JP2005034259A

JP2005034259A - Ｘ線診断装置

Info

Publication number: JP2005034259A
Application number: JP2003198410A
Authority: JP
Inventors: Naoki Yamada; 尚樹山田; Shinichi Nakano; 信一中野; Masahiro Ozawa; 政広小澤; Kunitoshi Matsumoto; 国敏松本; Yoshinori Shimizu; 義訓清水; Toru Takahashi; 徹高橋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-07-17
Filing date: 2003-07-17
Publication date: 2005-02-10

Abstract

【課題】ＬＩＨ像の画像処理のパラメータを変更する際に、その都度、Ｘ線を照射することなく、その変更結果を確認することができるＸ線診断装置を提供する。
【解決手段】ＬＩＨ像メモリ３２は、ライブ透視像を順次保持し、表示装置２７は、その保持されたライブ透視像をＬＩＨ像として表示する。ここで、コントロールパネル２２においてＬＩＨ像に対する画像処理のパラメータを変更する操作が行われた場合には、システムコントローラ２０は、その操作に応じた指示信号をディジタル画像処理部２５に出力し、ディジタル画像処理部２５では、差分回路３３、空間フィルタ処理回路３４或いは階調処理回路３５が、その指示信号に従ってＬＩＨ像メモリ３２に保持されたＬＩＨ像或いはマスク像メモリ３１に保持されたマスク像に対して変更された画像処理のパラメータに基づく画像処理を行う。表示装置２７は、その画像処理が施されたＬＩＨ像を表示する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線の照射により被検体の透視及び撮影を行うＸ線診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、被検体を透過したＸ線の強弱を濃淡画像として表示し、これを診断や治療に供するＸ線診断装置が存在している。当該Ｘ線診断装置は、診断や治療等の目的に応じて種々のものが提案されているが、Ｘ線像を可視化する手法において、線量の少ないＸ線を照射することにより動画をリアルタイムに提供し、患者位置決めや血管内治療を支援する「透視」と、線量の多いＸ線を照射して画像データを記録し、記録した画像データから診断情報を提供する「撮影」とに大別される。
【０００３】
この内、透視を行うＸ線診断装置においては、連続的にＸ線を照射することにより得たＸ線画像を画像モニタにリアルタイムに動画として表示することができ、即時性に優れているという特徴を有している（以下、このような画像をライブ透視像と称する）。一方、撮影を行うＸ線診断装置においては、強度の高いＸ線を照射すること、および、その画像を記録しておき、後処理で様々な画像処理を加えることで、Ｘ線像を高い空間分解能と鮮鋭度にて画像モニタに表示することができるという特徴を有している（以下、このような画像を撮影像と称する）。
【０００４】
因みに、Ｘ線診断装置の中には、これら撮影と透視とを切り替えて行うことが可能に構成されたもの（現在においては、このようなＸ線診断装置が主流となっている）があり、このようなＸ線診断装置としては、例えば、特開２００２−１９９２７９号公報に記載されるもの等を挙げることができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ところで、上述した透視を行うＸ線診断装置においては、ライブ透視像に対して、画像のエッジを強調する処理（以下、空間フィルタ処理と称する）や白黒濃淡を強調する処理（以下、階調処理と称する）等の画像処理を行い、これをリアルタイムに画像モニタに表示することが行われている。さらに、透視終了の際には、その時点において取得されている最後のライブ透視像を一旦記憶して、これを静止画像として画像モニタに表示する（以下、このような静止画像のことをＬＩＨ（ＬａｓｔＩｍａｇｅＨｏｌｄ）像と称する）ことが行われている。
【０００６】
このＬＩＨ像は、例えば、当該ＬＩＨ像にＸ線絞りや補償フィルタの位置をグラフィック（バーチャル）的に重ねて表示し、それらの位置関係に基づいて、Ｘ線絞りや補償フィルタの実際の位置の調整を行うといったことに利用されており、これにより、Ｘ線の照射を実行することなくＸ線絞りや補償フィルタの位置調整を行うことができるため、術者や被検体がＸ線により被曝することが低減できる。
【０００７】
また、透視と撮影を切り替えて行うＸ線診断装置においては、透視サブトラクションという手法が実施され、ライブ透視像と造影血管が撮像された撮影像（以下、このような画像をマスク像と称する）とをサブトラクションする（又は、重ね合わせる）ことで、ライブ透視像にあるガイドワイヤやカテーテルと撮影像にある造影血管とを同一画像上に表示して、これを参照しながら治療を行うことが行われている。このような場合においても、ライブ透視像或いはマスク像に対して画像のエッジを強調する処理（空間フィルタ処理）や白黒濃淡を強調する処理（階調処理）等の画像処理を行い、それらのサブトラクションされた後の結果像（以下、サブトラクション像と称する）をリアルタイムに画像モニタに表示することが行われている（図４を参照のこと）。さらに、透視終了の際には、その時点において取得されているサブトラクション像を一旦記憶させて、これをＬＩＨ像として表示することが行われている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−１９９２７９号公報
（段落〔０００６〕‐〔００２３〕、第１図乃至第５図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなＬＩＨ像の表示方法においては、画像処理が施された後のライブ透視像（上述したサブトラクション像を含む）を一旦記憶させて、これをＬＩＨ像として表示することになっているため、再度、当該ＬＩＨ像に対して画像処理（上述したマスク像の種類変更等を含む）を行うことはできなかった。
【００１０】
従って、このような場合には、画像処理のパラメータを変更してもＬＩＨ像上でそのパラメータ変更が反映することができず、パラメータ変更によってどのように表示される画像が変化するのかを操作者が把握することができなかった。その変化を確認するためには、再度、Ｘ線を照射して、その変更結果を画像モニタにおいて確認するといったことを行わなければならなかった。即ち、画像処理のパラメータを変更する場合には、その都度、Ｘ線を照射する必要があった。このため、術者や被検体にとっては、必要以上にＸ線による被曝を被るという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＬＩＨ像の画像処理のパラメータを変更する際に、その都度、Ｘ線を照射することなく、その変更結果を確認することができるＸ線診断装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、被検体に対してＸ線を照射するＸ線照射手段と、前記Ｘ線照射手段から照射され前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、前記Ｘ線検出手段にて検出した透過Ｘ線に基づく画像データを記憶する記憶手段と、前記画像データに対して画像処理を行う画像処理手段と、前記画像処理後の画像を表示する表示手段と、前記画像処理手段による画像処理のパラメータを変更する変更手段とを備え、前記記憶手段は透視下に得られる画像データのうち、前記変更手段によるパラメータ変更前の画像データを記憶するとともに、前記画像処理手段はこの記憶された画像データに対して前記変更手段による変更後のパラメータに基づく画像処理を行い、前記表示手段はこの画像処理後の画像を表示することを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決するために、請求項２記載の発明は、請求項１記載のＸ線診断装置であって、前記画像処理のパラメータの１つは、前記画像データの画像レベルを示す係数であることを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決するために、請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のＸ線診断装置であって、前記画像処理手段は、前記記憶手段に記憶された画像データに基づく画像の拡大縮小処理を施す拡縮処理手段をさらに備え、前記画像処理のパラメータの１つは、前記拡大縮小処理における拡縮の度合いを示す係数であることを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決するために、請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載のＸ線診断装置であって、前記画像処理手段は、前記Ｘ線照射の終了間際の画像データと前記記憶手段に記憶されていた画像データとを差分することにより差分画像データを作成する差分回路をさらに備え、前記画像処理のパラメータの１つは、前記Ｘ線照射の終了間際の画像データ及び前記記憶されていた画像データを差分回路に入力する前のデータ変換パラメータ及び差分回路の動作パラメータであることを特徴とする。ここで、差分回路に入力する前のデータ変換とは、前記２つの画像データの間で、被写体の画像上の位置が異なる場合に、位置合わせを行うものであり、また、差分回路の動作パラメータとは、２つの画像データ間で演算を行うときに各々に重み付けされる係数のことである。
【００１６】
上記課題を解決するために、請求項５記載の発明は、請求項４記載のＸ線診断装置であって、前記記憶手段は、前記差分される画像データを複数種類記憶し、前記画像処理のパラメータの１つは、前記記憶手段に記憶された複数種類の画像データの内、何れを選択して用いるのかを示す係数であることを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決するために、請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載のＸ線診断装置であって、前記画像処理手段は、前記記憶手段に記憶された画像データに基づく画像の特定部分を強調して表示する処理を施す空間フィルタ処理手段をさらに備え、前記画像処理のパラメータの１つは、前記特定部分を示す係数であることを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決するために、請求項７記載の発明は、請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載のＸ線診断装置であって、前記画像処理手段は、前記記憶手段に記憶された画像データに基づく画像の白黒濃淡を強調する処理を施す階調処理手段をさらに備え、前記画像処理のパラメータの１つは、前記白黒濃淡の強調度合いを示す係数であることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るＸ線診断装置の好適な一実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００２０】
図１は、本実施形態におけるＸ線診断装置の全体構成を表す構成図である。図１に示すように、当該Ｘ線診断装置は、循環器系診断を主目的として構成されたものであり、撮影方向の自由度を拡大するために、直交３軸回転可能に保持されたＣ形アーム２１に、Ｘ線管１３及びイメージインテンシファイア１５を備えている。
【００２１】
Ｘ線管１３は、Ｘ線制御装置１１から所定の管電圧、管電流、フィラメント電流の供給を受けてＸ線を照射する。Ｘ線は、可変線質フィルタ１４を通過して寝台５０上に載置された被検体Ｐに照射される。被検体Ｐの体内を透過したＸ線は、イメージインテンシファイア１５において光学像に変換される。この光学像は、アイリスを備えた光学系１７を介してＴＶカメラ１９の撮像面に結像され、ＴＶカメラ１９において電気信号（画像信号）に変換される。
【００２２】
ＴＶカメラ１９で発生した画像信号は、ＴＶカメラ制御部２３において増幅されディジタル信号に変換されて、ディジタル画像処理部２５に出力される。ディジタル画像処理部２５は、そのディジタル信号、より詳細には、そのディジタル信号に基づく画像に対して、拡大縮小を行う拡縮処理、白黒濃淡を強調する階調処理、特定部分（より詳細には、その特定部分に該当する特定の周波数成分）を強調する空間フィルタ処理、マスク像と透視画像（或いは、後述するＬＩＨ像）とを差分するためのサブトラクション処理、その他、画像ノイズを低減させるための時間フィルタ処理、マスク像と透視画像（或いは、後述するＬＩＨ像）との位置ずれを修正するためのピクセルシフト処理等の画像処理を行う。このような構成において、透視中、術者によりコントロールパネル２２において、これら画像処理のパラメータ、具体的には、上述した拡縮処理における拡大縮小の度合い、階調処理における白黒濃淡の強調度合い、空間フィルタ処理における強調する特定部分（より詳細には、その特定部分に該当する周波数成分）、サブトラクション処理におけるマスク像或いは透視画像（或いは、後述するＬＩＨ像）の画像レベル（＝画像を構成する複数の画素の輝度の平均値）、サブトラクション処理に供されるマスク像の種類等を変更する操作が行われた場合には、当該ディジタル画像処理部２５は、その操作応じてシステムコントローラ２０が出力する指示信号に従って、変更されたパラメータに基づく画像処理を行う。画像処理が施されたライブ透視像或いは差分画像は、表示装置２７に出力されて、表示される。
【００２３】
図２に、このディジタル画像処理部２５の詳細構成を示す。図２に示すように、当該ディジタル画像処理部２５は、撮影下において取得された撮影画像（マスク像）を保持するマスク像メモリ３１と、透視下において取得されたＬＩＨ像を保持するＬＩＨ像メモリ３２と、マスク像メモリ３１に保持されたマスク像と透視下において連続的に取得された透視画像（或いはＬＩＨ像メモリ３２に保持されたＬＩＨ像）とを差分（減算）して差分画像（以下、サブトラクション像と称する）を生成するための差分回路３３と、透視下において連続的に取得された透視画像或いは差分回路３３によって生成されたサブトラクション像に対して、上述した空間フィルタ処理を施す空間フィルタ処理回路３４と、さらに、上述した階調処理を施す階調処理回路３５と、を備えている。尚、マスク像メモリ３１には、マスク像候補として複数枚の撮影画像が保持されており、上述したサブトラクション像を生成する際には、術者によりコントロールパネル２２において、その中から最適なものを選択する操作が行われる。
【００２４】
また、差分回路３３に入力する前には、差分対象の２つの画像データの間で被写体の画像上の位置が異なる場合には、位置合わせを行うようにデータ変換がなされる。差分回路３３における演算に関して動作パラメータをもっている。この差分回路３３における動作パラメータとは、２つの画像データ間で演算を行うときに各々に重み付けされる係数のことである。上記の位置合わせのためのデータ変換パラメータ及び差分演算のための動作パラメータも画像処理のパラメータに含まれる。
【００２５】
このような構成において、Ｘ線検査の全体的な流れにおける動作は、システムコントローラ２０による制御の下で行われる。具体的には、まず、透視下においてカテーテルやガイドワイヤが目的の部位まで進められ、ここで、被検体に造影剤を注入して、撮影下において撮影が１回又は複数回行われ、さらに、透視下においてインターベンションを実施する場合には、カテーテルやガイドワイヤをさらに進めて目的の部位の治療が行われる。
【００２６】
因みに、透視下においては、連続的にＸ線を照射するため、その被曝線量を極力低減するために、管電圧及び管電流を撮影下における場合と比べて低く設定し、一方、撮影下においては、診断に寄与できる画質を得るために、管電圧及び管電流を透視下に比べて高く設定することが通常である。
【００２７】
より詳細には、図３に示すように、透視下においては、ＴＶカメラ制御部２３から出力されるライブ透視像の画像信号は、ディジタル画像処理部２５において所定の画像処理が施された後、表示装置２７に出力されて、リアルタイムに表示されるが、ここで、術者によりコントロールパネル２２において、サブトラクション処理、空間フィルタ処理、階調処理等の画像処理のパラメータを変更する操作が行われた場合には、その操作信号がシステムコントローラ２０に出力され、システムコントローラ２０は、その操作信号に基づく指示信号をディジタル画像処理部２５に出力して、ディジタル画像処理部２５においては、その指示信号に従って、差分回路３３、空間フィルタ処理回路３４及び階調処理回路３５がＴＶカメラ制御部２３から出力される画像信号（ライブ透視像）に対して、各々変更されたパラメータに基づき差分画像生成処理、空間フィルタ処理及び階調処理等の画像処理を行う。このようにして画像処理が施された後のライブ透視像或いは差分画像は、表示装置２７に送られて表示される。
【００２８】
尚、ＴＶカメラ制御部２３から出力されるライブ透視像は、Ｘ線照射毎に、順次、ＬＩＨ像メモリ３２に上書き保持される。当該ＬＩＨ像メモリ３２の容量としては、複数フレーム分を確保して、透視を終了したタイミングがＸ線照射中の場合であっても、Ｘ線照射からＸ線画像の保持までが正常に完了したフレームをＬＩＨ像として利用できるようにする。これにより、透視終了後には、当該ＬＩＨ像メモリ３２に保持されたＬＩＨ像が表示装置２７に表示されることになり、さらに、この際、術者によりコントロールパネル２２において、サブトラクション処理、空間フィルタ処理、階調処理等の画像処理のパラメータを変更する操作が行われた場合には、その操作信号がシステムコントローラ２０に出力され、システムコントローラ２０は、その操作信号に基づく指示信号をディジタル画像処理部２５に出力し、ディジタル画像処理部２５においては、その指示信号に従って、差分回路３３、空間フィルタ処理回路３４及び階調処理回路３５がマスク像メモリ３１に保持されるマスク像或いはＬＩＨ像メモリ３２に保持されるＬＩＨ像に対して、各々変更されたパラメータに基づき差分画像生成処理、空間フィルタ処理及び階調処理等の画像処理を行う。このようにして、再度、画像処理が施されたＬＩＨ像或いは差分画像は、表示装置２７に送られて表示される。
【００２９】
さらに、ディジタル画像処理部２５は、この他にも、画像の拡大縮小処理を施す拡縮処理部をさらに備え、術者によりコントロールパネル２２において、画像の拡大縮小の割合を規定するパラメータを変更する操作が行われた場合には、上述した場合と同様に画像処理を行う。このようにして、再度、画像処理が施されたＬＩＨ像或いは差分画像は、表示装置２７に送られて表示される。
【００３０】
以上に説明したように、本実施形態におけるＸ線診断装置においては、透視終了後に表示装置２７において表示されるＬＩＨ像（サブトラクション像を含む）の画像処理のパラメータを変更するべく、術者によりコントロールパネル２２において、その操作が行われた場合に、ディジタル画像処理部２５によって、その都度、マスク像メモリ３１に保持されるマスク像或いはＬＩＨ像メモリ３２に保持されるＬＩＨ像に対して、変更されたパラメータに基づく画像処理が行われて、その画像処理が施されたＬＩＨ像或いは差分画像が表示装置２７に表示されることになる。つまり、普通は記録しない「透視」における、いわば特別なＬＩＨ像という「記録」モードに関して、「画像処理前の生の画像データを記録して、Ｘ線照射終了後に、画像処理が変更できて、しかもその変更の様子が確認できる」という点に大きな特徴がある。さらに、画像処理のパラメータを変更しても、その都度、Ｘ線を照射することなく、その変更結果を確認することができ、患者や術者がＸ線により被曝することを低減させることができる。
【００３１】
尚、上記実施の形態では、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する装置としてＩ．Ｉ．−ＴＶ系の場合を示したが、代わりに平面検出器（フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ））を適用しても良く、この平面検出器としては、Ｘ線信号を蛍光体で一旦光に変換した後電気信号に変換する間接変換型、Ｘ線信号を直接電気信号に変換する直接変換型のいずれのタイプでも良い。
【００３２】
尚、本発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、実施段階では、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明に係るＸ線診断装置によれば、ＬＩＨ像（サブトラクション像を含む）に対する画像処理のパラメータを変更する際に、その都度Ｘ線を照射することなく、その変更結果を確認することができるので、患者や術者がＸ線により被曝することを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＸ線診断装置の一実施形態における全体構成を表す制御構成図である。
【図２】図１に示すＸ線診断装置のディジタル画像処理部の詳細構成を表す制御ブロック図である。
【図３】図１に示すＸ線診断装置における画像処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図４】従来のＸ線診断装置における画像処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１１Ｘ線制御装置
１３Ｘ線管
１４可変線質フィルタ
１５イメージインテンシファイア
１７光学系
１９ＴＶカメラ
２０システムコントローラ
２１Ｃ形アーム
２２コントロールパネル
２３ＴＶカメラ制御部
２５ディジタル画像処理部
２７表示装置
３１マスク像メモリ
３２ＬＩＨ像メモリ
３３差分回路
３４空間フィルタ処理回路
３５階調処理回路
５０寝台
Ｐ被検体

Claims

被検体に対してＸ線を照射するＸ線照射手段と、
前記Ｘ線照射手段から照射され前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、
前記Ｘ線検出手段にて検出した透過Ｘ線に基づく画像データを記憶する記憶手段と、
前記画像データに対して画像処理を行う画像処理手段と、
前記画像処理後の画像を表示する表示手段と、
前記画像処理手段による画像処理のパラメータを変更する変更手段とを備え、
前記記憶手段は透視下に得られる画像データのうち、前記変更手段によるパラメータ変更前の画像データを記憶するとともに、前記画像処理手段はこの記憶された画像データに対して前記変更手段による変更後のパラメータに基づく画像処理を行い、前記表示手段はこの画像処理後の画像を表示することを特徴とするＸ線診断装置。
前記画像処理のパラメータの１つは、前記画像データの画像レベルを示す係数であることを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
前記画像処理手段は、前記記憶手段に記憶された画像データに基づく画像の拡大縮小処理を施す拡縮処理手段をさらに備え、前記画像処理のパラメータの１つは、前記拡大縮小処理における拡縮の度合いを示す係数であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＸ線診断装置。
前記画像処理手段は、前記Ｘ線照射の終了間際の画像データと前記記憶手段に記憶されていた画像データとを差分することにより差分画像データを作成する差分回路をさらに備え、
前記画像処理のパラメータの１つは、前記Ｘ線照射の終了間際の画像データ及び前記記憶されていた画像データを差分回路に入力する前のデータ変換パラメータ及び差分回路の動作パラメータであることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載のＸ線診断装置。
前記記憶手段は、前記差分される画像データを複数種類記憶し、前記画像処理のパラメータの１つは、前記記憶手段に記憶された複数種類の画像データの内、何れを選択して用いるのかを示す係数であることを特徴とする請求項４記載のＸ線診断装置。
前記画像処理手段は、前記記憶手段に記憶された画像データに基づく画像の特定部分を強調して表示する処理を施す空間フィルタ処理手段をさらに備え、前記画像処理のパラメータの１つは、前記特定部分を示す係数であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載のＸ線診断装置。
前記画像処理手段は、前記記憶手段に記憶された画像データに基づく画像の白黒濃淡を強調する処理を施す階調処理手段をさらに備え、前記画像処理のパラメータの１つは、前記白黒濃淡の強調度合いを示す係数であることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載のＸ線診断装置。