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JP5619942B2 - X-ray diagnostic apparatus and image processing apparatus - Google Patents

X-ray diagnostic apparatus and image processing apparatus Download PDF

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JP5619942B2 JP2013048452A JP2013048452A JP5619942B2 JP 5619942 B2 JP5619942 B2 JP 5619942B2 JP 2013048452 A JP2013048452 A JP 2013048452A JP 2013048452 A JP2013048452 A JP 2013048452A JP 5619942 B2 JP5619942 B2 JP 5619942B2
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Description

本発明は、パルスX線により被検体を撮像するX線診断装置及びX線の心臓冠状動脈造影診断に好適な画像処理装置に関する。   The present invention relates to an X-ray diagnostic apparatus for imaging a subject with pulsed X-rays and an image processing apparatus suitable for X-ray coronary angiography diagnosis.

血管内インターベンション治療直後に、血管造影撮像をおこない、造影剤が心筋へ流れ込むようすの時間変化を観測し、治療終了判断の支援をする手法がある。2000年にこの手法で予後が予測できるという論文(Gibson)が発表されて以来、この手法で薬効や手技技法の評価をおこなう例が多くなってきている。   There is a technique of performing angiographic imaging immediately after intravascular intervention treatment, observing a temporal change of the contrast agent flowing into the myocardium, and assisting in determining the end of treatment. Since the publication (Gibson) that prognosis can be predicted with this technique in 2000, there have been many examples of evaluating medicinal efficacy and technique using this technique.

この指標は臨床的に有用であることがエビデンスとれているのにもかかわらず、まだルーチンの臨床で毎日使われているには至っていない。原因として、被曝が増大すること、定量性が低いこと、が挙げられている。   Despite the evidence that this indicator is clinically useful, it has not yet been used daily in routine clinical practice. Causes include increased exposure and low quantitativeness.

血管形態観察を検査目的とする撮像法では一般的に図6のように撮像している。すなわち、心拍運動にして3〜5心拍、撮像時間にして5秒程度だけ、X線をパルス状に照射して画像を得ている。   In an imaging method for examination of blood vessel morphology, imaging is generally performed as shown in FIG. That is, an image is obtained by irradiating X-rays in a pulse shape for 3 to 5 heartbeats for a heartbeat exercise and for about 5 seconds for an imaging time.

一方、心筋灌流の計測を検査目的とする場合には、長時間にわたる撮像が必要になる。少なくとも5秒、一般に30秒程度、長くて60秒程度の継続観察が好ましいと考えられる。そこで、血管形態観察を目的とした撮像にこの心筋灌流を目的とした撮像を加えると図7のような撮像法が必要になる。   On the other hand, when measuring myocardial perfusion is intended for examination, imaging over a long period of time is required. It is considered that continuous observation for at least 5 seconds, generally about 30 seconds, and at most about 60 seconds is preferable. Therefore, when imaging for the purpose of myocardial perfusion is added to imaging for the purpose of blood vessel morphology observation, an imaging method as shown in FIG. 7 is required.

ここで別の案として、血管形態観察を目的とした撮像と、心筋灌流を目的とした撮像を別々にして合計2回の撮像をおこなうという考え方もある。しかしその場合は、投与する造影剤が2倍になってしまい、最も好ましくない。   Here, as another plan, there is also an idea that imaging for the purpose of blood vessel morphology observation and imaging for the purpose of myocardial perfusion are separately performed and imaging is performed twice in total. However, in that case, the contrast medium to be administered is doubled, which is most undesirable.

また、従来の血管観察用のX線診断装置、いわゆるX線アンジオ装置においては、冠状動脈造影は施行されるが、造影剤による心筋血流の定量的計測はできなかったので、別室や別の時間帯に核医学診断装置やMRI装置にて心筋血流を計測する必要があった。   Further, in a conventional X-ray diagnostic apparatus for blood vessel observation, so-called X-ray angio apparatus, coronary angiography is performed, but quantitative measurement of myocardial blood flow using a contrast agent cannot be performed. It was necessary to measure myocardial blood flow with a nuclear medicine diagnostic device or an MRI device during the time period.

冠状動脈に複数の狭窄が存在してそのいずれかの病変による虚血がある場合に、カテーテル室では心筋血流が計測できないので虚血の部位を簡単に特定できなかった。   When there are multiple stenosis in the coronary artery and there is ischemia due to any of these lesions, the myocardial blood flow cannot be measured in the catheter room, and the site of ischemia could not be easily identified.

冠状動脈の末梢血管の狭窄・塞栓・血栓の存在が疑われる場合に、その確認や血栓溶解剤による治療後の心筋血流回復確認が困難であった。 When the presence of stenosis, embolism, or thrombus in peripheral blood vessels in coronary arteries was suspected, it was difficult to confirm or confirm recovery of myocardial blood flow after treatment with a thrombolytic agent.

X線診断装置を用いて、心筋血流を計測し、画像表示することができなかった。
Relationship of TIMI Myocardial Perfusion Grade to Mortality After Administration of Thrombolytic Drugs, C. Michael Gibson, MS, MD; Christopher P. Cannon, MD; Sabina A. Murphy, MPH;Kathryn A. Ryan, BS; Rebecca Mesley, BS; Susan J. Marble, RN, MS; Carolyn H. McCabe, BS;Frans Van de Werf, MD, PhD; Eugene Braunwald, MD;, Circulation, 101, 125-130, 2000 Arnoud W.J. van 't Hof, MD; Aylee Liem, MD; Harry Suryapranata, MD; Jan C.A. Hoorntje, MD; Menko-Jan de Boer, MD; Felix Zijlstra, MD;, Angiographic Assessment of Myocardial Reperfusion in Patients Treated With Primary Angioplasty for Acute Myocardial Infarction, Myocardial Blush Grade, Circulation, 97, 2302-2306, 1998)
Myocardial blood flow could not be measured and displayed using an X-ray diagnostic apparatus.
Relationship of TIMI Myocardial Perfusion Grade to Mortality After Administration of Thrombolytic Drugs, C. Michael Gibson, MS, MD; Christopher P. Cannon, MD; Sabina A. Murphy, MPH; Kathryn A. Ryan, BS; Rebecca Mesley, BS; Susan J. Marble, RN, MS; Carolyn H. McCabe, BS; Frans Van de Werf, MD, PhD; Eugene Braunwald, MD ;, Circulation, 101, 125-130, 2000 Arnoud WJ van 't Hof, MD; Aylee Liem, MD; Harry Suryapranata, MD; Jan CA Hoorntje, MD; Menko-Jan de Boer, MD; Felix Zijlstra, MD ;, Angiographic Assessment of Myocardial Reperfusion in Patients Treated With Primary Angioplasty for Acute Myocardial Infarction, Myocardial Blush Grade, Circulation, 97, 2302-2306, 1998)

本発明の目的は、撮像時間が比較的長時間にわたる例えば血管形態観察目的と心筋灌流目的を兼ねた撮像において、被曝低減と造影剤量低減を実現することにある。
また本発明の目的は、心筋血流に関する有用な情報を提供することにある。
An object of the present invention is to realize a reduction in exposure and a reduction in the amount of contrast medium in, for example, imaging having both a vascular morphology observation purpose and a myocardial perfusion purpose in which the imaging time is relatively long.
Another object of the present invention is to provide useful information regarding myocardial blood flow.

本発明によるX線診断装置は、パルスX線を発生するX線源と、被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、前記X線検出器の出力に基づいて画像を発生する画像発生部と、前記パルスX線を撮像期間内に繰り返し発生させるとともに前記パルスX線の発生周期を前記撮像期間内で変化させるために前記X線源を制御する制御部とを具備する。
本発明に係る画像処理装置は、心臓冠状動脈造影撮影シーケンスのもとで発生された複数の画像のデータを記憶する記憶部と、前記複数の画像のデータに基づいて、心筋への血液供給領域に設定された基準領域に関する基準の時間濃度曲線と、心筋領域内に設定された複数の局所領域に関する複数の時間濃度曲線とを発生し、前記基準の時間濃度曲線に対する前記複数の時間濃度曲線の相関をそれぞれ表す複数の指標を演算する演算部とを具備する。
An X-ray diagnostic apparatus according to the present invention generates an image based on an X-ray source that generates pulsed X-rays, an X-ray detector that detects X-rays transmitted through a subject, and an output of the X-ray detector. An image generation unit; and a control unit that controls the X-ray source to repeatedly generate the pulse X-rays within the imaging period and to change the generation period of the pulse X-rays within the imaging period.
An image processing apparatus according to the present invention includes a storage unit that stores data of a plurality of images generated under a cardiac coronary angiography sequence, and a blood supply region to the myocardium based on the data of the plurality of images Generating a reference time density curve related to the reference area set to, and a plurality of time density curves related to a plurality of local areas set in the myocardial area, and And an arithmetic unit that calculates a plurality of indices each representing a correlation.

本発明によれば、撮像時間が比較的長時間にわたる例えば血管形態観察目的と心筋灌流目的を兼ねた撮像において、被曝低減と造影剤量低減を実現することができる。
また本発明によれば、心筋血流に関する有用な情報を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to achieve a reduction in exposure and a reduction in the amount of contrast medium in imaging, for example, for both vascular morphology observation purposes and myocardial perfusion purposes for which the imaging time is relatively long.
Moreover, according to this invention, useful information regarding myocardial blood flow can be provided.

(第1実施形態)
以下、図面を参照して、本発明の第1実施形態を説明する。
まず、以下の説明で用いる用語について次の通り定義する。
パルスレート;パルスX線を被検体に照射する頻度を規定する指標であり、単位時間(1秒又は1分)又は1心拍あたりのパルスX線の照射回数を、単位(回/秒、回/分)又は(回/心拍)で表したものであり、単位時間で撮像する画像枚数を表すフレームレートはパルスレートに実質的に等価である。なお、パルスX線の照射には、X線管球からパルスX線を発生してそのまま被検体に照射する形態だけでなく、連続的にX線を発生し、X線シャッター等でパルスX線を生成して被検体に照射する形態も含む。
灌流;心筋への血液の流れを表す。
R波;心電波形のピーク波を表す。
RR間隔;R波とR波の間の時間間隔を表す。
mA;X線管球の電極間に流れる管電流であり、パルスX線の高さを表す指標として用いられる。
パルス幅;パルスX線の継続時間を表し、単位はmsecである。
mAs;管電流とパルス幅を掛け算した管電流時間積であり、X線の強度を表す指標として用いられる。
プロトコル;各種条件をまとめて保存してあるパラメータのセット
ブラッシュ(Blush);心筋に造影剤が流れ込む程度をGibsonらが半定量化した数値である。
コントロール画像;基準画像
図1は、本実施形態に係るX線撮影装置を示している。X線撮影装置は、ガントリ100を有する。ガントリ100は、Cアーム7を有する。Cアーム7は、支持機構6に回転自在に支持される。Cアーム7の一端にはX線発生部2が取り付けられる。X線発生部2は、X線管球21とX線コリメータ22を有する。高電圧発生部1は、X線管球22の電極間に印加する高電圧(管電圧)を発生し、またX線管球22のフィラメントに供給するフィラメント電流を発生する。高電圧制御部20は、システム制御部8の制御に従って、高電圧発生部1で発生する管電圧及び/又はフィラメント電流を制御する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, terms used in the following description are defined as follows.
Pulse rate; an index that regulates the frequency of irradiating a subject with pulse X-rays. The number of pulse X-ray irradiations per unit time (1 second or 1 minute) or 1 heart rate is expressed in units (times / second, times / The frame rate representing the number of images taken per unit time is substantially equivalent to the pulse rate. The pulse X-ray irradiation is not limited to a mode in which pulse X-rays are generated from an X-ray tube and irradiated on the subject as it is, but X-rays are continuously generated and pulse X-rays are emitted by an X-ray shutter or the like. The form which produces | generates and irradiates a subject is also included.
Perfusion; refers to the flow of blood to the heart muscle.
R wave; represents the peak wave of the electrocardiogram waveform.
RR interval; represents the time interval between R and R waves.
mA: A tube current flowing between the electrodes of the X-ray tube and used as an index representing the height of the pulse X-ray.
Pulse width: represents the duration of a pulse X-ray, and its unit is msec.
mAs: tube current time product obtained by multiplying the tube current and the pulse width, and used as an index representing the intensity of X-rays.
Protocol: A set of parameters in which various conditions are stored together
Blush: Gibson et al. Semi-quantified the amount of contrast medium flowing into the myocardium.
Control Image; Reference Image FIG. 1 shows an X-ray imaging apparatus according to this embodiment. The X-ray imaging apparatus has a gantry 100. The gantry 100 has a C-arm 7. The C arm 7 is rotatably supported by the support mechanism 6. An X-ray generator 2 is attached to one end of the C arm 7. The X-ray generator 2 includes an X-ray tube 21 and an X-ray collimator 22. The high voltage generator 1 generates a high voltage (tube voltage) applied between the electrodes of the X-ray tube 22 and generates a filament current to be supplied to the filament of the X-ray tube 22. The high voltage controller 20 controls the tube voltage and / or the filament current generated by the high voltage generator 1 according to the control of the system controller 8.

Cアーム7の他端にはX線検出部5が取り付けられる。X線検出部5は、寝台4に載置される被検体3を挟んで、X線発生部2のX線管球22に対峙する。X線検出部5は、典型的には、入射X線を直接的又は間接的に電荷に変換する複数の検出素子(画素)が2次元状に配列されてなる固体平面検出器である。X線検出部5は、システム制御部8の制御により典型的には電荷蓄積、電荷読出及びリセットからなる1サイクルの検出動作を一定周期で繰り返す。   An X-ray detector 5 is attached to the other end of the C arm 7. The X-ray detection unit 5 faces the X-ray tube 22 of the X-ray generation unit 2 across the subject 3 placed on the bed 4. The X-ray detection unit 5 is typically a solid flat detector in which a plurality of detection elements (pixels) that directly or indirectly convert incident X-rays into electric charges are two-dimensionally arranged. The X-ray detector 5 typically repeats a one-cycle detection operation consisting of charge accumulation, charge readout, and reset at a constant period under the control of the system controller 8.

画像演算・記憶部10は、X線検出部5からの出力に基づいて画像のデータを発生する機能、画像のデータを記憶する機能、画像のデータを処理する機能を有している。システム制御部8は、インジェクタ15から被検体3へ造影剤を注入を開始する時点でインジェクタ15から出力される注入開始信号、被検体への造影剤注入を終了する時点でインジェクタ15から出力される注入終了信号と、心電計16で測定された被検体3の心電図(ECG)とに基づいて、後述のように撮像動作を制御することを主な機能として有している。システム制御部8には操作部9が接続される。操作部9には、ハンドスイッチ12、ディスプレイ及びタッチパネル等を有するユーザインタフェース14が設けられる。   The image calculation / storage unit 10 has a function of generating image data based on an output from the X-ray detection unit 5, a function of storing image data, and a function of processing image data. The system control unit 8 outputs an injection start signal output from the injector 15 when the injection of the contrast agent from the injector 15 to the subject 3 is started, and is output from the injector 15 when the injection of the contrast agent into the subject is completed. Based on the injection end signal and the electrocardiogram (ECG) of the subject 3 measured by the electrocardiograph 16, the main function is to control the imaging operation as described later. An operation unit 9 is connected to the system control unit 8. The operation unit 9 is provided with a user interface 14 having a hand switch 12, a display, a touch panel, and the like.

図2にはシステム制御部8による撮像動作を示している。撮像に先だって、被検体に対しカテーテルが挿入され、例えば心臓冠状動脈入り口部まで進められ、その位置で造影検査が開始される。   FIG. 2 shows an imaging operation by the system control unit 8. Prior to imaging, a catheter is inserted into the subject and advanced to, for example, the heart coronary artery entrance, and a contrast examination is started at that position.

検査開始とともに、パルスX線の発生が開始される。パルスX線の発生開始からパルスX線の発生終了までの撮像期間は、システム制御部8による撮像制御、より具体的にはパルスX線の発生制御の相違により、順番に3つの区間(A)、(B)、(C)に区分されることができる。   With the start of inspection, generation of pulse X-rays is started. The imaging period from the start of generation of pulse X-rays to the end of generation of pulse X-rays is divided into three sections (A) in order due to differences in imaging control by the system control unit 8, more specifically, generation control of pulse X-rays. , (B), (C).

区間(A)は造影剤がまだ投与されていない期間であり、その時間長は約1〜3心拍程度である。区間(A)では、心電同期のもとでパルスX線は不定周期で繰り返し発生される。例えば、区間(A)では、システム制御部8は心電図(ECG)のR波を検出し、RR間隔から心臓拡張末期を同定し、その時点でのみパルスX線を発生させる。つまり、区間(A)のパルスレートは1回/心拍であり、パルスX線は不定周期で繰り返し発生される。   The section (A) is a period in which the contrast medium is not yet administered, and the time length is about 1 to 3 heartbeats. In the section (A), pulse X-rays are repeatedly generated at an indefinite period under electrocardiographic synchronization. For example, in the section (A), the system control unit 8 detects an R wave of the electrocardiogram (ECG), identifies the end diastole from the RR interval, and generates a pulse X-ray only at that time. That is, the pulse rate in the section (A) is 1 time / heartbeat, and pulse X-rays are repeatedly generated at an indefinite period.

X線検出部5の検出動作は、区間(A)を含めて、区間(A)、区間(B)及び区間(C)の全撮像期間にわたって、クロックに同期して、例えば30サイクル/秒(30fps)のフレームレートの逆数の一定周期で繰り返される。   The detection operation of the X-ray detection unit 5 includes, for example, 30 cycles / second in synchronization with the clock over the entire imaging period including the section (A), the section (A), the section (B), and the section (C). (30 fps) is repeated at a constant cycle that is the inverse of the frame rate.

なお、心電同期として且つ一定周期(例えば30fpsの逆数)で収集方法を採用してもよい。具体的には、図8に示すように、例えば一定周期(例えば30fpsの逆数)で収集している間にR波を検出したら、それまで一定周期で照射していたリズムをリセットし、再び一定周期(例えば30fpsの逆数)で収集する。この手法によれば、R波直後のフレームはどの心拍でも心電同期がとれていることになり、且つその後は高速に例えば30fpsで収集される。   Note that a collection method may be employed as the electrocardiogram synchronization and at a constant cycle (for example, the reciprocal of 30 fps). Specifically, as shown in FIG. 8, for example, if an R wave is detected during collection at a fixed period (for example, the reciprocal of 30 fps), the rhythm that has been irradiated at a fixed period until then is reset and fixed again. Collect at a period (for example, the reciprocal of 30 fps). According to this technique, the frame immediately after the R wave is synchronized with the electrocardiogram at any heartbeat, and thereafter, it is collected at a high speed, for example, 30 fps.

また、一定の周期(例えば30fpsの逆数)で収集する区間において、図9に示すように、心電同期とし且つ一定の周期(例えばRR間隔の1/10)で収集してもよい。具体的には、例えば一定周期(例えば30fpsの逆数)で収集している間にR波を検出したとき、それまで一定周期で照射していたリズムをリセットし、RR間隔を計算してRR間隔の10分の1の時間を計算し、次の心拍周期では当該計算された周期(一定周期)で収集する。この手法によれば、R波直後のフレームはどの心拍でも心電同期がとれていることになり、且つその後は高速に収集される。   Further, in a section in which collection is performed at a constant cycle (for example, the reciprocal of 30 fps), as shown in FIG. 9, ECG synchronization may be performed and collection may be performed at a certain cycle (for example, 1/10 of the RR interval). Specifically, for example, when an R wave is detected while collecting at a fixed period (for example, the reciprocal of 30 fps), the rhythm that has been irradiated at a fixed period is reset, and the RR interval is calculated to calculate the RR interval. 1/10 of the time is calculated, and the next heartbeat cycle is collected at the calculated cycle (constant cycle). According to this method, the frame immediately after the R wave is synchronized with the electrocardiogram at any heartbeat, and thereafter, it is collected at a high speed.

パルスX線の発生周期に対応する画像データが画像演算記憶部10に記憶される。しかし、パルスX線が発生しない周期に対応する画像データは画像演算記憶部10に記憶されない。画像のデータは、造影前の区間(A)を後述の区間(B)、(C)と区別するコードとともに記憶される。   Image data corresponding to the generation period of the pulse X-ray is stored in the image calculation storage unit 10. However, image data corresponding to a period in which no pulse X-ray is generated is not stored in the image calculation storage unit 10. The image data is stored together with a code for distinguishing the section (A) before contrast from the sections (B) and (C) described later.

インジェクタ16のトリガ操作により造影剤の注入が開始される。インジェクタ16からシステム制御部8に造影剤注入開始信号が供給される。システム制御部8は、造影剤注入開始時点から予め決められた遅延時間Δt1を経過した時点で区間(A)を終了し、区間(B)を開始する。遅延時間Δt1は、インジェクタ16から造影剤注入信号が出力された時点から造影剤がカテーテル先端から出るまでに要する時間、例えば約1秒に設定される。   Injection of a contrast agent is started by a trigger operation of the injector 16. A contrast medium injection start signal is supplied from the injector 16 to the system controller 8. The system control unit 8 ends the section (A) and starts the section (B) when a predetermined delay time Δt1 has elapsed from the start of contrast agent injection. The delay time Δt1 is set to, for example, about 1 second from the time when the contrast medium injection signal is output from the injector 16 until the contrast medium exits from the catheter tip.

区間(B)では、パルスX線は一定周期で繰り返し発生される。例えば、区間(B)では、システム制御部8は、クロックに同期して、検出動作の30サイクル/秒(30fps)のフレームレートと同じパルスレート(30回/秒)の逆数の一定周期で繰り返しパルスX線を発生させる。パルスX線の時間幅(継続時間)は、X線検出部5の検出動作における電荷蓄積期間長と等価に設定される。結果的に、パルスX線はX線検出部5の検出サイクルに同期して発生される。区間(B)では、画像データが30fpsのフレームレートで発生され、全て画像演算記憶部10に記憶される。画像のデータは、造影期間中の区間(B)を区間(A)、(C)と区別するコードとともに記憶される。   In the section (B), the pulse X-ray is repeatedly generated at a constant period. For example, in the section (B), the system control unit 8 repeats at a constant cycle of the reciprocal number of the same pulse rate (30 times / second) as the frame rate of 30 cycles / second (30 fps) of the detection operation in synchronization with the clock. Pulse X-rays are generated. The time width (duration time) of the pulse X-ray is set to be equivalent to the charge accumulation period length in the detection operation of the X-ray detector 5. As a result, the pulse X-ray is generated in synchronization with the detection cycle of the X-ray detector 5. In the section (B), image data is generated at a frame rate of 30 fps, and is all stored in the image calculation storage unit 10. Image data is stored together with a code that distinguishes the section (B) in the contrast period from the sections (A) and (C).

インジェクタ16は予め決められた量の造影剤の注入が完了した時点でシステム制御部8に造影剤注入終了信号を供給する。システム制御部8は、造影剤注入終了時点から予め決められた遅延時間Δt2を経過した時点で区間(B)を終了し、区間(C)を開始する。遅延時間Δt2は、遅延時間Δt1より長く、例えばインジェクタ16から造影剤注入信号が出力された時点から造影剤がカテーテル先端から出るまでに要する時間の2倍の時間(約2秒)に設定される。区間(B)は、例えば約3〜5心拍程度又は5秒程度の時間である。   The injector 16 supplies a contrast medium injection end signal to the system control unit 8 when the injection of a predetermined amount of contrast medium is completed. The system control unit 8 ends the section (B) and starts the section (C) when a predetermined delay time Δt2 has elapsed from the end of contrast agent injection. The delay time Δt2 is longer than the delay time Δt1, and is set to, for example, a time (about 2 seconds) that is twice the time required for the contrast agent to exit from the catheter tip after the contrast agent injection signal is output from the injector 16. . The section (B) is, for example, about 3 to 5 heartbeats or about 5 seconds.

区間(C)は、区間(A)と同様に、心電同期のもとでパルスX線は不定周期で繰り返し発生される。区間(C)でも、システム制御部8は心電図(ECG)のR波を検出し、RR間隔から心臓拡張末期を同定し、その時点でのみパルスX線を発生させる。区間(C)のパルスレートは1回/心拍であり、パルスX線は不定周期で繰り返し発生される。画像のデータは、造影後の区間(C)を区間(A)、(B)と区別するコードとともに記憶される。   In the section (C), similarly to the section (A), pulse X-rays are repeatedly generated at an indefinite period under the synchronization of the electrocardiogram. Even in the section (C), the system control unit 8 detects the R wave of the electrocardiogram (ECG), identifies the end diastole from the RR interval, and generates a pulse X-ray only at that time. The pulse rate in the section (C) is 1 time / heartbeat, and pulse X-rays are repeatedly generated at an indefinite period. The image data is stored together with a code for distinguishing the post-contrast section (C) from the sections (A) and (B).

なお、上述の説明では、区間(A)、(C)は、心電同期による不定周期でパルスX線を発生しているが、図3に示すように、一定周期でパルスX線を繰り返し発生するものであってもよい。典型的には、区間(A)、(C)のパルスX線は、区間(B)の周期(1/30秒)より長い一定周期(1秒)で繰り返し発生される。この場合、区間(B)のパルスレートは、1回/秒となる。   In the above description, in the sections (A) and (C), pulse X-rays are generated at an indefinite period due to electrocardiogram synchronization. However, as shown in FIG. 3, pulse X-rays are repeatedly generated at a constant period. You may do. Typically, the pulse X-rays in the sections (A) and (C) are repeatedly generated at a constant period (1 second) longer than the period (1/30 seconds) in the section (B). In this case, the pulse rate in the section (B) is 1 time / second.

上記パルスレート制御によれば、全期間にわたって高いパルスレートを継続するよりも被曝を低減することができる。しかも、関心部位に造影剤が流通する期間は、比較的高い時間分解能を確保することができる。それ以外の期間は、比較的低い時間分解能であっても、診断に要する心臓拡張末期の画像を収集することができる。   According to the pulse rate control described above, exposure can be reduced as compared with the case where the high pulse rate is continued over the entire period. In addition, a relatively high time resolution can be ensured during the period in which the contrast medium is distributed to the site of interest. During the other periods, images of the end diastole required for diagnosis can be collected even with relatively low time resolution.

区間(C)の終了は、画像演算記憶部10の画像処理結果を受けてシステム制御部8により判定される。例えば、区間(C)に収集される画像各々から、区間(A)で収集した複数の画像から発生された基準画像(コントロール画像)を差分し、得られた差分画像の全体又は局所領域の濃度合計又は平均濃度(測定値)をリアルタイムで測定する。上記コントロール画像は、区間(A)で収集された複数の画像の平均画像として画像演算記憶部10により発生され、記憶される。平均処理によりランダムノイズが抑制され得る。   The end of the section (C) is determined by the system control unit 8 in response to the image processing result of the image calculation storage unit 10. For example, a reference image (control image) generated from a plurality of images collected in the section (A) is subtracted from each of the images collected in the section (C), and the density of the whole or local region of the obtained difference image The total or average concentration (measured value) is measured in real time. The control image is generated and stored by the image calculation storage unit 10 as an average image of a plurality of images collected in the section (A). Random noise can be suppressed by the averaging process.

差分画像の測定値は、図4に例示するように、初期値L0から、撮影部位又は関心部位への造影剤流入に伴って時間経過とともに変化し(図4では低くなり)、造影剤流出に伴って初期値L0に戻っていく。そこで濃度の初期値L0に近似するしきい値を、例えば、0.9<a<1として、a・L0の値に予め設定しておき、測定値が当該しきい値に達した時刻t4で、システム制御部8は高電圧制御部20にX線照射中止信号を出力する。高電圧制御部20は、システム制御部8からX線照射中止信号を受け、高電圧発生部1からX線管球21への管電圧の印加を終了する。なお、区間(C)が例えば30秒を経過した場合には、システム制御部8は、測定値がしきい値以下にならなくとも、X線照射中止信号を出力して、X線照射を強制的に終了させる。   As illustrated in FIG. 4, the measured value of the difference image changes from the initial value L0 with the passage of the contrast agent to the imaging region or the region of interest as time passes (lower in FIG. 4). Along with this, it returns to the initial value L0. Therefore, a threshold value approximating the initial density value L0 is set to a value of a · L0 in advance, for example, 0.9 <a <1, and at time t4 when the measured value reaches the threshold value. The system control unit 8 outputs an X-ray irradiation stop signal to the high voltage control unit 20. The high voltage control unit 20 receives the X-ray irradiation stop signal from the system control unit 8 and ends the application of the tube voltage from the high voltage generation unit 1 to the X-ray tube 21. In addition, when the section (C) has passed, for example, 30 seconds, the system control unit 8 outputs an X-ray irradiation stop signal and forcibly X-ray irradiation even if the measured value does not become the threshold value or less. Quit.

区間(C)の終了は、図4に破線で示す濃度時間曲線の傾斜によって判定しても良い。画像演算記憶部10で繰り返し計算した濃度時間曲線の傾斜が、水平に近似したしきい値に達した時刻t3に区間(C)は終了する。   The end of the section (C) may be determined by the slope of the concentration time curve indicated by the broken line in FIG. The section (C) ends at time t3 when the gradient of the density time curve repeatedly calculated in the image calculation storage unit 10 reaches a threshold value approximated horizontally.

なお、画像演算記憶部10では、様々な画像処理機能を有する。例えば、区間(B)で得られた画像から心筋灌流に必要な画像を抜き出す。これには区間(B)で収集した画像から心臓拡張末期の時刻に最も近い画像を各心拍ごとに特定する。区間(B)では30fpsで画像収集されているため、最大でも時間ずれ誤差は33msec以内となる。これは心筋灌流計測には十分に問題のないずれ量である。区間(B)で特定された複数の画像各々と、区間(C)で得られた複数の画像から選択された画像とを合成することにより、合成画像を生成する。複数の合成画像から、区間(A)のコントロール画像を差分して、複数の差分画像を生成する。複数の差分画像を区間(B)内での時間経過に従って配列して表示することにより、造影剤の流出の様子を把握することができる。   The image calculation storage unit 10 has various image processing functions. For example, an image necessary for myocardial perfusion is extracted from the image obtained in the section (B). For this, an image closest to the time of the end diastole is identified for each heartbeat from the images collected in the section (B). Since the image is collected at 30 fps in the section (B), the time shift error is within 33 msec at the maximum. This is an amount that is sufficiently problematic for myocardial perfusion measurement. A composite image is generated by combining each of the plurality of images specified in the section (B) and an image selected from the plurality of images obtained in the section (C). A plurality of difference images are generated by subtracting the control images in the section (A) from the plurality of synthesized images. By arranging and displaying a plurality of difference images according to the passage of time in the section (B), it is possible to grasp the state of the contrast agent flowing out.

なお、上記説明では、造影剤の注入開始/終了により、自動的に区間の切り替え、つまりパルスレート(フレームレート)を変化させるようにしているが、オペレータによる操作部9のパルスレート切り替え指示により、任意の時点でパルスレートを手動で切り替えるようにしてもよい。   In the above description, the section is switched automatically, that is, the pulse rate (frame rate) is changed by the start / end of the injection of the contrast agent. However, according to the pulse rate switching instruction of the operation unit 9 by the operator, The pulse rate may be manually switched at an arbitrary time.

上記説明では、3区間としたが、最初の区間(A)をなくして2区間でもよい。この場合コントロール画像は区間(B)の最初のほうのフレームを用いる。   In the above description, the three sections are used. However, the first section (A) may be omitted and two sections may be used. In this case, the control frame uses the first frame of the section (B).

差分画像を得た後、定量的な評価をする場合がある。この場合、画像上に関心領域(ROI)を設定し、その値を読む。   After obtaining the difference image, quantitative evaluation may be performed. In this case, a region of interest (ROI) is set on the image and the value is read.

尚、厳密さを要する場合は、血管関心領域と心筋関心領域の間の時間差を考慮するのがよい。すなわち血流は太い血管を流れた後に小血管を得て心筋に達するため、時間差がうまれる。実際には300msec〜1sec程度の時間差がある。病変を有する患者ではこの時間差がさらに長くなる。そこで、太い血管に血管関心領域を設定した場合は、結果、関心領域のデータは、時刻0から(T−τ)までを積算し、これに対する心筋関心領域は、時刻Tのデータを取ることが好ましい。こうした厳密なことをしたい場合には、先の画像収集において1心拍に2枚のデータを取ることが好ましく、すなわち1心拍に2回のX線パルス照射をする。   When strictness is required, it is preferable to consider the time difference between the vascular region of interest and the myocardial region of interest. In other words, since the blood flow flows through a thick blood vessel and then obtains a small blood vessel and reaches the myocardium, there is a time difference. Actually, there is a time difference of about 300 msec to 1 sec. This time difference is even longer in patients with lesions. Therefore, when a vascular region of interest is set for a thick blood vessel, as a result, the data of the region of interest can be accumulated from time 0 to (T−τ), and the myocardial region of interest for this can take data at time T. preferable. When it is desired to do such strict things, it is preferable to take two pieces of data for one heartbeat in the previous image acquisition, that is, X-ray pulse irradiation is performed twice for one heartbeat.

上記定量計測において、さらにノイズを低減したい場合は、近傍フレームで平均処理をするとよい。すなわち図5に示すように、心臓動きが少ない瞬間に、複数、例えば2つのパルスX線を一体として発生し、それに伴って収集される2画像を平均した画像から計測を行う。これにより1画像だけの場合よりもノイズが低減される。ただし心臓動きの要素が加算されてしまうので、心臓動きがほとんど無い時間で複数パルスを出すことが必須である。あるいは動き補正をするという手段もある。   In the above-described quantitative measurement, when it is desired to further reduce the noise, it is preferable to perform an averaging process on neighboring frames. That is, as shown in FIG. 5, at the moment when the heart motion is small, a plurality of, for example, two pulse X-rays are generated as one body, and the measurement is performed from an averaged image of the two images. Thereby, noise is reduced as compared with the case of only one image. However, since the elements of the heart motion are added, it is essential to output a plurality of pulses in a time when there is almost no heart motion. Alternatively, there is a means for correcting motion.

この心筋灌流の画像および定量数値を得るのは、空間的に粗くても大丈夫である。そこで例えば生画像が1024×1024マトリクスの画像であっても、心筋灌流画像は256×256マトリクスでもよい。そこで心拍同期収集区間では画素加算して画像収集することにより、画像を粗くするかわりに、1画素あたりのX線吸収量が少なくててもよいようにする。例えば4画素加算する場合は、X線量を1/4にする。   It is okay to obtain the myocardial perfusion image and quantitative value even if it is spatially rough. Therefore, for example, even if the raw image is an image of 1024 × 1024 matrix, the myocardial perfusion image may be a 256 × 256 matrix. In view of this, in the heartbeat synchronization collection period, the image is collected by adding pixels so that the X-ray absorption amount per pixel may be small instead of making the image coarse. For example, when adding 4 pixels, the X-ray dose is reduced to 1/4.

心筋灌流を計算するためには、フレーム間でX線条件が変わってはならない。X線条件が変わってしまうと画像の濃度も変わってしまうので、何を測っているのか意味がなくなる。よって提案する収集方法のうち少なくとも1心拍に1枚の画像は、kVおよびmA、msecを同一にして撮像する。   In order to calculate myocardial perfusion, the X-ray conditions must not change between frames. If the X-ray conditions change, the density of the image also changes, so it makes no sense what is being measured. Therefore, at least one image per heartbeat in the proposed collection method is taken with the same kV, mA, and msec.

ここでさらなる工夫としては、kVのみは固定とし、mAsは変動させてもよい。この場合はフレームごとのmAs値を記録しておき、心筋灌流画像を作成する場合は記録したmAs値に基づいて画像を補正してあげる。これが成り立つ理由は単純なX線物理式を参照すればよく、mAsの変動は単純に濃度の変動に比例する。   Here, as a further contrivance, only kV may be fixed and mAs may be varied. In this case, the mAs value for each frame is recorded, and when creating a myocardial perfusion image, the image is corrected based on the recorded mAs value. The reason why this is true may be referred to a simple X-ray physical equation, and the fluctuation in mAs is simply proportional to the fluctuation in concentration.

その他、以下の通り、様々な変形が可能である。
最終区間(C)の終了判定のために画像濃度値をしきい値と比較したが、所望の灌流計算値をリアルタイムに計算し、計算に十分なデータが得られたら終了判定をするものであってもよい。その他に、区間(C)において十分なデータが得られたら撮像終了する、近似曲線が描けるのに十分なデータが得られたら撮像終了するものとしてもよい。そのとき、区間(C)において十分なデータが得られたら撮像を終了してよい旨を通知し、オペレータの終了指示を待機するようにしてもい。当該通知は、メッセージ表示、ピピピ等の音を鳴らすことにより行われる。
In addition, various modifications are possible as follows.
The image density value was compared with a threshold value to determine the end of the final section (C). The desired perfusion calculation value was calculated in real time, and the end determination was made when sufficient data was obtained for the calculation. May be. In addition, the imaging may be terminated when sufficient data is obtained in the section (C), and the imaging may be terminated when sufficient data is obtained to draw an approximate curve. At that time, if sufficient data is obtained in the section (C), it may be notified that the imaging may be ended, and an operator's end instruction may be waited. The notification is performed by sounding a message display, a beep, or the like.

画像演算記憶部10で撮像期間中にリアルタイムで灌流計測値を計算し、表示部11に表示する。
一定周期でパルスX線を発生する区間と、心電同期でパルスX線を発生する区間とをオペレータによる手動で切り替えるようにしてもよい。例えば、操作部9に設けられた撮像ボタンが2段階になっていて押し方で切り替わる。サブボタンを有し、メインボタンだけでは一定周期でパルスX線を発生するが、メインとサブを同時に押している間は心拍同期でパルスX線を発生する。サブボタンは、メインボタンの近傍にあってもよいし、離れていても良い(フットスイッチと手元スイッチ)。最終区間においてはオペレータが撮像ボタンを離したら終わりとする。
The perfusion measurement value is calculated in real time during the imaging period in the image calculation storage unit 10 and displayed on the display unit 11.
A section where pulse X-rays are generated at a constant period and a section where pulse X-rays are generated in synchronization with electrocardiogram may be manually switched by an operator. For example, the imaging button provided in the operation unit 9 has two stages and is switched by pressing. Although it has a sub button and only the main button generates pulse X-rays at a fixed period, it generates pulse X-rays in sync with the heartbeat while pressing the main and sub simultaneously. The sub button may be in the vicinity of the main button or may be separated (a foot switch and a hand switch). When the operator releases the image pickup button in the last section, the operation ends.

心拍同期においては、1心拍につき1照射(1パルス)とするとき、1照射は、心臓収縮末期、心臓拡張末期、心臓拡張中期のいずれかがオペレータにより選択される。   In the heartbeat synchronization, when one irradiation (one pulse) is performed for one heartbeat, one of the end systole, the end diastole, and the middle diastole is selected for one irradiation by the operator.

1心拍につき2照射(2パルス)のとき、例えば、第1照射はR波から所定後、第2照射はR波から異なる所定後とする。所定後とは、R波からの絶対時間で管理してもよいし、RR間隔を元にした相対時間で管理しても良い。例えば、第1照射は、心臓収縮末期、拡張末期、拡張中期、のいずれかとする。第2照射は、第1照射より所定時刻だけ前のタイミングとする。所定時刻とは計測点Aから計測点Bまでに造影剤が流れ込むのに要する時間とする
1心拍につき3照射(3パルス)以上とし、3パルスは隣接していて、得られる複数画像は平均化のために利用される。複数心拍につき1照射(1パルス)とする。区間(B)の心拍同期撮像の時間が所定の時間を超えた場合には、自動的にK心拍につき1照射(1パルス)に移行する。
In the case of 2 irradiations (2 pulses) per heartbeat, for example, the first irradiation is after a predetermined time from the R wave, and the second irradiation is after a predetermined time different from the R wave. The term “after” may be managed by an absolute time from the R wave, or may be managed by a relative time based on the RR interval. For example, the first irradiation is any one of the end systole, the end diastole, and the middle diastole. The second irradiation has a timing that is a predetermined time before the first irradiation. The predetermined time is the time required for the contrast medium to flow from measurement point A to measurement point B. Three irradiations (3 pulses) or more per heartbeat, 3 pulses are adjacent, and the obtained multiple images are averaged. Used for. One irradiation (one pulse) per multiple heartbeats. When the time of heartbeat synchronous imaging in the section (B) exceeds a predetermined time, the system automatically shifts to 1 irradiation (1 pulse) per K heartbeat.

心拍同期の照射においては、X線エネルギーを同一にする。全てのパルスX線で同じkVとmAsを用いることを基本とするが、kVを同じとするが、mAsは異なるものとしてもよい。そのときmAs値を記録し、後段処理で補正する。   The X-ray energy is the same in the heartbeat-synchronized irradiation. Although the same kV and mAs are basically used for all the pulse X-rays, the kV is the same, but the mAs may be different. At that time, the mAs value is recorded and corrected by a subsequent process.

再生時には、見やすいように画像処理して表示する。パルスレートが変化する制御のもとで収集された複数の画像のデータから、一定間隔の画像のデータを生成することを考慮し、区間(A、C)、(B)ともに、共通のクロックに対して、パルスX線の発生タイミングを同期させる。これによりデータ生成時は必ず同じ心位相のデータが生成できる。   During playback, the image is processed and displayed for easy viewing. Considering the generation of image data at a fixed interval from the data of a plurality of images collected under control with varying pulse rates, both sections (A, C) and (B) are used as a common clock. On the other hand, the generation timing of the pulse X-ray is synchronized. As a result, the data with the same cardiac phase can always be generated when generating data.

区間(A、C)においても、区間(B)と同じ周期で画像を収集してもよい。心電同期による画像列を生成する際には、最も近い時刻の画像を特定して生成する。一定周期の画像群と、心拍間隔の画像群、とを別々に再生する。再生する時は、実時間で再生表示する。   In the sections (A, C), images may be collected at the same cycle as the section (B). When an image sequence based on electrocardiogram synchronization is generated, an image at the closest time is specified and generated. An image group with a fixed period and an image group with a heartbeat interval are reproduced separately. When playing back, it is displayed in real time.

(第2実施形態)
以下図面を参照して第2実施形態を説明する。まず、以下説明で用いる用語について次の通り定義する。
心筋灌流;心筋濃染、心筋パーフュージョン(Perfusion)、心筋ブラッシュ(Blush)、これらは技術的には厳密には異なるが、血液が毛細血管から心筋へ流出入する現象を表現する。
微小灌流(micro circulation);毛細血管における血流の流れ。
X線アンジオ装置;X線診断装置の中の特に血管撮像を主用途とするものである。
X線画像;被検体を透過したX線の強度分布を表す画像であり、X線画像ともいう。
X線動画像;2次元検出器によって時間tにわたって繰り返し撮影された一連のX線画像のデータセットである。
冠状動脈撮像;造影剤により強調した冠状動脈内腔に関するX線画像を撮像することをいう。
冠状動脈;冠状動脈(coronary)
ピクセル;収集されたX線画像における画素
フュージョン画像;X線画像とX線画像とをオーバーレイにより合成した画像をいう。
自然対数;Ln
心位相;心電図信号によって検出されたR波を目印とし、R波から次のR波までの時間を100%で規格化し、現在のフレームの時刻を%で表現する。例えば心臓収縮末期の心位相は25%付近である。
(Second Embodiment)
The second embodiment will be described below with reference to the drawings. First, terms used in the following description are defined as follows.
Myocardial perfusion: Myocardial dense staining, myocardial perfusion, myocardial brush (Blush), which are technically different, express the phenomenon of blood flowing into and out of capillaries.
Micro circulation; blood flow in capillaries.
X-ray angio apparatus; mainly used for blood vessel imaging in an X-ray diagnostic apparatus.
X-ray image: an image representing the intensity distribution of X-rays transmitted through a subject, also referred to as an X-ray image.
X-ray moving image: A data set of a series of X-ray images taken repeatedly over time t by a two-dimensional detector.
Coronary artery imaging: Imaging of an X-ray image of the coronary artery lumen emphasized by a contrast medium.
Coronary artery; coronary artery
Pixel; pixel in the collected X-ray image
Fusion image: An image obtained by combining an X-ray image and an X-ray image by overlay.
Natural logarithm; Ln
Cardiac phase: The R wave detected by the electrocardiogram signal is used as a mark, the time from the R wave to the next R wave is normalized by 100%, and the time of the current frame is expressed by%. For example, the cardiac phase at the end systole is around 25%.

ROI;関心領域(Region Of Interest)
カテーテル室;カテーテル検査室、血管造影検査室、血管インターベンション治療室とほぼ同義である。
ROI: Region Of Interest
Catheter room; almost synonymous with catheter room, angiography room, and vascular interventional room.

図10に本実施形態に係るX線診断装置、ここではX線アンジオ撮影装置の外観を示し、図11に機能ブロック図を示す。X線撮影装置は、ガントリ100を有する。ガントリ100は、Cアーム7を有する。Cアーム7は、機構制御部6に回転自在に支持される。Cアーム7の一端にはX線発生部2が取り付けられる。X線発生部2は、X線管20とX線絞り器21を有する。高電圧発生部1は、X線管20の電極間に印加する高電圧(管電圧)を発生し、またX線管20のフィラメントに供給するフィラメント電流を発生する。高電圧制御部17は、システム制御部8の制御に従って、高電圧発生部1で発生する管電圧及び/又はフィラメント電流を制御する。   FIG. 10 shows the appearance of the X-ray diagnostic apparatus according to the present embodiment, here, the X-ray angiography apparatus, and FIG. 11 shows a functional block diagram. The X-ray imaging apparatus has a gantry 100. The gantry 100 has a C-arm 7. The C arm 7 is rotatably supported by the mechanism control unit 6. An X-ray generator 2 is attached to one end of the C arm 7. The X-ray generation unit 2 includes an X-ray tube 20 and an X-ray restrictor 21. The high voltage generator 1 generates a high voltage (tube voltage) applied between the electrodes of the X-ray tube 20 and generates a filament current to be supplied to the filament of the X-ray tube 20. The high voltage controller 17 controls the tube voltage and / or the filament current generated in the high voltage generator 1 according to the control of the system controller 8.

Cアーム7の他端にはX線検出部5が取り付けられる。X線検出部5は、検出器18と、検出器18の出力を処理して画像データを生成する画像データ生成部19とを有する。検出器18は寝台4に載置される被検体3を挟んで、X線発生部2のX線管20に対峙する。検出器18は、典型的には、入射X線を直接的又は間接的に電荷に変換する複数の検出素子(画素)が2次元状に配列されてなる固体平面検出器である。X線検出部5は、システム制御部8の制御により電荷蓄積、電荷読出及びリセットからなる1サイクルの検出動作を一定周期で繰り返す。被検体3には心電図モニタ端子15が装着される。心電図モニタ受信部16は心電図モニタ端子15からの信号を受信し、被検体3の心電図のデータを発生する。システム制御部8には操作部9が接続される。操作部9には、ハンドスイッチ12、ディスプレイ及びタッチパネル等を有するユーザインタフェース14が設けられる。   An X-ray detector 5 is attached to the other end of the C arm 7. The X-ray detection unit 5 includes a detector 18 and an image data generation unit 19 that processes the output of the detector 18 to generate image data. The detector 18 faces the X-ray tube 20 of the X-ray generation unit 2 with the subject 3 placed on the bed 4 interposed therebetween. The detector 18 is typically a solid flat detector in which a plurality of detection elements (pixels) that directly or indirectly convert incident X-rays into electric charges are two-dimensionally arranged. The X-ray detection unit 5 repeats a one-cycle detection operation including charge accumulation, charge read-out, and reset under a certain period under the control of the system control unit 8. An electrocardiogram monitor terminal 15 is attached to the subject 3. The electrocardiogram monitor receiving unit 16 receives a signal from the electrocardiogram monitor terminal 15 and generates electrocardiogram data of the subject 3. An operation unit 9 is connected to the system control unit 8. The operation unit 9 is provided with a user interface 14 having a hand switch 12, a display, a touch panel, and the like.

演算処理部23は、画像収集保存部10と画像処理部11とを有する。画像収集保存部10は、X線検出部5から出力される画像データを心位相データを関連付けて記憶する。画像処理部11は、心臓冠状動脈造影撮影シーケンスのもとで発生された複数の画像のデータに基づいて、心筋への血液供給領域としての冠状動脈上に設定された基準領域に関する時間濃度曲線(基準時間濃度曲線)に対する、心筋領域内に設定された複数の局所領域に関する複数の時間濃度曲線の相関をそれぞれ表す複数の指標を演算するとともに、指標のマップを作成し、マップを冠状動脈像と合成して合成画像を発生する。なお、時間濃度曲線は、元画像の濃度を対象としても良いし、造影前のマスク画像と造影後のコントラスト画像との差分画像上の濃度(造影剤濃度の近似値)を対象としても良い。ここでは、差分画像上の濃度に関する時間濃度曲線として説明する。   The arithmetic processing unit 23 includes an image collection / storage unit 10 and an image processing unit 11. The image acquisition and storage unit 10 stores the image data output from the X-ray detection unit 5 in association with cardiac phase data. Based on the data of a plurality of images generated under the cardiac coronary angiography imaging sequence, the image processing unit 11 performs a time density curve (reference density region) related to a reference region set on the coronary artery as a blood supply region to the myocardium. A plurality of indices each representing the correlation of a plurality of time density curves with respect to a plurality of local regions set in the myocardial region with respect to a reference time concentration curve), a map of the index is created, and the map is defined as a coronary artery image. A composite image is generated by combining. Note that the time density curve may target the density of the original image, or may target the density (approximate value of the contrast agent density) on the difference image between the mask image before contrast and the contrast image after contrast. Here, a description will be given as a time density curve related to the density on the difference image.

本実施形態では、指標として3種類を提供する。
第1の指標Kは、造影剤注入開始から造影剤注入終了までの造影剤流入期間を対象として、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時の、局所心筋に関する「血液の流入状態を表す指標K」として計算される。第2の指標Kは、造影剤注入終了から撮影完了までの造影剤流出期間を対象として、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時の、局所心筋に関する「血液の流出状態を表す指標K」として計算される。第3の指標Kは、指標Kと指標Kとから計算される。尚、この時の時間濃度曲線とは、人体に投与された造影剤が注目部位(本実施形態では冠状動脈と心筋)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、。
In this embodiment, three types are provided as indices.
First index K 1 as the subject a contrast agent inflow period until the contrast medium injected ends from contrast injection start, input function a reference time density curve of a coronary artery, and the output function of time density curve of the local myocardial region At this time, it is calculated as “an index K 1 representing the blood inflow state” regarding the local myocardium. Second indicator K 2 are, as a target the contrast agent outflow period to completion taken from contrast injection ends, the input function a reference time density curve of a coronary artery, when the output function of time density curve of the local myocardial region , Calculated as “index K 2 representing blood outflow state” for the local myocardium. The third indicator K 3 is calculated from the index K 1 and the index K 2 Prefecture. Note that the time density curve at this time is a signal component proportional only to the amount of contrast agent when the contrast agent administered to the human body is distributed to or passes through the region of interest (coronary artery and myocardium in this embodiment). Define it.

図12、図13は一般的なX線アンジオ撮影で得えられる冠状動脈造影画像(以下CAG画像という)を例示している。CAG画像では、造影剤のX線の吸収線量が大きいので冠状動脈を通過中は冠状動脈の形状が他の組織と区別できる程にコントラストがついて識別できる(図12参照)。図13に示すように、カテーテル101が冠状動脈102まで挿入操作され、その位置でカテーテル101から一定時間継続的に造影剤が注入される。X線撮像は、少なくとも造影剤注入開始前から、造影剤注入終了後所定時間経過までの期間にわたって行われる。   12 and 13 illustrate coronary angiographic images (hereinafter referred to as CAG images) obtained by general X-ray angiography. In the CAG image, the X-ray absorbed dose of the contrast agent is large, so that the contrast can be identified so that the shape of the coronary artery can be distinguished from other tissues while passing through the coronary artery (see FIG. 12). As shown in FIG. 13, the catheter 101 is inserted up to the coronary artery 102, and a contrast medium is continuously injected from the catheter 101 at that position for a certain period of time. X-ray imaging is performed at least over a period from before the start of contrast agent injection to the lapse of a predetermined time after the contrast agent injection ends.

造影剤が冠状動脈にカテーテル101を経由して注入されるときに図10のX線診断装置にてX線画像を心電図とともに収集する。画像収集後、操作部9を介してオペレータによりCAG画像上に冠状動脈上の基準領域(心筋血液供給領域)103と、心筋上に複数の心筋局所領域104とが設定される(図32A、図33参照)。   When the contrast medium is injected into the coronary artery via the catheter 101, an X-ray image is collected together with an electrocardiogram by the X-ray diagnostic apparatus of FIG. After the image collection, the reference region (myocardial blood supply region) 103 on the coronary artery and a plurality of myocardial local regions 104 are set on the myocardium on the CAG image by the operator via the operation unit 9 (FIG. 32A, FIG. 33).

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。しかし、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、典型的には、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として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の任意の部分に設定される。   The plurality of myocardial local regions 104 are set on the myocardial region and typically have a plurality of pixels. The density corresponding to the contrast agent amount in the myocardial local region 104 is typically calculated as a pixel average value. However, the myocardial local region 104 may have a single pixel. The myocardial blood supply region 103 typically has a rectangular shape having a width substantially equal to or slightly smaller than the blood vessel, is set in an arbitrary direction along the blood vessel, and includes a plurality of pixels. The concentration corresponding to the amount of contrast medium in the myocardial blood supply region 103 is typically calculated as a pixel average value. The myocardial blood supply region 103 may be any portion of the flow path between the injector and the myocardial region of interest, more specifically, any portion of the catheter, or between the catheter outlet (equivalent to the coronary artery inlet) and the myocardial region of interest. Set to any part.

画像処理部11は、心筋血液供給領域103に関する時間濃度曲線(Time Density curve;TDC)を生成する。同様に、画像処理部11は、複数の心筋局所給領域104に関する複数の時間濃度曲線を生成する。この生成過程の詳細を図34に示す。   The image processing unit 11 generates a time density curve (TDC) regarding the myocardial blood supply region 103. Similarly, the image processing unit 11 generates a plurality of time density curves related to the plurality of myocardial local supply regions 104. The details of this generation process are shown in FIG.

図32のCAGX線画像の座標(x,y)での時刻tでの画素値をCAG(x,y,t)とし、図34の画素値をこの自然対数をとったln(CAG(x,y,t))とする。これにより組織或いは造影剤の単位体積あたりの減弱係数をμ、図21のX線の透過方向のその組織または造成剤の分布厚さをLとすると、図14の画素はln(CAG(x,y,t))∝μLの関係がある。2次元画像である図13画像上で認識される冠状動脈や心筋部画像に分布する造影剤の総量はμLに比例する。すなわち造影剤の無い時刻t=t0の画像T0の画素値をCAG(x,y,t0)とすると、
ln(CAG(x,y,t))−ln(CAG(x,y,t0))
は、図13のX線画像上で認識される冠状動脈や心筋部画像に分布する造影剤の総量に比例して図14に示す画像T1からT5で示す一連の画像内では相対的に冠状動脈や心筋部画像などに分布する造影剤総量を示している。
The pixel value at time t in the coordinates (x, y) of the CAGX line image in FIG. 32 is CAG (x, y, t), and the pixel value in FIG. 34 is ln (CAG (x, y, t)). Accordingly, if the attenuation coefficient per unit volume of the tissue or contrast agent is μ and the distribution thickness of the tissue or the preparation agent in the X-ray transmission direction of FIG. 21 is L, the pixel of FIG. 14 is represented by ln (CAG (x, y, t)) There is a relationship of ∝μL. The total amount of contrast agent distributed in the coronary artery or myocardial image recognized on the two-dimensional image shown in FIG. 13 is proportional to μL. That the pixel values of the image T0 at time t = t 0 with no contrast agent CAG (x, y, t 0 ) When,
ln (CAG (x, y, t)) - ln (CAG (x, y, t 0))
Is proportional to the total amount of contrast medium distributed in the coronary artery or myocardial part image recognized on the X-ray image of FIG. 13 and is relatively coronary in the series of images indicated by images T1 to T5 shown in FIG. And the total amount of contrast medium distributed in the myocardial part image and the like.

すなわち、CAG画像は一方向からの透過画像であるので、画像中心付近、通常は画像中心に位置させる心筋の検査対象部分では心筋に対して略垂直にX線が当たるため厚み効果はあまり生じないが、画像中心から外れた周縁部分では心筋に対してX線がその接線に近い向きで当たるため、厚み効果が強く表れる。つまり、中心部分に対して周縁部分は造影剤濃度の積分距離が長くなる。従って、心臓の周縁部分で測定される造影剤濃度の信頼性は、中心部分で測定される造影剤濃度の信頼性よりも低い。しかし、上述したように、通常は画像中心付近に心筋の検査対象部分を位置合わせするためその部分に関しては高い信頼性で指標を得ることができる。なお、検査対象ではない画像中心から所定距離離れた信頼性の低い心臓の周縁部分に関する指標は表示対象から外してもよい。   That is, since the CAG image is a transmission image from one direction, an X-ray hits substantially perpendicularly to the myocardium in the portion to be examined in the vicinity of the center of the image, usually in the center of the image, so that the thickness effect does not occur much. However, since the X-ray strikes the myocardium in a direction close to the tangent at the peripheral portion outside the center of the image, the thickness effect appears strongly. That is, the integral distance of the contrast agent concentration is longer at the peripheral portion than at the central portion. Accordingly, the reliability of the contrast agent concentration measured at the peripheral portion of the heart is lower than the reliability of the contrast agent concentration measured at the central portion. However, as described above, the myocardial examination target portion is usually positioned near the center of the image, so that an index can be obtained with high reliability for that portion. In addition, you may exclude the parameter | index regarding the peripheral part of the heart with low reliability which was separated from the image center which is not a test object from a display object.

なお、図14の血液供給領域103は、イラスト上でわかりやすくするために円で描画したがその形状は図13で示すようにカテーテル101を通過して冠状動脈に流入して動脈血と混合した時のTDCを計測できるように冠状動脈を囲むように例えば矩形に近い形状に設定される。心筋上の局所領域104はカテーテル101にて造影剤が注入される冠状動脈の支配領域(その冠状動脈を通過した血液が供給されることにより活動している心筋の領域)であって狭窄やその先の毛細血管の微小循環の有無が疑われる心筋部位全体について、例えば関心領域104で示すN×Nピクセル(N=1,3,5,...奇数)で例えばN=5として画素をサンプリングし、例えば5×5サイズのスムージング処理後以下で述べる演算結果をその画素の中心位置を代表位置として記録する。   The blood supply region 103 in FIG. 14 is drawn in a circle for easy understanding on the illustration, but its shape passes through the catheter 101 and flows into the coronary artery as shown in FIG. 13 when mixed with arterial blood. For example, a shape close to a rectangle is set so as to surround the coronary artery so that the TDC can be measured. A local region 104 on the myocardium is a dominant region of the coronary artery into which the contrast medium is injected by the catheter 101 (an area of the myocardium that is active by supplying blood that has passed through the coronary artery). For the entire myocardial region suspected of the presence or absence of microcirculation in the previous capillary blood vessels, for example, N × N pixels (N = 1, 3, 5,... Odd number) indicated by the region of interest 104 are sampled with N = 5, for example. For example, after the smoothing process of 5 × 5 size, the calculation result described below is recorded with the center position of the pixel as the representative position.

[観測]
上記のように、観測される値はln(CAG(x,y,t))−ln(CAG(x,y,t0))である。ここで心筋血液供給領域103に関する血管単位体積あたりの造影剤相対濃度の基準TDCをCa(t)とし、同様に心筋単位体積あたりの造影剤相対濃度をCmyo(t)とする。すると観測値とCa、Cmyoとの関係は次式で表される。なお、Caは造影剤注入前後の差分値を表しているので、初期値Ca(0)は0値になる。

Figure 0005619942
[Observation]
As described above, the observed value ln (CAG (x, y, t)) - a ln (CAG (x, y, t 0)). Here, the reference TDC of the contrast agent relative concentration per unit blood vessel volume for the myocardial blood supply region 103 is Ca (t), and similarly, the contrast agent relative concentration per myocardial unit volume is Cmyo (t). Then, the relationship between the observed value and Ca and Cmyo is expressed by the following equation. Since Ca represents a difference value before and after contrast agent injection, the initial value Ca (0) is zero.
Figure 0005619942

ここで(xa,ya)は図13の冠状動脈の上流に設定した関心領域103内の画素であり、値の平均値、或いは関心領域内の総量を表す。どちらを用いても良いが以下の操作では選択した一方のみを使用する。混在使用はしない。tは時刻を表し、単位は秒である。aは動脈を意味する。

Figure 0005619942
Here, (x a , y a ) is a pixel in the region of interest 103 set upstream of the coronary artery in FIG. 13, and represents an average value or a total amount in the region of interest. Either may be used, but in the following operation, only one selected is used. Do not mix. t represents time, and the unit is seconds. a means an artery.
Figure 0005619942

ここで(xmyo,ymyo)は図13に示す心筋に設定した局所の関心領域104内の画素であり、値の平均値、或いは関心領域104内の総量を表す。複数の関心領域104は、図15A、図15Bに示す操作部9を介してCAG画像上に設定されたパフュージョンの演算範囲105を図32A、図33に示すように分割した相互に同一形状及びサイズの複数の局所領域である。なお、添え字のmyoはmyocardium(冠状動脈)を意味する。 Here, (x myo , y myo ) is a pixel in the local region of interest 104 set in the myocardium shown in FIG. 13, and represents an average value or a total amount in the region of interest 104. The plurality of regions of interest 104 have the same shape and the same shape obtained by dividing the perfusion calculation range 105 set on the CAG image via the operation unit 9 shown in FIGS. 15A and 15B as shown in FIGS. 32A and 33. Multiple local regions of size. The subscript myo means myocardium (coronary artery).

[モデル]
次に、心筋への造影剤の流出入モデルとして後述の(理論1)を導入する。これにより次の関係を得る。

Figure 0005619942
[model]
Next, (theory 1) described later is introduced as a model for the inflow and outflow of the contrast medium into the myocardium. As a result, the following relationship is obtained.
Figure 0005619942

[観測値のモデルへの適応]
画像T1からT5は一連の心電同期で撮像したCAG画像のうちの特定の心位相106に対応するCAG画像である。その収集時刻をt1,t2,..t5とする。かかる心電同期画像T1〜T5のセットについて、画像処理部11では、[観測]と[モデル]で導かれた(1)(2)(3)式にて記述する処理を行う。

Figure 0005619942
[Adaptation of observation value to model]
Images T <b> 1 to T <b> 5 are CAG images corresponding to a specific cardiac phase 106 among a series of CAG images captured in synchronization with the electrocardiogram. The collection time is t1, t2,. For the set of electrocardiogram synchronization images T1 to T5, the image processing unit 11 performs processing described by the equations (1), (2), and (3) derived from [Observation] and [Model].
Figure 0005619942

画像処理部11では、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指標K'を算出する。まず、造影剤がカテーテル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が、指標Kの計算対象期間として設定される。図16に示すように、当該造影剤流入期間内に収集した複数のX線画像から、心筋への血液供給領域103に関する時間濃度曲線Ca(t)と、複数の心筋局所領域103に関する複数の時間濃度曲線Cmyo(t)とが生成される。 The image processing unit 11 calculates an index K 1 ′ reflecting the actual state of blood inflow into the local region of the myocardium that is proportional to the myocardial blood flow. First, the contrast agent is a contrast agent injection time to the point of complete injection from the time it is started injected from the catheter is set as a calculation target period for the index K 1. As shown in FIG. 16, from a plurality of X-ray images collected during the contrast agent inflow period, a time concentration curve Ca (t) relating to the blood supply region 103 to the myocardium and a plurality of times relating to the plurality of myocardial local regions 103 are obtained. A density curve Cmyo (t) is generated.

次に、画像処理部11では、図17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。つまり、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の時間変化の離散分布が生成される。この離散分布に対して直線フィティング処理により得られた直線の傾きとして指標(第1指標)K'が算出される。この指標K'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たものとしての意義を有する。指標K'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、つまり当該心筋局所領域は流入障害を起こしている可能性がある。指標K'が正常範囲から高値側に外れているとき、当該心筋局所領域は流出障害を起こしている可能性がある。画像処理部11では、すべての局所領域104について同様の処理により指標K'を計算し、指標K'のマップを作成する。この得られたマップをCAG画像に重ねあわせ(フュージョン)て合成画像を生成し、表示部24に表示することができる。これにより心筋機能を心筋組織との位置関係とともに判断することができる。 Next, in the image processing unit 11, as shown in FIG. 17, the time integration (contrast medium inflow amount) ∫Ca (t) passing through the blood vessel supply region 103 is taken as the horizontal axis, and the myocardium is taken along the vertical axis. A value for each time is plotted as the contrast medium existing amount Cmyo (t) in the local region 104. That is, a discrete distribution of the time variation of the blood uptake amount in the myocardial region with respect to the blood supply amount to the entire myocardium is generated. An index (first index) K 1 ′ is calculated as the slope of the straight line obtained by the straight line fitting process for this discrete distribution. This index K 1 ′ has significance as a quantification of how much the myocardial region follows the blood supply to the whole myocardium and accepts blood. When the index K 1 ′ deviates from the normal range to the lower value side, the blood inflow in the myocardial region does not follow the blood inflow of the coronary artery, that is, the injured region in the myocardial region there is a possibility. When the index K 1 ′ deviates from the normal range to the high value side, the myocardial local region may have an outflow disorder. The image processing unit 11 calculates the index K 1 ′ by the same process for all the local regions 104 and creates a map of the index K 1 ′. The obtained map is superimposed (fused) on the CAG image to generate a composite image, which can be displayed on the display unit 24. Thereby, the myocardial function can be determined together with the positional relationship with the myocardial tissue.

変形例A)
なお、上述では一連の心電図同期CAG画像T1からT5は、連続した画像から抽出したが、患者への被曝を低減するために、撮像時に特定の心電図位相のみX線を発生させるように図10の装置を制御して後述の(理論1)に必要な画像セットのみを収集することもできる。
変形例B)
さらに後述の(理論2)によれば造影剤が心筋部に到達してさらに排泄される流出期間における一連のTDCカーブ(図18)から図19で示すグラフィプロット法で直線近似により得られたKとKにより血流と造影剤の心筋からのバックディフュージョン(心筋から血管に造影剤が戻る量)を計測でき、図15を用いて前述同様に表示することができる。同様に時間tは患者への被曝を低減するために、撮像時に特定の心電図位相のみX線を発生させるように図10の装置を制御して理論1に必要な画像セットのみを収集することもできる。
Modification A)
In the above description, a series of ECG-synchronized CAG images T1 to T5 are extracted from continuous images. In order to reduce exposure to the patient, X-rays are generated only in a specific ECG phase at the time of imaging. It is also possible to collect only an image set necessary for (theory 1) described later by controlling the apparatus.
Modification B)
Further, according to (Theory 2) described later, K obtained by linear approximation by the graph plot method shown in FIG. 19 from a series of TDC curves (FIG. 18) in the outflow period in which the contrast medium reaches the myocardial region and is excreted further. 1 and can be measured back diffusion (the amount of the contrast medium returns from the myocardium into a blood vessel) from the myocardium of K 2 by blood and contrast agent may be as before display with reference to FIG. Similarly, at time t n, to reduce patient exposure, only the set of images required for Theory 1 is acquired by controlling the apparatus of FIG. 10 to generate X-rays only at specific ECG phases during imaging. You can also.

変形例C)
さらにK1とKの比(K/K)を計算して表示することにより、「C. Michael Gibson, MS, MD; Christopher P. Cannon, MD; Sabina A. Murphy, MPH; Kathryn A. Ryan, BS; Rebecca Mesley, BS; Susan J. Marble, RN, MS; Carolyn H. McCabe, BS; Frans Van de Werf, MD, PhD; Eugene Braunwald, MD; for the TIMI (Thrombolysis In Myocardial Infarction) Study Group, Relationship of TIMI Myocardial Perfusion Grade to Mortality After Administration of Thrombolytic Drugs, Circulation. 2000;101:125-130.」に示された分類法を定量化(自動化)することが可能になる。すなわち図28の分類表に従って自動分類したり、図29A、図29Bのような指標K、Kの関係を表すグラフにプロットして表現することが可能になる。
Modification C)
Further, by calculating and displaying the ratio of K 1 and K 2 (K 1 / K 2 ), “C. Michael Gibson, MS, MD; Christopher P. Cannon, MD; Sabina A. Murphy, MPH; Kathryn A Ryan, BS; Rebecca Mesley, BS; Susan J. Marble, RN, MS; Carolyn H. McCabe, BS; Frans Van de Werf, MD, PhD; Eugene Braunwald, MD; for the TIMI (Thrombolysis In Myocardial Infarction) Study Group, Relationship of TIMI Myocardial Perfusion Grade to Mortality After Administration of Thrombolytic Drugs, Circulation. 2000; 101: 125-130. ”Can be quantified (automated). That is, it is possible to automatically classify according to the classification table of FIG. 28, or to plot and express on a graph representing the relationship between the indices K 1 and K 2 as shown in FIGS. 29A and 29B.

変形例D)
本実施形態により、同一患者、同一方向の一連の心電図同期CAG画像を二種類収集する。すなわち、図20A、図20Bに示すように、安静時の心筋血流画像205(=Prest(x,y))と例えばアデノシンのような心筋血流を増加させる効果を有する薬剤を投与後の薬剤負荷時の心筋血流画像206(=Pstress(x,y))を収集する。安静時と負荷時の比較画像として(心筋血流画像206)/(心筋血流画像205)=Pstress(x,y)/Prest(x,y)を定義すると、心筋血流画像205,206で同一方向の収集された同一位置(x,y)では撮像方向の心筋分厚さは同じなので割り算により近似的にキャンセルされ、単位心筋体積あたりの血流増加比(心筋Flow reserve)を得ることができる。

Figure 0005619942
Modification D)
According to the present embodiment, two types of ECG-synchronized CAG images in the same patient and the same direction are collected. That is, as shown in FIGS. 20A and 20B, a myocardial blood flow image 205 (= Prest (x, y)) at rest and a drug after administration of a drug having an effect of increasing myocardial blood flow, such as adenosine, for example. A myocardial blood flow image 206 (= Pstress (x, y)) at the time of loading is collected. By defining (myocardial blood flow image 206) / (myocardial blood flow image 205) = Pstress (x, y) / Prest (x, y) as a comparison image between resting and loading, myocardial blood flow images 205 and 206 are Since the myocardial thickness in the imaging direction is the same at the same position (x, y) collected in the same direction, it is approximately canceled by division, and a blood flow increase ratio (myocardial flow reserve) per unit myocardial volume can be obtained. .
Figure 0005619942

また同様に、狭窄等の治療前の指標K'beforeと治療後の指標K'afterを計測し、割り算すると、単位心筋体積あたりの血流増加比(治療による回復比)を得ることができる。 Similarly, by measuring and dividing an index K ′ before treatment such as stenosis and an index K ′ after treatment, a blood flow increase ratio (recovery ratio by treatment) per unit myocardial volume can be obtained.

変形例E)
また実施形態によれば、図27に例示するように、後述の[理論1、2]を完全に演算しなくても、Cmyo(t)=ln(CAG(x,y,t)−ln(CAG(x,y,t0))とおいたときに、Cmyo(t)−Cmyo(t)の画像は心筋への血流を示しており、この差分動画像を表示することも同一検査時に限って可能である。ここで、t=造影剤注入直前である。
Modification E)
In addition, according to the embodiment, as illustrated in FIG. 27, Cmyo (t) = ln (CAG (x, y, t) −ln ( CAG (x, y, t 0 )), the image of Cmyo (t) -Cmyo (t 0 ) shows the blood flow to the myocardium, and this differential moving image can be displayed during the same examination. Only possible, where t 0 = immediately before contrast agent injection.

(理論1)
時刻tにおける心筋部の造影剤相対濃度Cmyo(t)、冠状動脈血液中の造影剤相対濃度時間曲線をCa(t)、心筋流入血流をKK1、心筋流出血流をKK2と表す。図23において、心筋部と冠状動脈血中の造影剤の質量バランスは式(1)で表現できる

Figure 0005619942
(Theory 1)
The contrast medium relative concentration Cmyo (t) in the myocardium at time t, the contrast medium relative concentration time curve in the coronary artery blood is represented as Ca (t), the myocardial inflow blood flow is represented as KK1, and the myocardial outflow blood flow is represented as KK2. In FIG. 23, the mass balance of the contrast agent in the myocardium and coronary blood can be expressed by equation (1).
Figure 0005619942

心筋部の血流あるいは血流と相関のあるパラメータを以下に述べる造影剤が心筋部へ流入する現象を利用するPatlak plot法で計算することができる。造影剤が心筋部へ流入し始める条件下(0≦t≦MTT)(MTT=mean tangent time=造影剤が動脈から心筋に入り静脈に出てくるまでの平均通過時間、心筋では通常5〜10sec程度)では、流出量k2Cmyo(t)は極めて少なく、Cmyo(t)≒0、KCa(t)>>Kmyo(t)の条件が成立し、このときEq.(1) は以下のように簡略化できる。

Figure 0005619942
The blood flow in the myocardial part or a parameter correlated with the blood flow can be calculated by the Patlak plot method using the phenomenon that the contrast agent described below flows into the myocardial part. Conditions under which contrast medium begins to flow into the myocardium (0 ≦ t ≦ MTT) (MTT = mean tangent time = average transit time from contrast medium entering the myocardium and exiting the vein, usually 5-10 sec for myocardium In this case, the outflow amount k2C myo (t) is extremely small, and the condition of C myo (t) ≈0 and K 1 Ca (t) >> K 2 C myo (t) is satisfied. ) Can be simplified as follows.
Figure 0005619942

は造影剤が血液から心筋間質部へ移行する移行常数(sec-1)或いは (ml/min/g)を表し、血流に比例する。
Rutland MD. A single injection technique for subtraction of blood background in 131I-hippuran renograms. Br J Radiol 1979;52:134-137.
Patlak CS, Blasberg RG, Fenstermacher JD. Graphical evaluation of blood-to-brain transfer constants from multiple-time uptake data. J Cereb Blood Flow Metab 1983;3:1-7.
(理論2)
時刻tにおける心筋部の造影剤相対濃度をCmyo(t)、冠状動脈血液中の造影剤相対濃度をCa(t)と表す。図10において、心筋部と冠状動脈血中の造影剤の質量バランスは式(1)で表現できる

Figure 0005619942
K 1 represents a transition constant (sec −1 ) or (ml / min / g) at which the contrast medium moves from the blood to the myocardial stromal region, and is proportional to the blood flow.
Rutland MD.A single injection technique for subtraction of blood background in 131I-hippuran renograms.Br J Radiol 1979; 52: 134-137.
Patlak CS, Blasberg RG, Fenstermacher JD. Graphical evaluation of blood-to-brain transfer constants from multiple-time uptake data.J Cereb Blood Flow Metab 1983; 3: 1-7.
(Theory 2)
The contrast medium relative concentration in the myocardium at time t is expressed as Cmyo (t), and the contrast medium relative concentration in coronary artery blood is expressed as Ca (t). In FIG. 10, the mass balance of the contrast agent in the myocardial part and coronary artery blood can be expressed by equation (1).
Figure 0005619942

心筋部の血流あるいは血流と相関のあるパラメータを以下に述べる造影剤が心筋から流出するクリヤランスを利用する方法で計算することができる。   The blood flow in the myocardial part or a parameter correlated with the blood flow can be calculated by a method using the clearance of the contrast agent flowing out from the myocardium described below.

Eq. (1)を積分し(2)を得る。

Figure 0005619942
Eq. (1) is integrated to obtain (2).
Figure 0005619942

Y軸にY(t) X軸にX(t) をプロットすると直線の傾きがK、Y軸の切片はKを表す。Kは造影剤が血液から心筋間質部へ移行する移行常数で(sec-1)或いは (ml/min/g)を表し血流に比例する。Kは造影剤が心筋間質部から血液へ移行する移行常数(sec-1)を表す(以下文献を図31とともに参照)。 When Y (t) is plotted on the Y axis and X (t) is plotted on the X axis, the slope of the straight line is K 2 , and the intercept of the Y axis is K 1 . K 1 is a transition constant (sec −1 ) or (ml / min / g) at which the contrast medium moves from the blood to the myocardial stromal region, and is proportional to the blood flow. K 2 represents a transition constant (sec −1 ) in which the contrast agent moves from the myocardial stromal region to the blood (refer to the literature with FIG. 31 below).

Yokoi T, Iida H, Itoh H, Kanno I. A new graphic plot analysis for cerebral blood flow and partition coefficient with iodine-123-iodoamphetamine and dynamic SPECT validation studies using oxygen-15-water and PET. J Nucl Med 1993;34:498-505.
(実際の処理フロー)
以下、実際の画像処理フローの一例を説明する。ここに示す例は一例であり、前述の理論に基づく他の処理方法であってもよい。
図32を用いて、本実施形態の全体の具体的処理フローを説明する。X線画像は血管造影された被写体を写した動画像であることを特徴とする(S11)。なお、例えば動画は3〜60秒の継続時間を有する。1秒あたり10〜30枚の画像を有する動画像である。画像は同一方向、同一X線条件で撮像されたものである。撮像中には、患者の動き、寝台の動き、は無いものとする。
Yokoi T, Iida H, Itoh H, Kanno I. A new graphic plot analysis for cerebral blood flow and partition coefficient with iodine-123-iodoamphetamine and dynamic SPECT validation studies using oxygen-15-water and PET.J Nucl Med 1993; 34 : 498-505.
(Actual processing flow)
Hereinafter, an example of an actual image processing flow will be described. The example shown here is an example, and other processing methods based on the above-described theory may be used.
The overall specific processing flow of this embodiment will be described with reference to FIG. The X-ray image is a moving image showing an angiographic subject (S11). For example, a moving image has a duration of 3 to 60 seconds. It is a moving image having 10 to 30 images per second. The images are taken in the same direction and the same X-ray conditions. It is assumed that there is no patient movement or bed movement during imaging.

画像処理部11では1心拍ごとに特定心位相に対応する1枚の画像を抽出し(S14)、その画像を造影剤注入前の同心位相の画像から差分処理する(S12)。具体的には、造影剤注入前の同心位相が複数枚ある場合は、平均した画像を差分処理する。   The image processing unit 11 extracts one image corresponding to the specific heart phase for each heartbeat (S14), and differentially processes the image from the image of the concentric phase before contrast agent injection (S12). Specifically, when there are a plurality of concentric phases before contrast agent injection, the averaged image is subjected to differential processing.

画像処理部11では動き補償処理する(S13)。画像パターン(血管、心壁、カテ)を基準とした、パターンマッチング処理により動き補償量を検出する。特徴的なパターンの無いフレームでは、他時刻同位相で得られた移動量で代用する。動き補償は、画像全体を動かす、もしくはROI移動位置がわかるテーブルを保有する。動き補償では、患者の多少の体動き、呼吸運動、も補償される。   The image processing unit 11 performs motion compensation processing (S13). A motion compensation amount is detected by pattern matching processing based on an image pattern (blood vessel, heart wall, cate). In a frame having no characteristic pattern, the movement amount obtained at the same phase at another time is substituted. The motion compensation has a table for moving the entire image or knowing the ROI movement position. Motion compensation also compensates for some body movements and respiratory movements of the patient.

特定の心位相は、操作部9を介して操作者により予め指定される。例えば心臓拡張末期に指定される。パルス撮像された多フレームから、最も近い時刻のフレームを抜き出してくる。なお、血液供給領域103の濃度時間曲線Caと心筋局所領域104の濃度時間曲線Cmyoでは異なる心位相を用いてもよい。Ca(t)に対しては、Cmyo(t+T)を用いる。ここでTは、血液供給領域103から心筋局所領域104まで造影剤が流れていくのに要する遅延値である。具体的には1〜10フレーム(1/30〜1/3sec)程度であることが多い。この遅延時間は、一般にTIMI frame count(TFC)もしくはcorrected TIMI frame count(CTFC)と呼ばれる。   The specific cardiac phase is designated in advance by the operator via the operation unit 9. For example, it is specified at the end diastole. The frame at the closest time is extracted from the multi-frames that have been pulse-imaged. Different cardiac phases may be used in the concentration time curve Ca of the blood supply region 103 and the concentration time curve Cmyo of the myocardial local region 104. Cmyo (t + T) is used for Ca (t). Here, T is a delay value required for the contrast medium to flow from the blood supply region 103 to the myocardial local region 104. Specifically, it is often about 1 to 10 frames (1/30 to 1/3 sec). This delay time is generally called TIMI frame count (TFC) or corrected TIMI frame count (CTFC).

画像処理部11では、濃度時間積分Σca(t)に対するCmyo(t)の相関を表す傾斜としての指標Kを計算する(S15)。図17に例示したようにフィッティングして回帰直線を計算する。回帰は所定時間区間のみで計算させ、この所定区間は造影剤インジェクターと連動して決定する。すなわちインジェクターからの造影剤注入開始時刻をJ1、注入終了時刻をJ2とすると、所定区間の開始時刻t1は例えばt1=J1+1sec、所定区間の終了は例えばJ2+2secとする。また、所定区間は画像の値から判定するものであってもよい。すなわちTDCが立ちあがる時刻をt1とし、TDCがフラットになる時刻を所定区間の終了と定める。回帰直線との相関値を計算する。不整脈を含む心拍は計算から除外することが好ましい。ひとつの動画像に対してひとつのKを計算する。ただし高速化を目的として、フレームごとに随時Kを計算する手法でもよい。上述したように、画素ごとではなく、周囲N×M画素の平均値(Medianでもよい)をその画素の値とする。表示部24は血流画像を表示する(S17)。指標Kのマップを表示する。Kのマップは濃度値をカラー値に変換して表示してもよい。収集した元の動画像を表示し、その直後にKのマップを重ねて表示しても良いし、元画像とKのマップを左右に並べて表示してもよい。 In the image processing unit 11 calculates an index K 1 as slope representing the correlation of Cmyo (t) to the concentration-time integral Σca (t) (S15). A regression line is calculated by fitting as illustrated in FIG. The regression is calculated only in a predetermined time interval, and this predetermined interval is determined in conjunction with the contrast agent injector. That is, if the contrast medium injection start time from the injector is J1 and the injection end time is J2, the start time t1 of the predetermined section is, for example, t1 = J1 + 1 sec, and the end of the predetermined section is, for example, J2 + 2 sec. Further, the predetermined section may be determined from the value of the image. That is, the time when the TDC rises is defined as t1, and the time when the TDC becomes flat is determined as the end of the predetermined section. Calculate the correlation value with the regression line. It is preferable to exclude heartbeats including arrhythmias from the calculation. Calculating one K 1 for one of the moving image. However for the purpose of speeding up, or a method of calculating the needed K 1 for each frame. As described above, the average value of the surrounding N × M pixels (may be Median) is used as the value of the pixel, not for each pixel. The display unit 24 displays a blood flow image (S17). To view a map of the index K 1. Map of K 1 may be displayed by converting the density values to the color values. Collected displays the original motion picture, may be displayed overlapping the maps of K 1 immediately after that, may be displayed side by side map of the original image and the K 1 to the left and right.

上述した変形例Aに対応して、本実施形態は、画像処理を、X線診断装置に一体化してもよいし(図10、図22)、もしくはX線診断装置から独立させた画像処理装置(図30、図23)として提供しても良い。血流画像(指標画像、マップ画像)に、元画像(血管画像、撮像された画像)を重ねて表示する(S16)。指標をそのままカラーテーブルにあてはめて得られるカラー血流画像に、白黒の元画像(血管画像)を重ねて表示する。なお、元画像は動画であり、血管動画像に血流カラー静止画像を重ねるのもよい。実際的には、血管静止画像に血流カラー静止画像を重ねる。動画から静止画像を作成するには、動画のうち最も濃い1フレームを選択するか、各画素ごろに動画の画素値の最も小さい値を検出して画像とする。元画像とは、差分前の画像、もしくは差分後の画像とする。グラフを表示することを特長とする(S21)。特定のROI(x,y)について、図16〜19のグラフを表示する。図17、図18のグラフには、フィッティング関数(回帰直線)の傾きと切片と相関値を表示する。血液供給領域103はオペレーターが指定する。血液供給領域103を画像上に指定のためのグラフィカルユーザインタフェース14を備える。1心拍の特定の心位相で1パルスX線を照射する(図23)。   Corresponding to Modification A described above, this embodiment may integrate image processing into the X-ray diagnostic apparatus (FIGS. 10 and 22), or an image processing apparatus that is independent from the X-ray diagnostic apparatus. (FIGS. 30 and 23) may be provided. The original image (blood vessel image, captured image) is superimposed and displayed on the blood flow image (index image, map image) (S16). A black and white original image (blood vessel image) is superimposed and displayed on a color blood flow image obtained by applying the index to the color table as it is. The original image is a moving image, and a blood flow color still image may be superimposed on the blood vessel moving image. Actually, the blood flow color still image is superimposed on the blood vessel still image. In order to create a still image from a moving image, the darkest one frame is selected from the moving images, or the smallest pixel value of the moving image is detected for each pixel, and an image is obtained. The original image is an image before the difference or an image after the difference. It is characterized by displaying a graph (S21). The graphs of FIGS. 16 to 19 are displayed for a specific ROI (x, y). In the graphs of FIGS. 17 and 18, the slope, intercept, and correlation value of the fitting function (regression line) are displayed. The blood supply area 103 is designated by the operator. A graphical user interface 14 for designating the blood supply region 103 on the image is provided. One pulse X-ray is irradiated at a specific heart phase of one heartbeat (FIG. 23).

画像処理部11は指標KとKを計算する(図24)。指標Kに対するKの比(K)/Kを計算する(図25A)。画像処理部11はKとKの比のマップを生成する。 The image processing unit 11 calculates an index K 1 and K 2 (Figure 24). The ratio of K 2 to index K 1 (K 2 ) / K 1 is calculated (FIG. 25A). The image processing unit 11 generates a map of the ratio of K 1 and K 2.

また、画像処理部11は、図25Bに示すように、Kを横軸に、Kを縦軸に配置して、局所領域毎にKとKに対応する点をプロットする。分布上では、「正常」、「流入障害」、「流出障害」、「流出入障害」のような心筋機能を表す4種の区分に、各心筋局所領域を分類され得る。つまり、心筋局所領域を指標Kを第1閾値TH1に対する高低の区別と、指標Kの第2閾値TH2に対する高低の区別との組み合わせに分類する。これにより心筋機能を局所ごとに判定することができる。 Further, the image processing unit 11, as shown in FIG. 25B, the K 1 on the horizontal axis, by arranging the K 2 on the vertical axis, plots points corresponding to K 1 and K 2 for each local region. In the distribution, each myocardial local region can be classified into four types representing myocardial functions such as “normal”, “inflow disorder”, “outflow disorder”, and “outflow inflow disorder”. That classifies index K 1 the local myocardial region and distinguishing high and low with respect to the first threshold value TH1, the combination of the distinction between high and low for the second threshold TH2 of the index K 2. Thereby, the myocardial function can be determined for each region.

さらに、画像処理部11では、図32Bに示すように4つの区分に4つのコード(1〜4)を割り当てて、コードを図32Aに示すように心筋局所領域に当てはめて元画像に重ねて表示するようにしてもよいし、図33に示すように、4つの区分を異なる表示態様、例えば輝度又は色相で区別して元画像に重ねて表示するようにしてもよい。この表示により、心筋機能障害の状態をその区別とともに空間的に把握することができる。
また、区分は、図28、図29Bに示したように分類してもよい。
Further, the image processing unit 11 assigns four codes (1 to 4) to the four sections as shown in FIG. 32B, applies the codes to the myocardial local region as shown in FIG. 32A, and displays them over the original image. Alternatively, as shown in FIG. 33, the four sections may be distinguished from each other by different display modes, for example, brightness or hue, and may be displayed superimposed on the original image. By this display, the state of myocardial dysfunction can be spatially grasped together with the distinction.
The division may be classified as shown in FIGS. 28 and 29B.

さらに画像処理部11は、比較解析処理を装備する(図26)。例えば同一手術中の時刻Aと時刻B(C,D,E,,,)の指標Kをそれぞれ計算し左右に並べて表示する。もしくは、時間的に切り替えて表示する。時刻Aと時刻B(C,D,E,,,)のKの比を計算して、比を画像表示する。比のカラー画像に、元画像を重ねて表示する。例えば治療前後での比のカラー画像を、血管が描出されている元画像に重ねて表示することにより、心筋のどの領域は治療によって血流回復が得られたかが可視化されてわかるようになる。 Further, the image processing unit 11 is equipped with a comparative analysis process (FIG. 26). For example the time A and time B in the same operation (C, D, E ,,,) are displayed side by side on each calculated dominate the index K 1 of. Or, display by switching over time. By calculating the ratio of K 1 time A and time B (C, D, E ,,, ), to the image display ratio. The original image is displayed superimposed on the color image of the ratio. For example, by displaying a color image of the ratio before and after treatment superimposed on the original image on which blood vessels are depicted, it becomes possible to visualize and know which region of the myocardium has recovered blood flow by treatment.

以上説明した本実施形態の特徴としては以下の通りである。
X線CT装置から出されている造影剤を用いたPerfusion計算方法との差異としては、画像処理がCTとX線では大きく異なり、X線特有の処理が必要となる。X線は動画像であるため、特有の工夫、具体的には、1心拍に1枚の画像の抽出、背景差分、動き補償、厚み方向の処理、血管ROIの設定等の特有の処理を必要とした。
The features of the present embodiment described above are as follows.
As a difference from a perfusion calculation method using a contrast agent emitted from an X-ray CT apparatus, image processing is greatly different between CT and X-ray, and processing specific to X-ray is required. Since X-rays are moving images, they require special measures such as extraction of one image per heartbeat, background difference, motion compensation, thickness direction processing, and blood vessel ROI setting. It was.

X線での時間濃度曲線の傾きを見る公知方法との差異としては、[理論1、2]で述べた考え方そのものが異なる。指標Kにおいては横軸を流入量としたグラフを描く考え方が従来にはない。これにより、後段の解析や、結果画像が異なってくる。処理方法は時間濃度曲線の傾きを得る処理とはまったく異なる。 As a difference from the known method of looking at the slope of the time density curve with X-rays, the idea itself described in [Theory 1, 2] is different. Not in the conventional idea to draw a graph in which the horizontal axis inflow in the index K 1. As a result, subsequent analysis and result images are different. The processing method is completely different from the processing for obtaining the slope of the time density curve.

文献の(或いは図28の)MBG(TMP)手法は、画像数値じたいには意味を持っていなかった。本実施形態では画像数値は心筋への流れ込み流速であるという意味を持つ点で、MBGより明らかに有用性が高い。流入量でNormalizeしているので、注入する造影剤量に左右されず、臨床の場でも定量性が得られる。   The literature (or FIG. 28) MBG (TMP) method was not meaningful for image figures. In the present embodiment, the numerical value of the image has a meaning that it is a flow velocity into the myocardium, which is clearly more useful than MBG. Since normalization is performed with the amount of inflow, it is not affected by the amount of contrast medium to be injected, and quantitativeness can be obtained even in a clinical setting.

目視ではないので定量性がある。予後予測できるので、この値を参考にしてインターベンション治療を終わって良いかどうかの判断ができる。処置(治療)前後で比較できるので、どれだけ流量が増えたか、すなわち心筋への血液供給がどれだけ改善したかが数値でわかる。処理自動化することにより、臨床でも簡単に使えるようになる。   Since it is not visual, it is quantitative. Since the prognosis can be predicted, this value can be used as a reference to determine whether or not the intervention treatment can be completed. Since comparisons can be made before and after treatment (treatment), it is possible to know how much the flow rate has increased, that is, how much the blood supply to the myocardium has improved. By automating the process, it can be easily used in clinical practice.

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。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

本発明の第1実施形態に係るX線診断装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the X-ray diagnostic apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1のシステム制御部による撮像動作の一例を示す図。The figure which shows an example of the imaging operation by the system control part of FIG. 図1のシステム制御部による他の撮像動作を示す図。The figure which shows the other imaging operation by the system control part of FIG. 図1のシステム制御部による撮像終了判定処理を補足するための時間濃度曲線を示す図。The figure which shows the time density curve for supplementing the imaging completion determination process by the system control part of FIG. 図1のシステム制御部によるさらに他の撮像動作を示す図。FIG. 10 is a diagram illustrating still another imaging operation by the system control unit in FIG. 1. 従来の撮像動作を示す図。The figure which shows the conventional imaging operation. 従来の撮像動作を示す図。The figure which shows the conventional imaging operation. 図1のシステム制御部による他の撮像動作を示す図。The figure which shows the other imaging operation by the system control part of FIG. 図1のシステム制御部による他の撮像動作を示す図。The figure which shows the other imaging operation by the system control part of FIG. 本発明の第2実施形態によるX線診断装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the X-ray diagnostic apparatus by 2nd Embodiment of this invention. 図10の特定部分の詳細図。FIG. 11 is a detailed view of a specific part of FIG. 10. 冠状動脈造影画像の一例を示す図。The figure which shows an example of a coronary arteriography image. 本実施形態において、冠状動脈造影画像上に設定されるROIを示す図。The figure which shows ROI set on a coronary arteriography image in this embodiment. 本実施形態において、画像収集シーケンスを示す図。The figure which shows an image collection sequence in this embodiment. 本実施形態において、パフュージョンの演算範囲を示す図。The figure which shows the calculation range of perfusion in this embodiment. 本実施形態において、CAG画像上に設定操作されたパフュージョンの演算範囲を示す図。The figure which shows the calculation range of the perfusion by which setting operation was carried out on the CAG image in this embodiment. 図11の画像処理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。The figure which shows the time density curve in the contrast agent inflow period produced | generated by the image processing part of FIG. 図11の画像処理部により計算される指標Kを示す図。It shows an index K 1 calculated by the image processing unit in FIG. 11. 図11の画像処理部により生成される撮像期間における時間濃度曲線を示す図。The figure which shows the time density curve in the imaging period produced | generated by the image process part of FIG. 図11の画像処理部により計算される指標Kを示す図。It shows an index K 2 calculated by the image processing unit in FIG. 11. 本実施形態において、安静時と負荷時のパフュージョンの演算範囲を示す図。The figure which shows the calculation range of the perfusion at the time of rest and load in this embodiment. 図2の画像処理部により生成される安静画像と負荷画像との比較画像を示す図。The figure which shows the comparison image of the rest image and load image which were produced | generated by the image process part of FIG. 本実施形態において、透過画像の厚み効果の補足図。In this embodiment, the supplementary figure of the thickness effect of a transparent image. 本実施形態の処理手順を示す流れ図。The flowchart which shows the process sequence of this embodiment. 本実施形態の他の処理手順を示す流れ図。The flowchart which shows the other process sequence of this embodiment. 本実施形態の他の処理手順を示す流れ図。The flowchart which shows the other process sequence of this embodiment. 本実施形態の他の処理手順を示す流れ図。The flowchart which shows the other process sequence of this embodiment. 本実施形態の他の処理手順を示す流れ図。The flowchart which shows the other process sequence of this embodiment. 本実施形態の2種の指標の分布を示す図。The figure which shows distribution of 2 types of parameter | index of this embodiment. 本実施形態の他の処理手順を示す流れ図。The flowchart which shows the other process sequence of this embodiment. 本実施形態の他の処理手順を示す流れ図。The flowchart which shows the other process sequence of this embodiment. 図11の画像処理部による2種の指標を用いた局所領域の分類のための分類表を示す図。The figure which shows the classification table for the classification | category of the local region using the 2 types of parameter | index by the image processing part of FIG. 図11の画像処理部により生成される2種の指標の分布を示す図。The figure which shows distribution of 2 types of parameter | indexes produced | generated by the image processing part of FIG. 図28の分類表に対応する指標分布上の区分を示す図。The figure which shows the division on the parameter | index distribution corresponding to the classification table of FIG. 本実施形態において、X線診断装置から独立させた画像処理装置を示す図。1 is a diagram showing an image processing apparatus that is independent of an X-ray diagnostic apparatus in the present embodiment. 本実施形態において、指標K、Kの説明図。In this embodiment, illustration of the index K 1, K 2. 図11の画像処理部により2種の指標K、Kから生成した心筋機能マップを示す図。It shows the myocardial function map generated from the two indices K 1, K 2 by the image processing unit in FIG. 11. 図32Aのマップコードを示す図。The figure which shows the map code of FIG. 32A. 図32Aの他の心筋機能マップを示す図。The figure which shows the other myocardial function map of FIG. 32A.

1…高電圧発生部、2…X線発生部、3…被検体、4…寝台、5…X線検出部、6…機構制御部、7…Cアーム、8…システム制御部、9…操作部、10…画像演算記憶部、11…表示部、12…ハンドスイッチ、13…スイッチホルダ、14…ユーザインターフェース、15…インジェクター、20…高電圧制御部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... High voltage generation part, 2 ... X-ray generation part, 3 ... Subject, 4 ... Bed, 5 ... X-ray detection part, 6 ... Mechanism control part, 7 ... C arm, 8 ... System control part, 9 ... Operation , 10 ... Image calculation storage unit, 11 ... Display unit, 12 ... Hand switch, 13 ... Switch holder, 14 ... User interface, 15 ... Injector, 20 ... High voltage control unit.

Claims (18)

血管造影された被写体を透過したX線の強度分布を表す複数の画像のデータを記憶する記憶部と、
前記複数の画像のデータに基づいて、心筋への血液供給領域に設定された基準領域に関する基準の時間濃度曲線と、心筋領域内に設定された複数の局所領域に関する複数の時間濃度曲線とを発生し、前記基準の時間濃度曲線に対する前記複数の時間濃度曲線それぞれの相関を表す複数の指標を演算し、前記指標に関するマップを生成する処理部と、
前記指標に関するマップを前記画像に重ねて表示する表示部とを有し、
前記処理部は、前記画像のデータに動き補償を行って、前記時間濃度曲線を発生させるものであることを特徴とする画像処理装置。
A storage unit for storing data of a plurality of images representing an intensity distribution of X-rays transmitted through an angiographic subject;
Based on the data of the plurality of images, a reference time concentration curve related to a reference region set in a blood supply region to the myocardium and a plurality of time concentration curves related to a plurality of local regions set in the myocardial region are generated. A processing unit that calculates a plurality of indices representing the correlation of each of the plurality of time density curves with respect to the reference time density curve, and generates a map relating to the index;
A display unit that displays a map related to the index superimposed on the image,
The image processing apparatus, wherein the processing unit performs motion compensation on the image data to generate the time density curve.
前記処理部は、血管造影された前記画像のデータと造影剤注入前の画像のデータとの差分処理を行って、前記時間濃度曲線を発生させるものであることを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 The said process part performs the difference process of the data of the said image in which angiography was carried out, and the data of the image before contrast agent injection | pouring, and produces | generates the said time density | concentration curve. Image processing device. 前記表示部は、前記指標に関するマップを前記画像に重ねるものであることを特徴とする請求項1または2記載の画像処理装置。 Wherein the display unit, the image processing apparatus according to claim 1, wherein a is intended to overlay the map for the index before Kiga image. 前記処理部は、前記心筋への造影剤流入期間における前記基準の時間濃度曲線に対する前記時間濃度曲線の相関を前記指標として前記局所領域ごとに演算することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。   The image processing according to claim 1, wherein the processing unit calculates, for each of the local regions, a correlation of the time density curve with respect to the reference time density curve in the contrast agent inflow period into the myocardium as the index. apparatus. 前記処理部は、前記心筋からの造影剤流出期間における前記基準の時間濃度曲線に対する前記時間濃度曲線の相関を前記指標として前記局所領域ごとに演算することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。   The image processing according to claim 1, wherein the processing unit calculates, for each of the local regions, a correlation of the time density curve with respect to the reference time density curve in a contrast medium outflow period from the myocardium as the index. apparatus. 前記処理部は、前記心筋への造影剤流入期間における前記基準の時間濃度曲線に対する前記時間濃度曲線の相関を表す第1指標と、前記心筋からの造影剤流出期間における前記基準の時間濃度曲線に対する前記時間濃度曲線の相関を表す第2指標とを前記局所領域ごとに演算することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。   The processing unit includes a first index representing a correlation of the time concentration curve with the reference time concentration curve in the contrast agent inflow period into the myocardium, and the reference time concentration curve in the contrast agent outflow period from the myocardium. The image processing apparatus according to claim 1, wherein a second index representing the correlation of the time density curve is calculated for each local region. 前記処理部は、前記第1指標と前記第2指標との比を前記局所領域ごとに演算し、前記比のマップを生成することを特徴とする請求項6記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 6, wherein the processing unit calculates a ratio between the first index and the second index for each local region, and generates a map of the ratio. 前記比のマップを前記画像に重ねて表示する表示部をさらに備えることを特徴とする請求項7記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 7, further comprising a display unit that displays the map of the ratio so as to overlap the image. 前記基準の時間濃度曲線を前記時間濃度曲線とともにグラフとして表示する表示部をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 1, further comprising a display unit configured to display the reference time density curve as a graph together with the time density curve. 前記処理部は、前記局所領域を前記第1指標の第1閾値に対する高低の区別と、前記第2指標の第2閾値に対する高低の区別との組み合わせに分類することを特徴とする請求項6記載の画像処理装置。   The said processing part classifies the said local area | region into the combination of high / low distinction with respect to the 1st threshold value of the said 1st parameter | index, and high / low distinction with respect to the 2nd threshold value of the said 2nd parameter | index. Image processing apparatus. 前記処理部は、前記分類した組み合わせに関するマップを生成することを特徴とする請求項10記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 10, wherein the processing unit generates a map related to the classified combinations. 前記処理部は、治療前に収集した前記心筋への造影剤流入期間における前記基準の時間濃度曲線に対する、治療後に収集した前記心筋への造影剤流入期間における前記基準の時間濃度曲線の相関を演算することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。   The processing unit calculates a correlation of the reference time concentration curve in the contrast agent inflow period to the myocardium collected after the treatment with respect to the reference time concentration curve in the contrast agent inflow period to the myocardium collected before the treatment. The image processing apparatus according to claim 1, wherein: 前記処理部は、治療前に収集した前記画像のデータから求めた前記指標と、治療後に収集した前記画像のデータから求めた前記指標とを演算することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。   The image processing according to claim 1, wherein the processing unit calculates the index obtained from the image data collected before the treatment and the index obtained from the image data collected after the treatment. apparatus. 前記指標は、前記心筋への造影剤流入期間における前記画像のデータから求められることを特徴とする請求項13記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 13, wherein the index is obtained from data of the image during a contrast agent inflow period into the myocardium. 前記指標は、前記心筋からの造影剤流出期間における前記画像のデータから求められることを特徴とする請求項13記載の画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 13, wherein the index is obtained from data of the image in a contrast medium outflow period from the myocardium. 前記処理部は、薬剤投与前に収集した前記画像のデータから求めた前記指標と、薬剤投与後に収集した前記画像のデータから求めた前記指標とを演算することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。   2. The processing unit according to claim 1, wherein the processing unit calculates the index obtained from the data of the image collected before drug administration and the index obtained from the data of the image collected after drug administration. Image processing device. 前記処理部は、前記第1指標に関するマップ又は前記第2指標に関するマップを生成することを特徴とする請求項6記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 6, wherein the processing unit generates a map related to the first index or a map related to the second index. X線を発生するX線管と、
被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、
前記X線検出器の出力に基づいて、透過したX線の強度分布を表す画像のデータを発生する画像発生部と、
血管造影された被写体を透過したX線の強度分布を表す複数の画像のデータを記憶する記憶部と、
前記複数の画像のデータに基づいて、心筋への血液供給領域に設定された基準領域に関する基準の時間濃度曲線と、心筋領域内に設定された複数の局所領域に関する複数の時間濃度曲線とを発生し、前記基準の時間濃度曲線に対する前記複数の時間濃度曲線それぞれの相関を表す複数の指標を演算し、前記指標に関するマップを生成する処理部と、
前記指標に関するマップを前記画像に重ねて表示する表示部とを有し、
前記処理部は、前記画像のデータに動き補償を行って、前記時間濃度曲線を発生させるものであることを特徴とするX線診断装置。
An X-ray tube that generates X-rays;
An X-ray detector for detecting X-rays transmitted through the subject;
An image generator for generating image data representing an intensity distribution of transmitted X-rays based on an output of the X-ray detector;
A storage unit for storing data of a plurality of images representing an intensity distribution of X-rays transmitted through an angiographic subject;
Based on the data of the plurality of images, a reference time concentration curve related to a reference region set in a blood supply region to the myocardium and a plurality of time concentration curves related to a plurality of local regions set in the myocardial region are generated. A processing unit that calculates a plurality of indices representing the correlation of each of the plurality of time density curves with respect to the reference time density curve, and generates a map relating to the index;
A display unit that displays a map related to the index superimposed on the image,
The X-ray diagnostic apparatus characterized in that the processing unit performs motion compensation on the image data to generate the time density curve.
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