JP5121173B2 - 3D image generator - Google Patents

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本発明は、例えば血管診断に用いられるX線診断装置に適用され、心臓血管等の被検体を2方向から撮影して各静止画像データを取得し、これら静止画像データを再構成して3次元画像データを構築する3次元画像生成装置に関する。   The present invention is applied to, for example, an X-ray diagnostic apparatus used for blood vessel diagnosis, acquires a still image data by imaging a subject such as a cardiovascular vessel from two directions, and reconstructs the still image data to obtain a three-dimensional image. The present invention relates to a three-dimensional image generation apparatus that constructs image data.

心臓血管インターベンション手術中には、X線診断装置を用いて例えば心臓血管の画像を表示している。医師等のユーザからは、心臓血管インターベンション手術中に、血管を立体画像(3次元画像)として観察したいという要望が多い。近年、このような心臓血管立体表示(coronary 3D、coronary tree)の技術が提案されている。この心臓血管立体表示は、造影された血管を2方向から撮像し、これら撮像データからEpipolar幾何理論を用いて立体画像の構築を実現している。この心臓血管立体表示のアプリケーションは、精度が完璧でないが、簡易に立体画像の構築ができる。これにより、医師の間で注目されている。特に心臓血管インターベンション手術のように手術中に対象疾患の形状が変化していく場合、手術室内で簡易にかつ瞬時に心臓血管の立体画像の表示を実現できることについて評価が高い。   During cardiovascular intervention surgery, for example, an image of a cardiovascular vessel is displayed using an X-ray diagnostic apparatus. There are many requests from users such as doctors to observe blood vessels as stereoscopic images (three-dimensional images) during cardiovascular intervention surgery. In recent years, such a technique of three-dimensional cardiovascular display (coronary 3D, coronary tree) has been proposed. In this cardiovascular stereoscopic display, a contrasted blood vessel is imaged from two directions, and a stereoscopic image is constructed using Epipolar geometric theory from these imaging data. This cardiovascular stereoscopic display application is not perfect in accuracy, but can easily construct a stereoscopic image. This has attracted attention among doctors. In particular, when the shape of a target disease changes during an operation, such as a cardiovascular intervention operation, it is highly appreciated that a cardiovascular stereoscopic image can be displayed easily and instantaneously in the operating room.

図23はEpipolar幾何理論を用いた立体画像の構築の模式図を示す。例えば人体における心臓血管等を有する被検体1に対して例えば正面側である一方の方向から撮像して取得した投影画像をFrontal画像2とする。一方の方向とは異なる側面側である他の方向から撮像して取得した投影画像をLateral画像3とする。Frontal画像2上の点Aに投影される被検体1は、3次元空間内において線Bのどこかに存在するが、特定できない。Lateral画像3上において線Bは、線C上に投影される。被検体1は、線C上のどこかに投影されている。従って、Frontal画像2上でユーザが対応点をマニュアルで指定すると、被検体1の3次元空間内の位置が定まる。すなわち、3次元位置を特定するには、Frontal画像2上とLateral画像3上とで対応する点の座標を指定することが必要となる。なお、このようなEpipolar幾何理論を用いた立体画像の構築の技術は、例えば特許文献1、2に開示されている。   FIG. 23 shows a schematic diagram of the construction of a stereoscopic image using Epipolar geometry theory. For example, a projection image 2 obtained by capturing an image of a subject 1 having a cardiac blood vessel or the like in a human body from one direction on the front side is referred to as a frontal image 2. A projected image acquired by imaging from another direction on the side surface different from the one direction is referred to as a lateral image 3. The subject 1 projected onto the point A on the front image 2 exists somewhere on the line B in the three-dimensional space, but cannot be specified. The line B is projected onto the line C on the lateral image 3. The subject 1 is projected somewhere on the line C. Therefore, when the user manually designates corresponding points on the frontal image 2, the position of the subject 1 in the three-dimensional space is determined. That is, in order to specify the three-dimensional position, it is necessary to specify the coordinates of corresponding points on the frontal image 2 and the lateral image 3. A technique for constructing a stereoscopic image using such Epipolar geometry theory is disclosed in Patent Documents 1 and 2, for example.

しかしながら、心臓血管インターベンション手術中に対象疾患の形状が変化していく場合、対象疾患の形状の変化に合せて立体画像の表示も更新させる必要がある。立体画像の表示を更新させるには、Frontal画像2上でユーザが対応点をマニュアルで指定する操作が何度も必要になる。例えば、心臓血管インターベンション手術前に心臓血管の立体画像を表示すると、この立体画像が心臓血管インターベンション手術の進行中に表示され続ける。このため、心臓血管インターベンション手術の必要上、心臓血管の立体画像を最新の画像に変更するには、ユーザが最新の立体画像を選択した上で、上記同様にFrontal画像2上でマニュアルにより指定する操作を行わなければならない。このような操作は、血管内治療手術の円滑な進行を阻害するだけでなく、面倒である。
米国特許第6501848号 米国特許第6047080号
However, when the shape of the target disease changes during cardiovascular intervention surgery, it is necessary to update the display of the stereoscopic image in accordance with the change in the shape of the target disease. In order to update the display of the stereoscopic image, an operation in which the user manually designates corresponding points on the front image 2 is required many times. For example, if a cardiovascular stereoscopic image is displayed before the cardiovascular intervention operation, the stereoscopic image continues to be displayed during the progress of the cardiovascular intervention operation. Therefore, in order to change the 3D image of the cardiovascular to the latest image due to the necessity of cardiovascular intervention surgery, the user selects the latest 3D image and designates it manually on the Frontal image 2 as described above. You have to do the operation. Such an operation not only hinders the smooth progress of endovascular treatment surgery, but is also troublesome.
US Pat. No. 6,501,848 US Pat. No. 6,047,080

本発明の目的は、マニュアルによる煩瑣な操作を必要とせずに自動的に被検体の立体画像を取得できる3次元画像生成装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a three-dimensional image generation apparatus that can automatically acquire a stereoscopic image of a subject without requiring a complicated manual operation.

請求項1記載の本発明の3次元画像生成装置は、周期的に収縮運動を繰り返す被検体に対して少なくとも2方向からの各撮影によって取得された各静止画像データを再構成して3次元画像データを構築する3次元画像生成装置において、前記少なくとも2方向から前記各撮影によりそれぞれ複数フレームの前記各静止画像データから成る各動画像データを前記被検体が前記収縮運動を複数繰り返す期間中において取得し、これら動画像データからそれぞれ異なる各時刻で前記被検体の収縮運動が同一心位相となるタイミングでかつ造影剤の注入により前記動画像データにおける画像濃度が所定値以上変化したときの前記各静止画像データを選択し、この選択された前記各静止画像データを再構成して前記3次元画像データを逐次構築する画像生成部と、前記画像生成部により逐次構築された前記3次元画像データに更新して表示する表示部とを具備する。


The three-dimensional image generating apparatus according to the first aspect of the present invention reconstructs each still image data acquired by each photographing from at least two directions with respect to a subject that periodically repeats a contraction motion, thereby reconstructing a three-dimensional image. In the three-dimensional image generation apparatus for constructing data, each moving image data composed of each still image data of a plurality of frames is acquired by each imaging from the at least two directions during a period in which the subject repeats the contraction motion a plurality of times. Then, each of the still images when the image density in the moving image data changes by a predetermined value or more due to the injection of the contrast agent at the timing when the contraction movement of the subject has the same cardiac phase at each different time from the moving image data. An image that selects image data, reconstructs the selected still image data, and sequentially constructs the three-dimensional image data Comprising a generating unit, and a display unit that displays and updates the three-dimensional image data sequentially constructed by the image generation unit.


本発明によれば、マニュアルによる煩瑣な操作を必要とせずに自動的に被検体の立体画像を取得できる3次元画像生成装置を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the three-dimensional image generation apparatus which can acquire the stereo image of a subject automatically can be provided, without requiring complicated manual operation.

以下、本発明の第1の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は3次元画像生成装置を適用したシングルプレーンのX線診断装置の構成図を示す。寝台10上には、例えば心臓血管等に疾患を有する患者等の被検体1が載置される。機構制御部11には、Cアーム12が回転可能に設けられている。このCアーム12の各端部には、それぞれX線発生部13とX線検出部14とが対向して設けられている。X線発生部13は、X線管を備え、このX線管に管電圧、管電流が供給されることによりX線を放出する。X線検出部14は、X線発生部13から放出され、被検体1を透過したX線量を検出し、X線検出量に応じた信号を出力する。このX線検出部14は、平面検出器(Flat Panel Detector:FPD)又はI.I.(Image Intensifier)を用いる。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a single plane X-ray diagnostic apparatus to which a three-dimensional image generation apparatus is applied. On the bed 10, for example, a subject 1 such as a patient having a disease in a cardiovascular or the like is placed. The mechanism control unit 11 is provided with a C-arm 12 so as to be rotatable. An X-ray generation unit 13 and an X-ray detection unit 14 are provided at each end of the C arm 12 so as to face each other. The X-ray generator 13 includes an X-ray tube, and emits X-rays when a tube voltage and a tube current are supplied to the X-ray tube. The X-ray detection unit 14 detects the X-ray dose emitted from the X-ray generation unit 13 and transmitted through the subject 1, and outputs a signal corresponding to the X-ray detection amount. The X-ray detector 14 uses a flat panel detector (FPD) or I.I. (Image Intensifier).

機構制御部11は、Cアーム12を回転させる。これにより、X線発生部13とX線検出部14とは、被検体1を回転中心として回転する。なお、例えば血管インターベンション手術中、寝台10及びCアーム12は、移動させることが少なく、Cアーム12も同一角度に固定することが多い。又、心臓血管インターベンション手術中、図2に示すようにCアーム12の回転移動によりX線発生部13とX線検出部14とを2つの撮影方向、すなわち第1の撮影方向Aと第2の撮影方向Aとに設定して被検体1を観察する場合がある。この場合も第1の撮影方向Aと第2の撮影方向Aとを固定し、これら第1の撮影方向Aと第2の撮影方向Aとの間にX線発生部13とX線検出部14とをR方向に往復移動させて被検体1を観察することが多い。 The mechanism control unit 11 rotates the C arm 12. Thereby, the X-ray generation unit 13 and the X-ray detection unit 14 rotate around the subject 1 as a rotation center. For example, during the vascular intervention surgery, the bed 10 and the C arm 12 are rarely moved, and the C arm 12 is often fixed at the same angle. Further, during the cardiovascular intervention, the X-ray generator 13 and the X-ray detector 14 are moved in two imaging directions, that is, the first imaging direction A1 and the first imaging direction by the rotational movement of the C-arm 12 as shown in FIG. In some cases, the subject 1 is observed with the imaging direction A 2 set to 2 . In this case also fixed the first and the photographing direction A 1 and a second imaging direction A 2, X-ray generation unit 13 and the X between these first and photographing direction A 1 and a second imaging direction A 2 The subject 1 is often observed by reciprocating the line detector 14 in the R direction.

このような被検体1の観察では、第1の撮影方向AにX線発生部13とX線検出部14とを設定したときに撮影して取得した投影画像が図23に示すFrontal画像2に対応する。第2の撮影方向AにX線発生部13とX線検出部14とを設定したときに撮影して取得した投影画像が図23に示すLateral画像3に対応する。 In such observation of the subject 1, the projection image acquired by imaging when the X-ray generation unit 13 and the X-ray detection unit 14 are set in the first imaging direction A 1 is a frontal image 2 shown in FIG. Corresponding to Projection image obtained by imaging when setting the X-ray generation unit 13 and the X-ray detector 14 in the second imaging direction A 2 corresponds to the Lateral image 3 shown in FIG. 23.

X線制御部14は、X線発生部13に供給する管電圧、管電流を制御するもので、高電圧制御部15と、高電圧発生部16とを有する。高電圧制御部15は、高電圧発生部16により発生する管電圧値及び管電流を制御する。高電圧発生部16は、高電圧制御部15により制御された管電圧及び管電流を発生してX線発生部13に供給する。   The X-ray control unit 14 controls a tube voltage and a tube current supplied to the X-ray generation unit 13 and includes a high voltage control unit 15 and a high voltage generation unit 16. The high voltage control unit 15 controls the tube voltage value and the tube current generated by the high voltage generation unit 16. The high voltage generator 16 generates a tube voltage and a tube current controlled by the high voltage controller 15 and supplies them to the X-ray generator 13.

制御装置本体20は、コンピュータにより成る。この制御装置本体20は、システム制御部21と画像演算・記憶部22とを有し、かつ液晶ディスプレイ等の表示部23が接続されている。又、制御装置本体20には、操作部としてのハンドスイッチ24と、このハンドスイッチ24を保持するスイッチホルダ25と、ユーザインタフェースとしての表示部26とが設けられている。システム制御部21は、機構制御部11と、高電圧制御部15とを制御し、Cアーム12を回転させることによりX線発生部21とX線検出部22とを被検体1を回転中心として回転移動させる。例えば血管インターベンション手術中、システム制御部21は、X線発生部21とX線検出部22とを例えば図2に示す第1の撮影方向Aと第2の撮影方向Aとの間等に往復移動させる。システム制御部21は、X線検出部14の出力信号を逐次入力し、これら出力信号を複数フレームの静止画像データから成る動画像データ(DA,RUN)として画像演算・記憶部22に記憶する。 The control device body 20 is constituted by a computer. The control device main body 20 includes a system control unit 21 and an image calculation / storage unit 22 and is connected to a display unit 23 such as a liquid crystal display. The control device main body 20 is provided with a hand switch 24 as an operation unit, a switch holder 25 for holding the hand switch 24, and a display unit 26 as a user interface. The system control unit 21 controls the mechanism control unit 11 and the high voltage control unit 15, and rotates the C arm 12 so that the X-ray generation unit 21 and the X-ray detection unit 22 are rotated around the subject 1. Rotate and move. For example during vascular interventional procedures, the system control unit 21, between the first photographing direction A 1 showing the X-ray generation unit 21 and the X-ray detection unit 22 in FIG. 2 for example and a second imaging direction A 2, etc. Move back and forth. The system control unit 21 sequentially inputs the output signals of the X-ray detection unit 14 and stores these output signals in the image calculation / storage unit 22 as moving image data (DA, RUN) composed of a plurality of frames of still image data.

図3は心臓血管インターベンション手術中における被検体1である患者一人の各動画像データの記録を示す。ナンバNo「1,2,3,…」毎に各動画像データが画像演算・記憶部22に記憶される。これら動画像データに対しては、それぞれ撮影した日付、時刻、撮影方向及びフレーム数などが記録されている。これら動画像データは、通常、時間にして3秒程度の造影画像であり、約40〜90フレームの静止画像データから成る。これら動画像データを形成する1フレームの静止画像データは、例えば縦1024画素、横1024画素を有する。撮影方向は、例えば第1の撮影方向Aや第2の撮影方向A等であり、例えば角度により記録される。 FIG. 3 shows recording of each moving image data of one patient who is the subject 1 during the cardiovascular intervention operation. Each moving image data is stored in the image calculation / storage unit 22 for each number No. “1, 2, 3,...”. The date, time, shooting direction, number of frames, and the like are recorded for each moving image data. These moving image data are usually contrast images of about 3 seconds in time, and are composed of still image data of about 40 to 90 frames. One frame of still image data forming the moving image data has, for example, vertical 1024 pixels and horizontal 1024 pixels. Shooting direction is, for example, a first imaging direction A 1 and a second imaging direction A 2, etc., is recorded, for example, by angle.

制御装置本体20には、通信回線27を介して立体画像生成部28が接続されている。この立体画像生成部28は、コンピュータにより成り、メモリ29と液晶ディスプレイ等の表示部30とが接続されている。立体画像生成部28は、X線発生部13とX線検出部14とを回転移動させて例えば第1の撮影方向A又は第2の撮影方向A等に設定されたとき、これら第1の撮影方向A又は第2の撮影方向Aに設定された状態で、X線検出部14の出力信号に基づいて第1の撮影方向Aと第2の撮影方向Aとの2つの撮影方向で、かつ被検体1としての患者の心臓の心位相が同一心位相となる心臓の運動のタイミングで被検体1の各静止画像データを画像演算・記憶部22から取得し、これら静止画像データを再構成して被検体1の3次元画像データ(以下、立体画像データと称する)を構築する。 A stereoscopic image generation unit 28 is connected to the control device main body 20 via a communication line 27. The stereoscopic image generation unit 28 is configured by a computer, and a memory 29 and a display unit 30 such as a liquid crystal display are connected to each other. Stereoscopic image generating unit 28, when set to the X-ray generator 13 and the X-ray detector 14 and the rotate movement for example, the first imaging direction A 1 or the second photographing direction A 2, and these first in a state of being set in the photographing direction a 1 or the second imaging direction a 2, a first on the basis of the output signal of the X-ray detector 14 shooting direction a 1 and the two second photographing direction a 2 Each still image data of the subject 1 is acquired from the image calculation / storage unit 22 in the imaging direction and at a heart motion timing at which the heart phase of the patient's heart as the subject 1 has the same cardiac phase. The data is reconstructed to construct three-dimensional image data (hereinafter referred to as stereoscopic image data) of the subject 1.

図4は立体画像生成部28のブロック構成図を示す。この立体画像生成部28は、動画像データ取得部31と、選択部32と、再構成部33と、特徴点設定部34と、パターンマッチング部35と、計測部36とを有する。又、立体画像生成部28には、通信回線27を介して心電計37が接続されている。
動画像データ取得部31は、画像演算・記憶部22に記憶されている複数の動画像データから例えば第1の撮影方向Aと第2の撮影方向Aとから撮影された2つの動画像データを取得する。
FIG. 4 is a block configuration diagram of the stereoscopic image generation unit 28. The stereoscopic image generation unit 28 includes a moving image data acquisition unit 31, a selection unit 32, a reconstruction unit 33, a feature point setting unit 34, a pattern matching unit 35, and a measurement unit 36. In addition, an electrocardiograph 37 is connected to the stereoscopic image generation unit 28 via a communication line 27.
Moving picture data acquisition unit 31, two moving images captured from a plurality of moving image data stored in the image computing and storing unit 22 for example, the first imaging direction A 1 and a second imaging direction A 2 Metropolitan Get the data.

選択部32は、動画像データ取得部31により取得された2つの動画像データから被検体1の運動が同一心位相となるタイミングの静止画像データを1フレームずつ選択する。すなわち、被検体1である心臓血管は、周期的に収縮運動を繰り返す。心電計37は、心臓血管の収縮運動に同期した心電図波形を出力する。この心電図波形は、図5に示すように例えばRと命名された鋭いピークを持つ周期的な心拍動のタイミングを示す同期信号となる。これにより、心臓の収縮運動は、各ピークR、R、R等の発生時毎に同一心位相になる。 The selection unit 32 selects, from the two moving image data acquired by the moving image data acquisition unit 31, still image data at a timing at which the motion of the subject 1 has the same cardiac phase frame by frame. That is, the cardiovascular which is the subject 1 periodically repeats the contraction motion. The electrocardiograph 37 outputs an electrocardiogram waveform synchronized with the cardiovascular contraction motion. As shown in FIG. 5, this electrocardiogram waveform becomes a synchronization signal indicating the timing of periodic heartbeats having a sharp peak named R, for example. Thereby, the contraction motion of the heart becomes the same cardiac phase every time each peak R 1 , R 2 , R 3, etc. occurs.

ここで、心臓血管インターベンション手術前に、心臓血管の立体画像データを構築するために第1と第2の撮影方向A、Aにおける各静止画像データSRが用いられたとする。これら静止画像データSRは、心電図波形における例えばピークRの発生の直後の撮影により取得されている。 Here, it is assumed that the still image data SR 1 in the first and second imaging directions A 1 and A 2 is used to construct the three-dimensional image data of the cardiovascular before the cardiovascular intervention operation. These still image data SR 1 is acquired by photography immediately after the occurrence of example peak R in the electrocardiogram waveform.

心臓血管インターベンション手術中、収縮運動する心臓を撮影して逐次複数のフレームの静止画像データS〜Snから成る動画像データを取得した場合、選択部32は、心電図波形における例えばピークRの発生の直後の撮影により取得された各静止画像データSR、SR等を検索し、これら静止画像データSR、SRに基づいて立体画像データを構築するための候補とする。 In a case where the heart moving in a contraction motion is imaged during the cardiovascular intervention operation and moving image data composed of still image data S 1 to Sn of a plurality of frames is sequentially acquired, the selection unit 32 generates, for example, a peak R in the electrocardiogram waveform. Each of the still image data SR 2 , SR 3, etc. acquired by the shooting immediately after is searched, and it is set as a candidate for constructing stereoscopic image data based on these still image data SR 2 , SR 3 .

一方、心臓血管インターベンション手術では、心臓血管内に造影剤を注入する。一般に、患者に造影剤が注入された時から患部に到達するまでの遅延時間は、同一患者の同一疾患において略等しい。従って、患者に造影剤が注入された時から同一患者の同一疾患毎に決められた遅延時間が経過したときに、患者に注入された造影剤の注入量が血管造影撮影に最適となる。   On the other hand, in cardiovascular intervention surgery, a contrast medium is injected into the cardiovascular vessel. In general, the delay time from when a contrast medium is injected into a patient until the patient reaches the affected area is substantially equal for the same disease of the same patient. Therefore, when a delay time determined for each same disease of the same patient has elapsed since the contrast agent was injected into the patient, the injection amount of the contrast agent injected into the patient is optimal for angiography.

しかるに、計測部36は、造影剤の注入時から造影剤が最適量注入、例えば心臓血管の画像の濃淡レベルが最も低くなるまでのタイミング情報を予め測定する。具体的に計測部36は、心臓血管を撮影したときに取得される動画像データを構成する静止画像データのフレーム数を計数して造影剤の注入時から造影剤が最適量注入されるまでのタイミング情報を取得する。すなわち、患者への造影剤の注入は、インジェクターにより自動的に行われる。制御装置本体20は、インジェクターの出力信号により患者に造影剤を自動注入するタイミングを検知する。   However, the measurement unit 36 measures in advance timing information from when the contrast agent is injected until the optimal amount of contrast agent is injected, for example, until the contrast level of the cardiovascular image becomes the lowest. Specifically, the measurement unit 36 counts the number of frames of still image data constituting the moving image data acquired when the cardiovascular image is taken, and from the time when the contrast agent is injected until the optimum amount of contrast agent is injected. Get timing information. That is, the injection of the contrast agent into the patient is automatically performed by the injector. The control device body 20 detects the timing of automatically injecting the contrast medium into the patient based on the output signal of the injector.

図6は心臓血管インターベンション手術前における立体画像データの取得タイミングを示す。患者内に造影剤を注入すると、心臓血管を撮影したときに取得される動画像データの画像濃度は、造影剤の注入の瞬間に極端に変化する。このように動画像データにおける画像濃度が所定値以上変化したときに心臓血管の撮影が行われる。従って、患者内への造影剤の注入時をfとし、心臓血管インターベンション手術前に立体画像データを構築するために静止画像データ(以下、元静止画像データと称する)の撮影時をfとすると、計測部36は、造影剤の注入時fと撮影時fとの間の静止画像データのフレーム数Faを計数する。 FIG. 6 shows the acquisition timing of stereoscopic image data before the cardiovascular intervention operation. When a contrast medium is injected into a patient, the image density of moving image data acquired when a cardiovascular image is taken changes extremely at the instant of injection of the contrast medium. Thus, when the image density in the moving image data changes by a predetermined value or more, cardiovascular imaging is performed. Therefore, the time of injection of contrast medium into a patient and f 1, the still image data to construct a stereoscopic image data before cardiovascular intervention surgery (hereinafter, referred to as the original still image data) to the time of shooting of f 2 Then, the measuring unit 36 counts the number of frames Fa of still image data between the contrast agent injection f 1 and the imaging f 2 .

しかるに、選択部32は、心臓血管インターベンション手術中、造影剤の注入により各動画像データにおける画像濃度が所定値以上変化したときの静止画像データ、すなわち図7に示すように造影剤の注入時fから計測部36により計測されたフレーム数Faを計数したときの撮影により取得された静止画像データ(以下、新静止画像データと称する)を選択する。 However, the selection unit 32 performs still image data when the image density in each moving image data changes by a predetermined value or more due to the injection of the contrast agent during the cardiovascular intervention, that is, when the contrast agent is injected as shown in FIG. f 1 from the still image data obtained by photography when the counted number of frames Fa measured by the measuring unit 36 (hereinafter, referred to as the new still image data) is selected.

従って、選択部32は、図5に示すように心電図波形における例えばピークRの発生の直後の撮影により取得された各静止画像データSR、SR等を検索し、これら静止画像データSR、SR等に基づいて立体画像データを構築するための候補とし、かつ血管内治療手術中、各候補の静止画像データSR、SR等の中から図7に示すように造影剤の注入時fからフレーム数Faを計数したときの撮影により取得された新静止画像データSRを選択する。この場合、新静止画像データSRの取得タイミングとフレーム数Faの計数終了タイミングとが完全に一致しなければ、選択部32は、フレーム数Faの計数終了タイミング時に最も近い時間間隔で取得された静止画像データを最適な新静止画像データSRとして選択する。なお、選択部32は、第1の撮影方向Aと第2の撮影方向Aとにおいてそれぞれ1フレームずつ各新静止画像データSRを選択する。 Therefore, as shown in FIG. 5, the selection unit 32 searches each still image data SR 2 , SR 3 and the like acquired by imaging immediately after the occurrence of the peak R in the electrocardiogram waveform, and these still image data SR 2 , As a candidate for constructing stereoscopic image data based on SR 3 and the like, and during intravascular treatment surgery, as shown in FIG. 7, from among the still image data SR 2 and SR 3 of each candidate, selecting a new still image data SR 3 obtained by imaging when the counted number of frames Fa from f 1. In this case, if a count end timing of the new still image data SR 3 acquisition timing and frame number Fa is perfectly matched, selector 32, acquired by the closest time interval at count end timing of the frame number Fa to select the still image data as the optimum new still image data SR 3. The selection unit 32 selects a respective one frame by the new still image data SR 3 in the first shooting direction A 1 and a second imaging direction A 2 Prefecture.

再構成部33は、選択部32により選択された第1の撮影方向Aと第2の撮影方向Aとの各1フレームずつの各新静止画像データSRをEpipolar幾何理論を用いて再構成して立体画像データを構築する。
このように立体画像データを構築する前に、特徴点設定部34とパターンマッチング部35とにより元静止画像データSRと新静止画像データSRとの間のパターンマッチングが行われる。心臓血管インターベンション手術前の第1の時刻に取得された元静止画像データSRは、第1の撮影方向Aの元静止画像データSR1Fと、第2の撮影方向Aの元静止画像データSR1Lとを有する。特徴点設定部34は、図8に示すように心臓血管インターベンション手術前の第1の時刻に取得された元静止画像データSR1Fと元静止画像データSR1Lとにそれぞれ第1の特徴点の各ブロックP、P、Pを設定する。これら第1の特徴点の各ブロックP、P、Pは、例えば心臓血管の分岐点に設けられる。なお、これら第1の特徴点の各ブロックP、P、Pは、例えばユーザのマニュアル操作によって設定される。特徴点設定部34は、設定された第1の特徴点の各ブロックP、P、Pの各座標情報を例えばメモリ29に記憶する。
The reconstruction unit 33 reconstructs each new still image data SR 3 for each frame of the first shooting direction A 1 and the second shooting direction A 2 selected by the selection unit 32 using Epipolar geometric theory. Configure to construct stereoscopic image data.
Thus, before constructing the stereoscopic image data, the feature point setting unit 34 and the pattern matching unit 35 perform pattern matching between the original still image data SR 1 and the new still image data SR 3 . The original still image data SR 1 acquired at the first time before the cardiovascular intervention operation is the original still image data SR 1F in the first imaging direction A 1 and the original still image in the second imaging direction A 2. Data SR 1L . As shown in FIG. 8, the feature point setting unit 34 stores the first feature point in the original still image data SR 1F and the original still image data SR 1L acquired at the first time before the cardiovascular intervention operation. configure each block P 1, P 2, P 3 . Each block P 1 , P 2 , P 3 of these first feature points is provided, for example, at a cardiovascular branch point. Each block P 1 of the first characteristic point, P 2, P 3, for example set by the user of the manual operation. The feature point setting unit 34 stores the coordinate information of each block P 1 , P 2 , P 3 of the set first feature point in, for example, the memory 29.

パターンマッチング部35は、心臓血管インターベンション手術中、心臓血管インターベンション手術前の第1の時刻よりも時間的に後の第2の時刻に取得した各静止画像データ、例えば図9に示すように第1の撮影方向Aの新静止画像データSR3F上と、第2の撮影方向Aの新静止画像データSR3L上とでそれぞれ第1の特徴点の各ブロックP、P、Pに対応する第2の特徴点の各ブロックP’、P’、P’をパターンマッチングにより検出し、各新静止画像データSR3F、SR3Lを各元静止画像データSR1F、SR1Lに情報上において一致させる。なお、第1の特徴点の各ブロックP、P、Pに対応する各新静止画像データSR3F、SR3L上でのパターンマッチングは、各ブロックP、P、Pにおける各画像パターンに類似した画像パターンを各新静止画像データSR3F、SR3Lから検索することにより行われる。 The pattern matching unit 35 obtains each still image data acquired at a second time after the first time before the cardiovascular intervention operation, for example, as shown in FIG. 9, during the cardiovascular intervention operation. Each block P 1 , P 2 , P of the first feature point on the new still image data SR 3F in the first shooting direction A 1 and on the new still image data SR 3L in the second shooting direction A 2 , respectively. 3 , each block P 1 ′, P 2 ′, P 3 ′ of the second feature point corresponding to 3 is detected by pattern matching, and each new still image data SR 3F , SR 3L is each original original image data SR 1F , SR. Match 1L on the information. The pattern matching on each new still image data SR 3F , SR 3L corresponding to each block P 1 , P 2 , P 3 of the first feature point is performed in each block P 1 , P 2 , P 3 . This is performed by retrieving an image pattern similar to the image pattern from each of the new still image data SR 3F and SR 3L .

なお、パターンマッチングは、各ブロックP、P、Pにおける各画像パターンに類似した画像パターンを検索するのに限らず、例えば心臓血管に設定したセンターラインの走行性の類似性に基づいて行ってもよい。例えば、各元静止画像データSR1F、SR1L上に各特徴点P10、P11、P12を設定し、これら特徴点P10、P11、P12を結んだラインL1F、L1Lの走行を認識する。次に、各新静止画像データSR3F、SR3L上に各特徴点P10’、P11’、P12’を設定し、これら特徴点P10’、P11’、P12’を結んだラインL1F’、L1L’の走行を認識する。次に、ラインL1FとラインL1F’との走行の類似性を判定すると共に、ラインL1FとラインL1F’との走行の類似性を判定する。この類似性を判定の結果、ラインL1FとラインL1F’との走行の類似性の高い各画像をパターンマッチングする。 Note that the pattern matching is not limited to searching for an image pattern similar to each image pattern in each of the blocks P 1 , P 2 , and P 3 , but based on, for example, the similarity in running characteristics of the center line set in the cardiovascular system You may go. For example, each feature point P 10 , P 11 , P 12 is set on each original still image data SR 1F , SR 1L , and lines L 1F , L 1L connecting these feature points P 10 , P 11 , P 12 are set. Recognize driving. Next, feature points P 10 ′, P 11 ′, P 12 ′ are set on each new still image data SR 3F , SR 3L , and these feature points P 10 ′, P 11 ′, P 12 ′ are connected. Recognize the travel of the lines L 1F 'and L 1L '. Next, 'as well as determining the similarity of travel of the line L 1F and the line L 1F' line L 1F and the line L 1F determines similarity travel with. As a result of determining this similarity, each image having high travel similarity between the line L 1F and the line L 1F ′ is pattern-matched.

再構成部33は、パターンマッチング後の各新静止画像データSR3F、SR3LをEpipolar幾何理論を用いて再構成して立体画像データを構築する。この立体画像データの構築では、例えば図12に示すように各新静止画像データSR3F、SR3Lにおける第2の特徴点の各ブロックP’、P’、P’を用いて3次元上の各座標Z、Z、Zを特定して立体画像データQを構築する。この立体画像データQを構築する場合、図11に示す各特徴点P10’、P11’、P12’を用いて3次元上の各座標Z、Z、Zを特定してもよい。 The reconstruction unit 33 reconstructs the new still image data SR 3F and SR 3L after pattern matching using Epipolar geometric theory to construct stereoscopic image data. In the construction of this stereoscopic image data, for example, as shown in FIG. 12, three-dimensionally using each block P 1 ′, P 2 ′, P 3 ′ of the second feature point in each new still image data SR 3F , SR 3L The above-described coordinates Z 1 , Z 2 , and Z 3 are specified to construct the stereoscopic image data Q. When constructing the stereoscopic image data Q, the three-dimensional coordinates Z 1 , Z 2 , Z 3 can be specified using the feature points P 10 ′, P 11 ′, P 12 ′ shown in FIG. Good.

表示部30は、再構成部33により構築された心臓血管等の被検体1の立体画像データQを表示する。上記の通り心臓血管等の被検体1の立体画像データQは、血管内治療手術中、心臓血管の収縮運動が同一心位相となるときで、かつ造影剤の注入により動画像データにおける画像濃度が所定値以上変化する毎に逐次構築することが可能である。従って、表示部30は、図13に示すように心臓血管等の被検体1の立体画像データQを表示し、次に新たな立体画像データQが構築されると、この新たな立体画像データQに更新可能であることを示す更新可Uの表示を行う。表示部30は、ユーザインタフェースを介して立体画像データQの更新の指示を受けると、新たな立体画像データQに更新して表示する。なお、表示部30は、新たな立体画像データQが取得される毎に自動的に新たな立体画像データQに更新して表示してもよい。
なお、立体画像生成部28は、逐次構築される各立体画像データQを例えばメモリ29に記憶してよい。
The display unit 30 displays the stereoscopic image data Q of the subject 1 such as a cardiovascular constructed by the reconstruction unit 33. As described above, the three-dimensional image data Q of the subject 1 such as a cardiovascular vessel has the image density in the moving image data when the contraction motion of the cardiovascular is in the same cardiac phase during endovascular treatment surgery and by injection of contrast medium. It is possible to construct sequentially every time the predetermined value or more changes. Accordingly, the display unit 30 displays the stereoscopic image data Q of the subject 1 such as a cardiovascular vessel as shown in FIG. 13, and when new stereoscopic image data Q is constructed next, the new stereoscopic image data Q is displayed. The updatable U indicating that it can be updated is displayed. When receiving an instruction to update the stereoscopic image data Q via the user interface, the display unit 30 updates and displays new stereoscopic image data Q. The display unit 30 may automatically update and display new stereoscopic image data Q every time new stereoscopic image data Q is acquired.
Note that the stereoscopic image generation unit 28 may store each stereoscopic image data Q constructed sequentially, for example, in the memory 29.

次に、上記の如く構成された装置による立体画像データの表示動作について説明する。
例えば心臓血管インターベンション手術前、システム制御部21は、X線発生部21とX線検出部22とを例えば図2に示す第1の撮影方向Aと第2の撮影方向Aとの間等に往復移動させる。システム制御部21は、X線検出部14の出力信号を逐次入力し、これら出力信号を複数フレームの静止画像データから成る動画像データ(DA,RUN)として画像演算・記憶部22に記憶する。
Next, a display operation of stereoscopic image data by the apparatus configured as described above will be described.
For example cardiovascular interventional preoperative, the system control unit 21, between the X-ray generation unit 21 and the first imaging direction indicated by the X-ray detection unit 22 in FIG. 2, for example A 1 and second imaging direction A 2 Move back and forth. The system control unit 21 sequentially inputs the output signals of the X-ray detection unit 14 and stores these output signals in the image calculation / storage unit 22 as moving image data (DA, RUN) composed of a plurality of frames of still image data.

選択部32は、画像演算・記憶部22から図5に示すように心電図波形における例えばピークRの発生の直後の各静止画像データSRを読み出す。なお、各静止画像データSRは、例えば図2に示すようにX線発生部13とX線検出部14とが第1の撮影方向Aと第2の撮影方向Aとに設定されたときに取得され、それぞれFrontal画像2とLateral画像3とに対応する。
再構成部33は、第1の撮影方向Aと第2の撮影方向Aとの各静止画像データSR、すなわち各元静止画像データSRを再構成して心臓血管等の被検体1の立体画像データを構築する。
表示部30は、心臓血管インターベンション手術前、再構成部33により構築された心臓血管等の被検体1の立体画像データQを表示する。
Selecting unit 32 reads out from the image computing and storing unit 22 of each still image data SR 1 immediately after the occurrence of example peak R in the electrocardiogram waveform as shown in FIG. For example, as shown in FIG. 2, each of the still image data SR 1 has the X-ray generation unit 13 and the X-ray detection unit 14 set to the first imaging direction A 1 and the second imaging direction A 2 . Are sometimes acquired and correspond to the frontal image 2 and the lateral image 3, respectively.
The reconstruction unit 33 reconstructs each still image data SR 1 in the first imaging direction A 1 and the second imaging direction A 2 , that is, each original still image data SR 1 to reconstruct the subject 1 such as a heart blood vessel. 3D image data is constructed.
The display unit 30 displays the stereoscopic image data Q of the subject 1 such as the cardiovascular constructed by the reconstruction unit 33 before the cardiovascular intervention operation.

これと共に、心臓血管インターベンション手術前、心臓血管等の被検体1の立体画像データQを構築するとき、計測部36は、造影剤の注入時から造影剤が最適量注入、例えば心臓血管の画像の濃淡レベルが最も低くなるまでのタイミング情報を予め測定する。すなわち、計測部36は、患者への造影剤の注入を行うインジェクターの出力信号により患者に造影剤を自動注入するタイミングを検知し、図6に示すように造影剤の注入時fと元静止画像データSRの撮影時fとの間の静止画像データのフレーム数Faを計数する。 At the same time, when constructing the stereoscopic image data Q of the subject 1 such as the cardiovascular before the cardiovascular intervention operation, the measuring unit 36 injects the optimal amount of the contrast agent from the injection of the contrast agent, for example, an image of the cardiovascular Timing information until the gray level becomes the lowest is measured in advance. That is, the measuring unit 36 detects the timing for automatically injecting a contrast medium into the patient by the output signal of the injector performing the injection of a contrast agent into a patient, based on the still and the injection time f 1 of the contrast agent, as shown in FIG. 6 The number of frames Fa of still image data between the image data SR 1 and the shooting time f 2 is counted.

次に、心臓血管インターベンション手術中、システム制御部21は、X線発生部13とX線検出部14とを回転移動させて例えば第1の撮影方向Aと第2の撮影方向Aとに設定されたとき、これら第1の撮影方向Aと第2の撮影方向Aと設定された各状態で、X線検出部14の出力信号に基づいて第1の撮影方向Aと第2の撮影方向Aとの2つの撮影方向で心臓血管等の被検体1の撮影を行う。システム制御部21は、X線検出部14の出力信号を逐次入力し、これら出力信号を複数フレームの静止画像データから成る動画像データ(DA,RUN)として画像演算・記憶部22に記憶する。 Next, during the cardiovascular intervention operation, the system control unit 21 rotates and moves the X-ray generation unit 13 and the X-ray detection unit 14, for example, the first imaging direction A 1 and the second imaging direction A 2 . when set, these first and photographing direction a 1 in each state set the second photographing direction a 2, a first imaging direction a 1 based on the output signal of the X-ray detection unit 14 first perform imaging of the subject 1, such as cardiovascular by two shooting directions of the second imaging direction a 2. The system control unit 21 sequentially inputs the output signals of the X-ray detection unit 14 and stores these output signals in the image calculation / storage unit 22 as moving image data (DA, RUN) composed of a plurality of frames of still image data.

被検体1である心臓血管は、周期的に収縮運動を繰り返す。心電計37は、図5に示すように心臓血管の収縮運動に同期した心電図波形を出力する。この心電図波形は、例えばRと命名された鋭いピークを持つ周期的な心拍動のタイミングを示す同期信号となる。これにより、心臓の収縮運動は、各ピークR、R、R等の発生時毎に同一心位相になる。 The cardiovascular which is the subject 1 periodically repeats the contraction motion. The electrocardiograph 37 outputs an electrocardiogram waveform synchronized with the contraction motion of the cardiovascular vessel as shown in FIG. This electrocardiogram waveform becomes a synchronizing signal indicating the timing of periodic heartbeats having a sharp peak named R, for example. Thereby, the contraction motion of the heart becomes the same cardiac phase every time each peak R 1 , R 2 , R 3, etc. occurs.

従って、心臓血管インターベンション手術前に、心電図波形における例えばピークRの発生の直後の撮影により静止画像データSRをしていると、選択部32は、心臓血管インターベンション手術中、心電図波形における例えばピークR、Rの発生の直後の撮影により取得された各静止画像データSR、SR等を検索し、これら静止画像データSR、SRに基づいて立体画像データQを構築するための候補とする。 Therefore, if the still image data SR 1 is obtained by imaging immediately after the occurrence of the peak R 1 in the electrocardiogram waveform before the cardiovascular intervention operation, the selection unit 32 performs the operation in the electrocardiogram waveform during the cardiovascular intervention operation. For example, the respective still image data SR 2 , SR 3 and the like acquired by photographing immediately after the occurrence of the peaks R 2 and R 3 are searched, and the stereoscopic image data Q is constructed based on these still image data SR 2 and SR 3. Candidate for.

一方、心臓血管インターベンション手術では、心臓血管内に造影剤を注入する。選択部32は、心臓血管インターベンション手術中、造影剤の注入により各動画像データにおける画像濃度が所定値以上変化したときの静止画像データ、すなわち図7に示すように各候補の静止画像データSR、SR等の中から図7に示すように造影剤の注入時fからフレーム数Faを計数したときの撮影により取得された新静止画像データSRを選択する。 On the other hand, in cardiovascular intervention surgery, a contrast medium is injected into the cardiovascular vessel. The selection unit 32 displays still image data when the image density in each moving image data changes by a predetermined value or more by injection of a contrast agent during cardiovascular intervention, that is, as shown in FIG. 7, still image data SR of each candidate. As shown in FIG. 7, new still image data SR 3 acquired by imaging when the number of frames Fa is counted from f 1 at the time of contrast agent injection is selected from 2 , SR 3 and the like.

次に、立体画像データを構築する際、特徴点設定部34は、図8に示すように心臓血管インターベンション手術前の第1の時刻に取得された第1の撮影方向Aの元静止画像データSR1Fと第2の撮影方向Aの元静止画像データSR1Lとにおける例えば心臓血管の分岐点にそれぞれ第1の特徴点の各ブロックP、P、Pを設定する。これら第1の特徴点の各ブロックP、P、Pは、例えばユーザのマニュアル操作によって設定される。特徴点設定部34は、設定された第1の特徴点の各ブロックP、P、Pの各座標情報を例えばメモリ29に記憶する。 Next, when constructing stereoscopic image data, the feature point setting unit 34, as shown in FIG. 8, the original still image in the first imaging direction A1 acquired at the first time before the cardiovascular intervention operation. For example, each block P 1 , P 2 , P 3 of the first feature point is set at the branch point of the cardiovascular, for example, in the data SR 1F and the original still image data SR 1L in the second imaging direction A 2 . Each block P 1 , P 2 , P 3 of these first feature points is set, for example, by a user's manual operation. The feature point setting unit 34 stores the coordinate information of each block P 1 , P 2 , P 3 of the set first feature point in, for example, the memory 29.

次に、パターンマッチング部35は、例えば図9に示すように第1の撮影方向Aの新静止画像データSR3F上と第2の撮影方向Aの新静止画像データSR3L上とにそれぞれ第1の特徴点の各ブロックP、P、Pに対応する第2の特徴点の各ブロックP’、P’、P’をパターンマッチングにより検出し、各新静止画像データSR3F、SR3Lを各元静止画像データSR1F、SR1Lに情報上において一致させる。 Next, for example, as shown in FIG. 9, the pattern matching unit 35 applies the new still image data SR 3F in the first shooting direction A 1 and the new still image data SR 3L in the second shooting direction A 2 , respectively. Each block P 1 ′, P 2 ′, P 3 ′ of the second feature point corresponding to each block P 1 , P 2 , P 3 of the first feature point is detected by pattern matching, and each new still image data SR 3F and SR 3L are matched with the original still image data SR 1F and SR 1L on the information.

同心位相であれば、病変である例えば心臓血管の位置は、略同一位置にある。心臓血管の場合、心臓は収縮運動するが、同心位相であれば、その病変部位は略同一位置にあると仮定できる。従って、各新静止画像データSR3F、SR3Lを各元静止画像データSR1F、SR1Lに情報上において一致できる。実際に心臓血管の運動を計測したところ僅かな位置、例えば約2mm程度ずれることが判明した。この程度のずれは、上記パターンマッチングにより検出可能な範囲である。 In the case of the concentric phase, the position of, for example, the cardiovascular that is a lesion is substantially the same position. In the case of cardiovascular, the heart contracts, but if it is in a concentric phase, it can be assumed that the lesion site is in approximately the same position. Accordingly, the new still image data SR 3F and SR 3L can be identical in information to the original still image data SR 1F and SR 1L . When actually measuring the movement of the cardiovascular, it was found that the position slightly shifted, for example, about 2 mm. Such a deviation is in a range that can be detected by the pattern matching.

次に、再構成部33は、パターンマッチング後の2つの新静止画像データSR3F、SR3LをEpipolar幾何理論を用い、例えば図12に示すように各新静止画像データSR3F、SR3Lにおける第2の特徴点の各ブロックP’、P’、P’を用いて3次元上の各座標Z、Z、Zを特定して立体画像データQを構築する。 Next, the reconstruction unit 33 uses the Epipolar geometry theory for the two new still image data SR 3F and SR 3L after pattern matching, for example, as shown in FIG. 12, in the new still image data SR 3F and SR 3L . The three-dimensional coordinates Z 1 , Z 2 , and Z 3 are specified using the blocks P 1 ′, P 2 ′, and P 3 ′ of the two feature points to construct the stereoscopic image data Q.

表示部30は、再構成部33により構築された心臓血管等の被検体1の立体画像データQを表示する。この表示部30は、次に新たな立体画像データQが構築されると、図13に示すように新たな立体画像データQに更新可能であることを示す更新可Uの表示を行う。ユーザインタフェースを介して立体画像データQの更新の指示を受けると、表示部30は、新たな立体画像データQに更新して表示する。   The display unit 30 displays the stereoscopic image data Q of the subject 1 such as a cardiovascular constructed by the reconstruction unit 33. When new stereoscopic image data Q is constructed next, the display unit 30 displays an updatable U indicating that the new stereoscopic image data Q can be updated as shown in FIG. When receiving an instruction to update the stereoscopic image data Q via the user interface, the display unit 30 updates and displays the new stereoscopic image data Q.

このように上記第1の実施の形態によれば、心臓血管等の被検体1の収縮運動が同一心位相となるときで、かつ造影剤の注入により動画像データにおける画像濃度が所定値以上変化するときの第1の撮影方向Aの新静止画像データSR3Fと第2の撮影方向Aの新静止画像データSR3Lとを選択し、これら新静止画像データSR3Fと新静止画像データSR3LとをEpipolar幾何理論を用いて再構成し、心臓血管等の被検体1の立体画像データQを構築する。これにより、マニュアルによる煩瑣な操作を必要とせずに自動的に心臓血管等の被検体1の立体画像データQを取得できる。 As described above, according to the first embodiment, when the contraction motion of the subject 1 such as a cardiovascular vessel has the same cardiac phase, the image density in the moving image data changes by a predetermined value or more due to the injection of the contrast agent. The new still image data SR 3F in the first shooting direction A 1 and the new still image data SR 3L in the second shooting direction A 2 are selected, and the new still image data SR 3F and the new still image data SR are selected. 3L is reconstructed using Epipolar geometry theory, and stereoscopic image data Q of the subject 1 such as a cardiovascular vessel is constructed. As a result, the stereoscopic image data Q of the subject 1 such as a cardiovascular vessel can be automatically acquired without requiring a cumbersome manual operation.

心臓血管インターベンション手術中に心臓血管等の対象疾患の形状が変化していく場合があるので、自動的に心臓血管等の被検体1の立体画像データQを逐次取得して表示部30に更新して表示できれば、心臓血管等の対象疾患の形状の変化を確認でき、心臓血管インターベンション手術を円滑に進行できる。   Since the shape of the target disease such as cardiovascular may change during cardiovascular intervention surgery, the stereoscopic image data Q of the subject 1 such as cardiovascular is automatically acquired and updated to the display unit 30 automatically. If it can be displayed, the change of the shape of the target disease such as cardiovascular can be confirmed, and cardiovascular interventional surgery can proceed smoothly.

第1の撮影方向Aと第2の撮影方向Aとの2方向の静止画像データを再構成するので、手術室内で簡易にかつ瞬時に心臓血管等の被検体1の立体画像データQの表示を実現できることは言うまでもない。 Since reconstructing first the photographing direction A 1 in two directions of the still image data with the second imaging direction A 2, the instantaneous and easily in the operating room of the stereoscopic image data Q of the subject 1 cardiovascular etc. Needless to say, the display can be realized.

表示部30は、新たな立体画像データQが構築されると、この新たな立体画像データQに更新可能であることを報知する更新可Uを表示するので、心臓血管インターベンション手術中、更新前の立体画像データQの表示のままでよい場合には、ユーザによって更新する指示を行わず、更新前の立体画像データQの表示を継続できる。この後、新たな立体画像データQの表示に更新する必要が生じた場合、ユーザによって更新の指示を行えば、新たな立体画像データQの表示に更新できる。   When the new stereoscopic image data Q is constructed, the display unit 30 displays an updatable U for notifying that the new stereoscopic image data Q can be updated. Therefore, during the cardiovascular intervention operation, before the update If the display of the stereoscopic image data Q is still possible, the display of the stereoscopic image data Q before the update can be continued without giving an instruction to update by the user. Thereafter, when it becomes necessary to update to display of the new stereoscopic image data Q, it can be updated to display of the new stereoscopic image data Q if an update instruction is given by the user.

心臓血管インターベンション手術中、寝台10及びCアーム12は、移動させることが少ない。そして、Cアーム12を固定し、X線発生部13とX線検出部14とによる撮影方向、例えば第1の撮影方向Aと第2の撮影方向Aとの2方向に固定して被検体1を撮影することが多い。なお、X線発生部13とX線検出部14とは、Cアーム12の回転動作により第1の撮影方向Aと第2の撮影方向Aとの間を往復移動して撮影を行う。従って、2つの撮影方向の撮影により取得さたれ各静止画像データを再構成して立体画像データを高速で構築する本装置は、心臓血管インターベンション手術に用いるに最適である。 During the cardiovascular interventional operation, the bed 10 and the C-arm 12 are rarely moved. Then, to secure the C-arm 12, fixed to the two directions of the X-ray generation unit 13 and the photographing direction of the X-ray detector 14, for example, a first imaging direction A 1 and a second imaging direction A 2 the The specimen 1 is often photographed. Note that the X-ray generation unit 13 and the X-ray detection unit 14, performs photographing reciprocates between the first and the photographing direction A 1 and a second imaging direction A 2 by the rotation of the C-arm 12. Therefore, this apparatus that reconstructs still image data obtained by imaging in two imaging directions and constructs stereoscopic image data at high speed is optimal for use in cardiovascular intervention surgery.

なお、心臓血管インターベンション手術中、SIDやFOVを可変することは極まれにある。これらSID(線源受像面距離:例えばX線発生部13とX線検出部14との距離)やFOV(フィールドオブビュー:撮像視野)の可変情報は、本装置の例えばシステム制御部21で把握できる。従って、SIDやFOVの可変情報に応じて画像を拡大、縮小可能である。   Note that it is extremely rare to change the SID and FOV during the cardiovascular intervention. The variable information of these SIDs (radiation source image plane distance: for example, the distance between the X-ray generation unit 13 and the X-ray detection unit 14) and FOV (field of view: imaging field of view) is grasped by, for example, the system control unit 21 of this apparatus. it can. Therefore, the image can be enlarged or reduced according to the variable information of the SID or FOV.

次に、本発明の第2の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図1及び図2と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
図14は3次元画像生成装置を適用したX線診断装置における立体画像生成部のブロック構成図を示す。この立体画像生成部28は、投影部38を有する。この投影部38は、例えばメモリ29に記憶されている立体画像データQを任意の2つの投影方向、例えば図15に示すように第1の撮影方向Aと第2の撮影方向Aとからそれぞれ投影して2つの静止画像データG、Gを作成する。この投影部38は、第1の撮影方向Aと第2の撮影方向Aとから投影するのに限らず、任意の角度の2つの投影方向からそれぞれ投影することが可能である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
FIG. 14 is a block configuration diagram of a stereoscopic image generation unit in an X-ray diagnostic apparatus to which the three-dimensional image generation apparatus is applied. The stereoscopic image generation unit 28 includes a projection unit 38. The projection portion 38 is, for example two projection directions stereoscopic image data Q of any stored in the memory 29, for example from the first shooting direction A 1 as shown in FIG. 15 a second imaging direction A 2 Metropolitan Two still image data G F and G L are generated by projecting each. The projection portion 38 is not limited to the projection from a first imaging direction A 1 and a second imaging direction A 2 Prefecture, it is possible to project respectively from the two projection directions of an arbitrary angle.

次に、上記の如く構成された装置による立体画像データの表示動作について説明する。
例えば心臓血管インターベンション手術前、システム制御部21は、上記同様に、X線発生部21とX線検出部22とを例えば図2に示す第1の撮影方向Aと第2の撮影方向Aとの間等に往復移動させる。システム制御部21は、X線検出部14の出力信号を逐次入力し、これら出力信号を複数フレームの静止画像データから成る動画像データ(DA,RUN)として画像演算・記憶部22に記憶する。
Next, a display operation of stereoscopic image data by the apparatus configured as described above will be described.
For example cardiovascular interventional preoperative, the system controller 21 in the same manner as described above, the first imaging direction A 1 showing the X-ray generation unit 21 and the X-ray detection unit 22 in FIG. 2, for example, a second imaging direction A Reciprocate between 2 and so on. The system control unit 21 sequentially inputs the output signals of the X-ray detection unit 14 and stores these output signals in the image calculation / storage unit 22 as moving image data (DA, RUN) composed of a plurality of frames of still image data.

再構成部33は、例えば第1の撮影方向Aと第2の撮影方向Aとの各静止画像データSRを再構成して心臓血管等の被検体1の立体画像データを構築する。表示部30は、再構成部33により構築された心臓血管等の被検体1の立体画像データQを表示する。 Reconstruction unit 33 constructs a three-dimensional image data of the subject 1 cardiovascular such as for example a first imaging direction A 1 and reconstruct the respective still image data SR 1 and second imaging direction A 2. The display unit 30 displays the stereoscopic image data Q of the subject 1 such as a cardiovascular constructed by the reconstruction unit 33.

次に、心臓血管インターベンション手術中、システム制御部21は、X線発生部13とX線検出部14とを回転移動させて任意の2つの撮影方向、例えば第1の撮影方向Aと第2の撮影方向Aとに設定されたとき、これら第1の撮影方向Aと第2の撮影方向Aと設定された各状態で、X線検出部14の出力信号に基づいて第1の撮影方向Aと第2の撮影方向Aとの2つの撮影方向で心臓血管等の被検体1の撮影を行う。システム制御部21は、X線検出部14の出力信号を逐次入力し、これら出力信号を複数フレームの静止画像データから成る動画像データ(DA,RUN)として画像演算・記憶部22に記憶する。 Next, during the cardiovascular intervention operation, the system control unit 21 rotates and moves the X-ray generation unit 13 and the X-ray detection unit 14 to select any two imaging directions, for example, the first imaging direction A1 and the first imaging direction A1. When the second imaging direction A 2 is set, the first imaging direction A 1 and the second imaging direction A 2 are set based on the output signal of the X-ray detection unit 14 in each state set. perform imaging of the subject 1, such as cardiovascular imaging direction a 1 and the second of the two imaging directions of the imaging direction a 2. The system control unit 21 sequentially inputs the output signals of the X-ray detection unit 14 and stores these output signals in the image calculation / storage unit 22 as moving image data (DA, RUN) composed of a plurality of frames of still image data.

次に、選択部32は、心臓血管インターベンション手術中、心電図波形における例えばピークR、Rの発生の直後の撮影により取得された各静止画像データSR、SR等を検索し、これら静止画像データSR、SRに基づいて立体画像データQを構築するための候補とする。
次に、選択部32は、心臓血管インターベンション手術中、造影剤の注入により各動画像データにおける画像濃度が所定値以上変化したときの静止画像データ、すなわち図7に示すように各候補の静止画像データSR、SR等の中から図7に示すように造影剤の注入時fからフレーム数Faを計数したときの撮影により取得された新静止画像データSRを選択する。
Next, during the cardiovascular intervention operation, the selection unit 32 searches each still image data SR 2 , SR 3, etc. acquired by imaging immediately after the occurrence of, for example, the peaks R 2 and R 3 in the electrocardiogram waveform. Let it be a candidate for constructing the stereoscopic image data Q based on the still image data SR 2 and SR 3 .
Next, the selection unit 32 displays still image data when the image density in each moving image data changes by a predetermined value or more by injection of a contrast agent during cardiovascular intervention surgery, that is, as shown in FIG. As shown in FIG. 7, new still image data SR 3 acquired by imaging when the number of frames Fa is counted from f 1 at the time of contrast medium injection is selected from the image data SR 2 , SR 3 and the like.

一方、投影部38は、例えばメモリ29に記憶されている心臓血管インターベンション手術前に構築した立体画像データQを読み出し、この立体画像データQを任意の2つの投影方向、例えば選択部32により取得された新静止画像データSRを取得したときの2つの撮影方向と同一の撮影方向で投影する。しかるに、投影部38は、任意の2つの投影方向、例えば図15に示すように第1の撮影方向Aと第2の撮影方向Aとからそれぞれ投影して2つの静止画像データG、Gを作成する。 On the other hand, the projection unit 38 reads, for example, the stereoscopic image data Q stored before the cardiovascular intervention operation stored in the memory 29, and acquires the stereoscopic image data Q by any two projection directions, for example, the selection unit 32. projected at two shooting direction the same shooting direction when it acquires a new still image data SR 3, which is. However, the projection unit 38 projects two still image data G F by projecting from any two projection directions, for example, the first imaging direction A 1 and the second imaging direction A 2 as shown in FIG. Create GL .

次に、立体画像データを構築する際、特徴点設定部34は、図8に示すのと同様に、投影部38により投影された2つの静止画像データG、Gにおける例えば心臓血管の分岐点にそれぞれ第1の特徴点の各ブロックP、P、Pを設定する。これら第1の特徴点の各ブロックP、P、Pは、例えばユーザのマニュアル操作によって設定される。特徴点設定部34は、設定された第1の特徴点の各ブロックP、P、Pの各座標情報を例えばメモリ29に記憶する。 Next, when constructing stereoscopic image data, the feature point setting unit 34, for example, a bifurcation of cardiovascular in the two still image data G F and G L projected by the projection unit 38, as shown in FIG. Each block P 1 , P 2 , P 3 of the first feature point is set for each point. Each block P 1 , P 2 , P 3 of these first feature points is set, for example, by a user's manual operation. The feature point setting unit 34 stores the coordinate information of each block P 1 , P 2 , P 3 of the set first feature point in, for example, the memory 29.

次に、パターンマッチング部35は、例えば図9に示すように第1の撮影方向Aの新静止画像データSR3F上と第2の撮影方向Aの新静止画像データSR3L上とにそれぞれ第1の特徴点の各ブロックP、P、Pに対応する第2の特徴点の各ブロックP’、P’、P’をパターンマッチングにより検出し、各新静止画像データSR3F、SR3Lを投影部38により投影された2つの静止画像データG、Gに情報上において一致させる。 Next, for example, as shown in FIG. 9, the pattern matching unit 35 applies the new still image data SR 3F in the first shooting direction A 1 and the new still image data SR 3L in the second shooting direction A 2 , respectively. Each block P 1 ′, P 2 ′, P 3 ′ of the second feature point corresponding to each block P 1 , P 2 , P 3 of the first feature point is detected by pattern matching, and each new still image data SR 3F and SR 3L are matched in information with the two still image data G F and G L projected by the projection unit 38.

次に、再構成部33は、パターンマッチング後の2つの新静止画像データSR3F、SR3LをEpipolar幾何理論を用い、例えば図12に示すように各新静止画像データSR3F、SR3Lにおける第2の特徴点の各ブロックP’、P’、P’を用いて3次元上の各座標Z、Z、Zを特定して立体画像データQを構築する。 Next, the reconstruction unit 33 uses the Epipolar geometry theory for the two new still image data SR 3F and SR 3L after pattern matching, for example, as shown in FIG. 12, in the new still image data SR 3F and SR 3L . The three-dimensional coordinates Z 1 , Z 2 , and Z 3 are specified using the blocks P 1 ′, P 2 ′, and P 3 ′ of the two feature points to construct the stereoscopic image data Q.

表示部30は、再構成部33により構築された心臓血管等の被検体1の立体画像データQを表示する。この表示部30は、上記同様に、次に新たな立体画像データQが構築されると、図13に示すように新たな立体画像データQに更新可能であることを示す更新可Uの表示を行う。ユーザインタフェースを介して立体画像データQの更新の指示を受けると、表示部30は、新たな立体画像データQに更新して表示する。   The display unit 30 displays the stereoscopic image data Q of the subject 1 such as a cardiovascular constructed by the reconstruction unit 33. Similarly to the above, when the new stereoscopic image data Q is constructed next, the display unit 30 displays an updatable U indicating that the new stereoscopic image data Q can be updated as shown in FIG. Do. When receiving an instruction to update the stereoscopic image data Q via the user interface, the display unit 30 updates and displays the new stereoscopic image data Q.

このように上記第2の実施の形態によれば、投影部38により既に構築されている立体画像データQを任意の2つの投影方向、例えば図15に示すように第1の撮影方向Aと第2の撮影方向Aとからそれぞれ投影して2つの静止画像データG、Gを作成し、これら静止画像データG、Gに対して新静止画像データSR3F、SR3L上をパターンマッチングし、Epipolar幾何理論を用いて再構成し、心臓血管等の被検体1の立体画像データQを構築する。これにより、上記第1の実施の形態の効果と同様の効果を奏することができる。 As described above, according to the second embodiment, already constructed by any stereoscopic image data Q are two projection directions by the projection portion 38, for example, a first shooting direction A 1 as shown in FIG. 15 Two still image data G F and G L are respectively generated by projecting from the second shooting direction A 2, and the new still image data SR 3F and SR 3L on these still image data G F and G L Pattern matching is performed and reconstruction is performed using Epipolar geometry theory to construct stereoscopic image data Q of the subject 1 such as a cardiovascular vessel. Thereby, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

投影部38は、既に構築されている立体画像データQを任意の2つの投影方向の2つの静止画像データG、Gを作成するので、画像演算・記憶部22に記憶されている複数の動画像データから同一の2つの撮影方向の各静止画像データを検索する必要がない。従って、撮影方向の違いに影響されずに心臓血管等の被検体1の立体画像データQを構築できる。すなわち、既に構築されている立体画像データQを構築した元の各静止画像データの2つの投影方向と、新静止画像データSR3F、SR3Lを取得した2つの投影方向とが同一でなくてもよい。 Since the projection unit 38 creates two still image data G F and G L in any two projection directions from the already-constructed stereoscopic image data Q, a plurality of pieces of information stored in the image calculation / storage unit 22 are created. There is no need to retrieve each piece of still image data in the same two shooting directions from the moving image data. Accordingly, the stereoscopic image data Q of the subject 1 such as a cardiovascular vessel can be constructed without being affected by the difference in imaging direction. That is, even if the two projection directions of the original still image data for which the already constructed stereoscopic image data Q is constructed and the two projection directions for which the new still image data SR 3F and SR 3L are acquired are not the same. Good.

なお、本発明は上記実施形態そのまま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構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
例えば、上記各実施の形態は、シングルプレーンのX線診断装置に適用した場合について説明したが、これに限らず、バイプレーンのX線診断装置に適用することも可能である。
立体画像データQを構築する場合、2つの投影方向の各静止画像データを再構成しているが、これに限らず、2つ以上の投影方向、例えば3〜12等の複数の投影方向から複数の静止画像データを取得し、これら静止画像データを再構成して立体画像データQを構築してもよい。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
For example, each of the above embodiments has been described as applied to a single plane X-ray diagnostic apparatus. However, the present invention is not limited to this, and can also be applied to a biplane X-ray diagnostic apparatus.
When constructing the stereoscopic image data Q, each still image data in two projection directions is reconstructed. However, the present invention is not limited to this, and two or more projection directions, for example, a plurality of projection directions such as 3 to 12 are used. 3D image data Q may be constructed by acquiring still image data of the image data and reconstructing the still image data.

画像演算・記憶部22に記憶されている動画像データ(DA,RUN)から第1の撮影方向Aと第2の撮影方向Aとの2つの撮影方向で、かつ被検体1としての患者の心臓の心位相が同一心位相となる各静止画像データを取得する場合、同一心位相となる複数の静止画像データを全て画像演算・記憶部22から読み取る。次に、これら読み取った全ての静止画像データに対して元静止画像データとの相関を取る。この相関の結果、最も相関の高い各静止画像データを選択する。そして、これら静止画像データを再構成して被検体1の立体画像データを構築する。なお、全ての静止画像データと元静止画像データとの相関を取る場合、静止画像データと元静止画像データとの画像全体で相関を取ってもよいし、一部の画像、例えば心臓血管のセンターラインの相関を取ってもよい。なお、心臓血管のセンターラインは、静止画像データを2値化処理することにより求められる。 Patients of the image computing and storing unit 22 in the moving picture data (DA, RUN) stored in two shooting directions of the photographing in the first direction A 1 and a second imaging direction A 2, and the subject 1 When acquiring still image data having the same cardiac phase, the plurality of still image data having the same cardiac phase are all read from the image calculation / storage unit 22. Next, all the read still image data is correlated with the original still image data. As a result of this correlation, each still image data having the highest correlation is selected. Then, these still image data are reconstructed to construct stereoscopic image data of the subject 1. When all the still image data and the original still image data are correlated, the correlation between the entire still image data and the original still image data may be obtained, or some images, for example, the center of the cardiovascular Line correlation may be taken. The cardiovascular center line is obtained by binarizing still image data.

上記第1及び第2の実施の形態において、表示部30は、以下の表示が可能である。表示部30は、図16に示すように被検体1の立体画像データQを表示すると共に、例えば表示図面30aの一部に、新たな立体画像データQの自動更新のオン(ON)/オフ(OFF)の切り替えの各ボタン39a、39bを表示してもよい。自動更新のオンの切り替えボタン39aを有効にすれば、自動的に新たな立体画像データQに更新されて表示部30に表示される。自動更新のオフの切り替えボタン39bを有効にすれば、自動的に新たな立体画像データQに更新されず、元の立体画像データQが表示され続ける。
表示部30は、切り替えの各ボタン39a、39bをアイコンに代えて表示図面30aに表示してもよい。又、表示部30は、自動更新のオンの切り替えボタン39aを有効している状態に、新たな立体画像データQを構築して表示する際に、表示図面30a上に例えば更新待機中の表示を行ってもよい。
In the first and second embodiments, the display unit 30 can display the following. As shown in FIG. 16, the display unit 30 displays the stereoscopic image data Q of the subject 1, and for example, on a part of the display drawing 30 a, automatic update of new stereoscopic image data Q is turned on (ON) / off ( OFF) switching buttons 39a and 39b may be displayed. If the automatic update ON switch button 39a is validated, it is automatically updated to new stereoscopic image data Q and displayed on the display unit 30. If the automatic update OFF switching button 39b is validated, the original stereoscopic image data Q continues to be displayed without being automatically updated to the new stereoscopic image data Q.
The display unit 30 may display the switching buttons 39a and 39b on the display drawing 30a instead of icons. Further, when the display unit 30 constructs and displays new stereoscopic image data Q in a state where the automatic update ON switch button 39a is enabled, for example, the display unit 30 displays a display waiting for update on the display drawing 30a. You may go.

例えば心臓血管インターベンション手術の際、心臓血管インターベンション手術前に心臓血管の立体画像データQが構築され、心臓血管インターベンション手術中には心臓血管の立体画像データQが逐次構築される。表示部30は、図17に示すように心臓血管インターベンション手術前の立体画像データQと、心臓血管インターベンション手術中の複数の立体画像データQとを例えば手術前、最新、前回などの各タブ表示40、41、42により各ウィンドウ別に表示してもよい。この表示では、新たな立体画像データQが構築される毎にタブ表示も増加する。   For example, during a cardiovascular intervention operation, the cardiovascular stereoscopic image data Q is constructed before the cardiovascular intervention operation, and during the cardiovascular intervention operation, the cardiovascular stereoscopic image data Q is successively constructed. As shown in FIG. 17, the display unit 30 displays the stereoscopic image data Q before the cardiovascular intervention operation and the plurality of stereoscopic image data Q during the cardiovascular intervention operation, for example, tabs before, latest, and last time. You may display for each window by the display 40,41,42. In this display, the tab display increases each time new stereoscopic image data Q is constructed.

表示部30は、図18に示すように新たな立体画像データQの自動更新ができないときに更新NGの表示43を行ってもよい。更新NGは、例えば元静止画像データと新静止画像データとの間のパターンマッチングが極端に悪い場合、又は同一の撮影方向の静止画像データが無い場合に表示する。   The display unit 30 may perform the update NG display 43 when the new stereoscopic image data Q cannot be automatically updated as shown in FIG. The update NG is displayed when, for example, the pattern matching between the original still image data and the new still image data is extremely poor, or when there is no still image data in the same shooting direction.

表示部30は、図19に示すように例えば心臓血管インターベンション手術前の立体画像データQの表示に戻る手術前戻りスイッチ44と、心臓血管インターベンション手術中に時間的に1つ前に構築された立体画像データQの表示に戻る前回戻りスイッチ45とを表示してもよい。手術前戻りスイッチ44を有効にすれば、現在表示されている画像データに係わらず、手術前の立体画像データQを表示する。前回戻りスイッチ45を連続して有効にすれば、順次時間的に1つ前に構築された立体画像データQの表示に戻り、最終的に手術前の立体画像データQの表示まで戻る。   As shown in FIG. 19, the display unit 30 is constructed, for example, a pre-operation return switch 44 for returning to the display of the stereoscopic image data Q before the cardiovascular intervention operation, and the temporally previous one during the cardiovascular intervention operation. The previous return switch 45 for returning to the display of the stereoscopic image data Q may be displayed. If the preoperative return switch 44 is validated, the preoperative image data Q is displayed regardless of the currently displayed image data. If the previous return switch 45 is continuously enabled, the display returns to the display of the stereoscopic image data Q constructed one time before, and finally the display returns to the display of the stereoscopic image data Q before the operation.

表示部30は、図20に示すように例えば心臓血管インターベンション手術前、手術中に構築された複数の立体画像データQ、Q、Qをサムネイル表示してもよい。これと共に表示部30は、各立体画像データQ、Q、Qのうち最新の立体画像データQを拡大表示する。この場合、最初に構築された立体画像データQの時刻tを「0」としたり、現時刻tを「0」にしてもよい。
表示部30は、図21に示すように例えば心臓血管インターベンション手術前、手術中に構築された複数の立体画像データQ、Q、Qをタイル(Tile)表示してもよい。
As shown in FIG. 20, the display unit 30 may display a plurality of stereoscopic image data Q 1 , Q 2 , and Q 3 constructed as thumbnails before and during a cardiovascular intervention operation, for example. At the same time, the display unit 30 enlarges and displays the latest stereoscopic image data Q 3 among the stereoscopic image data Q 1 , Q 2 , and Q 3 . In this case, the time t of the stereoscopic image data Q 1 constructed first may be set to “0”, or the current time t may be set to “0”.
As shown in FIG. 21, the display unit 30 may display, for example, a plurality of stereoscopic image data Q 1 , Q 2 , Q 3 constructed before and during the cardiovascular intervention surgery.

構築された立体画像データQに対して各種計測を行うことがある。各種計測は、例えば心臓血管の分岐点等の各特徴点の間の距離、血管の直径等である。又、計測した血管の直径からそのプロファイルグラフが求められる。これら計測の結果等は、表示部30に表示される。図22は血管46における各特徴点47、48の間の距離Lの計測結果の一例を示す。このような距離L等の各種計測結果は、逐次更新される立体画像データQ毎に変化する。従って、表示部30は、逐次更新される立体画像データQ毎に距離L等の各種計測を行い、これら各種計測結果を更新して表示する。   Various measurements may be performed on the constructed stereoscopic image data Q. The various measurements are, for example, distances between feature points such as cardiovascular bifurcation points, blood vessel diameters, and the like. Further, the profile graph is obtained from the measured diameter of the blood vessel. The measurement results and the like are displayed on the display unit 30. FIG. 22 shows an example of the measurement result of the distance L between the feature points 47 and 48 in the blood vessel 46. Various measurement results such as the distance L change for each stereoscopic image data Q that is sequentially updated. Therefore, the display unit 30 performs various measurements such as the distance L for each stereoscopic image data Q that is sequentially updated, and updates and displays these various measurement results.

上記各実施の形態は、被検体1として収縮運動する心臓血管を対象としているが、これに限らず、心臓血管以外の静止している臓器の立体画像データの構築にも適用可能である。静止臓器としては、例えば脳血管、頚動脈、腹部、下肢などである。この場合、選択部32は、例えば静止臓器への造影剤の注入により各動画像データにおける画像濃度が所定値以上変化したときの静止画像データを選択する。上記同様に、一般に、患者に造影剤が注入された時から患部に到達するまでの遅延時間は、同一患者の同一疾患において略等しいので、患者に造影剤が注入された時から同一患者の同一疾患毎に決められた遅延時間が経過したときの静止画像データを選択すればよい。   Each of the above-described embodiments is directed to a cardiovascular that contracts as the subject 1, but is not limited to this, and can also be applied to the construction of stereoscopic image data of a stationary organ other than the cardiovascular. Examples of the stationary organ include a cerebral blood vessel, a carotid artery, an abdomen, and a lower limb. In this case, the selection unit 32 selects still image data when the image density in each moving image data changes by a predetermined value or more due to, for example, injection of a contrast agent into a stationary organ. As described above, in general, the delay time from when the contrast medium is injected into the patient until reaching the affected area is substantially the same in the same disease of the same patient. What is necessary is just to select the still image data when the delay time decided for every disease passes.

静止臓器としては、例えば脳血管、頚動脈、腹部、下肢などであれば、立体画像生成部28は、例えば予め設定された任意の期間毎等の特定のタイミングで各静止画像データを取得し、これら静止画像データを再構成して3次元画像データを逐次構築する。この場合、静止臓器への造影剤の注入を行わなくても、予め設定された任意の期間毎に各静止画像データを取得可能である。そして、表示部30は、逐次構築された3次元画像データに更新して表示する。 又、心臓血管インターベンション手術に限定されず、穿刺手術デバイス、内視鏡手術用の鉗子、バイオプシー等にも適用できる。
被検体1に対する撮影は、その記録目的、X線等の線量に限定されず、かつ透視撮影でもよい。
If the static organ is, for example, a cerebral blood vessel, a carotid artery, an abdomen, or a lower limb, the stereoscopic image generation unit 28 acquires each still image data at a specific timing, for example, every predetermined period. The three-dimensional image data is sequentially constructed by reconstructing the still image data. In this case, each still image data can be acquired for every predetermined period without injecting the contrast medium into the stationary organ. Then, the display unit 30 updates and displays the three-dimensional image data constructed sequentially. Further, the present invention is not limited to cardiovascular intervention surgery, and can be applied to a puncture operation device, forceps for endoscopic surgery, a biopsy, and the like.
The imaging of the subject 1 is not limited to the recording purpose and the dose of X-rays, and may be fluoroscopic imaging.

本発明に係る3次元画像生成装置の第1の実施の形態を適用したX線診断装置を示す構成図。1 is a configuration diagram showing an X-ray diagnostic apparatus to which a first embodiment of a three-dimensional image generation apparatus according to the present invention is applied. 同装置におけるFrontal画像とLateral画像とを取得するときのX線発生部及びX線検出部の2つの撮影方向を示す図。The figure which shows two imaging directions of the X-ray generation part and X-ray detection part when acquiring the Frontal image and the Lateral image in the same apparatus. 同装置の画像演算・記憶部に記憶される心臓血管インターベンション手術中における被検体の各動画像データの記録を示す図。The figure which shows recording of each moving image data of the subject in the cardiovascular intervention operation memorize | stored in the image calculation and memory | storage part of the same apparatus. 同装置における立体画像生成部のブロック構成図。The block block diagram of the stereo image production | generation part in the same apparatus. 同装置における3次元画像データを生成するための静止画像データの取得タイミングを示す図。The figure which shows the acquisition timing of the still image data for producing | generating the three-dimensional image data in the same apparatus. 同装置による心臓血管インターベンション手術前での3次元画像データの取得タイミング図。The acquisition timing figure of the three-dimensional image data before the cardiovascular intervention operation by the same apparatus. 同装置による心臓血管インターベンション手術中での3次元画像データの取得タイミング図。The acquisition timing figure of the three-dimensional image data in the cardiovascular intervention operation by the same apparatus. 同装置の特徴点設定部によるパターンマッチングを行うときの特徴点の設定を示す模式図。The schematic diagram which shows the setting of the feature point when performing the pattern matching by the feature point setting part of the apparatus. 同装置のパターンマッチング部によりパターンマッチングする新静止画像データを示す模式図。The schematic diagram which shows the new still image data pattern-matched by the pattern matching part of the apparatus. 同装置におけるラインの走行の類似性によるパターンマッチングを示す模式図。The schematic diagram which shows the pattern matching by the similarity of the driving | running | working of the line in the apparatus. 同装置におけるラインの走行の類似性によるパターンマッチングを示す模式図。The schematic diagram which shows the pattern matching by the similarity of the driving | running | working of the line in the apparatus. 同装置におけるEpipolar幾何理論を用いた立体画像の構築を示す模式図。The schematic diagram which shows the construction | assembly of the stereo image using the Epipolar geometry theory in the same apparatus. 同装置における立体画像データの更新可の表示を示す図。The figure which shows the display which can update the stereo image data in the same apparatus. 本発明に係る3次元画像生成装置の第2の実施の形態における立体画像生成部を示すブロック構成図。The block block diagram which shows the three-dimensional image generation part in 2nd Embodiment of the three-dimensional image generation apparatus which concerns on this invention. 同装置における投影部により立体画像データを投影して作成される2つの静止画像データを示す模式図。The schematic diagram which shows two still image data produced by projecting stereo image data with the projection part in the same apparatus. 同装置の表示部における表示の変形列を示す図。The figure which shows the deformation | transformation row | line | column of the display in the display part of the apparatus. 同装置の表示部における表示の変形列を示す図。The figure which shows the deformation | transformation row | line | column of the display in the display part of the apparatus. 同装置の表示部における表示の変形列を示す図。The figure which shows the deformation | transformation row | line | column of the display in the display part of the apparatus. 同装置の表示部における表示の変形列を示す図。The figure which shows the deformation | transformation row | line | column of the display in the display part of the apparatus. 同装置の表示部における表示の変形列を示す図。The figure which shows the deformation | transformation row | line | column of the display in the display part of the apparatus. 同装置の表示部における表示の変形列を示す図。The figure which shows the deformation | transformation row | line | column of the display in the display part of the apparatus. 本装置による立体画像データに対する各種計測結果の表示例を示す図。The figure which shows the example of a display of the various measurement results with respect to the stereo image data by this apparatus. Epipolar幾何理論を用いた立体画像の構築を示す模式図。The schematic diagram which shows the construction | assembly of the stereo image using Epipolar geometry theory.

符号の説明Explanation of symbols

1:被検体、2:Frontal画像、3:Lateral画像、10:寝台、11:機構制御部、12:Cアーム、13:X線発生部、14:X線検出部、15:高電圧制御部、16:高電圧発生部、20:制御装置本体、21:システム制御部、22:画像演算・記憶部、23:表示部、24:ハンドスイッチ、25:スイッチホルダ、26:表示部、27:通信回線、28:立体画像生成部、29:メモリ、30:表示部、31:動画像データ取得部、32:選択部、33:再構成部、34:特徴点設定部、35:パターンマッチング部、36:計測部、37:心電計、38:投影部、30a:表示図面、39a:オンの切り替えボタン、39b:オフの切り替えボタン、40,41,42:タブ表示、43:更新NGの表示、44:手術前戻りスイッチ、45:前回戻りスイッチ、46:血管、47,48:特徴点。   1: subject, 2: frontal image, 3: lateral image, 10: bed, 11: mechanism control unit, 12: C arm, 13: X-ray generation unit, 14: X-ray detection unit, 15: high voltage control unit , 16: high voltage generation unit, 20: control device main body, 21: system control unit, 22: image calculation / storage unit, 23: display unit, 24: hand switch, 25: switch holder, 26: display unit, 27: Communication line, 28: stereoscopic image generation unit, 29: memory, 30: display unit, 31: moving image data acquisition unit, 32: selection unit, 33: reconstruction unit, 34: feature point setting unit, 35: pattern matching unit , 36: measurement unit, 37: electrocardiograph, 38: projection unit, 30a: display drawing, 39a: switching button on, 39b: switching button off, 40, 41, 42: tab display, 43: update NG Display, 44: Switch back before surgery , 45: previous return switch, 46: blood vessel, 47 and 48: the feature points.

Claims (16)

周期的に収縮運動を繰り返す被検体に対して少なくとも2方向からの各撮影によって取得された各静止画像データを再構成して3次元画像データを構築する3次元画像生成装置において、
前記少なくとも2方向から前記各撮影によりそれぞれ複数フレームの前記各静止画像データから成る各動画像データを前記被検体が前記収縮運動を複数繰り返す期間中において取得し、これら動画像データからそれぞれ異なる各時刻で前記被検体の収縮運動が同一心位相となるタイミングでかつ造影剤の注入により前記動画像データにおける画像濃度が所定値以上変化したときの前記各静止画像データを選択し、この選択された前記各静止画像データを再構成して前記3次元画像データを逐次構築する画像生成部と、
前記画像生成部により逐次構築された前記3次元画像データに更新して表示する表示部と、
を具備することを特徴とする3次元画像生成装置。
In a three-dimensional image generating apparatus that reconstructs each still image data acquired by imaging from at least two directions on a subject that periodically repeats contraction motion, and constructs three-dimensional image data.
Each moving image data composed of each of the still image data of a plurality of frames is acquired from each of the at least two directions during each imaging, and the subject repeats the contraction motion a plurality of times. And selecting each still image data when the image density in the moving image data changes by a predetermined value or more by the injection of the contrast agent at the timing when the contraction motion of the subject becomes the same cardiac phase, and the selected An image generator that reconstructs each still image data and sequentially constructs the three-dimensional image data;
A display unit that updates and displays the three-dimensional image data sequentially constructed by the image generation unit;
A three-dimensional image generation apparatus comprising:
X線を発生するX線発生部と、
前記X線発生部から発生し、周期的に収縮運動を繰り返す被検体を透過した前記X線を検出するX線検出部と、
前記X線発生部と前記X線検出部とを前記被検体を中心として回転させる回転機構と、
前記X線発生部と前記X線検出部とを前記回転機構により回転させて少なくとも2つの撮影方向に設定する制御部とを有するX線診断装置に備えられ、
前記制御部により前記X線発生部と前記X線検出部とを前記回転機構により回転させて前記少なくとも2つの撮影方向に設定されると、前記少なくとも2つの撮影方向に設定された状態で、前記X線検出部の出力信号に基づいて前記少なくとも2つの撮影方向からの各撮影によりそれぞれ複数フレームの前記各静止画像データから成る各動画像データを前記被検体が前記収縮運動を複数繰り返す期間中において取得し、これら各動画像データからそれぞれ異なる各時刻で前記被検体の収縮運動が同一心位相となるタイミングでかつ造影剤の注入により前記動画像データにおける画像濃度が所定値以上変化したときの前記各静止画像データを選択し、この選択された前記各静止画像データを再構成して前記3次元画像データを逐次構築する画像生成部と、
前記画像生成部により逐次構築された前記3次元画像データに更新して表示する表示部と、
を具備することを特徴とする3次元画像生成装置。
An X-ray generator for generating X-rays;
An X-ray detection unit that detects the X-rays generated from the X-ray generation unit and transmitted through the subject that periodically repeats the contraction motion;
A rotation mechanism that rotates the X-ray generation unit and the X-ray detection unit about the subject;
The X-ray diagnostic apparatus includes a control unit configured to rotate the X-ray generation unit and the X-ray detection unit by the rotation mechanism to set at least two imaging directions.
When the control unit rotates the X-ray generation unit and the X-ray detection unit by the rotation mechanism and sets the at least two imaging directions, the control unit sets the at least two imaging directions, During the period in which the subject repeats the contraction motion a plurality of times, each moving image data composed of each of the still image data of a plurality of frames by each imaging from the at least two imaging directions based on an output signal of the X-ray detection unit. And when the image density in the moving image data changes by a predetermined value or more due to the injection of a contrast agent at the timing when the contraction movement of the subject has the same cardiac phase at each different time from each moving image data Images for selecting each still image data, reconstructing each selected still image data, and sequentially constructing the three-dimensional image data And the generating unit,
A display unit that updates and displays the three-dimensional image data sequentially constructed by the image generation unit;
A three-dimensional image generation apparatus comprising:
前記画像生成部は、前記被検体内に前記造影剤を注入したとき、前記造影剤が前記被検体内に最適量注入されるタイミングで前記少なくとも2方向から前記被検体の前記各静止画像データを取得して前記3次元画像データを構築し、
前記表示部は、前記画像生成部により逐次構築された前記3次元画像データに更新して表示する、
ことを特徴とする請求項1又は2記載の3次元画像生成装置。
When the contrast medium is injected into the subject, the image generation unit obtains the still image data of the subject from the at least two directions at a timing at which an optimal amount of the contrast medium is injected into the subject. Acquiring and constructing the 3D image data;
The display unit updates and displays the three-dimensional image data sequentially constructed by the image generation unit;
The three-dimensional image generation apparatus according to claim 1 or 2.
前記表示部は、少なくとも前記3次元画像データの更新表示の許可、自動更新、又は更新の不可の表示を行うことを特徴とする請求項1又は2記載の3次元画像生成装置。 The three-dimensional image generation device according to claim 1, wherein the display unit displays at least update display permission of the three-dimensional image data, automatic update, or non-updateable display. 前記表示部は、前記逐次構築される複数の前記3次元画像データを配列して表示、又は複数の前記3次元画像データのうち所望の前記3次元画像データを選択可能に表示することを特徴とする請求項1又は2記載の3次元画像生成装置。 The display unit arranges and displays the plurality of sequentially constructed 3D image data, or displays the desired 3D image data among the plurality of 3D image data in a selectable manner. The three-dimensional image generation apparatus according to claim 1 or 2. 前記画像生成部は、前記少なくとも2方向から前記被検体を撮影して複数フレームの前記静止画像データから成る前記少なくとも2つの動画像データを取得する動画像データ取得部と、
前記動画像データ取得部により取得された前記各動画像データから前記造影剤の注入により前記画像濃度が前記所定値以上変化したときの前記各静止画像データを1フレームずつ選択する選択部と、
前記選択部により選択された前記各静止画像データを再構成して前記3次元画像データを構築する再構成部と、
を有することを特徴とする請求項1又は2記載の3次元画像生成装置。
The image generation unit is a moving image data acquisition unit that acquires the at least two moving image data including the still image data of a plurality of frames by photographing the subject from the at least two directions;
A selection unit that selects each still image data frame by frame when the image density changes by the injection of the contrast agent from the moving image data acquired by the moving image data acquisition unit by one frame;
A reconstruction unit that reconstructs each still image data selected by the selection unit to construct the three-dimensional image data;
The three-dimensional image generation apparatus according to claim 1, wherein:
前記画像生成部は、前記少なくとも2方向からの前記被検体に対する撮影により複数フレームの前記静止画像データから成る前記少なくとも2つの動画像データを取得する動画像データ取得部と、
前記動画像データ取得部により取得された前記各動画像データの中から第1の時刻に取得された前記各静止画像データ上に第1の特徴点を設定する特徴点設定部と、
前記第1の時刻よりも時間的に後の第2の時刻に取得した前記各静止画像データ上で前記第1の特徴点に対応する第2の特徴点をパターンマッチングにより検出し、前記第2の時刻に取得した前記各静止画像データを前記第1の時刻に取得した前記各静止画像データに一致させるパターンマッチング部と、
前記パターンマッチング部のパターンマッチングにより取得された前記第2の時刻の前記各静止画像データを再構成して前記3次元画像データを構築する再構成部と、
を有することを特徴とすることを特徴とする請求項1又は2記載の3次元画像生成装置。
The image generation unit is a moving image data acquisition unit that acquires the at least two moving image data including a plurality of frames of the still image data by imaging the subject from the at least two directions;
A feature point setting unit that sets a first feature point on each of the still image data acquired at a first time from the moving image data acquired by the moving image data acquisition unit;
A second feature point corresponding to the first feature point is detected by pattern matching on each still image data acquired at a second time after the first time, and the second feature point is detected. A pattern matching unit for matching the still image data acquired at the time of the first image with the still image data acquired at the first time;
A reconstruction unit that reconstructs each still image data of the second time acquired by pattern matching of the pattern matching unit to construct the three-dimensional image data;
The three-dimensional image generation apparatus according to claim 1, wherein:
前記画像生成部は、既に逐次構築された前記3次元画像データを記憶する3次元画像データ記憶部と、
前記3次元画像データ記憶部に記憶されている前記3次元画像データを投影して前記少なくとも2方向からの前記各静止画像データを取得する投影部と、
前記投影部により取得された前記各静止画像データを再構成して前記3次元画像データを構築する再構成部と、
を有することを特徴とすることを特徴とする請求項1又は2記載の3次元画像生成装置。
The image generation unit includes a three-dimensional image data storage unit that stores the three-dimensional image data that has already been sequentially constructed,
A projection unit that projects the three-dimensional image data stored in the three-dimensional image data storage unit to obtain the still image data from the at least two directions;
A reconstruction unit that reconstructs each still image data acquired by the projection unit to construct the three-dimensional image data;
The three-dimensional image generation apparatus according to claim 1, wherein:
前記再構成部は、前記投影部より取得した前記各静止画像データ上に第1の特徴点を設定する特徴点設定部と、
新規に取得された前記各静止画像データ上で前記第1の特徴点に対応する第2の特徴点をパターンマッチングにより検出し、前記新規に取得した前記各静止画像データを前記投影により取得した前記各静止画像データに一致させるパターンマッチング部と、
を有し、
前記パターンマッチング部によりパターンマッチングされた前記新規に取得した前記各静止画像データを再構成して前記3次元画像データを構築する、
を有することを特徴とすることを特徴とする請求項8記載の3次元画像生成装置。
The reconstruction unit is configured to set a first feature point on each of the still image data acquired from the projection unit;
The second feature point corresponding to the first feature point is detected by pattern matching on each newly acquired still image data, and each of the newly acquired still image data is acquired by the projection. A pattern matching unit for matching each still image data;
Have
Reconstructing each of the newly acquired still image data pattern-matched by the pattern matching unit to construct the three-dimensional image data;
The three-dimensional image generation apparatus according to claim 8, wherein
前記各動画像データからそれぞれ異なる各時刻で前記被検体の収縮運動が同一心位相となるタイミングでかつ前記造影剤の注入により前記動画像データにおける前記画像濃度が前記所定値以上変化したときの前記各静止画像データを選択するために前記被検体の前記収縮運動に同期した情報を得る同期情報生成部を有し、
前記画像生成部は、前記同期情報生成部により得られた前記同期情報に基づいて前記被検体が前記同位相となる前記収縮運動のタイミングの前記各静止画像データを取得し、これら静止画像データのうち前記画像濃度が前記所定値以上変化したときに取得した前記各静止画像データを再構成して前記3次元画像データを逐次構築する、
ことを特徴とする請求項1又は2記載の3次元画像生成装置。
The timing when the image density in the moving image data changes by more than the predetermined value at the timing when the contraction movement of the subject becomes the same cardiac phase at each different time from the moving image data, and injection of the contrast agent A synchronization information generating unit for obtaining information synchronized with the contraction motion of the subject in order to select each still image data;
The image generation unit acquires the still image data of the timing of the contraction movement when the subject is in the same phase based on the synchronization information obtained by the synchronization information generation unit, and Among them, each of the still image data acquired when the image density has changed more than the predetermined value is reconstructed to sequentially construct the three-dimensional image data.
The three-dimensional image generation apparatus according to claim 1 or 2.
前記同期情報生成部は、前記同期情報として前記被検体の心電図情報を得ることを特徴とする請求項10記載の3次元画像生成装置。 The three-dimensional image generation apparatus according to claim 10, wherein the synchronization information generation unit obtains electrocardiogram information of the subject as the synchronization information. 前記画像生成部は、前記少なくとも2方向から前記被検体を撮影して取得した前記複数フレームの前記静止画像データから成る前記少なくとも2つの動画像データを取得する動画像データ取得部と、
前記被検体が所定の位相のときに既に構築された前記3次元画像データの再構成に用いられた前記各静止画像データを検索し、検索された前記各静止画像データに対して最も相関の高い前記静止画像データを前記動画像データ取得部により取得された前記各動画像データから選択する画像選択部と、
を有し、
かつ前記画像選択部により選択された前記各静止画像データを再構成して前記3次元画像データを逐次築する、
ことを特徴とすることを特徴とする請求項1又は2記載の3次元画像生成装置。
The image generation unit acquires the at least two moving image data including the plurality of frames of the still image data acquired by imaging the subject from the at least two directions;
Each still image data used for reconstruction of the three-dimensional image data already constructed when the subject is in a predetermined phase is searched, and the highest correlation is found with respect to each searched still image data An image selection unit that selects the still image data from the moving image data acquired by the moving image data acquisition unit;
Have
And each of the still image data selected by the image selection unit is reconstructed to sequentially build the three-dimensional image data.
The three-dimensional image generation apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that
前記画像生成部は、前記被検体内に前記造影剤を注入して前記少なくとも2方向から前記被検体を撮影して取得された前記複数フレームの前記静止画像データから成る前記各動画像データを取得する動画像データ取得部を有し、かつ前記動画像データ取得部により取得された前記各動画像データから前記被検体が前記同位相となる前記収縮運動のタイミングで、かつ前記被検体内に前記造影剤が最適量注入されたときの前記静止画像データを選択し、これら静止画像データを再構成して前記被検体内に造影剤を注入して前記被検体の前記3次元画像データを構築することを特徴とする請求項1又は2記載の3次元画像生成装置。 The image generation unit acquires each moving image data including the still image data of the plurality of frames acquired by injecting the contrast medium into the subject and photographing the subject from the at least two directions. The moving image data acquisition unit, and from the moving image data acquired by the moving image data acquisition unit, at the timing of the contraction movement in which the subject is in the same phase, and in the subject The still image data when the optimum amount of contrast agent is injected is selected, the still image data is reconstructed, and the contrast agent is injected into the subject to construct the three-dimensional image data of the subject. The three-dimensional image generation apparatus according to claim 1 or 2. 前記画像生成部は、前記造影剤の注入により前記各動画像データにおける前記画像濃度が前記所定値以上変化したときの前記静止画像データを選択することを特徴とする請求項13記載の3次元画像生成装置。 The three-dimensional image according to claim 13, wherein the image generation unit selects the still image data when the image density in the moving image data changes by the predetermined value or more due to the injection of the contrast agent. Generator. 前記画像生成部は、前記被検体に前記造影剤を注入して前記少なくとも2方向から前記被検体の前記各静止画像データを逐次取得して前記3次元画像データを構築すると共に、前記造影剤の注入時から前記造影剤が最適量注入されるまでのタイミング情報を予め測定する計測部を有し、
再度、前記被検体に前記造影剤を注入した場合、前記画像生成部は、前記被検体への前記造影剤の注入時から予め測定された前記タイミング情報の経過時に、前記少なくとも2方向から前記被検体の前記各静止画像データを取得して前記被検体内に造影剤を注入して前記被検体の前記3次元画像データを構築する、
ことを特徴とすることを特徴とする請求項1又は2記載の3次元画像生成装置。
The image generation unit injects the contrast agent into the subject, sequentially acquires the still image data of the subject from the at least two directions, and constructs the three-dimensional image data. It has a measurement unit that measures in advance timing information from the time of injection until the optimal amount of the contrast medium is injected,
When the contrast agent is injected into the subject again, the image generating unit is configured to detect the subject from the at least two directions when the timing information measured in advance from the injection of the contrast agent into the subject. Acquiring each still image data of a specimen and injecting a contrast medium into the specimen to construct the three-dimensional image data of the specimen;
The three-dimensional image generation apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that
前記計測部は、前記タイミング情報を前記静止画像データのフレーム数を計数して取得することを特徴とする請求項15記載の3次元画像生成装置。 The three-dimensional image generation apparatus according to claim 15, wherein the measurement unit obtains the timing information by counting the number of frames of the still image data.
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