JP5404066B2 - 医用画像表示システム - Google Patents
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Description
また、請求項2に記載の発明は、X線を照射するX線発生手段と、被検体を間にして前記X線発生手段と対向して配置され、前記X線発生手段から照射されて前記被検体を透過したX線を検出するX線検出手段と、前記X線検出手段からの出力に基づいてX線画像データを生成するX線画像生成手段と、超音波を送受信する超音波プローブと、前記超音波プローブの出力に基づいて超音波画像データを生成する超音波画像生成手段と、前記超音波プローブの位置を検出するプローブ位置検出手段と、前記超音波画像データに基づく超音波画像を表示手段に表示させる第1表示制御手段と、前記X線発生手段の位置、前記X線検出手段の位置、及び前記検出された前記超音波プローブの位置に基づいて、前記超音波プローブから送信される超音波によってスキャンされるスキャン範囲の前記X線画像における位置、又は、前記表示手段に表示されている前記超音波画像において指定された所望領域の前記X線画像における位置を求める演算手段と、前記X線画像データに基づくX線画像を前記表示手段に表示させ、前記演算手段によって求められた前記X線画像上の位置に、前記スキャン範囲を表すマーカ、又は、前記所望領域を表すマーカを表示させる第2表示制御手段と、を有し、前記プローブ位置検出手段は、3次元空間における前記超音波プローブの位置を検出し、前記演算手段は、前記検出された前記3次元空間における前記超音波プローブの位置を基準にして、前記3次元空間における前記スキャン範囲の位置、又は、前記3次元空間における前記所望領域の位置を求め、前記X線発生手段を視点として仮定し、前記X線検出手段の検出面を投影面として仮定し、前記3次元空間における前記スキャン範囲、又は、前記3次元空間における前記所望領域を、前記視点から前記検出面に投影することで、前記X線画像における前記スキャン範囲の位置、又は、前記X線画像における前記所望領域の位置を求めることを特徴とする医用画像表示システムである。
X線診断装置1は、X線画像取得部10と、X線画像記憶部16と、第1制御部17とを備えている。また、X線画像取得部10は、X線発生部11と、X線検出部12と、寝台天板13と、保持部14(Cアーム)と、X線画像生成部15とを備えている。
超音波診断装置2は、超音波画像取得部20と、プローブ位置検出部24と、超音波画像記憶部25と、第2制御部26と、領域特定部28とを備えている。
超音波画像取得部20は、超音波プローブ21と、送受信部22と、超音波画像生成部23とを備えている。超音波プローブ21には、複数の超音波振動子が所定方向(走査方向)に1列に配置された1次元アレイプローブ、又は、複数の超音波振動子が2次元的に配置された2次元アレイプローブが用いられる。
プローブ位置検出部24は、超音波プローブ21の位置を検出する。超音波プローブ21の位置検出法として各種の方法が提案されている。例えば、超音波センサや磁気センサを用いることで、超音波プローブ21の位置を検出することができる。磁気センサを用いたプローブ位置検出部24は、特開2000−5168号公報などに記載されているように、磁気を発生するトランスミッタ(磁気発生部)と、この磁気を検出する複数の磁気センサを有したレシーバと、検出された磁気に基づく電気信号(検出信号)を処理することで超音波プローブ21の位置を求める位置情報算出部(いずれも図示しない)とを、備えている。磁気センサ有するレシーバは、超音波プローブ21の表面に装着され、トランスミッタは、超音波プローブ21の近傍に設置される。そして、位置情報算出部は、磁気によって計測された複数の磁気センサの各々とトランスミッタとの距離に基づいて、超音波プローブ21の位置情報(座標情報)を算出する。または、超音波プローブ21に信号発信器を取り付け、プローブ位置検出部24が、超音波プローブ21に設置された信号発信器から発信された信号を受信し、その受信信号に基づいて超音波プローブ21の位置を検出しても良い。なお、プローブ位置検出部24が、この発明の「プローブ位置検出手段」の1例に相当する。
また、第2制御部26は、スキャン範囲設定部27を備えている。スキャン範囲設定部27は、超音波プローブ21の位置を基準にして、超音波を送受信する深さと範囲(角度)とを含むスキャン範囲を設定し、スキャン範囲を示す情報を超音波画像取得部20に出力する。例えば、スキャン範囲設定部27は、初期設定されたスキャン範囲を示す情報を記憶しておき、そのスキャン範囲を示す情報を超音波画像取得部20に出力する。また、操作者が操作部52を用いてスキャン範囲(深さと角度)を入力し、スキャン範囲設定部27は、操作者によって入力されたスキャン範囲を示す情報を超音波画像取得部20に出力しても良い。送受信部22は、設定されたスキャン範囲を超音波プローブ21に走査させる。また、超音波座標系における超音波プローブ21の位置がプローブ位置検出部24によって検出されているため、第2制御部26は、超音波プローブ21の位置を基準にして、超音波座標系におけるスキャン範囲の位置を求める。そして、第2制御部26は、超音波座標系におけるスキャン範囲の形状及び位置を示すスキャン範囲情報を超音波画像記憶部25に出力する。
超音波画像記憶部25は、超音波画像取得部20によって取得された超音波画像データに、超音波座標系における超音波プローブ21の位置を示す座標情報と、超音波座標系における超音波のスキャン範囲の形状及び位置を示すスキャン範囲情報と、超音波座標系におけるX線座標系の原点の座標情報とを、付帯させて記憶する。または、超音波画像記憶部25は、超音波画像データに、超音波座標系における超音波プローブ21の形状及び位置を示すプローブ形状情報と、超音波座標系におけるX線座標系の原点の座標情報とを、付帯させて記憶する。
表示部51に超音波画像が表示されている状態で、操作者が操作部52を用いて超音波画像上の所望領域(注目領域)を指定すると、領域特定部28は、操作者によって指定された注目領域の座標情報をユーザインターフェース(UI)5から受けて、超音波座標系における注目領域の位置を特定する。まず、領域特定部28は、表示部51に表示されている超音波画像データを超音波画像記憶部25から読み込む。そして、領域特定部28は、超音波画像データに付帯されているスキャン範囲の形状及び位置を示すスキャン範囲情報と、操作者によって指定された注目領域の超音波画像上での座標情報とに基づいて、スキャン範囲内における指定された注目領域の位置を特定する。つまり、領域特定部28は、スキャン範囲と、そのスキャン範囲を走査することで取得された超音波画像との位置関係に基づいて、スキャン範囲内における超音波画像上で指定された注目領域の位置を特定する。そして、領域特定部28は、超音波座標系における注目領域の形状及び位置を示す注目領域情報を第2制御部26に出力する。
演算部3は、座標変換部31と投影位置算出部32とを備えている。演算部3は、X線検出部12の検出面上における超音波プローブ21の位置、超音波のスキャン範囲の位置、超音波プローブ21の形状、及び注目領域の位置を求める。ここで、演算部3の処理について図2を参照して説明する。図2は、超音波プローブとX線管とX線検出部との位置関係を説明するための図である。
座標変換部31は、超音波座標系における超音波プローブ21の座標情報と、超音波座標系におけるX線座標系の原点の座標情報(例えばアイソセンタの座標情報)とを、第2制御部26から受ける。また、座標変換部31は、X線座標系におけるX線発生部11のX線管の座標情報及びX線検出部12の座標情報(保持部14の座標情報)と、寝台天板13の座標情報と、X線座標系の原点の座標情報(例えばアイソセンタの座標情報)とを第1制御部17から受ける。
投影位置算出部32は、X線座標系におけるX線管11Aの位置及びX線検出部12の位置と、X線座標系における超音波プローブ21の位置Q1(x1、y1、z1)とに基づいて、超音波プローブ21の位置をX線検出部12の検出面に投影することで、投影された位置Q2(x2、y2、z2)を求める。例えば図2に示すように、投影位置算出部32は、X線管11Aの位置とX線検出部12の位置と超音波プローブ21の位置Q1(x1、y1、z1)とに基づいて、X線管11Aから照射されるX線の焦点11Bの位置から超音波プローブ21の位置Q1(x1、y1、z1)をX線検出部12の検出面に投影することで、投影された位置Q2(x2、y2、z2)を求める。投影位置算出部32は、X線管11Aの焦点11Bの位置を視点と仮定し、X線検出部12の検出面を投影面と仮定して、超音波プローブ21の位置Q1(x1、y1、z1)と視点(焦点11Bの位置)とを直線(投影線)で結び、その投影線をX線検出部12の検出面(投影面)まで延長することで、投影線と検出面(投影面)との交点を求める。投影位置算出部32は、その交点の位置Q2(x2、y2、z2)を、X線検出部12の検出面における超音波プローブ21の位置と定義する。
表示制御部4は、マーカ生成部41と画像合成部42とを備えている。表示制御部4は、X線画像記憶部16からX線画像データを読み込んで、そのX線画像データに基づくX線画像を表示部51に表示させる。また、表示制御部4は、超音波画像記憶部25から超音波画像データを読み込んで、その超音波画像データに基づく超音波画像を表示部51に表示させる。表示制御部4は、X線画像と超音波画像とを別々のモニタ(表示部51)に表示させても良いし、同じモニタに表示させても良い。なお、表示制御部4が、この発明の「第1表示制御手段」及び「第2表示制御手段」の1例に相当する。
マーカ生成部41は、演算部3から出力されたX線検出部12の検出面におけるスキャン範囲の形状及び位置を示すスキャン範囲情報に基づいて、スキャン範囲の形状を表すマーカ(以下、「スキャン範囲マーカ」と称する)を生成する。
画像合成部42は、X線画像記憶部16から読み込んだX線画像データと、マーカ生成部41によって生成されたマーカとを合成する。表示制御部4は、画像合成部42によって合成された画像を表示部51に表示させる。これにより、X線画像にマーカが重畳された状態で表示部51に表示される。
次に、この実施形態に係る医用画像表示システムの動作について説明する。この実施形態に係る医用画像表示システムは、スキャン範囲マーカ、プローブマーカ、又は注目領域マーカのいずれかをX線画像に重ねて表示部51に表示する。いずれのマーカを表示するかは操作者が選択することができる。例えば、表示制御部4が、マーカを選択するための選択画面を表示部51に表示させ、操作者が操作部52を用いて所望のマーカを選択すると、医用画像表示システムは、その選択に従ってマーカを生成してX線画像にマーカを重ねて表示する。以下、第1から第5の動作態様について説明する。
第1の動作態様について図3を参照して説明する。図3は、スキャン範囲マーカが重畳されたX線画像と、超音波画像とを示す図である。第1の動作態様では、X線画像にスキャン範囲マーカを重ねて表示部51に表示する。
次に、第2の動作態様について図4を参照して説明する。図4は、プローブマーカが重畳されたX線画像と、超音波画像とを示す図である。第2の動作態様では、X線画像にプローブマーカを重ねて表示部51に表示する。
次に、第3の動作態様について図5を参照して説明する。図5は、スキャン範囲マーカが重畳されたX線画像と、超音波画像とを示す図である。第3の動作態様では、X線画像にスキャン範囲マーカを重ね、過去に取得された超音波画像を表示部51に表示する。
次に、第4の動作態様について図6を参照して説明する。図6は、プローブマーカが重畳されたX線画像と、超音波画像とを示す図である。第4の動作態様では、X線画像にプローブマーカを重ね、過去に取得された超音波画像を表示部51に表示する。
次に、第5の動作態様について図7を参照して説明する。図7は、注目領域マーカが重畳されたX線画像と、超音波画像とを示す図である。第5の動作態様では、過去に取得されたX線画像に注目領域マーカを重ねて表示部51に表示する。
2 超音波診断装置
3 演算部
4 表示制御部
5 ユーザインターフェース(UI)
10 X線画像取得部
11 X線発生部
12 X線検出部
13 寝台天板
14 保持部(Cアーム)
15 X線画像生成部
16 X線画像記憶部
17 第1制御部
20 超音波画像取得部
21 超音波プローブ
22 送受信部
23 超音波画像生成部
24 プローブ位置検出部
25 超音波画像記憶部
26 第2制御部
27 スキャン範囲設定部
28 領域特定部
31 座標変換部
32 投影位置算出部
41 マーカ生成部
42 画像合成部
51 表示部
52 操作部
Claims (4)
- X線を照射するX線発生手段と、
被検体を間にして前記X線発生手段と対向して配置され、前記X線発生手段から照射されて前記被検体を透過したX線を検出するX線検出手段と、
前記X線検出手段からの出力に基づいてX線画像データを生成するX線画像生成手段と、
超音波を送受信する超音波プローブと、
前記超音波プローブの出力に基づいて超音波画像データを生成する超音波画像生成手段と、
前記超音波プローブの位置を検出するプローブ位置検出手段と、
前記超音波画像データに基づく超音波画像を表示手段に表示させる第1表示制御手段と、
前記X線発生手段の位置、前記X線検出手段の位置、及び前記検出された前記超音波プローブの位置に基づいて、前記超音波プローブから送信される超音波によってスキャンされるスキャン範囲の前記X線画像における位置、又は、前記表示手段に表示されている前記超音波画像において指定された所望領域の前記X線画像における位置を求める演算手段と、
前記X線画像データに基づくX線画像を前記表示手段に表示させ、前記演算手段によって求められた前記X線画像上の位置に、前記スキャン範囲を表すマーカ、又は、前記所望領域を表すマーカを表示させる第2表示制御手段と、
を有し、
前記演算手段は、前記X線発生手段を視点として仮定し、前記X線検出手段の検出面を投影面として仮定し、前記スキャン範囲、又は前記所望領域を、前記視点から前記検出面に投影することで、前記X線画像における前記スキャン範囲の位置、又は、前記X線画像における前記所望領域の位置を求めることを特徴とする医用画像表示システム。 - X線を照射するX線発生手段と、
被検体を間にして前記X線発生手段と対向して配置され、前記X線発生手段から照射されて前記被検体を透過したX線を検出するX線検出手段と、
前記X線検出手段からの出力に基づいてX線画像データを生成するX線画像生成手段と、
超音波を送受信する超音波プローブと、
前記超音波プローブの出力に基づいて超音波画像データを生成する超音波画像生成手段と、
前記超音波プローブの位置を検出するプローブ位置検出手段と、
前記超音波画像データに基づく超音波画像を表示手段に表示させる第1表示制御手段と、
前記X線発生手段の位置、前記X線検出手段の位置、及び前記検出された前記超音波プローブの位置に基づいて、前記超音波プローブから送信される超音波によってスキャンされるスキャン範囲の前記X線画像における位置、又は、前記表示手段に表示されている前記超音波画像において指定された所望領域の前記X線画像における位置を求める演算手段と、
前記X線画像データに基づくX線画像を前記表示手段に表示させ、前記演算手段によって求められた前記X線画像上の位置に、前記スキャン範囲を表すマーカ、又は、前記所望領域を表すマーカを表示させる第2表示制御手段と、
を有し、
前記プローブ位置検出手段は、3次元空間における前記超音波プローブの位置を検出し、
前記演算手段は、前記検出された前記3次元空間における前記超音波プローブの位置を基準にして、前記3次元空間における前記スキャン範囲の位置、又は、前記3次元空間における前記所望領域の位置を求め、前記X線発生手段を視点として仮定し、前記X線検出手段の検出面を投影面として仮定し、前記3次元空間における前記スキャン範囲、又は、前記3次元空間における前記所望領域を、前記視点から前記検出面に投影することで、前記X線画像における前記スキャン範囲の位置、又は、前記X線画像における前記所望領域の位置を求めることを特徴とする医用画像表示システム。 - 前記検出された前記超音波プローブの位置を示す位置情報を前記超音波画像データに付帯させて記憶する画像記憶手段を更に有し、
前記演算手段は、前記X線発生手段の位置、前記X線検出手段の位置、及び前記画像記憶手段に記憶されている前記超音波画像データに付帯されている前記検出された前記超音波プローブの位置に基づいて、前記超音波プローブから送信される超音波によってスキャンされる前記スキャン範囲の前記X線画像における位置、又は、前記表示手段に表示されている前記超音波画像において指定された前記所望領域の前記X線画像における位置を求めることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の医用画像表示システム。 - 前記プローブ位置検出手段は、前記超音波プローブの位置として、前記超音波プローブの複数個所の位置を検出することで前記超音波プローブの形状及び位置を検出し、
前記演算手段は、前記X線発生手段の位置、前記X線検出手段の位置、及び前記超音波プローブの形状及び位置に基づいて、前記X線画像における前記超音波プローブの形状及び位置を求め、
前記第2表示制御手段は、前記演算手段によって求められた前記X線画像上の位置に、前記超音波プローブの形状を表すマーカを、前記超音波プローブの位置を表すマーカとして表示させることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の医用画像表示システム。
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