CN108371547B - X射线摄影装置和x射线图像分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种X射线摄影装置和X射线图像分析方法。该X射线摄影装置具备X射线照射部、X射线检测部、X射线图像生成部以及图像处理分析部。图像处理分析部基于由多个帧构成的X射线图像中的特征点与分析点之间的各个相对位置,来在各帧中反映分析点。图像处理分析部构成为,基于各帧中的分析点处的像素值的变化,来分析血管中的流动的随时间经过的变化。
Description
技术领域
本发明涉及一种X射线摄影装置,尤其涉及一种在注入了造影剂的状态下进行摄影的X射线摄影装置和X射线图像分析方法。
背景技术
以往,已知一种在注入了造影剂的状态下进行摄影的X射线摄影装置和X射线图像分析方法。例如,在日本特开2015-217170号公报中公开了这样的X射线摄影装置和X射线图像分析方法。
在日本特开2015-217170号公报中公开了生成治疗前的第一血管造影图像来作为在对被检体注入造影剂之前拍摄到的图像与在对被检体注入造影剂后拍摄到的图像的差分图像的结构。而且,医生基于第一血管造影图像来指定在获取治疗后的第二血管造影图像时应该观察的区域、即监视区域,基于监视区域中的造影剂的浓度来获取时间浓度曲线(TDC:Time Density Curve)。基于获取到的时间浓度曲线来决定获取第二血管造影图像时的X射线的照射时间。
另外,在日本特开2015-217170号公报中公开了不使用追加设备而根据获取到的时间浓度曲线来计算血流的速度、流量的结构。此外,在本说明书中,所谓追加设备,例如是进行多普勒法和冠状动脉血流储备量比测量(FFR:Fractional Flow Reserve)等检查和测量的装置。
发明内容
发明要解决的问题
然而,在日本特开2015-217170号公报中所记载的X射线摄影装置中,在获取时间浓度曲线时,注入了造影剂而得到的第二血管造影图像是以在各帧中呈现相同部位的图像为前提的。也就是说,是以在图像中血管静止为前提的。因此,在心脏等血管频繁地移动的部位,图像中呈现血管的位置在各帧之间不同,因此存在难以根据图像来掌握血流的状况的问题。因此,在日本特开2015-217170号公报中,为了在心脏等血管发生移动的部位掌握血流的状况,需要进行向血管中导入进行FFR(冠状动脉血流储备量比测量)的装置等追加设备的手术。但是,在该情况下,存在由于在将追加设备向心脏的血管输送时照射X射线的次数增加而辐射量增加的问题。
本发明是为了解决上述那样的问题而完成的,本发明的一个目的在于提供如下一种X射线摄影装置和X射线图像分析方法:即使在心脏等血管发生移动的部位,也能够不使用追加的设备地从X射线图像中掌握血管中的流动的状况,并且能够缩短手术的时间、降低辐射量。
为了达成上述目的,基于本发明的第一方面的X射线摄影装置具备:X射线照射部,其向被检体照射X射线;X射线检测部,其对透过被检体的X射线进行检测;X射线图像生成部,其生成被检体的X射线图像;以及图像处理分析部,其对被检体的X射线图像进行处理,其中,图像处理分析部构成为,基于由拍摄被检体而得到的多个帧构成的X射线图像中的特征点与根据各帧中的特征点的位置信息设定的分析点之间的各个相对位置,在各帧中反映分析点,并且基于X射线图像的各帧中的分析点处的像素值的变化来分析血管中的流动的随时间经过的变化。
在基于本发明的第一方面的X射线摄影装置中,如上述的那样,具备X射线照射部、X射线检测部、X射线图像生成部以及对被检体的X射线图像进行处理的图像处理分析部,其中,图像处理分析部构成为,基于由拍摄被检体而得到的多个帧构成的X射线图像中的特征点与根据各帧中的特征点的位置信息设定的分析点之间的各个相对位置,在各帧中反映分析点,并且基于X射线图像的各帧中的分析点处的像素值的变化来分析血管中的流动的随时间经过的变化。由此,即使在血管的位置在被检体的X射线图像的各帧之间发生变化的情况下,也能够以与血管一起移动的特征点为基准来在各帧中设定分析点,因此能够从X射线图像中分析血管中的流动的随时间经过的变化。其结果是,即使在心脏等血管移动的部位,也能够不使用追加的设备地从X射线图像中掌握血管中的流动的状况,并且能够缩短手术的时间、降低辐射量。
关于上述第一方面中的X射线摄影装置,优选的是,图像处理分析部包括:特征点获取部,其获取X射线图像的各帧中的特征点的位置信息;分析点设定部,其针对每个帧,基于特征点的位置信息将分析点设定在X射线图像中的血管上;以及图像分析部,其基于X射线图像的各帧中的分析点处的像素值的变化,来分析血管中的流动的随时间经过的变化。如果像这样构成,则能够在X射线图像中的血管上设定分析点,因此能够更详细地分析血管中的流动的随时间经过的变化。
关于上述第一方面中的X射线摄影装置,优选的是,图像处理分析部构成为,计算流过分析点的血流的速度和流量中的至少一方。如果像这样构成,则能够根据X射线图像来计算血流的速度或流量。其结果是,例如不使用如进行多普勒法的装置这样的追加设备就能够计算血流的速度和流量中的至少一方。
关于基于上述第一方面的X射线摄影装置,优选的是,图像处理分析部构成为,在基于特征点的坐标获取到的规定位置处设定分析点。如果像这样构成,则无需用户进行输入就能够地自动地设定分析点,因此使可用性提高。
关于基于上述第一方面的X射线摄影装置,优选的是,图像处理分析部还包括接受用户的输入的输入接受部,图像处理分析部构成为,在由用户选择出的帧中,基于用户的输入来设定分析点。如果像这样构成,则能够设定反映出用户的意图的分析点,因此能够遵照用户的意图来进行分析。
关于基于上述第一方面的X射线摄影装置,优选的是,图像处理分析部还包括接受用户的输入的输入接受部,图像处理分析部构成为,基于特征点对连续地获取的X射线图像的各帧进行切割,将以特征点为基准固定了特征点的位置的特征点图像依次进行动态图像输出,在特征点图像上基于用户的输入来设定分析点。如果像这样构成,则在设定分析点时,无需寻找容易确认特征点的帧,而能够根据实时显示的固定了特征点的运动图像来设定分析点。
关于基于上述第一方面的X射线摄影装置,优选的是,图像处理分析部构成为,分析心脏的血管中的血流。如果像这样构成,则能够分析持续跳动的心脏的血流。其结果是,即使在移动激烈而难以分析的心脏的血管中,也能够不追加设备地从X射线图像上分析血管。在此,向心脏血管内导入追加设备使得手术耗费时间且辐射量也增加。因此,根据本发明,通过使追加设备的导入可省略,在实现进行心血管治疗时的手术所需的时间的缩短和辐射量的降低这一点上是有效的。
在该情况下,优选的是,图像处理分析部构成为,在在心脏的血管中配置有球囊的状态下进行分析。在此,在为了进行血流的分析而使用追加设备的情况下,为了更换球囊和设备,需要将它们分别导入、抽出,相对于此,在本申请发明中,不需要追加使用设备。其结果是,能够减少手术的步骤。
更为优选的是,图像处理分析部构成为,对利用球囊进行的血管扩张前后的血流分别进行分析。在此,在使用追加设备的情况下,需要利用追加设备和球囊进行血流的测量和血管的扩张。即,在使用追加设备的情况下,在使血管扩张之前,将进行FFR的装置(以下称作FFR装置)导入到血管的狭窄部位来进行血流的测量。在抽出FFR装置后,将球囊导入到血管的狭窄部位来扩张血管。在抽出球囊后,再次将FFR装置导入到扩张了血管的部位来进行血流的测量。在血管的扩张不充分的情况下,需要在再次导入球囊来使血管扩张后抽出球囊,并将FFR装置导入到血管的狭窄部位来测量血流。但是,如果构成为对利用球囊进行的血管扩张前后的血流分别进行分析,则不需要导入追加设备。另外,例如在利用球囊进行的血管扩张不充分的情况下,能够直接再次利用球囊进行血管扩张。其结果是,相比于使用追加设备来进行血流的分析的情况,能够缩短手术的时间。另外,在进行血管的再扩张的情况下,不需要再导入球囊,因此能够减少伴随球囊的导入而照射X射线的照射次数。其结果是,能够减少辐射量。
本发明的第二方面的X射线图像分析方法包括以下步骤:获取由拍摄被检体而得到的多个帧构成的X射线图像的特征点在各帧中的位置信息;基于各帧中的特征点与根据每个帧的特征点的位置信息设定的分析点之间的各个相对位置,在各帧中将分析点反映在X射线图像中的血管上;以及基于X射线图像的各帧中的分析点的图像的变化,来分析血管中的流动的随时间经过的变化。
在本发明的第二方面的X射线图像分析方法中,如上述的那样,包括以下步骤:获取X射线图像的特征点在各帧中的位置信息;在各帧中将分析点反映在X射线图像中的血管上;以及基于X射线图像的各帧中的分析点的图像的变化,来分析血管中的流动的随时间经过的变化。由此,即使在特征点的位置在被检体的X射线图像的各帧之间发生了变化的情况下,也能够通过在各帧中将分析点反映在X射线图像中的血管上的步骤来在各帧中设定分析点。另外,通过分析血管中的流动的随时间经过的变化的步骤,能够分析血管中的流动的随时间经过的变化。其结果是,能够得到如下的X射线图像分析方法:即使在心脏等血管发生移动的部位,也能够不使用追加的设备地从X射线图像中掌握血管中的流动的状况,并且能够缩短手术的时间、降低辐射量。
附图说明
图1是表示基于本发明的第一实施方式~第三实施方式的X射线摄影装置的整体结构的示意图。
图2是表示基于本发明的第一实施方式和第二实施方式的X射线摄影装置的整体结构的框图。
图3是用于说明基于本发明的第一实施方式的X射线摄影装置的设定分析点的方法的图。
图4是用于说明基于本发明的第一实施方式的X射线摄影装置的分析血管中的流动的随时间经过的变化的方法的图。
图5是表示基于本发明的第一实施方式的X射线摄影装置的球囊扩张前(A)、球囊扩张时(B)和球囊扩张后(C)的狭窄部位的影像图。
图6是用于说明基于本发明的第一实施方式的X射线摄影装置的图像处理的流程图。
图7是用于说明基于本发明的第二实施方式的X射线摄影装置的显示部的显示方式和设定分析点的方法的图。
图8是用于说明基于本发明的第二实施方式的X射线摄影装置的图像处理的流程图。
图9是表示基于本发明的第三实施方式的X射线摄影装置的整体结构的框图。
图10是用于说明基于本发明的第三实施方式的X射线摄影装置的图像处理的流程图。
具体实施方式
下面,基于附图来说明将本发明具体化了的实施方式。
[第一实施方式]
参照图1~图5对基于本发明的第一实施方式的X射线摄影装置100的结构进行说明。
(X射线摄影装置的结构)
首先,参照图1对基于第一实施方式的X射线摄影装置100的结构进行说明。
基于第一实施方式的X射线摄影装置100例如构成为拍摄血管中注入了造影剂的状态的被检体7的心脏的血管7a(参照图4)的血管造影设备。在此,被检体7为生物体,例如人体。而且,在由手术者(操作者)向被检体7的心脏的血管7a中的狭窄部位12(参照图5)导入球囊9(参照图5)时,在X射线摄影装置100中,利用导管(未图示)向被检体7的心脏的血管7a注入造影剂来进行X射线图像的获取。
如图1所示,X射线摄影装置100具备X射线照射部1a、FPD(平板检测器)2、控制部3、图像处理分析部4、显示部5、操作部6以及载置部8。此外,FPD 2为权利要求书的“X射线检测部”的一例。
X射线照射部1a构成为,通过被X射线管驱动部1b施加电压来朝向被检体7(FPD 2)照射X射线。
FPD 2构成为,对透过被检体7的X射线进行检测,将检测到的X射线转换为电信号,并读取转换后的电信号来作为图像信号。而且,FPD 2构成为,与X射线图像生成部30连接且将图像信号发送到X射线图像生成部30。
X射线图像生成部30例如包括CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)。X射线图像生成部30构成为,基于由FPD 2发送的图像信号来生成被检体7的X射线图像。而且,X射线图像生成部30构成为,与图像处理分析部4连接且将生成的X射线图像发送到图像处理分析部4。
X射线照射部1a和FPD 2以将被检体7夹在中间的方式彼此相向地安装于C字状的保持部1c的一端和另一端。另外,保持部1c通过支承部1e从配置有X射线摄影装置100的室内的顶部垂吊下来。另外,支承部1e包括基于来自控制部3的指令使保持部1c移动的臂驱动部1d。臂驱动部1d例如包括电动机,该臂驱动部1d构成为,基于控制部3的指令使电动机动作,由此使保持部1c移动。
例如,臂驱动部1d构成为:能够使C字形状的保持部1c沿箭头A1方向(沿着保持部1c的方向)滑动移动;能够使保持部1c以规定的转动轴线为中心沿箭头A2方向和箭头A3方向转动;以及能够使保持部1c在箭头A4方向上进行上下移动。
控制部3例如包括CPU(Central Processing Unit:中央处理单元),控制部3构成为,将控制信号(指令)传递到X射线照射部1a、FPD 2以及载置部8。另外,控制部3构成为,从操作部6获取从操作者接受的输入操作的信息。而且,控制部3构成为,将获取到的输入操作的信息传递到图像处理分析部4。
图像处理分析部4例如包括CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)。图像处理分析部4构成为,根据拍摄被检体7的心脏的血管7a而得到的X射线图像来对流过心脏的血管7a的血流进行分析。在后文中叙述详细情况。
显示部5构成为,显示从图像处理分析部4输出的X射线图像。显示部5例如由液晶显示器构成。
操作部6构成为,将来自操作者(手术者)的输入操作传递到控制部3和图像处理分析部4。操作部6例如包括鼠标和键盘。
载置部8包括顶板8a和顶板驱动部8b,该顶板8a构成为能够载置被检体7,该顶板驱动部8b驱动顶板8a。在顶板8a例如设置有能够载置仰面朝上躺下的被检体7的平坦面(载置面)。而且,在对被检体7进行X射线摄影时,将被检体7固定于顶板8a,使被检体7与顶板8a一体地移动。顶板驱动部8b例如包括电动机等,该顶板驱动部8b构成为,基于控制部3的指令使电动机进行动作,由此使顶板8a在水平方向(X方向和Y方向)以及铅垂方向(Z方向)上移动。
接着,参照图2~图4对图像处理分析部4的图像处理方法进行说明。
在第一实施方式中,如图3所示,图像处理分析部4构成为,在拍摄被检体7的心脏的血管7a而得到的各帧20中反映由多个帧20构成的X射线图像中的特征点10以及基于各帧20中的特征点10的位置信息设定的分析点11,并且基于X射线图像的各帧20中的分析点11处的像素值的变化来分析血管7a中的流动的随时间经过的变化。此外,所谓X射线图像是以规定的帧频(例如60fps)拍摄被检体7的心脏的血管7a而得到的运动图像,帧20为运动图像的各帧的影像图。在各帧20中呈现心脏的血管7a和球囊9,血管7a伴随心脏的跳动也进行移动,因此每个帧20中的心脏的血管7a和球囊9的配置是不同的。另外,所谓特征点10是设置于球囊9的标记物。
详细地说,如图2所示,在第一实施方式中,图像处理分析部4包括特征点获取部4a、分析点设定部4b、图像分析部4c、输入接受部4d以及非易失性存储器4e。特征点获取部4a构成为,获取X射线图像的各帧20(参照图3)中的特征点10(参照图3)的位置信息。另外,分析点设定部4b构成为,针对每个帧20,基于特征点10的位置信息在X射线图像中的心脏的血管7a上设定分析点11(参照图3)。另外,图像分析部4c构成为,基于X射线图像的各帧20中的分析点11处的像素值的变化,来分析心脏的血管7a中的流动的随时间经过的变化。在第一实施方式中,图像处理分析部4构成为,计算流过分析点11的血流的速度来作为心脏的血管7a中的流动的随时间经过的变化。另外,图像处理分析部4构成为,计算流过分析点11的血流的流量。输入接受部4d构成为,接受用户(操作者)的输入。另外,存储器4e构成为,存储获取到的运动图像等。此外,在图2中示出了由单一的CPU实现图像处理分析部4的结构的功能块的例子,但也可以由单独的CPU按功能构成各部分。
所谓特征点10的位置信息是特征点10在X射线图像上的坐标。另外,所谓分析点11是由设定在X射线图像上的多个像素构成的区域,在X射线图像上表示为点(分析点11a和11b)。另外,在第一实施方式中,分析点11构成为,设定分析点11a和11b这两点。此外,关于特征点10的位置信息的获取方法,在日本特表2005-510288号公报中公开了一种从X射线图像中提取标记物来获取标记物的位置信息的方法,在本实施方式中也利用同样的方法来获取特征点10的位置信息,因此省略说明。另外,也可以利用日本特表2005-510288号公报中例示的方法以外的方法来获取。
图3示出向被检体7的心脏的血管7a导入具备特征点10的球囊9且从导管注入造影剂时的X射线图像的实时图像。如图3所示,图像处理分析部4构成为,在由用户从各帧20中选择出的帧20a中,基于用户的输入来设定分析点11。
详细地说,用户从各帧20选择容易确认特征点10的帧20a,使用鼠标等选择想要设定X射线图像上的分析点11的部位。输入接受部4d接受由用户输入的分析点11的部位并存储到存储器4e中。
另外,特征点获取部4a将各帧20中的特征点10的位置信息发送到存储器4e,存储器4e存储各帧20中的特征点10的位置信息。
接着,分析点设定部4b关于帧20a,基于由输入接受部4d获取到的分析点11来获取分析点11与特征点10之间的相对位置信息。例如,分析点设定部4b获取特征点10a与分析点11a之间的角度α1和距离d1、特征点10b与分析点11b之间的角度α2和距离d2。然后,分析点设定部4b根据获取到的相对位置信息和存储器4e中存储的各帧20的特征点10的位置信息,来设定各帧20的分析点11。此外,在图3中示出了对多个帧20中的与帧20a不同的其它帧20b设定分析点11的例子。由此,图像处理分析部4构成为,基于特征点10的位置信息和获取到的相对位置信息来在各帧20中设定分析点11。
接着,参照图4对分析点11处的心脏的血管7a的流动的随时间经过的变化的分析方法进行说明。图4示出示意性地表示造影剂流过心脏的血管7a的情形的图以及纵轴为造影剂的浓度(血管像的浓度)、横轴为经过时间的曲线图21(时间浓度曲线:Time DensityCurve)。所谓造影剂的浓度是X射线的图像中的像素值。在图4中,示出被检体7的心脏的血管7a中注入的造影剂被血流输送而如箭头23所示的那样从分析点11a向分析点11b的方向流动的例子。曲线图21a为表示分析点11a的血管图像的浓度的随时间经过的变化的曲线图,曲线图21b为表示分析点11b的血管图像的浓度(像素值)的随时间经过的变化的曲线图。根据该曲线图,能够求出分析点11a和分析点11b的血管图像的浓度(像素值)成为峰值的时间。而且,能够根据分析点11a与分析点11b之间的距离d3以及各个血管图像的浓度成为峰值的时间差t1来求出在分析点11a与分析点11b之间流动的血流的速度。另外,能够根据血管图像的浓度(像素值)开始上升的点与血管图像的浓度(像素值)的最大值之差e1来计算分析点11a处的血流量。另外,能够根据血管图像的浓度(像素值)开始上升的点与血管图像的浓度(像素值)的最大值之差e2来计算分析点11b处的血流量。
接着,参照图5对心脏的血管7a的狭窄部位12处的血流量的分析方法进行说明。
图5是心脏的血管7a的狭窄部位12处的球囊9扩张前(A)、球囊9扩张时(B)、球囊9扩张后(C)的狭窄部位12的影像图。在第一实施方式中,图像处理分析部4构成为,在心脏的血管7a中配置有球囊9的状态下进行分析。另外,图像处理分析部4构成为,对利用球囊9进行的血管7a扩张前后的血流分别进行分析。
如图5的(A)所示,球囊9通过经由导管插入的导丝13以跨过心脏的血管7a的狭窄部位12的方式进行配置。在该状态下,从导管注入造影剂,计算使心脏的血管7a的狭窄部位12扩张前的血流。接着,如图5的(B)所示,向球囊9注入液体来使球囊9扩张,从而使心脏的血管7a的狭窄部位12扩张。之后,在从球囊9排出液体来使球囊9收缩后,再次测量血流。通过对扩张的前后的血流的测量值进行比较,能够确认使心脏的血管7a的狭窄部位12恰当地进行了扩张(血流的改善程度)。能够在将球囊9留在血管7a中的状态下直接进行血流测量,因此在利用球囊9进行的血管7a的扩张不充分的情况下,能够立即使球囊9扩张,从而使心脏的血管7a的狭窄部位12再扩张。
(X射线图像分析方法)
接着,参照图6对基于第一实施方式的X射线摄影装置100的X射线图像分析方法(X射线图像分析处理)进行说明。此外,X射线图像分析处理由图像处理分析部4执行。
基于第一实施方式的X射线图像分析方法包括以下步骤:获取由拍摄被检体7而得到的多个帧20构成的X射线图像中的特征点10在各帧20中的位置信息;基于各帧20中的特征点10与根据每个帧20的特征点10的位置信息设定的分析点11之间的各个相对位置,来在各帧20中将分析点11反映在X射线图像中的血管7a上;以及基于X射线图像的各帧20中的分析点11处的像素值的变化,来分析血管7a中的流动的随时间经过的变化。下面,具体地说明X射线图像分析方法(X射线图像分析处理)。
在步骤S1中,拍摄被检体7的X射线图像。详细地说,在球囊9被导入到跨过血管7a的狭窄部位12的位置的状态下拍摄X射线图像。之后,在步骤S2中,利用特征点获取部4a来获取各帧20中的特征点10的位置信息。之后,进入步骤S3。
在步骤S3中,利用输入接受部4d接受由用户进行的关于要设定分析点11的帧20a的选择操作的输入。之后,进入步骤S4。在步骤S4中,利用分析点设定部4b在由用户在步骤S3中选择出的帧20a的血管7a上设定分析点11。之后,进入步骤S5。
在步骤S5中,利用分析点设定部4且基于在步骤S2中获取到的各帧20中的特征点10的位置信息与在步骤S4中设定的分析点11之间的各个相对位置,来在各帧20中将分析点11反映在X射线图像中的血管7a上。之后,进入步骤S6。
在步骤S6中,利用图像分析部4c且基于X射线图像的各帧20中的分析点11的像素值的随时间经过的变化,来获取曲线图21(参照图4)所示的时间浓度曲线(Time DensityCurve)。之后,进入步骤S7。
在步骤S7中,利用图像分析部4c且根据在步骤S6中获取到的曲线图21,来分析血管7a中的流动的随时间经过的变化。即,计算血管7a中的血流的速度和流量。之后,进入步骤S8。
在步骤S8中,利用显示部5来显示分析结果。分析结果的显示方法可以是任意的方法,例如既可以显示血流的速度、血流量的数值数据,也可以将血流的速度、血流量以曲线图来显示。另外,也可以显示对狭窄部位12的扩张前后的数值进行比较后的值。之后,基于第一实施方式的X射线图像分析处理(X射线图像分析方法)结束。
[第一实施方式的效果]
在第一实施方式中,能够得到以下那样的效果。
在第一实施方式中,如上述的那样,X射线摄影装置100具备:X射线照射部1a,其向被检体7照射X射线;FPD 2,其对透过被检体7的X射线进行检测;X射线图像生成部30,其生成被检体7的X射线图像;以及图像处理分析部4,其对被检体7的X射线图像进行处理,其中,图像处理分析部4构成为,基于由拍摄被检体7而得到的多个帧20构成的X射线图像中的特征点10与根据各帧20中的特征点10的位置信息设定的分析点11之间的各个相对位置,来在各帧20中反映分析点11,并且基于X射线图像的各帧20中的分析点11处的像素值的变化来分析血管7a中的流动的随时间经过的变化。由此,即使在血管7a的位置在被检体7的X射线图像的各帧20之间发生变化的情况下,也能够以与血管7a一同移动的特征点10为基准来在各帧20中设定分析点11,因此能够从X射线图像中分析血管7a中的流动的随时间经过的变化。其结果是,即使在心脏等血管7a发生移动的部位,也能够不使用追加的设备地从X射线图像中掌握血管7a中的流动的状况,并且能够缩短手术的时间、降低辐射量。
另外,在第一实施方式中,如上述的那样,图像处理分析部4包括:特征点获取部4a,其获取X射线图像的各帧20中的特征点10的位置信息;分析点设定部4b,其针对每个帧20,基于特征点10的位置信息来在X射线图像中的血管7a上设定分析点11;以及图像分析部4c,其基于X射线图像的各帧20中的分析点11处的像素值的变化,来分析血管7a中的流动的随时间经过的变化。由此,能够在X射线图像中的血管7a上设定分析点11,因此能够更详细地分析血管7a中的流动的随时间经过的变化。
另外,在第一实施方式中,如上述的那样,图像处理分析部4构成为,计算流过分析点11的血流的速度和流量。由此,能够根据X射线图像来计算血流的速度和流量。其结果是,例如不使用进行多普勒法的装置这样的追加设备就能够计算血流的速度和流量。
另外,在第一实施方式中,如上述的那样,图像处理分析部4还包括接受用户的输入的输入接受部4d,图像处理分析部4构成为,在由用户选择出的帧20a上,基于用户的输入来设定分析点11。由此,能够设定反映出用户的意图的分析点11,因此能够遵照用户的意图来进行分析。
另外,在第一实施方式中,如上述的那样,图像处理分析部4构成为,分析心脏的血管7a中的血流。由此,能够分析持续跳动的心脏的血流。其结果是,即使在移动激烈而分析困难的心脏的血管7a中,也能够无追加设备地从X射线图像上分析血管7a。在此,向心脏血管内导入追加设备使手术耗费时间且辐射量也增加。因此,根据本实施方式,通过使追加设备的导入可省略,在能够实现心血管治疗时的手术所需的时间的缩短、辐射量的降低这一点上是有效的。
另外,在第一实施方式中,如上述的那样,图像处理分析部4构成为,在心脏的血管7a中配置有球囊9的状态下进行分析。在此,在为了进行血流的分析而使用追加设备的情况下,为了更换球囊9和设备而需要将它们分别导入、抽出,相对于此,在本实施方式中,不需要追加地使用设备。其结果是,能够减少手术的步骤。
另外,在第一实施方式中,如上述的那样,图像处理分析部4构成为,对利用球囊9进行的血管7a扩张前后的血流分别进行分析。在此,在使用追加设备的情况下,需要利用追加设备和球囊9来进行血流的测量以及血管7a的扩张。即,在使用追加设备的情况下,将FFR装置导入到血管7a的狭窄部位12来进行血流的测量。在抽出FFR装置后,将球囊9导入到血管7a的狭窄部位12来使血管7a扩张。在抽出球囊9后,再次将FFR装置导入到扩张了血管7a的部位来进行血流的测量。在血管7a的扩张不充分的情况下,需要在再次导入球囊9来使扩张血管7a之后抽出球囊9,并将FFR装置导入到血管7a的狭窄部位12来测量血流。但是,如果构成为对利用球囊9进行的血管7a的扩张前后的血流分别进行分析,则不再需要导入追加设备。另外,例如在利用球囊9进行的血管扩张不充分的情况下,能够直接再次利用球囊9进行血管扩张。其结果是,相比于使用追加设备来进行血流的分析的情况,能够缩短手术的时间。另外,在进行血管7a的再扩张的情况下,不需要再导入球囊9,因此能够降低伴随球囊9的导入而照射X射线的照射次数。其结果是,能够降低辐射量。
另外,在第一实施方式中,如上述的那样,X射线图像分析方法包括以下步骤:获取由拍摄被检体7而得到的多个帧20构成的X射线图像的特征点10在各帧20中的位置信息;基于各帧20中的特征点10与根据每个帧20的特征点10的位置信息设定的分析点11之间的各个相对位置,在各帧20中将分析点11反映在X射线图像中的血管7a上;以及基于X射线图像的各帧20中的分析点11的图像的变化,来分析血管7a中的流动的随时间经过的变化。由此,即使在被检体7的X射线图像的各帧20中的特征点10的位置发生了变化的情况下,也能够通过在各帧20中将分析点11反映在X射线图像中的血管7a上的步骤来在各帧20中设定分析点11。另外,通过分析血管7a中的流动的随时间经过的变化的步骤,能够分析血管7a中的流动的随时间经过的变化。其结果是,能够得到如下的X射线图像分析方法:即使在心脏等血管7a移动的部位,也能够不使用追加的设备地从X射线图像中掌握血管7a中的流动的状况,并且能够缩短手术的时间、降低辐射量。
[第二实施方式]
接着,参照图1、图2以及图7对基于本发明的第二实施方式的X射线摄影装置200的结构进行说明。该第二实施方式与构成为用户从拍摄被检体7而得到的X射线图像的多个帧20选择要设定分析点11的帧20a的上述第一实施方式不同的是,构成为基于用户的输入在以动态图像方式依次输出的固定了特征点10的特征点图像5c(参照图7)上设定分析点11。此外,关于与上述第一实施方式相同的结构,在图中标注相同标记来进行图示,并省略其说明。
如图1和图2所示,在基于第二实施方式的X射线摄影装置200中,与第一实施方式同样地,图像处理分析部41包括接受用户的输入的输入接受部4d。另外,图7是基于第二实施方式的X射线摄影装置200的显示部5中显示的图像的影像图。如图7所示,图像处理分析部41构成为,基于特征点10对连续地获取的X射线图像的实时影像5a的各帧5b进行切割,对以特征点10为基准固定了特征点10的位置的特征点图像5c依次进行动态图像输出,在特征点图像5c上基于用户的输入来设定分析点11。此外,关于以特征点10为基准固定特征点10的位置的方法,在日本特开2010-131371号公报中记载了如下一种方法:检测对象物的特征点的位置,与过去的帧的基准图像的特征点进行位置对齐,实时地显示对位后的图像,在本实施方式中也能够以同样的方法进行,因此省略说明。
在第二实施方式中,显示部5构成为,在同一画面上显示由图像处理分析部41依次进行动态图像输出的X射线图像的实时影像5a、X射线图像的各帧5b以及基于特征点10对连续地获取的X射线图像的各帧5b进行切割且以特征点10为基准固定了特征点10的位置的特征点图像5c。
具体地说,在第二实施方式中,图像处理分析部41构成为,从连续地获取的X射线图像的各帧5b切割出显示有特征点10的部分,使在各帧5b之间不同的特征点10的位置对齐来生成固定地显示特征点10的位置的特征点图像5c。图像处理分析部41构成为,将X射线图像的实时影像5a、X射线图像的各帧5b以及特征点图像5c依次以动态图像方式输出到显示部5。显示部5构成为,在同一画面上显示X射线图像的实时影像5a、X射线图像的各帧5b以及特征点图像5c。
另外,图像处理分析部41构成为,在特征点图像5c上基于用户的输入来设定分析点11。即,图像处理分析部41构成为,基于由输入接受部4d接受的、用户输入的分析点11的信息,在特征点图像5c上设定分析点11。
(基于第二实施方式的X射线图像分析方法)
接着,参照图8对基于第二实施方式的X射线摄影装置200的X射线图像分析方法(X射线图像分析处理)进行说明。X射线图像分析处理由图像处理分析部41执行。此外,关于与第一实施方式相同的步骤省略说明,只对与第一实施方式不同的步骤进行说明。
与第一实施方式同样地进行步骤S1、S2,之后进入步骤S14。在步骤S14中,利用图像处理分析部41对各帧5b进行切割,来生成以特征点10为基准固定了特征点10的位置的特征点图像5c。之后,在步骤S15中,将X射线图像的实时影像5a、各帧5b以及特征点图像5c依次进行动态图像输出。之后,进入步骤S16。
在步骤S16中,利用输入接受部4d来接受由用户输入的分析点11的信息。然后,利用分析点设定部4b且基于由输入接受部4d接受到的分析点11的信息,来在特征点图像5c上设定分析点11。之后,进行步骤S6、S7、S8,之后基于第二实施方式的X射线图像分析处理(X射线图像分析方法)结束。
[第二实施方式的效果]
在第二实施方式中,能够得到以下这样的效果。
在第二实施方式中,如上述的那样,图像处理分析部41包括接受用户的输入的输入接受部4d,图像处理分析部41构成为,基于特征点10对连续地获取的X射线图像的各帧5b进行切割,将以特征点10为基准固定了特征点10的位置的特征点图像5c依次进行动态图像输出,在特征点图像5c上基于用户的输入来设定分析点11。由此,在设定分析点11时,无需寻找容易确认特征点10的帧20a,而能够根据实时显示的固定了特征点10的运动图像来设定分析点11。
此外,第二实施方式的其它效果与上述第一实施方式相同。
[第三实施方式]
接着,参照图1、图9以及图10对基于本发明的第三实施方式的X射线摄影装置300的结构进行说明。在该第三实施方式中,与基于用户的输入来设定分析点11的第一实施方式及第二实施方式不同的是,图像处理分析部42构成为,在由用户预先设定的规定位置处设定分析点11。也就是说,构成为自动地设定分析点11而无需接受由用户进行的分析点11的输入。此外,关于与上述第一实施方式及第二实施方式相同的结构,在图中标注相同标记来进行图示,并省略其说明。
如图1所示,X射线摄影装置300具备图像处理分析部42。详细地说,如图9所示,在第三实施方式中,图像处理分析部42包括特征点获取部4a、分析点设定部4b、图像分析部4c以及存储器4e。另外,存储器4e构成为,存储由用户输入的特征点10与分析点11之间的相对位置信息。相对位置信息例如能够以连结两个特征点10(特征点10a和10b)的直线的延长线上2mm处这样的形式设定。
在此,在第三实施方式中,图像处理分析部42构成为,在基于特征点10的坐标获取到的规定位置处设定分析点11。详细地说,构成为在生成特征点图像5c时基于存储器4e中存储的特征点10与分析点11之间的相对位置信息来在特征点图像5c上设定分析点11。
(基于第三实施方式的X射线图像分析方法)
接着,参照图10对基于第三实施方式的X射线摄影装置300的X射线图像分析方法(X射线图像分析处理)进行说明。X射线图像分析处理由图像处理分析部42执行。此外,关于与第一实施方式及第二实施方式相同的步骤省略说明,只对与第一实施方式及第二实施方式不同的步骤进行说明。
在步骤S20中,利用存储器4e来存储用于在规定位置处设定由用户输入的分析点11的、特征点10与分析点11之间的相对位置信息。之后,进行步骤S1、S2、S14、S15,之后进入步骤S21。
在步骤S21中,利用分析点设定部4b且基于存储器4e中存储的特征点10与分析点11之间的相对位置信息以及特征点10的坐标,自动地设定分析点11。之后,进行步骤S6、S7、S8,基于第三实施方式的X射线图像分析处理(X射线图像分析处理方法)结束。
[第三实施方式的效果]
在第三实施方式中,能够得到以下那样的效果。
在第三实施方式中,如上述的那样,图像处理分析部42构成为,在基于特征点10的坐标获取到的规定位置处设定分析点11。由此,能够自动地设定分析点11而无需用户进行输入,因此能够提高可用性。
此外,第三实施方式的其它效果与上述第一实施方式相同。
(变形例)
此外,应该认为本次公开的实施方式在所有方面均为例示,而非限制性的。本发明的范围不由上述的实施方式的说明示出,而由权利要求书示出,并且包括与权利要求书等同的含义和范围内的所有的变更(变形例)。
例如,在上述第一实施方式~第三实施方式中,示出了分析心脏的血管7a的血流的例子,但本发明不限于此。在本发明中,只要是被检体7的胸部等摄影对象发生移动的部位即可,也可以对心脏的血管7a以外的部分进行X射线摄影。
另外,在上述第一实施方式~第三实施方式中,示出了拍摄人体的例子,但本发明不限于此。在本发明中,也可以构成拍摄人体以外的动物(狗、老鼠等)被检体的X射线摄影装置。
另外,在上述第一实施方式~第三实施方式中,示出了设定两个分析点11的例子,但在本发明中不限于此。例如,也可以设定三个以上的分析点11。当分析点11的设定个数增加时,分析血流的精度提高。另外,只要在像包括分析点11a和11b这样的区域中设定分析点11即可,要设定的分析点11可以为1点。
另外,在上述第一实施方式中,示出了计算血流的速度和流量的例子,但本发明不限于此。也可以构成为,计算血流的速度和流量中的至少任一方。
另外,在上述第一实施方式~第三实施方式中,示出了使用Time Density Curve(时间浓度曲线)来分析血管7a的血流的例子,但本发明不限于此。也可以使用时间浓度曲线以外的方法来分析血管7a的血流。
另外,在上述第一实施方式~第三实施方式中,示出了应用于顶部垂吊型的X射线图像摄影装置的例子,但本发明不限于此。在置地型的X射线图像摄影装置中也能够应用本发明。
Claims (10)
1.一种X射线摄影装置,具备:
X射线照射部,其向被检体照射X射线;
X射线检测部,其对透过所述被检体的X射线进行检测;
X射线图像生成部,其生成所述被检体的X射线图像;以及
图像处理分析部,其对所述被检体的X射线图像进行处理,
其中,所述图像处理分析部构成为,基于从由拍摄所述被检体而得到的多个帧构成的X射线图像中选择的一帧中的特征点与根据该帧中的所述特征点的位置信息设定的分析点之间的相对位置、以及其余各帧的特征点的位置信息,在所述X射线图像中的所述其余各帧中将所述分析点反映在所述X射线图像中的血管上,并且基于所述X射线图像的所述多个帧中的各帧中的所述分析点处的像素值的变化来分析血管中的流动的随时间经过的变化。
2.根据权利要求1所述的X射线摄影装置,其特征在于,
所述图像处理分析部包括:
特征点获取部,其获取所述X射线图像的所述多个帧中的各帧中的所述特征点的所述位置信息;
分析点设定部,其针对所述其余各帧中的每个帧,基于所述特征点的所述位置信息将所述分析点设定在所述X射线图像中的血管上;以及
图像分析部,其基于所述X射线图像的所述多个帧中的各帧中的所述分析点处的像素值的变化,来分析血管中的流动的随时间经过的变化。
3.根据权利要求1或2所述的X射线摄影装置,其特征在于,
所述图像处理分析部构成为,计算流过所述分析点的血流的速度和流量中的至少一方。
4.根据权利要求1所述的X射线摄影装置,其特征在于,
所述图像处理分析部构成为,在基于所述特征点的坐标获取到的规定位置处设定所述分析点。
5.根据权利要求1所述的X射线摄影装置,其特征在于,
所述图像处理分析部还包括接受用户的输入的输入接受部,
所述图像处理分析部构成为,在由用户选择出的帧上,基于用户的输入来设定所述分析点。
6.根据权利要求1所述的X射线摄影装置,其特征在于,
所述图像处理分析部还包括接受用户的输入的输入接受部,
所述图像处理分析部构成为,基于所述特征点对连续地获取的所述X射线图像的所述多个帧中的各帧进行剪切,将以所述特征点为基准固定了所述特征点的位置的特征点图像依次进行动态图像输出,并在所述特征点图像上基于用户的输入来设定所述分析点。
7.根据权利要求1或2所述的X射线摄影装置,其特征在于,
所述图像处理分析部构成为,分析心脏的血管中的血流。
8.根据权利要求7所述的X射线摄影装置,其特征在于,
所述图像处理分析部构成为,在所述心脏的血管中配置有球囊的状态下进行分析。
9.根据权利要求8所述的X射线摄影装置,其特征在于,
所述图像处理分析部构成为,对利用所述球囊进行的血管扩张前后的血流分别进行分析。
10.一种X射线图像分析方法,包括以下步骤:
获取由拍摄被检体而得到的多个帧构成的X射线图像的特征点在各帧中的位置信息;
基于从所述X射线图像中选择的一帧中的所述特征点与根据该帧的所述特征点的位置信息设定的分析点之间的相对位置、以及其余各帧的特征点的位置信息,在所述X射线图像中的其余各帧中将所述分析点反映在所述X射线图像中的血管上;以及
基于所述X射线图像的各帧中的所述分析点处的像素值的变化,来分析血管中的流动的随时间经过的变化。
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