JP2009279343A - Catheter system and catheter - Google Patents
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Abstract
【課題】カテーテルにかかる負荷を定量的に測定して、過剰な負荷がかかることによるカテーテルの破壊を未然に防ぐ。
【解決手段】複数の素線をコイル状に寄り合わせて形成されたカテーテル30を有するX線診断装置において、カテーテル30を形成する複数の素線のうち、少なくとも一本を、カテーテル30にかかる負荷を検出可能な素線とする。例えば、この負荷を検出可能な素線として、カテーテル30に生じる応力を検出可能な光ファイバひずみセンサ31を用いる。
【選択図】 図3An object of the present invention is to quantitatively measure a load applied to a catheter and prevent destruction of the catheter due to an excessive load.
In an X-ray diagnostic apparatus having a catheter formed by bringing a plurality of strands close to each other in a coil shape, at least one of the plurality of strands forming the catheter is loaded on the catheter. Is a detectable wire. For example, an optical fiber strain sensor 31 capable of detecting a stress generated in the catheter 30 is used as a strand capable of detecting this load.
[Selection] Figure 3
Description
この発明は、複数の素線をコイル状に寄り合わせて形成されたカテーテルを有するカテーテル装置およびカテーテルに関し、特に、カテーテルにかかる負荷を計測するための技術に関する。 The present invention relates to a catheter device and a catheter having a catheter formed by bringing a plurality of strands close to each other in a coil shape, and more particularly to a technique for measuring a load applied to the catheter.
従来、X線透視画像を見ながら冠動脈などの血管にカテーテルを挿入して、血管狭窄部の治療を行う術式がある。この術式では、術者はX線透視画像上に映し出された画像を見ながら、カテーテルの方向や姿勢、挙動などを調整するが、この調整は、画像を確認するのと同時に、術者自身が手元の感覚を確認して行われるのが一般的である。そのため、この術式を行う場合、術者には多くの経験と技術が要求されていた。 Conventionally, there is a technique for treating a vascular stenosis by inserting a catheter into a blood vessel such as a coronary artery while viewing a fluoroscopic image. In this procedure, the surgeon adjusts the catheter's direction, posture, behavior, etc. while viewing the image displayed on the fluoroscopic image. It is common to check the feeling at hand. Therefore, a lot of experience and skill are required for the surgeon when performing this procedure.
そこで、従来、かかる術式が行われる場合に術者を支援するためのさまざまな技術が考案されている。例えば、特許文献1では、カテーテル先端部の移動に応じて、X線源およびX線検出器を保持している保持装置や被検体を載せている天板を移動することによって、カテーテル先端を見やすい位置が自動的に表示されるようにするための技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, conventionally, various techniques have been devised to assist the surgeon when such a procedure is performed. For example, in Patent Document 1, it is easy to see the distal end of the catheter by moving the holding device holding the X-ray source and the X-ray detector or the top plate on which the subject is placed according to the movement of the distal end portion of the catheter. A technique for automatically displaying the position is disclosed (for example, see Patent Document 1).
また、前述した血管狭窄部の治療に用いられるカテーテルとして、「貫通用カテーテル」と呼ばれるものがある。この貫通用カテーテルは、複数の鋼鉄製の素線をコイル状に寄り合わせて形成されたカテーテルであり、ドリルのように回転させることによって、慢性完全閉塞のように、バルーンやステントを運ぶことが困難なほど石灰化が進んだ部位に穴を貫通させることができる。 Further, as a catheter used for the treatment of the above-mentioned vascular stenosis, there is a catheter called “penetrating catheter”. This penetrating catheter is a catheter formed by coiling together a plurality of steel strands. By rotating like a drill, it can carry balloons and stents like chronic complete occlusion. The hole can be penetrated to a site where calcification has progressed as difficult.
かかる貫通用カテーテルを用いた治療において、操作時にカテーテルに過剰な負荷がかかると、コイルがほつれるようにカテーテルが壊れてしまうという事例がある。血管内で壊れてしまったカテーテルを除去するためには、多大な労力と時間が必要であり、被検体への負担が大きい。また、これにより、合併症などのリスクも増加する。 In the treatment using such a penetrating catheter, if an excessive load is applied to the catheter during operation, there is a case where the catheter is broken so that the coil is frayed. In order to remove the catheter that has been broken in the blood vessel, a great deal of labor and time is required, and the burden on the subject is large. This also increases the risk of complications.
しかしながら、前述した特許文献1に代表される従来の技術では、カテーテルにかかる負荷を定量的に測定する手段が提供されていない。そのため、従来の技術では、過剰な負荷がかかることによるカテーテルの破壊を未然に防ぐことは極めて困難であった。 However, the conventional technique represented by Patent Document 1 described above does not provide a means for quantitatively measuring the load applied to the catheter. For this reason, it has been extremely difficult to prevent the catheter from being destroyed due to an excessive load.
この発明は、上述した従来技術による課題を解決するためになされたものであり、カテーテルにかかる負荷を定量的に測定して、過剰な負荷がかかることによるカテーテルの破壊を未然に防ぐことが可能なカテーテル装置およびカテーテルを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems caused by the prior art, and it is possible to quantitatively measure the load applied to the catheter and prevent destruction of the catheter due to excessive load. An object of the present invention is to provide a catheter device and a catheter.
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項1記載の本発明は、複数の素線をコイル状に寄り合わせて形成されたカテーテルを有するカテーテル装置であって、前記素線のうち少なくとも一本を、前記カテーテルにかかる負荷を検出可能な素線としたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention according to claim 1 is a catheter device having a catheter formed by bringing a plurality of strands close to each other in a coil shape. At least one of the wires is a strand capable of detecting a load applied to the catheter.
また、請求項8記載の本発明は、複数の素線をコイル状に寄り合わせて形成されたカテーテルであって、前記素線のうち少なくとも一本を、前記カテーテルにかかる負荷を検出することが可能な素線としたことを特徴とする。 The present invention according to claim 8 is a catheter formed by bringing a plurality of strands close to each other in a coil shape, and at least one of the strands can detect a load applied to the catheter. It is characterized by possible strands.
請求項1または8記載の本発明によれば、カテーテルにかかる負荷を定量的に測定して、過剰な負荷がかかることによるカテーテルの破壊を未然に防ぐことが可能になるという効果を奏する。 According to the first or eighth aspect of the present invention, it is possible to quantitatively measure the load applied to the catheter and to prevent the destruction of the catheter due to the excessive load.
以下に添付図面を参照して、この発明に係るカテーテル装置およびカテーテルの好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下では、本発明をX線診断装置に適用した場合について説明する。 Exemplary embodiments of a catheter device and a catheter according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, a case where the present invention is applied to an X-ray diagnostic apparatus will be described.
まず、本実施例に係るX線診断装置の全体構成について説明する。図1は、本実施例に係るX線診断装置の全体構成を示す構成図である。同図に示すように、このX線診断装置は、X線発生部1と、X線検出部2と、機構部3と、高電圧発生部4と、Cアーム5と、天板6と、表示部7と、操作部8と、システム制御部9と、カテーテル情報取得部10と、タイミング情報取得部20と、画像処理部100とを有する。 First, the overall configuration of the X-ray diagnostic apparatus according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a configuration diagram illustrating the overall configuration of the X-ray diagnostic apparatus according to the present embodiment. As shown in the figure, the X-ray diagnostic apparatus includes an X-ray generation unit 1, an X-ray detection unit 2, a mechanism unit 3, a high voltage generation unit 4, a C arm 5, a top plate 6, The display unit 7 includes an operation unit 8, a system control unit 9, a catheter information acquisition unit 10, a timing information acquisition unit 20, and an image processing unit 100.
X線発生部1は、天板6上の被検体Pに照射するX線を発生する装置であり、高電圧発生部4から供給される高電圧を用いてX線を発生するX線管、X線管が発生したX線の一部を遮蔽することによって照射野を制御するX線絞り器を有する。 The X-ray generator 1 is an apparatus that generates X-rays to be irradiated on the subject P on the top 6, and generates an X-ray using a high voltage supplied from the high voltage generator 4, An X-ray restrictor is provided that controls the irradiation field by shielding a part of the X-rays generated by the X-ray tube.
X線検出部2は、被検体Pを透過したX線を検出してX線画像データを生成する装置であり、X線を検出する平面検出器、平面検出器から電荷を取り出すゲートドライバ、ゲートドライバにより取り出された電荷を電圧に変換する電荷・電圧変換器、電荷・電圧変換器により変換された電圧をデジタル値に変換するA/D変換器を有する。 The X-ray detector 2 is an apparatus that generates X-ray image data by detecting X-rays that have passed through the subject P, and includes a flat detector that detects X-rays, a gate driver that extracts charges from the flat detector, and a gate It has a charge / voltage converter for converting the charge taken out by the driver into a voltage, and an A / D converter for converting the voltage converted by the charge / voltage converter into a digital value.
機構部3は、Cアーム5ならびに天板6を移動する装置であり、Cアーム5を回転したり移動したりするCアーム回動・移動機構、天板6を移動する天板移動機構、システム制御部9の指示に基づいてCアーム回動・移動機構および天板移動機構を制御する機構制御部を有する。 The mechanism unit 3 is a device that moves the C-arm 5 and the top plate 6, and includes a C-arm rotation / movement mechanism that rotates and moves the C-arm 5, a top-plate movement mechanism that moves the top plate 6, and a system A mechanism control unit that controls the C-arm rotation / movement mechanism and the top board movement mechanism based on an instruction from the control unit 9 is provided.
高電圧発生部4は、X線発生部1がX線の発生に必要とする高電圧を供給する装置であり、システム制御部9の指示に基づいて高電圧の発生を制御してX線の発生を制御するX線制御部、高電圧を発生する高電圧発生器を有する。Cアーム5は、X線発生部1やX線検出部2を保持するアームであり、天板6は、被検体Pを載せる板である。 The high voltage generation unit 4 is a device that supplies a high voltage required by the X-ray generation unit 1 to generate X-rays, and controls the generation of the high voltage based on an instruction from the system control unit 9 to An X-ray control unit that controls generation and a high-voltage generator that generates high voltage. The C arm 5 is an arm that holds the X-ray generation unit 1 and the X-ray detection unit 2, and the top plate 6 is a plate on which the subject P is placed.
表示部7は、画像処理部100によって処理された画像を表示する装置であり、画像を表示するモニタ、モニタへの表示を制御する表示制御部を有する。操作部8は、マウスやキーボード、ジョイスティックなどから構成され、術者による操作を受け付けるコンソールである。システム制御部9は、術者の操作に基づいてX線診断装置全体を制御する装置である。 The display unit 7 is a device that displays an image processed by the image processing unit 100, and includes a monitor that displays an image and a display control unit that controls display on the monitor. The operation unit 8 includes a mouse, a keyboard, a joystick, and the like, and is a console that receives an operation by an operator. The system control unit 9 is a device that controls the entire X-ray diagnostic apparatus based on the operation of the operator.
ここで、上述した機能部のうち、X線発生部1、X線検出部2、機構部3、高電圧発生部4、Cアーム5、天板6、操作部8およびシステム制御部9は、全体として、被検体Pに関するX線画像データをリアルタイムに収集するX線画像収集部200を構成する。 Here, among the functional units described above, the X-ray generation unit 1, the X-ray detection unit 2, the mechanism unit 3, the high voltage generation unit 4, the C arm 5, the top plate 6, the operation unit 8, and the system control unit 9 are: As a whole, an X-ray image collection unit 200 that collects X-ray image data related to the subject P in real time is configured.
カテーテル情報取得部10は、同図では図示していないカテーテルに接続されており、カテーテルに生じる応力を示す情報(以下、「応力情報」と呼ぶ)、カテーテル先端の位置を示す情報(以下、「先端位置情報」と呼ぶ)、カテーテルの操作量を示す情報(以下、「操作量情報」と呼ぶ)をそれぞれ取得する処理部である。 The catheter information acquisition unit 10 is connected to a catheter not shown in the figure, and shows information (hereinafter referred to as “stress information”) indicating the stress generated in the catheter, and information (hereinafter referred to as “the stress information”). It is a processing unit that acquires information indicating the amount of operation of the catheter (hereinafter referred to as “operation amount information”).
タイミング情報取得部20は、同図では図示していない心電計に接続されており、心電計から被検体Pの心電図に関する情報を取得し、取得した情報をタイミング情報として、後述するCT画像位置合わせ部170へ出力する。 The timing information acquisition unit 20 is connected to an electrocardiograph (not shown in the figure), acquires information related to the electrocardiogram of the subject P from the electrocardiograph, and uses the acquired information as timing information to obtain a CT image to be described later. The data is output to the alignment unit 170.
画像処理部100は、X線検出部2によって生成されたX線画像データに基づいて、X線画像(X線透視画像)を生成する処理部である。 The image processing unit 100 is a processing unit that generates an X-ray image (X-ray fluoroscopic image) based on the X-ray image data generated by the X-ray detection unit 2.
以上、本実施例に係るX線診断装置の全体構成について説明したが、本実施例では、かかるX線診断装置において、カテーテル情報取得部10に接続されるカテーテルが、治療中にカテーテルにかかる負荷を検出する手段を備える点と、画像処理部100が、治療中にカテーテルにかかる負荷に関する情報を表示する手段を備える点に特徴がある。そこで、以下では、図2〜11を用いて、本実施例に係るカテーテルおよび画像処理部100について詳細に説明する。 The overall configuration of the X-ray diagnostic apparatus according to the present embodiment has been described above. In this embodiment, in this X-ray diagnostic apparatus, the catheter connected to the catheter information acquisition unit 10 is loaded on the catheter during treatment. The image processing unit 100 includes a means for detecting the load on the catheter, and the image processing unit 100 includes a means for displaying information on a load applied to the catheter during treatment. Therefore, in the following, the catheter and the image processing unit 100 according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS.
最初に、本実施例に係るカテーテル、カテーテル情報取得部10および画像処理部100の構成について説明する。図2は、本実施例に係るカテーテル、カテーテル情報取得部10および画像処理部100の構成を示す機能ブロック図である。 First, configurations of the catheter, the catheter information acquisition unit 10 and the image processing unit 100 according to the present embodiment will be described. FIG. 2 is a functional block diagram illustrating configurations of the catheter, the catheter information acquisition unit 10, and the image processing unit 100 according to the present embodiment.
カテーテル30は、複数の鋼鉄製の素線をコイル状に寄り合わせて形成された貫通用カテーテルであり、同図に示すように、光ファイバひずみセンサ31と、位置センサ32と、操作量センサ33とを有する。また、このカテーテル30の先端には、石灰化部などに穴を貫通させるためのドリルも設けられている。 The catheter 30 is a penetrating catheter formed by bringing a plurality of steel strands close to each other in a coil shape. As shown in the figure, an optical fiber strain sensor 31, a position sensor 32, and an operation amount sensor 33 are provided. And have. The tip of the catheter 30 is also provided with a drill for penetrating a hole in a calcified portion or the like.
光ファイバひずみセンサ31は、カテーテル30にかかる負荷を、カテーテル30に生じる応力として検出するセンサである。図3は、本実施例に係るカテーテル30の構成を示す図である。同図に示すように、具体的には、光ファイバひずみセンサ31は、カテーテル30を形成する複数の素線のうちの少なくとも一本の素線と置き換えられることによって、カテーテル30に設けられる。 The optical fiber strain sensor 31 is a sensor that detects a load applied to the catheter 30 as a stress generated in the catheter 30. FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the catheter 30 according to the present embodiment. As shown in the figure, specifically, the optical fiber strain sensor 31 is provided in the catheter 30 by being replaced with at least one of the plurality of strands forming the catheter 30.
カテーテル30には、術者によって、主に長軸方向を軸とした回転操作がなされる。そして、その回転操作によって生じる応力は、カテーテル30の素線に対して、曲げ応力として働く。光ファイバひずみセンサ31は、その曲げ応力によって生じるファイバのひずみ(変形)を、光の信号の変化として検知する。 The catheter 30 is rotated by the operator mainly about the major axis direction. The stress generated by the rotation operation acts as a bending stress on the strand of the catheter 30. The optical fiber strain sensor 31 detects the strain (deformation) of the fiber caused by the bending stress as a change in light signal.
例えば、かかる光ファイバひずみセンサ31の種類の一つとして、光ファイバグレーティング(FBG:Fiber Bragg Grating)方式のセンサがある。このセンサは、光ファイバの芯(コア)部に回折格子(グレーティング)を設けた構造を有する。 For example, one of the types of the optical fiber strain sensor 31 is an optical fiber grating (FBG) sensor. This sensor has a structure in which a diffraction grating (grating) is provided in a core portion of an optical fiber.
このFBG方式の光ファイバひずみセンサには、下記のような特徴がある。
(1)光ファイバ中に異なる周波数を反射する回折格子を複数設けることで、回折格子
を設置した各箇所の光ファイバのひずみを測定することが可能。
(2)構造がシンプルであり、寸法を小さくすることが可能。外径が数十μmオーダー
のものが市販されている。
This FBG optical fiber strain sensor has the following characteristics.
(1) By providing multiple diffraction gratings that reflect different frequencies in the optical fiber, it is possible to measure the strain of the optical fiber at each location where the diffraction grating is installed.
(2) The structure is simple and the dimensions can be reduced. A product having an outer diameter on the order of several tens of μm is commercially available.
図4は、FBG方式の光ファイバひずみセンサの原理を示す図である。同図を用いて、(1)の特徴について詳細に説明する。同図に示すように、光ファイバのコア部分の屈折率を周期的に変化させた回折格子は、その周期と屈折率変化量に応じた特定の波長(Bragg波長)の光のみを反射する。すなわち、回折格子の周期(Grating周期)が光ファイバひずみによって変化し、反射光の波長が変化する。この反射光の波長の変化量を測定することで、逆にひずみを計測することができる。 FIG. 4 is a diagram illustrating the principle of an FBG optical fiber strain sensor. The feature (1) will be described in detail with reference to FIG. As shown in the figure, the diffraction grating in which the refractive index of the core portion of the optical fiber is periodically changed reflects only light having a specific wavelength (Bragg wavelength) according to the period and the amount of change in the refractive index. That is, the period of the diffraction grating (Grating period) changes due to optical fiber distortion, and the wavelength of the reflected light changes. Conversely, strain can be measured by measuring the amount of change in the wavelength of the reflected light.
また、各位置に設けられた回折格子の反射する波長を変えることによって、検出した反射光の波長から、どの箇所の回折格子で反射された光であるかを特定することができる。この際、光ファイバのひずみによって生じることが予測される波長の変化量をふまえて、各箇所の回折格子の周期が決められる。 In addition, by changing the wavelength reflected by the diffraction grating provided at each position, it is possible to specify which diffraction grating is reflected by the wavelength of the detected reflected light. At this time, the period of the diffraction grating at each location is determined based on the amount of change in wavelength expected to occur due to distortion of the optical fiber.
本実施例では、かかるFBG方式の光ファイバひずみセンサを用いて、光ファイバ内の各個所のひずみを測定する。図5は、本実施例に係る光ファイバひずみセンサ31の設置イメージを示すイメージ図である。同図に示すように、回折格子(FGB)は、石灰化部位を直接掘削する先端部付近に密に設置しておく。そして、測定されたひずみは、光信号として、光ファイバを介して、被検体の体外にある応力計測部11(光信号−応力変換装置)へと伝達される。 In this embodiment, the strain at each location in the optical fiber is measured using such an FBG optical fiber strain sensor. FIG. 5 is an image diagram showing an installation image of the optical fiber strain sensor 31 according to the present embodiment. As shown in the figure, the diffraction grating (FGB) is densely installed in the vicinity of the tip portion where the calcification site is directly excavated. Then, the measured strain is transmitted as an optical signal to the stress measurement unit 11 (optical signal-stress conversion device) outside the body of the subject via an optical fiber.
なお、カテーテル30において、光ファイバひずみセンサ31のFGBが設置されている範囲、すなわち、負荷を計測することが可能な範囲を、以下では「負荷計測範囲」と呼ぶ。この負荷計測範囲の長さは、カテーテルの仕様に応じて変わる。 In the catheter 30, a range where the FGB of the optical fiber strain sensor 31 is installed, that is, a range in which the load can be measured is hereinafter referred to as a “load measurement range”. The length of this load measurement range varies depending on the specification of the catheter.
図2にもどって、位置センサ32は、カテーテル30の先端に取り付けられ、カテーテル30の先端の位置を検出するセンサである。 Returning to FIG. 2, the position sensor 32 is a sensor that is attached to the distal end of the catheter 30 and detects the position of the distal end of the catheter 30.
操作量センサ33は、カテーテル30の操作量情報を検出するセンサである。具体的には、この操作量センサ33は、カテーテル30の回転量、および、挿入された長さ(送り量)などの操作量を検出する。 The operation amount sensor 33 is a sensor that detects operation amount information of the catheter 30. Specifically, the operation amount sensor 33 detects the operation amount such as the rotation amount of the catheter 30 and the inserted length (feed amount).
カテーテル情報取得部10は、カテーテル30に関する情報を取得する処理部であり、応力計測部11と、先端位置計測部12と、操作量計測部13とを有する。 The catheter information acquisition unit 10 is a processing unit that acquires information about the catheter 30, and includes a stress measurement unit 11, a tip position measurement unit 12, and an operation amount measurement unit 13.
応力計測部11は、光ファイバひずみセンサ31によって伝達された光信号からひずみ情報を計測し、光ファイバの物性値に基づいて、応力を計測する処理部である。この応力計測部11は、光ファイバからの光信号を入力し、計測した情報(応力値、ひずみ量)を応力情報として画像処理部100に出力する。 The stress measurement unit 11 is a processing unit that measures strain information from the optical signal transmitted by the optical fiber strain sensor 31 and measures stress based on the physical property value of the optical fiber. The stress measurement unit 11 receives an optical signal from the optical fiber, and outputs the measured information (stress value and strain amount) to the image processing unit 100 as stress information.
先端位置計測部12は、位置センサ32によって検出された位置に基づいて、カテーテル30の先端位置を計測し、計測した結果を先端位置情報として画像処理部100に出力する処理部である。 The distal end position measurement unit 12 is a processing unit that measures the distal end position of the catheter 30 based on the position detected by the position sensor 32 and outputs the measured result to the image processing unit 100 as distal end position information.
操作量計測部13は、操作量センサ33によって検出された操作量に基づいて、カテーテル30の操作量を計測し、計測した結果を操作量情報として画像処理部100に出力する処理部である。 The operation amount measuring unit 13 is a processing unit that measures the operation amount of the catheter 30 based on the operation amount detected by the operation amount sensor 33 and outputs the measured result to the image processing unit 100 as operation amount information.
画像処理部100は、X線検出部2によって生成されたX線画像データに基づいて、X線画像(X線透視画像)を生成する処理部であり、カテーテル情報生成部110と、ボリュームデータ記憶部120と、キャリブレーション処理部130と、CT画像データ取得部140と、形態情報抽出部150と、カテーテル位置合わせ部160と、CT画像位置合わせ部170と、表示情報切替部180と、画像表示制御部190とを有する。 The image processing unit 100 is a processing unit that generates an X-ray image (X-ray fluoroscopic image) based on the X-ray image data generated by the X-ray detection unit 2, and includes a catheter information generation unit 110 and a volume data storage unit. Unit 120, calibration processing unit 130, CT image data acquisition unit 140, morphological information extraction unit 150, catheter alignment unit 160, CT image alignment unit 170, display information switching unit 180, image display And a control unit 190.
カテーテル情報生成部110は、カテーテル30の表示に関する情報を生成する処理部であり、CG画像生成部111と、負荷分布情報生成部112とを有する。 The catheter information generation unit 110 is a processing unit that generates information related to the display of the catheter 30, and includes a CG image generation unit 111 and a load distribution information generation unit 112.
CG画像生成部111は、カテーテル30の形状を表すCG(Computer Graphics)画像を生成する処理部である。具体的には、このCG画像生成部111は、先端位置計測部12から出力される先端位置情報に基づいて、カテーテル30の負荷計測範囲を表すCG画像データ(以下、「カテーテルCG」と呼ぶ)を生成する。 The CG image generation unit 111 is a processing unit that generates a CG (Computer Graphics) image representing the shape of the catheter 30. Specifically, the CG image generation unit 111 generates CG image data representing the load measurement range of the catheter 30 (hereinafter referred to as “catheter CG”) based on the tip position information output from the tip position measurement unit 12. Is generated.
図6および7は、CG画像生成部111によるカテーテルCGの生成を説明するための図(1)および(2)である。同図に示すように、CG画像生成部111は、先端位置計測部12から出力される先端位置情報を常時記録して、カテーテル先端の移動経路を表す線分情報を生成する(図6(1)参照)。続いて、CG画像生成部111は、生成した線分情報を所定の間隔でサンプリングすることによって、点列情報を生成する(図6(2)参照)。 6 and 7 are diagrams (1) and (2) for explaining the generation of the catheter CG by the CG image generation unit 111. FIG. As shown in the figure, the CG image generation unit 111 constantly records the tip position information output from the tip position measurement unit 12, and generates line segment information representing the movement path of the catheter tip (FIG. 6 (1)). )reference). Subsequently, the CG image generation unit 111 generates point sequence information by sampling the generated line segment information at a predetermined interval (see FIG. 6B).
そして、CG画像生成部111は、生成した点列情報において、先頭(その時点のカテーテル先端の位置)の点から、カテーテル30の負荷計測範囲の長さ分だけ後ろ方向(過去にカテーテル先端が通過してきた方向)にもどった位置までの範囲に含まれる点列に基づいて(図7の(a)参照)、移動経路の線分情報を中心にして、太さを実際のカテーテル30の太さに合わせた円筒状のCG画像データをカテーテルCGとして生成する(図7の(b)参照)。 The CG image generation unit 111 then moves backward in the generated point sequence information by the length of the load measurement range of the catheter 30 from the beginning (the position of the catheter tip at that time) (the catheter tip has passed in the past). Based on the point sequence included in the range up to the position returned (see (a) of FIG. 7), the thickness of the actual catheter 30 is centered on the line segment information of the movement path. Cylindrical CG image data matching the above is generated as a catheter CG (see FIG. 7B).
なお、このとき、CG画像生成部111は、ドリルの範囲の長さに基づいて、負荷計測範囲と同様に、カテーテル30のドリルの範囲を表すCG画像データをさらに生成するようにしてもよい。 At this time, the CG image generation unit 111 may further generate CG image data representing the drill range of the catheter 30 based on the length of the drill range, similarly to the load measurement range.
負荷分布情報生成部112は、CG画像生成部111によって生成されたカテーテルCGに対して負荷の分布を表す色を表示するための負荷分布情報を生成する処理部である。具体的には、この負荷分布情報生成部112は、応力計測部11から出力される応力情報に基づいて、以下に示すように、負荷の分布を表す色を表示するための負荷分布情報を生成する。 The load distribution information generation unit 112 is a processing unit that generates load distribution information for displaying a color representing a load distribution on the catheter CG generated by the CG image generation unit 111. Specifically, the load distribution information generation unit 112 generates load distribution information for displaying a color representing the load distribution based on the stress information output from the stress measurement unit 11 as shown below. To do.
図8は、カテーテルCGへの負荷分布の表示を説明するための図である。同図(1)に示すように、まず、負荷分布情報生成部112は、生成したカテーテルCGに対して、カテーテル30に設けられているFBG(回折素子)に対応する箇所をそれぞれ設定する。 FIG. 8 is a diagram for explaining the display of the load distribution on the catheter CG. As shown in FIG. 1A, the load distribution information generation unit 112 first sets locations corresponding to FBGs (diffraction elements) provided in the catheter 30 for the generated catheter CG.
続いて、負荷分布情報生成部112は、同図(2)に示すように、設定したそれぞれの箇所に対して、対応するFBGによって検出される応力の方向(回転方向)および大きさに応じて異なった色を設定する。例えば、負荷分布情報生成部112は、回転方向が同図に示すD1の方向であった場合には、応力値が最も小さい箇所に対して黒色を、中間の大きさの箇所に対して青色を、最も大きい箇所に対して赤色をそれぞれ設定し、一方、回転方向が同図に示すD2の方向であった場合は、応力値が最も小さい箇所に対して黒色を、中間の大きさの箇所に対して青色を、最も大きい箇所に対して黄色をそれぞれ設定する。 Subsequently, as shown in FIG. 2B, the load distribution information generation unit 112 responds to the direction (rotation direction) and magnitude of the stress detected by the corresponding FBG for each set location. Set a different color. For example, when the rotation direction is the direction of D1 shown in the figure, the load distribution information generation unit 112 displays black for a portion having the smallest stress value and blue for a portion having an intermediate size. When the rotation direction is the direction of D2 shown in the figure, the red color is set for the largest part, and the black color is set for the part having the smallest stress value. On the other hand, blue is set, and yellow is set for the largest portion.
続いて、負荷分布情報生成部112は、同図(3)に示すように、FBGが設置された位置に断面を生成し、生成した各断面に、それぞれの箇所に設定した色を設定する。さらに、負荷分布情報生成部112は、同図(4)に示すように、色付けした断面の間の領域ついて、例えば線形補間などの補間方法を用いて、位置に応じて色が滑らかに変化するように補間を行う(同図(4)参照)。 Subsequently, the load distribution information generation unit 112 generates a cross section at the position where the FBG is installed, and sets the color set for each location in each generated cross section, as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 4 (4), the load distribution information generation unit 112 uses the interpolation method such as linear interpolation to smoothly change the color of the region between the colored sections according to the position. Interpolation is performed as described above (see (4) in the figure).
このように、負荷分布情報生成部112が、負荷の大きさに応じてカテーテルCGの各箇所の色が変化するように負荷分布情報を生成することによって、カテーテル30にかかる負荷の状態を容易に把握することができるようになる。 As described above, the load distribution information generation unit 112 generates the load distribution information so that the color of each portion of the catheter CG changes according to the magnitude of the load, thereby easily setting the state of the load applied to the catheter 30. It becomes possible to grasp.
ボリュームデータ記憶部120は、X線CT(Computed Tomography)装置によって撮像された三次元のCT画像データを保存する記憶部である。このボリュームデータ記憶部120には、X線CT装置によって撮像された被検体PのCT画像データがあらかじめ保存されていることとする。 The volume data storage unit 120 is a storage unit that stores three-dimensional CT image data captured by an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus. The volume data storage unit 120 stores CT image data of the subject P imaged by the X-ray CT apparatus in advance.
キャリブレーション処理部130は、ボリュームデータ記憶部120によって記憶されているCT画像データと、X線画像収集部200によって収集されたX線画像データから生成されるX線画像との位置合わせに関する処理を行う処理部である。具体的には、このキャリブレーション処理部130は、X線診断装置における座標系とX線CT装置における座標系との間の相対的な位置関係に基づいて、X線画像とCT画像との位置合わせ用の行列変換データ(以下、「キャリブレーションデータ」と呼ぶ)を生成する。 The calibration processing unit 130 performs processing related to the alignment between the CT image data stored in the volume data storage unit 120 and the X-ray image generated from the X-ray image data collected by the X-ray image collection unit 200. It is a processing part to perform. Specifically, the calibration processing unit 130 determines the position between the X-ray image and the CT image based on the relative positional relationship between the coordinate system in the X-ray diagnostic apparatus and the coordinate system in the X-ray CT apparatus. Matrix conversion data for matching (hereinafter referred to as “calibration data”) is generated.
CT画像データ取得部140は、ボリュームデータ記憶部120から所定の心位相のCT画像データを取得する処理部である。ここでいう所定の心位相は、拡張末期など、治療時に画像が確認しやすい位相が術者などによってあらかじめ設定されていることとする。 The CT image data acquisition unit 140 is a processing unit that acquires CT image data having a predetermined cardiac phase from the volume data storage unit 120. Here, the predetermined cardiac phase is assumed to be set in advance by an operator or the like, such as the end diastole, in which a phase in which an image can be easily confirmed during treatment is set.
形態情報抽出部150は、CT画像データ取得部140によって取得されたCT画像データから治療対象部の形態を表す形態情報を抽出する処理部である。例えば、この形態情報抽出部150は、CT画像データのCT値に基づいて石灰化部の範囲を特定し、特定した範囲のCT画像データを形態情報として抽出する。この形態情報には、画素の濃度を示すピクセル値が含まれている。 The morphological information extraction unit 150 is a processing unit that extracts morphological information representing the morphology of the treatment target part from the CT image data acquired by the CT image data acquisition unit 140. For example, the morphological information extraction unit 150 specifies the range of the calcification unit based on the CT value of the CT image data, and extracts the CT image data in the specified range as the morphological information. This form information includes a pixel value indicating the density of the pixel.
カテーテル位置合わせ部160は、CG画像生成部111によって生成されたカテーテルCG、および、負荷分布情報生成部112によって生成された負荷分布情報の位置合わせを行う処理部である。具体的には、このカテーテル位置合わせ部160は、治療前に術者などによって行われる位置センサ32の調整作業において設定された調整量に基づいて、X線画像収集部200によって収集されたX線画像データから生成されるX線画像と正しい位置関係で重なるように、カテーテルCGおよび負荷分布情報の位置合わせを行う。 The catheter positioning unit 160 is a processing unit that performs positioning of the catheter CG generated by the CG image generation unit 111 and the load distribution information generated by the load distribution information generation unit 112. Specifically, the catheter alignment unit 160 acquires the X-rays collected by the X-ray image collection unit 200 based on the adjustment amount set in the adjustment operation of the position sensor 32 performed by an operator or the like before the treatment. The catheter CG and the load distribution information are aligned so as to overlap with the X-ray image generated from the image data in the correct positional relationship.
CT画像位置合わせ部170は、形態情報抽出部150によって生成された形態情報の位置合わせを行う処理部である。具体的には、このCT画像位置合わせ部170は、キャリブレーション処理部130によって生成されたキャリブレーションデータ、および、タイミング情報取得部20から出力されるタイミング情報に基づいて、所定の心位相(例えば、拡張末期など)で同期させて、X線画像収集部200によって収集されたX線画像データから生成されるX線画像と正しい位置関係で重なるように形態情報の位置合わせを行う。 The CT image registration unit 170 is a processing unit that performs registration of the morphological information generated by the morphological information extraction unit 150. Specifically, the CT image alignment unit 170 is configured to generate a predetermined cardiac phase (for example, based on the calibration data generated by the calibration processing unit 130 and the timing information output from the timing information acquisition unit 20). , The morphological information is aligned so as to overlap with the X-ray image generated from the X-ray image data collected by the X-ray image acquisition unit 200 in a correct positional relationship.
表示情報切替部180は、画像表示制御部190への画像表示の切り替えを行う処理部である。具体的には、表示情報切替部180は、操作部8などを介して術者から画像表示の切り替えに関する指示を受け付け、受け付けた指示に応じて、画像表示制御部190へのカテーテルCG、負荷分布情報、形態情報、および、後述する負荷関連情報の表示を切り替える。なお、表示情報切替部180は、これらの情報を同時に全て表示することも、いずれか一つのみを表示することも、二つ以上を組み合わせて表示することもできる。 The display information switching unit 180 is a processing unit that switches the image display to the image display control unit 190. Specifically, the display information switching unit 180 receives an instruction regarding switching of image display from the operator via the operation unit 8 and the like, and in response to the received instruction, the catheter CG and the load distribution to the image display control unit 190 are displayed. The display of information, form information, and load related information described later is switched. Note that the display information switching unit 180 can display all of these information simultaneously, display only one of them, or display a combination of two or more.
画像表示制御部190は、カテーテルCG、負荷分布情報、形態情報などの画像データを合成し、合成した画像データをX線画像に重ねて表示する処理部である。具体的には、この画像表示制御部190は、まず、X線画像収集部200から送られるX線画像データに基づいて、リアルタイムにX線画像を生成する。 The image display control unit 190 is a processing unit that combines image data such as the catheter CG, load distribution information, and morphological information, and displays the combined image data on the X-ray image. Specifically, the image display control unit 190 first generates an X-ray image in real time based on the X-ray image data sent from the X-ray image collection unit 200.
これとともに、画像表示制御部190は、カテーテル位置合わせ部160によって位置合わせが行われたカテーテルCGおよび負荷分布情報と、CT画像位置合わせ部170によって位置合わせが行われた形態情報とを合成し、合成した画像データを、生成したX線画像に重ねて表示部7に表示する。 At the same time, the image display control unit 190 synthesizes the catheter CG and the load distribution information that have been aligned by the catheter positioning unit 160 and the form information that has been positioned by the CT image positioning unit 170, The synthesized image data is superimposed on the generated X-ray image and displayed on the display unit 7.
これに加えて、画像表示制御部190は、応力計測部11から出力される応力情報に基づいて、カテーテル30にかかる負荷に関する各種の負荷関連情報をX線画像にさらに重ねて表示する。図9および10は、画像表示制御部190によって表示される負荷関連情報を示す図(1)および(2)である。 In addition to this, the image display control unit 190 further displays various types of load related information regarding the load applied to the catheter 30 on the X-ray image based on the stress information output from the stress measurement unit 11. 9 and 10 are views (1) and (2) showing the load related information displayed by the image display control unit 190. FIG.
例えば、画像表示制御部190は、図9(1)に示すように、カテーテル30にかかる負荷(トルク)の値や、カテーテルにかかる負荷(トルク)の許容最大値、負荷計測範囲の長さなどをX線画像上に表示する。ここで、「X」は、カテーテル30にかかる負荷の最大値(単位:N/m/m:ニュートン毎平方メートル)であり、「Y」は、カテーテル30にかかる負荷の平均値を示している。なお、カテーテル30にかかる負荷の最大値とは、負荷計測範囲内における負荷計測時点での負荷の最高値であり、カテーテル30にかかる負荷の平均値とは、負荷計測範囲内における負荷計測時点での負荷の平均値である。また、「Z」は、カテーテル30にかかる負荷の許容最大値(単位:N/m/m:ニュートン毎平方メートル)であり、「P」は、カテーテル30における負荷計測範囲の長さである。これらの値は、カテーテル30の仕様によって変わるものであり、治療前に、術者によってあらかじめ設定される。 For example, as shown in FIG. 9 (1), the image display control unit 190 is a load (torque) value applied to the catheter 30, an allowable maximum value of the load (torque) applied to the catheter, the length of the load measurement range, and the like. Is displayed on the X-ray image. Here, “X” is the maximum value of the load applied to the catheter 30 (unit: N / m / m: Newton per square meter), and “Y” indicates the average value of the load applied to the catheter 30. The maximum value of the load applied to the catheter 30 is the maximum value of the load at the time of load measurement within the load measurement range, and the average value of the load applied to the catheter 30 is the time of load measurement within the load measurement range. Is the average value of the load. “Z” is an allowable maximum value of the load applied to the catheter 30 (unit: N / m / m: Newton per square meter), and “P” is the length of the load measurement range in the catheter 30. These values vary depending on the specifications of the catheter 30, and are set in advance by the operator before treatment.
このように、画像表示制御部190が、カテーテル30にかかる負荷に関する情報を、許容範囲と現状値との関係が分かるように表示することによって、カテーテル30を操作するうえで、手元の感覚だけに頼ることなく、さらに加えることができる操作量を容易に把握することができるようになる。 In this way, the image display control unit 190 displays information on the load applied to the catheter 30 so that the relationship between the allowable range and the current value can be understood. It becomes possible to easily grasp the operation amount that can be further added without relying on it.
また、例えば、画像表示制御部190は、同図(2)に示すように、応力計測部11から出力される応力情報に基づいて、所定の閾値を超える負荷が計測された場合には、X線画像上に警告メッセージ(「ALERT」の文字)を表示したり、カテーテルCGの対応する位置に矢印などの印を表示したりする。または、画像表示制御部190は、警告メッセージを表示する他に、警告のためのブザーを鳴らすようにしてもよい。 In addition, for example, as shown in FIG. 2B, the image display control unit 190, when a load exceeding a predetermined threshold is measured based on the stress information output from the stress measurement unit 11, X A warning message (letter “ALERT”) is displayed on the line image, or a mark such as an arrow is displayed at a corresponding position of the catheter CG. Alternatively, the image display control unit 190 may sound a warning buzzer in addition to displaying a warning message.
このように、画像表示制御部190が、所定の閾値を超える負荷が計測された場合に、なんらかの警告を報知することによって、カテーテル30が壊れる前に術者に対して明確に注意を促すことが可能になる。 As described above, when the load exceeding the predetermined threshold is measured, the image display control unit 190 alerts the operator clearly before the catheter 30 is broken by notifying some warning. It becomes possible.
または、画像表示制御部190は、図10に示すように、所定の閾値を超える負荷が計測された場合に、その時点で表示している画像を拡大するようにしてもよい。このときの拡大率は、あらかじめ決められていてもよいし、術者によって任意に設定されてもよい。また、所定の閾値を超える負荷が計測されていない状態であっても、操作者からの要求があった場合に、表示している画像を拡大するようにしてもよい。 Alternatively, as shown in FIG. 10, when a load exceeding a predetermined threshold is measured, the image display control unit 190 may enlarge the image displayed at that time. The enlargement ratio at this time may be determined in advance or may be arbitrarily set by the operator. Even when a load exceeding a predetermined threshold is not measured, the displayed image may be enlarged when requested by the operator.
このように、画像表示制御部190が、所定の閾値を超える負荷が計測された場合に、表示している画像を拡大することによって、カテーテル30が予想外に硬い部分に到達した場合などに、その部分が自動的に拡大されるので、治療中に障壁となる部分を容易に視認することが可能になる。 As described above, when the load exceeding the predetermined threshold is measured, the image display control unit 190 enlarges the displayed image, and the catheter 30 reaches an unexpectedly hard part. Since the portion is automatically enlarged, it becomes possible to easily visually recognize the portion that becomes a barrier during the treatment.
また、図9に戻って、例えば、画像表示制御部190は、同図(3)に示すように、負荷分布情報が合成されたカテーテルCGをX線画像上に表示する。このように、画像表示制御部190が、負荷の大きさに応じて色が変わるようにカテーテルCGを生成することによって、カテーテル30にかかっている負荷の状態を容易に把握することができるようになる。 Returning to FIG. 9, for example, the image display control unit 190 displays the catheter CG combined with the load distribution information on the X-ray image, as shown in FIG. In this way, the image display control unit 190 can easily grasp the state of the load applied to the catheter 30 by generating the catheter CG so that the color changes according to the magnitude of the load. Become.
また、例えば、画像表示制御部190は、同図(4)に示すように、形態情報である石灰化部をX線画像上に表示する。このように、石灰化部を表示する場合には、画像表示制御部190が、形態情報として抽出された石灰化部のCT画像データに含まれるピクセル値の濃度分布や濃度勾配に基づいて画素ごとに色を変えて表示する。これにより表される濃度分布は、同時に、石灰化部における硬度分布を示すものとなる。 Further, for example, the image display control unit 190 displays the calcification portion, which is morphological information, on the X-ray image as shown in FIG. Thus, when displaying a calcification part, the image display control part 190 is pixel by pixel based on the density distribution and density gradient of the pixel value contained in CT image data of the calcification part extracted as morphological information. Change the color to display. The concentration distribution represented thereby indicates the hardness distribution in the calcified portion at the same time.
このように、画像表示制御部190が、X線画像に重ねて治療対象部を表示することによって、治療対象部とカテーテル30との位置関係を容易に把握することができるようになる。また、治療対象部が石灰化部である場合に、石灰化部における硬度の分布を容易に確認することができるようになる。いずれにしても、カテーテル30にかかる負荷に関連する情報を提供することができるようになり、石灰化部に穴を貫通させるような治療を行う場合に、術者を支援することが可能になる。 As described above, the image display control unit 190 can easily grasp the positional relationship between the treatment target part and the catheter 30 by displaying the treatment target part on the X-ray image. Moreover, when the treatment target part is a calcified part, the hardness distribution in the calcified part can be easily confirmed. In any case, information related to the load applied to the catheter 30 can be provided, and it is possible to assist the surgeon when performing a treatment that penetrates the hole in the calcified portion. .
なお、画像表示制御部190は、上述した負荷関連情報について、必ずしも全てを表示するのではなく、術者によって指定されたもののみを表示するようにしてもよい。その場合、前述した表示情報切替部180が、各負荷関連情報についての表示のON/OFFを受け付けて、画像表示制御部190への負荷関連情報の表示を制御する。 Note that the image display control unit 190 does not necessarily display all of the above-described load related information, but may display only those specified by the operator. In this case, the display information switching unit 180 described above receives display ON / OFF for each load related information, and controls the display of the load related information on the image display control unit 190.
また、画像表示制御部190は、上記した負荷関連情報の他に、例えば、操作量計測部13から出力される操作量情報に基づいて、カテーテル30の回転量や、挿入された長さ(送り量)など、操作量に関する情報を表示するようにしてもよい。これにより、カテーテル30を挿入する際に術者が容易に送り量を確認したり、カテーテル30に過剰に負荷がかかってしまった場合に回転量や送り量を確認したりすることができるようになり、利便性が向上する。 In addition to the above-described load-related information, the image display control unit 190, for example, based on the operation amount information output from the operation amount measurement unit 13, the rotation amount of the catheter 30 and the inserted length (feed Information on the operation amount, such as (amount), may be displayed. As a result, when inserting the catheter 30, the operator can easily confirm the feed amount, and when the catheter 30 is excessively loaded, the rotation amount and the feed amount can be confirmed. This improves convenience.
次に、本実施例に係る画像処理部100の処理手順について説明する。図11は、本実施例に係る画像処理部100の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、この画像処理部100では、術者によって治療が開始されると、先端位置計測部12が、カテーテル30の先端位置を計測し(ステップS101)、応力計測部11が、カテーテル30に生じている応力を計測する(ステップS102)。 Next, a processing procedure of the image processing unit 100 according to the present embodiment will be described. FIG. 11 is a flowchart illustrating the processing procedure of the image processing unit 100 according to the present embodiment. As shown in the figure, in the image processing unit 100, when treatment is started by the operator, the distal end position measuring unit 12 measures the distal end position of the catheter 30 (step S101), and the stress measuring unit 11 The stress generated in the catheter 30 is measured (step S102).
続いて、CG画像生成部111が、先端位置計測部12によって計測される位置情報から得られるカテーテル30の先端の移動経路に基づいて、カテーテルCGを生成し(ステップS103)、負荷分布情報生成部112が、応力計測部11によって計測される応力に基づいて、カテーテル30にかかる負荷の分布を示す負荷分布情報を生成し(ステップS104)、カテーテル位置合わせ部160が、カテーテルCGおよび負荷分布情報の位置合わせを行う(ステップS105)。 Subsequently, the CG image generation unit 111 generates a catheter CG based on the movement path of the tip of the catheter 30 obtained from the position information measured by the tip position measurement unit 12 (step S103), and a load distribution information generation unit. 112 generates load distribution information indicating the distribution of the load applied to the catheter 30 based on the stress measured by the stress measurement unit 11 (step S104), and the catheter alignment unit 160 stores the catheter CG and the load distribution information. Position alignment is performed (step S105).
この一方で、形態情報抽出部150が、あらかじめ撮像された被検体PのCT画像から治療対象部の形態を示す形態情報を抽出し(ステップS106)、CT画像位置合わせ部170が、形態情報の位置合わせを行う(ステップS107)。 On the other hand, the morphological information extraction unit 150 extracts morphological information indicating the configuration of the treatment target part from the CT image of the subject P captured in advance (step S106), and the CT image alignment unit 170 acquires the morphological information. Position alignment is performed (step S107).
そして、画像表示制御部190が、X線画像収集部200から送られる画像データに基づいてX線画像を生成して表示し(ステップS108)、生成した各画像データを合成してX線画像に重ねて表示し(ステップS109)、さらに、負荷関連情報をX線画像に重ねて表示する(ステップS110)。 Then, the image display control unit 190 generates and displays an X-ray image based on the image data sent from the X-ray image collection unit 200 (step S108), and combines the generated image data into an X-ray image. The information is superimposed and displayed (step S109), and the load related information is displayed superimposed on the X-ray image (step S110).
そして、応力計測部11によって所定の閾値を超える負荷が計測された場合には(ステップS111,Yes)、画像表示制御部190は、画像上に警告メッセージを表示し(ステップS112)、さらに、その時点で表示している画像を拡大表示する(ステップS113)。 When a load exceeding a predetermined threshold is measured by the stress measurement unit 11 (step S111, Yes), the image display control unit 190 displays a warning message on the image (step S112), and further, The image displayed at the time is enlarged and displayed (step S113).
上述してきたように、本実施例では、X線診断装置において、カテーテル30を形成する複数の素線のうち、少なくとも一本を、カテーテル30にかかる負荷を検出可能な素線としたので、カテーテル30にかかる負荷を定量的に測定して、過剰な負荷がかかることによるカテーテル30の破壊を未然に防ぐことが可能になる。 As described above, in the present embodiment, in the X-ray diagnostic apparatus, at least one of the plurality of strands forming the catheter 30 is a strand capable of detecting the load applied to the catheter 30. By measuring the load applied to 30 quantitatively, it becomes possible to prevent the catheter 30 from being destroyed due to an excessive load applied.
また、本実施例では、X線診断装置において、先端位置計測部12が、カテーテル30の先端位置を計測し、応力計測部11が、カテーテルに生じる応力を計測する。また、CG画像生成部111が、先端位置計測部12によって計測される位置から得られるカテーテル30の先端の移動経路に基づいて、カテーテル30を表すカテーテルCGを生成し、負荷分布情報生成部112が、応力計測部11によって計測される応力に基づいて、カテーテル30にかかる負荷の分布を示す負荷分布情報を生成する。そして、画像表示制御部190が、CG画像生成部111により生成されたカテーテルCGおよび負荷分布情報生成部112により生成された負荷分布情報に基づいて、カテーテル30にかかる負荷の分布が示されたカテーテルCGをX線画像に重ねて表示する。これにより、本実施例では、カテーテル30にかかる負荷を術中に確認するための手段を提供して、過剰な負荷がかかることによるカテーテル30の破壊を未然に防ぐことが可能になる。 In the present embodiment, in the X-ray diagnostic apparatus, the distal end position measurement unit 12 measures the distal end position of the catheter 30 and the stress measurement unit 11 measures the stress generated in the catheter. Further, the CG image generation unit 111 generates a catheter CG representing the catheter 30 based on the movement path of the distal end of the catheter 30 obtained from the position measured by the distal end position measurement unit 12, and the load distribution information generation unit 112 Based on the stress measured by the stress measuring unit 11, load distribution information indicating the distribution of the load applied to the catheter 30 is generated. Then, the image display control unit 190 shows the distribution of the load applied to the catheter 30 based on the catheter CG generated by the CG image generation unit 111 and the load distribution information generated by the load distribution information generation unit 112. CG is displayed overlaid on the X-ray image. Thus, in this embodiment, a means for confirming the load applied to the catheter 30 during the operation is provided, and the destruction of the catheter 30 due to an excessive load can be prevented in advance.
なお、本実施例では、X線診断装置に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限られるわけではなく、X線CT装置やMRI(Magnetic Resonance Imaging)装置など、リアルタイムに画像を撮像することが可能な他の画像診断装置についても同様に適用することができる。 In this embodiment, the case where the present invention is applied to an X-ray diagnostic apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this, and an image is captured in real time such as an X-ray CT apparatus or an MRI (Magnetic Resonance Imaging) apparatus. The present invention can be similarly applied to other diagnostic imaging apparatuses that can be used.
なお、本実施例において図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示のように構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。 In addition, each component of each apparatus illustrated in the present embodiment is functionally conceptual and does not necessarily need to be physically configured as illustrated. In other words, the specific form of distribution / integration of each device is not limited to that shown in the figure, and all or a part thereof may be functionally or physically distributed or arbitrarily distributed in arbitrary units according to various loads or usage conditions. Can be integrated and configured.
以上のように、本発明に係るカテーテル装置およびカテーテルは、画像診断装置によって撮像される医用画像を見ながら被検体にカテーテルを挿入する治療に用いられる場合に有用であり、特に、貫通用カテーテルを用いて石灰化部などに穴を貫通させる治療に適している。 As described above, the catheter device and the catheter according to the present invention are useful when used for the treatment of inserting a catheter into a subject while viewing a medical image taken by an image diagnostic apparatus. It is suitable for the treatment to penetrate the hole in the calcified part.
1 X線発生部
2 X線検出部
3 機構部
4 高電圧発生部
5 Cアーム
6 天板
7 表示部
8 操作部
9 システム制御部
10 カテーテル情報取得部
11 応力計測部
12 先端位置計測部
13 操作量計測部
20 タイミング情報取得部
30 カテーテル
31 光ファイバひずみセンサ
32 位置センサ
33 操作量センサ
100 画像処理部
110 カテーテル情報生成部
111 CG画像生成部
112 負荷分布情報生成部
120 ボリュームデータ記憶部
130 キャリブレーション処理部
140 CT画像データ取得部
150 形態情報抽出部
160 カテーテル位置合わせ部
170 CT画像位置合わせ部
180 表示情報切替部
190 画像表示制御部
200 X線画像収集部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 X-ray generation part 2 X-ray detection part 3 Mechanism part 4 High voltage generation part 5 C arm 6 Top plate 7 Display part 8 Operation part 9 System control part 10 Catheter information acquisition part 11 Stress measurement part 12 Tip position measurement part 13 Operation Quantity measurement unit 20 Timing information acquisition unit 30 Catheter 31 Optical fiber strain sensor 32 Position sensor 33 Operation amount sensor 100 Image processing unit 110 Catheter information generation unit 111 CG image generation unit 112 Load distribution information generation unit 120 Volume data storage unit 130 Calibration Processing unit 140 CT image data acquisition unit 150 Morphological information extraction unit 160 Catheter alignment unit 170 CT image alignment unit 180 Display information switching unit 190 Image display control unit 200 X-ray image collection unit
Claims (8)
前記素線のうち少なくとも一本を、前記カテーテルにかかる負荷を検出可能な素線としたことを特徴とするカテーテル装置。 A catheter device having a catheter formed by aligning a plurality of strands in a coil shape,
At least one of the strands is a strand capable of detecting a load applied to the catheter.
前記負荷計測手段により計測された負荷に関する情報を表示する負荷情報表示手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載のカテーテル装置。 Load measuring means for measuring a load detected by a strand capable of detecting a load applied to the catheter;
Load information display means for displaying information on the load measured by the load measuring means;
The catheter device according to any one of claims 1 to 4, further comprising:
前記操作量計測手段により計測された操作量に関する情報を表示する操作量情報表示手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載のカテーテル装置。 An operation amount measuring means for measuring the operation amount of the catheter;
Operation amount information display means for displaying information on the operation amount measured by the operation amount measurement means;
The catheter device according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
前記先端位置計測手段により計測された先端位置を示す情報を表示する先端位置情報表示手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載のカテーテル装置。 A tip position measuring means for measuring the tip position of the catheter;
Tip position information display means for displaying information indicating the tip position measured by the tip position measuring means;
The catheter device according to any one of claims 1 to 6, further comprising:
前記素線のうち少なくとも一本を、前記カテーテルにかかる負荷を検出することが可能な素線としたことを特徴とするカテーテル。 A catheter formed by coiling together a plurality of strands,
A catheter characterized in that at least one of the strands is a strand capable of detecting a load applied to the catheter.
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| JP2008137112A JP2009279343A (en) | 2008-05-26 | 2008-05-26 | Catheter system and catheter |
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