JPS5917331A - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は例えば心室容積計測等に用いられ、被験者の心
臓に対する造影剤の注入による負担軽減を図ることので
きるＸ線診断装置に関するものである。

〔発明の技術的背景〕

従来、例えば循環器系診断における心室容積計測を行う
場合、血管より心室にカテーテルを挿入し、造影剤を注
入しつつ心室の最大拡張時と最小縮小時のＸ線像を撮影
してその撮影像をもとに行う。

その際、得られる画像の質、例えば像の濃淡や鮮明さ等
を考慮しつつ、被験者に注入する造影剤の量を変えて測
定してゆくと云った配慮はせず、もっばら医師の経験と
勘によって注入すべき造影剤の量を決めていた。

そのため、得られた画像のデータが後の画像処理を行う
に足るものでなかったシ、また、像の濃淡や鮮明さを十
分に得ようとするがために必要以上の造影剤注入をして
被験者に必要以上の負担を与えたりしていた。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、心室容積計
測等において、注入させる造影剤の量を最適な量に制御
でき、これによって被験者の心臓に対する負担をできる
だけ軽減し、且つ後の画像処理を行うに十分なデータを
得ることする。

〔発明の概要〕

即ち、本発明は上記目的を達成するため、造影剤注入装
置により被験者の循環器系（心室内）に造影剤注入を行
うと共にＸ線装置により該被験者にＸ線を曝射してＸ線
撮影を行い、このＸ線撮影により得られた画像を画像デ
ータ変換手段により画像データに変換し、この画像デー
タを処理して診断に必要な情報を得る診断装置において
、前記造影剤注入装置は初期時には設定注入量を予め定
めた最小限に設定されると共に増量指令を受けると定め
られた量だけ前記設定注入量を増腋設定し、また、注入
指令を受けると設定注入量分の造影剤注入を行う構成と
し、また、前記画像データより造影剤による画像データ
と他との識別の可否を判別して否の場合には°造影剤注
入の増量指令を発生する手段と、前記被験者の生体信号
より心運動の状態を検出し、心室拡張期に同期して前記
造影剤注入指令を発生し、また心室の拡張、縮小時に前
記Ｘ線装置に撮影指令を与える手段とを設けて構成し、
心運動に同期させてＸ線撮影と造影剤注入を行うと共に
造影剤注入は最初は最小限の量とし、このとき得られた
画像データから必要部分の画像データと他との識別が可
能か否かを判別して識別ができなければ造影剤を増量す
るようにし、これを繰り返えすことによって必要最小限
の注入量に自動設定して必要以上の量を注入せずに済む
ようにし、且つ心室拡張期に造影剤注入を行うことによ
って、被験者の造影剤注入時の負Ｊｆｌ軽減と安全を保
つことができるようにする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例について図面を参照ｊ−ながら
説明する。

第１図は本装置の構成を示すブロック図であり、図中１
１はＸ線撮影指令によ勺Ｘ線を曝射１、て被験者のＸ線
像を得るＸ線撮影装置、１２はこのＸ線撮影装置１１に
より得たＸ線像を撮像して画ｒ象信号化すると共にこの
画像信号をディジタル化して画像データとする画像入力
装置、１３はこの画像データを記憶する記憶装置、１４
はこの記憶装置１３よシ画像データを得て、この画像デ
ータよシ心室部分の面積を求めるなどして心室容積を演
算する画像処理装置、１５は前記画像入力装置１２より
得られた画像データよシ造影された臓器の部分が他の部
分と画像データ上、区別できるか否かを判別し、判別可
能のときは前記画像処理装置１４に指令を与えて画像処
理を行わせ、また不可のときは造影注入量をふやす指令
を出力する画像判定装置、１６はこの造影剤注入量の増
量指令により造影剤注入量を所定量増量設定されると共
に造影剤注入指令を受けるとその増量された設定領分の
造影剤を送り出す造影剤注入装置、１７は生体の信号例
えば被験者の心電波や心音等に基づいて心室の運動を検
出し、これ傾より心室の拡張期、縮小期を検出すると共
にこれにより心室収縮終了時に造影剤注入指令を出力し
、−！り心室収縮時、心室拡張時にＸ線撮影指令を出力
する同期装置である。

次に上記構成の本装置の動作について説明する。

被験者の心運動に同期して同期装置１７は心室収縮終了
時に造影剤注入指令を、・また、心室収縮時、心室拡張
時にＸ線撮影指令をそれぞれ出力する。

すると造影剤注入指令によシ造影剤注入装置ノロは設定
された注入量の造影剤を被験者に注入する。この設定注
入量は初期時においては予め定めた造影に必要な最小の
量であり、年令、性別、体格、状態などの条件を超えて
最小限の鎚と゛ノーる。

造影剤注入指令は心室収縮終了時に出力されるため、実
際の造影剤注入は心室拡張期に入つた時点で成されるこ
とになり、被験者にあまシ負Ｊｄヲかけることなく造影
剤の注入が行えることになる。

一方、心室の拡張、収縮時にＸ線撮影指令が出力される
ため、この指令を受ける毎にＸ線撮影装置１１はＸ線を
被験者に曝射しＸ線像を得てゆく。このＸ線像は画像入
力装置１２に入力され、ここで画像データ化される。

画像入力装置１２は例えばテレビカメラとＡ／Ｄ　（ア
ナログ／ディジタル）変換器より構成しており、Ｘ線撮
影装置１１の持つＸ線像−光学像変換用のイメージイン
テンシファイアなどにより変換された光学像をテレビカ
メラで撮像して画像信号化し、これをＩＤ変換して画像
データ化して出力する。

この画像データは記憶装置１３に順次記憶させると共に
画像判定装置１５にも与えられ、画像判定装置１５はこ
の入力された画像データをもとに造影された臓器部分の
像のデータが他の部分のデータと区別できるか否かを判
別し、区別が十分できないと判別したならば増量指令を
出力して造影剤注入装置１６に与える。

すると造影剤注入装置１６はこれを受けて造影剤注入量
の設定値を所定量増量した値に変更する。そして、同期
装置１７よシ造影剤注入指令を受けるとこの新たな設定
領分の造影剤を送り出し、注入する。

その後は前述した一連の動作が再び繰り返え。

され、画像判定装置１５が新たに人力されて来た画像デ
ータについて判別可能の判定をすると画像判定装置１５
は画像処理装置１４に指令を与え、画像処理装置１４に
制御を移して画像処理を実行させる。

このようにして画像の状態を判別しつつ画像処理に最適
な画像状態となるように造影剤の注入量を順次自動的に
増量させ、最適像が得られた時点で増量を停止させるの
で、造影剤は必要以上の量が注入される心配はなく、ま
た、内圧の低くなる心室の拡張期に造影剤注入が成され
るので、造影剤注入圧力を低くすることができる。従っ
て、被験者に必要以上の負担をかけずに済む他、造影剤
注入量は必要最小限の量となるので被験者の安定も保て
るようになる。

即ち、造影剤注入は体の外部より圧力を加えて行うため
、注入の際、被験者に負担を与えることから、できるな
らば造影剤は少量に抑えたい。しかし、造影剤の血液中
での濃度が低ければＸ線像のコントラストが十分に得ら
れず、後の画像処理の段階で支障を来たすことＫなり、
また逆に画像処理に十分な良いデータを得るために造影
剤の量を必要以上にふやせば注入時の圧力を大きくしな
ければならなくなり、被験者に必要以上の負担をかける
他、造影剤によシ血液濃度が低くなると人体に危険を及
ぼすことになり安全上も好ましくない。

被°験者に与えることのできる造影剤の最大量は上述の
理由から年令、性別、体格、状態などの諸条件により自
ずと決まってしまう。しかし、その最大量を常に与える
ことは画像処理には好都合でも実際」二、過剰な量であ
るかも知れず、その場合はもっと少ない量で良いはずで
ある。

本発明しｊ−そのような最適量を、初めは少量の造影剤
を用い、十分な画像データが得られないＬきは造影剤を
ふやし、再度の撮影を行って画１象データを両べろと云
う処理を繰り返えし、自動的に最適量を求めて、その最
適量の造影剤により撮像して得た画像データをもとに心
室容積測定を実施する。また、心室の拡張期に造影剤注
入を行うため、造影剤の最適量注入との相乗効果と相俟
って被験者の必要以上の負担を避けることができ、生命
上の安全性も高くなる。

以上本装置の動作を説明したが、ここで本装置における
重要な構成要素である画像判定装置１５についてもう少
し詳しく説明しておく。

ここでは一実施例として画像データの濃淡ヒストグラム
に注目し、その中で造影剤により撮影された臓器、例え
ば心臓左心室等の像による山を検出し、そのピーク値及
び標準偏差を求めそれによって造影剤の注入量の調節の
要不要を判定する例を示す。

第２図はかかる画像判定装置１５の構成例を示すブロッ
ク図であり、図に示すように画像判定装置１５は頻度算
出装置２ノ、ピーク検出装置２２、標準偏差算出装置２
３、比較判定装置２４から成る。

ここで、前記頻度算出装置２１は画像入力装置１２より
入力される画像データの濃淡レベル毎の頻度を算出する
もので、入力される画像データを逐次処理する。また、
前記ピーク検出装置２２は前記頻度算出装置２ノの出力
より、背景による頻度の山を予め与えられたパラメータ
によシ除去し、造影剤により撮影された臓器部分の像の
画像データの成すヒストグラム上のピーク値を求める。

また、前記標準偏差算出装置２３は予め与えられたパラ
メータにより雑音と見做される頻度の低い画像データを
無視し、前記ピーク検出装置２２により求められたピー
クを中心とする頻度の集り具合を標準偏差として求める
。また、前記比較判定装置２４は予め与えられた・やラ
メータと前ＨＣビーク検出装置２２及び標準偏差算出装
置２３の出力を比較し、その値が適当な場合、前記画像
処理装置１４に指令を与えて制御を画像処理装置１４に
移し、また、前記値が適当でない場合には画像処理装置
１４に制御を移すことなく造影剤注入量の増量指令を造
影剤注入装置１６に与えるものである。

このような構成において画像入力装置１２より１枚分の
画像データが順次入力されると、頻度算出装置２ノは各
画像データを濃淡レベル別に積算して１枚分の画像デー
タについての各濃淡レベルの頻度を算出する。第３図は
このようにして得られた各濃淡レベル別頻度の一例を示
す図であり、図中３１は背景による頻度の山、３２は造
影剤による頻度の山を示す。

図かられかるように造影剤による像はその他の組成によ
る像の部分と濃淡レベルの範囲が大きく異なるので、こ
こではこれを利用して造影剤部分の画像データとその他
の画像データを区別する。特に造影剤が適量となってい
るときは造影剤部分の画像データの濃淡レベル別分布範
囲は狭く、従って、特定範囲に高い頻度でデータが集中
することになシ、逆に造影剤が少ない場合には造影剤の
濃度が低いことから、造影剤部分の画像データの分布範
囲が広がることになる。

従って、ピーク検出装置２２は前記頻度算出装置２１で
求めた濃淡レベル別頻度のデータから造影剤部分以外の
即ち、背景に相当する不要な濃淡レベル範囲のデータを
この範囲を示すパラメータに１９除去し、残υのデータ
から頻度のピーク値を求める。即ち、これによシ造影剤
注入によって得られた臓器部分の画像データの成すヒス
トグラム上のピーク値が求められる０次に標準偏差算出
装置２３によυ、このピーク検出装置２２の求めたピー
ク値を中心とする画像データ頻度の集り具合が標準偏差
として求められ、この求めた標準偏差と前記ピーク値が
比較判定装置２４に与えられる。

この比較判定装置２４は予め与えられた最適−−り値（
造影剤による像の最適な濃淡レベル頻度のビーク′値）
と適正な標準偏差（前記最適ピーク値に対する標準偏差
）を示すパラメータを基準に前記ピーク算出装置２２の
出力するピーク値と標準偏差算出装置２３の出力する標
準偏差の値を比較し、これらが適正値であるか否かを判
別する。

即ち、適正値であればピーク値及び標準偏差のいずれも
・やラメータの示す値に近いはずであり、ピーク値、標
準偏差のいずれか一方、或いは両方が・やラメータの示
す値からある程度以上外れるとすればこれは適正値でな
いことを意味する。

従って、かかる判定を行って比較判定装置２４は比較結
果に応じて適正の場合は画像処理装置１４に対し画像処
理のための指令を与え、また不適正の場合には造影剤注
入装置１６へ増量指令を与える。

以上の結果、画像データが画像処理を行ううえで十分な
品位のものとなっているか否かを判別できる。

尚、以上はハードウェアで実施する場合について説明し
たが、同様のことはプログラムによりソフトウェア処理
でも実施し得るので、ソフトウェア処理に置き換えるこ
ともできる。

また、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定する
ことなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して
実施し得るものであり、例えば上記実施例では画像デー
タの濃淡レベルの頻度のみに注目し、フィードバックを
かけるようにしたが画像処理の結果から判断するように
しても制御が可能である。即ち、画像処理として心臓等
の輪郭を抽出する際、良好なデータが得られなければ造
影剤の量を増加させ、再度撮影を行うようにすると云っ
た手法をとれば良い。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明は造影剤注入装置により被験
者の循環器系（心室）に造影剤注入を行うと共にＸ線装
置により該被験者にＸ線を曝射してＸ線撮影を行い、こ
のＸ線撮影によりイセられた画像を画像データ変換手段
により画像データに変換し、この画像データを処理して
診断に必要な情報を得る診断装置において、前記造影剤
注入装置は設定注入量を予め定めた最小限の量に設定さ
れると共に増量指令を受けると定められた量だけ前記設
定注入量を増量設定しまた、注入指令を受けると設定注
入量分の造影剤注入を行う構成とし、また、前記画像デ
ータより造影剤による画像データの他との識別の可否を
判別して否の場合には造影剤注入の増量指令を発生する
手段と、前記被験者の生体信号より心運動の状態を検出
し、心室拡張期に同期して前記造影剤注入指令を発生し
、また心室の拡張、縮小時に前記Ｘ線装置に撮影指令を
与える手段とを設けて成り、心運動に同期させてＸ線撮
影と造影剤注入を行うと共に造影剤注入は最小限の量と
し　このとき得られた画像データから必要なデータと不
要なデータとの識別が可能か否かを判別し、否の場合に
は造影剤の増量指令を与えて増量し、再び画像データの
チェックを行って造影剤の注入量が必要最小限の量で済
むよう自動調整するようにしたので、むやみな造影剤注
入量を与える心配がなく、従って、造影剤注入時の被験
者の負担も最小限で済み、注入時の生命の安全性がより
高くなる他、造影剤注入は心室拡張期に成されるので、
この点においても被験者の安全と負担軽減が図れ、しか
も、診断上必要な心室の拡張時及び縮小時にＸ線撮影が
成されるので、無駄のない撮影ができるなど優れた特徴
を有するＸ線診断装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図の画像判定装置の構成を示すブロック図、第３図
は一枚分の画像における画像データの濃度ヒストグラム
例を示す図である。 画像判定装置、１６・・・造影剤注入装置、１７・・・
同期装置、２ノ・・・濃淡頻度算出装置、２２・・・ピ
ーク算出装置、２３・・・標準偏差算出装置、２４・・
・比較判定装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）造影剤注入装置によシ被験者の心室内に造影剤注
   入を行うと共にＸ線装置によシ該被験者にＸ線を曝射し
   てＸ線撮影を行い、このＸ線撮影によって得られた画像
   を画像データ変換手段によシ画像データに変換し、この
   画像データを処理して診断に必要な情報を得る診断装置
   において、前記造影剤注入装置は予め定めた最小限に設
   定注入量を設定されると共に増量指令を受けると定めら
   れた量だけ前記設定注入量を増量設定し、また、注入指
   令を受けると設定注入量分の造影剤注入を行う構成とし
   、また、前記画像データよシ造影剤による画像データの
   他との識別の可否を判別して否の場合は造影剤注入の増
   量指令を発生する判定手段と、前記被験者の生体信号よ
   り心運動の状態を検出し、心室拡張期に同期して前記造
   影剤注入指令を発生し、また心室の拡張、縮小時に前記
   Ｘ線装置に撮影指令を与える手段とを設けたことを特徴
   とするＸ線診断装置。 段
2. （２）判定手斬は画像データの濃度レベル毎ノヒストグ
   ラムを求める手段と、このヒストグラムより背景像に対
   応する領域の部分を除去する手段と、この除去後のヒス
   トグラムのピーク値を求める手段と、このピーク値を中
   心とするビする特許請求の範囲第１項記載のＸ線診断装
   置。