CN104661596B - 图像处理装置、x射线诊断装置以及显示方法 - Google Patents

图像处理装置、x射线诊断装置以及显示方法 Download PDF

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Abstract

本发明处理装置、X射线诊断装置以及显示方法。实施方式的图像处理装置具备决定部和显示控制部。决定部根据显示状况,分别决定通过动态图像或者静态图像的哪一种显示作为第1图像的X射线图像以及第2图像。显示控制部进行控制,以使得根据基于决定部的决定,将使上述X射线图像以及上述第2图像按照动态图像与动态图像的组合、动态图像与静态图像的组合、或者静态图像与动态图像的组合的任一种重叠的重叠图像显示于显示部。

Description

图像处理装置、X射线诊断装置以及显示方法
技术领域
本发明的实施方式涉及图像处理装置、X射线诊断装置以及显示方法。
背景技术
以往,作为心力衰竭治疗之一,知道有心脏再同步治疗法(CardiacResynchronization Therapy,CRT)。该方法例如用于根据刺激传导系统的异常,对包围心室的心肌刺激的定时会变得异常,左右的心壁不同时活动,心室不能按时收缩,血液的拍出变得不足的疾病等的治疗。
CRT是为了使心脏同步收缩,在心脏的活动差的部位(非同步部位:LatestActivation)留置电极的治疗法。具体而言,CRT通过基于超声波诊断装置的应变分析确定非同步部位,一边参照由X射线诊断装置摄影到的X射线图像,一边在最接近非同步部位的静脉留置电极。
这样留置的电极通过按时使刺激电位通过,从而心肌按时收缩,控制心室的活动。然而,在上述的以往技术中,在X射线图像和其他的医用图像的重叠图像中,有时难以显示识别性高的图像。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-039429号公报
发明内容
本发明要解决的问题在于,提供一种在X射线图像和其他的医用图像的重叠图像中,能够显示识别性高的图像的图像处理装置、X射线诊断装置以及显示方法。
一实施方式的图像处理装置具备决定部和显示控制部。决定部根据显示状况,分别决定通过动态图像或者静态图像的哪一个来显示作为第1图像的X射线图像以及第2图像。显示控制部以根据上述决定部的决定,使上述X射线图像以及上述第2图像按动态图像与动态图像的组合、动态图像与静态图像的组合、或者静态图像与动态图像的组合的任何一个重叠而成的重叠图像显示于显示部的方式进行控制。根据上述构成的图像处理装置,在X射线图像和其他的医用图像的重叠图像中,能够显示识别性高的图像。
附图说明
图1是表示第1实施方式所涉及的图像处理系统的结构的一个例子的图。
图2是表示第1实施方式所涉及的X射线诊断装置的结构的一个例子的图。
图3是表示第1实施方式所涉及的超声波诊断装置的结构的一个例子的图。
图4是表示基于第1实施方式所涉及的体数据处理部的处理结果的一个例子的图。
图5A是用于说明基于第1实施方式所涉及的体数据处理部的处理的一个例子的图。
图5B是表示由第1实施方式所涉及的体数据处理部生成的图像的一个例子的图。
图6是表示第1实施方式所涉及的图像处理装置的结构的一个例子的图。
图7是用于说明第1实施方式所涉及的融合图像的显示状况的一个例子的图。
图8是用于说明基于第1实施方式所涉及的位置对准部151的处理的一个例子的图。
图9是表示由第1实施方式所涉及的决定部决定的融合图像的组合的一个例子的图。
图10A是用于说明由第1实施方式所涉及的显示控制部所使用的超声波图像的图。
图10B是用于说明基于第1实施方式所涉及的显示控制部的实时显示所使用的X射线图像的图。
图10C是用于说明由第1实施方式所涉及的显示控制部使用的超声波图像的图。
图11是表示基于第1实施方式所涉及的显示控制部的显示控制处理的一个例子的图。
图12是表示基于第1实施方式所涉及的图像处理装置的处理的步骤的流程图。
图13是表示基于第1实施方式所涉及的图像处理装置的同步处理的步骤的流程图。
图14A是表示基于第2实施方式所涉及的显示控制部的显示控制处理的一个例子的图。
图14B是表示基于第2实施方式所涉及的显示控制部的显示控制处理的一个例子的图。
具体实施方式
(第1实施方式)
以下,针对本发明所涉及的图像处理装置的细节进行说明。另外,在第1实施方式中,列举包含本发明所涉及的图像处理装置的图像处理系统为一个例子进行说明。图1是表示第1实施方式所涉及的图像处理系统的结构的一个例子的图。另外,在本实施方式中,列举作为与X射线图像重叠的其他的医用图像使用超声波图像的情况为例进行说明,但实施方式并不限定于此。
如图1所示,第1实施方式所涉及的图像处理系统1具有图像处理装置100、X射线诊断装置200、超声波诊断装置300、图像保管装置400。图1所示例的各装置例如通过在医院内设置的院内LAN(Local Area Network),成为能够直接或者间接地相互通信的状态。例如,当在图像处理系统1中导入有PACS(Picture Archiving and Communication System)时,各装置按照DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine)标准,相互发送接收医用图像等。
在该图像处理系统1中,X射线诊断装置200以及超声波诊断装置300根据各个技师的操作来收集X射线图像以及超声波图像。并且,图像处理装置100通过显示位置对准于X射线图像的超声波图像,从而使医师能够在CRT中,在由超声波诊断装置计划的留置位置上准确地放置电极。
图像保管装置400是保管医用图像的数据库。具体而言,第1实施方式所涉及的图像保管装置400将从X射线诊断装置200发送的X射线图像、从超声波诊断装置300发送的超声波图像等保存在存储部中,来对其进行保管。即,第1实施方式所涉及的图像处理装置100可以从X射线诊断装置200以及超声波诊断装置300直接接收图像数据,或者也可以取得暂时保管在图像保管装置400中的图像。
首先,针对第1实施方式所涉及的X射线诊断装置200的结构进行说明。图2是表示第1实施方式所涉及的X射线诊断装置200的结构的一个例子的图。如图2所示,第1实施方式所涉及的X射线诊断装置200具备X射线高电压装置211、X射线管212、X射线光阑装置213、顶板214、C形臂215、X射线检测器216。另外,第1实施方式所涉及的X射线诊断装置200具有C形臂旋转·移动机构217、顶板移动机构218、C形臂顶板机构控制部219、光阑控制部220、系统控制部221、输入部222、显示部223。另外,第1实施方式所涉及的X射线诊断装置200具有图像数据生成部224、图像数据存储部225、图像处理部226、心电图扫描仪227。
X射线高电压装置211在系统控制部221的控制下,产生高电压,并将所产生的高电压向X射线管212供给。X射线管212使用从X射线高电压装置211供给的高电压产生X射线。
X射线光阑装置213在基于光阑控制部220的控制下,使X射线管212所产生的X射线会聚,对被检体P的关心区域选择地照射。例如,X射线光阑装置213具有能够滑动的4个光阑叶片。X射线光阑装置213在光阑控制部220的控制下,通过使这些光阑叶片滑动,从而会聚X射线管212产生的X射线并向被检体P照射。顶板214是载置被检体P的床,被配置在未图示的床上。另外,被检体P不包含于X射线诊断装置200。
X射线检测器216检测透过被检体P的X射线。例如,X射线检测器216具有矩阵状地排列的检测元件。各检测元件将透过被检体P的X射线转换成电气信号并蓄积,将蓄积的电气信号向图像数据生成部224发送。
C形臂215保持X射线管212、X射线光阑装置213以及X射线检测器216。X射线管212以及X射线光阑装置213与X射线检测器216经由C形臂215被配置成夹着被检体P而对置。
C形臂旋转·移动机构217是用于使C形臂215旋转以及移动的机构,顶板移动机构218是用于使顶板214移动的机构。C形臂·顶板机构控制部219是在系统控制部221的控制下,来控制C形臂旋转·移动机构217以及顶板移动机构218,从而调整C形臂215的旋转和移动、顶板214的移动。光阑控制部220在系统控制部221的控制下,调整X射线光阑装置213具有的光阑叶片的开度,从而控制对被检体P照射的X射线的照射范围。
心电图扫描仪227取得安装有未图示的端子的被检体P的心电波形(ECG:Electrocardiogram),并将所取得的心电波形和时间信息一起向图像数据生成部224以及图像处理部226发送。
图像数据生成部224使用由X射线检测器216从X射线转换出的电气信号生成X射线图像,并将生成的X射线图像保存在图像数据存储部225中。例如,图像数据生成部224对从X射线检测器216接收到的电气信号进行电流及电压转换、A(Analog)/D(Digital)转换、或并-串转换,生成X射线图像。
在此,图像数据生成部224生成对注入有造影剂的被检体P的心脏沿着时间序列进行摄影而得到的多个X射线图像。并且,图像数据生成部224将生成的X射线图像保存在图像数据存储部225中,但本实施例中的图像数据生成部224将从心电图扫描仪227接收到的心电波形以及时间信息与所生成的各X射线图像建立对应,保存在图像数据存储部225中。
图像数据存储部225存储由图像数据生成部224生成的X射线图像。例如,图像数据存储部225将由图像数据生成部224生成的X射线图像与摄影时间以及摄影时间中的心电波形建立对应来存储。图像处理部226对图像数据存储部225所存储的图像数据进行各种图像处理。例如,图像处理部226通过对图像数据存储部225所存储的沿着时间序列的多个X射线图像进行处理来生成动态图像。
输入部222从操作X射线诊断装置200的医师、技师等操作者接受各种指示。例如,输入部222具有鼠标、键盘、按钮、轨迹球、操纵杆等。输入部222将从操作者接受的指示向系统控制部221转送。例如,输入部222接受用于使X射线诊断装置200的电源成为ON的状态的指示。
显示部223显示用于接受操作者的指示的GUI(Graphical User Interface)或图像数据存储部225所存储的图像数据等。例如,显示部223具有显示器。另外,显示部223也可以具有多个显示器。
系统控制部221控制X射线诊断装置200整体的动作。例如,系统控制部221按照从输入部222转送的操作者的指示来控制X射线高电压装置211,调整向X射线管212供给的电压,从而控制对被检体P照射的X射线量或ON/OFF。另外,例如,系统控制部221按照操作者的指示来控制C形臂·顶板机构控制部219,调整C形臂215的旋转和移动、顶板214的移动。另外,例如,系统控制部221按照操作者的指示来控制光阑控制部220,调整X射线光阑装置213所具有的光阑叶片的开度,来控制对被检体P照射的X射线的照射范围。
另外,系统控制部221按照操作者的指示,控制基于图像数据生成部224的图像数据生成处理或基于图像处理部226的图像处理、或者分析处理等。另外,系统控制部221按将用于接受操作者的指示的GUI、图像数据存储部225所存储的图像等显示于显示部223的显示器的方式进行控制。
接着,针对第1实施方式所涉及的超声波诊断装置的结构,使用图3进行说明。图3是用于说明第1实施方式所涉及的超声波诊断装置300的结构的图。如图3所示,第1实施方式所涉及的超声波诊断装置300具有装置主体310、超声波探头320、输入装置330、显示器340、发射器351、位置传感器352、控制装置353、心电图扫描仪360。
超声波探头320具有多个压电振子,这些多个压电振子根据从后述的装置主体310所具有的发送接收部311供给的驱动信号产生超声波,另外,接收来自被检体P的反射波转换成电气信号。另外,超声波探头320具有设置于压电振子的匹配层和防止超声波从压电振子向后方传播的背衬材料等。例如,超声波探头320是扇型、线型或者凸型等超声波探头。
当从超声波探头320向被检体P发送超声波时,发送的超声波被被检体P的体内组织中的声阻抗的不连续面依次反射,反射波信号由超声波探头320所具有的多个压电振子接收。接收的反射波信号的振幅取决于反射超声波的不连续面中的声阻抗的差。另外,被发送的超声波脉冲被正在移动的血流或心脏壁等表面反射时的反射波信号由于多普勒效应,取决于移动体对于超声波发送方向的速度分量,并接受频移。
另外,本实施方式通过使一维超声波探头的多个压电振子机械地摆动的超声波探头320、作为将多个压电振子以格子状二维地配置的二维超声波探头的超声波探头320,来三维地对被检体P进行扫描。
输入装置330具有轨迹球、开关、按钮、触摸指令屏等,接受来自超声波诊断装置300的操作者的各种设定请求,对装置主体310转送所接受的各种设定请求。例如,输入装置330接受超声波图像与X射线图像等的位置对准所涉及的各种操作。
显示器340显示用于超声波诊断装置300的操作者使用输入装置330输入各种设定请求的GUI(Graphical User Interface),或者并列显示在装置主体310中生成的超声波图像和X射线CT图像等。
发射器351发送基准信号。具体而言,发射器351被配置于任意的位置,以该装置为中心向外侧形成磁场。位置传感器352通过接收基准信号,从而取得三维空间上的位置信息。具体而言,位置传感器352被安装于超声波探头320的表面,检测由发射器351形成的三维的磁场,并将检测到的磁场的信息转换成信号向控制装置353输出。
控制装置353根据从位置传感器352接收到的信号,计算以发射器351为原点的空间中的位置传感器352的坐标以及朝向,并将计算出的坐标以及朝向向后述的装置主体310的控制部316输出。另外,被检体P的诊断在安装于超声波探头320的位置传感器352能够准确地检测发射器351的磁场的磁场区域内进行。另外,在本实施方式中,针对作为取得位置信息的传感器使用磁性传感器的情况进行说明,但实施方式并不限定于此。例如,也可以代替磁性传感器,使用红外线传感器、光学传感器、或照相机等。
心电图扫描仪360与装置主体310连接,取得进行超声波扫描的被检体P的心电波形(ECG:Electrocardiogram)。心电图扫描仪360将所取得的心电波形以及时间信息发送至装置主体310。
装置主体310是根据超声波探头320接收到的反射波生成超声波图像的装置,如图3所示,具有发送接收部311、B模式处理部312、多普勒处理部313、图像生成部314、图像存储器315、控制部316、内部存储部317、接口部318、体数据处理部319。
发送接收部311具有触发发生电路、延迟电路以及脉冲发生器电路等,向超声波探头320供给驱动信号。脉冲发生器电路以规定的速率频率反复产生用于形成发送超声波的速率脉冲。另外,延迟电路对脉冲发生器电路产生的各速率脉冲赋予将从超声波探头320产生的超声波会聚成束状来决定发送指向性所需的每个压电振子的延迟时间。另外,触发发生电路以基于速率脉冲的定时,对超声波探头320施加驱动信号(驱动脉冲)。即,延迟电路通过使对各速率脉冲赋予的延迟时间变化,来任意地调整来自压电振子面的发送方向。
另外,发送接收部311具有放大器电路、A/D转换器、加法器等,对超声波探头320接收到的反射波信号进行各种处理生成反射波数据。放大器电路对反射波信号按每个信道放大来进行增益校正处理,A/D转换器对增益校正后的反射波信号进行A/D转换来赋予决定接收指向性所需的延迟时间,加法器对由A/D转换器处理后的反射波信号进行加法处理来生成反射波数据。通过加法器的加法处理,加强了来自与反射波信号的接收指向性对应的方向的反射分量。
这样,发送接收部311控制超声波的发送接收中的发送指向性和接收指向性。另外,发送接收部311具有通过后述的控制部316的控制,瞬间变更延迟信息、发送频率、发送驱动电压、开口元件数等的功能。特别地,在发送驱动电压的变更中,通过能够瞬间切换其值的线性放大器型的振动电路、或者电气地切换多个电源单元的机构实现。另外,发送接收部311还能够按每1帧或者速率,发送并接收不同的波形。
B模式处理部312从发送接收部311接收作为进行了增益校正处理、A/D转换处理以及加法处理的处理完成反射波信号的反射波数据,进行对数放大、包络线检波处理等,生成信号强度由亮度的明暗表现的数据(B模式数据)。
多普勒处理部313根据从发送接收部311接收到的反射波数据对速度信息进行频析,提取基于多普勒效应的血流、组织、或造影剂回波分量,生成针对多点提取出平均速度、方差、能量等移动体信息的数据(多普勒数据)。
图像生成部314根据B模式处理部312生成的B模式数据或多普勒处理部313生成的多普勒数据来生成超声波图像。具体而言,图像生成部314通过将超声波扫描的扫描线信号串转换(扫描转换)成视频等所代表的视频格式的扫描线信号串,从而根据B模式数据、多普勒数据生成显示用的超声波图像(B模式图像、多普勒图像)。在此,图像生成部314将从心电图扫描仪360接收到的心电波形以及时间信息与所生成的各超声波图像建立对应,并保存在图像存储器315中。
图像存储器315存储由图像生成部314生成的造影像、组织像等图像数据。另外,图像存储器315根据需要存储经由发送接收部311紧后的输出信号(RF:Radio Frequency)、图像的亮度信号、各种原始数据、经由网络取得的图像数据等。图像存储器315存储的图像数据的数据形式也可以是通过后述的控制部316显示于显示器340的视频格式转换后的数据形式,也可以是作为由B模式处理部312以及多普勒处理部313生成的Raw数据的坐标转换前的数据形式。
控制部316控制超声波诊断装置300中的处理整体。具体而言,控制部316根据经由输入装置330由操作者输入的各种设定请求、从内部存储部317读入的各种控制程序以及各种设定信息,来控制发送接收部311、B模式处理部312、多普勒处理部313以及图像生成部314的处理,或者以使图像存储器315存储的超声波图像等显示于显示器340的方式进行控制。另外,控制部316例如按照DICOM(Digital Imaging and Communications inMedicine)标准,经由网络发送接收其他的医疗器械(例如,X射线CT装置、MRI装置等)的三维图像数据(体数据)。
内部存储部317存储用于超声波发送接收、图像处理以及显示处理的控制程序、诊断信息(例如,患者ID、医师的意见)、或诊断协议等各种数据。另外,内部存储部317根据需要,还用于图像存储器315所存储的图像的保管等。
接口部318是控制输入装置330、控制装置353与装置主体310之间的各种信息的交换的接口。例如,接口部318对控制装置353取得的位置信向控制部316的转送进行控制。
体数据处理部319执行应变解析所涉及的各种处理。具体而言,通过3D WallMotion Tracking,生成描绘出心脏中的兴奋传播的样子的图像。在此,第1实施方式所涉及的超声波诊断装置300首先生成被检体P的心脏的体数据。列举一个例子,第1实施方式所涉及的超声波诊断装置300生成涵盖1心拍以上的期间沿着时间序列对被检体P的心脏的左心室(LV:Left Ventricular)摄影到的多个体数据(体数据组)。
体数据处理部319分别根据通过由超声波对被检体P的心脏进行三维扫描而生成的沿着时间序列的体数据组,生成与心壁的运动相关的运动信息。具体而言,体数据处理部319通过体数据间的图案匹配,生成运动信息。更具体而言,体数据处理部319通过根据斑纹图样追踪在各体数据所描绘出的心肌组织中设定的追踪点,来计算各追踪点的移动向量。并且,体数据处理部319使用各追踪点的移动向量,生成表示局部的心肌的活动的运动信息。换而言之,体数据处理部319进行三维的斑点追踪,生成运动信息。列举一个例子,作为运动信息,体数据处理部319生成心脏组织的局部的面积的变化率。
图4是表示基于第1实施方式所涉及的体数据处理部319的处理结果的一个例子的图。例如,如图4的左侧所示,体数据处理部319针对Polar-map像,能够生成使特殊区域通过“时相保持型的显示方法”重叠而成的重叠图像。另外,图4所示的“ant-sept”为前壁中隔,“ant”为前壁,“lat”为侧壁,“post”为后壁,“inf”为下壁,“sept”为中隔。
另外,如图4的下侧所示,与时相保持型的重叠图像一起,体数据处理部319还能够合成心电波形与每16划分的平均运动信息(平均面积变化率)的时间变化曲线的曲线图。在图4中,由实线表示16划分的各个平均面积变化率的时间变化曲线。其中,实际上,体数据处理部319以16划分的各个平均运动信息的时间变化曲线按每个划分进行分配的色调进行着色,以使得能够判别各平均运动信息的时间变化曲线与哪一划分对应。
另外,体数据处理部319根据体数据,生成短轴剖面或长轴剖面的多个MPR图像。在图4所示的一个例子中,体数据处理部319在区域A中,生成在心尖部四腔像的左心室心壁上配置使特殊区域以时相保持型重叠而成的图像的合成图像。另外,在图4所示的一个例子中,体数据处理部319在区域B中,生成在心尖部二腔像的左心室心壁上,配置使特殊区域以时相保持型重叠而成的图像的合成图像。
另外,在图4所示的一个例子中,体数据处理部319在区域C3中,生成在接近心尖部的短轴剖面图像的左心室心壁上配置使特殊区域以时相保持型重叠而成的图像的合成图像。另外,在图4所示的一个例子中,体数据处理部319在区域C5中,生成在位于心尖部与心基部的中间的短轴剖面图像的左心室心壁上配置使特殊区域以时相保持型重叠而成的图像的合成图像。另外,在图4所示的一个例子中,体数据处理部319在区域C7中,生成在接近心基部的短轴剖面图像的左心室心壁上配置使特殊区域以时相保持型重叠而成的图像的合成图像。
另外,在图4所示的一个例子中,与彩色条以及心电波形一起,各种的运动信息的值显示为表。图4所示的EDV是舒张末期(ED:end diastole)时相的心内腔的体积。在图4所示的一个例子中,示出EDV为“156.01mL”,舒张末期(基准时相)的时间为“0msec”的情况。另外,图4所示的ESV是收缩末期(ES:end systole)时相的心内腔的体积。在图4所示的一个例子中,示出ESV为“109.20mL”,收缩末期的时间为“422msec”的情况。
另外,图4所示的EF是根据EDV以及ESV定义的射血分数。在图4所示的一个例子中,示出EF为“30.01%”的情况。另外,图4所示的“1.05×MV”是通过对心肌的体积(MV)乘以作为平均的心肌密度值的“1.05g/mL”而求得的“心肌重量(g)”。在图4所示的一个例子中,示出“1.05×MV”为“140.66g”的情况。另外,在图4所示的一个例子中,示出表示“140.66g”根据左心室的心肌的体积推定的“est.LV MASS”。
作为运动信息,体数据处理部319也可以计算局部面积的变化率(Area change)的时间变化率(Area change rate)。即,体数据处理部319也可以通过推定局部的面积的变化率的时间微分值,来计算面积变化率的时间变化率。此时,如图5A所示,体数据处理部319设规定的值为阈值,以每当到达阈值的时刻分配颜色的方式使重叠图像的色调变化。另外,图5A是用于说明基于第1实施方式所涉及的体数据处理部319的处理的一个例子的图。
图5B是表示由第1实施方式所涉及的体数据处理部319生成的图像的一个例子的图。在此,在图5B中,示出描绘出心脏中的兴奋传播的样子的图像。具体而言,在图5B中,针对NOMAL(健常)以及CLBBB(完全性左束支传导阻滞),示出对面绘制图像重叠色调的重叠图像和对Polar-map像重叠色调的重叠图像。在此,在CLBBB中,示出非同步部位(LatestSite)。
在CRT中,根据图5B所示的重叠图像确定非同步部位,参照使用造影剂的X射线图像,在最接近非同步部位的静脉留置电极(起搏器电极线:Pacing Lead)。此时,在X射线图像中,没有示出非同步部位的准确的位置,因此,有时医师根据感觉进行手术,有时会将电极留置在错误的位置。因此,通过使超声波的重叠图像进一步重叠显示于X射线图像中的非同步部位,从而准确地留置电极。此时,重叠的X射线图像以及超声波图像分别是动态图像或者静态图像。
本实施方式所涉及的图像处理装置100根据显示状况,使重叠的X射线图像以及超声波图像按动态图像与动态图像的组合、动态图像与静态图像的组合、或者静态图像与动态图像的组合来重叠,从而能够在X射线图像与超声波图像的重叠图像中,显示识别性高的图像。另外,以下,将X射线图像与超声波图像的重叠图像记作融合(Fusion)图像。
图6是表示第1实施方式所涉及的图像处理装置100的结构的一个例子的图。如图6所示,图像处理装置100具有输入部110、显示部120、通信部130、存储部140、以及控制部150。例如,图像处理装置100是工作站、任意的个人计算机等,经由网络与X射线诊断装置200、超声波诊断装置300、或图像保管装置400等连接。
输入部110是鼠标、键盘、轨迹球等,接受操作者(例如,读影医等)对图像处理装置100进行的各种操作的输入。具体而言,输入部110接受用于取得X射线图像或超声波图像的信息的输入等。
显示部120是作为显示器的液晶面板等,显示各种信息。具体而言,显示部120显示用于接受操作者进行的各种操作的GUI(Graphical User Interface)或成为基于后述的控制部150的处理结果的X射线图像与超声波图像的重叠图像。通信部130是NIC(NetworkInterface Card)等,在与其他的装置之间进行通信。
存储部140例如是RAM(Random Access Memory)、闪存存储器(Flash Memory)等半导体存储器元件、或者硬盘、光盘等存储装置等,存储X射线图像或超声波图像等。
控制部150例如是CPU(Central Processing Unit)或MPU(Micro ProcessingUnit)等电子电路、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)或FPGA(FieldProgrammable Gate Array)等集成电路,进行图像处理装置100的整体控制。
另外,如图6所示,例如,控制部150具有位置对准部151、决定部152、以及显示控制部153,通过根据显示状况改变融合图像的组合,来显示识别性高的融合图像。在此,首先,针对第1实施方式所涉及的显示状况的一个例子进行说明。图7是用于说明第1实施方式所涉及的融合图像的显示状况的一个例子的图。在此,在图7中,示出CRT的手术的工作流程。
例如,在CRT中,如图7所示,在超声波诊断装置300中,取得心脏的超声波图像,建立诊断以及治疗计划。在此,在第1实施方式所涉及的CRT中,执行用于按照准确的位置进行重叠的位置对准(Registration)。此时的融合图像例如如图7所示,是在静态图像的X射线图像重叠有静态图像的超声波图像而成的。
并且,在CRT中,例如,确认位置对准是否准确(Registration的确认)。此时,例如,如图7所示,融合图像按照超声波图像与X射线图像的组合为动态图像与动态图像、静态图像与动态图像、或者动态图像与静态图像而生成。其通过将超声波图像保持静态图像的样子而使X射线图像移动,或者X射线图像保持静态图像而使超声波图像移动,或者移动双方,从而由医师等观察者确认位置对准是否正确。
并且,接着,医师一边观察融合图像一边将电极搬送(Navigation)到最接近非同步部位的血管,并留置电极。在此,在电极搬送“Navigation”的融合图像中,X射线图像为动态图像,超声波图像为动态图像或者静态图像。之后,进行治疗效果的确认,该情况下的融合图像中,超声波图像为动态图像,X射线图像为静态图像。
第1实施方式所涉及的控制部150例如根据图7所示的各显示状况,来决定融合图像的组合,并将决定的组合的融合图像显示于显示部120。在此,图7所示的显示状况只不过是一个例子。即,实施方式并不限定于显示CRT的技术所涉及的融合图像的情况。另外,图7所示的融合图像的组合也是一个例子,并不限定于此。例如,在治疗效果的确认中,也可以使用在动态图像的X射线图像上重叠有动态图像的超声波图像的融合图像。这些显示状况以及融合图像的组合能够由医师等观察者任意地决定。
返回到图6,位置对准部151执行使X射线图像和第2图像重叠时的位置对准。例如,位置对准部151执行使X射线图像和第2图像重叠时的位置对准。列举一个例子,位置对准部151根据作为对X射线图像摄影的空间中的坐标的X射线坐标系与作为对超声波图像摄影的空间中的坐标的超声波坐标系的相对的位置关系来将各坐标系建立关联。图8是用于说明基于第1实施方式所涉及的位置对准部151的处理的一个例子的图。
例如,如图8所示,位置对准部151决定X射线坐标系中的超声波坐标系的位置。即,位置对准部151决定收集超声波图像的坐标空间相当于X射线坐标系的何处。在此,作为基于位置对准部151的位置对准的方法,例如,能够列举以下的三个方法。
首先,作为第1方法,是使用位置传感器的方法。例如,通过X射线诊断装置200对安装有位置传感器352的超声波探头320进行摄影。位置对准部151根据摄影到的X射线图像所包含的超声波探头320的位置来计算X射线坐标系中的超声波探头320的坐标。另外,位置对准部151从超声波诊断装置300取得对X射线图像摄影时的位置传感器352的位置信息。即,位置对准部151取得对X射线图像摄影时的超声波坐标系中的超声波探头320的坐标。
位置对准部151通过将X射线坐标系中的超声波探头320的坐标与对X射线图像摄影时的超声波坐标系中的超声波探头320的坐标建立关联,来确定X射线坐标系中的超声波坐标系的位置。由此,位置对准部151能够计算在超声波图像中确定的治疗处的X射线坐标系中的坐标。
另外,作为第2方法,是使用界标的方法。例如,观察者将在X射线图像中能够确认的部分在超声波图像上设定为界标。位置对准部151使用在超声波图像中设定的界标和相当于X射线图像上的界标的位置,对超声波图像与X射线图像进行位置对准。列举一个例子,将超声波图像中的心室的壁设定为界标。位置对准部151使用造影得到的X射线图像和设定了界标的超声波图像,对X射线坐标系与超声波坐标系进行位置对准。
另外,作为第3方法,是使用CT图像的方法。例如,位置对准部151通过对超声波图像和CT图像进行位置对准,来确定CT坐标系中的超声波坐标系的位置。另外,位置对准部151通过对X射线图像与CT图像进行位置对准,来确定CT坐标系中的X射线坐标系的位置。并且,位置对准部151根据CT坐标系中的超声波坐标系的位置和CT坐标系中的X射线坐标系的位置,来确定X射线坐标系中的超声波坐标系的位置。
如上所述,位置对准部151通过确定X射线坐标系中的超声波坐标系的位置,从而能够准确地计算在超声波图像中确定的治疗处在X射线图像中相当于何处,能够生成在准确的位置重叠而成的融合图像。另外,上述的位置对准的方法仅仅是一个例子,实施方式并不限定于此。即,只要是能够确定X射线坐标系中的超声波坐标系的位置的方法即可,其可以使用任何方法。
返回到图6,决定部152根据显示状况,分别决定通过动态图像或者静态图像的哪一个显示作为第1图像的X射线图像以及第2图像。例如,决定部152按照图7所示的工作流程,决定X射线图像与超声波图像的融合图像的组合。
在此,作为融合图像的组合,除了动态图像和静态图像的组合之外,决定部152还能够决定更详细的组合。图9是表示由第1实施方式所涉及的决定部152决定的融合图像的组合的一个例子的图。
例如,如图9所示,作为超声波图像与X射线图像的组合,来决定部152决定静态图像(+逐帧播放)和静态图像(造影像)。该组合主要被设定为用于位置对准时。X射线图像是对血管造影得到的静态图像,超声波图像是表现界标等位置对准信息的静态图像。在此,超声波图像也可以是能够逐帧播放的图像。
另外,如图9所示,作为超声波图像与X射线图像的组合,决定部152决定动态图像和静态图像(造影像)。该组合被设定为主要用于确认位置对准时。X射线图像是对血管造影得到的静态图像,超声波图像是表现界标等位置对准信息的动态图像。
另外,如图9所示,作为超声波图像与X射线图像的组合,决定部152决定静态图像(AI:Activation Imaging)和动态图像(透视orRM:Road Map)。该组合例如被设定为用于搬送电极。X射线图像是能够对正在移动电极的操作实现实时导向的透视动态图像,超声波图像是明示出电极留置计划位置的静态图像。X射线图像还能够是血管成为蒙片像的路径图像。该路径图像中的血管蒙片像可以是静态图像,或者也可以是动态图像。
另外,如图9所示,作为超声波图像与X射线图像的组合,决定部152决定动态图像(心拍运动、电气传导)和动态图像(透视orRM)。该组合例如被设定为用于搬送电极。X射线图像是能够对正在移动电极的操作实现实时导向的透视动态图像,超声波图像是明示电极留置计划位置,且表现出心脏的活动以及电传导的动态图像(被彩色图化的存在移动的动态图像)。X射线图像还能够是血管成为蒙片像的路径图像。该路径图像中的血管蒙片像可以是静态图像,或者也可以是动态图像。
另外,如图9所示,作为超声波图像与X射线图像的组合,决定部152决定动态图像(只有心拍运动)和动态图像(透视orRM)。该组合例如被设定为用于搬送电极时。X射线图像是能够对正在移动电极的操作实现实时导向的透视动态图像,超声波图像是明示电极留置计划位置,且表现心脏的活动的动态图像。X射线图像还能够是血管成为蒙片像的路径图像。该路径图像中的血管蒙片像可以是静态图像,或者也可以是动态图像。
另外,如图9所示,作为超声波图像与X射线图像的组合,决定部152决定动态图像(只有电气传导)和动态图像(透视orRM)。该组合例如被设定为用于搬送电极时。X射线图像是能够对正在移动电极的操作实现实时导向的透视动态图像,超声波图像是明示电极留置计划位置,且只表现电气传导的动态图像。即,超声波图像不基于心拍运动而变形,只有彩色图变化。由此,心拍运动只由X射线图像表现,能够显示识别性高的图像。X射线图像还能够是血管成为蒙片像的路径图像。该路径图像中的血管蒙片像可以是静态图像,或者也可以是动态图像。
另外,如图9所示,作为超声波图像与X射线图像的组合,决定部152决定动态图像(另一窗口(Window))和动态图像(透视orRM)。该组合例如被设定为用于搬运电极。X射线图像是能够对正在移动电极的操作实现实时导向的透视动态图像,其与明示出电极留置计划位置的静态图像的超声波图像重叠。在此,在该组合中,在另一窗口(Window)显示表现电气传导的动态图像。该情况下,例如,可以显示Polar Map像等不同格式的图像,或者也可以对2D超声波图像进行动态图像显示。
返回到图6,显示控制部153以根据决定部152的决定,使X射线图像以及超声波图像按动态图像与动态图像的组合、动态图像与静态图像的组合、或者静态图像与动态图像的组合的任一个重叠而成的重叠图像以及按上述组合的任一个并列而成的并列图像中的至少一方显示于显示部120的方式进行控制。具体而言,显示控制部153使由决定部152决定的组合的融合图像显示于显示部120。另外,显示控制部153使由位置对准部151位置对准后的状态的融合图像显示于显示部120。
在此,当在重叠图像中包含动态图像时,显示控制部153使X射线图像以及超声波图像的相位同步并重叠。更具体而言,当在包含动态图像的重叠图像中使用实时收集的X射线图像时,显示控制部153在被检体的心电图信号中计算从紧前的R波到当前时刻的时间,使超声波图像中从R波开始经过计算出的时间的相位的超声波图像帧重叠于当前时刻的X射线图像帧。
以下,针对实时显示X射线图像,显示使超声波图像重叠于该X射线图像的融合图像的情况,使用图10A以及图10B进行说明。图10A是用于说明由第1实施方式所涉及的显示控制部153使用的超声波图像的图。另外,图10B是用于说明基于第1实施方式所涉及的显示控制部153的实时显示所使用的X射线图像。
例如,如图10A所示,显示控制部153从在ECG波形的RR间隔内收集的超声波图像的帧中,提取与当前时刻的X射线图像的相位大致相同的相位的帧,并重叠于X射线图像。在此,如图10B所示,显示控制部153从ECG波形中取得与实时摄影的X射线图像的当前时刻的帧对应的相位。即,如图10B所示,显示控制部153计算从当前时刻到紧前的R波的时间“tsec”。
并且,显示控制部153在超声波图像的帧中,将从R波开始经过“t sec”的时刻的相位决定为与X射线图像的当前时刻的相位大致相同的相位。并且,显示控制部153从超声波图像的帧中提取相当于决定的相位的帧,并将使提取出的超声波图像的帧重叠于X射线图像的帧中的当前时刻的帧的融合图像显示于显示部。另外,显示控制部153在由位置对准部151位置对准后的状态下显示融合图像。另外,当实时对X射线图像进行摄影时,每在ECG波形中出现R波,显示控制部153取得与当前时刻的相位大致相同的超声波图像的帧的相位。
另外,显示控制部153计算被检体的心电图信号的RR间隔中的X射线图像帧的相位,提取与计算出的相位大致相同的相位的超声波图像帧,并使提取出的超声波图像帧重叠于X射线图像帧。图10C是用于说明由第1实施方式所涉及的显示控制部153使用的超声波图像的图。另外,图10C是用于说明X射线图像的摄影结束之后的显示所使用的X射线图像的图。
例如,如图10C所示,显示控制部153计算在X射线图像的帧中动态图像开始时刻的帧位于RR间隔的何处,并提取与计算出的位置大致相同的位置的超声波图像的帧,显示融合图像。列举一个例子,如图10C所示,显示控制部153在RR间隔中,计算从动态图像开始时刻到紧前的R波与从动态图像开始时刻到紧后的R的比“a:b”。并且,显示控制部153以超声波图像中的RR间隔提取成为“a:b”的相位的帧。并且,显示控制部153将使提取出的超声波图像的帧重叠于动态图像开始时刻的X射线图像的帧的融合图像显示于显示部120。
另外,显示控制部153根据对超声波图像赋予的界标和在X射线图像中相当于该界标的区域,提取成为大致相同的相位的X射线图像帧以及超声波图像帧,并使提取出的X射线图像帧以及超声波图像帧重叠。具体而言,当由位置对准部151执行基于界标的位置对准时,显示控制部153使用该界标使相位同步。例如,显示控制部153根据界标的位置或形状,从超声波图像的帧中提取与动态图像开始时刻的帧的相位大致相同的相位的帧。并且,显示控制部153将使提取出的超声波图像的帧重叠于动态图像开始时刻的X射线图像的帧的融合图像显示于显示部120。
图11是表示基于第1实施方式所涉及的显示控制部153的显示控制处理的一个例子的图。例如,如图11所示,显示控制部153使在X射线图像10重叠有超声波图像20(在面绘制图像重叠有色调的重叠图像)的融合图像显示于显示部120。在此,显示控制部153使各图像以动态图像或者静态图像显示,当是动态图像时,显示使各图像中的相位同步的融合图像。
接着,针对第1实施方式所涉及的图像处理装置100的处理的步骤,使用图12以及图13进行说明。图12是表示基于第1实施方式所涉及的图像处理装置100的处理的步骤的流程图。另外,图13是表示基于第1实施方式所涉及的图像处理装置100的同步处理的步骤的流程图。另外,在图12中,示出基于位置对准部151的位置对准的处理结束后的处理。另外,在图13中,示出图12的步骤S103的处理的细节。
如图12所示,在第1实施方式所涉及的图像显示装置100中,决定部152取得显示状况(步骤S101),根据显示状况判定是否使动态图像重叠(步骤S102)。在此,当使动态图像重叠时(步骤S102肯定),显示控制部153使相位同步(步骤S103),使超声波图像重叠于X射线图像(步骤S104)。
另一方面,在步骤S102中,当没有重叠动态图像时(步骤S102否定),显示控制部153使超声波图像重叠于X射线图像(步骤S104)。并且,显示控制部153使在X射线图像上重叠了超声波图像的融合图像显示于显示部120(步骤S105),结束处理。
接着,针对步骤S103中的相位同步处理的细节进行说明。如图13所示,当使相位同步时,显示控制部153判定是否是实时显示(步骤S201)。在此,在实时显示的情况下(步骤S201肯定),显示控制部153计算从当前时刻的紧前的R波到当前时刻的时间(步骤S202),并提取相当于计算出的时间的相位的超声波图像的帧(步骤S203)。
另一方面,在步骤S201中,当不是实时显示时(步骤S201否定),显示控制部153判定是否使用心电图(步骤S204)。在此,当使用心电图时(步骤S204肯定),显示控制部153计算RR间隔中的X射线图像的帧的相位,并提取与计算出的相位大致相同的相位的超声波图像的帧(步骤S205)。
另一方面,在步骤S204中,当没有使用心电图时(步骤S204否定),显示控制部153提取包含与X射线图像的帧的界标的位置以及形状大致相同的界标的超声波图像的帧(步骤S206)。
如上所述,根据第1实施方式,决定部152根据显示状况,分别决定通过动态图像或者静态图像的哪一个显示作为第1图像的X射线图像以及第2图像。并且,显示控制部153以基于决定部152的决定,使X射线图像以及第2图像按动态图像与动态图像的组合、动态图像与静态图像的组合、或者静态图像与动态图像的组合的任一个重叠而成的融合图像显示于显示部120的方式进行控制。从而,第1实施方式所涉及的图像处理装置100能够显示与显示状况对应的融合图像,能够在X射线图像和其他的医用图像的重叠图像中,显示识别性高的图像。
另外,根据第1实施方式,当在融合图像中包含动态图像时,显示控制部153使X射线图像以及超声波图像的相位同步并重叠。从而,第1实施方式所涉及的图像处理装置100在使用动态图像的手术中,也能够显示识别性高的图像。
另外,根据第1实施方式,当使用在包含动态图像的融合图像中实时收集的X射线图像时,显示控制部153在被检体的心电图信号中计算从紧前的R波到当前时刻的时间,将在超声波图像中从R波开始经过计算出的时间的相位的超声波图像帧重叠于当前时刻的X射线图像帧。从而,第1实施方式所涉及的图像处理装置100能够在单纯的心电同步中进行难以同步的心律不齐患者的相位同步。
另外,根据第1实施方式,显示控制部153计算被检体的心电图信号的RR间隔中的X射线图像帧的相位,提取与计算出的相位大致相同的相位的超声波图像帧,并使提取出的超声波图像帧与X射线图像帧重叠。从而,第1实施方式所涉及的图像处理装置100能够容易地进行相位的同步。
另外,根据第1实施方式,显示控制部153根据对超声波图像赋予的界标和在X射线图像中相当于该界标的区域,提取成为大致相同的相位的X射线图像帧以及超声波图像帧,并使提取出的X射线图像帧以及超声波图像帧重叠。从而,第1实施方式所涉及的图像处理装置100能够不取得心电波形而使相位同步。
另外,根据第1实施方式,当对超声波图像进行彩色图化时,显示控制部153在融合图像中,只反映颜色变化。从而,第1实施方式所涉及的图像处理装置100能够抑制动态图像重叠导致的识别性的降低。
(第2实施方式)
以上,针对第1实施方式进行了说明,但除了上述的第1实施方式以外,也可以以各种不同的方式实施。
在上述的第1实施方式中,针对只显示使超声波图像重叠于X射线图像的融合图像的情况进行了说明,如上述那样,本发明所涉及的图像处理装置100能够使X射线图像以及超声波图像并列地显示,或者使融合图像和超声波图像并列显示。图14A以及图14B是表示基于第2实施方式所涉及的显示控制部的显示控制处理的一个例子的图。
在此,图14A表示X射线图像与超声波图像的并列图像的一个例子。另外,图14B表示融合图像与超声波图像的并列图像的一个例子。例如,如图14A所示,第2实施方式所涉及的显示控制部153使动态图像的X射线图像10和将特殊区域以时相保持型重叠的Polar Map像(动态图像的超声波图像)并列显示于不同的窗口。在此,显示控制部153使2个动态图像的相位同步显示。即,显示控制部153与上述的同步方法相同,例如,使用ECG波形,使两个动态图像的相位同步显示。
另外,例如,如图14B所示,显示控制部153使在动态图像的X射线图像10上重叠有超声波图像20(在面绘制图像重叠有色调的重叠图像)的融合图像和将特殊区域以时相保持型重叠的Polar Map像(动态图像的超声波图像)并列显示于不同的窗口。在此,显示控制部153使融合图像和Polar Map像的相位同步显示。
另外,在上述的第1实施方式中,针对作为第2图像使用超声波图像的情况进行了说明。然而,实施方式并不限定于此,例如,也可以使用CT(Computed Tomography)图像、MR(Magnetic Resonance)图像、PET(Positron Emission Tomography)图像、IVAS(Intravascular Ultrasound:血管内超声波)图像、ICE(Intra Cardiac Echo:心腔内心回波)图像、EM(Electro anatomical Mapping)图像等。
如上所述,本发明所涉及的图像处理装置100能够在不同的窗口并列显示X射线图像和超声波图像,除了融合图像之外,还能够将Polar Map像等附加的信息提供给观察者。
在上述的实施方式中,针对图像处理装置100确定X射线图像上的非同步部位,在确定出的位置重叠超声波图像的情况进行了说明。然而,实施方式并不限定于此,例如,X射线诊断装置200也可以具有上述图像处理装置100。即,X射线诊断装置200的系统控制部221也可以具备上述的位置对准部151、决定部152、显示控制部153,执行上述的处理。
根据以上所述的至少一实施方式的图像处理装置,在X射线图像和其他的医用图像的重叠图像中,能够显示识别性高的图像。
虽然说明了本发明的几个实施方式,但这些实施方式是作为例子而提示的,并不意图限定本发明的范围。这些实施方式能够以其他的各种方式进行实施,在不脱离发明的要旨的范围内,能够进行各种的省略、置换、变更。这些实施方式或其变形与包含于发明的范围或要旨中一样,包含于权利要求书记载的发明及其均等的范围中。

Claims (9)

1.一种图像处理装置,其中,具备:
决定部,根据按工作流程的每一步骤预先设定的作为第1图像的X射线图像以及第2图像的显示方法,分别决定通过动态图像或者静态图像的哪一种显示上述X射线图像以及上述第2图像;
显示控制部,以基于上述决定部作出的决定,按上述工作流程的每一步骤使上述X射线图像以及上述第2图像按静态图像与静态图像的组合、动态图像与动态图像的组合、动态图像与静态图像的组合、或者静态图像与动态图像的组合的任一种重叠而得的重叠图像显示于显示部的方式进行控制。
2.根据权利要求1所述的图像处理装置,其中,
上述第2图像包括超声波图像、CT图像、MR图像、PET图像、IVAS图像、ICE图像以及EM图像中的至少一个。
3.根据权利要求1或2所述的图像处理装置,其中,
当在上述重叠图像中包含动态图像时,上述显示控制部使上述X射线图像以及上述第2图像的相位同步并重叠。
4.根据权利要求3所述的图像处理装置,其中,
当在包含上述动态图像的重叠图像中使用实时收集的X射线图像时,上述显示控制部在被检体的心电图信号中计算从紧前的R波到当前时刻的时间,使在上述第2图像中从R波开始经过上述计算出的时间的相位的第2图像帧重叠于上述当前时刻的X射线图像帧。
5.根据权利要求3所述的图像处理装置,其中,
上述显示控制部计算被检体的心电图信号的RR间隔中的X射线图像帧的相位,提取与计算出的相位大致相同的相位的第2图像帧,并使提取出的第2图像帧重叠于上述X射线图像帧。
6.根据权利要求3所述的图像处理装置,其中,
上述显示控制部根据对上述第2图像赋予的界标和在上述X射线图像中相当于该界标的区域,来提取成为大致相同的相位的X射线图像帧以及第2图像帧,并使提取出的X射线图像帧以及第2图像帧重叠。
7.根据权利要求3所述的图像处理装置,其中,
当对上述第2图像进行彩色图化时,上述显示控制部在上述重叠图像中,只反映颜色变化。
8.一种X射线诊断装置,其中,具备:
决定部,根据按工作流程的每一步骤预先设定的作为第1图像的X射线图像以及第2图像的显示方法,分别决定通过动态图像或者静态图像的哪一种显示上述X射线图像以及上述第2图像;和
显示控制部,以根据上述决定部作出的决定,按上述工作流程的每一步骤使上述X射线图像以及上述第2图像按静态图像与静态图像的组合、动态图像与动态图像的组合、动态图像与静态图像的组合、或者静态图像与动态图像的组合的任一个重叠而得的重叠图像显示于显示部的方式进行控制。
9.一种显示方法,由显示图像的装置来执行,其中,
根据按工作流程的每一步骤预先设定的作为第1图像的X射线图像以及第2图像的显示方法,分别决定通过动态图像或者静态图像的哪一种显示上述X射线图像以及上述第2图像,
以根据上述决定,按上述工作流程的每一步骤使上述X射线图像以及上述第2图像按静态图像与静态图像的组合、动态图像与动态图像的组合、动态图像与静态图像的组合、或者静态图像与动态图像的组合的任一个重叠而得的重叠图像显示于显示部。
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