JP5121173B2 - 3D image generator - Google Patents
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Images
Description
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
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。
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
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A1と第2の撮影方向A2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A1と第2の撮影方向A2とを固定し、これら第1の撮影方向A1と第2の撮影方向A2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
このような被検体1の観察では、第1の撮影方向A1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A2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
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
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A1と第2の撮影方向A2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
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A1や第2の撮影方向A2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
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A1又は第2の撮影方向A2等に設定されたとき、これら第1の撮影方向A1又は第2の撮影方向A2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A1と第2の撮影方向A2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
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A1と第2の撮影方向A2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
Moving picture
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R1、R2、R3等の発生時毎に同一心位相になる。
The
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A1、A2における各静止画像データSR1が用いられたとする。これら静止画像データSR1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S1〜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SR2、SR3等を検索し、これら静止画像データSR2、SR3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
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
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f1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f2とすると、計測部36は、造影剤の注入時f1と撮影時f2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
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f1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
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SR2、SR3等を検索し、これら静止画像データSR2、SR3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SR2、SR3等の中から図7に示すように造影剤の注入時f1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SR3を選択する。この場合、新静止画像データSR3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SR3として選択する。なお、選択部32は、第1の撮影方向A1と第2の撮影方向A2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SR3を選択する。
Therefore, as shown in FIG. 5, the
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A1と第2の撮影方向A2との各1フレームずつの各新静止画像データSR3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SR1と新静止画像データSR3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SR1は、第1の撮影方向A1の元静止画像データSR1Fと、第2の撮影方向A2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P1、P2、P3を設定する。これら第1の特徴点の各ブロックP1、P2、P3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P1、P2、P3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P1、P2、P3の各座標情報を例えばメモリ29に記憶する。
The
Thus, before constructing the stereoscopic image data, the feature
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A1の新静止画像データSR3F上と、第2の撮影方向A2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P1、P2、P3に対応する第2の特徴点の各ブロックP1’、P2’、P3’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P1、P2、P3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P1、P2、P3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
なお、パターンマッチングは、各ブロックP1、P2、P3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P1’、P2’、P3’を用いて3次元上の各座標Z1、Z2、Z3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Z1、Z2、Z3を特定してもよい。
The
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
Note that the stereoscopic
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A1と第2の撮影方向A2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
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SR1を読み出す。なお、各静止画像データSR1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A1と第2の撮影方向A2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A1と第2の撮影方向A2との各静止画像データSR1、すなわち各元静止画像データSR1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
The
The
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f1と元静止画像データSR1の撮影時f2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
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A1と第2の撮影方向A2とに設定されたとき、これら第1の撮影方向A1と第2の撮影方向A2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A1と第2の撮影方向A2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
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R1、R2、R3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
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R1の発生の直後の撮影により静止画像データSR1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R2、R3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SR2、SR3等を検索し、これら静止画像データSR2、SR3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
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SR2、SR3等の中から図7に示すように造影剤の注入時f1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SR3を選択する。
On the other hand, in cardiovascular intervention surgery, a contrast medium is injected into the cardiovascular vessel. The
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A1の元静止画像データSR1Fと第2の撮影方向A2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P1、P2、P3を設定する。これら第1の特徴点の各ブロックP1、P2、P3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P1、P2、P3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
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A1の新静止画像データSR3F上と第2の撮影方向A2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P1、P2、P3に対応する第2の特徴点の各ブロックP1’、P2’、P3’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
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P1’、P2’、P3’を用いて3次元上の各座標Z1、Z2、Z3を特定して立体画像データQを構築する。
Next, the
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
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A1の新静止画像データSR3Fと第2の撮影方向A2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
第1の撮影方向A1と第2の撮影方向A2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
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A1と第2の撮影方向A2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A1と第2の撮影方向A2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
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
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A1と第2の撮影方向A2とからそれぞれ投影して2つの静止画像データGF、GLを作成する。この投影部38は、第1の撮影方向A1と第2の撮影方向A2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
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A1と第2の撮影方向A2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
再構成部33は、例えば第1の撮影方向A1と第2の撮影方向A2との各静止画像データSR1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。
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A1と第2の撮影方向A2とに設定されたとき、これら第1の撮影方向A1と第2の撮影方向A2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A1と第2の撮影方向A2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
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R2、R3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SR2、SR3等を検索し、これら静止画像データSR2、SR3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SR2、SR3等の中から図7に示すように造影剤の注入時f1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SR3を選択する。
Next, during the cardiovascular intervention operation, the
Next, the
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SR3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A1と第2の撮影方向A2とからそれぞれ投影して2つの静止画像データGF、GLを作成する。
On the other hand, the
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GF、GL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P1、P2、P3を設定する。これら第1の特徴点の各ブロックP1、P2、P3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P1、P2、P3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
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A1の新静止画像データSR3F上と第2の撮影方向A2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P1、P2、P3に対応する第2の特徴点の各ブロックP1’、P2’、P3’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GF、GLに情報上において一致させる。
Next, for example, as shown in FIG. 9, the
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P1’、P2’、P3’を用いて3次元上の各座標Z1、Z2、Z3を特定して立体画像データQを構築する。
Next, the
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
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A1と第2の撮影方向A2とからそれぞれ投影して2つの静止画像データGF、GLを作成し、これら静止画像データGF、GL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
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GF、GL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
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A1と第2の撮影方向A2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
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
The
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
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
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
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Q1、Q2、Q3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Q1、Q2、Q3のうち最新の立体画像データQ3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Q1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Q1、Q2、Q3をタイル(Tile)表示してもよい。
As shown in FIG. 20, the
As shown in FIG. 21, the
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
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
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
The imaging of the subject 1 is not limited to the recording purpose and the dose of X-rays, and may be fluoroscopic imaging.
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)
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:
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:
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
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
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