CN1973772A - 医用图像处理装置和医用图像处理方法 - Google Patents

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Abstract

IVR－CT设备包括血管造影图像取得单元、血管造影图像摄像方向取得单元、CT图像取得单元、血管部分检测单元、投影像形成单元和显示控制单元。上述血管造影图像取得单元从通过血管造影装置形成的时间序列的多个血管造影图像中，取得所需的血管造影图像。上述血管造影图像摄像方向取得单元取得上述所需的血管造影图像的数据中包含的摄像方向。上述CT图像取得单元取得与上述所需的血管造影图像相对应的3维的CT图像。上述血管部分检测单元检测上述3维的CT图像中包含的血管部分。上述投影像形成单元形成将上述摄像方向作为投影方向对上述血管部分进行投影的3维的CT曲面投影像。上述显示控制单元重叠显示上述3维的CT曲面投影像，或手动输入的上述投影方向的改变操作后的投影方向的3维投影像和上述所需的血管造影图像。

Description

医用图像处理装置和医用图像处理方法
技术领域
本发明涉及显示CT(Computerized Tomography)图像的技术，本发明特别是涉及设定所显示的CT图像的投影面，并评价冠状动脉的狭窄率、血管性状的医用图像处理装置和医用图像处理方法。
背景技术
人们提出了X射线CT(Computerized Tomography)装置与具有作为基本呈C字形的支承器的C形臂的X射线摄影装置相组合的IVR(InterVentionalRadiology)-CT设备。
X射线CT装置包括CT支架(gantry)，该CT架座包括在其周围具有X射线发生源和X射线检测器的空洞部，在该空洞部中，导入置于床的顶板上的被检体(患者)，并且一边在空洞部周围，使X射线发生源和X射线检测器旋转，一边收集与被检体有关的各方向的X射线透射信息(投影数据)，根据该信息，再次构成断层图像。
另一方面，X射线摄影装置采用设置于C形臂的一端的X射线发生源、设置于另一端的作为X射线检测装置的I.I.(Image Intensifier)，进行X射线摄影。其特别是指按照被检体中的血管造影等的目的而使用的装置。一般，其也称为血管造影装置。血管造影装置可在被检体中的导管的插入作业(即，医生的手术或检查)等的同时，还进行X射线摄影。
在这样的IVR-CT设备中，可将X射线CT装置的CT支架和血管造影装置的C形臂并存于同一空间内，使其动作，或对其定位。其特征在于例如，能够根据通过1个装置取得的与被检体有关的信息，确定按照什么样的方式确定另一装置的X射线检查，并且在不太长的期间就能够开始执行。
另外，目前，根据CT重构数据，检测血管走行(血管芯线)，进行沿血管运行的基于CPR(Curved multi Planer Reconstruction)像、短轴像(水平断像)、VR(Volume Rendering)像的视觉的血管评价。人们提出下述的图像显示，其是按照根据观察者的感觉容易产生接近的诊断结果的显示方式，投影构成血管芯线的曲面形成的。特别是在心脏的诊断中，更加有效的是，该图像显示沿与冠状动脉造影的摄像方向相同的投影方向(观察者的视线方向)显示。
为了在CT图像上，进行狭窄率评价等的血管性状评价，沿与血管造影图像的摄像方向相同的投影方向(观察者的视线方向)，显示CT图像的方式是有效的。但是，由于难以根据形态的不同，以及与血管造影图像相同的心跳相位定时，产生CT图像，所以难以严格地在CT图像上，再现与血管造影图像的摄像方向相同的投影方向。
另外，在实施采用导管使因动脉硬化而变窄的冠状动脉扩张的方法，即PCI(Percutaneous Coronary Intervention)时，在对被检体进行X射线照射的同时，设定适合的摄像方向。但是，摄像方向的设定(检索)花费时间，设定中的对被检体的X射线辐射成为问题。虽然打算通过采用预先拍摄的CT图像，设定疾患部位和适合的摄像方向，来减少X射线的辐射，但是，在从CT图像的显示方向，再现冠状动脉造影的摄像方向的情况，如果不采用所需要的血管的投影图像，则是困难的。
发明内容
本发明就是考虑上述情况而提出的，本发明的目的在于：提供可在CT图像上再现与血管造影图像的摄像方向相同的投影方向的医用图像处理装置和医用图像处理方法。
本发明的第2目的在于：提供可正确并高精度地进行狭窄率评价等的血管性状评价的医用图像处理装置和医用图像处理方法。
本发明的第3目的在于：提供可以更少的操作时间，并且以更少的被检体的辐射量，进行PCI的医用图像处理装置和医用图像处理方法。
为了解决上述课题，本发明的医用图像处理装置的实施例包括：血管造影图像取得单元，该血管造影图像取得单元按照时间序列从多个血管造影图像中，取得所需血管造影图像；血管造影图像摄像方向取得单元，该血管造影图像摄像方向取得单元取得上述所需的血管造影图像的数据中包含的作为附带信息的摄像方向；取得与上述所需的血管造影图像相对应的3维的CT图像的CT图像取得单元；检测上述3维的CT图像中包含的血管部分的血管部分检测单元；投影像形成单元，该投影像形成单元形成将上述摄像方向作为投影方向对上述血管部分进行了投影的3维的投影像，并且可根据手动输入改变上述投影方向；显示控制单元，该显示控制单元重叠显示与根据上述手动输入而改变的上述投影方向相对应的上述投影像和上述血管造影图像。
为了解决上述课题，本发明的医用图像处理装置的另一实施例包括：血管造影图像取得单元，该血管造影图像取得单元按照时间序列从多个血管造影图像中，取得所需的血管造影图像；血管造影图像摄像方向取得单元，该血管造影图像摄像方向取得单元取得上述所需血管造影图像的数据中包含的作为附带信息的摄像方向；取得与上述所需的血管造影图像相对应的3维的CT图像的CT图像取得单元；检测上述3维的CT图像中包含的血管部分的血管部分检测单元；确定投影方向的投影方向确定单元；投影像形成单元，该投影像形成单元形成从上述投影方向对上述血管部分进行投影的3维的投影像；检测上述所需的血管造影图像中包含的造影像的造影像检测单元；显示控制单元，该显示控制单元重叠显示上述3维的投影像和上述造影像，其中上述投影方向确定单元对上述血管部分和上述造影像进行比较，求出与上述造影像的摄像方向相对应的投影方向。
为了解决上述课题，本发明的医用图像处理装置的另一实施例包括：血管造影图像取得单元，该血管造影图像取得单元从由血管造影装置按照时间序列生成的多个血管造影图像中，取得所需的血管造影图像；血管造影图像摄像方向取得单元，该血管造影图像摄像方向取得单元取得上述所需的血管造影图像的数据中包含的作为附带信息的摄像方向；取得与上述所需的血管造影图像相对应的3维的CT图像的CT图像取得单元；检测上述3维的CT图像中包含的血管部分的血管部分检测单元；投影像形成单元，该投影像形成单元形成将上述摄像方向作为投影方向对上述血管部分进行投影的3维的投影像；显示控制单元，该显示控制单元重叠显示上述3维的投影像、或根据手动输入改变投影方向后的投影方向的3维的投影像与上述所需的血管造影图像；视点方向对应信息形成单元，该视点方向对应信息形成单元形成使上述改变操作后的投影方向和上述摄像方向的相互的视点方向相对应的视点方向对应信息，其中根据上述视点方向对应信息，对上述血管造影装置的C形臂的位置进行控制，使得取得与上述改变操作后的投影方向相对应的摄像方向的血管造影图像。
为了解决上述课题，本发明的医用图像处理方法的实施例包括：血管造影图像取得步骤，按照时间序列从多个血管造影图像中，取得所需的血管造影图像；血管造影图像摄像方向取得步骤，取得上述所需血管造影图像的数据中包含的作为附带信息的摄像方向；取得与上述所需的血管造影图像相对应的3维的CT图像的CT图像取得步骤；检测上述3维的CT图像中包含的血管部分的血管部分检测步骤；投影像形成步骤，形成将上述摄像方向作为投影方向对上述血管部分进行投影的3维的投影像；显示步骤，重叠显示上述3维的投影像和上述所需的血管造影图像；视点方向对应信息形成步骤，形成使上述投影方向改变后的投影方向和上述摄像方向的视点方向相对应的视点方向对应信息。
如果采用本发明的医用图像处理装置和医用图像处理方法，则可在CT图像上再现与血管造影图像的摄像方向相同的投影方向。
另外，如果采用本发明的医用图像处理装置和医用图像处理方法，则可正确而高精度地进行狭窄率评价等的血管性状评价。
此外，如果采用本发明的医用图像处理装置和医用图像处理方法，则可以更少的操作时间，并且按照更少的对被检体的辐射量，进行PCI。
附图说明
图1为表示装载本发明的医用图像处理装置的IVR-CT设备的整体结构的概要图；
图2为表示IVR-CT设备和作为该IVR-CT设备的组成部件的计算机的方框图；
图3为表示其功能通过运行医用图像处理程序而实现的医用图像处理装置的第1实施方式的功能方框图；
图4为表示包括显示于显示器中的血管部分的CT图像的一个实例的图；
图5为表示包括显示于显示器中的冠状动脉造影像的血管造影图像的一个实例的图；
图6为作为流程图而表示第1实施方式的医用图像处理方法的图；
图7为表示3维的CT曲面投影像和造影像的重叠显示的一个实例的图；
图8为表示变更操作后的投影方向的3维的CT曲面投影像和造影像的重叠显示的一个实例的图；
图9为表示其功能通过运行医用图像处理程序而实现的医用图像处理装置的第2实施方式的功能方框图；
图10为作为流程图而表示第2实施例的医用图像处理方法的图。
具体实施方式
参照附图，对本发明的医用图像处理装置和医用图像处理方法的实施方式进行说明。
图1为表示装载本发明的医用图像处理装置的IVR(InterVentionalRadiology)-CT(Computerized Tomography)设备的整体结构的概要图。
图1表示X射线CT装置中的CT支架和血管造影装置的C形臂并存于同一空间内部的IVR-CT设备10。通过与该IVR-CT设备10组合成一体的计算机，或经由通信线路而与IVR-CT设备10在线连接的计算机，提供CT图像生成装置、血管造影图像生成装置和本发明的医用图像处理装置。或者，通过与IVR-CT设备10离线的计算机，提供本发明的医用图像处理装置。下面以通过经由通信线路与IVR-CT设备10连接的计算机，提供CT图像生成装置、血管造影图像生成装置和本发明的医用图像处理装置的情况为实例而进行说明。
IVR-CT设备10主要包括：装载被检体(患者)P的床11；收集与被检体P有关的各方向的X射线透射信息(投影数据)的X射线CT装置12；X射线投影装置(在下面称为“血管造影装置”)13，该X射线投影装置可与向上述被检体中插入导管的作业(即，医生的手术或检查)等并行地，同时进行X射线摄影；计算机(图2中示出)；将输入信号送给该计算机的输入器14；显示图像的显示器15。
在床11上，具有腿21和设于该腿21上的顶板22。该顶板22装载被检体P，按照可沿其体轴方向(前后方向)移动被检体P的方式设置。另外，该顶板22还具有按照可沿其左右方向、上下方向移动被检体P的方式设置的情况。
在X射线CT装置12中设置CT支架31，该CT支架31具有可插入顶板22的空洞部H。在X射线CT装置12的CT支架31的内部，并且在空洞部H的周围，按照可沿该周围的部位旋转的方式设置X射线发生器33和X射线检测器34(均在图2中示出)。另外，CT支架31沿可将预板22导入本身的空洞部H的内部，或将其导出的方向(前后方向)动作。此外，CT支架31不但可沿前后方向动作，而且可进行前后方向的倾斜动作，其姿势可改变。由此，可取得与被检体P有关的倾斜方向断层的X射线图像。
在血管造影装置13上，设置支承器(在下面称为“C形臂”)41，该支承器41通过侧部覆盖床11，基本呈C字形。在该血管造影装置13的C形臂41的一端，设置X射线发生器42，在另一端，按照对置的方式设置X射线检测器43。在X射线检测器43中，例如设置：I.I.(Image Intersifier)，该I.I.(ImageIntersifier)将透过了被检体P的透射X射线变换为光学像；光学系统，该光学系统将从该I.I输出的光学像修正为适合的大小；将光学像变换为影像信号的X射线摄像机。另外，X射线发生器42和X射线检测器43被配置为在常态下夹持床11或被检体P。另外，在这里所说的“常态”主要是指“X射线摄影时”。
在血管造影装置13中，针对被检体P的体内，能够一边进行插入导管等的医生的手术乃至检查，一边与该动作并行地，还同时进行血管造影等的X射线摄影。C形臂41经由连接部45与固定臂44连接，该固定臂44被设置为从外侧覆盖该C形臂41。连接部45构成为可相对于固定臂44，使C形臂41沿箭头C所示那样滑动。另外，固定臂44按照可旋转的方式安装于其一端设置于顶面上的支点47上。固定臂44和C形臂41通过该支点47，进行箭头D所示那样的旋转动作。另外，支点47隔着基座48而设置于顶面之间。另外，基座48沿顶面轨道(图中未示出)而移动。
此外，本发明的床11为固定式的形式。另外，最好是腿21设置于不对CT支架31和C形臂41的动作构成妨碍的部位。于是，在图1中，沿顶板22的最端部设置基本呈长方体状的腿21。另外，床11为固定式的形式，但是，并不特别限于此形式。
输入器14设置于床11的附近。更具体地说，输入器14设置于腿21的上部，并用设置于床11的侧方。另外，对于输入器14，例如，可以列举LCD(LiquidCrystal Display)板14a、数字键盘14b等。可通过输入器14的操作而控制CT支架31和C形臂41的动作或定位等。
显示器15由第1监视器15a和第2监视器15b构成，该第1监视器15a主要显示通过计算机形成的CT图像，该第2监视器15b主要显示血管造影图像。
图2为表示IVR-CT设备10和作为该IVR-CT设备10的组成部件的计算机的方框图。
IVR-CT设备10如图1所示那样，包括床11、X射线CT装置12、血管造影装置13、输入器14、显示器15和计算机50构成，床11、X射线CT装置12、血管造影装置13和计算机50经由作为公共信号传送通路的LAN(LocalArea Network)等的网络N，相互连接。
在床11上，设置有：顶板驱动控制器61，该顶板驱动控制器61根据计算机50的控制，产生顶板22的动作的控制信号；顶板驱动单元62，该顶板驱动单元62根据由该顶板驱动控制器61产生的控制信号，驱动顶板22。
在X射线CT装置12中，设置有：X射线控制器71，该X射线控制器71根据计算机50的控制，对X射线进行控制；高电压发生器72，该高电压发生器72通过集流环(图中未示出)，向x射线发生器33施加连续或周期性地产生的高电压；CT支架驱动控制器73，该CT支架驱动控制器73根据计算机50的控制，产生CT支架31的动作的控制信号；CT支架驱动单元74，该CT支架驱动单元74根据由上述CT支架驱动控制器73产生的控制信号，驱动CT支架31。另外，在X射线CT装置12中，设置有数据收集电路75和非接触数据传送器76。
在数据收集电路75中，针对每个信道而设置有：I-V变换器(图中未示出)，该I-V变换器将X射线检测器34的各信道的电流信号变换为电压；积分器(图中未示出)，该积分器与X射线的辐射周期同步地围期性地对电压信号进行积分处理；前置放大器(图中未示出)，该前置放大器对该积分器的输出信号进行放大；A/D变换器(图中未示出)，该A/D变换器将该前置放大器的输出信号变换为数字信号。
非接触数据传送器76通过光或磁的媒介，对作为数据收集电路75的输出的数字信号(纯原始数据)，进行非接触的数据传送。
另外，在血管造影装置13中设置有：X射线控制器81，该X射线控制器81根据计算机50的控制，对X射线进行控制；高电压发生器82，该高电压发生器82将连续地或周期地产生的高电压施加于X射线发生器42上；C形臂驱动控制器83，该C形臂驱动控制器83根据计算机50的控制，产生C形臂41的动作的控制信号；C形臂驱动单元84，该C形臂驱动单元84根据由该C形臂驱动控制器83产生的控制信号，驱动C形臂41。
计算机50包括CPU(Central Processing Unit)91、ROM(Read OnlyMemory)92、RAM(Random Access Memory)93和HD(Hard Disk Drive)94等基本硬件，CPU91经由作为公共信号传送通路的总线B，与构成计算机50的各硬件组成部件相互连接。另外，还有计算机50具有通信控制器95、驱动器97的情况。
如果由用户对输入器14进行操作等而输入指令，则CPU91运行存储于ROM92中的程序。另外，CPU91将下述程序装载于RAM93中而运行，该下述程序为：存储于HD94中的程序；从网络N转送，通过通信控制器95接收并安装于HD94中的程序；或从安装于驱动器97中的软盘、CD-ROM(CompactDisc Read Only Memory)、MO(Magneto Optical)盘、DVD(digital VersatileDisc)、磁盘和半导体存储器等的可移动(removable)的记录媒体97a中读出并安装于HD94中的程序。通过程序的运行，计算机50作为CT图像生成装置、血管造影图像生成装置和医用图像处理装置而发挥功能。
ROM92为非易失性的存储器，存储有用于从HD94中读入OS(OperatingSystem)并将其展开到RAM93中实现启动的IPL(Initial Program Loading)、对输入器14和驱动器97等外围设备进行控制的BIOS(Basic Input/OutputSystem)、数据。
RAM23为CPU91的工作存储器或临时性存储所采用的易失性的存储器。另外，ROM92既可为无法改写的类型的掩模ROM，也可为可改写的类型的PROM(Programmable ROM)。
HD94为下述这样的存储器，其存储安装于医用图像处理装置60中的程序(包括应用程序、作为程序的CT图像生成程序94a、血管造影图像生成程序94b、医用图像处理程序94c以及OS等)、CPU91进行处理所必需的数据(包括3维的CT图像和血管造影图像)。另外，通过OS，可提供对在显示器14的画面上采用图形并能够通过输入器14进行基础操作的GUI(Graphical UserInterface)的利用。
通信控制器95为通信I/F(Inferface)，例如包括IEEE(Institute of Electricaland Electronics Engineers)1394接口、USB(Universal Serial Bus)接口、LAN(Local Area Network)连接用的NIC(Network Interface Card)等，进行对应于各规格的通信控制。另外，通信控制器95具有可通过模拟调制解调器、TA(Terminal Adapter)和DSU(Digital Service Unit)、ADSL(Asymmetric DigitalSubscriber Line)调制解调器等的电话线路与互联网N链接的功能，由此，计算机50可从通信控制器95，与网络N连接。
驱动器97可实现记录媒体97a的装卸，读出记录于记录媒体97a上的数据(包含程序)，将其输出到总线B上，另外，将经由总线B供给的数据写入记录媒体97a中。在这里，CPU91运行的程序可暂时或永久性地存储(记录)于记录媒体97a中。这样的记录媒体97a可作为所谓的捆绑软件而提供。
在象上述那样构成的计算机50中，CPU91运行CT图像生成程序94a，由此控制床11和X射线CT装置12，形成并存储3维的CT图像。另外，在计算机50中，CPU91运行血管造影图像生成程序94b，由此形成并存储血管造影图像。此外，CPU91运行医用图像处理程序94c，由此形成并显示血管造影图像的摄像方向为投影方向的投影像。
图3为表示其功能通过运行医用图像处理程序94c的方式实现的医用图像处理装置的第1实施方式的功能方框图。
CPU91运行安装于计算机中的医用图像处理程序94c，由此，计算机50作为血管造影图像取得单元101、血管造影图像摄像方向取得单元102、CT图像取得单元103、血管部分检则单元104、投影像形成单元105、造影像检测单元106、显示控制单元107和血管性状评价单元108而发挥功能。另外，还有作为视点方向对应信息形成单元(图中未示出)而发挥功能的情况。于是，CPU91运行安装于计算机50中的医用图像处理程序94c，由此，计算机50作为医用图像处理装置而发挥功能。
血管造影图像取得单元101从按照时间序列存储于HD94等存储器中的多个血管造影图像中，取得用户对输入器14进行操作而选择的所需的血管造影图像94e。
血管造影图像摄像方向取得单元102取得血管造影图像94e的数据中包含的作为附带信息的摄像方向(观察者的视线方向)。
CT图像取得单元103从存储于HD94等存储器中的3维的CT图像中，取得与通过血管造影图像取得单元101取得的血管造影图像94e相对应的所需的3维的CT图像94d。例如，CT图像取得单元103从心跳相位的信息中，取得心跳相位最接近血管造影图像94e的3维的CT图像94d。
血管部分检测单元104根据下述信号，检测3维的CT图像94d中包含的血管部分，该信号指用户采用输入器14，进行包含于3维的CT图像94d中的血管部分(血管运行)的位置确定操作，通过该位置确定操作，输入到计算机50中的输入信号。或者，根据3维的CT图像94d的亮度等的差异，自动地检测3维的CT图像94d中包含的血管部分。
投影像形成单元105形成3维的CT曲面投影像，该3维的CT曲面投影像是将规定方向，例如通过血管造影图像摄像方向取得单元102取得的血管造影图像的摄像方向作为投影方向而对通过血管部分检测单元104检测出的血管部分进行投影而形成的。
造影像检测单元106根据下述信号，检测血管造影图像94e中包含的造影像，该下述信号指用户采用输入器14，进行血管造影图像94e中包含的血管部分(造影像)的位置确定操作，通过该位置确定操作，输入到计算机50中的输入信号。或者，根据血管造影图像94e的亮度等的差异，自动地检测血管造影图像94e中包含的造影像。另外，在血管造影图像为差分图像的情况，也可以省略造影像检则单元106。
显示控制单元107在显示器15中重叠显示通过投影像形成单元105形成的3维的CT曲面投影像、通过造影像检测单元106检测的造影像。
另外，根据用户采用输入器14进行投影方向的变更操作而输入到计算机50中的输入信号，投影像形成单元105形成变更操作后的投影方向的3维的CT曲面投影像。
血管性状评价单元108具有根据通过投影像形成单元105形成的CT曲面投影像，进行狭窄率评价等的血管性状评价的功能。
视点方向对应信息形成单元具有产生使显示于显示器15中的3维的CT曲面投影像的投影方向和血管造影图像94e的摄像方向的相互视点方向对应起来的视点方向对应信息的功能。
此外，按照本发明，将单一的计算机50用作CT图像生成装置、血管造影图像生成装置和医用图像处理装置，但是并不限于此情况，既可将计算机50用作CT图像生成装置和血管造影图像生成装置，也可将与网络N相互连接的另一计算机，例如浏览器、工作站用作医用图像处理装置。另外，既可将计算机50用作CT图像生成装置和血管造影图像生成装置，也可将与网络N离线的计算机用作医用图像处理装置。
接着，下面参照图1和图2，对IVR-CT设备10中的CT图像和血管造影图像的生成动作进行说明。
首先，用户对输入器14进行操作，从输入器14将CT图像生成程序94a的运行指令的信号输入到计算机50的CPU91中。如果将运行指令的信号输入到CPU91中，则CPU91对床11的顶板驱动控制器61、X射线CT装置12的X射线控制器71和CT支架驱动控制装置73进行控制，对置于床11的顶板22上的被检体P，进行CT摄影。通过计算机50的控制，由高电压发生器72连续或周期性地发生的高电压通过集流环(图中未示出)被施加于X射线发生器33上。由此，从X射线发生器33向被检体P方向辐射X射线，通过X射线检测器34，检测透过了被检体P的X射线。
在数据收集电路75的I-V变换器(图中未示出)中，将X射线检测器34的各信道的电流信号变换为电压，同样通过该积分器(图中未示出)，按照与X射线的辐射周期同步的方式周期性地对电信号进行积分处理。在数据收集电路75的前置放大器(图中未示出)中，对积分器的输出信号进行放大，同样在A/D变换器(图中未示出)中，将前置放大器的输出信号变换为数字信号。
在非接触数据传送装置76中，通过光或磁的媒介，对作为数据收集电路75的输出的纯原始数据，进行非接触的数据传送。接着，在前处理器77中，对通过非接触数据传送装置76而接收的纯原始数据，进行信道间的灵敏度不均匀的补偿处理，或者对X射线强吸收体，主要是金属部分的极端的信号强度的降低或信号脱落进行补偿等的前处理，形成投影数据。通过前处理装置77形成的投影数据为被检体P的周围1周，360°或180°+视角的投影数据。该投影数据作为数字数据，存储于计算机50的HD94中。
CPU20根据投影数据，实施图像重构处理，形成包含血管部分的3维的CT图像。3维的CT图像被显示于显示器15的第1监视器15a中，并且存储于计算机50的HD94中。图4为表示包括显示于第1监视器15a中的血管部分的3维的CT图像的一个实例的图。另外，3维的CT图像也可以经由存储器、HD94或驱动器97，存储于记录媒体97a中。
另一方面，用户对输入器14进行操作，从输入器14向计算机50的CPU91输入血管造影图像生成程序94b的运行指令的信号。如果向CPU91输入运行指令的信号，则对血管造影装置13进行控制，而基于冠状动脉造影像生成血管造影图像。血管造影图像94e被显示于显示器15的第2监视器15b中，并且作为数字数据而存储于计算机50的HD94中。图5为表示包括显示于第2监视器15b中的冠状动脉造影像的血管造影图像的一个实例的图。另外，血管造影图像也可经由存储器、HD94或驱动器97，存储于记录媒体97a中。
在这里，在血管造影图像的生成等中，例如具有2个模式。即，可通过血管造影装置13，进行通常那样的X射线摄影，形成仅仅包含造影剂(的流动)的X射线图像，并对其进行显示存储的“DA模式”；取得不包含造影剂(的像)的X射线图像(掩模像)、包含造影剂(的像)的X射线图像(对比像或实况像)的差分图像(减法处理)，由此，可以显示并存储更加鲜明地获取造影剂了至其流动方式的X射线图像的“DSA模式”。
下面采用图6所示的流程图，对本实施例的医用图像处理方法进行说明。
用户对输入器14进行操作，从输入器14，将医用图像处理程序94c的运行指令的信号输入到计算机50的CPU91中。
将运行指令的信号输入到CPU91中，从按照时间序列存储于HD94等的存储器中的多个血管造影图像中，通过用户对输入器14的操作，取得已选择的所需的血管造影图像94e(步骤S1)。接着，取得通过步骤S1取得的血管造影图像94e的数据中包含的作为附带信息的摄像方向(观察者的视线方向)(步骤S2)。
从存储于HD94等的存储器中的3维的CT图像中，取得与通过步骤S1取得的血管造影图像94e相对应的3维的CT图像94d(步骤S3)。在步骤S3中，例如，根据心跳相位的信息，取得心跳相位最接近血管造影图像94e的CT图像94d。
然后，用户采用输入器14，进行3维的CT图像94d中包含的血管部分的位置确定操作。根据通过该位置确定操作而输入到计算机50中的输入信号，从表示与所需被检体有关的3维区域内的信息的3维的CT图像94d中检测血管部分。或者，根据3维的CT图像94d的CT值、亮度等的差异，检测3维的CT图像94d中包含的血管部分(步骤S4)。
通过以下这样的步骤求出血管部分的区域：(1)在3维的CT图像94d上指定用户已指定的血管的一部分；(2)借助阈值处理，根据3维图像数据的CT值、亮度等，抽取具有造影剂的区域(具有血液的区域)；(3)在抽取出的造影剂的区域(血液的区域)中，抽取与用户指定的点连续的区域，由此，可取得表示血管走行状态的血管信息。
或者，作为另一血管部分的区域抽取方法，也可以通过以下这样的步骤求出血管的芯线：(1)用户在3维的CT图像94d上指定已指定的血管的一部分；(2)通过阈值处理等，根据3维图像数据的CT值、亮度等，抽取具有造影剂的区域(具有血液的区域)；(3)在抽取出的造影剂的区域(血液的区域)中，求出与用户已指定的点部分连续的芯线。根据该芯线，求出表示血管走行状态的血管信息(例如，在申请号为JP特愿2005-63902号说明书中公开)。另外，也可由用户通过手动方式指定芯线的范围。
接着，生成将通过步骤S2取得的血管造影图像的摄像方向作为投影方向，对通过步骤S4检测到的血管部分进行投影的3维的CT曲面投影像(步骤S5)。
用户采用输入器14，进行血管造影图像94e中包含的造影像的位置确定操作。根据通过该位置确定操作输入到计算机50中的输入信号，检测与所需被检体有关的血管造影图像94e中包含的造影像。或者，根据血管造影图像94e的亮度等的差异，自动地检测血管造影图像94e中包含的造影像(步骤S6)。另外，在血管造影图像为差分图像的情况，也可省略步骤S6。
然后，在显示器15中重叠显示通过步骤S5形成的3维的CT曲面投影像、通过步骤S6检测出的造影像(步骤S7)。图7为表示3维的CT曲面投影像和造影像的重叠显示的一个实例的图。作为规定范围的冠状动脉部分，在去除了心室部分等的图像的状态下显示此时的CT曲面投影像，由此，定位时的辨认性良好。
在这里，用户采用输入器14，判断是否进行了改变3维的CT曲面投影像的投影方向的操作(步骤S8)。在步骤S8的判断中为“是”，即，判定为用户采用输入器14改变了3维的CT曲面投影像的投影方向的情况，根据输入到计算机50中的输入信号，生成变更操作后的投影方向的3维的CT曲面投影像(步骤S5)。用户采用输入器14，在显示画面上使3维的CT曲面投影像(Volume)旋转，使得改变操作后的投影方向的3维的CT曲面投影像与造影像重合。
图8为变更操作后的投影方向的3维的CT曲面投影像和造影像的重叠显示的一个实例的图。另一方面，在步骤S8的判断中为“否”，即判定为用户未采用输入器14进行投影方向的改变操作的情况，生成使重叠显示的3维的CT曲面投影像的投影方向和血管造影图像的摄像方向的相互的视点方向相对应起来的视点方向对应信息，并且在通过步骤S7重叠显示的CT曲面投影像上，进行狭窄率评价等的血管性状评价(步骤S9)。已产生的视点方向对应信息被存储于HD94等的存储器中。
此外，步骤S8不是一定必需的，也可以始终在通过步骤S2取得的投影方向的CT曲面投影像上进行血管性状评价。另外，在步骤S8中，也可以通过点击画面上的位置确定按钮(图中未示出)，而由用户指示未进行投影方向的改变操作。
然后，在血管造影装置13中，在实施作为采用导管使因动脉硬化而狭窄的冠状动脉扩张的方法的PCI(Percutaneous Coronary Intervention)的情况，在显示器15的第1监视器15a中显示3维的CT曲面投影像。在采用输入器14，由用户任意地改变CT曲面投影像的投影角度之后，如果点击画面上的确定按钮(图中未示出)，则确定3维的CT曲面投影像的投影方向。在这里，在改变了3维的CT曲面投影像的投影方向时，也可以使用视点方向对应信息，求出作为C形臂14的角度信息(相当于摄影方向)的LAO(Left Anterior Obliqueview)/RAO(Right Anterior Oblique view)、CRA(头部方向)/CAU(第2斜拉方向)，并将其在画面上显示。
在3维的CT曲面投影像的投影方向确定时，也可按照下述方式控制C形臂41的位置，该方式为：根据显示于第1监视器15a中的3维的CT曲面投影像的投影方向、视点方向对应信息，取得与该投影方向相对应(基本相同的)的摄像方向的血管造影图像。
如果采用本实施例的医用图像处理装置和医用图像处理方法，则可以根据血管造影图像94e的摄像方向，预先设定CT曲面投影影像的投影方向，另外，通过手动地使CT曲面投影像和造影像对位，在3维的CT图像94d上再现与血管造影图像94e的摄像方向相同的投影方向。另外，可以通过求出使该血管造影图像94e和3维的CT图像94d的方向相对应起来的信息，从3维的CT图像94d的投影方向，求出血管造影装置13的摄影方向的信息。
如果采用本实施例的医用图像处理装置和医用图像处理方法，则可以通过沿与血管造影图像94e的摄像方向相同的投影方向，显示CT曲面投影像，从而正确而高精度地进行狭窄率评价等的血管性状评价。
另外，如果采用本实施例的医用图像处理装置和医用图像处理方法，则通过取得与已显示的3维的CT曲面投影像的投影方向相对应的视点方向的血管造影图像94e，从而可以用更少的操作时间，并且用更少的对被检体的辐射量，进行PCI。
图9为表示其功能通过运行医用图像处理程序94C的方式实现的医用图像处理装置的第2实施方式的功能方框图。
通过CPU91运行安装于计算机中的医用图像处理程序94c，计算机50作为血管造影图像取得单元101、血管造影图像摄像方向取得单元102、CT图像取得单元103、血管部分检测单元104、投影像形成单元105、造影像检测单元106、投影方向确定单元109、显示控制单元107和血管性状评价单元108而发挥功能。
投影方向确定单元109对3维的CT曲面投影像中包含的血管部分和血管造影图像94e中包含的造影像进行比较，求出与造影像的摄像方向相对应的(类似的)3维的CT曲面投影像的投影方向。具体来说，投影方向确定单元109包括重心计算单元109a和自动对位单元109b。
重心计算单元109a计算由投影像形成单元105形成的3维的CT曲面投影像中包含的血管部分的重心、通过造影像检测单元106检测出的造影像的重心。重心计算单元109a在例如3维的CT曲面投影像中包含的血管部分上和造影像上，例如分别指定3个点。另外，重心计算单元109a根据3维的CT曲面投影像中包含的血管部分上的3个点，计算3维的CT曲面投影像中包含的血管部分的重心。另外，重心计算单元109a根据造影像上的3个点，计算造影像的重心。
自动对位单元109b使3维的CT曲面投影像旋转，半自动地进行对位，使得3维的CT曲面投影像中包含的血管部分的芯线的各位置处的矢量以最接近由造影像检测单元106检测出的造影像的矢量的方式重合(改变投影方向)。另外，自动对位单元109b使3维的CT曲面投影像旋转，半自动地进行对位(改变投影方向)，使得由重心计算单元109a计算出的3维的CT曲面投影像中包含的血管部分的重心与造影像的重心一致。
另外，在图9中，与图3所示的组成部件一样的部件采用同一标号，省略对其的描述。
针对本实施方式的医用图像处理方法，采用图10所示的流程图，进行说明。另外，在图10所示的流程中，与图6所示的流程图中的步骤相同的步骤采用同一标号，省略对其的描述。
如果通过步骤S6检则出造影像，则计算通过步骤S5形成的3维的CT曲面投影像中包含的血管部分的重心、通过步骤S6检测出的造影像的重心(步骤S10)。
半自动地进行对位，使得通过步骤S5形成的3维的CT曲面投影像中包含的血管部分的芯线的各位置处的矢量与通过步骤S6检测出的造影像的矢量重合(步骤S11)。另外，在步骤S11中，使3维的CT曲面投影像旋转，半自动地进行对位，使得通过步骤S10计算出的3维的CT曲面投影像的重心和造影像的重心一致。
此外，在显示器15中重叠地显示通过步骤S11进行了对位的3维的CT曲面投影像、通过步骤S6检测出的造影像(步骤S7)。
还有，也可以在医用图像处理装置的第1实施方式中，具备重心计算单元109a和自动对位单元109b，在图6所示的流程图的步骤S6之后，插入步骤S10和S11，通过手动方式和半自动方式，进行3维的CT曲面投影像和造影像的重合。
在本发明中，构成为利用IVR-CT设备10将3维的CT图像94d和血管造影图像94e存储于计算机50的HD94中，但是，并不限于该情况。也可以构成为通过通信线路，将由设置于相互离开的位置的X射线CT装置12和血管造影装置13收集的3维的CT图像94d和血管造影图像94e分别发送给计算机50，在该计算机50的HD94中，存储3维的CT图像94d和血管造影图像94e。
在本发明中，以求出CT曲面投影像的情况为实例而进行了说明，但是，并不限于此情况，也可以通过其它的投影方向求出CT图像的3维投影像。
如果采用本实施例的医用图像处理装置和医用图像处理方法，根据血管造影图像94e的摄像方向，预先设定CT曲面投影像的投影方向，另外，半自动地使CT曲面投影像和造影像对位，由此，可在3维的CT图像94d上再现与血管造影图像94e的摄像方向相同的投影方向。另外，通过求出使该血管造影图像94e和3维的CT图像94d的方向相对应起来的信息，可根据3维的CT图像94d的投影方向，求出血管造影装置13的摄像方向的信息。
如果采用本实施方式的医用图像处理装置和医用图像处理方法，通过沿与血管造影图像94e的摄像方向相同的投影方向，显示CT曲面投影像，能够正确而高精度地进行狭窄率评价等的血管性状评价。
另外，如果采用本实施例的医用图像处理装置和医用图像处理方法，通过取得与已显示的3维的CT曲面投影像的投影方向相对应的视点方向的血管造影图像94e，能够用更少的操作时间，并且以更少的对被检体的辐射量，进行PCI。

Claims (22)

1.一种医用图像处理装置，其特征在于包括：
血管造影图像取得单元，该血管造影图像取得单元按照时间序列从多个血管造影图像中，取得所需的血管造影图像
血管造影图像摄像方向取得单元，该血管造影图像摄像取得方向取得单元取得上述所需的血管造影图像的数据中包含的作为附带信息的摄像方向；
取得与上述所需的血管造影图像相对应的3维的CT图像的CT图像取得单元；
检测上述3维的CT图像中包含的血管部分的血管部分检测单元；
投影像形成单元，该投影像形成单元形成将上述摄像方向作为投影方向对上述血管部分进行投影的3维的投影像，并且可根据手动输入，改变上述投影方向；
显示控制单元，该显示控制单元重叠显示与根据上述手动输入而改变的上述投影方向相对应的上述投影像和上述血管造影图像。
2.根据权利要求1所述的医用图像处理装置，其特征在于：上述3维的投影像为3维的CT曲面投影像。
3.根据权利要求1所述的医用图像处理装置，其特征在于还包括：
视点方向对应信息形成单元，该视点方向对应信息形成单元形成使上述改变操作后的投影方向和上述摄像方向的相互视点方向相对应起来的视点方向对应信息，其中
根据上述改变操作后的投影方向和上述视点方向对应信息，对血管造影装置的C形臂的位置进行控制，使得取得与上述改变操作后的投影方向相对应的摄像方向的血管造影图像。
4.根据权利要求1所述的医用图像处理装置，其特征在于还包括：
检测上述所需的血管造影图像中包含的造影像的像检测单元，其中
上述显示控制单元重叠显示上述改变操作后的投影方向的3维的投影像和上述造影像。
5.根据权利要求1所述的医用图像处理装置，其特征在于还包括：
血管性状评价单元，该血管性状评价单元根据上述改变操作后的投影方向的3维的投影像，进行血管性状评价。
6.根据权利要求1所述的医用图像处理装置，其特征在于：
上述CT图像取得单元根据心跳相位的信息，取得心跳相位最接近上述所需的血管造影图像的3维的CT图像。
7.一种医用图像处理装置，其特征在于包括：
血管造影图像取得单元，该血管造影图像取得单元按照时间序列从多个血管造影图像中，取得所需的血管造影图像
血管造影图像摄像方向取得单元，该血管造影图像摄像方向取得单元取得上述所需的血管造影图像的数据中包含的作为附带信息的摄像方向；
取得与上述所需的血管造影图像相对应的3维的CT图像的CT图像取得单元；
检则上述3维的CT图像中包含的血管部分的血管部分检测单元；
确定投影方向的投影方向确定单元；
投影像形成单元，该投影像形成单元形成从上述投影方向对上述血管部分进行投影的3维的投影像；
检测上述所需的血管造影图像中包含的造影像的造影像检测单元；
显示控制单元，该显示控制单元重叠显示上述3维的投影像和上述造影像，其中
上述投影方向确定单元对上述血管部分和上述造影像进行比较，求出与上述造影像的摄像方向相对应的投影方向。
8.根据权利要求7所述的医用图像处理装置，其特征在于：上述3维的投影像为3维的CT曲面投影像。
9.根据权利要求7所述的医用图像处理装置，其特征在于：
上述投影像形成单元形成基于手动输入的上述投影方向的改变操作后的投影方向的3维的投影像，上述显示控制单元重叠显示上述改变操作后的投影方向的3维的投影像和上述造影像。
10.根据权利要求7所述的医用图像处理装置，其特征在于：
上述投影方向确定单元包括：
重心计算单元，该重心计算单元对上述血管部分的重心和上述造影像的重心进行计算；
对位单元，该对位单元使上述3维的投影像旋转而进行对位，使得上述血管部分的重心和上述造影像的重心一致，
上述投影像形成单元形成上述对位后的投影方向的3维的投影像。
11.根据权利要求10所述的医用图像处理装置，其特征在于还包括：
视点方向对应信息形成单元，该视点方向对应形成单元产生使上述对位后的投影方向和上述摄像方向的相互的视点方向相对应起来的视点方向对应信息，其中
根据上述对位后的投影方向和上述视点方向对应信息，对血管造影装置的C形臂的位置进行控制，使得取得与上述对位后的投影方向相对应的摄像方向的血管造影图像。
12.根据权利要求7所述的医用图像处理装置，其特征在于：
上述投影方向确定单元包括：对位单元，该对位单元使上述3维的投影像旋转而进行对位，使得上述血管部分的矢量与上述造影像的矢量重合，其中
上述投影像形成单元产生上述对位后的投影方向的3维的投影像。
13.根据权利要求12所述的医用图像处理装置，其特征在于还包括：
视点方向对应信息形成单元，该视点方向对应形成单元产生使上述对位后的投影方向和上述摄像方向的相互的视点方向相对应起来的视点方向对应信息，其中
根据上述对位后的投影方向和上述视点方向对应信息，对血管造影装置的C形臂的位置进行控制，使得取得与上述对位后的投影方向相对应的摄像方向的血管造影图像。
14.根据权利要求7所述的医用图像处理装置，其特征在于还包括：根据上述3维的投影像，进行血管性状评价的血管性状评价单元。
15.根据权利要求7所述的医用图像处理装置，其特征在于：
上述CT图像取得单元根据心跳相位的信息，取得心跳相位最接近上述所需的血管造影图像的上述3维的CT图像。
16.一种医用图像处理装置，其特征在于包括：
血管造影图像取得单元，该血管造影图像取得单元从由血管造影装置按照时间序列产生的多个血管造影图像中，取得所需的血管造影图像；
血管造影图像摄像方向取得单元，该血管造影图像摄像方向取得单元取得上述所需的血管造影图像的数据中包含的作为附带信息的摄像方向；
取得与上述所需的血管造影图像相对应的3维的CT图像的CT图像取得单元；
检则上述3维的CT图像中包含的血管部分的血管部分检测单元；
投影像形成单元，该投影像形成单元形成将上述摄像方向作为投影方向对上述血管部分进行投影的3维的投影像
显示控制单元，该显示控制单元重叠显示上述3维的投影像、或基于手动输入的投影方向的改变操作后的投影方向的3维的投影像与上述所需的血管造影图像；
视点方向对应信息形成单元，该视点方向对应信息形成单元形成使上述改变操作后的投影方向和上述摄像方向的相互的视点方向相对应起来的视点方向对应信息，其中
根据上述视点方向对应信息，对上述血管造影装置的C形臂的位置进行控制，使得取得与上述改变操作后的投影方向相对应的摄像方向的血管造影图像。
17.根据权利要求16所述的医用图像处理装置，其特征在于：上述3维的投影像为3维的CT曲面投影像。
18.根据权利要求16所述的医用图像处理装置，其特征在于还包括：
重心计算单元，该重心计算单元对上述血管部分的重心和上述造影像的重心进行计算；
对位单元，该对位单元使上述3维的投影像旋转而进行对位，使得上述血管部分的重心和上述造影像的重心一致，其中上述投影像形成单元形成上述对位后的投影方向的3维的投影像。
19.根据权利要求16所述的医用图像处理装置，其特征在于还包括：
对位单元，该对位单元使上述3维的投影像旋转而进行对位，使得上述血管部分的矢量与上述造影像的矢量重合，其中
上述投影像形成单元形成上述对位后的投影方向的3维的投影像。
20.根据权利要求16所述的医用图像处理装置，其特征在于还包括：根据上述改变操作后的3维的投影像，进行血管性状评价的血管性状评价单元。
21.根据权利要求16所述的医用图像处理装置，其特征在于：上述CT图像取得单元根据心跳相位的信息，取得心跳相位最接近上述所需的血管造影图像的上述3维的CT图像。
22.一种医用图像处理方法，其特征在于包括：
血管造影图像取得步骤，按照时间序列从多个血管造影图像中，取得所需的血管造影图像
血管造影图像摄像方向取得步骤，取得上述所需的血管造影图像的数据中包含的作为附带信息的摄像方向；
取得与上述所需的血管造影图像相对应的3维的CT图像的CT图像取得步骤；
检则上述3维的CT图像中包含的血管部分的血管部分检测步骤；
投影像形成步骤，形成将上述摄像方向作为投影方向对上述血管部分进行投影的3维的投影像；
显示步骤，重叠显示上述3维的投影像和上述所需的血管造影图像；
视点方向对应信息形成步骤，形成使上述投影方向的改变后的投影方向和上述摄像方向的相互的视点方向相对应起来的视点方向对应信息。
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