JP2018094409A - Medical image processing apparatus, x-ray diagnostic apparatus, and medical image processing method - Google Patents
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Images
Abstract
Description
本発明の実施形態は、医用画像処理装置、X線診断装置及び医用画像処理方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a medical image processing apparatus, an X-ray diagnostic apparatus, and a medical image processing method.
近年、血管を撮影する血管撮影装置に関する研究が盛んに進められている。血管を撮影するX線透視では、例えば、造影剤等で血管を強調して2次元の透視画像を得ている。一方、血管の走行状態が複雑な部位では、2次元情報だけでは、カテーテル等の進行方向を把握しづらい場合がある。 In recent years, research on an angiography apparatus for imaging blood vessels has been actively conducted. In X-ray fluoroscopy for imaging a blood vessel, for example, a blood vessel is emphasized with a contrast agent or the like to obtain a two-dimensional fluoroscopic image. On the other hand, in a region where the running state of the blood vessel is complicated, it may be difficult to grasp the traveling direction of the catheter or the like with only two-dimensional information.
そこで、透視画像に、その被検体のボリュームデータに基づく画像を重ね合わせて、重畳画像を生成する技術が開発されている。この重畳画像は、3次元ロードマップ画像と呼ばれることがある。3次元ロードマップ画像を参照することにより、透視画像の2次元情報に加えて3次元情報も得ることが可能となるため、画像下治療、即ち、IVR(Interventional Radiology)を行う術者は、血管の走行状態をより正確に把握することができる。 Therefore, a technique has been developed in which an image based on volume data of the subject is superimposed on a fluoroscopic image to generate a superimposed image. This superimposed image may be called a three-dimensional road map image. By referring to the three-dimensional road map image, it is possible to obtain three-dimensional information in addition to the two-dimensional information of the fluoroscopic image. Therefore, an operator who performs sub-image treatment, that is, IVR (Interventional Radiology) It is possible to grasp the running state of the vehicle more accurately.
しかしながら、透視画像にボリュームデータに基づく画像を重ね合せることにより、重複領域において、カテーテル自体や、血管の分岐部が見えにくいことがある。その結果IVRの術者による手技が円滑に進められないこともある。 However, by superimposing an image based on volume data on a fluoroscopic image, it may be difficult to see the catheter itself or the branch of the blood vessel in the overlapping region. As a result, the procedure by the IVR operator may not proceed smoothly.
また、IVRの手技に不必要な領域にまでボリュームデータに基づく画像が重なってしまい、重畳されたボリュームデータに基づく画像が、術者にとってかえって邪魔になる場合もある。 In addition, the image based on the volume data may be overlapped to an area unnecessary for the IVR procedure, and the image based on the superimposed volume data may be an obstacle to the surgeon.
本発明が解決しようとする課題は、IVRの術者が、正確にかつ円滑に手技を行うことができる画像を生成することができる医用画像処理装置、X線診断装置、及び医用画像処理方法を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is a medical image processing apparatus, an X-ray diagnostic apparatus, and a medical image processing method that can generate an image that allows an IVR operator to perform a procedure accurately and smoothly. Is to provide.
本実施形態に係る医用画像処理装置は、被検体をX線により撮像して得られるX線画像に、前記被検体のボリュームデータに基づく画像を重畳した重畳画像を生成する生成部と、デバイスの位置の情報を取得する位置取得部と、を備える。前記生成部は、前記デバイスの位置の情報に基づいて、前記重畳画像における、前記ボリュームデータに基づく画像の重畳範囲を設定する。 The medical image processing apparatus according to this embodiment includes a generation unit that generates a superimposed image in which an image based on volume data of the subject is superimposed on an X-ray image obtained by imaging the subject with X-rays, A position acquisition unit that acquires position information. The generation unit sets an overlapping range of an image based on the volume data in the superimposed image based on information on the position of the device.
以下、本発明の実施形態に係る医用画像処理装置、X線診断装置、及び医用画像処理方法を、添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, a medical image processing apparatus, an X-ray diagnostic apparatus, and a medical image processing method according to embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態の本実施形態のX線診断装置10、及び、X線診断装置10に含まれる第1の実施形態の医用画像診断装置12の構成例を示すブロック図である。図1に示すように、X線診断装置10は、撮影装置11と、医用画像診断装置12とを備えて構成されている。X線診断装置10は、一般的には、検査室や治療室に設置される。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an X-ray
図2は、撮像装置11の構成例を示す外観斜視図である。図1及び図2では、天井走行式Cアームを備えるX線診断装置10を示している。しかしながら、X線診断装置10は、天井走行式Cアームを備える構成に限定されるものではなく、床走行式Cアームを備える構成であってもよく、また、床置き式Cアームを備える構成であってもよい。また、例えば、後述するX線照射装置とX線検出装置とがそれぞれ独立したアームに保持される構成であってもよい。なお、以下では、X線診断装置10がCアームを備える構成として説明するが、これに限定されるものではない。
FIG. 2 is an external perspective view illustrating a configuration example of the
X線診断装置10が具備する撮影装置11と医用画像診断装置12のうち、先ず、撮影装置11の構成と、その概略動作について説明する。図1及び図2に示すように、撮影装置11は、スライド機構21、鉛直軸回転機構23、懸垂アーム24、Cアーム回転機構25、Cアーム26、X線照射装置27、検出装置28、寝台29、コントローラ30、高電圧供給装置31、および駆動制御回路32を備えて構成されている。
Of the
スライド機構21は、Z軸方向レール211、X軸方向レール212、および台車213を備えて構成されている。スライド機構21は、駆動制御回路32を介したコントローラ30による制御によって、鉛直軸回転機構23、懸垂アーム24、Cアーム回転機構25、Cアーム26、X線照射装置27、および検出装置28を一体として水平方向にスライドさせる。
The
Z軸方向レール211は、Z軸方向(天板29aの長軸方向)に延設され、天井に支持される。
The Z-
X軸方向レール212は、X軸方向(天板29aの短軸方向)に延設され、その両端のローラ(図示しない)を介してZ軸方向レール211に支持される。X軸方向レール212は、駆動制御回路32を介したコントローラ30による制御によって、Z軸方向レール211上をZ軸方向に移動される。
The
台車213は、ローラ(図示しない)を介してX軸方向レール212に支持される。台車213は、駆動制御回路32を介したコントローラ30による制御によって、X軸方向レール212上をX軸方向に移動される。
The
台車213を支持するX軸方向レール212がZ軸方向レール211上をZ軸方向に移動可能であり、台車213がX軸方向レール212上をX軸方向に移動可能であるので、台車213は、検査室内を、水平方向(X軸方向およびZ軸方向)に移動可能である。
Since the
鉛直軸回転機構23は、台車213に回転可能に支持される。鉛直軸回転機構23は、駆動制御回路32を介したコントローラ30による制御によって、懸垂アーム24、Cアーム回転機構25、Cアーム26、X線照射装置27、および検出装置28を一体として鉛直軸回転方向T1(図2に図示)に回転させる。
The vertical
懸垂アーム24は、鉛直軸回転機構23によって支持される。
The
Cアーム回転機構25は、懸垂アーム24に回転可能に支持される。Cアーム回転機構25は、駆動制御回路32を介したコントローラ30による制御によって、Cアーム26、X線照射装置27、および検出装置28を一体として懸垂アーム24に対する回転方向T2(図2に図示)に回転させる。
The C
Cアーム26は、Cアーム回転機構25によって支持され、X線照射装置27と検出装置28とを、被検体Pを中心に対向配置させる。Cアーム26の背面又は側面にはレール(図示しない)が設けられ、Cアーム回転機構25とCアーム26とによって挟み込まれる当該レールを介してCアーム26は、駆動制御回路32を介したコントローラ30による制御によって、X線照射装置27、および検出装置28を一体としてCアーム26の円弧方向T3(図2に図示)に円弧動させる。
The
X線照射装置27は、Cアーム26の一端に設けられる。X線照射装置27は、駆動制御回路32を介したコントローラ30による制御によって、前後動が可能なように設けられる。X線照射装置27は、X線管球を有しており、高電圧供給装置31から高電圧電力の供給を受けて、高電圧電力の条件に応じて被検体Pの所定部位に向かってX線を照射する。X線照射装置27は、X線の出射側に、複数枚の鉛羽で構成されるX線照射野絞りや、シリコンゴム等で形成されハレーションを防止するために所定量の照射X線を減衰させる補償フィルタ等を設ける。
The
検出装置28は、Cアーム26の他端であってX線照射装置27の出射の反対側に設けられる。検出装置28は、駆動制御回路32を介したコントローラ30による制御によって、前後動が可能なように設けられる。検出装置28は、平面検出器(FPD:Flat Panel Detector)28aを有し、2D状に配列された検出素子によりX線を検出して、ピクセルごとにデジタル信号に変換する。
The
なお、検出装置28は、例えば、I.I.(Image Intensifier)−TV系であってもよく、この場合、I.I.TVカメラおよびA/D(Analog to Digital)変換回路を備えるようにしてもよい。このように、検出装置28は、被検体Pを透過したX線または直接入射されるX線を検出できさえすればよい。
The
寝台29は、床面に支持され、天板(カテーテルテーブル)29aを支持する。寝台29は、駆動制御回路32を介したコントローラ30による制御によって、天板29aを水平(X、Z軸方向)動、上下(Y軸方向)動およびローリングさせる。天板29aは、被検体Pを載置可能であり、移動可能となっている。なお、撮影装置11は、X線照射装置27が天板29aの下方に位置するアンダーチューブタイプである場合を説明するが、X線照射装置27が天板29aの上方に位置するオーバーチューブタイプである場合であってもよい。
The
コントローラ30は、図示しないCPU(Central Processing Unit)およびメモリを含んでいる。コントローラ30は、高電圧供給装置31、および駆動制御回路32等の動作を制御する。コントローラ30は、寝台29や天板29aを駆動する駆動制御回路32等を制御していることにより、寝台29の位置を示す寝台29の位置情報や天板29aの位置を示す天板29aの位置情報を算出可能である。
The
高電圧供給装置31は、コントローラ30の制御に従って、X線照射装置27に高電圧電力を供給可能である。
The high
駆動制御回路32は、コントローラ30の制御に従って、スライド機構21、鉛直軸回転機構23、Cアーム回転機構25、Cアーム26、X線照射装置27、検出装置28、および寝台29の天板29aをそれぞれ駆動可能である。
The
次に、医用画像処理装置12の構成と、その概略動作について説明する。図1の右側に示すように、医用画像処理装置12は、処理回路41、第1の記憶回路42、入力回路43、通信制御回路44、第2の記憶回路51、画像処理回路52およびディスプレイ53等のハードウェアから構成される。処理回路41は、共通信号伝送路としてのバスを介して、医用画像処理装置12を構成する各ハードウェア構成要素に相互接続されている。また、処理回路41は、医用画像処理装置12を統括的に制御する機能を備えている。
Next, the configuration and schematic operation of the medical
処理回路41はプロセッサを有している。プロセッサは、第1の記憶回路42のメモリ42Aに記憶されている所定のプログラムを、メモリ42Aから読み出し、実行することにより、プログラムによって規定される各種の機能を実現する。
The
ここで、「プロセッサ」という文言は、例えば、専用又は汎用のCPU(Central Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)、複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、及び、フィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA)などのデバイスや回路を意味する。 Here, the term “processor” means, for example, a dedicated or general-purpose CPU (Central Processing Unit), an application specific integrated circuit (ASIC), a programmable logic device (for example, a simple programmable logic device ( It means devices and circuits such as Simple Programmable Logic Device (SPLD), Complex Programmable Logic Device (CPLD), and Field Programmable Gate Array (FPGA).
プロセッサは、メモリに保存された、もしくはプロセッサの回路内に直接組み込まれたプログラムを読み出し、実行することで各機能を実現する。プロセッサが複数設けられ場合、プログラムを記憶するメモリ42Aは、プロセッサごとに個別に設けられるものであっても構わないし、或いは、図1の第1の記憶回路42のメモリ42Aが各プロセッサの機能に対応するプログラムを記憶するものであっても構わない。
The processor implements each function by reading and executing a program stored in the memory or directly incorporated in the circuit of the processor. When a plurality of processors are provided, the
第1の記憶回路42は、メモリ42Aとして、ROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)等を備えている。メモリ42Aは、上述した各種のプログラムの他、IPL(Initial Program Loading)、BIOS(Basic Input/Output System)のデータを記憶してもよい。また、メモリ42Aを処理回路41のワークメモリとして使用してもよいし、データの一時的な記憶に用いてもよい。
The
また、第1の記憶回路42は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)42Bをさらに備えている。HDD42Bは、医用画像処理装置12にインストールされたプログラム(アプリケーションプログラムの他、OS(Operating System)等も含まれる)や、データを記憶する。また、術者に対する情報の表示にグラフィックを多用し、基礎的な操作を入力回路43によって行なうことができるGUI(Graphical User Interface)を、OSに提供させることもできる。
The
また、第1の記憶回路42のメモリ42AかHDD42Bのいずれかは、後述する被検体Pのボリュームデータを記憶する。
Further, either the
入力回路43は、医師や検査技師などの操作者によって操作が可能なポインティングデバイス(マウスなど)やキーボードなどの入力デバイスからの信号を入力する回路であり、ここでは、入力デバイス自体も入力回路43に含まれるものとする。実施形態では、操作に従った入力信号が入力回路43から処理回路41に送られる。
The
通信制御回路44は、各規格に応じた通信制御を行なう。通信制御回路44は、例えば、電話回線や専用回線などを通じて、図示しないネットワークに接続することができる機能を有している。
The
第2の記憶回路51は、処理回路41の制御によって、撮影装置11の検出装置28のA/D変換回路から出力された検出データを記憶する。また、第2の記憶回路51は、処理回路41の制御によって、画像処理回路52から出力された透視画像および撮影画像をデータとして記憶する。第2の記憶回路51は、画像処理を行う前の透視画像や撮影画像(いわゆるオリジナル画像)を記憶しており、ディスプレイ54に画像を表示する際に、画像処理回路52において、その都度、必要な画像処理が施されるようになっている。
The
画像処理回路52は、処理回路41の制御によって、第2の記憶回路51に記憶される検出データから、透視画像や撮影画像を生成する。透視画像と撮影画像はいずれもX線画像であるが、このうち、透視画像は、比較的低いX線線量で撮影される画像である。透視画像は、血管の状態や、血管内に挿入したカテーテル等のデバイスの状態をリアルタイムに観察するための画像であり、所定のフレームレートを有する動画である。透視画像を取得する行為、或いは動作を、単に「透視」すると呼ぶことがある。また、透視画像を取得する動作モードを、「透視モード」と呼ぶ場合がある。
The
一方、撮影画像は、透視画像の撮影よりも高いX線線量で撮影される画像である。撮影画像は、通常は静止画であるが、動画とすることもできる。撮影画像は透視画像よりも高いX線線量で撮影されるため、透視画像よりも高品質の画像となる。撮影画像を取得する行為、或いは動作を、単に「撮影」すると呼ぶことがある。また、撮影画像を取得する動作モードを、「撮影モード」と呼ぶ場合がある。 On the other hand, the photographed image is an image photographed at a higher X-ray dose than the fluoroscopic image. The captured image is normally a still image, but can also be a moving image. Since the captured image is captured with an X-ray dose higher than that of the fluoroscopic image, the image is higher in quality than the fluoroscopic image. The act or operation of acquiring a captured image may be simply referred to as “photographing”. In addition, an operation mode for acquiring a captured image may be referred to as a “shooting mode”.
透視画像を参照しつつIVRを行っている医師等が、術中の特定の状態を記録したい場合等に、透視モードから撮影モードに一時的に移行して、品質の高い撮影画像を取得し、その後再び透視モードに戻ってIVRを継続する、といったことが行われる。 When a doctor or the like who performs IVR while referring to a fluoroscopic image wants to record a specific state during surgery, the doctor temporarily shifts from the fluoroscopic mode to the imaging mode to acquire a high-quality captured image, and then For example, returning to the fluoroscopic mode again and continuing the IVR is performed.
画像処理回路52は、透視モードや撮影モードで取得された検出データに基づいて、透視画像や撮影画像を夫々生成する。生成された透視画像や撮影画像は、第2の記憶回路51に一時的に記憶される。
The
画像処理回路52は、第2の記憶回路51に記憶される透視画像や撮影画像に対して、さらに所定の画像処理を施す。画像処理としては、データに対する拡大/階調/空間フィルタ処理や、時系列に蓄積されたデータの最小値/最大値トレース処理、およびノイズを除去するための加算処理等が挙げられる。なお、画像処理回路52による画像処理後のデータは、処理回路41の生成機能45及び位置検出機能46に出力される。
The
次に、処理回路41によって実現される生成機能45及び位置検出機能46について説明する。生成機能45及び位置検出機能46は、処理回路41のプロセッサが、所定の読み出したプログラムを実行することによって実現される。
Next, the
生成機能45は、IVRの実施中に取得にリアルタイムに取得される前述した透視画像に、「ボリュームデータに基づく画像」を重畳して、重畳画像を生成する。一方、位置検出機能46は、IVRの実施に使用されるカテーテル等のデバイスの位置をリアルタイムに検出する。また、生成機能45は、検出されたデバイスの位置の情報に基づいて、重畳画像における、「ボリュームデータに基づく画像」と透視画像との重畳範囲を設定、或いは変更する処理を行う。これらの各機能のより詳細な説明はさらに後述する。ディスプレイ54は、生成機能45によって生成された重畳画像を表示する。また、画像処理回路52によって生成された透視画像や撮影画像も表示する。
The
ここで、透視画像に重畳される「ボリュームデータに基づく画像」について説明する。「ボリュームデータ」とは、透視画像の撮影対象(即ち、IVRの対象)と同じ被検体に対して、IVRの実施よりも前に実施された撮影によって生成した3次元画像データのことである。このボリュームデータは、本実施形態のX線診断装置10のCアーム26を回転させながら収集した複数の投影画像を再構成することによって生成することができる。また、X線診断装置10とは異なるモダリティ装置、例えば、X線CT装置や、MRI装置で取得した同一被検体の3次元画像データを、上記の「ボリュームデータ」とすることができる。
Here, the “image based on volume data” superimposed on the fluoroscopic image will be described. “Volume data” refers to three-dimensional image data generated by imaging performed on the same subject as the fluoroscopic image capturing target (that is, the IVR target) before performing the IVR. This volume data can be generated by reconstructing a plurality of projection images collected while rotating the C-
また、「ボリュームデータに基づく画像」とは、上記のボリュームデータを2次元面上に投影する処理、即ち、レンダリング処理によって生成される画像のことである。レンダリング処理の具体的な方法は特に限定するものではなく、レイキャスティング法やMIP法等の種々のレンダリング処理の手法を採用することができる。ここで、レンダリング処理に用いる投影方向は、透視画像の撮影方向に略一致させるものとする。 The “image based on volume data” refers to an image generated by a process of projecting the volume data on a two-dimensional surface, that is, a rendering process. A specific method of rendering processing is not particularly limited, and various rendering processing methods such as a ray casting method and an MIP method can be employed. Here, it is assumed that the projection direction used for the rendering process substantially matches the photographing direction of the fluoroscopic image.
なお、以下の説明では、「ボリュームデータに基づく画像」、即ち、ボリュームデータをレンダリング処理して生成される画像を、「レンダリング画像」と呼ぶものとする。 In the following description, an “image based on volume data”, that is, an image generated by rendering volume data is referred to as a “rendered image”.
レンダリング画像は、例えば、第1の記憶回路42から被検体Pのボリュームデータを読み出して、処理回路41が生成してもよく、または、画像処理回路52が生成してもよい。生成されたレンダリング画像は、例えば、第1の記憶回路42に記憶される。
For example, the rendering image may be generated by the
次に、第1の実施形態の医用画像処理装置12の処理例について、図3に示すフローチャートを用いて説明する。
Next, a processing example of the medical
まず、術者が入力回路43を操作して、3次元ロードマップの開始ボタンが押下されると、医用画像処理装置12は、被検体Pの透視を開始して、透視画像を生成処理を開始する(ステップS001)。例えば、撮影装置11の検出装置28から出力された検出データに基づいて、画像処理回路52は、リアルタイムで透視画像を生成する。なお、ステップS001で透視を開始して透視画像を生成する処理は、ステップS013において透視を終了する判定が行われるまで、リアルタイムで継続して行われる。
First, when the operator operates the
次に、医用画像処理装置12は、例えば、術者が入力回路43を操作することにより、第1の記憶回路42から、ボリュームデータを読み出す(ステップS003)。このボリュームデータは、例えば、前述したように、X線診断装置10で事前に撮影した複数の投影画像を再構成することによって生成した3次元画像データや、X線CT装置やMRI装置で取得した同一被検体の3次元画像データである。次に、ステップS005において、医用画像処理装置12は、読み出したボリュームデータからレンダリング画像を生成し、さらに、リアルタイムに生成されている透視画像にレンダリング画像を重畳して、重畳画像を生成する。この場合、医用画像処理装置12の処理回路41は、ボリュームデータの投影方向が透視画像の撮影方向と一致するようにしてレンダリング画像を生成する。また、透視画像とレンダリング画像との位置合わせ処理も行ったうえで、重畳画像を生成する。
Next, the medical
また、術者が入力回路43を操作することにより、医用画像処理装置12は、重畳画像の表示方法の設定を受け付ける(ステップS007)。例えば、第1の実施形態の医用画像処理装置12では、カテーテル等のIVRで使用するデバイスの位置に基づいて、重畳画像において、カテーテル等のデバイスを含む領域のレンダリング画像を非表示にする等の、重畳画像の表示方法の設定を受け付ける。以下、デバイスがカテーテルであるものとして説明を進める。
Further, when the surgeon operates the
処理回路41は、設定された重畳画像の表示方法にしたがって、重畳画像を修正しながら表示する。例えば、処理回路41は、カテーテルの位置に基づいて(或いは、カテーテルの移動に伴って)、重畳領域の範囲を変更し、カテーテルを含む領域のレンダリング画像を非表示にするように重畳画像を表示する。また、処理回路41は、IVR中のカテーテルの移動に伴って、レンダリング画像を非表示にする領域を移動させる(ステップS009)。
The
図4は、ディスプレイ53に表示される血管画像の一例である。この血管画像は、透視画像とレンダリング画像とが重ね合わされた重畳画像となっている。第1の実施形態の重畳画像では、カテーテルKTの移動に伴って重畳領域の範囲が変更され、カテーテルKTを含む領域のレンダリング画像が非表示になる。
FIG. 4 is an example of a blood vessel image displayed on the
図4に示す重畳画像のうち、灰色のハッチング領域は、透視画像とレンダリング画像とが重畳されている重畳領域を示している。一方、白色の領域は、レンダリング画像は重畳されず(即ち、レンダリング画像が非表示となり)、透視画像のみが表示される領域を示している。なお、図5乃至図7における、灰色と白色の領域も、上記の図4の同じ対応関係を示している。 In the superimposed image shown in FIG. 4, a gray hatched area indicates a superimposed area where the fluoroscopic image and the rendered image are superimposed. On the other hand, the white area indicates an area in which the rendered image is not superimposed (that is, the rendered image is not displayed) and only the fluoroscopic image is displayed. Note that the gray and white regions in FIGS. 5 to 7 also show the same correspondence as in FIG.
ここで、第1の実施形態では、透視画像とレンダリング画像とが重畳された重畳画像において、カテーテルKTを含む領域のレンダリング画像を非表示とするようにしている。なお、カテーテルKTを含む領域は、カテーテルKTの先端等の1つの位置を含む領域に限定されるものではなく、カテーテルKT内の複数の位置を含む領域でもよい。また、カテーテルKTを含む領域は、カテーテルKTの先端から挿入元側へ延びる挿入具の所定長の範囲の領域でもよい。 Here, in the first embodiment, the rendered image of the region including the catheter KT is not displayed in the superimposed image in which the fluoroscopic image and the rendered image are superimposed. The region including the catheter KT is not limited to a region including one position such as the tip of the catheter KT, and may be a region including a plurality of positions in the catheter KT. Further, the region including the catheter KT may be a region within a predetermined length range of the insertion tool extending from the distal end of the catheter KT to the insertion source side.
図4(a)では、例えば、医用画像処理装置12の処理回路41は、位置検出機能46によって透視画像におけるカテーテルKTの位置を検出すると、重畳画像におけるカテーテルKTを含む領域のレンダリング画像を、非表示にするようになっている。
4A, for example, when the
一方、図4(b)は、処理回路41の位置検出機能46により、移動するカテーテルKTの位置を透視画像から検出し、重畳領域がカテーテルKTが移動に伴って変更される表示例を示している。具体的には、カテーテルKTが、図4(b)内の上方向に進むに従い、レンダリング画像と透視画像との重畳領域が移動する表示例を示している。
On the other hand, FIG. 4B shows a display example in which the
図3に戻り、ステップS011では、必要に応じて、撮影画像が取得される。通常の透視では、透視画像がリアルタイムな動画としえ撮影されるが、その一方、X線線量を高く設定して撮影した高品質の撮影画像を確認したい場合や、この高品質の撮影画像を記録したい場合もある。このような場合には、術者は入力回路43を操作することにより、透視時よりも線量を高めて、撮影画像を取得することができる。
Returning to FIG. 3, in step S011, a captured image is acquired as necessary. In normal fluoroscopy, a fluoroscopic image is taken as a real-time video. On the other hand, if you want to check a high-quality shot image taken with a high X-ray dose, or want to record this high-quality shot image In some cases. In such a case, the surgeon can operate the
ステップS013では、透視の終了判定を行う。透視を医用画像処理装置12は、透視を終了するか否かを待ち受けるようになっており、重畳画像の表示方法を変更して透視を継続する場合には、図3に示すように、ステップS007に戻る。なお、重畳画像の表示方法を変更することなく透視を継続する場合には、ステップS013からステップS009に戻る。
In step S013, the end of fluoroscopy is determined. The medical
以上説明したように、第1の実施形態に係る医用画像処理装置12は、被検体Pを透視することによって得られる透視画像に、被検体Pのボリュームデータに基づく画像(即ち、レンダリング画像)を重畳して、重畳画像を生成し、さらに、IVRの実施中に移動するカテーテルの位置に基づいて、重畳画像におけるレンダリング画像の重畳領域の範囲を変更することができる。
As described above, the medical
これにより、術者がカテーテルを進行させる場合において、透視画像に重畳されたレンダリング画像が手技の邪魔になることなく、スムーズに手技を進めることができる。 As a result, when the surgeon advances the catheter, the rendering image superimposed on the fluoroscopic image can proceed smoothly without interfering with the procedure.
ここで、図4に示した第1の実施形態の表示方法では、透視画像とレンダリング画像とが重ね合わされた重畳画像において、カテーテルKTを含む領域のみ、レンダリング画像を非表示にしていた。しかしながら、第1の実施形態は、この表示方法に限定されるものではない。 Here, in the display method of the first embodiment shown in FIG. 4, the rendered image is hidden only in the region including the catheter KT in the superimposed image in which the fluoroscopic image and the rendered image are superimposed. However, the first embodiment is not limited to this display method.
(第1の実施形態の変形例1)
第1の実施形態の変形例1の医用画像処理装置12では、カテーテルKTの進行方向の経路において、カテーテルKTを含む領域を非表示にするだけでなく、カテーテルKTの先端の位置から所定の距離以上の遠い距離の領域のレンダリング画像も、非表示にすることができる。
(Modification 1 of the first embodiment)
In the medical
別の言い方をすれば、第1の実施形態の変形1の表示方法では、カテーテルKTの先端の位置から先の所定の範囲の領域のみ、透視画像とレンダリング画像とを重ねて表示し、それ以外の領域では、レンダリング画像を非表示として透視画像のみを表示させている。なお、このような非表示方法の種類は、図3のステップS007において設定することができる。 In other words, in the display method according to the first modification of the first embodiment, the fluoroscopic image and the rendered image are displayed so as to overlap each other only in a predetermined range from the position of the tip of the catheter KT. In this area, only the fluoroscopic image is displayed without displaying the rendered image. Such a non-display method type can be set in step S007 of FIG.
図5は、第1の実施形態の変形1の表示方法を説明する図である。 FIG. 5 is a diagram for explaining a display method according to the first modification of the first embodiment.
図5に示すように、ディスプレイ53に表示される重畳画像では、カテーテルKTの先端の位置から先の所定の範囲の領域のみ、透視画像とレンダリング画像とが重畳された重畳領域となっている。図5(a)では、レンダリング画像は、カテーテルKTの先端から少し先の領域のみ重畳表示がなされており、その他の領域は、レンダリング画像が不要な領域として、非表示になっている。例えば、レンダリング画像を重畳させる範囲を、カテーテルKTの先端の1mm先の位置から、同じ先端から5mmまでと設定することにより、カテーテルKTの先端から5mm以上の距離の領域のレンダリング画像を、非表示にすることができる。
As shown in FIG. 5, the superimposed image displayed on the
図5(b)は、カテーテルKTの移動に伴って、重複領域が移動する状況を示している。ここで、例えば、血管が分岐している箇所がある場合は、分岐の地点において、重畳された複数のレンダリング画像によって、カテーテルKTの先端の分岐を明示することができるので、術者は、透視画像における血管を、より見やすくすることができる。
(第1の実施形態の変形例2)
FIG. 5B shows a situation where the overlapping region moves as the catheter KT moves. Here, for example, when there is a part where the blood vessel is branched, the branch of the distal end of the catheter KT can be clearly indicated by a plurality of superimposed rendered images at the branching point. The blood vessels in the image can be made easier to see.
(Modification 2 of the first embodiment)
上述した変形例1の表示方法では、医用画像処理装置12は、ディスプレイ53に、カテーテルKTの先端付近を示す近傍のみ、レンダリング画像が重畳された重畳画像を表示させるようになっていた。第1の実施形態の変形例2の表示方法では、カテーテルKTの位置に依らず、位置が常に固定された重畳領域を付加的に表示している。
In the display method of the first modification described above, the medical
図6は、第1の実施形態の変形2の表示方法を説明する図である。 FIG. 6 is a diagram illustrating a display method according to the second modification of the first embodiment.
図6(a)は、ディスプレイ53に表示される重畳画像において、レンダリング画像を固定して表示する固定領域FRがさらに設けられる表示を示している。図6(a)に表示された固定領域FRのレンダリング画像は、カテーテルKTの移動に伴って、カテーテルKTの先端付近に位置するレンダリング画像が移動しても、移動しないようになっている。
FIG. 6A shows a display in which a fixed area FR for fixing and displaying a rendered image is further provided in the superimposed image displayed on the
血管における瘤は常に確認したい部位であるため、例えば、瘤に該当する領域が固定領域FRとして設定される。 Since the aneurysm in the blood vessel is a part that is always desired to be confirmed, for example, a region corresponding to the aneurysm is set as the fixed region FR.
図6(b)は、カテーテルKTの移動に伴って、カテーテルKTの先端の領域に位置するレンダリング画像が移動して、固定領域FRに到達した状態を示す説明図(表示例1)である。カテーテルKTの先端付近に位置するレンダリング画像は、カテーテルKTの移動に伴って重畳領域の範囲が非表示となり、固定領域FRのレンダリング画像のみが表示されている。 FIG. 6B is an explanatory diagram (display example 1) showing a state where the rendering image located in the region at the distal end of the catheter KT has moved to reach the fixed region FR with the movement of the catheter KT. In the rendering image located near the distal end of the catheter KT, the range of the overlapping region is not displayed with the movement of the catheter KT, and only the rendering image of the fixed region FR is displayed.
なお、カテーテルKTが固定領域FRに到達した場合において、固定領域FRの表示方法は、これに限定されるものではない。医用画像処理装置12は、例えば、カテーテルKTの移動に伴って、固定領域FRのレンダリング画像を非表示にしてもよく、または、重畳領域を常に表示するようにしてもよい。また、カテーテルKTの表示方法も、固定領域FRに到達したことにより、変更するようにしてもよい。
When the catheter KT reaches the fixed region FR, the display method of the fixed region FR is not limited to this. For example, the medical
図6(c)は、カテーテルKTが固定領域FRに到達した場合、そのカテーテルKTが通過した血管のレンダリング画像を、透視画像に重畳表示させた場合の説明図(表示例2)である。図6(c)では、例えば、血管の分岐が明確に認識することができるように、血管の分岐を中心にしてレンダリング画像が重畳表示されている。なお、表示形態は一例であって、カテーテルKTが固定領域FRに到達したことにより、カテーテルKTが通過した血管の全ての領域にレンダリング画像を重畳表示するようにしてもよい。 FIG. 6C is an explanatory diagram (display example 2) when the rendered image of the blood vessel through which the catheter KT has passed is superimposed and displayed on the fluoroscopic image when the catheter KT reaches the fixed region FR. In FIG. 6C, for example, the rendering image is superimposed and displayed around the branch of the blood vessel so that the branch of the blood vessel can be clearly recognized. Note that the display form is an example, and when the catheter KT reaches the fixed region FR, the rendering image may be displayed in an overlaid manner on all the regions of the blood vessel through which the catheter KT has passed.
また、透視は、一般的なリアルタイム透視を実行する場合には、1秒間に30フレームの透視が行われるが、重畳画像の更新は、透視と同一のタイミングに限定されるものではない。例えば、リアルタイム透視を1秒間に30フレームで透視している場合であっても、重畳画像の更新は、1秒間に15フレームのタイミングで実行するようにしてもよい。 In addition, when performing general real-time fluoroscopy, fluoroscopy is performed for 30 frames per second, but the update of the superimposed image is not limited to the same timing as fluoroscopy. For example, even when real-time fluoroscopy is performed at 30 frames per second, the superimposed image may be updated at a timing of 15 frames per second.
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、医用画像処理装置12の処理回路41は、カテーテルKTの位置に基づいて、重畳画像におけるカテーテルKTを含む領域のレンダリング画像を、非表示にするようになっていた。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the
これに対して、第2の実施形態の表示方法では、医用画像処理装置12の処理回路41は、カテーテルKTの位置に基づいて、重畳画像におけるレンダリング画像の重畳領域の範囲を変更するものである。例えば、カテーテルKTを含む領域と、カテーテルKTの先端の位置から先の所定の範囲の領域とを、レンダリング画像と透視画像とを重畳して表示し、それ以外の領域では、レンダリング画像を非表示とするものとしている。
図7は、第2の実施形態の表示方法を説明する図である。
On the other hand, in the display method of the second embodiment, the
FIG. 7 is a diagram for explaining a display method according to the second embodiment.
図7(a)に示すように、第2の実施形態の表示方法は、第1の実施形態の変形1の表示方法(図5参照)による重畳領域に、カテーテルKTが含まれる領域を重畳領域としてさらに付加する表示方法となっている。 As shown in FIG. 7A, in the display method of the second embodiment, the region including the catheter KT is overlapped with the overlap region by the display method of the first modification of the first embodiment (see FIG. 5). As a display method to be further added.
一方、図7(b)は、カテーテルKTの移動に伴って、重複領域が移動する状況を示している。 On the other hand, FIG.7 (b) has shown the condition where an overlapping area | region moves with the movement of the catheter KT.
術者によっては、カテーテルKTが含まれる領域も、透視画像にレンダリング画像が重畳された状態で観察したいと望む者もある。このような術者のニーズに応えるため、第1の実施形態の表示方法だけでなく、第2の実施形態の表示方法も選択できることが好ましい。 Some surgeons wish to observe the region including the catheter KT in a state where the rendered image is superimposed on the fluoroscopic image. In order to meet the needs of the surgeon, it is preferable that not only the display method of the first embodiment but also the display method of the second embodiment can be selected.
また、第1および第2の実施形態において、処理回路41は、カテーテルKTの位置に基づいて、重畳画像におけるレンダリング画像を、透過的に重畳するようにしてもよい。
In the first and second embodiments, the
例えば、血管の分岐箇所や閉塞部では、レンダリング画像が重畳されることにより見づらくなることも生じ得る。そのため、血管の分岐箇所や閉塞部に位置するレンダリング画像は、通常の重畳するレンダリング画像とは異なり、透過性を高めて重畳するようにしてもよい。なお、この透過性を高める設定は、図3のステップS007において設定することができる。 For example, it may be difficult to see a rendering image superimposed on a blood vessel branch or occlusion. For this reason, a rendering image located at a branching point or occluded portion of a blood vessel may be superimposed with increased transparency, unlike a rendering image that is normally superimposed. The setting for increasing the transparency can be set in step S007 of FIG.
また、重畳画像において、レンダリング画像の角位置における透過度を、デバイスの位置に基づいて設定し、設定された透過度を有するレンダリング画像を、透視画像に重ね合わせて重畳画像を生成するようにしてもよい。この場合、前述した各実施形態において、レンダリング画像を非表示とした領域は、例えば、大きな透過度を有するレンダリング画像と透視画像とが重ね合わせられた領域(レンダリング画像の成分が透視画像の成分よりも小さく設定された領域)となる。 Also, in the superimposed image, the transparency at the angular position of the rendered image is set based on the position of the device, and the rendered image having the set transparency is superimposed on the fluoroscopic image to generate a superimposed image. Also good. In this case, in each of the above-described embodiments, the region where the rendering image is not displayed is, for example, a region where a rendering image having a high transparency and a perspective image are superimposed (the component of the rendering image is greater than the component of the perspective image). Is also set to a small area).
ここまでの説明では、カテーテル等のデバイスの位置は、透視画像から検出するものとしてきたが、デバイスの位置の検出方法はこれに限定されない。例えば、デバイスの位置を検出するためのセンサを別途設け、このセンサの出力を用いて、カテーテル等のデバイスの位置を検出してもよい。 In the description so far, the position of a device such as a catheter has been detected from a fluoroscopic image, but the method for detecting the position of the device is not limited to this. For example, a sensor for detecting the position of the device may be separately provided, and the position of a device such as a catheter may be detected using the output of the sensor.
図8は、図3に示した重畳領域変更処理の変形例に対応するフローチャートである。図3と同じ処理には同じ符号を付し、その説明を省略する。 FIG. 8 is a flowchart corresponding to a modification of the overlapping area changing process shown in FIG. The same processes as those in FIG.
図8に示す処理では、ステップS001に続くステップS003の後、ステップS007の処理を行って、透視画像の表示方法の設定を受け付ける。 In the process shown in FIG. 8, after step S003 following step S001, the process of step S007 is performed to accept setting of a method for displaying a fluoroscopic image.
次に、ステップS100にて、Cアーム26の角度情報から透視画像の透視方向を取得する。ステップS102では、透視方向に対応する投影方向からレンダリング処理されたレンダリング画像を、ボリュームデータから生成する。
Next, in step S100, the fluoroscopic direction of the fluoroscopic image is acquired from the angle information of the
ステップS104では、カテーテル等のデバイスの位置を、例えば透視画像から検出する。 In step S104, the position of a device such as a catheter is detected from, for example, a fluoroscopic image.
ステップS106では、透視画像とレンダリング画像とを重ね合わせて重複画像を生成する一方、レンダリング画像の重複領域を、検出したデバイス位置に基づいて設定する。ステップS106の処理は、図3におけるステップS005とステップS009の処理に対応する処理である。ステップS106で生成された重複画像は、ディスプレイ53に表示される。ステップS011とステップS013の処理は、図3と同じである。
In step S106, the fluoroscopic image and the rendering image are overlapped to generate an overlapping image, while an overlapping area of the rendering image is set based on the detected device position. The process of step S106 is a process corresponding to the processes of step S005 and step S009 in FIG. The duplicate image generated in step S106 is displayed on the
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、術者がカテーテルを進行させる場合において、透視画像に重畳されたレンダリング画像が手技の邪魔になることなく、スムーズに手技を進めることができる。 According to at least one embodiment described above, when the operator advances the catheter, the rendered image superimposed on the fluoroscopic image can proceed smoothly without interfering with the procedure.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10 X線診断装置
11 撮影装置
12 DF装置
21 スライド機構
23 鉛直軸回転機構
24 懸垂アーム
25 Cアーム回転機構
26 Cアーム
27 X線照射装置
28 検出装置
30 コントローラ
32 駆動制御部
41 処理回路
42 第1の記憶回路
43 入力回路
44 通信制御回路
45 生成機能
46 位置検出機能
51 第2の記憶回路
52 画像処理回路
53 ディスプレイ
DESCRIPTION OF
Claims (13)
デバイスの位置の情報を取得する位置取得部と、を備え、
前記生成部は、
前記デバイスの位置の情報に基づいて、前記重畳画像における、前記ボリュームデータに基づく画像の重畳範囲を設定する、
医用画像処理装置。 A generating unit that generates a superimposed image in which an image based on volume data of the subject is superimposed on an X-ray image obtained by imaging the subject with X-rays;
A location acquisition unit that acquires device location information,
The generator is
Based on the information on the position of the device, in the superimposed image, an image overlapping range based on the volume data is set.
Medical image processing apparatus.
請求項1に記載の医用画像処理装置。 The position information of the device includes the coordinates of the tip of the device.
The medical image processing apparatus according to claim 1.
請求項2に記載の医用画像処理装置。 The position information of the device further includes coordinates of a portion of the device that is different from the tip.
The medical image processing apparatus according to claim 2.
前記重畳画像において、前記デバイスを含む領域の前記ボリュームデータに基づく画像を、前記デバイスの位置に基づいて、非表示にする、
請求項1乃至3のうちいずれか一項に記載の医用画像処理装置。 The generator is
In the superimposed image, an image based on the volume data of an area including the device is hidden based on the position of the device.
The medical image processing apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記ボリュームデータに基づく画像を非表示にする領域を、前記デバイスの移動に伴って移動させる、
請求項4に記載の医用画像処理装置。 The generator is
Moving an area for hiding an image based on the volume data as the device moves;
The medical image processing apparatus according to claim 4.
前記重畳画像において、前記デバイスの進行方向の経路における、前記デバイスの先端の位置から所定の距離以上の遠い距離の領域の前記ボリュームデータに基づく画像を、さらに非表示にする、
請求項5に記載の医用画像処理装置。 The generator is
In the superimposed image, the image based on the volume data in a region far away from the position of the tip of the device in a path in the traveling direction of the device is further hidden.
The medical image processing apparatus according to claim 5.
前記ボリュームデータに基づく画像を非表示にする領域を、前記デバイスの移動に伴って移動させる一方、前記ボリュームデータに基づく画像を固定して表示する固定領域の設定を受け付け、前記固定領域に対応する前記ボリュームデータに基づく画像を、前記デバイスの移動に関わらず固定して重畳する、
請求項6に記載の医用画像処理装置。 The generator is
The area that hides the image based on the volume data is moved in accordance with the movement of the device, and the setting of the fixed area for fixing and displaying the image based on the volume data is received and corresponds to the fixed area. The image based on the volume data is fixed and superimposed regardless of the movement of the device,
The medical image processing apparatus according to claim 6.
前記重畳画像において、前記ボリュームデータに基づく画像の各位置における透過度を、前記デバイスの位置に基づいて設定し、設定された前記透過度を有する前記ボリュームデータに基づく画像を、前記X線画像に重畳する、
請求項1乃至7のいずれか1項に記載の医用画像処理装置。 The generator is
In the superimposed image, the transparency at each position of the image based on the volume data is set based on the position of the device, and the image based on the volume data having the set transparency is set as the X-ray image. Superimpose,
The medical image processing apparatus according to any one of claims 1 to 7.
デバイスの位置の情報を取得する位置取得部と、を備え、
前記生成部は、
前記デバイスの位置の情報に基づいて、前記重畳画像における前記ボリュームデータに基づく画像の各位置における透過度を設定する、
医用画像処理装置。 A generating unit that generates a superimposed image in which an image based on volume data of the subject is superimposed on an X-ray image obtained by imaging the subject with X-rays;
A location acquisition unit that acquires device location information,
The generator is
Based on the position information of the device, setting the transparency at each position of the image based on the volume data in the superimposed image,
Medical image processing apparatus.
を備えるX線診断装置。 The medical image processing apparatus according to claim 1,
An X-ray diagnostic apparatus comprising:
を備えるX線診断装置。 The medical image processing apparatus according to claim 10,
An X-ray diagnostic apparatus comprising:
デバイスの位置を取得し、
前記デバイスの位置の情報に基づいて、前記重畳画像における、前記ボリュームデータに基づく画像の重畳範囲、及び、前記重畳画像における前記ボリュームデータに基づく画像の各位値における透過度のうち少なくとも一方を設定する、
医用画像処理方法。 Superimposing an image based on the volume data of the subject on a real-time X-ray image obtained by imaging the subject with X-rays to generate a superimposed image;
Get device location,
Based on the position information of the device, at least one of the superimposition range of the image based on the volume data in the superimposed image and the transparency at each value of the image based on the volume data in the superimposed image is set. ,
Medical image processing method.
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