JP2014121589A - X線診断装置、医用画像処理装置、画像処理装置、x線診断装置制御プログラム、医用画像処理プログラム、及び画像処理プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】 複数種類の分解能に関して、バランスのとれた良好な画像を、操作者に認識させること。
【解決手段】 本実施形態に係るX線診断装置は、被検体に対してX線を照射するX線発生部と、X線を検出するX線検出部と、X線検出部から出力に基づいて、原画像のデータを生成し、原画像のデータに基づいて、第1画像のデータと第2画像のデータとを生成する画像データ生成/処理部と、第1画像と前記第2画像とのうち、一方を右眼用画像、他方を左眼用画像として表示する表示部とを具備し、第1画像と前記第2画像とのうち、一方の画像は、他方の画像に比べて、種類の異なる複数の分解能のうち、少なくとも1つの分解能に関して、高い分解能を有することを特徴とする。
【選択図】 図2
【解決手段】 本実施形態に係るX線診断装置は、被検体に対してX線を照射するX線発生部と、X線を検出するX線検出部と、X線検出部から出力に基づいて、原画像のデータを生成し、原画像のデータに基づいて、第1画像のデータと第2画像のデータとを生成する画像データ生成/処理部と、第1画像と前記第2画像とのうち、一方を右眼用画像、他方を左眼用画像として表示する表示部とを具備し、第1画像と前記第2画像とのうち、一方の画像は、他方の画像に比べて、種類の異なる複数の分解能のうち、少なくとも1つの分解能に関して、高い分解能を有することを特徴とする。
【選択図】 図2
Description
本発明の実施形態は、X線診断装置、医用画像処理装置、画像処理装置、X線診断装置制御プログラム、医用画像処理プログラム、及び画像処理プログラムに関する。
X線診断装置は、コンピューター技術の発展に伴って急速な進歩を遂げ、今日の医療において必要不可欠なものとなっている。特に、カテーテル手技の発展に伴って進歩を遂げている循環器領域のX線診断装置は、心血管系をはじめ全身の動静脈を対象としており、通常、造影剤が投与された血管領域に対するX線透視撮影によって透視及び撮影画像データの生成と表示が行なわれる。
腹部領域や循環器領域等の診断を目的としたX線診断装置は、X線発生部のX線管やX線検出部の平面検出器等によって構成される撮像系と、撮像系を保持する保持部と、被検体を載置する天板等を備え、上述の天板や保持部を所望の方向へ移動させることにより被検体に対し最適な方向からのX線透視撮影を可能にしている。
ところで、従来のX線透視撮影では、投影データに基づいて生成された画像データを画像処理することによって画質の改善が行なわれており、例えば、空間分解能の改善を目的として画像データのエッジ成分を強調するためのフィルタリング処理、濃度分解能(コントラスト分解能)の改善を目的として画像データのノイズ成分を除去するためのフィルタリング処理、更には、画像データの画素値に対する非線形変換(ガンマカーブ補正)及び線形変換を組み合わせることにより輝度やコントラストを調整するための階調補正処理等の各種画像処理法の中から当該X線検査に好適な画像処理法の選択と選択された画像処理法における処理パラメータの設定がX線検査を担当する医療従事者(以下、操作者と呼ぶ。)によって行なわれてきた。
上述した従来の方法によれば、投影データに基づいて生成された画像データに対し所定の画像処理を行なうことにより、例えば、空間分解能、濃度分解能、時間分解能の何れかを改善することが可能となる。
しかしながら、これらの分解能は夫々トレードオフの関係にあり、例えば、画像データのエッジ成分を強調させて空間分解能を上限まで改善した場合には、ノイズ成分も同時に強調されるため濃度分解能は著しく劣化する。また、画像データのノイズ成分を低減させて濃度分解能を上限まで改善した場合には、ノイズ成分と共にエッジ成分も低減するため空間分解能は著しく劣化する。
即ち、従来から行なわれてきた画像処理法によれば、空間分解能、濃度分解能、及び時間分解能を同時に向上させることは困難である。そのため、操作者は、検査目的や検査対象に応じて画像処理法や処理パラメータを都度、調整する必要があった。しかしながら、操作者による上述の調整作業には、多くの時間が必要であるため、特に、X線透視において、その検査効率が大幅に低下するという問題点を有していた。
本開示は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数種類の分解能(空間分解能、濃度分解能、及び時間分解能等)に関して、バランスのとれた良好な画像を、操作者に認識させることのできるX線診断装置、医用画像処理装置、画像処理装置、X線診断装置制御プログラム、医用画像処理プログラム、及び画像処理プログラムを提供することにある。
上記課題を解決するために、本開示のX線診断装置は、被検体に対してX線を照射するX線発生部と、前記X線を検出するX線検出部と、前記X線検出部から出力に基づいて、原画像のデータを生成し、前記原画像のデータに基づいて、第1画像のデータと第2画像のデータとを生成する画像データ生成/処理部と、前記第1画像と前記第2画像とのうち、一方を右眼用画像、他方を左眼用画像として表示する表示部とを具備し、前記第1画像と前記第2画像とのうち、一方の画像は、他方の画像に比べて、種類の異なる複数の分解能のうち、少なくとも1つの分解能に関して、高い分解能を有することを特徴とする。
以下、図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお、本実施形態において、複数種類の分解能として、空間分解能、濃度分解能、及び時間分解能について対象とする。空間分解能とは、例えば、画像の鮮鋭度、画像の解像度等を示す。濃度分解能とは、例えば、画像のコントラスト、SN(Signal to Noise)比等を示す。時間分解能とは、例えば、時系列の前の画像の後ろの画像への残像の残り度合、単位時間当たりの画像の枚数(フレームレート)等を示すものとする。
(実施形態1)
本実施形態におけるX線診断装置は、被検体に対するX線透視撮影によって得られた透視又は撮影画像データ(以下では、原画像データと呼ぶ。)に、第1の画像処理を施すことにより、第1の立体視画像のデータを生成する。また、原画像データに、第2の画像処理を施すことにより、第2立体視画像のデータを生成する。第1の立体視画像は、第2の立体視画像に比べて、種類の異なる複数の分解能のうち、少なくとも1つの分解能に関して、高い分解能を有する。複数の分解能とは、空間分解能、濃度分解能、及び時間分解能を少なくとも含む。したがって、例えば、第1の立体視画像は、第2の立体視画像に比べて、高い空間分解能を有する。なお、第1の立体視画像は、第2の立体視画像に比べて高い空間分解能を有し、第2の立体視画像は、第1の立体視画像に比べて高い濃度分解能を有してもよい。そして、操作者は、裸眼方式の両眼立体視を適用して表示部に並列表示された第1の立体視画像と第2の立体視画像とを、それぞれ右眼と左眼とで観察する。
本実施形態におけるX線診断装置は、被検体に対するX線透視撮影によって得られた透視又は撮影画像データ(以下では、原画像データと呼ぶ。)に、第1の画像処理を施すことにより、第1の立体視画像のデータを生成する。また、原画像データに、第2の画像処理を施すことにより、第2立体視画像のデータを生成する。第1の立体視画像は、第2の立体視画像に比べて、種類の異なる複数の分解能のうち、少なくとも1つの分解能に関して、高い分解能を有する。複数の分解能とは、空間分解能、濃度分解能、及び時間分解能を少なくとも含む。したがって、例えば、第1の立体視画像は、第2の立体視画像に比べて、高い空間分解能を有する。なお、第1の立体視画像は、第2の立体視画像に比べて高い空間分解能を有し、第2の立体視画像は、第1の立体視画像に比べて高い濃度分解能を有してもよい。そして、操作者は、裸眼方式の両眼立体視を適用して表示部に並列表示された第1の立体視画像と第2の立体視画像とを、それぞれ右眼と左眼とで観察する。
尚、本実施形態は、原画像データの画像処理によって得られた2つの画像データに対し従来の裸眼方式による両眼立体視と同様の観察方法を適用することにより、種類の異なる複数の分解能のうち、少なくとも1つの分解能に関して、高い分解能を有する画像を操作者に認識させることを可能にするものである。したがって、本実施形態は、原画像データの立体視(3次元表示)を目的とするものではない。しかしながら、説明を容易にするために、原画像データの画像処理によって得られた2つの画像データを、それぞれ第1の立体視画像データと第2の立体視画像データと呼ぶ。
(装置の構成及び機能)
第1の実施形態におけるX線診断装置の構成と機能につき図1乃至図6を用いて説明する。尚、図1は、X線診断装置の概略を説明するための図であり、図2は、このX線診断装置の全体構成を示すブロック図である。又、図3及び図5は、X線診断装置が備えるX線透視撮影部と移動機構部との具体的な構成を示すブロック図である。
第1の実施形態におけるX線診断装置の構成と機能につき図1乃至図6を用いて説明する。尚、図1は、X線診断装置の概略を説明するための図であり、図2は、このX線診断装置の全体構成を示すブロック図である。又、図3及び図5は、X線診断装置が備えるX線透視撮影部と移動機構部との具体的な構成を示すブロック図である。
本実施形態のX線診断装置100は、図1と図2とに示すように、被検体150に対するX線透視撮影によって投影データを生成するX線透視撮影部1と、X線透視撮影部1において生成された投影データに基づいて原画像データを生成し、更に、得られた原画像データに対して所定の画像処理を行なうことにより裸眼方式の両眼立体視に対応した複数の立体視画像データを生成する画像データ生成/処理部5と、上述の立体視画像データを表示する表示部8(表示部8a及び表示部8b)と、被検体150を載置する天板9と、X線透視撮影部1が備える後述のX線発生部2やX線検出部3を保持する図示しない保持部と、天板9や上述の保持部、更には、X線発生部2が備える後述のX線絞り器22を所望の位置へ移動させることにより被検体150に対するX線透視撮影の方向、位置及び範囲を設定する移動機構部10を備え、更に、透視画像データの自動輝度調整(ABC)を目的として画像データ生成部6によって生成された原画像データの所定領域における平均画素値を算出する画素値演算部11と、被検体情報の入力、X線照射条件を含むX線透視撮影条件の設定、原画像データ生成条件の設定、画像処理法の選択及び画像処理条件(処理パラメータ)の設定、各種指示信号の入力等を行なう操作部12(操作部12a及び操作部12b)と、上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部13とを備えている。
尚、図1に示したX線診断装置100は、X線透視撮影部1と共に検査室内に設置された近接操作用の操作部12aと、検査室の外部に設置された遠隔操作用の操作部12bとを有する。操作部12aと操作部12bとの近傍には、裸眼方式の両眼立体視に対応した立体視画像データを表示する表示部8aと表示部8bとが配置される。しかしながら、操作部12や表示部8は何れか一方のみであっても構わない。
以下、X線診断装置100が備える上記ユニットについて更に詳しく説明する。
図3に示したX線診断装置100のX線透視撮影部1は、被検体150に対してX線を照射するX線発生部2と、被検体150を透過したX線を2次元的に検出すると共に、その検出結果に基づいて投影データを生成するX線検出部3と、上述のX線照射に必要な高電圧を発生してX線発生部2へ供給する高電圧発生部4と、を備えている。
図3に示したX線診断装置100のX線透視撮影部1は、被検体150に対してX線を照射するX線発生部2と、被検体150を透過したX線を2次元的に検出すると共に、その検出結果に基づいて投影データを生成するX線検出部3と、上述のX線照射に必要な高電圧を発生してX線発生部2へ供給する高電圧発生部4と、を備えている。
X線発生部2は、被検体150に対してX線を放射するX線管21と、X線管21から放射されたX線に対してX線錘(コーンビーム)を形成するX線絞り器22を備えている。X線管21は、X線を発生する真空管であり、陰極(フィラメント)より放出された電子を高電圧によって加速させてタングステン陽極に衝突させX線を発生させる。一方、X線絞り器22は、例えば、被検体150に対する被曝線量の低減を目的として用いられ、X線管21から放射されたX線の被検体150における照射領域(透視撮影領域)を設定する絞り羽根と、吸収量が少ない生体組織を透過したX線を選択的に低減させてハレーションを防止する補償フィルタ(何れも図示せず)を備えている。
一方、X線検出部3は、X線絞り器22の絞り羽根によって形成された撮影領域を透過したX線を信号電荷に変換して蓄積する平面検出器31と、この平面検出器31に蓄積された信号電荷を読み出すためのゲートドライバ32と、読み出された信号電荷に基づいて投影データを生成する投影データ生成部33を備えている。尚、X線検出方式には、X線を直接信号電荷に変換する方式と光に変換した後信号電荷に変換する方式があり、本実施形態では前者を例に説明するが後者であってもよい。又、平面検出器31の代わりにX線I.I.(イメージインテンシファイア)を用いた方式であっても構わない。
X線検出部3の平面検出器31は、図4に示すように微小な検出素子51を列方向及びライン方向に2次元的に配列して構成されており、各々の検出素子51はX線を感知し入射X線量に応じて信号電荷を生成する光電膜52と、この光電膜52に発生した信号電荷を蓄積する電荷蓄積コンデンサ53と、電荷蓄積コンデンサ53に蓄積された信号電荷を所定のタイミングで読み出すTFT(薄膜トランジスタ)54を備えている。尚、図4では説明を簡単にするために、検出素子51が列方向(図4の上下方向)及びライン方向(図4の左右方向)に2素子ずつ配列された平面検出器31について説明しているが、実際のX線透視撮影に用いられる平面検出器31は、多くの検出素子51を列方向及びライン方向に配列することによって構成されている。
一方、ゲートドライバ32は、X線照射によって検出素子51の光電膜52で発生し電荷蓄積コンデンサ53にて蓄積された信号電荷を読み出すために、TFT54に対して読み出し用の駆動パルスを供給する。
図3へ戻って、投影データ生成部33は、平面検出器31から読み出された信号電荷を電圧に変換する電荷・電圧変換器331と、電荷・電圧変換器331の出力をデジタル信号に変換するA/D変換器332と、平面検出器31からライン単位でパラレルに読み出されデジタル変換された投影データのデータ要素を時系列信号に変換するパラレル・シリアル変換器333を備えている。この場合、電荷・電圧変換器331及びA/D変換器332は、平面検出器31の信号出力線59と等しいチャンネル数を有している。
次に、X線透視撮影部1の高電圧発生部4は、X線発生部2が備えるX線管21の陰極から発生した熱電子を加速するために陽極と陰極との間に高電圧を印加する高電圧発生器42と、システム制御部13から供給されるX線透視撮影条件のX線照射条件あるいは画素値演算部11から供給される原画像データの平均画素値情報に基づいて高電圧発生器42の印加電圧、印加時間、印加タイミング等を制御することにより、X線管21の管電流、管電圧、X線照射時間、X線照射タイミング、照射繰り返し周期等を設定するX線制御部41を備えている。
図2へ戻って、画像データ生成/処理部5は、画像データ生成部6と立体視画像データ生成部7を備えている。画像データ生成部6は、図示しない投影データ記憶部を備え、X線透視撮影部1のX線検出部3が備える投影データ生成部33から時系列的に供給される投影データのデータ要素を上述の投影データ記憶部に順次保存することによって、被検体150に関する2次元の原画像データを生成する。
一方、立体視画像データ生成部7は、画像データ生成部6から供給される原画像データに対し第1の画像処理を行なって、被検体150に関する第1の立体視画像データを生成する画像データ処理部71と、上述の原画像データに対し第1の画像処理と異なる第2の画像処理を行なって、被検体150に関する第2の画像データを生成する画像データ処理部72を備えている。第1の画像処理と第2の画像処理とは、複数種類の分解能のうち、少なくとも1つに関して、それぞれ処理前の画像よりも高い分解能を有する画像を生成するための処理である。以下、説明を簡単にするため、複数種類の分解能のうち、空間分解能と濃度分解能とを例に説明する。
画像データ処理部71は、原画像データから、原画像に比べて、高い空間分解能を有する第1の立体視画像のデータを生成する。具体的には、画像データ処理部71は、原画像データのエッジ成分を強調する機能を有し、図示しないフィルタ処理部と加減算処理部を備えている。そして、フィルタ処理部は、例えば、標準偏差が3ピクセルのガウシアンフィルタを有し、原画像データが有する高い空間周波数成分を除去することによって低い空間周波数成分を抽出する。
そして、加減算処理部は、画像データ生成部6から直接供給される原画像データの画素値から上述のフィルタ処理部によって抽出された低い空間周波数成分を有する画素の値を減算する。そして、加減算処理部は、減算処理によって得られた高い空間周波数成分を有する画素の値と上述した原画像データの画素値とを重みづけ加算する。以上の処理により、加減算処理部は、そのエッジ成分がノイズ成分と共に強調された裸眼方式の両眼立体視に対応する第1の立体視画像データを生成する。
なお、上述の重み付け加算処理における原画像データの重み付け係数α1と高い空間周波数成分を有した画素の重み付け係数α2との比(α2/α1)は、通常、2.0〜2.5が好適である。しかしながら、本実施形態は、上述の値に特に限定されない。このようなフィルタ処理と加減算処理によって得られた第1の立体視画像データでは、ガイドワイヤのように微細な形状を有する対象物は高い空間分解能で連続的に表現される。
一方、画像データ処理部72は、原画像データから、原画像に比べて、ノイズ成分を低減することで濃度分解能を向上した第2の立体視画像のデータを生成する。具体的には、画像データ処理部72は、コヒーレントフィルタリング処理機能を有した図示しないフィルタ処理部を備える。そして、画像データ処理部72は、原画像データに存在するノイズ成分を統計的手法を用いて選択的に除去することにより、空間分解能を維持した状態でノイズ成分が低減させる。ここで、強いノイズ低減を行うと信号成分の低減が避けられず、空間分解能が幾分損なわれた裸眼方式の両眼立体視に対応する第2の立体視画像データを生成する。尚、コヒーレントフィルタリング処理を可能にする画像処理方法と画像処理装置については、特許第4170767号公報等に記載されているため詳細な説明は省略する。
上述のように、立体視画像データ生成部7の画像データ処理部71は、画像データ生成部6において生成された原画像データが有する高い空間周波数成分を強調することにより、原画像に比べて高い空間分解能を有する第1の立体視画像データを生成する。一方、画像データ処理部72は、上記原画像データが有するノイズを選択的に除去することにより原画像に比べて高い濃度分解能を有する第2の立体視画像データを生成する。
次に、表示部8は、図2に示すように、画像データ処理部71から供給された第1の立体視画像データを表示する画像データ表示部81と、画像データ処理部72から供給された第2の立体視画像データを表示する画像データ表示部82を備えている。
そして、画像データ表示部81は、第1の立体視画像データを所定の表示フォーマットへ変換することにより第1の表示データを生成する第1の表示データ生成部と、第1の表示データに対してD/A変換やテレビフォーマット変換等の変換処理を行なう第1の変換処理部と、変換処理された第1の表示データを表示する第1のモニタ(図示せず)を備えている。同様に、画像データ表示部82は、第2の立体視画像データを所定の表示フォーマットへ変換することにより第2の表示データを生成する第2の表示データ生成部と、第2の表示データに対してD/A変換やテレビフォーマット変換等の変換処理を行なう第2の変換処理部と、変換処理された第2の表示データを表示する第2のモニタ(図示せず)を備えている。
即ち、原画像データに基づいて画像データ処理部71が生成した第1の立体視画像データは、第1の表示データ生成部と第1の変換処理部とを介して、第1のモニタに表示される。同様に、原画像データに基づいて画像データ処理部72が生成した第2の立体視画像データは、第2の表示データ生成部と第2の変換処理部とを介して、第2のモニタに表示される。なお、同一の原画像から生成された第1の立体視画像と第2の立体視とは、それぞれ第1のモニタと第2のモニタとに同時に表示される。
次に、図2の移動機構部10は、図5に示すように、保持部移動機構101、天板移動機構102、絞り移動機構103、及びこれらの移動機構を制御する機構制御部104を備えている。
保持部移動機構101は、X線発生部2及びX線検出部3(撮像系)が取り付けられた保持部を被検体150の周囲で回動あるいは移動させ、天板移動機構102は、上述の撮像系を被検体150に対して相対的に移動させるために、天板9を被検体150の体軸方向や体軸方向と直交する方向へ移動させる。又、絞り移動機構103は、被検体150に対する撮影領域の形成を目的としてX線発生部2に備えられたX線絞り器22の絞り羽根や補償フィルタを所望の位置へ移動させる。
一方、移動機構部10の機構制御部104は、操作部12からシステム制御部13を介して供給される撮影領域情報に基づいてX線絞り器22が備える絞り羽根の移動を制御することにより被検体150に対して撮影領域を形成し、更に、操作部12からシステム制御部13を介して供給される移動指示信号に従って撮像系が取り付けられた保持部や被検体150を載置した天板9の移動を制御することにより被検体150に対するX線の照射方向や照射位置を設定する。
再び図2へ戻って、画素値演算部11は、画像データ生成部6から供給される原画像データに対して所定の関心領域を設定し、この関心領域における平均画素値を算出する。次いで、得られた平均画素値と予め設定された閾値α1とを比較し、その比較結果を高電圧発生部4のX線制御部41へ供給することにより自動輝度調整(ABC)を行なう。
即ち、画素値演算部11から原画像データの平均画素値情報(上述の比較結果)を受信したX線制御部41は、これらの情報に基づいて高電圧発生器42の印加電圧や印加時間を更新することにより、診断に好適な輝度を有した原画像データを常時収集することが可能となる。この場合、例えば、原画像データの平均画素値と閾値α1とが等しくなるように印加電圧や印加時間の制御が行なわれる。尚、尚、以上の自動輝度調整の仕組みは線量の少ないX線またはX線パルスを連続的に照射し、動画を観察する透視を安定化させるものである。線量の多いX線パルスを1回または数回照射し、高画質な静止画や短時間の連続画像を得る撮影の安定化の仕組みは、自動露出制御(AEC)という別の仕組みが用意される。
操作部12は、表示パネルやキーボード、トラックボール、ジョイスティック、マウスなどの操作/入力デバイスを備えたインタラクティブなインターフェースであり、被検体情報の入力、X線照射条件(管電流、管電圧、X線照射時間、X線照射周期、X線照射タイミング等)を含む透視撮影条件の設定、原画像データ生成条件の設定、画像処理法の選択及び画像処理条件の設定、立体視画像データ表示条件の設定、閾値α1の設定、両眼立体視としての裸眼方式の選択、各種指示信号の入力等を行なう
システム制御部13は、図示しないCPUと入力情報記憶部を備え、入力部12において入力/設定/選択された各種情報は入力情報記憶部に保存される。一方、CPUは、入力情報記憶部から読み出した上述の各種情報に基づいてX線診断装置100が有する上述の各ユニットを統括的に制御することにより、被検体150の撮影領域に対するX線透視撮影を実行させて原画像データを収集する。そして、得られた原画像データに対し異なる2種類の画像処理を略同時に実行させることにより裸眼方式の両眼立体視に対応した第1の立体視画像データと第2の立体視画像データとの生成と表示を行なう。
システム制御部13は、図示しないCPUと入力情報記憶部を備え、入力部12において入力/設定/選択された各種情報は入力情報記憶部に保存される。一方、CPUは、入力情報記憶部から読み出した上述の各種情報に基づいてX線診断装置100が有する上述の各ユニットを統括的に制御することにより、被検体150の撮影領域に対するX線透視撮影を実行させて原画像データを収集する。そして、得られた原画像データに対し異なる2種類の画像処理を略同時に実行させることにより裸眼方式の両眼立体視に対応した第1の立体視画像データと第2の立体視画像データとの生成と表示を行なう。
次に、立体視画像データを用いた裸眼方式の両眼立体視につき図6Aと図6Bとを用いて説明する。両眼立体視として、例えば、左眼用に生成された第1の立体視画像データと右眼用に生成された第2の立体視画像データを所定の周期で切り替えながら表示部のモニタに表示し、操作者は、上述の表示周期と同期したシャッター機能を有するアクティブシャッターメガネ(液晶シャッターメガネ)を介して表示部の立体視画像データを観察するアクティブ方式の両眼立体視が一般に知られているが、第1の立体視画像データと第2の立体視画像データの偏光を互いに直交するように偏光制御を行ない、操作者は、偏光メガネを介して上述の立体視画像データを観察するパッシブ方式の両眼立体視や特殊なメガネを用いない裸眼方式の両眼立体視等も検討されている。
本実施形態におけるX線診断装置100では、所定の位置に並列配置した第1の立体視画像データ及び第2の立体視画像データをそのまま左眼及び右眼によって観察する裸眼方式の両眼立体視を適用している。
裸眼方式の両眼立体視には、通常、図6Aに示すように、立体視画像データ生成部7において生成された第1の立体視画像データPa及び第2の立体視画像データPbを左眼Aa及び右眼Abの焦点Fo(図示せず)より手前に配置する並行法と、図6Bに示すように、第1の立体視画像データPa及び第2の立体視画像データPbを左眼Aa及び右眼Abの焦点Foより遠方に配置する交差法とがあるが、本実施形態において適用される裸眼方式の両眼立体視は、並行法あるいは交差法の何れであっても構わない。
操作者は、上述のように配置された第1の立体視画像データPaと第2の立体視画像データPbとを、それぞれ左眼Aaと右眼Abとで観察することにより、両眼で原画像、第1の立体視画像、または第2の立体視画像を観察するよりも、高い空間分解能と高い濃度分解能とで、被検体に関する画像を認識することができる。具体的には、エッジを強調した第1の立体視画像は、原画像よりも高い空間分解能である良い点と、ノイズも強調してしまうため原画像よりも低い濃度分解能である悪い点とを有する。一方、ノイズを低減した第2の立体視画像は、ノイズを低減できるため、原画像よりも高い濃度分解能である良い点と、画像全体としてややぼやけてしまうため、原画像よりも低い空間分解能である悪い点とを有する。操作者は、第1の立体視画像を左眼で、第2の立体視画像を右眼で観察することにより、それぞれの画像の悪い点を目立たなく、且つ、それぞれの画像の良い点の特徴を併せ持つ画像として、被検体150を認識することができる。
(立体視画像データの生成/表示手順)
次に、裸眼方式の両眼立体視を目的とした本実施形態における立体視画像データの生成/表示手順につき図7のフローチャートに沿って説明する。
次に、裸眼方式の両眼立体視を目的とした本実施形態における立体視画像データの生成/表示手順につき図7のフローチャートに沿って説明する。
立体視画像データの生成に先立ち、X線診断装置100の操作者は、操作部12において被検体情報を入力した後、初期設定としてX線照射条件を含む透視撮影条件の設定、原画像データ生成条件の設定、画像処理法の選択及び画像処理条件の設定、立体視画像データ表示条件の設定、閾値α1の設定、裸眼方式による両眼立体視の選択等を行ない、これらの入力情報、設定情報及び選択情報は、システム制御部13に備えられた入力情報記憶部に保存される(図7のステップS1)。
上述の初期設定が終了したならば、操作者は、被検体150が載置された天板9、被検体150の周囲に配置された撮像系(X線発生部2及びX線検出部3)を保持する保持部、更には、X線絞り器22の絞り羽根を操作部12の操作/入力デバイスを用いて所定の方向へ移動させることにより被検体150に対する透視撮影方向、透視撮影位置及び透視撮影領域を設定する(図7のステップS2)。
次いで、操作者は、操作部12においてX線曝射開始指示信号を入力し(図7のステップS3)、この指示信号がシステム制御部13へ供給されることにより、被検体150の透視撮影領域に対するX線透視撮影が開始される。
即ち、システム制御部13は、入力情報記憶部から読み出したX線照射条件と上述のX線曝射開始指示信号とを高電圧発生部4のX線制御部41へ供給する。X線曝射開始指示信号を受信したX線制御部41は、X線照射条件に基づいて高電圧発生器42を制御する。以上により、高電圧発生器42は、X線発生部2のX線管21に高電圧を印加する。そして、高電圧が印加されたX線管21は、X線絞り器22を介して被検体150の透視撮影領域にX線を照射する。透視撮影領域を透過したX線は、その後方に設けられたX線検出部3の平面検出器31によって検出される。
このとき、平面検出器31において2次元配列された検出素子51の光電膜52は、被検体150を透過したX線を受信し、その透過量に比例した信号電荷を電荷蓄積コンデンサ53に蓄積する。そして、所定期間のX線照射が終了したならばゲートドライバ32は、平面検出器31のTFT54に対し駆動パルスを供給することによって電荷蓄積コンデンサ53に蓄積された信号電荷を順次読み出す。そして、読み出された信号電荷は、投影データ生成部33の電荷・電圧変換器331において電圧変換され、A/D変換器332においてデジタル信号に変換された後パラレル・シリアル変換器333のバッファメモリに1ライン分の投影データとして一旦保存される。
次いで、パラレル・シリアル変換器333は、自己のバッファメモリに保存された投影データのデータ要素をライン単位でシリアルに読み出し、画像データ生成/処理部5が備える画像データ生成部6の投影データ記憶部に順次保存することにより、投影データ記憶部には2次元の原画像データが生成される(図7のステップS4)。
このとき、画素値演算部11は、画像データ生成部6から供給された原画像データに対して所定の関心領域を設定し、この関心領域における平均画素値を算出する(図7のステップS5)。そして、透視中は画素値演算部11から原画像データの平均画素値に関する情報(例えば、上述の平均画素値と所定閾値α1との比較結果)を受信した高電圧発生部4のX線制御部41は、これらの情報に基づいて高電圧発生器42に対する印加電圧や印加時間等のX線照射条件を必要に応じて更新する(図7のステップS6)。
即ち、画素値演算部11から原画像データの平均画素値に関する情報を受信したX線制御部41は、これらの情報に基づいて高電圧発生器42の印加電圧や印加時間を更新することにより、診断に好適な所定の輝度を有した原画像データを常時収集することが可能となる。この場合、原画像データの平均画素値と閾値α1とが等しくなるように印加電圧や印加時間の制御が行なわれる。
一方、立体視画像データ生成部7が備える画像データ処理部71のフィルタ処理部は、画像データ生成部6から供給された上述の原画像データを受信し、例えば、標準偏差が3ピクセルのガウシアンフィルタにより原画像データを構成する画素の高い空間周波数成分を除去することによって低い空間周波数成分を抽出する。
次いで、画像データ処理部71の加減算処理部は、画像データ生成部6から直接供給された原画像データの画素値から上述のフィルタ処理部から供給された低い空間周波数成分を有する画素の値を減算する。そして、画像データ処理部71は、減算処理によって得られた高い空間周波数成分を有する画素の値と上記原画像データの画素値とを強めにエッジ強調するように重みづけ加算する。以上の処理により、画像データ処理部71は、原画像よりもエッジ成分が強調された高い空間分解能を有する第1の立体視画像のデータを生成する。この第1の立体視画像のデータは、エッジ成分と共にノイズ成分も強調されるため、原画像よりも低い濃度分解能を有する。そして、得られた第1の立体視画像のデータは、表示部8の画像データ表示部81が備える第1のモニタに表示される(図7のステップS7)。
一方、立体視画像データ生成部7の画像データ処理部72は、画像データ生成部6から供給された上述の原画像データを受信し、この原画像のデータに存在するノイズ成分を統計的手法を用いて選択的に強めに除去した第2の立体視画像のデータを生成する。この第2の立体視画像のデータは、ノイズ成分を強めに除去することで、画像全体がぼやけるため、原画像よりも低い空間分解能を有する。そして、得られた第2の立体視画像のデータは、表示部8の画像データ表示部82が備える第2のモニタにおいて第1の立体視画像のデータと同期して表示される(図7のステップS8)。
被検体150に対する最初のX線透視撮影に基づいた立体視画像データの生成とその表示が終了したならば、上述のステップS4乃至ステップS8を繰り返すことにより、表示部8の画像データ表示部81と画像データ表示部82とには、時系列的な第1の立体視画像データと第2の立体視画像データとが略リアルタイムで表示される。そして、操作者は、表示されたこれらの立体視画像データを裸眼方式の両眼立体視にて観察することにより、両眼で原画像、第1の立体視画像、または第2の立体視画像を観察するよりも、高い空間分解能と高い濃度分解能とで、被検体に関する画像を認識することができる。具体的には、エッジを強調した第1の立体視画像は、原画像よりも高い空間分解能である良い点と、ノイズも強調してしまうため原画像よりも低い濃度分解能である悪い点とを有する。一方、ノイズを低減した第2の立体視画像は、ノイズを低減できるため、原画像よりも高い濃度分解能である良い点と、画像全体としてややぼやけてしまうため、原画像よりも低い空間分解能である悪い点とを有する。操作者は、第1の立体視画像を左眼で、第2の立体視画像を右眼で観察することにより、それぞれの画像の悪い点を目立たなく、且つ、それぞれの画像の良い点の特徴を併せ持つ画像として、被検体150を認識することができる。また、操作者は、立体視特有の鮮明さを感じることができる。
(変形例)
次に、第1の実施形態の変形例につき図8を用いて説明する。上述の実施形態では、立体視画像データ生成部7において生成された第1の立体視画像データと第2の立体視画像データとをこれらの立体視画像データに対応した左眼及び右眼で観察することにより裸眼方式の両眼立体視を行なう場合について述べたが、本変形例では、ハーフミラーを介して供給された第1の立体視画像データと第2の立体視画像データとを、それぞれ偏光メガネを用いて観察する。説明を簡単にするため、第1の立体視画像は、原画像よりも高い空間分解能と低い濃度分解能を有し、第2の立体視画像は、原画像よりも高い濃度分解能と低い空間分解能を有するものとする。
次に、第1の実施形態の変形例につき図8を用いて説明する。上述の実施形態では、立体視画像データ生成部7において生成された第1の立体視画像データと第2の立体視画像データとをこれらの立体視画像データに対応した左眼及び右眼で観察することにより裸眼方式の両眼立体視を行なう場合について述べたが、本変形例では、ハーフミラーを介して供給された第1の立体視画像データと第2の立体視画像データとを、それぞれ偏光メガネを用いて観察する。説明を簡単にするため、第1の立体視画像は、原画像よりも高い空間分解能と低い濃度分解能を有し、第2の立体視画像は、原画像よりも高い濃度分解能と低い空間分解能を有するものとする。
即ち、図8に示すように、本変形例における表示部8の画像データ表示部81と画像データ表示部82は、各々の中心軸が直交するように配置される。操作者は、異なる画像処理法によって生成され表示部8の画像データ表示部81に表示された第1の立体視画像データPaと画像データ表示部82に表示された第2の立体視画像データPbとを、ハーフミラー83と偏光メガネ(偏光フィルタ付き眼鏡)84とを介して観察する。具体的には、画像データ表示部81と画像データ表示部82とは、それぞれ第1の立体視画像データPaと第2の立体視画像データPbとの偏光が互いに直交するように偏光制御を行なう。そして、偏光制御された第1の立体視画像データPaは、ハーフミラー83を透過して偏光メガネ84の左眼用レンズに入力され、同様にして偏光制御された第2の立体視画像データPbは、ハーフミラー83において反射した後偏光メガネ84の右眼用レンズに入力される。そして、操作者は、右眼で第1の立体視画像を、左眼で第2の立体視画像を観察することができる。これにより、両眼で原画像、第1の立体視画像、または第2の立体視画像を観察するよりも、高い空間分解能と高い濃度分解能とで、被検体に関する画像を認識することができる。具体的には、エッジを強調した第1の立体視画像は、原画像よりも高い空間分解能である良い点と、ノイズも強調してしまうため原画像よりも低い濃度分解能である悪い点とを有する。一方、ノイズを低減した第2の立体視画像は、ノイズを低減できるため、原画像よりも高い濃度分解能である良い点と、画像全体としてややぼやけてしまうため、原画像よりも低い空間分解能である悪い点とを有する。操作者は、第1の立体視画像を左眼で、第2の立体視画像を右眼で観察することにより、それぞれの画像の悪い点を目立たなく、且つ、それぞれの画像の良い点の特徴を併せ持つ画像として、被検体150を認識することができる。また、操作者は、立体視特有の鮮明さを感じることができる。空間分解能、濃度分解能及び時間分解能に優れた画像情報を得ることができる。
(実施形態2)
次に、本開示の第2の実施形態におけるX線診断装置について説明する。
次に、本開示の第2の実施形態におけるX線診断装置について説明する。
この第2の実施形態におけるX線診断装置は、被検体に対するX線透視撮影によって得られた原画像データに対して、第1の画像処理を実行することにより、第1の立体視画像のデータを、原画像データに対して、第1の画像処理と種類の異なる第2の画像処理を実行することにより、第2の立体視画像データを生成する。そして、これらの立体視画像データを時間軸に対し交互に組み合わせることにより表示用立体視画像データを生成する。操作者は、左眼用レンズのシャッター機能と右眼用レンズのシャッター機能とが、それぞれ第1の立体視画像データと第2の立体視画像データとの表示と同期して所定の時間間隔で切り替わるアクティブシャッターメガネを用いて表示部に表示された表示用立体視画像データを観察する。
尚、以下に述べる第2の実施形態においても第1の実施形態と同様に説明を容易にするために、立体視を目的としていないが、原画像データに対し異なる2種類の画像処理を行なって得られた2つの画像データを第1の立体視画像データ及び第2の立体視画像データと呼び、更に、これらの立体視画像データを交互に配列して得られた表示用の画像データを表示用立体視画像データと呼ぶ。
又、以下に示す第2の実施形態では、上述の第1の立体視画像データ及び第2の立体視画像データを所定の時間間隔で交互に組み合わせることにより、アクティブシャッターメガネを用いたアクティブ方式の両眼立体視に対応する表示用立体視画像データを生成/表示する場合について述べるが、パッシブ方式の両眼立体視あるいはレンティキュラシート等を用いた裸眼方式の両眼立体視に対応する表示用立体視画像データであっても構わない。
(装置の構成及び機能)
第2の実施形態におけるX線診断装置の構成と機能につき図9、図10A、図10B、及び図10Cを用いて説明する。但し、本実施形態におけるX線診断装置の全体構成を示す図9のブロック図において、図1に示した第1の実施形態におけるX線診断装置100のユニットと同様な構成及び機能を有するユニットには同一の符号を付加し、第1の実施形態との差異について説明する。
第2の実施形態におけるX線診断装置の構成と機能につき図9、図10A、図10B、及び図10Cを用いて説明する。但し、本実施形態におけるX線診断装置の全体構成を示す図9のブロック図において、図1に示した第1の実施形態におけるX線診断装置100のユニットと同様な構成及び機能を有するユニットには同一の符号を付加し、第1の実施形態との差異について説明する。
本実施形態のX線診断装置200は、図9に示すように、被検体150に対するX線透視撮影によって投影データを生成するX線透視撮影部1と、X線透視撮影部1において生成された投影データに基づいて原画像データを生成し、更に、得られた原画像データを画像処理することにより2種類の立体視画像データ(第1の立体視画像データ及び第2の立体視画像データ)を生成する画像データ生成/処理部5と、時系列的に収集された第1の立体視画像データ及び第2の立体視画像データを時間軸方向に対して交互に再配列することにより表示用立体視画像データを生成する表示用立体視画像データ生成部14と、得られた表示用立体視画像データを表示する表示部8と、被検体150を載置する天板9と、X線透視撮影部1が備えるX線発生部2やX線検出部3を保持する図示しない保持部と、天板9や上述の保持部、更には、X線発生部2のX線絞り器22を所望の位置へ移動させることにより被検体150に対するX線透視撮影の方向、位置及び範囲を設定する移動機構部10を備え、更に、透視画像データの自動輝度調整(ABC)を目的として画像データ生成部6によって生成された原画像データの所定領域における平均画素値を算出する画素値演算部11と、X線照射条件を含むX線透視撮影条件の設定、画像データ生成条件の設定、両眼立体視法の選択、画像処理法の選択及び画像処理条件の設定、各種指示信号の入力等を行なう操作部12と、上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部13を備えている。
表示用立体視画像データ生成部14は、図示しない画像データ記憶部を有し、立体視画像データ生成部7の画像データ処理部71から時系列的に供給される第1の立体視画像データと画像データ処理部72から時系列的に供給される第2の立体視画像データを上述の画像データ記憶部に一旦保存した後、時間軸方向に対して交互に再配列することにより表示用立体視画像データを生成する。
図10A,図10B、及び図10Cは、表示用立体視画像データ生成部14において生成される表示用立体視画像データを説明するための図である。図10Aは、画像データ処理部71から時系列的に供給される第1の立体視画像データPa−1、Pa−2、Pa−3、・・・、を示している。図10Bは、画像データ処理部72から時系列的に供給される第2の立体視画像データPb−1、Pb−2、Pb−3、・・・、を示している。一方、図10Cは、表示用立体視画像データ生成部14における立体視画像データの再配列によって生成された表示用立体視画像データPc−1、Pc−2,Pc−3・・・を示している。これらの表示用立体視画像データは、第1の立体視画像データPa−1、Pa−2、Pa−3、・・・と第2の立体視画像データPb−1、Pb−2、Pb−3、・・・、とを交互に配置することによって生成される。
図9へ戻って、表示部8は、表示用立体視画像データ生成部14から供給された上述の表示用立体視画像データを所定の表示フォーマットに変換し、更に、D/A変換やテレビフォーマット変換等の変換処理を行なう変換処理部と、変換処理された表示用立体視画像データをフレームシーケンシャル方式にて表示するモニタ(何れも図示せず)を備えている。
即ち、同一の原画像データに基づいて画像データ処理部71が生成した第1の立体視画像データと画像データ処理部72が生成した第2の立体視画像データは、表示部8が備える同一のモニタにおいて所定の時間間隔Δτで交互に表示される。
次に、図9の操作部12は、表示パネルやキーボード、トラックボール、ジョイスティック、マウスなどの操作/入力デバイスを備えたインタラクティブなインターフェースであり、被検体情報の入力、X線照射条件(管電流、管電圧、X線照射時間、X線照射周期、X線照射タイミング等)を含む透視撮影条件の設定、原画像データ生成条件の設定、画像処理法の選択及び画像処理条件の設定、立体視画像データ表示条件の設定、閾値α1の設定、アクティブ方式による両眼立体視の選択、表示用立体視画像データ生成条件の設定、各種指示信号の入力等を行なう。
システム制御部13は、図示しないCPUと入力情報記憶部を備え、入力部12において入力/設定/選択された各種情報は、入力情報記憶部に保存される。一方、CPUは、入力情報記憶部から読み出した上述の各種情報に基づいてX線診断装置200が有する上述の各ユニットを統括的に制御することにより、被検体150に対するX線透視撮影によって得られた原画像データに対し異なる2種類の画像処理を同時に実行させて第1の立体視画像データ及び第2の立体視画像データを生成し、得られたこれらの立体視画像データを交互に再配置させることによりアクティブ方式の両眼立体視に対応した表示用立体視画像データの生成と表示を実行させる。
尚、表示部8のモニタにてフレームシーケンシャル方式で表示された表示用立体視画像データを観察する際、操作者は、左眼用レンズと右眼用レンズのシャッター機能が第1の立体視画像データ及び第2の立体視画像データの表示と同期して時間間隔Δτで切り替わる、所謂、アクティブシャッターメガネを用いて上述の表示用立体視画像データを観察することにより、各種の分解能に優れた画像情報を略リアルタイムで得ることができる。
(表示用立体視画像データの生成/表示手順)
次に、アクティブ方式の両眼立体視を目的とした本実施形態における表示用立体視画像データの生成/表示手順につき図11のフローチャートに沿って説明する。但し、図11のフローチャートにおいて、図7に示した第1の実施形態における立体視画像データの生成/表示手順と同一の手順を有するステップには同一の符号を付加し詳細な説明は省略する。
次に、アクティブ方式の両眼立体視を目的とした本実施形態における表示用立体視画像データの生成/表示手順につき図11のフローチャートに沿って説明する。但し、図11のフローチャートにおいて、図7に示した第1の実施形態における立体視画像データの生成/表示手順と同一の手順を有するステップには同一の符号を付加し詳細な説明は省略する。
表示用立体視画像データの生成に先立ち、X線診断装置200の操作者は、操作部12において被検体情報を入力した後、X線照射条件を含む各種透視撮影条件の設定、原画像データ生成条件の設定、画像処理法の選択及び画像処理条件の設定、立体視画像データ表示条件の設定、閾値α1の設定、アクティブ方式による両眼立体視の選択、表示用立体視画像データ生成条件の設定等を行ない、初期設定されたこれらの入力/設定/選択情報は、システム制御部13に備えられた入力情報記憶部に保存される(図11のステップS1x)。
上述の初期設定が終了したならば、既に述べた第1の実施形態と同様の手順により被検体150に対する透視撮影領域の設定(図11のステップS2)、X線曝射開始指示信号の入力(図11のステップS3)、原画像データの生成(図11のステップS4)、平均画素値の算出(図11のステップS5)及びX線照射条件の更新(図11のステップS6)を行なう。
次に、立体視画像データ生成部7が備える画像データ処理部71のフィルタ処理部は、画像データ生成部6から供給された上述の原画像データを受信し、例えば、標準偏差が3ピクセルのガウシアンフィルタにより原画像データを構成する画素の高い空間周波数成分を除去することによって低い空間周波数成分を抽出する。
そして、画像データ処理部71の加減算処理部は、画像データ生成部6から直接供給された原画像データの画素値から、上述のフィルタ処理部から供給された低い空間周波数成分を有する画素の値を減算し、更に、この減算処理によって得られた高い空間周波数成分を有する画素の値と上記原画像データの画素値とを強めにエッジ強調するように重みづけ加算することによりそのエッジ成分がノイズ成分と共に強調された第1の立体視画像データを生成する(図11のステップS7x)。
一方、立体視画像データ生成部7の画像データ処理部72は、画像データ生成部6から供給された上述の原画像データを受信し、この原画像データに存在するノイズ成分を統計的手法を用いて選択的に強めに除去することにより空間分解能がやや損なわれた状態でノイズ成分が低減された第2の立体視画像データを生成する(図11のステップS8x)。
次に、表示用立体視画像データ生成部14は、立体視画像データ生成部7の画像データ処理部71から時系列的に供給される第1の立体視画像データと画像データ処理部72から時系列的に供給される第2の立体視画像データを自己の画像データ記憶部に一旦保存した後、時間軸方向に対し時間間隔Δτで交互に再配列することによって表示用立体視画像データを生成し、得られた表示用立体視画像データを表示部8に表示する(図11のステップS9)。
一方、操作者は、左眼用レンズと右眼用レンズのシャッター機能が第1の立体視画像データ及び第2の立体視画像データの表示と同期して時間間隔Δτで切り替わるアクティブシャッターメガネを用いて表示部8のモニタに表示された表示用立体視画像データを観察する(図11のステップS10)。
被検体150に対する最初のX線透視撮影に基づいた表示用立体視画像データの生成とその表示が終了したならば、上述のステップS4乃至ステップS10を繰り返すことにより、表示部8のモニタには、時系列的な表示用立体視画像データが略リアルタイムで表示される。そして、操作者は、表示されたこれらの表示用立体視画像データを、アクティブシャッターメガネを用いて観察することにより、原画像にそれぞれ対応する第1の立体視画像と第2の立体視画像とを、それぞれ右眼と左眼とで略同時に観察することができる。これにより、操作者は、両眼で原画像、第1の立体視画像、または第2の立体視画像を観察するよりも、高い空間分解能と高い濃度分解能とで、被検体に関する画像を認識することができる。具体的には、エッジを強調した第1の立体視画像は、原画像よりも高い空間分解能である良い点と、ノイズも強調してしまうため原画像よりも低い濃度分解能である悪い点とを有する。一方、ノイズを低減した第2の立体視画像は、ノイズを低減できるため、原画像よりも高い濃度分解能である良い点と、画像全体としてややぼやけてしまうため、原画像よりも低い空間分解能である悪い点とを有する。操作者は、第1の立体視画像を左眼で、第2の立体視画像を右眼で観察することにより、それぞれの画像の悪い点を目立たなく、且つ、それぞれの画像の良い点の特徴を併せ持つ画像として、被検体150を認識することができる。また、操作者は、立体視特有の鮮明さを感じることができる。
(実施形態3)
次に、本開示の医用画像処理装置について説明する。
第3の実施形態に係る医用画像処理装置は、第1の実施形態と第2の実施形態とに係るX線診断装置における、画像処理と画像表示とに関する独立した装置である。すなわち、第3の実施形態に係る医用画像処理装置は、他のモダリティ、例えば、MRI(Magnetic Resonance Imaging)装置、超音波診断装置等に含まれても良いし、院内のLANに接続された独立した表示装置(携帯端末、タブレット端末等)に含まれてもよい。第3の実施形態では、説明を簡単にするために、医用画像処理装置を含む医用画像処理装置の構成と機能について、図12、図13A、図13B、及び図13Cを用いて説明する。但し、第3の実施形態に係る医用画像表示装置300の全体構成を示す図12のブロック図において、図1と図9とにそれぞれ示した第1の実施形態と第2の実施形態とに係るX線診断装置100、200のユニットと同様な構成及び機能を有するユニットには同一の符号を付加し、第1の実施形態と第2の実施形態との差異について説明する。
次に、本開示の医用画像処理装置について説明する。
第3の実施形態に係る医用画像処理装置は、第1の実施形態と第2の実施形態とに係るX線診断装置における、画像処理と画像表示とに関する独立した装置である。すなわち、第3の実施形態に係る医用画像処理装置は、他のモダリティ、例えば、MRI(Magnetic Resonance Imaging)装置、超音波診断装置等に含まれても良いし、院内のLANに接続された独立した表示装置(携帯端末、タブレット端末等)に含まれてもよい。第3の実施形態では、説明を簡単にするために、医用画像処理装置を含む医用画像処理装置の構成と機能について、図12、図13A、図13B、及び図13Cを用いて説明する。但し、第3の実施形態に係る医用画像表示装置300の全体構成を示す図12のブロック図において、図1と図9とにそれぞれ示した第1の実施形態と第2の実施形態とに係るX線診断装置100、200のユニットと同様な構成及び機能を有するユニットには同一の符号を付加し、第1の実施形態と第2の実施形態との差異について説明する。
第3の実施形態に係る医用画像表示装置300(以下、本医用画像表示装置300と呼ぶ)は、画像データ生成/処理部5、表示部8、操作部12、システム制御部15、送受信部16、及び記憶部17を有する。
本医用画像表示装置300は、LAN(Local Area Network)や公衆電子通信回線等のネットワーク40を介して、X線診断装置41、超音波診断装置42、MRI装置43、及びPACS(Picture Archiving and Communication System:医療画像情報システム)44等の外部装置に接続される。そのため、本医用画像表示装置300は、ネットワーク40を介して外部装置に接続するための送受信部16を有する。送受信部16は、例えば、外部装置等と有線ケーブル等で接続されるためのコネクタ部(図示せず)及び外部装置からの無線信号を受信するための無線信号受信部(図示せず)等を有する。本医用画像表示装置300は、システム制御部15の制御に従って、外部装置と送受信部16を介したデータの送受を行う。例えば、送受信部11は、システム制御部15の制御下において、操作部12を介してユーザに指定された画像の取得要求に関する信号を、上述の外部装置に送信する。そして、本医用画像表示装置300は、外部装置から、取得要求に対する応答を、送受信部16を介して受信する。この時、取得要求に対応する画像があれば、送受信部16を介して、その画像データを受信する。受信する画像データは、被検体に関する原画像のデータであってもよいし、原画像に対して画像処理を実行した後のデータであってもよい。画像処理を実行した後のデータとは、例えば、既出の立体視画像のデータや、既出の画像処理後の画像のデータ等である。受信した画像データは、システム制御部15の制御に従って、記憶部17に記憶される。なお、記憶部17に記憶された画像データは、操作者による本医用画像表示装置300の操作が終了したのと同時に消去されてもよいし、そのまま記憶部17に記憶されていてもよい。また、操作者の指示に従って、消去されてもよい。
操作部12は、表示部8に表示する画像条件(被検体情報、画像処理方法、画像処理条件、及び立体視画像の表示条件)の操作者による設定を受け付ける。
システム制御部15は、操作部12を介して入力された被検体情報に基づいて、記憶部17と外部装置の記憶装置とを検索する。そして、システム制御部15は、検索した結果、該当する画像のデータがある場合は、該当する画像データを、記憶部17または外部装置の記憶装置から読み出す。また、検索した結果、該当する画像のデータがない場合は、その旨をユーザに通知するためのメッセージを表示部8に表示させる。
記憶部17は、システム制御部15による制御に従って、外部装置から送信された画像のデータを記憶する。また、画像データ生成/処理部5により発生された第1の立体視画像のデータと第2の立体視画像のデータとを記憶してもよい。なお、本医用画像表示装置300における記憶部17は、第1の実施形態と第2の実施形態とで、図示していない入力情報記憶部、投影データ記憶部、及び画像データ記憶部と同一の機能を有してもよい。
画像データ生成/処理部5は、操作部12を介して入力された画像処理方法、画像処理条件、及び立体視画像の表示条件に基づいて、システム制御部15により読み出された画像のデータから、第1の立体視画像のデータと第2の立体視画像のデータとを生成する。生成された第1の立体視画像のデータと第2の立体視画像のデータとは、被検体情報、原画像のデータ等と関連付けて記憶部17に記憶される。
表示部8は、画像データ生成/処理部5により生成された第1の立体視画像のデータと第2の立体視画像のデータとを、それぞれ右眼用画像と左眼用画像(または、それぞれ左眼用画像と右眼用画像)として、モニタに表示する。なお、第1の立体視画像と第2の立体視画像とが、それぞれ操作者の右眼と左眼(または、左眼と右眼)とで観察できればよい。そのため、第1の立体視画像と第2の立体視画像との表示方法は、第1の実施形態と第2の実施形態とで説明した裸眼方式等のいずれの方式でよい。
図13は、画像データ生成/処理部5により生成される第1の立体視画像と第2の立体視画像とを説明するための説明図である。図13A、図13B、及び図13Cは、それぞれ第1の立体視画像と第2の立体視画像の生成の過程を示している。
図13Aに示すように、画像データ生成/処理部5は、原画像のデータに対して、空間分解能を向上するための画像処理Aを実行することにより、第1の立体視画像のデータを生成する。また、画像データ生成/処理部5は、原画像のデータに対して、濃度分解能を向上するための画像処理Bを実行することにより、第2の立体視画像のデータを生成する。
図13Bに示すように、画像データ生成/処理部5は、原画像のデータに対して、空間分解能を向上するための画像処理Aを実行することにより、第1の立体視画像のデータを生成する。また、画像データ生成/処理部5は、第1の立体視画像のデータに対して、濃度分解能を向上するための画像処理Bを実行することにより、第2の立体視画像のデータを生成する。
図13Aと図13Bとに示した方法によれば、画像データ生成/処理部5は、原画像データに基づいて、空間分解能を原画像よりも向上した第1の立体視画像のデータと、濃度分解能を原画像よりも向上した第2の立体視画像のデータとを生成する。そして、第1の実施形態で説明したように、表示部8は、第1の立体視画像と第2の立体視画像とを、それぞれ右眼用画像と左眼用画像としてモニタに表示する。操作者は、右眼で右眼用画像を、左眼で左眼用画像を観察することにより、空間分解能と濃度分解能とに関して、バランスの取れた良好な画像として、被検体150を認識することができる。
なお、原画像が右眼用画像または左眼用画像として、表示部8に表示されてもよい。この時、図13Cに示すように、画像データ生成/処理部5は、原画像のデータに対して、空間分解能を向上するための画像処理Aを実行することにより、第1の立体視画像のデータを生成する。そして、表示部8は、第1の立体視画像と原画像とを、それぞれ右眼用画像と左眼用画像としてモニタに表示する。操作者は、作者は、右眼で右眼用画像を、左眼で左眼用画像を観察することにより、空間分解能に関して、バランスの取れた良好な画像として、被検体150を認識することができる。
なお、以上述べた本開示の第1の実施形態、第1の実施形態の変形例、第2の実施形態、及び第3の実施形態において、画像データ処理部71は、原画像に対して、原画像よりも空間分解能を向上するための第1の画像処理を実行していた。同様に、画像データ処理部72は、原画像に対して、原画像よりも濃度分解能を向上するための第2の画像処理を実行していた。しかしながら、画像データ処理部71と画像データ処理部72とは、それぞれ原画像よりも他の種類の分解能に関して、分解能を向上するための画像処理を原画像に対して実行してもよい。また、濃度分解能または空間分解能を向上するために、時間分解能を低下させてしまう画像処理を原画像に対して実行してもよい。例えば、画像データ処理部71は、原画像に対して、原画像よりも空間分解能を向上し、濃度分解能が低下するが、比較的高い原画像の時間分解能は保持する第1の画像処理を実行し、画像データ処理部72は、原画像に対して、原画像よりも濃度分解能を向上し、時間分解能が低下してしまう第3の画像処理を実行してもよい。第3の画像処理は、時間方向に隣接する複数の原画像データに対しリカーシブフィルタ法を強めに適用する処理である。第3の画像処理により、画像データ処理部72は、複数の原画像各々に対応する、ノイズ成分を低減した高い濃度分解能を有する複数の第3の立体視画像のデータを生成してもよい。複数の第3の立体視画像は、残像が時系列の次の画像に残るため、複数の原画像よりもそれぞれ低い時間分解能と低い空間分解能とを有する。しかしながら、操作者は、高い空間分解能、低い濃度分解能、及び比較的高い時間分解能を有する第1の立体視画像と、高い濃度分解能、低い時間分解能、及び低い空間分解能を有する第3の立体視画像とを、それぞれ右眼と左眼とで観察することにより、それぞれの画像の悪い点を目立たなく、且つ、それぞれの画像の良い点の特徴を併せ持つ画像として、被検体150を認識することができる。また、操作者は、立体視特有の鮮明さを感じることができる。これにより、操作者は、例えば、ガイドワイヤのような微細な線状構造物は鮮明かつ連続して認識することができる。
以上述べた、本開示の第1の実施形態、第1の実施形態の変形例、第2の実施形態、及び第3の実施形態によれば、同一の原画像データに対し異なる画像処理法を適用して生成された複数の画像データ(立体視画像データ)を両眼立体視の手法を用いて観察することにより、従来、トレードオフの関係にあった複数種類の分解能(空間分解能、濃度分解能及び時間分解能)に関して、バランスのとれた良好な画像を、操作者に認識させることができる。このため、操作者によるX線検査における診断能または診察効率が向上する。
特に、同一の原画像データを処理して得られた空間分解能に優れた第1の立体視画像データと濃度分解能に優れた第2の立体視画像データを、従来の3次元画像表示法として既に開発されている裸眼方式の両眼立体視、アクティブシャッターメガネを用いたアクティブ方式の両眼立体視あるいは偏光メガネを用いたパッシブ方式の両眼立体視等を適用して観察することにより上述の画像情報を容易に得ることができる。
又、複数種類の分解能間のバランスをあまり考慮することなく原画像データに対する画像処理法と画像処理条件とを設定することができるため、画像処理における自由度が増大する。このため、第1の実施形態と第2の実施形態に係るX線診断装置を用いたX線検査において、その検査効率が向上するのみならず操作者の負担が軽減される。更に、空間分解能を犠牲にすることなく濃度分解能を向上させることができるため少ないX線照射量によるX線透視撮影が可能となり、被検体に対する被曝量を軽減することができる。同様に、第3の実施形態に係る医用画像表示装置300を用いた被検体の診察において、その診察効率が向上するのみならず操作者の負担が軽減される。
又、以上述べた本開示の第1の実施形態、第1の実施形態の変形例、第2の実施形態、及び第3の実施形態において、画像データ処理部71は、原画像のデータに対して、第1の画像処理を実行することにより、第1の立体視画像のデータを生成していた。同様に、画像データ処理部72は、原画像のデータに対して、第2の画像処理を実行することにより、第2の立体視画像のデータを生成していた。しかしながら、画像データ処理部71と画像データ処理部72とは、それぞれ原画像のデータに対して同一の画像処理を実行することにより、それぞれ第1の立体視画像データと第2の立体視画像データとを生成してもよい。この時、画像処理法は同一であって、画像処理条件は、同一の条件であっても、異なる条件であってもよい。操作者は、同一の画像処理法と同一の画像処理条件の下、画像データ処理部71、72で生成された第1、第2の立体視画像を、それぞれ右眼と左眼とで観察することにより、原画像または第1の立体視画像を両眼で観察するよりも、立体視特有の鮮明な画像として、被検体150を認識することができる。
以上、本開示の実施形態とその変形例について述べてきたが、本開示は、上述の実施形態及びその変形例に限定されるものではなく、更に、変形して実施することが可能である。例えば、第1の実施形態における第1の立体視画像データ及び第2の立体視画像データは、表示部8が備える独立したモニタにおいて表示される場合について述べたが、これらの立体視画像データを同一のモニタ上に並列表示してもよい。
更に、図1では、腹部用あるいは汎用のX線診断装置100について示したが、X線診断装置100及びX線診断装置200は、Cアーム等の保持部を有した循環器用のX線診断装置であっても構わない。
一方、第2の実施形態では、アクティブシャッターメガネを用いたアクティブ方式の両眼立体視によって表示部8に表示された表示用立体視画像データを観察する場合について述べたが、偏光メガネを用いたパッシブ方式の両眼立体視によって表示用立体視画像データの観測を行なってもよい。この場合、表示用立体視画像データ生成部14では、パッシブ方式の両眼立体視に対応した表示用立体視画像データが立体視画像データ生成部7から供給される第1の立体視画像データ及び第2の立体視画像データに基づいて生成される。
尚、第1の実施形態に係るX線診断装置、第1の実施形態の変形例に係るX線診断装置、第2の実施形態に係るX線診断装置、及び第3の実施形態に係る医用画像処理装置に含まれる各ユニットは、例えば、CPU、RAM、磁気記憶装置、入力装置、表示装置等で構成されるコンピュータをハードウェアとして用いることでも実現することができる。例えば、X線診断装置100のシステム制御部13、X線診断装置200のシステム制御部13、あるいは、医用画像表示装置300のシステム制御部13は、上記のコンピュータに搭載されたCPU等のプロセッサに所定の制御プログラム(X線診断装置におけるX線診断装置制御プログラム、医用画像処理装置における医用画像処理プログラム、画像処理装置における画像処理プログラム)を実行させることにより各種機能を実現することができる。この場合、上述の制御プログラムをコンピュータに予めインストールしてもよく、又、コンピュータ読み取りが可能な記憶媒体への保存あるいはネットワークを介して配布された制御プログラムのコンピュータへのインストールであっても構わない。
又、画像データ処理部71,72は、第1の立体視画像データ及び第2の立体視画像データ専用の別構成でも良いが、同じ構成での処理のパラメータ設定値等が異なっていてもよい。
以上、本発明のいくつかの実施形態及びその変形例を説明したが、これらの実施形態や変形例は、例として提示したものであり発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1…X線透視撮影部、2…X線発生部、3…X線検出部、4…高電圧発生部、5…画像データ生成/処理部、6…画像データ生成部、7…立体視画像データ生成部、71、72…画像データ処理部、8…表示部、81、82…画像データ表示部、9…天板、10…移動機構部、11…画素値演算部、12…操作部、13…システム制御部、14…表示用立体視画像データ生成部、16…送受信部、17…記憶部、100、200…X線診断装置、300…医用画像表示装置
Claims (21)
- 被検体に対してX線を照射するX線発生部と、
前記X線を検出するX線検出部と、
前記X線検出部から出力に基づいて、原画像のデータを生成し、前記原画像のデータに基づいて、第1画像のデータと第2画像のデータとを生成する画像データ生成/処理部と、
前記第1画像と前記第2画像とのうち、一方を右眼用画像、他方を左眼用画像として表示する表示部とを具備し、
前記第1画像と前記第2画像とのうち、一方の画像は、他方の画像に比べて、種類の異なる複数の分解能のうち、少なくとも1つの分解能に関して、高い分解能を有すること、
を特徴とするX線診断装置。 - 前記複数の分解能には、少なくとも空間分解能、濃度分解能、及び時間分解能を含むこと、
を特徴とする請求項1記載のX線診断装置。 - 前記一方の画像は、前記他方の画像に比べて、空間分解能に関して、高い分解能を有し、
前記他方の画像は、前記一方の画像に比べて、濃度分解能に関して、高い分解能を有すること、
を特徴とする請求項1記載のX線診断装置。 - 前記画像データ生成/処理部は、前記原画像に対する前記画像処理により裸眼方式の立体視に対応した前記第1画像と前記第2画像とを生成すること、
を特徴とする請求項1記載のX線診断装置。 - 前記表示部は、前記第1画像と前記第2画像とを同一モニタ上あるいは隣接した異なるモニタ上に並列表示すること、
を特徴とする請求項1記載のX線診断装置。 - ハーフミラーと偏光メガネを備え、前記表示部の異なるモニタにて表示され偏光制御された前記第1画像と前記第2画像とは、前記ハーフミラー及び前記偏光メガネを介して観察されること、
を特徴とする請求項1記載のX線診断装置。 - 前記表示部は、操作者の操作に従って、前記第1画像と前記第2画像との表示位置を入れ換えること、
を特徴とする請求項1記載のX線診断装置。 - 被検体に対してX線を照射するX線発生部と、
前記X線を検出するX線検出部と、
前記X線検出部から出力に基づいて、原画像のデータを生成し、前記原画像のデータに基づいて、種類の異なる複数の分解能のうち、少なくとも1つの分解能に関して、前記原画像よりも高い分解能を有する画像のデータを生成する画像データ生成/処理部と、
前記原画像と前記生成された画像とのうち、一方を右眼用画像、他方を左眼用画像として表示する表示部と、
を具備することを特徴とするX線診断装置。 - 被検体に対してX線を照射するX線発生部と、
前記X線を検出するX線検出部と、
前記X線検出部から出力に基づいて、原画像のデータを生成し、前記原画像のデータに基づいて、第1画像のデータと第2画像のデータとを生成する画像データ生成/処理部と、
前画像データ生成/処理部から時系列的に供給される複数の前記第1の立体視画像データと複数の前記第2の立体視画像データとを再配列することにより両眼立体視に対応した表示用立体視画像データを生成する表示用立体視画像データ生成部と、
前記表示用立体視画像データを表示する表示部と、
を具備することを特徴とするX線診断装置。 - 前記表示用立体視画像データ生成部は、前記第1の立体視画像データと前記第2の立体視画像データとに基づいてアクティブ方式、パッシブ方式あるいは裸眼方式の両眼立体視に対応した前記表示用立体視画像データを生成すること、
を特徴とする請求項9記載のX線診断装置。 - 被検体に関する原画像のデータを記憶する記憶部と、
前記原画像のデータから、第1画像データと第2画像データとを発生する画像データ生成/処理部と、
前記第1画像と前記第2画像とのうち、一方を右眼用画像、他方を左眼用画像として表示する表示部とを具備し、
前記第1画像と前記第2画像とのうち、一方の画像は、他方の画像に比べて、種類の異なる複数の分解能のうち、少なくとも1つの分解能に関して、高い分解能を有すること、
を特徴とする医用画像処理装置。 - 前記複数の分解能には、少なくとも空間分解能、濃度分解能、及び時間分解能を含むこと、
を特徴とする請求項11記載の医用画像処理装置。 - 前記一方の画像は、前記他方の画像に比べて、空間分解能に関して、高い分解能を有し、
前記他方の画像は、前記一方の画像に比べて、濃度分解能に関して、高い分解能を有すること、
を特徴とする請求項11記載の医用画像処理装置。 - 原画像のデータを記憶する記憶部と、
前記原画像のデータから、第1画像データと第2画像データとを発生する画像データ生成部と、
前記第1画像と前記第2画像とのうち、一方を右眼用画像、他方を左眼用画像として表示する表示部とを具備し、
前記第1画像と前記第2画像とのうち、一方の画像は、他方の画像に比べて、種類の異なる複数の分解能のうち、少なくとも1つの分解能に関して、高い分解能を有すること、
を特徴とする画像処理装置。 - 前記複数の分解能には、少なくとも空間分解能、濃度分解能、及び時間分解能を含むこと、
を特徴とする請求項14記載の画像処理装置。 - 前記一方の画像は、前記他方の画像に比べて、空間分解能に関して、高い分解能を有し、
前記他方の画像は、前記一方の画像に比べて、濃度分解能に関して、高い分解能を有すること、
を特徴とする請求項14記載の画像処理装置。 - コンピューターに、
被検体に対してX線を照射させるX線発生機能と、
前記X線を検出させるX線検出機能と、
前記X線検出部から出力に基づいて、原画像のデータを生成させ、前記原画像のデータに基づいて、第1画像のデータと第2画像のデータとを生成させる画像データ生成/処理機能と、
前記第1画像と前記第2画像とのうち、一方を右眼用画像、他方を左眼用画像として表示させる表示機能とを実現させ、
前記第1画像と前記第2画像とのうち、一方の画像は、他方の画像に比べて、種類の異なる複数の分解能のうち、少なくとも1つの分解能に関して、高い分解能を有すること、
を特徴とするX線診断装置制御プログラム。 - コンピューターに、
被検体に対してX線を照射させるX線発生機能と、
前記X線を検出させるX線検出機能と、
前記X線検出部から出力に基づいて、原画像のデータを生成させ、前記原画像のデータに基づいて、種類の異なる複数の分解能のうち、少なくとも1つの分解能に関して、前記原画像よりも高い分解能を有する画像のデータを生成させる画像データ生成/処理機能と、
前記原画像と前記生成された画像とのうち、一方を右眼用画像、他方を左眼用画像として表示させる表示機能と、
を実現させることを特徴とするX線診断装置制御プログラム。 - コンピューターに、
被検体に対してX線を照射させるX線発生機能と、
前記X線を検出させるX線検出機能と、
前記X線検出部から出力に基づいて、原画像のデータを生成させ、前記原画像のデータに基づいて、第1画像のデータと第2画像のデータとを生成させる画像データ生成/処理機能と、
前記画像データ生成/処理部から時系列的に供給される複数の前記第1の立体視画像データと複数の前記第2の立体視画像データとを再配列させることにより両眼立体視に対応した表示用立体視画像データを生成させる表示用立体視画像データ生成機能と、
前記表示用立体視画像データを表示させる表示機能と、
を実現させることを特徴とするX線診断装置制御プログラム。 - コンピューターに、
被検体に関する原画像のデータを記憶させる記憶機能と、
前記原画像のデータから、第1画像データと第2画像データとを発生させる画像データ生成/処理機能と、
前記第1画像と前記第2画像とのうち、一方を右眼用画像、他方を左眼用画像として表示させる表示機能とを実現させ、
前記第1画像と前記第2画像とのうち、一方の画像は、他方の画像に比べて、種類の異なる複数の分解能のうち、少なくとも1つの分解能に関して、高い分解能を有すること、
を特徴とする医用画像処理プログラム。 - コンピューターに、
原画像のデータを記憶させる記憶機能と、
前記原画像のデータから、第1画像データと第2画像データとを発生させる画像データ生成機能と、
前記第1画像と前記第2画像とのうち、一方を右眼用画像、他方を左眼用画像として表示させる表示機能とを実現させ、
前記第1画像と前記第2画像とのうち、一方の画像は、他方の画像に比べて、種類の異なる複数の分解能のうち、少なくとも1つの分解能に関して、高い分解能を有すること、
を特徴とする画像処理プログラム。
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