JP6812815B2 - Ｘ線撮影装置およびｘ線画像解析方法 - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線撮影装置に関し、特に、造影剤を注入した状態で撮影を行うＸ線撮影装置およびＸ線画像解析方法に関する。

従来、造影剤を注入した状態で撮影を行うＸ線撮影装置およびＸ線画像解析方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、被検体に造影剤を注入する前に撮影した画像と、被検体に造影剤を注入して撮影した画像との差分画像として、治療前の第１の血管造影画像を作成する構成が開示されている。そして、第１の血管造影画像に基づいて、治療後の第２の血管造影画像を取得する際に観察すべき領域である監視領域を医師が指定し、監視領域における造影剤の濃さに基づいて時間濃度曲線（ＴＤＣ：Ｔｉｍｅ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｃｕｒｖｅ）を取得する。取得した時間濃度曲線に基づいて、第２の血管造影画像を取得する際のＸ線の照射時間を決定する。

また、上記特許文献１には、追加デバイスを用いることなく、取得した時間濃度曲線から血流の速度や流量を算出する構成が開示されている。なお、本明細書において、追加デバイスとは、たとえば、ドップラー法および冠血流予備量比測定（ＦＦＲ：Ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ Ｆｌｏｗ Ｒｅｓｅｒｖｅ）などの検査および測定を行う装置のことである。

特開２０１５−２１７１７０号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたＸ線撮影装置では、時間濃度曲線を取得する際、造影剤を注入した第２の血管造影画像は、各フレームにおいて同じ場所の画像を写すことが前提となっている。つまり、画像中で血管が静止していることが前提となっている。そのため、心臓などの血管が頻繁に動く部位では画像中で血管が写る位置が、フレームによって異なるため、画像から血流の状況を把握することが困難であるという問題点がある。そのため、上記特許文献１では、心臓などの血管が動く部位で血流の状況を把握するためには、血管中にＦＦＲ（冠血流予備量比測定）を行う装置などの追加デバイスを導入する手技を行う必要がある。しかし、その場合には、追加デバイスを心臓の血管に運ぶ際にＸ線を照射する回数が増加するため、被ばく量が増加するという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、心臓などの血管が動く部位においても、追加のデバイスを使用せずに、Ｘ線画像中から血管中の流れの状況を把握することが可能で、かつ、手技の時間を短縮し、被ばく量を低減することが可能なＸ線撮影装置およびＸ線画像解析方法を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面によるＸ線撮影装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線照射部と、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部と、被検体を撮影して得られた複数のフレームを含むＸ線画像を生成するＸ線画像生成部と、被検体のＸ線画像を処理する画像処理解析部とを備え、画像処理解析部は、被検体の血管に挿入された物理マーカーが写る複数のフレームの各々において、物理マーカーの位置を取得するマーカー位置取得部と、複数のフレームの第１フレームに解析点を設定する第１解析点設定部と、物理マーカーの位置と第１フレームの解析点の位置との間の相対位置を取得する相対位置取得部と、相対位置を記憶する記憶部と、複数のフレームの第２フレームにおける物理マーカーの位置と、記憶部に記憶された相対位置とに基づいて、第２フレームに解析点を設定する第２解析点設定部と、第１フレームの解析点および第２フレームの解析点での画素値の経時的な変化に基づいて、血流に関する情報を解析する解析部とを含む。

この発明の第１の局面によるＸ線撮影装置では、上記のように、Ｘ線照射部と、Ｘ線検出部と、Ｘ線画像生成部と、被検体のＸ線画像を処理する画像処理解析部とを備え、画像処理解析部は、被検体の血管に挿入された物理マーカーが写る複数のフレームの各々において、物理マーカーの位置を取得するマーカー位置取得部と、複数のフレームの第１フレームに解析点を設定する第１解析点設定部と、物理マーカーの位置と第１フレームの解析点の位置との間の相対位置を取得する相対位置取得部と、相対位置を記憶する記憶部と、複数のフレームの第２フレームにおける物理マーカーの位置と、記憶部に記憶された相対位置とに基づいて、第２フレームに解析点を設定する第２解析点設定部と、第１フレームの解析点および第２フレームの解析点での画素値の経時的な変化に基づいて、血流に関する情報を解析する解析部とを含む。これにより、被検体のＸ線画像の各フレーム間で、血管の位置が変化する場合でも、血管とともに動く特徴点を基準として各フレームに解析点を設定することができるので、Ｘ線画像中から血管中の流れの経時的な変化を解析することができる。その結果、心臓などの血管が動く部位においても、追加のデバイスを使用せずに、Ｘ線画像中から血管中の流れの状況を把握することが可能で、かつ、手技の時間を短縮し、被ばく量を低減することが可能となる。

上記第１の局面におけるＸ線撮影装置は、好ましくは、画像処理解析部は、第１フレームの解析点および前記第２フレームの解析点に流れる血流の速度または流量の少なくとも一方を算出するように構成されている。このように構成すれば、Ｘ線画像から血流の速度または流量を算出することができる。その結果、たとえば、ドップラー法を行う装置のような追加デバイスを用いることなく血流の速度または流量の少なくとも一方を算出することができる。

上記第１の局面によるＸ線撮影装置は、好ましくは、画像処理解析部は、ユーザの入力を受け付ける入力受付部をさらに含み、画像処理解析部は、ユーザによって選択されたフレーム上において、ユーザの入力に基づいて第１フレームの解析点を設定するように構成されている。このように構成すれば、ユーザの意図を反映した解析点を設定することが可能になるので、ユーザの意図に沿った解析を行うことができる。

上記第１の局面によるＸ線撮影装置は、好ましくは、画像処理解析部は、ユーザの入力を受け付ける入力受付部をさらに含み、画像処理解析部は、物理マーカーに基づき、継続的に取得されるＸ線画像の各フレームを切り取り、物理マーカーを基準に位置を固定した特徴点画像を順次動画出力し、特徴点画像上において、ユーザの入力に基づいて第１フレームの解析点を設定するように構成されている。このように構成すれば、解析点を設定する際に、特徴点が確認しやすいフレームを探すことなく、リアルタイムに表示されている特徴点が固定された動画像から解析点を設定することができる。

上記第１の局面によるＸ線撮影装置は、好ましくは、画像処理解析部は、心臓の血管中の血流を解析するように構成されている。このように構成すれば、拍動し続ける心臓の血流を解析することができる。その結果、動きが激しく、解析するのが困難な心臓の血管においても、Ｘ線画像上から追加デバイスなしで血管を解析することができる。ここで、心臓血管内への追加デバイスの導入は、手技の時間がかかり被ばく量も増加する。そのため、本発明により、追加デバイスの導入を省略することができることによって、心血管治療の際の手技に要する時間の短縮、被ばく量の低減を図ることができる点で有効である。

この場合、好ましくは、画像処理解析部は、心臓の血管中にバルーンを配置した状態で解析を行うように構成されている。ここで、血流の解析を行うために追加デバイスを用いる場合には、バルーンとデバイスとを入れ替えるため、それぞれの導入や抜き取りが必要になるのに対して、本願発明では、追加でデバイスを用いる必要がなくなる。その結果、手技のステップを低減させることができる。

さらに好ましくは、画像処理解析部は、バルーンによる血管拡張前後の血流をそれぞれ解析するように構成されている。ここで、追加デバイスを用いる場合は、血流の計測と、血管の拡張とを、追加デバイスとバルーンとによって行う必要がある。すなわち、追加デバイスを用いる場合では、血管を拡張する前にＦＦＲを行う装置（以下、ＦＦＲ装置という）を血管の狭窄部位に導入し、血流の計測を行う。ＦＦＲ装置を抜き取った後、血管の狭窄部位にバルーンを導入し血管を拡張する。バルーンを抜き取った後、血管を拡張した部位に再びＦＦＲ装置を導入して血流の計測を行う。血管の拡張が不十分であった場合、再びバルーンを導入して血管を拡張した後、バルーンを抜き取り、ＦＦＲ装置を血管の狭窄部位に導入して血流を計測する必要がある。しかし、バルーンによる血管拡張前後の血流をそれぞれ解析するように構成すれば、追加デバイスを導入する必要がなくなる。また、たとえば、バルーンによる血管拡張が不十分であった場合、そのまま再度バルーンによって血管拡張を行うことができる。その結果、追加デバイスを用いて血流の解析を行う場合と比較して、手技の時間を短縮することができる。また、血管の再拡張を行う場合に、バルーンを再導入する必要がないため、バルーンの導入に伴うＸ線の照射回数を低減することができる。その結果、被ばく量を低減することができる。

この発明の第２の局面におけるＸ線画像解析方法は、制御部が、被検体の血管に挿入された物理マーカーが写る複数のフレームの各々において、物理マーカーの位置を取得するステップと、制御部が、複数のフレームの第１フレームに解析点を設定するステップと、制御部が、物理マーカーの位置と第１フレームの解析点の位置との間の相対位置を取得するステップと、制御部が、相対位置を記憶するステップと、制御部が、複数のフレームの第２フレームにおける物理マーカーの位置と、相対位置とに基づいて、第２フレームに解析点を設定するステップと、制御部が、第１フレームの解析点および第２フレームの解析点での画素値の経時的な変化に基づいて、血流に関する情報を解析するステップとを備える。

この発明の第２の局面におけるＸ線画像解析方法では、上記のように、制御部が、被検体の血管に挿入された物理マーカーが写る複数のフレームの各々において、物理マーカーの位置を取得するステップと、制御部が、複数のフレームの第２フレームにおける物理マーカーの位置と、相対位置とに基づいて、第２フレームに解析点を設定するステップと、制御部が、第１フレームの解析点および第２フレームの解析点での画素値の経時的な変化に基づいて、血流に関する情報を解析するステップとを備える。これにより、被検体のＸ線画像の各フレームにおいて、特徴点の位置が変化した場合でも、Ｘ線画像中の血管上に解析点を各フレームに反映するステップによって、各フレームに解析点を設定することができる。また、血管中の流れの経時的な変化を解析するステップによって、血管中の流れの経時的な変化を解析することができる。その結果、心臓などの血管が動く部位においても、追加のデバイスを使用せずに、Ｘ線画像中から血管中の流れの状況を把握することが可能で、かつ、手技の時間を短縮し、被ばく量を低減することが可能なＸ線画像解析方法を得ることができる。

本発明によれば、上記のように、心臓などの血管が動く部位においても、追加のデバイスを使用せずに、Ｘ線画像中から血管中の流れの状況を把握することが可能で、かつ、手技の時間を短縮し、被ばく量を低減することが可能なＸ線撮影装置およびＸ線画像解析方法を提供することができる。

本発明の第１〜第３実施形態によるＸ線撮影装置の全体構成を示した模式図である。 本発明の第１および第２実施形態によるＸ線撮影装置の全体構成を示したブロック図である。 本発明の第１実施形態によるＸ線撮影装置の解析点を設定する方法を説明するための図である。 本発明の第１実施形態によるＸ線撮影装置の血管中の流れの経時的な変化を解析する方法を説明するための図である。 本発明の第１実施形態によるＸ線撮影装置のバルーン拡張前（Ａ）、バルーン拡張時（Ｂ）およびバルーン拡張後（Ｃ）の狭窄部位を示すイメージ図である。 本発明の第１実施形態によるＸ線撮影装置の画像処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２実施形態によるＸ線撮影装置の表示部の表示形態と解析点を設定する方法とを説明するための図である。 本発明の第２実施形態によるＸ線撮影装置の画像処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第３実施形態によるＸ線撮影装置の全体構成を示したブロック図である。 本発明の第３実施形態によるＸ線撮影装置の画像処理を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
図１〜図５を参照して、本発明の第１実施形態によるＸ線撮影装置１００の構成について説明する。

（Ｘ線撮影装置の構成）
まず、図１を参照して、第１実施形態によるＸ線撮影装置１００の構成について説明する。

第１実施形態によるＸ線撮影装置１００は、たとえば、血管に造影剤を注入された状態の被検体７の心臓の血管７ａ（図４参照）を撮影するアンギオグラフィ装置として構成されている。ここで、被検体７は生体であり、たとえば人体である。そして、術者（操作者）により被検体７の心臓の血管７ａにおける狭窄部位１２（図５参照）にバルーン９（図５参照）を導入する際に、Ｘ線撮影装置１００では、カテーテル（図示せず）により被検体７の心臓の血管７ａに造影剤が注入されてＸ線画像の取得が行われる。

Ｘ線撮影装置１００は、図１に示すように、Ｘ線照射部１ａと、ＦＰＤ（フラットパネルディテクタ）２と、制御部３と、画像処理解析部４と、表示部５と、操作部６と、載置部８とを備える。なお、ＦＰＤ２は、特許請求の範囲の「Ｘ線検出部」の一例である。

Ｘ線照射部１ａは、Ｘ線管駆動部１ｂにより電圧が印加されることにより、被検体７（ＦＰＤ２）に向かってＸ線を照射するように構成されている。

ＦＰＤ２は、被検体７を透過したＸ線を検出して、検出したＸ線を電気信号に変換し、変換した電気信号を画像信号として読み取るように構成されている。そして、ＦＰＤ２は、Ｘ線画像生成部３０に接続されており、画像信号をＸ線画像生成部３０に送るように構成されている。

Ｘ線画像生成部３０は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を含む。Ｘ線画像生成部３０は、ＦＰＤ２より送られた画像信号に基づき、被検体７のＸ線画像を生成するように構成されている。そして、Ｘ線画像生成部３０は、画像処理解析部４に接続されており、生成したＸ線画像を画像処理解析部４に送るように構成されている。

Ｘ線照射部１ａおよびＦＰＤ２の各々は、Ｃ字状の保持部１ｃの一端および他端に被検体７を挟むように対向して取り付けられている。また、保持部１ｃは、Ｘ線撮影装置１００が配置されている室内の天井から支持部１ｅにより吊り下げされている。また、支持部１ｅは、制御部３からの指令に基づいて保持部１ｃを移動させるアーム駆動部１ｄを含む。アーム駆動部１ｄは、たとえば、モータを含み、制御部３の指令に基づいて、モータを動作させることにより、保持部１ｃを移動させるように、構成されている。

たとえば、アーム駆動部１ｄは、Ｃ字形状の保持部１ｃを矢印Ａ１方向（保持部１ｃに沿う方向）に沿ってスライド移動させること、保持部１ｃを所定の回動軸線を中心に矢印Ａ２方向および矢印Ａ３方向に沿って回動させること、および、保持部１ｃを矢印Ａ４方向に上下移動させることが可能に構成されている。

制御部３は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を含み、制御信号（指令）をＸ線照射部１ａ、ＦＰＤ２および載置部８に伝達するように構成されている。また、制御部３は、操作者から受け付けた入力操作の情報を操作部６から取得するように構成されている。そして、制御部３は、取得した入力操作の情報を、画像処理解析部４に伝達するように構成されている。

画像処理解析部４は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を含む。画像処理解析部４は、被検体７の心臓の血管７ａを撮影したＸ線画像から、心臓の血管７ａに流れる血流の解析を行うように構成されている。詳細については後述する。

表示部５は、画像処理解析部４から出力されたＸ線画像を表示するように構成されている。表示部５は、たとえば、液晶ディスプレイにより構成されている。

操作部６は、操作者（術者）からの入力操作を制御部３および画像処理解析部４に伝達するように構成されている。操作部６は、たとえば、マウスおよびキーボードを含む。

載置部８は、被検体７を載置可能に構成された天板８ａと、天板８ａを駆動させる天板駆動部８ｂとを含む。天板８ａには、たとえば、仰向けに横臥された被検体７を載置可能に平坦面（載置面）が設けられている。そして、被検体７がＸ線撮影される際、被検体７は天板８ａに固定されており、被検体７は天板８ａと一体的に移動する。天板駆動部８ｂは、たとえば、モータ等を含み、制御部３の指令に基づいて、モータを動作させることにより、天板８ａを水平方向（Ｘ方向およびＹ方向）および鉛直方向（Ｚ方向）に移動させるように構成されている。

次に、図２〜図４を参照して、画像処理解析部４の画像処理方法について説明する。

第１実施形態では、図３に示すように、画像処理解析部４は、被検体７の心臓の血管７ａを撮影した複数のフレーム２０からなるＸ線画像中の特徴点１０と、各フレーム２０における特徴点１０の位置情報に基づいて設定される解析点１１を各フレーム２０に反映するとともに、Ｘ線画像の各フレーム２０における解析点１１での画素値の変化に基づいて、血管７ａ中の流れの経時的な変化を解析するように構成されている。なお、Ｘ線画像とは、被検体７の心臓の血管７ａを所定のフレームレート（たとえば、６０ｆｐｓ）で撮影した動画像であり、フレーム２０は、動画像の各フレームのイメージ図である。各フレーム２０には、心臓の血管７ａとバルーン９とが写っており、心臓の拍動に伴って血管７ａも動くので、フレーム２０毎に心臓の血管７ａとバルーン９との配置が異なっている。また、特徴点１０とは、バルーン９に設けられたマーカーのことである。

詳細には、図２に示すように、第１実施形態では、画像処理解析部４は、特徴点取得部４ａと、解析点設定部４ｂと、画像解析部４ｃと、入力受付部４ｄと、不揮発性のメモリ４ｅとを含む。特徴点取得部４ａは、Ｘ線画像の各フレーム２０（図３参照）における特徴点１０（図３参照）の位置情報を取得するように構成されている。また、解析点設定部４ｂは、フレーム２０毎に特徴点１０の位置情報に基づいて、Ｘ線画像中の心臓の血管７ａ状に解析点１１（図３参照）を設定するように構成されている。また、画像解析部４ｃは、Ｘ線画像の各フレーム２０における解析点１１での画素値の変化に基づいて、心臓の血管７ａ中の流れの経時的な変化を解析するように構成されている。第１実施形態では、心臓の血管７ａ中の流れの経時的な変化として、画像処理解析部４は、解析点１１を流れる血流の速度を算出するように構成されている。また、画像処理解析部４は、解析点１１を流れる血流の流量を算出するように構成されている。入力受付部４ｄは、ユーザ（操作者）の入力を受け付けるように構成されている。また、メモリ４ｅは、取得された動画像などを記憶するように構成されている。なお、図２では、画像処理解析部４の構成を単一のＣＰＵによって実現される機能ブロックとする例を示しているが、機能ごとに個別のＣＰＵによって各部が構成されていてもよい。

特徴点１０の位置情報とは、Ｘ線画像上における特徴点１０の座標のことである。また、解析点１１とは、Ｘ線画像上に設定される複数の画素からなる領域であり、Ｘ線画像上では点（解析点１１ａおよび１１ｂ）で表される。また、第１実施形態では、解析点１１は、解析点１１ａおよび１１ｂの２か所に設定されるように構成されている。なお、特徴点１０の位置情報の取得方法については、Ｘ線画像中からマーカーを抽出し、マーカーの位置情報を取得する手法が、特表２００５−５１０２８８号公報に開示されており、本実施形態においても、同様の手法によって特徴点１０の位置情報を取得することができるので、説明を省略する。また、特表２００５−５１０２８８号公報に例示されている手法以外の方法で取得してもよい。

図３は、被検体７の心臓の血管７ａに特徴点１０を備えるバルーン９を導入し、カテーテルから造影剤を注入した際のＸ線画像のリアルタイム像を示している。図３に示すように、画像処理解析部４は、各フレーム２０のうちから、ユーザによって選択されたフレーム２０ａにおいて、ユーザの入力に基づいて解析点１１を設定するように構成されている。

詳細には、ユーザは、各フレーム２０から、特徴点１０を確認しやすいフレーム２０ａを選択し、マウスなどを用いて、Ｘ線画像上の解析点１１を設定したい場所を選択する。入力受付部４ｄは、ユーザによって入力された解析点１１の場所を受け付け、メモリ４ｅに記憶する。

また、特徴点取得部４ａは、各フレーム２０における特徴点１０の位置情報をメモリ４ｅに送り、メモリ４ｅは各フレーム２０における特徴点１０の位置情報を記憶する。

次に、解析点設定部４ｂは、フレーム２０ａにおいて、入力受付部４ｄが取得した解析点１１に基づいて、解析点１１と、特徴点１０との相対位置情報を取得する。たとえば、解析点設定部４ｂは、特徴点１０ａと解析点１１ａとの角度α１および距離ｄ１と、特徴点１０ｂと解析点１１ｂとの角度α２および距離ｄ２とを取得する。そして、解析点設定部４ｂは、取得した相対位置情報と、メモリ４ｅに記憶されている各フレーム２０の特徴点１０の位置情報とから、各フレーム２０の解析点１１を設定する。なお、図３では、複数のフレーム２０のうち、フレーム２０ａとは異なる他のフレーム２０ｂに対して解析点１１を設定する例を示している。これにより、画像処理解析部４は、各フレーム２０において、特徴点１０の位置情報と取得した相対位置情報とに基づいて、解析点１１を設定するように構成されている。

次に、図４を参照して、解析点１１における心臓の血管７ａの流れの経時的な変化の解析方法を説明する。図４は、心臓の血管７ａに造影剤が流れる様子を模式的に示した図と、縦軸が造影剤の濃さ（血管像の濃さ）であり、横軸が経過時間であるグラフ２１（時間濃度曲線：Ｔｉｍｅ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｃｕｒｖｅ）とを示している。造影剤の濃さとは、Ｘ線の画像中の画素値のことである。図４では、被検体７の心臓の血管７ａに注入された造影剤は、血流によって運ばれ、矢印２３に示すように、解析点１１ａから解析点１１ｂの方向に流れる例を示している。グラフ２１ａは、解析点１１ａの血管像の濃さの経時的な変化を示したグラフであり、グラフ２１ｂは、解析点１１ｂの血管像の濃さ（画素値）の経時的な変化を示したグラフである。このグラフから、解析点１１ａおよび解析点１１ｂの血管像の濃さ（画素値）がピークになる時間を求めることができる。そして、解析点１１ａおよび解析点１１ｂの距離ｄ３と、それぞれの血管像の濃さがピークになる時間差ｔ１とから、解析点１１ａと解析点１１ｂとの間を流れる血流の速度を求めることができる。また、血管像の濃さ（画素値）の上昇が始まった点と、血管像の濃さ（画素値）の最大値との差ｅ１から解析点１１ａにおける血流量を算出することができる。また、血管像の濃さ（画素値）の上昇が始まった点と、血管像の濃さ（画素値）の最大値との差ｅ２から解析点１１ｂにおける血流量を算出することができる。

次に、図５を参照して、心臓の血管７ａの狭窄部位１２での血流量の解析方法について説明する。

図５は、心臓の血管７ａの狭窄部位１２におけるバルーン９の拡張前（Ａ）、バルーン９拡張時（Ｂ）、バルーン９拡張後（Ｃ）の狭窄部位１２のイメージ図である。第１実施形態では、画像処理解析部４は、心臓の血管７ａ中にバルーン９を配置した状態で解析を行うように構成されている。また、画像処理解析部４は、バルーン９による血管７ａ拡張前後の血流をそれぞれ解析するように構成されている。

図５（Ａ）に示すように、バルーン９は、カテーテルを介して挿入されたガイドワイヤ１３によって、心臓の血管７ａの狭窄部位１２をまたぐように配置される。この状態で、カテーテルから造影剤を注入し、心臓の血管７ａの狭窄部位１２を拡張する前の血流を算出する。次に、図５（Ｂ）に示すように、バルーン９に液体を注入してバルーン９を拡張し、心臓の血管７ａの狭窄部位１２を拡張する。その後、バルーン９から液体を排出し、バルーン９を収縮させてから、再び血流を計測する。拡張の前後の血流の計測値を比較することにより、心臓の血管７ａの狭窄部位１２が適切に拡張されていること（血流の改善度合）が確認できる。バルーン９を血管７ａ中に留めたまま血流計測を行うことができるので、バルーン９による血管７ａの拡張が不足していた場合、即座にバルーン９を拡張させ、心臓の血管７ａの狭窄部位１２を再拡張させることができる。

（Ｘ線画像解析方法）
次に、図６を参照して、第１実施形態のＸ線撮影装置１００によるＸ線画像解析方法（Ｘ線画像解析処理）について説明する。なお、Ｘ線画像解析処理は、画像処理解析部４により実行される。

第１実施形態によるＸ線画像解析方法は、被検体７を撮影した複数のフレーム２０からなるＸ線画像中の特徴点１０の各フレーム２０における位置情報を取得するステップと、各フレーム２０における特徴点１０と、フレーム２０毎の特徴点１０の位置情報に基づいて設定される解析点１１との各々の相対位置に基づいて、Ｘ線画像中の血管７ａ上に解析点１１を各フレーム２０に反映するステップと、Ｘ線画像の各フレーム２０における解析点１１での画素値の変化に基づいて、血管７ａ中の流れの経時的な変化を解析するステップとを備える。以下、Ｘ線画像解析方法（Ｘ線画像解析処理）について具体的に説明する。

ステップＳ１において、被検体７のＸ線画像が撮影される。詳細には、血管７ａの狭窄部位１２をまたぐ位置にバルーン９が導入された状態でＸ線画像が撮影される。その後、ステップＳ２において、特徴点取得部４ａにより、各フレーム２０における特徴点１０の位置情報が取得される。その後、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３において、入力受付部４ｄにより、ユーザによる解析点１１を設定するフレーム２０ａの選択操作の入力が受け付けられる。その後、ステップＳ４に進む。ステップＳ４において、解析点設定部４ｂにより、ユーザによってステップＳ４で選択されたフレーム２０ａの血管７ａ上に解析点１１が設定される。その後、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５において、解析点設定部４ｂにより、ステップＳ２で取得された各フレーム２０における特徴点１０の位置情報と、ステップＳ５において設定された解析点１１との各々の相対位置に基づいて、Ｘ線画像中の血管７ａ上に解析点１１が各フレーム２０に反映される。その後、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６において、画像解析部４ｃにより、Ｘ線画像の各フレーム２０における解析点１１の画素値の経時的変化に基づいて、グラフ２１（図４参照）に示す時間濃度曲線（Ｔｉｍｅ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｃｕｒｖｅ）が取得される。その後、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７において、画像解析部４ｃにより、ステップＳ６で取得されたグラフ２１から、血管７ａ中の流れの経時的な変化が解析される。すなわち、血管７ａ中の血流の速度および流量が算出される。その後、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８において、表示部５により、解析結果が表示される。解析結果の表示方法はどのような方法でもよいが、たとえば、血流の速度や血流量の数値データを表示してもよいし、血流の速度や血流量をグラフ化して表示してもよい。また、狭窄部位１２の拡張前後の数値を比較した値を表示してもよい。その後、第１実施形態によるＸ線画像解析処理（Ｘ線画像解析方法）が終了される。

［第１実施形態の効果］
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態では、上記のように、Ｘ線撮影装置１００は、被検体７にＸ線を照射するＸ線照射部１ａと、被検体７を透過したＸ線を検出するＦＰＤ２と、被検体７のＸ線画像を生成するＸ線画像生成部３０と、被検体７のＸ線画像を処理する画像処理解析部４とを備え、画像処理解析部４は、被検体７を撮影した複数のフレーム２０からなるＸ線画像中の特徴点１０と、各フレーム２０における特徴点１０の位置情報に基づいて設定される解析点１１との各々の相対位置に基づいて解析点１１を各フレーム２０に反映するとともに、Ｘ線画像の各フレーム２０における解析点１１での画素値の変化に基づいて、血管７ａ中の流れの経時的な変化を解析するように構成されている。これにより、被検体７のＸ線画像の各フレーム２０間で、血管７ａの位置が変化する場合でも、血管７ａとともに動く特徴点１０を基準として各フレーム２０に解析点１１を設定することができるので、Ｘ線画像中から血管７ａ中の流れの経時的な変化を解析することができる。その結果、心臓などの血管７ａが動く部位においても、追加のデバイスを使用せずに、Ｘ線画像中から血管７ａ中の流れの状況を把握することが可能で、かつ、手技の時間を短縮し、被ばく量を低減することが可能となる。

また、第１実施形態では、上記のように、画像処理解析部４は、Ｘ線画像の各フレーム２０における特徴点１０の位置情報を取得する特徴点取得部４ａと、フレーム２０毎に特徴点１０の位置情報に基づいて、Ｘ線画像中の血管７ａ上に解析点１１を設定する解析点設定部４ｂと、Ｘ線画像の各フレーム２０における解析点１１での画素値の変化に基づいて、血管７ａ中の流れの経時的な変化を解析する画像解析部４ｃとを含む。これにより、Ｘ線画像中の血管７ａ上に解析点１１を設定することが可能になるので、血管７ａ中の流れの経時的な変化をより詳細に解析することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、画像処理解析部４は、解析点１１に流れる血流の速度および流量を算出するように構成されている。これにより、Ｘ線画像から血流の速度および流量を算出することができる。その結果、たとえば、ドップラー法を行う装置のような追加デバイスを用いることなく血流の速度および流量を算出することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、画像処理解析部４は、ユーザの入力を受け付ける入力受付部４ｄをさらに含み、画像処理解析部４は、ユーザによって選択されたフレーム２０ａ上において、ユーザの入力に基づいて解析点１１を設定するように構成されている。これにより、ユーザの意図を反映した解析点１１を設定することが可能になるので、ユーザの意図に沿った解析を行うことができる。

また、第１実施形態では、上記のように、画像処理解析部４は、心臓の血管７ａ中の血流を解析するように構成されている。これにより、拍動し続ける心臓の血流を解析することができる。その結果、動きが激しく、解析するのが困難な心臓の血管７ａにおいても、Ｘ線画像上から追加デバイスなしで血管７ａを解析することができる。ここで、心臓血管内への追加デバイスの導入は、手技の時間がかかり被ばく量も増加する。そのため、本実施形態により、追加デバイスの導入を省略することができることによって、心血管治療の際の手技に要する時間の短縮、被ばく量の低減を図ることができる点で有効である。

また、第１実施形態では、上記のように、画像処理解析部４は、心臓の血管７ａ中にバルーン９を配置した状態で解析を行うように構成されている。ここで、血流の解析を行うために追加デバイスを用いる場合には、バルーン９とデバイスとを入れ替えるため、それぞれの導入や抜き取りが必要になるのに対して、本実施形態では、追加でデバイスを用いる必要がなくなる。その結果、手技のステップを低減させることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、画像処理解析部４は、バルーン９による血管７ａ拡張前後の血流をそれぞれ解析するように構成されている。ここで、追加デバイスを用いる場合は、血流の計測と、血管７ａの拡張とを、追加デバイスとバルーン９とによって行う必要がある。すなわち、追加デバイスを用いる場合では、ＦＦＲ装置を血管７ａの狭窄部位１２に導入し、血流の計測を行う。ＦＦＲ装置を抜き取った後、血管７ａの狭窄部位１２にバルーン９を導入し血管７ａを拡張する。バルーン９を抜き取った後、血管７ａを拡張した部位に再びＦＦＲ装置を導入して血流の計測を行う。血管７ａの拡張が不十分であった場合、再びバルーン９を導入して血管７ａを拡張した後、バルーン９を抜き取り、ＦＦＲ装置を血管７ａの狭窄部位１２に導入して血流を計測する必要がある。しかし、バルーン９による血管７ａの拡張前後の血流をそれぞれ解析するように構成すれば、追加デバイスを導入する必要がなくなる。また、たとえば、バルーン９による血管拡張が不十分であった場合、そのまま再度バルーン９によって血管拡張を行うことができる。その結果、追加デバイスを用いて血流の解析を行う場合と比較して、手技の時間を短縮することができる。また、血管７ａの再拡張を行う場合に、バルーン９を再導入する必要がないため、バルーン９の導入に伴うＸ線の照射回数を低減することができる。その結果、被ばく量を低減することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、Ｘ線画像解析方法は、被検体７を撮影した複数のフレーム２０からなるＸ線画像の特徴点１０の各フレーム２０における位置情報を取得するステップと、各フレーム２０における特徴点１０と、フレーム２０毎の特徴点１０の位置情報に基づいて設定される解析点１１との各々の相対位置に基づいて、Ｘ線画像中の血管７ａ上に解析点１１を各フレーム２０に反映するステップと、Ｘ線画像の各フレーム２０における解析点１１の画像の変化に基づいて、血管７ａ中の流れの経時的な変化を解析するステップとを備える。これにより、被検体７のＸ線画像の各フレーム２０において、特徴点１０の位置が変化した場合でも、Ｘ線画像中の血管７ａ上に解析点１１を各フレーム２０に反映するステップによって、各フレーム２０に解析点１１を設定することができる。また、血管７ａ中の流れの経時的な変化を解析するステップによって、血管７ａ中の流れの経時的な変化を解析することができる。その結果、心臓などの血管７ａが動く部位においても、追加のデバイスを使用せずに、Ｘ線画像中から血管７ａ中の流れの状況を把握することが可能で、かつ、手技の時間を短縮し、被ばく量を低減することが可能なＸ線画像解析方法を得ることができる。

［第２実施形態］
次に、図１、図２、および、図７を参照して、本発明の第２実施形態によるＸ線撮影装置２００の構成について説明する。この第２実施形態では、被検体７を撮影したＸ線画像の複数のフレーム２０から、解析点１１を設定するフレーム２０ａをユーザが選択するように構成されていた上記第１実施形態とは異なり、順次動画出力される特徴点１０を固定した特徴点画像５ｃ（図７参照）上に、ユーザの入力に基づいて、解析点１１を設定するように構成されている。なお、上記第１実施形態と同一の構成については、図中において同じ符号を付して図示し、その説明を省略する。

図１および図２に示すように、第２実施形態によるＸ線撮影装置２００では、第１実施形態と同様に、画像処理解析部４１は、ユーザの入力を受け付ける入力受付部４ｄを含む。また、図７は、第２実施形態によるＸ線撮影装置２００の表示部５に表示される画像のイメージ図である。図７に示すように、画像処理解析部４１は、特徴点１０に基づき、継続的に取得されるＸ線画像のライブ映像５ａの各フレーム５ｂを切り取り、特徴点１０を基準に位置を固定した特徴点画像５ｃを順次動画出力し、特徴点画像５ｃ上において、ユーザの入力に基づいて解析点１１を設定するように構成されている。なお、特徴点１０を基準に位置を固定する方法は、対象物の特徴点の位置を検出し、過去のフレームの基準画像の特徴点に位置を合わせ、位置合わせされた画像をリアルタイムで表示する方法が、特開２０１０−１３１３７１号公報に記載されており、本実施形態においても、同様の方法で行うことができるので、説明を省略する。

第２実施形態では、表示部５は、画像処理解析部４１によって順次動画出力される、Ｘ線画像のライブ映像５ａと、Ｘ線画像の各フレーム５ｂと、特徴点１０に基づき、継続的に取得されるＸ線画像の各フレーム５ｂを切り取り、特徴点１０を基準に位置を固定した特徴点画像５ｃとを同一の画面上に表示するように構成されている。

具体的には、第２実施形態では、画像処理解析部４１は、継続的に取得されるＸ線画像の各フレーム５ｂから、特徴点１０が表示されている部分を切り取り、各フレーム５ｂで異なっている特徴点１０の位置を合わせ、特徴点１０の位置が固定されて表示される、特徴点画像５ｃを作成するように構成されている。画像処理解析部４１は、Ｘ線画像のライブ映像５ａと、Ｘ線画像の各フレーム５ｂと、特徴点画像５ｃとを表示部５に順次動画出力するように構成されている。表示部５は、Ｘ線画像のライブ映像５ａと、Ｘ線画像の各フレーム５ｂと、特徴点画像５ｃとを同一の画面上に表示するように構成されている。

また、画像処理解析部４１は、特徴点画像５ｃ上において、ユーザの入力に基づいて解析点１１を設定するように構成されている。すなわち、入力受付部４ｄによって受け付けられた、ユーザが入力した解析点１１の情報に基づいて、画像処理解析部４１は、特徴点画像５ｃ上に解析点１１を設定するように構成されている。

（第２実施形態によるＸ線画像解析方法）
次に、図８を参照して、第２実施形態のＸ線撮影装置２００によるＸ線画像解析方法（Ｘ線画像解析処理）について説明する。Ｘ線画像解析処理は、画像処理解析部４１により実行される。なお、第１実施形態と同様のステップについては説明を省略し、第１実施形態と異なるステップについてのみ説明する。

第１実施形態と同様に、ステップＳ１、Ｓ２と進み、その後、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４において、画像処理解析部４１によって、各フレーム５ｂを切り取り、特徴点１０を基準に位置を固定した特徴点画像５ｃが作成される。その後、ステップＳ１５において、Ｘ線画像のライブ映像５ａ、各フレーム５ｂおよび特徴点画像５ｃが順次動画出力される。その後、ステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６において、入力受付部４ｄによって、ユーザによって入力された解析点１１の情報が受け付けられる。そして、解析点設定部４ｂによって、入力受付部４ｄによって受け付けられた解析点１１の情報に基づいて、解析点１１が特徴点画像５ｃ上に設定される。その後、ステップＳ６、Ｓ７、Ｓ８と進み、その後、第２実施形態によるＸ線画像解析処理（Ｘ線画像解析方法）が終了される。

［第２実施形態の効果］
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第２実施形態では、上記のように、画像処理解析部４１は、ユーザの入力を受け付ける入力受付部４ｄを含み、画像処理解析部４１は、特徴点１０に基づき、継続的に取得されるＸ線画像の各フレーム５ｂを切り取り、特徴点１０を基準に位置を固定した特徴点画像５ｃを順次動画出力し、特徴点画像５ｃ上において、ユーザの入力に基づいて解析点１１を設定するように構成されている。これにより、解析点１１を設定する際に、特徴点１０が確認しやすいフレーム２０ａを探すことなく、リアルタイムに表示されている特徴点１０が固定された動画像から解析点１１を設定することができる。

なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

［第３実施形態］
次に、図１、図９および図１０を参照して、本発明の第３実施形態によるＸ線撮影装置３００の構成について説明する。この第３実施形態では、ユーザの入力に基づいて解析点１１を設定する第１および第２実施形態とは異なり、画像処理解析部４２は、ユーザによってあらかじめ設定された所定位置に解析点１１を設定するように構成されている。つまり、ユーザによる解析点１１の入力を受け付けることなく、自動で解析点１１を設定するように構成されている。なお、上記第１および第２実施形態と同一の構成については、図中において同じ符号を付して図示し、その説明を省略する。

図１に示すように、Ｘ線撮影装置３００は、画像処理解析部４２を備える。詳細には、図９に示すように、第３実施形態では、画像処理解析部４２は、特徴点取得部４ａと、解析点設定部４ｂと、画像解析部４ｃと、メモリ４ｅとを含む。また、メモリ４ｅは、ユーザによって入力された特徴点１０と解析点１１との相対位置情報を記憶するように構成されている。相対位置情報は、たとえば、特徴点１０の２点（特徴点１０ａおよび１０ｂ）をつないだ直線の延長線上２ｍｍといった形で設定することができる。

ここで、第３実施形態では、画像処理解析部４２は、特徴点１０の座標に基づいて取得された所定位置に解析点１１を設定するように構成されている。詳細には、特徴点画像５ｃを作成する際に、メモリ４ｅに記憶されている特徴点１０と解析点１１との相対位置情報に基づいて、特徴点画像５ｃ上に解析点１１を設定するように構成されている。

（第３実施形態によるＸ線画像解析方法）
次に、図１０を参照して、第３実施形態のＸ線撮影装置３００によるＸ線画像解析方法（Ｘ線画像解析処理）について説明する。Ｘ線画像解析処理は、画像処理解析部４２により実行される。なお、第１および第２実施形態と同様のステップについては説明を省略し、第１および第２実施形態と異なるステップについてのみ説明する。

ステップＳ２０において、メモリ４ｅによって、ユーザが入力した解析点１１を所定位置に設定するための特徴点１０と解析点１１との相対位置情報が記憶される。その後ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ１４、Ｓ１５と進み、その後ステップＳ２１に進む。

ステップＳ２１において、解析点設定部４ｂによって、メモリ４ｅに記憶された特徴点１０と解析点１１との相対位置情報と、特徴点１０の座標とに基づいて、解析点１１が自動的に設定される。その後ステップＳ６、Ｓ７、Ｓ８と進み、第３実施形態によるＸ線画像解析処理（Ｘ線画像解析処理方法）が終了される。

［第３実施形態の効果］
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第３実施形態では、上記のように、画像処理解析部４２は、特徴点１０の座標に基づいて取得された所定位置に解析点１１を設定するように構成されている。これにより、ユーザが入力することなく自動で解析点１１を設定することができるので、ユーザビリティを向上させることができる。

なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、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、上記した実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内のすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記第１〜第３実施形態では、心臓の血管７ａの血流を解析する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、被検体７の胸部など、撮影対象が動く部位であれば、心臓の血管７ａ以外の部分をＸ線撮影してもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、人体を撮影する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、人体以外の動物（犬、マウスなど）の被検体を撮影するＸ線撮影装置を構成してもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、解析点１１を２点設定する例を示したが、本発明ではこれに限られない。たとえば、解析点１１を３点以上設定してもよい。解析点１１の設定個数が増加すると、血流の解析の精度が向上する。また、解析点１１ａおよび１１ｂを含むような領域で解析点１１を設定すれば、設定する解析点１１は１点でもよい。

また、上記第１実施形態では、血流の速度および流量を算出する例を示したが、本発明はこれに限られない。血流の速度または流量の少なくともどちらか一方を算出するように構成されていてもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、Ｔｉｍｅ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｃｕｒｖｅ（時間濃度曲線）を用いて血管７ａの血流を解析する例を示したが、本発明はこれに限られない。時間濃度曲線以外の方法を用いて血管７ａの血流を解析してもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、天井吊り下げ型のＸ線画像撮影装置に適用する例を示したが、本発明はこれに限られない。床置き型のＸ線画像撮影装置においても本発明を適用することが可能である。

１ａ Ｘ線源
２ ＦＰＤ（Ｘ線検出部）
２ａ Ｘ線画像生成部
４、４１、４２ 画像処理解析部
４ａ 特徴点取得部
４ｂ 解析点設定部
４ｃ 画像解析部
４ｄ 入力受付部
５ｃ 特徴点画像
７ａ 心臓の血管
９ バルーン
１０（１０ａ、１０ｂ） 特徴点
１１（１１ａ、１１ｂ） 解析点
２０ Ｘ被検体を撮影した複数のフレーム
２０ａ ユーザによって選択されたフレーム

Claims (8)

1. 被検体にＸ線を照射するＸ線照射部と、
   前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部と、
   前記被検体を撮影して得られた複数のフレームを含むＸ線画像を生成するＸ線画像生成部と、
   前記被検体の前記Ｘ線画像を処理する画像処理解析部とを備え、
   前記画像処理解析部は、
   前記被検体の血管に挿入された物理マーカーが写る前記複数のフレームの各々において、前記物理マーカーの位置を取得するマーカー位置取得部と、
   前記複数のフレームの第１フレームに解析点を設定する第１解析点設定部と、
   前記物理マーカーの位置と前記第１フレームの解析点の位置との間の相対位置を取得する相対位置取得部と、
   前記相対位置を記憶する記憶部と、
   前記複数のフレームの第２フレームにおける前記物理マーカーの位置と、前記記憶部に記憶された前記相対位置とに基づいて、前記第２フレームに解析点を設定する第２解析点設定部と、
   前記第１フレームの解析点および前記第２フレームの解析点での画素値の経時的な変化に基づいて、血流に関する情報を解析する解析部とを含む、Ｘ線撮影装置。
2. 前記画像処理解析部は、前記第１フレームの解析点および前記第２フレームの解析点に流れる血流の速度または流量の少なくとも一方を算出するように構成されている、請求項１に記載のＸ線撮影装置。
3. 前記画像処理解析部は、ユーザの入力を受け付ける入力受付部をさらに含み、
   前記画像処理解析部は、ユーザによって選択されたフレーム上において、ユーザの入力に基づいて前記第１フレームの解析点を設定するように構成されている、請求項１または２に記載のＸ線撮影装置。
4. 前記画像処理解析部は、ユーザの入力を受け付ける入力受付部をさらに含み、
   前記画像処理解析部は、
   前記物理マーカーに基づき、継続的に取得される前記Ｘ線画像の前記各フレームを切り取り、前記物理マーカーを基準に位置を固定した特徴点画像を順次動画出力し、前記特徴点画像上において、ユーザの入力に基づいて前記第１フレームの解析点を設定するように構成されている、請求項１または２に記載のＸ線撮影装置。
5. 前記画像処理解析部は、心臓の血管中の血流を解析するように構成されている、請求項１に記載のＸ線撮影装置。
6. 前記画像処理解析部は、前記心臓の血管中にバルーンを配置した状態で解析を行うように構成されている、請求項５に記載のＸ線撮影装置。
7. 前記画像処理解析部は、前記バルーンによる血管拡張前後の血流をそれぞれ解析するように構成されている、請求項６に記載のＸ線撮影装置。
8. 制御部が、被検体の血管に挿入された物理マーカーが写る複数のフレームの各々において、前記物理マーカーの位置を取得するステップと、
   前記制御部が、複数のフレームの第１フレームに解析点を設定するステップと、
   前記制御部が、前記物理マーカーの位置と前記第１フレームの解析点の位置との間の相対位置を取得するステップと、
   前記制御部が、前記相対位置を記憶するステップと、
   前記制御部が、前記複数のフレームの第２フレームにおける前記物理マーカーの位置と、前記相対位置とに基づいて、前記第２フレームに解析点を設定するステップと、
   前記制御部が、前記第１フレームの解析点および前記第２フレームの解析点での画素値の経時的な変化に基づいて、血流に関する情報を解析するステップとを備える、Ｘ線画像解析方法。

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