CN103188999A - X射线诊断装置以及x射线诊断用的支架 - Google Patents

Abstract

实施方式中的X射线诊断装置具备数据收集单元以及数据处理单元。数据收集单元通过从多个方向向插入了设有多个标识器的支架的被检体曝射X射线而从所述被检体收集与所述多个方向对应的X射线投影数据。数据处理单元根据由对所述X射线投影数据进行的第1图像重构处理生成的第1三维图像数据求出所述多个标识器中的至少1个标识器的空间位置，通过对所述X射线投影数据进行的第2图像重构处理生成第2三维图像数据，所述第2图像重构处理伴随着使用了所述X射线投影数据的对投影面的所述标识器的空间位置的投影位置和根据所述X射线投影数据求出的对应的标识器的二维位置之间的移位量的修正。

Description

X射线诊断装置以及X射线诊断用的支架

技术领域

本发明的实施方式涉及X射线诊断装置以及X射线诊断用的支架。

背景技术

作为基于X射线诊断装置的成像术之一，已知并用了支架（stent）的成像术。支架使用具有线样的构造的撑材（strut）形成网眼的筒状。作为与X射线诊断装置一起使用的有代表性的支架，能够举出颅内支架。

颅内支架的撑材非常细小，用X射线诊断装置很难观察支架自身。具体而言，颅内支架的撑材的截面直径为60μm左右。因此，以往的支架中为了能够通过基于X射线诊断装置的成像术来把握大致的位置而设有标识器。具体而言，在形成支架的一端的同一圆上以均等间隔设置4个标识器，在将4个标识器向支架的长度方向投影的另一端侧的位置设有另4个标识器。

另一方面，X射线诊断装置，具备与X射线CT（computedtomography）装置相比空间分辨率高的X射线检测器。然而，在使用了X射线诊断装置的透视图像以及摄影图像中，除了标识器以外几乎无法进行观察。但是，如进行三维（3D:three dimensional）成像术，则能够观察支架的撑材。

现有技术文献

专利文献1：日本专利特开2011－104353号公报

发明内容

然而，在以往的X射线诊断装置中，有时很难将将搭载了X射线检测器以及X射线管的旋转系统的定位误差抑制在100～150μm。即，由于与旋转系统的旋转引起的振动、X射线管的管球的热量变化相伴的微小的焦点偏离等要因，X射线的投影系统的位置在旋转度上有微小的变化。所以，不能保证100～150μm范围内的旋转系统的再现性。

相对于此，一般在X射线诊断装置进行的3D成像术中，用使用振动等的修正的、用过去收集到的振动表格修正振动的方法的情况下，为了描绘具有细微的构造的支架的撑材，需要100～150μm的旋转系统的再现性。特别地，普遍认为为了清楚地描绘撑材，旋转系统的支持装置需要相当于1pixel的1/4以下的50μm以下的旋转再现性。

因此，有人进行了在机构学上使X射线诊断装置的稳定性提高的尝试、检测旋转系统的位置细微变化并修正检测到的位置的变化的尝试。然而，这些尝试存在会增加X射线诊断装置的成本的问题。

此外，存在如果作为被检体的患者在摄影过程中稍微动动，则描绘具有细微构造的支架的撑材就变得很难的问题。在这种情况下，即使提高X射线诊断装置的稳定性、或者修正旋转系统的位置的变化，也难以清楚地描绘支架的撑材。

本发明的目的在于提供一种在使用了支架的成像术中，能够用比较简单的方法描绘细微的支架的撑材的X射线诊断装置以及X射线诊断用的支架。

本发明的实施方式中的X射线诊断装置具备数据收集单元以及数据处理单元。数据收集单元通过对插入了设有多个标识器的支架的被检体从多个方向曝射X射线，而从所述被检体收集与所述多个方向对应的X射线投影数据。数据处理单元根据由对所述X射线投影数据进行的第1图像重构处理生成的第1三维图像数据求出所述多个标识器中的至少1个标识器的空间位置，通过对所述X射线投影数据进行的第2图像重构处理生成第2三维图像数据，所述第2图像重构处理伴随着使用了所述X射线投影数据的对投影面的所述标识器的空间位置的投影位置和根据所述X射线投影数据求出的对应的标识器的二维位置之间的移位量的修正。

此外，本发明的实施方式中的X射线诊断用的支架具有形成为筒状的撑材以及多个标识器。所述多个标识器以在向与所述撑材的轴方向不同的单一方向上投影的情况下至少有一个不重合的方式配置于所述撑材的至少一端。

此外，本发明的实施方式中的X射线诊断用的支架具有形成为筒状的撑材以及多个标识器。所述多个标识器以在向所述撑材的轴方向上投影的情况下互相不重合的方式分别配置于所述撑材的两端。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式中的X射线诊断装置的结构图。

图2是示出能够与图1所示的X射线诊断装置一起使用的以往的支架的构造斜视图。

图3是示出能够与图1所示的X射线诊断装置一起使用的本发明的实施方式中的X射线诊断用的支架的构造例的斜视图。

图4是示出能够与图1所示的X射线诊断装置一起使用的本发明的实施方式中的X射线诊断用的支架另一构造例的斜视图。

图5是示出利用图1所示的X射线诊断装置进行插入了支架后的被检体的成像术时的流程的流程图。

图6是示出在图1所示的数据处理系统的数据处理中所用的坐标系以及参数的定义的图。

图7是本发明的第2实施方式中的X射线诊断装置的结构图。

具体实施方式

参照附图说明本发明的实施方式中的X射线诊断装置以及X射线诊断用的支架。

（第1实施方式）

图1本发明的第1实施方式中的X射线诊断装置的结构图。

X射线诊断装置1具备摄影系统2、控制系统3、数据处理系统4以及控制台5。摄影系统2具有X射线管6、X射线检测器7、C型臂8、基座9以及寝台10。此外，数据处理系统4具有A/D（analog todigital）变换器11、计算机12、D/A（digital to analog）变换器13以及显示装置14。

X射线管6以及X射线检测器7以夹着寝台10相对配置的方式固定于C型臂8的两端。C型臂8由基座9保持。基座9具备电机9A以及旋转机构9B，通过电机9A以及旋转机构9B的驱动，将X射线管6以及X射线检测器7与C型臂8一起在希望的位置上像螺旋桨那样进行高速旋转。

作为X射线检测器7，能够使用平面检测器（FPD:flat paneldetector）、图像增强电视（I.I.–TV:image intensifier TV）等。此外，在X射线检测器7的输出侧连接数据处理系统4的A/D变换器11。

控制系统3是通过向构成摄影系统2的各构成要素输出控制信号，而对摄影系统2进行驱动控制的装置。控制系统3与作为输入装置的控制台5连接，对控制系统3的摄像条件等指示信息，能够从控制台5进行输入。

并且，摄影系统2构成为，能够从在控制系统3的控制下能够旋转的X射线管6向置于寝台10的被检体O以相互不同的角度顺次曝射X射线，并通过X射线检测器7顺次收集从多个方向透射过被检体O的X射线作为X射线投影数据。

特别地，在X射线诊断装置1中，构成为：能够执行包含向被检体O的摄像部位插入的支架的摄像区域的成像术，并描绘构成支架的撑材。即，在摄影系统2中，能够收集来自包含向被检体O的摄像部位插入的支架的区域的X射线投影数据。

图2是示出能够与图1所示的X射线诊断装置1一起使用的以往的支架的构造的斜视图。

如图2所示，以往的支架15在网眼的筒状形成的撑材16的两端分别对称且均等地配置4个标识器而构成。具有这样的结构的支架15，插入颅内等含有动脉瘤的血管内，主要用于更安全地进行血管内的治疗等。

标识器17由呈现比摄像部位周边存在的基准物质更高的CT值的物质构成。例如，如果是在颅内使用的支架，则较实用的是由具有比骨骼和牙齿的CT值高的CT值的材料来构成标识器17。

所以，如果从包含支架15的区域收集X射线投影数据，则能够生成与标识器17对应的区域作为低信号值而进行描绘的图像数据。在这种情况下，摄影系统2作为通过从多个方向向插入了设有多个标识器17的支架15的被检体O曝射X射线而从被检体O收集与多个方向对应的X射线投影数据的数据收集单元而实现功能。但是，如果作为同样的数据收集单元的功能由X射线诊断装置1具备，则由其它构成要素构成数据收集单元。

图2示出的以往的支架15中，在各端部在同一圆上以均等间隔配置4个标识器17。因此，根据投影方向的不同，有时多个标识器17重合。例如，如果从与作为撑材16的长度方向的轴方向L垂直的方向P1收集X射线投影数据，则有时全部的标识器17重合。在这种情况下，有即使根据X射线投影数据重构图像数据，也难以在图像数据上对各标识器17互相区别的危险。

因此，优选地，以在某单一的方向上投影位置的情况下至少有一个不重合的方式，将多个标识器17配置于撑材16的至少一端。

图3是示出能够与图1所示的X射线诊断装置1一起使用的本发明的实施方式中的X射线诊断用的支架的构造例的斜视图。

图3所示的支架15A，示出了在形成为网眼的筒状的撑材16的两端分别对称且均等地配置3个标识器17而构成的例子。如图3所示，如果设标识器17的数目为奇数，则至少在与撑材16的轴方向L不同的单一的方向P2投影的情况下，能够至少有一个不重合地配置多个标识器17。

另外，因为考虑到如果将设于撑材16的一端的标识器17的数目设为5个以上，则支架的构造以及制造过程将变复杂这样的弊端，所以较实用地将3个标识器17配置于撑材16的一端是恰当的。即，如果在撑材16的至少一端配置3个标识器17，则能够防止在向与撑材16的轴方向L不同的单一的方向P2投影的情况下，全部的标识器17重合在一起。

进而，还能够以在向撑材16的轴方向L投影位置的情况下互相不重合的方式，使多个标识器17分别配置于撑材16的两端。

图4是示出能够与图1所示的X射线诊断装置1一起使用的本发明的实施方式中的X射线诊断用的支架的另一构造例的斜视图。

图4所示的支架15B示出了在形成为网眼的筒状的撑材16的两端分别均等地配置4个标识器17而构成的例子。但是，如果将设于一端侧的4个标识器17沿着撑材16的轴L投影，则变为相对于设于另一端侧的4个标识器17旋转过预定的角度θ的位置。所以，在向包含撑材16的轴方向L的单一方向平行投影全部标识器17的位置的情况下，能够防止标识器17全部重合。

如果这样使以往的设于支架15的撑材16的一方的4个标识器17的配置相对于另一方的4个标识器17移位，则即使不改变标识器17的数目，也能防止标识器17彼此的重合。

另外，从标识器17彼此的重合的防止效果的提高以及简化制造方法的观点出发，优选地以变为向撑材16的轴方向L投影的情况下互相旋转45度的位置的方式在撑材16的两端分别配置4个标识器17。

当然，在撑材16的两端分别设置3个标识器17，并向撑材16的轴方向L投影一端侧的标识器17的位置的情况下，也可以不与另一端侧的标识器17的位置重合。即使在这种情况下，从标识器17彼此的重合的防止效果的提高以及简化制造方法的观点出发，优选地以在向撑材16的轴方向L投影的情况下变为互相旋转60度的位置的方式在撑材16的两端分别配置3个标识器17。除此以外，也可以在撑材16的两端分别设置不同数目的标识器17。

接下来，说明数据处理系统4的详细功能。

数据处理系统4的A/D变换器11的输出侧与计算机12的输入侧连接。另一方面，计算机12的输出侧经由D/A变换器13与显示装置14连接。此外，计算机12与控制台5连接。并且，能够通过控制台5的操作向计算机12输入数据处理所需的指示信息。

进而，计算机12，通过读入程序，而作为滤波部18、第1图像重构部19、3D标识器鉴别部20、标识器投影部21、2D标识器鉴别部22、第2图像重构部23、3D图像处理部24、仿射变换部25以及LUT（Look Up Table，查找表）26而实现功能。但是，为了得到这些功能，也可以使用电路来构成数据处理系统4。

滤波部18具有对于从X射线检测器7经由A/D变换器11输入计算机12的X射线投影数据和基于X射线投影数据生成的数据实施高频强调滤波等所需的滤波处理的功能。

第1图像重构部19具有：通过执行基于从X射线检测器7经由A/D变换器11向计算机12输入的与多个方向对应的多个X射线投影数据的图像重构处理，从而根据与多个方向对应的X射线投影数据重构体数据作为第一3D图像数据的功能。

3D标识器鉴别部20具有根据在第1图像重构部19中生成的第一3D图像数据，鉴别设于支架15、15A、15B的多个标识器17中的至少1个标识器17的3D坐标系下的3D位置的功能。单一或多个标识器17的空间位置，通过对第一3D图像数据的阈值处理能够求出。即，标识器17的CT值比作为基准的物质高。所以，如果通过阈值处理来特定与第一3D图像数据的CT值相当的像素值比阈值大的点或者区域，则能够鉴别第一3D图像数据上的标识器17的空间位置。

但是，如果比作为基准的物质CT值高的标识器17以外的物质存在于摄像区域，则通过用于鉴别标识器17的位置的阈值处理，会有误识别标识器17的位置的危险。例如，在作为牙齿的治疗痕迹存在金属的情况下，存在如果通过阈值处理抽出比牙齿的CT值高的部位，则金属部分会被误识别为标识器17的危险。

因此，3D标识器鉴别部20能够设置通过对于第一3D图像数据进行的阈值处理暂时地特定标识器17的候补，并执行作为标识器17的候补而将误识别的标识器17以外的点或者区域进行除外的失误处理的功能。用于根据第一3D图像数据去除被误识别的标识器17的候补的失误处理，能够根据设于支架15、15A、15B的多个标识器17的几何学信息来执行。

具体而言，设于支架15、15A、15B的各标识器17的大小、形状、与其它标识器17之间的距离、从撑材16的中心起算的距离以及从第一3D图像数据的中心起算的距离等几何学信息是已知的，所以能够根据已知信息将不可能是标识器17的位置的位置上标识器17的候补作为误识别的候补进行除外。由此，能够将作为牙齿的治疗痕迹而存在的金属区域等从标识器17的候补中除外。

标识器投影部21具有求出将3D标识器鉴别部20求出的第一3D图像数据上的标识器17的3D空间位置分别投影到各X射线投影数据的投影面的情况下的2D投影位置的功能。换言之，标识器投影部21具备算出标识器17的3D空间位置的X射线投影数据的向各投影面的投影位置的功能。该各投影面上的标识器17的2D投影位置的算出，能够根据分别用于各X射线投影数据的收集的投影系统的空间坐标信息而进行。

但是，如上所述，存在由于X射线投影数据的投影方向的不同，互相不同的标识器17的2D投影位置重合、难以区别的危险。特别地，使用如图2所示的以往的支架15的情况下，很多时候难以区别多个标识器17的2D投影位置。

因此，在标识器投影部21中，能够进行算出在投影面上接近的标识器17的2D投影位置间的距离、在算出的距离变为阈值以下的情况下从2D投影位置的算出对象中除外的失误处理。

2D标识器鉴别部22具有：根据从X射线检测器7向计算机12输入的与多个方向对应的多个X射线投影数据而鉴别设于支架15、15A、15B的各标识器17在各投影面上的2D位置的功能、和将标识器17的空间位置的向X射线投影数据的投影面的2D投影位置和被鉴别的标识器17的2D位置间的移位量作为修正数据而求出的功能。

另外，成为2D位置的鉴别的对象的标识器17，由标识器投影部21算出，设为与未被失误处理除外的2D投影位置对应的标识器17是足够的。因此，根据由标识器投影部21算出的2D投影位置附近的范围内的X射线投影数据鉴别出实际的标识器17的2D位置即可。所以，2D标识器鉴别部22构成为能够从标识器投影部21取得标识器17的2D投影位置。

X射线投影数据上的实际的标识器17的2D位置，作为信号的细微的极小值而显现。因此，能够通过用于以高精度检测细微的极小值以及与极小值对应的位置的任意的信号处理来鉴别标识器17的2D位置。

此外，也可以代替计算在标识器投影部21中接近的标识器17的2D投影位置间的距离，而在2D标识器鉴别部22中鉴别的接近的标识器17的实际的2D位置间的距离。在这种情况下，2D标识器鉴别部22构成为：算出投影面上接近的标识器17的2D位置间的距离，在算出的距离为阈值以下的情况下，根据对于2D投影位置的2D位置的移位量、也即修正数据的算出对象进行除外的失误处理。

第2图像重构部23具有：伴随使用了在2D标识器鉴别部22中求出的修正数据的修正，通过执行对于X射线投影数据的第2图像重构处理，生成第二3D图像数据的功能。

即，能够认为标识器17的2D投影位置与实际的2D位置的位置偏离量是标识器17的位置的再现性的误差。因此，通过将使该标识器17的位置偏离量取消的修正处理对与各投影方向对应的X射线投影数据分别执行，从而能够修正摄影系统2中的定位精度的误差以及由于检体O的动作带来的摄像部位的细微的位置偏离。并且，通过基于细微的位置偏离的修正后的X射线投影数据的第2图像重构处理，能够生成空间分辨率更高的第二3D图像数据。

另外，在标识器投影部21或者2D标识器鉴别部22中，执行对有重合的危险的标识器17的2D投影位置或者2D位置进行除外的失误处理的情况下，使用与一部分标识器17对应的修正数据，执行位置的修正处理。也即，仅使用与多个标识器17中在2D投影面上2D投影位置或者实际的2D位置接近的标识器17的2D投影位置间的距离或者实际的2D位置间的距离大于阈值的标识器17相对应的2D投影位置与实际的2D位置间之间的移位量，执行伴随修正的第2图像重构处理。

这样，通过在标识器投影部21或者2D标识器鉴别部22中设置执行失误处理的功能，即使一部分的标识器17重合，也能进行基于标识器17的位置信息的高精度位置修正处理。特别地，如果使用图3以及图4所示的支架15A、15B，则即使一部分的标识器17在投影面上重合，也能够根据其它标识器17的位置信息进行高精度且恰当的修正处理。

3D图像处理部24具有通过基于在第1图像重构部19中生成的第一3D图像数据以及第2图像重构部23中生成的第二3D图像数据中的一方或者双方的3D图像处理来生成显示用的2D图像数据的功能、和将生成的显示用的2D图像数据通过D/A变换器13显示于显示装置14的功能。

作为3D图像处理的例子，能够举出：最大值投影（MIP:maximum intensity projection）处理、截面变换（MPR:multi-planarreconstruction）处理、体绘制（VR:volume rendering）处理、表面绘制（SR:surface rendering）处理等用于根据3D图像数据生成2D图像数据的各种各样的处理。关于这些图像处理的种类以及图像处理条件，能够通过从控制台5将指示信息向3D图像处理部24输入而进行设定。

仿射变换部25具有根据从控制台5输入的指示信息，对3D图像处理部24中生成的2D图像数据执行旋转、移动、放大以及缩小等仿射变换处理的功能、和将仿射变换处理后的图像数据经由D/A变换器13向显示装置14输出的功能。换言之，仿射变换部25具有按照从作为输入装置的控制台5输入的指示信息，对显示于显示装置14的2D诊断图像进行旋转、移动、放大以及缩小的功能。

LUT26具备保存用于进行图像数据的灰度变换的灰度信息，通过参照灰度信息进行应显示在显示装置14的图像数据的灰度变换的功能。

在以上的例子中，读入了程序的计算机12，根据通过对X射线投影数据的第1图像重构处理生成的第1三维图像数据求出多个标识器17中的至少1个标识器17的空间位置，作为通过对于伴随使用了对X射线投影数据的投影面的标识器17的空间位置的投影位置、和根据X射线投影数据求出的对应的标识器17的二维位置之间的移位量的修正的X射线投影数据的第2图像重构处理而生成第2三维图像数据的数据处理单元实现功能。但是，如果作为同样的数据处理单元的功能在X射线诊断装置1中具备，也可以由其它构成要素构成数据处理单元。

接下来说明X射线诊断装置1的动作以及作用。

图5是示出利用图1所示的X射线诊断装置1进行插入了支架15、15A、15B的被检体O的成像术时的流程的流程图。

首先，在步骤S1中，在控制系统3的控制下，摄影系统2驱动。并且，摄影系统2通过向插入了设有多个标识器17的支架15、15A、15B的被检体O从多个方向曝射X射线，并从被检体O收集与多个方向对应的X射线投影数据。

更具体而言，基于设于基座9的电机9A以及旋转机构9B的驱动，以变为预定的角度的方式旋转C型臂8。并且，从X射线管6向置于寝台10的被检体O曝射X射线。所以，通过X射线检测器7检测透过了被检体O的X射线作为X射线投影数据。

一边根据C型臂8的旋转使投影角度变化，一边重复该X射线的曝射以及X射线投影数据的检测。例如，能够按1度间隔使投影角度变化，将200度的量的透过X射线的强度分布作为200图案的X射线投影数据进行收集。

也能够根据诊断目的不同，在造影剂的注入后，进行X射线投影数据的收集。在注入造影剂而进行被检体O的造影成像术的情况下，在进行X射线投影数据的收集之前，预先利用造影剂注入器（Injector）向被检体O注入造影剂。并且，从造影剂的注入时开始经过一定时间后，以50度/秒左右的摄影系统2的旋转速度执行X射线投影数据的收集。

这样通过X射线检测器7收集的200帧份左右的X射线投影数据，向数据处理系统4输出。并且，向数据处理系统4输入的X射线投影数据，在由A/D变换器11变换为数字信号之后，向计算机12输出。

接下来，在步骤S2中，变换为了数字信号的X射线投影数据向第1图像重构部19转送。在第1图像重构部19中，通过对于X射线投影数据进行的第一3D图像重构处理，根据X射线投影数据重构3D体图像数据作为第一3D图像数据。

作为图像重构处理的方法已知各种各样的方法，但这里以通过Feldkamp等进行基于所提案的基于滤波反投影法的图像重构处理的情况为例进行说明。当然，不限于滤波反投影法，能够使用逐次近似法等所期望的图像重构处理法。

图6是示出在图1所示的数据处理系统4的数据处理中所用的坐标系以及参数的定义的图。

如图6所示，能够能够定义3D固定坐标系（X,Y,Z）以及对固定坐标系旋转了角度φ的3D旋转坐标系（x,y,z）。在这种情况下，向量r，通过从作为旋转的x轴上的X射线源的X射线管6曝射的X射线的锥束，投影为在投影面Sp上以（y,z）为分量的向量V。

另一方面，图像重构区域，能够作为与从X射线管6的管球向着所有方向的X射线束内接的圆筒而定义。并且，圆筒内，以投影于X射线检测器7所具备的一个X射线检测元件的宽度的X射线的重构区域的中心的距离d而离散化。并且，求离散点上的图像数据。但是，离散间隔，不限于距离d，而是能够使用针对每个装置定义的离散间隔。

在进行基于滤波反投影法的图像重构处理的情况下，由图像重构处理而生成的3D图像数据f，使用图6所示的坐标系以及参数，在式（1）中示出。

$f\left(\stackrel{\→}{r}\right)=\frac{1}{4{\mathrm{\π}}^2}\underset{0}{\overset{2\mathrm{\π}}{\∫}}{W}_2(\stackrel{\→}{r},\mathrm{\φ}){\tilde{P}}_{\mathrm{\φ}}\{y(\stackrel{\→}{r},\mathrm{\φ}),z(\stackrel{\→}{r},\mathrm{\φ})\}\mathrm{d\φ}---\left(1\right)$

其中，在式（1）中，W₂是由式（2）表示的权重函数。

$W_2(\stackrel{\→}{r},\mathrm{\φ})=\frac{d^2}{{\{d+\stackrel{\→}{r}\hat{x}\left(\mathrm{\φ}\right)\}}^2}---\left(2\right)$

此外，式（1）中的（y,z），示出向量r通过X射线的锥束而投影的点，如式（3）那样表示。

$\left.\begin{array}{c}y(\stackrel{\→}{r},\mathrm{\φ})=\frac{\stackrel{\→}{r}\hat{y}\left(\mathrm{\φ}\right)d}{d+\stackrel{\→}{r}\hat{x}\left(\mathrm{\φ}\right)}\\ z(\stackrel{\→}{r},\mathrm{\φ})=\frac{\stackrel{\→}{r}\hat{z}\left(\mathrm{\φ}\right)d}{d+\stackrel{\→}{r}\hat{x}\left(\mathrm{\φ}\right)}\end{array}\right\}---\left(3\right)$

其中，在式（3）中，

分别是确定x、y、z轴的方向的单位向量。

此外，式（1）中的如式（4）表示。

${\tilde{P}}_{\mathrm{\φ}}(y,z)=\left\{P_{\mathrm{\φ}}(y,z)W_1(y,z)\right\}*g\left(y\right)---\left(4\right)$

其中，在式（4）中，*是卷积算子，

是根据X射线投影数据得到的减影数据、W₁（y,z）是权重函数、g（y）是滤波函数。滤波函数g（y）是用于修正逆投影运算引起的反常的高频强调滤波。作为滤波函数g（y）的具体例，具有代表性的是Shepp-Logan滤波和Ramachandran滤波等卷积滤波。

另一方面，式（4）中的权重函数W₁（y,z）如式（5）所示。

$W_1(y,z)=\frac{d}{\sqrt{d^2+y^2+z^2}}---\left(5\right)$

即，图像重构处理由式（1）至式（5）所示。具体而言，首先，200帧份左右的X射线投影数据，与浓度不均的修正用的图像数据之间进行减影处理。接下来，如式（4）所示，通过减影生成的200帧份左右的减影数据

在由权重函数W₁（y,z）加权之后，加以卷积滤波g（y）。

进而，通过对由卷积运算生成的数据进行如式（1）所示的逆投影运算，能够得到图像重构后的3D体图像数据f。

接下来，在步骤S3中，第一3D体图像数据被送至3D标识器鉴别部20。在3D标识器鉴别部20中，根据第一3D体图像数据，鉴别设于支架15、15A、15B的各标识器17在3D坐标系下的3D位置。

所以，首先，通过对3D体图像数据进行的阈值处理，抽出比骨骼等作为基准的物质CT值高的部位。例如，将阈值设为3000，抽出像素值在3000以上的区域。

设阈值为3000而抽出的区域是金属。因此，有设于支架15、15A、15B的标识器17之外的、牙科治疗用的金属等作为标识器17的候补被抽出的情况。

因此，3D标识器鉴别部20执行将从被抽出的标识器17的候补中对误识别的标识器17的候补进行除外的失误处理。失误处理能够通过参照了作为已知信息的标识器17的几何学信息的阈值处理来进行。

例如，支架15、15A、15B通常存在于摄影视野的中心附近。因此，能够将距摄影视野的中心一定距离以内的标识器17的候补作为标识器17的位置来选择。由此，能够将牙科治疗用的金属进行除外。

或者，能够使用标识器17的候补的体积来执行失误处理。即，相对于标识器17的体积在0.1mm³以下，牙科治疗用的金属的体积最小也要100mm³。因此，通过将区域的体积在阈值以下的标识器17的候补作为标识器17的位置进行选择，能够对牙科治疗用的金属进行除外。

作为另外的例子，也可以是利用了标识器17的数目的失误处理。例如，在标识器17的数目是8个时而抽出了10个标识器17的候补的情况下，有两个标识器17的候补是应该除外的标识器17的候补。因此，能够算出各标识器17的候补间的相对距离，按相对距离长度的顺序对两个标识器17的候补进行除外。

接下来，3D标识器鉴别部20计算鉴别的8个标识器17的重心。

接下来，在步骤S4中，鉴别后的各标识器17的3D重心位置被送至标识器投影部21。在标识器投影部21中，算出将标识器17的3D空间位置分别对各X射线投影数据的投影面投影的情况下的2D投影位置。2D投影位置，能够根据与收集X射线投影数据的各投影方向对应的投影系统而在几何学上算出。

接下来，标识器投影部21计算多个标识器17的2D投影位置间的距离。并且，对2D投影位置间的距离在阈值以下的标识器17的2D投影位置进行除外。由此，能够将在投影面上有重合可能的标识器17的2D投影位置从数据处理中除外。

接下来，在步骤S5中，算出的标识器17的2D投影位置被送至2D标识器鉴别部22。此外，2D标识器鉴别部22取得X射线投影数据。并且，2D标识器鉴别部22根据与多个方向对应的X射线投影数据，鉴别标识器17在各投影面上的2D位置。

具体而言，2D标识器鉴别部22，首先对于X射线投影数据上的标识器17的2D投影位置的周边的一定范围搜索成为最小的像素值。另外，作为最小像素值的搜索对象的范围，能够根据摄影系统2的不稳定性的程度经验性地、或者通过仿真等而预先决定有可能检测出标识器17的2D位置的范围。

作为一例，可以设定以标识器17的2D投影位置为中心的300μm以内的初始范围，并将在初始范围内有可能存在最小值的更细的范围用公知的比较粗的搜索方法特定为最小像素位置的搜索范围。相反地，也可以不设定初始范围，而是将以标识器17的2D投影位置为中心的300μm以内作为最小像素位置的搜索范围。

如果在2D标识器鉴别部22中设定最小像素位置的搜索范围，则对于所设定的搜索范围，执行最小像素位置的搜索处理。成为最小的像素值，作为宽度极窄的负的峰值出现。因此，进行用于以高精度检测峰值的信号处理。

在成为最小像素位置的搜索对象的X射线投影数据上重叠了来自摄像部位的信号、也即标识器17的背景信号和来自标识器17的信号。因此，首先，希望对最小像素位置的搜索范围内的X射线投影数据施加低通滤波生成去除了高频成分的低频数据，并取得低频数据与滤波处理前的X射线投影数据的减影数据。由此，能够得到消除了标识器17的背景信号的数据。

接下来，对减影数据上的2D投影位置周边的搜索范围执行峰值位置的搜索。并且，将与检测到的峰值对应的像素作为中心来计算X射线投影数据或者减影数据的重心位置，从而能够高精度地鉴别标识器17的实际的2D位置。

另外，上述的峰值的检测处理是一例，也可以通过其它方法鉴别X射线投影数据上的标识器17的实际的2D位置。

接下来，2D标识器鉴别部22，将由标识器投影部21算出的标识器17的2D投影位置和根据X射线投影数据鉴别出的标识器17的实际的2D位置之间的移位量作为修正数据来求出。如果将第i个标识器17的2D投影位置设为（Py_i,Pz_i），将第i个标识器17的鉴别出的实际的2D位置设为（Qy_i,Qz_i），则能通过式（6）求出修正数据（Δy,Δz）。

$\left.\begin{array}{c}\mathrm{\Δy}=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}({\mathrm{Qy}}_i-{\mathrm{Py}}_i)}{N}\\ \mathrm{\Δz}=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}({\mathrm{Qz}}_i-{\mathrm{Pz}}_i)}{N}\end{array}\right\}---\left(6\right)$

其中，在式（6）中，N是未被将在投影面上重合的标识器17进行除外的失误处理除外的标识器17的个数。因此，在例如将8个标识器17设于支架15、15B，通过标识器投影部21中的失误处理将两个标识器17从2D标识器鉴别部22中的2D位置的鉴别处理中进行除外的情况下，N=6。

接下来，在步骤S6中，作为标识器17的位置的移位量而求出的修正数据（Δy,Δz）被转送至第2图像重构部23。在第2图像重构部23中，用与第1图像重构部19中执行的图像重构处理法同等的图像重构处理法执行对于X射线投影数据进行的第二3D图像重构处理。

其中，使用修正数据（Δy,Δz）修正向量r的投影点的位置（y,z）的偏离。并且，用位置修正后的投影点的位置（y’,z’），执行3D图像重构处理。在图像重构处理法为滤波反投影法的情况下，用代替式（3）由式（7）求得的位置修正后的投影点的位置（y’,z’），来执行第二3D图像重构处理。

$\left.\begin{array}{c}{y}^{\′}(\stackrel{\→}{r},\mathrm{\φ})=\frac{\stackrel{\→}{r}\hat{y}\left(\mathrm{\φ}\right)d}{d+\stackrel{\→}{r}\hat{x}\left(\mathrm{\φ}\right)}+\mathrm{\Δy}\\ z^{\′}(r^{\′},\mathrm{\φ})=\frac{\stackrel{\→}{r}\hat{z}\left(\mathrm{\φ}\right)d}{d+\stackrel{\→}{r}\hat{x}\left(\mathrm{\ϵ}\right)}+\mathrm{\Δz}\end{array}\right\}---\left(7\right)$

并且，通过第二3D图像重构处理根据X射线投影数据生成第二3D图像数据。这样生成的第二3D图像数据成为基于根据3D体图像数据求出的标识器17的2D投影位置与实际的标识器17的2D位置的移位量而高精度地位置修正后的数据。因此，即使对细微的支架15、15A、15B的撑材16，也能够描绘。

接下来，在步骤S7中，执行包含用于使第二3D图像数据显示于显示装置14的2D化处理在内的各种处理之后，显示用的2D图像显示于显示装置14。即，在3D图像处理部24中，执行用于根据第二3D图像数据生成显示用的2D图像数据的3D图像处理。此外，在仿射变换部25中，执行显示于显示装置14的2D诊断图像的旋转、移动、放大以及缩小等仿射变换处理。进而，在LUT26中，进行2D诊断图像的灰度变换。

所以，X射线诊断装置1的用户能够观察清楚地描绘了支架15、15A、15B的撑材16的被检体O的头部等的摄像部位的X射线诊断图像。

也即以上的X射线诊断装置1，能够将设于支架15、15A、15B的撑材16的标识器17的位置作为指标，重构修正了细微的位置的偏离的X射线诊断图像。即，能够在通过第1图像重构处理生成的体图像数据上鉴别标识器17的空间位置，并将鉴别后的对空间位置的投影面的投影位置与在投影位置附近进行搜索的X射线投影数据上的实际的标识器17的位置之间的位置偏离量作为位置修正数据，执行第2图像重构处理。

另一方面，图3以及图4所示的支架15A、15B，以在任意的投影面上全部的标识器17都不重合的方式设置了多个标识器17。

所以，利用X射线诊断装置1，即使不能始终使摄影系统2的旋转再现性处于50μm以下，或者即使患者有微小的变动，也能比以往更清楚地描绘支架15、15A、15B的撑材16。所以，用户能够把握撑材16与血管的关系。

进而，通过使用图3以及图4所示的支架15A、15B，能够不依赖投影角度地，确实地修正以标识器17的位置为指标的细微的位置的偏离。

（第2实施方式）

图7是本发明的第2实施方式中的X射线诊断装置的结构图。

在图7所示的X射线诊断装置1A中，设有附属于支架15、15A、15B的标识器17的发信机30的位置传感器31这一点以及3D标识器鉴别部20的详细功能与图1所示的X射线诊断装置1不同。其它的构成及作用，与图1所示的X射线诊断装置1无实质上的不同，所以对同一构成附以相同符号而省略说明。

即，在X射线诊断装置1A的寝台10上，置有插入了设有多个标识器17的支架15、15A、15B的被检体O。但是，对支架15、15A、15B的各标识器17安装了各个发信机30。

另一方面，摄影系统2中设有位置传感器31。位置传感器31具备接收从分别设于支架15、15A、15B的多个标识器17的发信机30发送的无线信号的功能、和根据接收的无线信号来检测发信机30或者标识器17的空间上的位置的功能。用于位置的检测的算法，可以使用公知的算法。

因此，位置传感器31设于能够以足够的精度接收从支架15、15A、15B的发信机30发送的信号的期望的位置。位置传感器31的输出侧与数据处理系统4的计算机12连接。并且，构成为位置传感器31中的发信机30或者标识器17的空间位置的检测结果，能够作为数字数据向计算机12输出。

另一方面，计算机12的3D标识器鉴别部20具有：取得从位置传感器31输出的发信机30或者标识器17的空间位置的检测结果的功能，和根据所取得的发信机30或者标识器17的空间位置的检测结果求出3D坐标系中的标识器17的空间位置的功能。

并且，标识器投影部21构成为求出由3D标识器鉴别部20求出的标识器17的3D空间位置分别向各X射线投影数据的投影面投影时的2D投影位置。

在具有这样的结构的X射线诊断装置1A中，利用位置传感器31根据从支架15、15A、15B的发信机30发送的信号检测发信机30或者标识器17的空间位置。并且，在3D标识器鉴别部20中，根据由位置传感器31检测的发信机30或者标识器17的空间位置来鉴别标识器17的3D空间位置。

也即，X射线诊断装置1A，代替像图1所示的X射线诊断装置1那样根据由第1图像重构处理生成的3D体图像数据鉴别标识器17的空间位置，而将发信机30安装于标识器17，并且根据位置传感器31探测到的发信机30或者标识器17的空间位置来鉴别标识器17的3D空间位置。

所以，根据图7所示的X射线诊断装置1A，不像图1所示的X射线诊断装置1那样进行跨两次图像重构处理等的复杂的数据处理，就能生成将标识器17的位置作为指标而高精度地进行位置修正的X射线诊断图像数据。其结果是，与图1所示的X射线诊断装置1同样地，能够得到比以往更清楚地描绘了支架15、15A、15B的撑材16的X射线诊断图像。

（其它实施方式）

以上，对特定的实施方式进行了记载，但所记载的实施方式只不过是一例，而不是用于限定发明的范围的。这里所记载的新颖的方法以及装置，能够以各种其它样式进行具象化。此外，在这里记载的方法以及装置的样式中，在不脱离发明的要旨的范围内，能够进行各种省略、置换以及改变。后述的权利要求书及其等同物，作为包含与发明的范围以及要旨中的内容，包含其各种各样的样式以及变形例。

例如，在上述的实施方式中示出了利用X射线诊断装置1、1A进行插入了支架15、15A、15B的被检体O的成像术的例子，但即使是使用了X射线CT装置的成像术中，如果将具有足够的空间分辨率的X射线检测器搭载于X射线CT装置，也能通过同样的图像重构处理，进行支架15、15A、15B的描绘。即，通过与图像重构法相应的算法，能够执行以标识器17为指标的高精度的位置的修正处理。并且，通过两次图像重构处理，能够生成具有支架15、15A、15B的描绘所需的空间分辨率的X射线CT图像数据。

Claims (10)

1.一种X射线诊断装置，其特征在于，具备：

数据收集单元，通过对插入了设有多个标识器的支架的被检体从多个方向曝射X射线，而从所述被检体收集与所述多个方向对应的X射线投影数据；以及

数据处理单元，根据由对所述X射线投影数据进行的第1图像重构处理生成的第1三维图像数据求出所述多个标识器中的至少1个标识器的空间位置，通过对所述X射线投影数据进行的第2图像重构处理生成第2三维图像数据，所述第2图像重构处理伴随着使用了所述X射线投影数据的对投影面的所述标识器的空间位置的投影位置和根据所述X射线投影数据求出的对应的标识器的二维位置之间的移位量的修正。

2.根据权利要求1记载的X射线诊断装置，其特征在于，

所述数据处理单元构成为：仅使用所述多个标识器中的在所述投影面上所述投影位置或者所述二维位置接近的标识器的所述投影位置或者与所述二维位置间的距离比阈值大的标识器相对应的投影位置和二维位置之间的移位量，执行伴随所述修正的所述第2图像重构处理。

3.根据权利要求1或2记载的X射线诊断装置，其特征在于，

所述数据处理单元构成为：执行根据所述多个标识器的几何学信息去除基于所述第1三维图像数据而误识别的标识器的候补的失误处理。

4.根据权利要求3记载的X射线诊断装置，其特征在于，

所述数据处理单元构成为：作为所述多个标识器的几何学信息，使用各标识器的大小、形状、与其它标识器的距离、与所述支架的撑材的中心的距离以及与所述第1三维图像数据的中心的距离中的至少一个。

5.根据权利要求1至4中任意一项记载的X射线诊断装置，其特征在于，

所述数据处理单元构成为通过对所述第1三维图像数据进行的阈值处理，求出所述标识器的空间位置。

6.根据权利要求1至4中任意一项记载的X射线诊断装置，其特征在于，

还具备位置传感器，通过接收从设于所述多个标识器的发信机发送的无线信号来检测所述发信机或者所述多个标识器的位置，

所述数据处理单元构成为：根据由所述位置传感器检测到的所述发信机或者所述多个标识器的位置求出所述标识器的空间位置。

7.一种X射线诊断用的支架，其特征在于，具有：

形成为筒状的撑材、和

多个标识器，以在向与所述撑材的轴方向不同的单一方向上投影的情况下至少有一个不重合的方式配置于所述撑材的至少一端。

8.一种X射线诊断用的支架，其特征在于，具有：

形成为筒状的撑材、和

多个标识器，以在向所述撑材的轴方向上投影的情况下互相不重合的方式分别配置于所述撑材的两端。

9.根据权利要求7或8记载的X射线诊断用的支架，其特征在于，

将3个标识器配置于所述撑材的至少一端。

10.根据权利要求8记载的X射线诊断用的支架，其特征在于，

具有以在向所述撑材的轴方向投影的情况下成为互相旋转45度的位置的方式分别配置于所述撑材的两端的4个标识器，或者以在向所述撑材的轴方向投影的情况下成为互相旋转60度的位置的方式分别配置于所述撑材的两端的3个标识器。

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