X射线诊断装置的制作方法

专利名称：X射线诊断装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于辅助进行导管手术的X射线诊断装置。
背景技术：
有一种用于辅助进行导管手术的X射线诊断装置。心脏冠状动脉介入诊疗 (coronary artery intervention)是导管手术中的一种。在心脏冠状动脉介入诊疗中，手 术医生一边利用造影图像(过去图像)确认狭窄部位和血管形状，一边在透视下操作导管 等设备。通常将造影图像和透视图像(当前图像)显示在不同的监视器上。手术医生一边 交替参照这些造影图像和透视图像，一边在头脑中对脉搏和呼吸引起的心脏动态变化加以 校正，从而把握造影图像中的狭窄部位和血管形状，以及透视图像中的设备位置等。因此， 难以准确地把握狭窄部位或血管形状、设备位置等需要关注的部位的位置。
例如，如日本特公平04-48452号公报所述，有一种用于辅助进行心脏冠状动脉介 入诊疗的技术，其使用心电同步法将与1次心跳相对应的造影图像与透视图像重叠起来加 以显示。但是，由于呼吸所导致的位置偏差很大，因此重叠精度不高。另外，即使心脏在相 同心电相位下其位置也并不一定相同。因而，即使在屏住呼吸的呼吸相位、相同的心电相位 状态下，重叠精度仍然不高。因此，即使采用了该技术，仍然难以把握需要关注的部位，造影 摄影的次数不会减少。另外，被检体的负担仍然很大。在这种现状下，非常希望能够提高导 管手术效率的技术的出现。

发明内容
本发明的目的在于提供一种实现导管手术的效率提高的X射线诊断装置。
本发明的第一方面的X射线诊断装置具备摄影部，包含X射线管和检测器，对与 插入了医疗器具的被检体有关的第一X射线图像和第二X射线图像进行摄影；第一确定部， 确定所述第一X射线图像中包含的第一医疗器具区域上的第一基准点；指定部，在所述第 一X射线图像中指定第一关注点；第一计算部，计算所述第一基准点与所述第一关注点的 相对位置关系；第二确定部，确定所述第二X射线图像中包含的第二医疗器具区域上的第 二基准点；第二计算部，根据所述第二基准点和所述相对位置关系，计算所述第二X射线图 像中的第二关注点的位置；以及显示部，增强所述第二关注点的位置来显示所述第二X射 线图像。 本发明的第二方面的X射线诊断装置具备存储部，将多个向量和多个过去心电 相位关联起来加以存储，所述多个向量中的每个向量是与被检体有关的多个过去图像中的 每一个中所包含的、从过去基准点到过去关注点的向量，所述多个过去心电相位分别是与 所述过去图像的摄影时刻有关的所述被检体的心电相位；摄影部，包含X射线管和检测器，对与所述被检体有关的当前图像进行摄影；第一确定部，通过图像处理确定所述当前图像 中的当前基准点；检测部，检测与所述当前图像有关的当前心电相位；第二确定部，从所述 多个向量之中确定特定的向量，该特定的向量与同所述检测到的当前心电相位相对应的过 去心电相位相关联；第一计算部，根据所述特定的向量和所述当前基准点的位置，计算所述 当前图像中的当前关注点的位置；以及显示部，在所述当前图像中显示所述当前关注点的 位置。 本发明的其他技术方案和优点将在下述说明中陈述，部分内容能够从说明中明显 推导出来，或者能够通过本发明的实施而得出。并且，根据在下文中特别指出的手段和组 合，能够了解和获得本发明的技术方案和优点。


附图是说明书的一部分，它们示出了本发明所举例的优选实施例，并且，与上面给
出的概要说明和下面给出的优选实施例详细说明一起，阐明本发明的原理。
图1是表示与本发明的实施方式有关的X射线诊断装置的结构的图。 图2是表示在图1的系统控制部的控制下执行的相对位置数据的保存处理的典型
流程的图。 图3是表示在图2的步骤SA1中收集到的过去图像的一个实例的图。 图4是用于说明在图2的步骤SA4中执行的过去基准点的确定处理的图。 图5是用于说明在图2的步骤SA5中执行的过去关注点的指定处理的图。 图6是用于说明在图2的步骤SA6中执行的向量的计算处理的图。 图7是用于说明在图2的步骤SA7中执行的相对位置数据的存储处理的图。 图8是表示在图1的系统控制部的控制下执行的当前关注点的显示处理的典型流
程的图。 图9是表示在图8的步骤SB1中收集到的当前图像的一个实例的图。 图10是用于说明在图8的步骤SB5中的当前关注点的位置的计算处理的图。 图11是用于说明在图8的步骤SB6中的当前关注点的明示显示处理的图。 图12是表示本实施方式的技术与以往技术的关注点的显示精度的比较结果的图。 图13是表示本实施方式的技术与以往技术的关注点的显示精度的比较结果的 图。 图14是表示本实施方式的技术与以往技术的关注点的显示精度的比较结果的 图。 图15是表示本实施方式的技术与以往技术的关注点的显示精度的比较结果的 图。 图16是表示利用本实施方式的技术所得到的当前关注点的实际尺寸的偏差量收 敛在临床上的容许范围内的具体实例的图。 图17是表示与本发明的变形例有关的X射线诊断装置的结构的图。 图18是表示在图17的系统控制部的控制下执行的当前关注点的显示处理的典型
流程的图。
图19是表示变形例中所选择的心电相位的一个实例的图。
具体实施例方式
下面参照

与本发明的实施方式有关的X射线诊断装置。首先说明本实施 方式的概略。 与本实施方式有关的X射线诊断装置用于心脏冠状动脉介入等导管手术中。在心 脏冠状动脉介入诊疗中，预先采集利用造影剂使血管得到增强(強調)了显示的X射线图 像(以下称为过去图像)。例如，以每秒7. 5 30帧的摄影帧率采集过去图像。利用该摄 影帧率，能够采集到至少1次心跳过程中的多个过去图像。通过插入到被检体内的导管注 入造影剂。因而，在过去图像中会描绘出导管或导丝(wire)、支架等医疗器具。另外，利用 造影剂增强了狭窄部位等治疗部位来进行描绘。在过去图像采集完成后的治疗阶段，则实 时地采集未使用造影剂的X射线图像(以下称为当前图像)。手术医生一边参照分别显示 在不同监视器上的过去图像和当前图像，一边将医疗器具进入到治疗部位。在当前图像中 会描绘出医疗器具。但是，在当前图像采集过程中，由于没有注入造影剂，在当前图像中没 有描绘出狭窄部位等治疗部位。 与本实施方式有关的X射线诊断装置根据在过去图像中描绘出来的、从医疗器具 上的基准点到治疗部位等关注点(注目点)的向量，计算出当前图像中的关注点的位置，并 以对计算得到的关注点的位置加以增强的方式显示出当前图像。 与本实施方式有关的医疗器具可以是导管、导丝、支架等插入到体内的各种医疗 器具中。但是，为了具体进行以下说明，假定医疗器具是导管和导丝。 图1是表示与本实施方式有关的X射线诊断装置的结构的图。如图1所示，X射 线诊断装置1具有摄影部10和图像处理装置20。 如图1所示，摄影部10具有C臂11。 C臂11上装配着X射线管12和X射线检测 器13。 X射线管12在被高压产生器14施加高电压时会产生X射线。另外，X射线管12上 安装着X射线光圈调节器15。 X射线光圈调节器用于限定从X射线管12发出的X射线的 照射区域。 X射线检测器13对X射线管12发出、并穿过被检体P的X射线进行检测，然后输 出图像信号。X射线检测器13是由具有呈矩阵状配置的多个半导体检测元件的平板探测器 (plat panel detector :FPD)构成的。此外，X射线检测器13也可以由图像增强器和TV摄 像机的组合构成，以取代FPD。 C臂11设置为可以分别绕XYZ这3个正交轴旋转，从而能够自由地改变对被检体 P的摄影角度。典型的做法是将摄影角度定义为摄影轴SA相对于XYZ这3个正交轴的交叉 角度。而习惯上则定义为第一斜位(RA0)、第二斜位(LA0)、第3斜位(CRA)、第4斜位(CAU) 这几个角度。摄影轴SA定义为穿过X射线管12的X射线焦点和X射线检测器13的检测 面中心的直线。典型的做法是将Z轴定义为与被检体P的体轴大致吻合的轴。此外，Z轴 和Y轴及X轴交汇于等角点(isocenter)(摄影不动点)。C臂11相应于来自C臂驱动部 16的驱动信号移动摄影角度。 摄影控制部17根据来自在后文叙述的系统控制部44的控制，控制高压产生器14 和C臂驱动部16，由此对被检体P的摄影区域进行X射线摄影。具体而言，摄影控制部17
6控制高压产生器14，使X射线管12发出预定强度的X射线。另外，摄影控制部17控制C臂 驱动部16，使C臂11到达形成预定摄影角度的位置。 另外，摄影部10具有心率仪18。心率仪18在导管手术过程中检测与被检体有关 的心电相位。这里所说的心电相位对应于从心电图波形中的特征波发生时刻开始的经过时 间。作为特征波，优选是采用在心电图波形上最容易检测到的R波。检测出来的心电相位 数据通过心率仪18供给到图像处理装置20。下述说明中，将过去图像采集过程中的心电相 位称为过去心电相位，将当前图像采集过程中的心电相位称为当前心电相位。
图像处理装置20具备A/D变换部22、图像数据存储部24、基准点确定部26、关注 点指定部28、向量计算部30、相对位置数据存储部32、向量确定部34、关注点计算部36、D/ A变换部38、显示部40、操作部42和系统控制部44。 A/D变换部22与X射线检测器13电连接。A/D变换部22将X射线检测器13输 出的图像信号进行数字化变换，生成X射线图像数据。如上所述，作为X射线图像数据，在 治疗过程中会产生当前图像的数据，而在开始治疗之前的造影摄影时会产生过去图像的数 据。当前图像和过去图像既可以是摄影图像，也可以是透视图像。 图像数据存储部24将由A/D变换部22产生的过去图像的数据与来自心率仪18的 过去心电相位的数据关联起来加以存储。另外，图像数据存储部24将由A/D变换部22产 生的当前图像的数据与来自心率仪18的当前心电相位的数据关联起来加以存储。此外，在 本实施方式中，并不是必须要存储当前图像的数据。 基准点确定部26对过去图像或当前图像进行图像处理，确定基准点。基准点指的 是可以通过图像处理提取的图像中的部位。例如，基准点是图像中的导管区域或导丝区域 的前端。以下将过去图像中的基准点称为过去基准点，将当前图像中的基准点称为当前基 准点。 关注点指定部28经由操作部42手动指定过去图像中的关注点。这里，关注点指的 是在图像处理中无法提取或难以提取的部位。关注点是图像中导管或导丝的到达目的地。 此外，如果关注点可以通过图像处理提取出来，那么关注点指定部28也可以通过图像处理 自动地确定关注点并指定该关注点。以下将与过去图像有关的关注点称为过去关注点。
向量计算部30计算出从过去基准点到过去关注点的向量。计算出来的向量表示 从基准点到关注点的距离和方向，即基准点与关注点的相对位置。 相对位置数据存储部32将由向量计算部30计算出来的向量的数据和与所计算出 来的向量有关的过去心电相位数据关联起来加以存储。更详细地讲，所存储的过去心电相 位是在图像数据存储部24中与所关联的向量的计算对象即过去图像相关联的心电相位。 这里将该向量数据与过去心电相位数据的组合称为相对位置数据。相对位置数据存储部32 至少存储与1次心跳相对应的多个相对位置数据。 向量确定部34从存储在相对位置数据存储部32中的多个向量中确定特定的向 量。特定的向量是在相对位置数据存储部32中与来自心率仪18的当前心电相位相对应的 过去心电相位关联起来的向量。 关注点计算部36根据由向量确定部34所确定的特定的向量和由基准点确定部26 确定的当前基准点的位置，计算出当前图像中的关注点的位置。以下将当前图像中的关注 点的位置称为当前关注点。
D/A变换部38将当前图像的数据进行模拟化变换后，得到用于驱动显示部40的 图像信号。显示部40连接到D/A变换部38。显示部40将从D/A变换部38输出的图像信 号所表达的当前图像显示到监视器上。此时，显示部40对由关注点计算部36计算出来的 当前关注点的位置加以增强地显示出来。作为典型地方式，显示部40具有多个监视器。例 如，显示部40也可以在与当前图像显示用的监视器不同的监视器上显示过去图像。
操作部42接受手术医生等发出的各种指令或信息输入。作为操作部42，可以适当 地利用鼠标或跟踪球(trackball)等指点设备、模式切换开关等选择设备、或者键盘等输 入设备。 系统控制部44作为X射线诊断装置1的中枢而发挥作用，对X射线诊断装置1的 各部分进行控制。例如，系统控制部44以得到操作部42所供给的当前关注点的显示处理 的开始信号为契机，通过对各部分进行控制，执行当前关注点的显示处理。另外，系统控制 部44以得到操作部42所供给的相对位置数据的保存处理的开始信号作为契机，控制图像 处理装置20内的各部分，进行相对位置数据的保存处理。 接着说明在系统控制部44的控制下执行的X射线诊断装置1的处理流程。与本
实施方式有关的处理分为在治疗前进行的相对位置数据的保存处理和在治疗过程中进行
的当前关注点的显示处理。首先对相对位置数据的保存处理的临床实例进行说明。 图2是表示在系统控制部44的控制下执行的相对位置数据的保存处理的典型流程图。〈步骤SA1〉首先，手术医生按下设置在操作部42上的摄影开始按钮。以得到操作 部42所供给的摄影开始信号为契机，系统控制部44控制摄影控制部17，对注入了造影剂 的被检体反复进行X射线摄影。由此，反复生成与治疗前有关的过去图像的数据。造影剂 通过由手术医生插入到被检体内的导管注入。因而，如图3所示，在所生成的过去图像中， 既描绘出与经过了造影剂造影的血管有关的血管区域52，也描绘出与导管有关的导管区域 54和与导丝有关的导丝区域56。摄影帧率是预先确定的。典型的摄影帧率是15帧/秒。 X射线摄影至少要进行一次心跳以上的时间。至少与1次心跳相对应的多个过去图像的数 据被存储到图像数据存储部24。另外，在摄影过程中，心率仪18反复检测与被检体有关的 多个过去心电相位的数据。图像数据存储部24将多个过去心电相位的各个数据与相对应 的过去图像关联起来加以存储。即，所存储的与l次心跳相对应的过去心电相位的数量根 据摄影帧率决定。换句话说，过去心电相位是离散式数据。采集到与1次心跳相对应的过 去图像数据后，系统控制部44在接收到自动地提供的或者手术医生利用操作部42来提供 的摄影停止信号后，控制摄影控制部17结束X射线摄影。〈步骤SA2〉X射线摄影结束后，系统控制部44就开始等待相对位置数据的保存处 理的开始指示。 一旦由手术医生经由操作部42发出了开始指示(步骤SA2:YES)，系统控 制部44就开始执行相对位置数据的保存处理。〈步骤SA3〉在相对位置数据的保存处理中，系统控制部44首先从图像数据存储 部24所存储的多个过去图像之中读取处理对象的过去图像的数据。处理对象的过去图像 是例如与预先设定的过去心电相位有关的过去图像。读取出来的过去图像数据通过系统控 制部44供给到基准点确定部26。〈步骤SA4〉过去图像被读取出来后，系统控制部44就使基准点确定部26执行过
8去基准点的确定处理。基准点确定部26对处理对象的过去图像进行图像处理，确定过去图像中的基准点的位置。典型做法是，过去图像中所描绘出来的导管区域的前端被选作过去基准点。 作为图像处理，首先，在处理对象的过去图像中实施减背景处理(subtractBackgro皿d)，然后在经过了减背景处理的过去图像中实施直方图拉伸处理(Hi stogramStretching)，继而在经过了直方图拉伸处理的过去图像中实施阈值处理(Threshold)，并进一步在经过了阈值处理的过去图像中实施侵蚀处理(erosion)，最后在经过了侵蚀处理的过去图像中实施膨胀处理(dilation)。 此外，减背景处理是使背景区域变得更加平滑的图像处理。减背景处理完成后的图像的直方图与处理前的直方图相比，偏向于明亮区域(高像素值)。直方图拉伸处理是为了修正偏向到明亮区域的直方图所作的放大直方图的图像处理。导管区域位于直方图上的暗区域(低像素值)。利用这一点，阈值处理会将构成了直方图拉伸处理后的过去图像的全部像素之中具有导管区域的像素值的像素加以保留，将除此之外的像素除去。经阈值处理后的过去图像中不仅包含导管区域，而且包含多个孤立点(噪声)。侵蚀处理利用闵可夫斯基(Minkowski)差，从阈值处理后的过去图像中清除孤立点。通过该侵蚀处理，将孤立点与导管区域的边缘(Edge) —起清除掉，导管区域变细。膨胀处理则利用闵可夫斯基和，将侵蚀处理后的过去图像中的导管区域粗细恢复到侵蚀处理前的程度。 通过这一系列图像处理，如图4所示，从过去图像中提取导管区域54。提取出来的导管区域54的前端部分58被确定为过去基准点。所确定的过去基准点58的坐标数据通过基准点确定部26供给到向量计算部30。 此外，即使经过这一系列图像处理，过去图像中有时候仍然会包含非导管区域54的孤立点60。这是因为，血管区域52也具有与导管区域54同等程度的粗细和像素值。在这种情况下，也可以将经过图像处理后的过去图像显示到显示部40，由手术医生经由操作部42在显示出来的过去图像中指定基准点。另外，也可以在实施图像处理之前的过去图像中进行指定。 此外，上述一系列图像处理是作为导管区域的提取方法的一个实例而说明的。因而，如果不经上述的全部图像处理也能够提取出导管区域，则并不必须执行全部的图像处理。例如，也可以仅通过阈值处理提取出导管区域。〈步骤SA5〉 一旦确定了过去基准点，系统控制部44就使关注点指定部28执行过去关注点的指定处理。如图5所示，关注点指定部28将手术医生经由操作部42指定的点62指定为过去关注点。所指定的关注点62的坐标数据通过关注点指定部28供给到向量计算部30。 关注点是例如图5所示的CT0(chronic total occlusion :慢性完全闭塞病变)的狭窄部位的出口。 CTO的狭窄部位指的是慢性完全闭塞的狭窄部位。CT0的狭窄部位的出口附近不经造影就无法描绘。 另外，其他关注点有留置有支架的狭窄部位。狭窄部位不经造影就无法在图像中描绘出来。 另外，其他关注点也可以是血管的分支点。血管的分支点不经造影就无法在图像中描绘出来。
进而，其他关注点也可以是例如聚合物支架等生物可吸收支架的端部。通常，支架以可脱离的方式安装在导管的前端部位。另外，导管上与支架的两端相当的部位上安装着在X射线图像中可以视觉辨认出来的标记(mark)。支架经由导管插入到达留置部位，在留置部位被扩展。扩展后，导管与标记一起被拔出来。在狭窄部位较大的情况下，有时候插入2个支架。第二个支架应插入到第一个支架所插入的部位附近。但是，由于标记被拔出，因此第一个支架的位置在X射线图像中不能够视觉辨认出来。因此，作为第二个支架的目标到达点，关注点被指定在第一个支架的端部。 再其他的关注点有BMS (裸金属支架bare metal stent)或DES (药物洗脱支架drug-eluting stent)等生物可吸收支架以外的支架。这些支架在通过X射线透视生成的X射线图像中难以视觉辨认。因而，为了提高这些支架的视觉辨认度，有时候会使用比X射线透视的强度更大的X射线摄影。但是，强度的增大会导致被检体的负担增大。为了在提高支架的视觉辨认度时不导致被检体的负担增大，在例如支架的端部指定关注点。
此外，对于指定方法没有特别的限定。例如，也可以由手术医生通过鼠标在显示部40所显示的过去图像中指定期望的点。另外，也可以通过数字/运算符号键进行坐标指定。另外，也可以利用箭头键在过去图像中将标记移动到期望的点，然后通过按下特定的键进行指定。进而，也可以利用触摸屏，通过直接碰触期望的点进行指定。
〈步骤SA6〉 一旦指定了过去关注点，系统控制部44就使向量计算部30执行向量的计算处理。如图6所示，向量计算部30计算出在过去图像中从过去基准点58到过去关注点62的向量。计算出来的向量的数据通过向量计算部30供给到相对位置数据存储部32。
〈步骤SA7〉 一旦计算出向量，系统控制部44就使相对位置数据存储部32进行存储处理。如图7所示，相对位置数据存储部32将向量的数据和与处理对象的过去图像相关联的过去心电相位关联起来加以存储。即，与l个心电相位相对应的相对位置数据被存储下来。〈步骤SA8〉 一旦相对位置数据被存储下来，系统控制部44就判断相对位置数据存储部32之中是否已经存储了与1次心跳相对应的相对位置数据。〈步骤SA9〉在步骤SA8中，如果判断发现尚未存储与1次心跳相对应的相对位置数据(步骤SA8 :N0)，系统控制部44就将处理对象的过去图像变更为与下一个过去心电相位有关的过去图像。 针对变更后的处理对象，同样地重复步骤SA3 步骤SA7。这样，与1次心跳相对应的相对位置数据就被存储到相对位置数据存储部32中。换句话说，相对位置数据是离散式数据。此外，如果在步骤SA8中判断发现已经存储了与1次心跳相对应的相对位置数据(步骤SA8 :YES)，系统控制部44就结束相对位置数据的保存处理。 接着，对在治疗过程中执行的当前关注点的显示处理的临床实例进行说明。图8是表示在系统控制部44的控制下执行的当前关注点的显示处理的典型流程的图。
〈步骤SB1〉首先，以得到手术医生等通过操作部42供给的摄影开始信号为契机，系统控制部44控制摄影控制部17，对未注入造影剂的被检体反复进行X射线摄影。由此，反复生成与治疗过程中有关的当前图像的数据。在X射线摄影过程中，手术医生将导管推进到被检体内的治疗部位。因而，在所产生的当前图像中，如图9所示的导管区域54和导丝区域56被描绘出来。但是，由于被检体中尚未注入造影剂，因此在当前图像中未描绘出狭窄部位等治疗部位。摄影帧率是预先设定的，典型的帧率是15帧/秒。所生成的当前图像的数据被存储到图像数据存储部24中。此外，当前图像的摄影过程中的被检体的位置与过去图像的摄影过程中的被检体的位置一致。另外，当前图像的摄影过程中的摄影角度与过去图像的摄影过程中的摄影角度一致。因而，当前图像与过去图像已经被对齐了。另外，在X射线摄影过程中，心率仪18重复检测与被检体有关的当前心电相位的数据。图像数据存储部24将当前心电相位的数据与当前图像关联起来加以存储。〈步骤SB2〉 一旦采集到当前图像和当前心电相位的数据，系统控制部44就使基准点确定部26实时地执行当前基准点的确定处理。基准点确定部26读取图像数据存储部24中存储的当前图像，对读取出来的当前图像进行图像处理，确定当前图像中的当前基准点的位置。典型做法是，在当前图像中描绘出来的导管区域的前端被选作当前基准点。此夕卜，图像处理的内容与步骤SA4中由于确定过去基准点的图像处理相同，因此省略其说明。
〈步骤SB3〉与步骤SB2并行，系统控制部44使向量确定部34执行过去心电相位的决定处理。首先，向量确定部34读取图像数据存储部24中存储的当前图像，然后确定与所读取的当前图像相关联的当前心电相位。继而，向量确定部34从相对位置数据存储部32中存储的多个过去心电相位之中决定与所确定的当前心电相位相对应的过去心电相位。如果存在与当前心电相位一致的过去心电相位，就将该一致的过去心电相位决定为与当前心电相位相对应的过去心电相位。如果不存在与当前心电相位一致的过去心电相位，就将具有与当前心电相位最接近的心电相位的过去心电相位决定为与当前心电相位相对应的过去心电相位。〈步骤SB4〉 一旦决定了过去心电相位，向量确定部34就在相对位置数据存储部32中确定与所决定的过去心电相位相关联的向量。所确定的向量的数据通过向量确定部34供给到关注点计算部36。〈步骤SB5〉 一旦确定了当前基准点和向量，系统控制部44就使关注点计算部36执行当前关注点的位置计算处理。关注点计算部36根据当前基准点的坐标和所确定的向量，计算当前关注点的位置。具体地讲，如图10所示，关注点计算部36使所确定的向量66的起点与当前基准点68吻合，然后将该向量66所指示的位置设定为当前关注点70。这样，通过利用向量66，就能够计算出作为从当前基准点68出发的相对位置即当前关注点70的位置。当前关注点68的位置通过关注点计算部36供给到D/A变换部38。
〈步骤SB6〉 一旦计算出当前关注点的位置，系统控制部44就使显示部40执行当前关注点的显示处理。D/A变换部38从图像数据存储部24中读取当前图像的数据，对读取出来的当前图像的数据实施模拟化变换后，将模拟化后的当前图像数据供给到显示部40。如图11所示，显示部40在显示出所供给的当前图像的同时，将计算出来的当前关注点的位置加以增强地显示出来。即，显示部40将当前关注点的位置显示到当前图像中。作为当前关注点的增强方法，可以采用不同于其他部分的辉度、明度或颜色显示当前关注点的位置，或者显示出箭头等标记。 此外，可想而知，在当前图像中以增强了当前关注点的方式来进行显示时，有时候会干扰导管等设备的操作。因此，也可以在例如操作部42上设定用户界面，用于选择是否开启当前关注点的增强显示。例如，在操作部42上装备用于选择有无增强显示的开关即可。
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每当生成了当前图像，上述步骤SB1 步骤SB7就实时地重复执行。因而，手术医生只要观察当前图像，就能够在动态画面中辨认出当前导管位置和当前关注点，所述当前关注点是导管的目标到达地点。 此外，步骤SB2中的当前基准点的确定方法并不限于上述方法。例如，基准点确定部26也可以通过追踪针对1个当前心电相位所确定的当前基准点，来确定与其他的当前心电相位有关的当前基准点。作为追踪方法，例如有一种将过去基准点的动态作为模式来使用的模式匹配处理。 另外，在步骤SB5中用于计算当前关注点的向量采用的是与当前心电相位相对应的过去心电相位所关联的向量。但是，本实施方式并不限于此。例如，用于计算当前关注点的向量也可以是预先确定的向量。在这种情况下，当前关注点的增强显示处理被用于例如脑等身体动作少的部位。 接着，检验当前关注点的位置的显示精度。为了比较利用本实施方式得到的当前关注点的显示精度和利用以往技术得到的显示精度，本发明人进行了模拟实验。在模拟中使用了当前图像A、当前图像B、当前图像C、当前图像D这样的4幅当前图像。这4幅当前图像按照A — B — C — D的次序产生，彼此的心电相位相同。另夕卜，当前图像A和当前图像C处于相同的呼吸相位(即被检体的横膈膜的位置相同的相位)。将当前基准点设定为导管前端，将当前关注点设定为在临床上作为主要的使用用途的CTO的狭窄部位的出口。此外，作为以往技术，通常采用现有的心电同步法。现有的心电同步法使用与1次心跳相对应的过去图像(造影血管图像)，通过心电同步将与当前图像(透视图像)心电相位相同或相近的过去图像显示在当前图像中。在这种情况下，血管等关注点必须由用户自己判断。
首先，针对使用彼此心电相位相同并且呼吸相位相同的当前图像A和当前图像C得到的当前关注点的显示精度的比较结果进行说明。如图12所示，当前图像A的导管前端(当前基准点)的坐标(x， y) = (173， 162) ， CT0的狭窄部位出口 (当前关注点)的坐标(x， y) = (376,137)。同样地，当前图像C的导管前端的坐标(x， y) = (171,148)， CT0的狭窄部位出口的坐标(x， y) = (370,124)。因而，当前图像A的导管前端的坐标与当前图像C的导管前端的坐标之差(x，y) = (-2，-14)，当前图像A的狭窄部位出口的坐标与当前图像C的狭窄部位出口的坐标之差(x，y) = (-6，-13)。另外，从当前图像A的导管前端到狭窄部位出口的向量A为(x， y) = (203， _25)，从当前图像(:的导管前端到狭窄部位出口的向量C为(x，y) = (199,-24)。因而，当前图像A的向量与当前图像C的向量之差为(x，y) = (-4， 1)。 根据上述数据，如图13所示，当前图像A的狭窄部位出口的坐标与当前图像C的狭窄部位出口的坐标之差的距离(偏差)为14.32像素。另一方面，当前图像A的向量A与当前图像C的向量C之差的距离(偏差)为4. 12像素。各距离的理想值是0像素。根据该结果可知，与坐标间的差的距离(偏差)相比，向量间的差的距离(偏差)更小。艮P，由此可知，对于CT0方法中的狭窄部位出口，能够降低71X的距离(偏差)。该结果表示，与单纯将图像重叠起来的以往技术相比，使用本实施方式的从当前基准点出发的向量显示出当前关注点的技术所得到的关注点的显示精度更高。 接着，针对使用彼此心电相位相同、呼吸相位不同的当前图像A和当前图像B得到的当前关注点的显示精度的比较结果进行说明。如图14所示，当前图像A的导管前端的坐标与当前图像B的导管前端的坐标之差(x，y) = (0，17)，当前图像A的狭窄部位出口的坐 标与当前图像B的狭窄部位出口的坐标之差(x，y) = (2， 18)。因而，当前图像A的狭窄部 位出口的坐标与当前图像B的狭窄部位出口的坐标之差的距离(偏差)为18. ll像素。另 外，从当前图像A的当前基准点到当前关注点的向量与从当前图像B的当前基准点到当前 关注点的向量之差(x， y) = (2，1)。因而，当前图像A的向量与当前图像B的向量之差的 距离(偏差)为2.24像素。S卩，在当前图像A和当前图像B的情况下可知，对于CTO方法 中的狭窄部位出口，能够降低88%的偏差。 如图15所示，对于彼此心电相位相同、呼吸相位不同的当前图像A和当前图像D 的当前关注点的显示精度的比较结果，也发现了与图14相同的倾向。SP，在当前图像A和 当前图像D相比较的情况下，可知对于CTO方法中的狭窄部位出口，能够降低84%的距离 (偏差)。 根据上述图14和图15的结果，即使彼此心电相位相同、呼吸相位不同，与以往技 术(现有的心电同步法)相比，本实施方式的技术表现出更高的关注点显示精度。
接着，参照图16，举出具体实例说明利用本实施方式的技术所得到的当前关注点 的实际尺寸的偏差量能够收敛在临床上的容许范围内。此外，图16中使用的图像是当前图 像A D在手术后(支架留置后)的相关图像。该图像与当前图像A D的FOV(视野尺 寸)相同。 支架留置是非常精细的操作。因而，手术医生对支架位置的显示精度要求非常严 格。具体地讲，如果存在lmm以上的偏差，就可以说在临床上没有用处。因而，临床上的当 前关注点的实际尺寸的偏差量的容许范围在lmm以下是适当的。 如图16所示，当前图像中的支架厚度方向的两端部的坐标分别是(x，y) = (188， 80)、(x，y) = (192,97)。因而，支架直径为17. 46像素。这里，假定支架直径为例如3. 5mm。 在这种情况下，3. 5mm = 17. 46像素的对应关系是成立的。按照该对应关系，lmm = 4. 99像素。 如上所述，与当前图像A和当前图像C有关的当前关注点之间的坐标差为14.32 像素，向量差为4. 12像素。同样地，如上所述，与当前图像A和当前图像B有关的当前关注 点之间的坐标差为18. 11像素，向量差为2. 24像素；与当前图像A和当前图像D有关的当 前关注点之间的坐标差为13. 93像素，向量差为2. 24像素。 因而，按照上述对应关系，当前关注点的坐标差和向量差的实际距离如下所述。与 当前图像A和当前图像C有关的当前关注点之间的坐标差为2. 87mm，向量差为0. 83mm。与 当前图像A和当前图像B有关的当前关注点之间的坐标差为3. 63mm，向量差为0. 45mm。与 当前图像A和当前图像D有关的当前关注点之间的坐标差为2. 79mm，向量差为0. 45mm。根 据该结果可知，无论在哪一种情况下，向量差都收敛在容许范围内，即lmm以内。因而，本实 施方式的技术具有能够满足临床要求的精度，有充分的实用性。 根据上述结构，X射线诊断装置1在当前图像(透视图像)中以高精度显示出狭 窄部位等关注点。由此，手术医生无需交替观察分别显示在不同监视器上的过去图像(造 影图像)和当前图像，就能够把握关注点的位置。另外，与以往技术相比，造影摄影次数的 减少也能够减轻患者的负担。这样一来，与本实施方式有关的X射线诊断装置1就可以实 现导管手术的效率提高。
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(变形例) 在上述本实施方式的步骤SB4中，向量与同当前心电相位一致或相邻的过去心电 相位相关联。在将要说明的变形例中，在当前心电相位与过去心电相位不一致的情况下，根 据与包夹着当前心电相位的相邻的2个过去心电相位相关联的2个向量，对向量进行插补。
图17是表示与本发明的变形例有关的X射线诊断装置的结构的图。如图17所示， 与变形例有关的X射线诊断装置2进一步具备向量插补部46。向量插补部46根据与包夹 着当前心电相位的相邻的2个过去心电相位相关联的2个向量，插补与当前心电相位相对 应的向量。 接着说明在系统控制部44的控制下执行的变形例中当前关注点的显示处理的临
床实例。图18是表示与变形例有关的当前关注点的显示处理的典型流程图。〈步骤SC1〉在步骤SB3中，如果向量计算部30判断发现在相对位置数据存储部
32中存储的多个过去心电相位之中不存在与当前心电相位一致的过去心电相位，则系统控
制部44使向量插补部46执行2个过去心电相位的确定处理。向量插补部46从相对位置
数据存储部32中存储的多个过去心电相位之中确定包夹着当前心电相位的相邻的2个过
去心电相位。〈步骤SC2〉 一旦确定了 2个过去心电相位，系统控制部44就使向量插补部46执 行向量的确定处理。向量插补部46在相对位置数据存储部32中确定与所确定的2个过去 心电相位相关联的2个向量。〈步骤SC3〉一旦确定了 2个向量，系统控制部44就执行向量的插补处理。向 量插补部46根据所确定的2个向量，插补与当前心电相位一致的过去心电相位有关的 向量。作为插补处理，例如设定成2个向量的平均值或中间值。在要求较高精度的插补 的情况下，也可以根据2个向量以及与其对应的2个过去心电相位来进行向量插补。作 为插补法，可以采用线性插补法、样条插补法(spline interpolation)、拉格朗日插补法 (Lagrangeinterpolation)、最小二乘法等现有的各种方法。所插补后的向量的数据通过向 量插补部46供给到关注点计算部36。 —旦向量被插补，图8的步骤SB5和步骤SB6就被顺序执行。 此外，由于可以利用向量插补部46来插补向量，与上述实施方式相比，能够削减 在相对位置数据存储部32中预先保存的相对位置数据(向量)的数量。例如，能够通过操 作部42选择相对位置数据的计算对象的过去图像即可。更具体地讲，只要可以通过操作部 42选择作为相对位置数据的计算对象的过去心电相位即可。可以通过操作部42任意设定 选择数量。具体地讲，如图19所示，选择1次心跳之中的5处(例如P波开始时e 1、 QRS 波结束时92、T波开始时93、T波结束时94、U波结束时9 5)左右的心电相位即可。由 此，通过减少相对位置数据的计算对象，可以省掉对关注点的指定。 这样，与本实施方式的变形例有关的X射线诊断装置2能够实现导管手术的效率 提高。 其他优点和变更对于本领域的技术人员来说是显而易见的。本发明的广义范围并 不限于这里所展示和描述的具体细节、代表性实施方式。相应地，在不偏离所附的权利要求 书及其等效方案所定义的基本发明概念的宗旨或范围的前提下，可以作出各种变更。
1权利要求
一种X射线诊断装置，其特征在于，具备摄影部，包含X射线管和检测器，用于对与插入了医疗器具的被检体有关的第一X射线图像和第二X射线图像进行摄影；第一确定部，确定所述第一X射线图像中包含的第一医疗器具区域上的第一基准点；指定部，在所述第一X射线图像中指定第一关注点；第一计算部，计算所述第一基准点与所述第一关注点的相对位置关系；第二确定部，确定所述第二X射线图像中包含的第二医疗器具区域上的第二基准点；第二计算部，根据所述第二基准点和所述相对位置关系，计算所述第二X射线图像中的第二关注点的位置；以及显示部，增强所述第二关注点的位置来显示所述第二X射线图像。
2. 如权利要求1所述的X射线诊断装置，其特征在于，所述指定部按照用户发出的指示或者通过图像处理，在所述第一X射线图像中指定第一关注点。
3. 如权利要求1所述的X射线诊断装置，其特征在于，所述第一确定部通过图像处理确定在所述第一X射线图像中所包含的所述第一基准点；所述第二确定部通过图像处理确定在所述第二X射线图像中所包含的所述第二基准点。
4. 如权利要求1所述的X射线诊断装置，其特征在于，所述显示部在所述第二 X射线图像中的所述第二关注点的位置上显示标记。
5. 如权利要求1所述的X射线诊断装置，其特征在于，所述第一 X射线图像是描绘出利用造影剂增强了的血管的治疗部位、利用造影剂增强 了的血管的分支点、或者对生物可吸收支架所使用的标记的X射线图像；所述第二X射线图像是未描绘出所述治疗部位、所述分支点或所述标记的X射线图像。
6. 如权利要求1所述的X射线诊断装置，其特征在于， 进一步具备存储部，该存储部用于存储所述相对位置信息。
7. —种X射线诊断装置，其特征在于，具备存储部，将多个向量和多个过去心电相位关联起来加以存储，所述多个向量中的每个 向量是与被检体有关的多个过去图像中的每一个中所包含的、从过去基准点到过去关注点 的向量，所述多个过去心电相位分别是与所述过去图像的摄影时刻有关的所述被检体的心 电相位；摄影部，包含X射线管和检测器，用于对与所述被检体有关的当前图像进行摄影； 第一确定部，通过图像处理确定所述当前图像中的当前基准点； 检测部，检测与所述当前图像有关的当前心电相位；第二确定部，从所述多个向量之中确定特定的向量，该特定的向量与同所述检测到的 当前心电相位相对应的过去心电相位相关联；第一计算部，根据所述特定的向量和所述当前基准点的位置，计算所述当前图像中的 当前关注点的位置；以及显示部，在所述当前图像中显示所述当前关注点的位置。
8. 如权利要求7所述的X射线诊断装置，其特征在于，进一步具备第3确定部，该第3确定部对所述多个过去图像中的每一个图像进行图像 处理，确定所述过去基准点。
9. 如权利要求7所述的X射线诊断装置，其特征在于，进一步具备指定部，该指定部对所述多个过去图像中的每一个图像进行图像处理，或 者按照用户指示，指定所述过去关注点。
10. 如权利要求7所述的X射线诊断装置，其特征在于，进一步具备第二计算部，该第二计算部针对所述多个过去图像中的每一个图像，计算 从所述过去基准点到所述过去关注点的所述向量。
11. 如权利要求7所述的X射线诊断装置，其特征在于，进一步具备插补部，该插补部根据所述多个向量之中与在时间上相邻的2个过去心电 相位有关的2个向量，插补与所述2个过去心电相位之间的心电相位有关的向量。
12. 如权利要求7所述的X射线诊断装置，其特征在于，所述存储部仅存储所述多个过去心电相位之中的规定的过去心电相位和与所述规定 的过去心电相位有关的向量。
13. 如权利要求7所述的X射线诊断装置，其特征在于， 所述显示部在所述当前关注点的位置上显示标记。
14. 如权利要求7所述的X射线诊断装置，其特征在于，所述过去图像是描绘出利用造影剂增强了的血管的治疗部位、利用造影剂增强了的血 管的分支点、或者生物可吸收支架所使用的标记的X射线图像；所述当前图像是未描绘出所述治疗部位、所述分支点或所述标记的X射线图像。
全文摘要
相对位置数据存储部将多个向量与多个过去心电相位关联起来加以存储，所述多个向量分别是从与被检体的多个过去图像有关的过去基准点到过去关注点的向量，所述多个过去心电相位是与多个过去图像有关的过去心电相位。摄影部具备X射线管和X射线检测器，用于摄影被检体的当前图像。基准点确定部通过图像处理确定当前图像中的当前基准点。心率仪检测与当前图像有关的当前心电相位。向量确定部从相对位置数据存储部中存储的多个向量之中确定与当前心电相位相对应的过去心电相位所关联的特定的向量。关注点计算部根据特定的向量和当前基准点的位置，计算当前图像中的当前关注点的位置。显示部将当前关注点的位置增强显示在当前图像中。
文档编号A61B6/00GK101791227SQ20101010681
公开日2010年8月4日 申请日期2010年1月29日 优先权日2009年1月29日
发明者阿部真吾 申请人:株式会社东芝;东芝医疗系统株式会社