raを示す。X線管球2は、被検体Qに対してX線を放射する。X線検出器3は、被検体Qを透過したX線を検出する。図3Bは2D・CT等の画像の灌流画像Hに対する投影方向を示す。灌流画像Hに対する投影方向Rbは、X線の投影方向Raと同一方向に設定される。

0038

CT画像投影部18は、図4に示すように第1の領域指定部18−1と、投影部18−2とを含む。第1の領域指定部18−1は、3D・CT装置23により取得されるCTの灌流画像上でX線の灌流画像に対応する領域を指定する。CT灌流画像は、経静脈で造影剤が注入され、右冠状動脈左冠状動脈とが同時に造影される。X線灌流画像は、経動脈で造影剤が注入され、右冠状動脈又は左冠状動脈のいずれか一方しか造影されない。このため例えば右冠状動脈に注目する場合、CT灌流画像の中から右冠状動脈の支配領域だけの灌流画像を用いて解析しなければ比較できない。第1の領域指定部18−1は、各々の冠状動脈の支配領域を指定する。

0039

投影部18−2は、第1の領域指定部18−1により指定された領域のみをX線の灌流画像を取得する投影方向と同一方向で投影する。

0040

位置合わせ部19は、本装置100により取得されるX線の灌流画像とCTの灌流画像との位置合わせを行う。位置合わせ部19は、CT画像投影部18によって投影されたCTの灌流画像中で例えば動脈情報を含む画像を元に、同一の動脈情報を含むX線の灌流画像とCTの灌流画像との間で位置合わせを行う。位置合わせ部19は、被検体として例えば心臓の冠状動脈の形状、又は心臓の外形形状を基に位置合わせする。

0041

灌流指数算出部20は、X線の灌流画像とCTの灌流画像とからそれぞれの各灌流指標を算出する。灌流指数算出部20は、CT画像投影部18によって投影されたCTの灌流画像を元に、X線の灌流指標を算出した方法と同一方法でCTの灌流画像の還流指標を算出する。

0042

濃度補正部27は、図5に示すように第2の領域指定部27−1と、補正部27−2とを含む。第2の領域指定部27−1は、3D・CT装置23の灌流画像と本装置100により取得されるX線の灌流画像とにより灌流が治療前後において変化しないと思われる各領域を指定する。補正部27−2は、第2の領域指定部27−1により指定した各領域での各灌流指標が一致するように補正する。

0043

さらに、比較指標算出部21は、位置合わせ部19により求められた位置合わせ情報を基にしてX線の灌流画像から算出した灌流指標とCTの灌流画像から算出した灌流指標とを比較し、X線の灌流指標とCTの灌流指標との間の比較指標を算出する。比較指標は、例えばX線の灌流指標とCTの灌流指標との割合又は差分である。比較指標算出部21により算出された比較指標は、X線の灌流指標と並べて表示装置26に表示される。

0044

次に、上記の如く構成された装置の動作について図6に示す診断フローチャートに従って説明する。図7はCT装置とX線診断装置とを用いてのパーフュージョンの流れを示す。

0045

被検体のパーフュージョンの確認は、術前において、3D・CT装置23により取得されるCT画像を用いる。被検体Qに対する血栓溶解療法又はインタベーション等の処置前において、3D・CT装置23は、第1のフローF1において、被検体に造影剤を注入しながら3D・CTの灌流画像を連続的に収集する。各3D・CTの灌流画像は、被検体Qの冠状動脈等の灌流を算出するために収集される。心臓の毛細血管や心筋などの評価をする場合、灌流画像は、心臓周期の中で最も動きの少ない拡張中期もしくは収縮末期のデータのみを心電図と同期して撮影して収集される。頭部など動きの無い場合は、心電図に関わらず連続的に撮影して収集される。3D・CT装置23は、各3D・CTの灌流画像の収集し、複数周期分の3D・CTの灌流画像を取得する。

0046

3D・CT装置23によって取得された複数周期分の3D・CTの灌流画像は、PACS装置24にデジタル画像として保管される。通常は、CT画像を元に造影剤すなわち血流流入速度流出速度平均通過時間などの灌流指数を算出し、この灌流指数に対応する指標をカラー表示する。

0047

一方、本X線診断装置は、3D・CT装置23又はPACS装置24からネットワーク22を介して3D・CTの灌流画像を受け取り、この3D・CTの灌流画像を3D画像メモリ16に保管する。

0048

術中における被検体Qのパーフュージョンの確認、治療の最終の確認は、本装置100により取得されるX線画像を用いる。

0049

本装置100は、第2のフローF2において、一般的なX線アンジオ撮影を行う。本装置100は、被検体Qに対する血栓溶解療法又はインタベーション等の処置中もしくは処置後、被検体Qに造影剤を注入しながらX線の灌流画像を収集する。図8に示すようにカテーテル101が右冠状動脈又は左冠状動脈102の起始部まで挿入される。カテーテル101から一定時間継続的に造影剤が注入される。X線撮影は、少なくとも造影剤注入開始前から造影剤注入終了後の所定時間経過までの期間に亘って行われる。

0050

造影剤が冠状動脈102にカテーテル101を経由して注入されるとき、本装置100は、X線の灌流画像を心電図に同期して収集する。収集する心電周期は、3D・CT装置23により収集した心電周期と一致させる。頭部など動きのない場合は、心電図に関わらず連続的に撮影する。

0051

X線撮影によるX線の灌流画像は、被検体Qの冠状動脈等の灌流を算出するために収集される。X線の灌流画像を収集する際、画像処理装置10は、X線管球2に印加する管電圧を3D・CT装置23により取得される灌流画像の収集時と同一管電圧に設定する、又は同一の線質フィルタを用いるかのうちいずれか一方又は両方に設定する。

0052

本装置100は、設定された管電圧をX線管球2に印加する。X線管球2は、パルスX線を放射する。X線は、被検体Qを透過してX線検出器3に入射する。X線検出器3は、X線の入射量に応じた信号を出力する。X線検出器3の出力信号は、A/D変換器11によりデジタル変換され、X線の灌流画像として2D画像メモリ12に保存される。

0053

X線の灌流画像の収集後、X線灌流画像の内、造影剤の影響の殆どない画像と各灌流画像とを除算した上で自然対数を計算し、自然対数画像に対して冠状動脈102上の心筋血液供給領域103と、心筋上の複数の心筋局所領域104とが設定される。複数の心筋局所領域104は、心筋領域上に設定され、典型的には複数の画素を有する。心筋局所領域104の造影剤量に相当する濃度は、典型的には画素平均値として計算される。心筋局所領域104は、単一の画素を有するものであってもよい。心筋血液供給領域103は、典型的に、血管と略等価な幅又は少し小さい幅を有する矩形形状を有し、血管に沿って任意の向きに設定され、複数の画素が含まれる。心筋血液供給領域103の造影剤量に相当する濃度は、典型的には画素平均値として計算される。心筋血液供給領域103は、インジェクターと心筋注目領域の間の流路の任意の部分、より限定するとカテーテルの任意の部分、又はカテーテルの出口(冠状動脈入口に等価)から心筋注目領域の間の任意の部分に設定される。

0054

次に、灌流指数算出部20は、ステップS1において、X線の灌流画像から灌流指標を算出する。灌流指標の算出は、フローF3において行われる。灌流指標は、公知の方法、例えば特開2008−136800号公報に記載されている。

0055

灌流指標は、例えば第1の指標K1乃至第3の指標K3の3種類を提供する。第1の指標K1は、造影剤が心筋に到達するまでの造影剤流入期間を対象としている。第1の指標K1は、冠状動脈の基準時間濃度曲線入力関数、心筋局所領域の時間濃度曲線を出力関数としたときの、局所心筋に関する「血液の流入状態を表す指標K1」として計算される。

0056

第2の指標K2は、造影剤が心筋に到達してから心筋から流れ出るまでの造影剤流出期間を対象としている。第2の指標K2は、冠状動脈の基準時間濃度曲線を入力関数、心筋局所領域の時間濃度曲線を出力関数としたときの、局所心筋に関する「血液の流出状態を表す指標K2」として計算される。

0057

第3の指標K3は、第1の指標K1と第2の指標K2とから計算される。

0058

心筋局所領域の時間濃度曲線は、人体等の被検体に投与された造影剤が注目部位、例えば冠状動脈と心筋に分布したり通過したりする際の造影剤量のみに比例した信号成分と定義する。

0059

灌流指数算出部20は、例えば心筋血流に比例する実際的な心筋局所領域への血液の流入の様子を反映した第1の指標K1を算出する。第1の指標K1の計算対象期間は、造影剤が図8に示すカテーテル101から注入開始された時点から注入完了の時点までの造影剤流入期間に設定される。

0060

造影剤流入期間内には、本装置100によって複数のX線の灌流画像が収集される。各X線の灌流画像を用いて計算した自然対数画像から時間濃度曲線Ca(t)と、複数の時間濃度曲線Cmyo(t)とが生成される。時間濃度曲線Ca(t)は、心筋への血液供給領域103に関する。時間濃度曲線Cmyo(t)は、複数の心筋局所領域103に関する。

0061

次に、灌流指数算出部20は、図10に示すように血管供給領域103を通過する造影剤の時間積分(造影剤の流入量)∫Ca(t)を横軸とし、縦軸に、心筋局所領域104の造影剤存在量Cmyo(t)として、時刻ごとの値をプロットする。灌流指数算出部20は、心筋全体への血液供給量に対する心筋局所における血液の取り込み量時間変化離散分布を生成する。灌流指数算出部20は、プロットした値の離散分布に対して直線フィティング処理により直線の傾きK1を得る。灌流指数算出部20は、直線の傾きK1を第1の指標K1とする。

0062

第1の指標K1は、心筋全体への血液供給に対して心筋局所がどの程度追従して血液を受け入れているか否かを定量化している。第1の指標K1が正常範囲から低値側に外れているとき、冠状動脈の血液流入に対して心筋局所での血液流入が追従していないことを表す。心筋局所領域は、流入障害を起こしている可能性がある。

0063

灌流指数算出部20は、全ての局所領域104について上記同様の処理を行い、第1の指標K1を計算し、第1の指標K1のマップを作成する。

0064

次に、領域抽出部17は、ステップS2において、CTの灌流画像から注目する領域を抽出する。注目領域は、例えばX線の灌流画像が右冠状動脈のみを造影して収集された場合、この血管と、この血管によって栄養されている心臓の心筋領域とを同定し、それ以外の部分を削除する。注目領域の抽出は、第4のフローF4において行われる。領域抽出部17は、3D・CT装置23又はPACS装置24からネットワーク22を通して3D・CTの灌流画像を受け取る。領域抽出部17は、3D・CTの灌流画像からX線の灌流画像に対応する領域をマニュアルで同定し、当該領域の注目領域を3D・CTの灌流画像から抽出する。抽出される灌流画像は、例えばX線の灌流画像が右冠状動脈のみを造影して収集された場合、右冠状動脈のみの影響による心筋の灌流を表す。この抽出処理が無ければ、3D・CTの灌流画像には、右冠状動脈だけでなく、左冠状動脈、心臓の心房心室大動脈などの影響までもが含まれる。これは3D・CTの灌流画像が通常静脈から造影剤を注入し、心臓及び全ての血管に造影剤入りの血液が送り出される状態から撮影されることに因る。3D・CTの灌流画像の注目領域から抽出した灌流画像(以下、3D・CTの注目灌流画像と称する)は、CT画像投影部18に送られる。

0065

CT画像投影部18は、ステップS3において、本装置100により取得されたX線の灌流画像の投影方向に関する情報を2D画像メモリ12に保存されている検査情報から受け取る。CT画像投影部18は、図3A及び図3Bに示すようにX線の灌流画像を取得する投影方向と同一方向で、領域抽出部17により抽出された注目領域の灌流画像を投影する。CT画像投影部18は、注目領域の灌流画像を心時相毎に投影する。CT画像投影部18は、3D・CTの灌流画像毎に投影を行う。投影は、第5のフローで行われる。具体的にCT画像投影部18は、領域抽出部17により抽出された注目領域の灌流画像を、X線の灌流画像を取得する投影方向と同一方向に、当該X線ジオメトリと同一の条件で投影する。投影により注目領域のみの灌流を反映した灌流画像の投影画像が取得される。

0066

次に、位置合わせ部19は、ステップS4において、本X線診断装置により取得されるX線の灌流画像と3D・CT装置23のCTの灌流画像との位置合わせを行う。位置合わせは、第6のフローにおいて行われる。

0067

位置合わせ部19は、CT画像投影部18の投影により取得された注目領域の灌流投影画像中で例えば動脈情報を含む画像を元に、同一の動脈情報を含むX線の灌流画像とCTの灌流画像との間で位置合わせを行う。位置合わせ部19は、被検体Qの冠状動脈の形状、又は被検体Qの心臓の外形形状を基に位置合わせする。

0068

次に、灌流指数算出部20は、ステップS5において、X線灌流画像から各灌流指標K1、K2、K3を算出したのと同様に、3D・CT装置23から抽出した注目領域の灌流投影画像(以下、3D・CTによる注目投影画像と称する)から血栓溶解療法や、インターベンションの処置前の灌流状態を表す各灌流K1、K2、K3を算出する。各灌流指標は、上記公知の方法、例えば特開2008−136800号公報に記載されている。灌流指数算出部20は、血液の流入状態を表す第1の指標K1と、血液の流出状態を表す第2の指標K2と、第1の指標K1及び第2の指標K2から計算される第3の指標K3とを算出する。

0069

次に、濃度補正部27は、第2の領域指定手段27−1において3D・CTの灌流画像と本装置100により取得されるX線の灌流画像とで灌流が治療前後で変化しない思われる各領域を指定する。補正手段27−2は、フローF7において、第2の領域指定手段27−1により指定した各領域でのX線の灌流指標K1、K2、K3と3D・CTによる注目投影画像から算出した灌流指標K1、K2、K3とが一致するように補正する。

0070

補正の結果、X線の灌流指標K1、K2、K3と3D・CTによる注目投影画像から算出した灌流指標K1、K2、K3とが一致する。X線の灌流指標画像と3D・CTによる注目投影画像から算出した灌流指標画像とは、例えば表示装置26の画面上に並べて表示する。例えば、X線の灌流指標画像上で不変領域の灌流指標K1は「1」である。3D・CTによる注目投影画像から算出した灌流指標画像の対応する部位の灌流指標K1は「10」である。X線の灌流指標画像の灌流指標「1」は、「10」に補正される。X線の灌流指標画像の中で他の部位の灌流指標K1も同様に補正される。X線の灌流指標画像における不変部の灌流指標「10」と、3D・CTによる注目投影画像から算出した灌流指標画像における対応部位の灌流指標「10」とは一致する。表示装置26の同一画面上でそれ以外の部位は、一致した不変部灌流指標との比と言う観点で比較可能となる。ここで不変部とは、治療の影響で灌流が変化しない領域を意味する。

0071

次に、比較指標算出部21は、ステップS6において、濃度補正部27によって補正されたX線の灌流指標K1、K2、K3と3D・CTによる注目投影画像から算出した灌流指標K1、K2、K3との間の比較指標を算出する。比較指標の算出は、フローF8において行われる。比較指標算出部21は、位置合わせ部19により位置合わせ情報を基にしてX線の灌流画像から算出した各灌流指標K1、K2、K3と3D・CTによる注目投影画像から算出した灌流指標K1、K2、K3とをそれぞれ比較する。比較の結果、比較指標算出部21は、X線の灌流指標K1、K2、K3と3D・CTの注目領域の灌流画像の投影画像から算出した灌流指標K1、K2、K3との間の比較指標Cを算出する。比較指標Cは、X線の灌流指標K1、K2、K3と3D・CTによる注目投影画像から算出した灌流指標K1、K2、K3との割合又は差分である。

0072

例えば、図11は術前において3D・CT装置23により取得されたCT画像Ictを示す。CT画像Ictは、被検体Qの冠状動脈の一例を示す。図12は術中等において本装置100により取得されたX線画像Ixの一例を示す。X線画像Ixは、被検体Qの冠状動脈の一例を示す。

0073

CT画像IctとX線画像Ixとは、位置合わせされる。

0074

CT画像Ictの第1乃至第3の指標K1、K2、K3が算出される。

0075

X線画像Ixの第1乃至第3の指標K1、K2、K3が算出される。

0076

X線画像Ixの不変部位における第1乃至第3の指標K1、K2、K3とCT画像Ictの同一部位における第1乃至第3の指標K1、K2、K3とが一致するように補正が行われる。

0077

比較指標Cは、X線の灌流指標K1、K2、K3とCTの灌流画像を用いて算出された灌流指標K1、K2、K3との割合又は差分で求められる。

0078

図13は比較指標CとX線画像Ixとを重ね合わせた画像Icxを示す。表示装置26の表示画面には、例えば比較指標Cの画像とX線画像Ixとを並べて表示してもよい。例えば治療前後で、心筋のどの領域が治療によって血流回復したかを可視化できる。同図は血流の回復部位Gを示す。目視ではないので定量性がある。処置(治療)前後で比較できるので、どれだけ血液の流量が増えたか、すなわち心筋への血液の供給がどれだけ改善したかが分かる。

0079

比較指標算出部21により算出された比較指標Cは、X線の灌流指標と並べて表示装置26に表示される。X線の灌流指標K1、K2、K3と比較指標Cとは、例えば切替スイッチにより切り替えて表示してもよい。

0080

このように上記一実施の形態によれば、X線の灌流画像を取得する投影方向と同一方向で3D・CT灌流画像から抽出した注目画像を投影し、X線の灌流画像とCTの灌流画像との位置合わせを行い、X線の灌流画像とCTの灌流画像とからそれぞれの各灌流指標K1、K2、K3等の灌流指標Kを算出し、位置合わせ情報を基にしてX線の灌流指標画像とCTの灌流指標画像とを位置合わせし、X線の灌流指標画像とCTの灌流指標画像とで不変部の灌流指標K1、K2、K3とが一致するように補正した上で、X線の灌流指標画像とCTの灌流指標画像との比較指標Cを算出する。

0081

被検体の冠状動脈等のCT画像とX線画像とを用いてのパーフュージョンの実施では、被検体の冠状動脈等における血液の流入状態や流出状態を確認できる。これらは血栓溶解療法やインターベンションなどの治療の前後に行われる。一般的には、治療前はCT画像を用いてパーフュージョンを行い、治療の最終段階ではX線画像を用いてパーフュージョンを行う。治療効果を同定するためには、治療前後でパーフュージョンを比較する必要がある。異なるモダリティで、かつ異なる造影方法で得られたパーフュージョンを直接比較することはできない。本装置は、X線で造影した血管の支配領域を注目領域としてCT画像から抽出し、かつX線画像とCT画像とから求めたパーフュージョンを不変部で一致するように補正する。これにより、本装置は、異なるモダリティで、かつ異なる造影方法でも、これら異なるモダリティでかつ異なる造影方法により得られたパーフュージョンの比較ができる。

0082

被検体の冠状動脈等のCT画像とX線画像とを用いてのパーフュージョンの実施では、被検体の冠状動脈等における血液の流入状態や流出状態が治療の前後において改善したことを把握すること、すなわち指標を確認することによって治療の前後において血液の流入状態や流出状態が改善したことを把握することが行われる。CTパーフュージョンとX線パーフュージョンを比較できるようにすることで、術前のX線パーフュージョン画像を取得するために被検体Qに対するX線の被曝線量を増加することなく治療前後でのパーフュージョンの比較ができる。

0083

CTとX線アンジオ撮影(血管造影検査法)との違いは、造影剤の注入方法頚動脈注入又は経静脈注入である。経動脈注入又は経静脈注入の違いによってパーフュージョンの条件が変わる。条件は、造影剤の濃度と、造影剤を注入するときの圧力が直接影響するか否かである。本装置100は、造影剤の注入方法が経動脈注入で、造影剤の注入の注入速度をコントロールし、造影剤の注入圧力亢進が一定の範囲内に抑えることができる場合に有効である。

0084

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。

0085

例えば第1の変形例は、モダリティによる違い、X線管2の管電圧の違いなどによる誤差を補正するために還流指標補正部を備える。還流指標補正部は、灌流指標の中で治療により変化がないと考えられる領域を、CT投影画像及びX線画像上で指定し、この指定した領域での灌流指標が一致するようにCTの灌流画像から求めた灌流指標を補正するようにしてもよい。

0086

第2の変形例は、X線管2の管電圧や線質フィルタなどによる灌流指標の変化を防ぐために、CT画像に記録されている撮影条件を元に、撮影条件が一致するようにX線管2の管電圧や線質フィルタを使用してX線の灌流画像を収集するようにしてもよい。

0087

1:C型のアーム、2:X線管球、3:X線検出器、4:駆動部、10:画像処理装置、11:A/D変換器、12:2D(2次元)画像メモリ、13:フィルタリング部、14:アフィン変換部、15:ルックアップテーブル(LUT:Look Up Table)、16:3D画像メモリ、17:領域抽出部、18:CT画像投影部、18−1:第1の領域指定部、18−2:投影部、19:位置合わせ部、20:灌流指数算出部、21:比較指標算出部、21−1:第2の領域指定手段、21−2:補正手段、22:ネットワーク、23:3次元(3D)CT装置、24:医用画像保管通信システム(PACS)装置、25:D/A変換器、26:表示装置、27:濃度補正部。

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