JP5426074B2 - Ｘ線撮影装置および３次元ロードマップ連動画像表示方法 - Google Patents

Description

この発明は、Ｘ線撮影装置における３次元ロードマップに関し、特に、３次元ロードマップと連動する画像の表示技術に関するものである。

血管の治療を目的として患者の血管にワイヤを挿入する際に、ワイヤの挿入を支援する技術として３Ｄ（３次元）ロードマップ技術がある。３Ｄロードマップ技術は、デジタルフルオログラフィなどのＸ線撮影装置において、透視像に血管の３Ｄボリュームレンダリング（以下「３Ｄ−ＶＲ」という）画像などの血管の３次元画像をマスク像として重ねて表示することによって、ワイヤの挿入をガイドする技術である。

図９は、３Ｄロードマップの一例を示す図である。同図（ａ）は３Ｄロードマップ前の透視像とマスク像を示し、同図（ｂ）は３Ｄロードマップ画像を示す。同図（ｂ）に示すように、３Ｄロードマップ画像では、透視像とマスク像が重ねて表示されている。

３Ｄロードマップでは、透視像とマスク像の血管が重なるように透視像の幾何学的位置とマスク像の幾何学的位置を合わせる必要がある。そこで、透視像とマスク像を正確に位置合わせするための技術が開発されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０００−１１６７８９号公報

しかしながら、透視像とマスク像を正確に位置合わせした場合でも、３Ｄロードマップ画像では、アームの角度によっては、血管分岐部など血管の形態が重なって見えにくい場合がある（後述する図１参照）。

この発明は、このような従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、３Ｄロードマップ画像だけでは血管分岐部など血管の形態が重なって見えにくい場合に、血管の形態を見やすくすることができるＸ線撮影装置および３次元ロードマップ連動画像表示方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、３次元ロードマップ機能を有するＸ線撮影装置であって、３次元ロードマップ画像を表示する第１の表示手段と、３次元ロードマップのマスク像として使用する画像のアーム位置を特定するアーム位置特定手段と、前記アーム位置特定手段により特定されたアーム位置と所定の角度だけアーム位置が異なる画像を３次元ロードマップ画像とは別に表示する第２の表示手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明は、３次元ロードマップ機能を有するＸ線撮影装置であって、３次元ロードマップ画像を表示する第１の表示手段と、３次元ロードマップのマスク像として使用する画像を３次元ロードマップ画像とは別に回転して表示し、利用者の指示に基づいて画像の回転を停止する第２の表示手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明は、３次元ロードマップ機能を有するＸ線撮影装置による３次元ロードマップ連動画像表示方法であって、３次元ロードマップのマスク像として使用する画像のアーム位置を特定するアーム位置特定ステップと、３次元ロードマップ画像を表示するとともに、前記アーム位置特定ステップにより特定されたアーム位置と所定の角度だけアーム位置が異なる画像を３次元ロードマップ画像とは別に表示する表示ステップとを含んだことを特徴とする。

本発明によれば、３次元ロードマップ画像だけでは血管分岐部など血管の形態が重なって見えにくい場合に、血管の形態を見やすくすることができる。

以下に添付図面を参照して、この発明に係るＸ線撮影装置および３次元ロードマップ連動画像表示方法の好適な実施例を詳細に説明する。なお、本実施例では、本発明をデジタルフルオログラフィ装置に適用した場合を中心に説明する。

まず、本実施例に係るデジタルフルオログラフィ装置による３Ｄロードマップ連動画像表示について説明する。図１は、本実施例に係るデジタルフルオログラフィ装置による３Ｄロードマップ連動画像表示を説明するための説明図である。同図（ａ）は、３Ｄロードマップ血管画像を示し、同図（ｂ）は、同図（ａ）の血管を９０度異なる方向から見た場合の画像である。

同図（ａ）に示す３Ｄロードマップ画像では、血管が分岐のないように見えるが、実際には、同図（ｂ）に示すように血管は分岐している。そこで、本実施例に係るデジタルフルオログラフィ装置では、３Ｄロードマップ画像の表示と連動して、マスク像のアーム位置と９０度アーム位置が異なる３Ｄ画像を別モニタに表示することとしている。

このように、３Ｄロードマップ画像の表示と連動して、マスク像のアーム位置と９０度アーム位置が異なる３Ｄ画像を別モニタに表示することによって、３Ｄロードマップ画像だけでは血管の形態が把握しにくい場合でも、別モニタに表示された画像によって血管の形態の把握を容易にすることができる。

次に、本実施例に係るデジタルフルオログラフィ装置の構成について説明する。図２は、本実施例に係るデジタルフルオログラフィ装置の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、このデジタルフルオログラフィ装置１００は、寝台１７上の患者４５に照射するＸ線を発生するＸ線発生部１と、患者４５を透過したＸ線を検出して画像データを生成するＸ線検出部２と、Ｘ線発生部１および平面検出器２１を保持するアーム５ならびに寝台１７を移動する機構部３と、Ｘ線発生部１がＸ線の発生に必要とする高電圧を供給する高電圧発生部４と、機構部３を制御する機構制御部６と、Ｘ線検出部２により検出されたＸ線に基づいて生成された画像データに演算を行うとともに画像データを記憶する画像処理部７と、画像を表示する表示部８と、操作者（利用者）による操作を受け付ける操作部９と、デジタルフルオログラフィ装置１００全体を制御するシステム制御部１０とを有する。

Ｘ線発生部１は、高電圧発生部４から供給される高電圧を用いてＸ線を発生するＸ線管１５と、Ｘ線管１５が発生したＸ線の一部を遮蔽することによって照射野を制御するＸ線絞り器１６とを有する。

Ｘ線検出部２は、患者４５を透過したＸ線を電荷に変換して検出する平面検出器２１と、平面検出器２１から電荷を取り出すゲートドライバ２２と、平面検出器２１により検出された電荷から画像データを生成する画像データ生成部１１とを有する。画像データ生成部１１は、平面検出器２１が検出した電荷を電圧に変換する電荷・電圧変換器２３と、電荷・電圧変換器２３により変換された電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器２４と、Ａ／Ｄ変換器２４のパラレル出力をシリアル出力に変換するパラレル・シリアル変換器２５とを有する。

機構部３は、機構制御部６の指示に基づいてアーム５を移動するアーム移動機構４１と、機構制御部６の指示に基づいて寝台１７を移動する寝台移動機構４２とを有する。画像処理部７は、画像データ生成部１１により生成された画像データに対して再構成演算やサブトラクション演算を行う画像演算部１２と画像データを記憶する画像データ記憶部１３と、３Ｄロードマップの表示を制御する３Ｄロードマップ表示制御部５０を有する。なお、３Ｄロードマップ表示制御部５０の詳細については後述する。

表示部８は、表示用画像データを保持する表示用画像メモリ３１と、表示用画像メモリ３１の画像データをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器３２と、Ｄ／Ａ変換器３２の出力に応じた表示をモニタ３４に対して行う表示回路３３と、モニタ３４とを有する。

図３は、表示部８および操作部９の構成例を示す図である。同図に示すように、この構成例では、モニタ３４は透視像を表示する透視モニタ３４ａ、収集済みの画像やマスク像などの３Ｄ−ＶＲ画像を表示する参照モニタ３４ｂ、デジタルフルオログラフィ装置１００が出力するメッセージなどを表示するシステムモニタ３４ｃから構成される。また、操作部９は、操作ボタンやジョイスティックなどを配置したメインコンソール、文字入力などに使用するキーボード、モニタ画面からの指示などに用いるマウスから構成される。なお、ここでは、３Ｄロードマップ画像を透視モニタ３４ａに表示することとするが、参照モニタ３４ｂに表示するようにすることもできる。

次に、３Ｄロードマップ表示制御部５０について説明する。図４は、３Ｄロードマップ表示制御部５０の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、この３Ｄロードマップ表示制御部５０は、操作受付部５１と、マスク像表示制御部５２と、側面画像検索部５３と、３Ｄロードマップ処理部５４と、側面画像表示制御部５５とを有する。なお、この３Ｄロードマップ表示制御部５０は、画像処理部７が備えるＣＰＵで動作するソフトウェアとして実装される。

操作受付部５１は、操作部９から操作者の操作に関する情報を受け取り、操作に対応する処理を行う機能部に情報を振り分ける処理部である。例えば、この操作受付部５１は、操作者によってマスク像表示要求があったことをマスク像表示制御部５２に通知し、操作者によってマスク像が指定されるとマスク像の指定があったことを側面画像検索部５３に通知し、操作者によって３Ｄロードマップ開始が指定されると、３Ｄロードマップ開始の指定があったことを３Ｄロードマップ処理部５４に通知する。

マスク像表示制御部５２は、マスク像表示要求があったことを操作受付部５１から通知されると、マスク像の候補として３Ｄ−ＶＲ画像を表示する処理部である。操作者は、このマスク像表示制御部５２で表示される３Ｄ−ＶＲ画像からマスク像を指定する。

側面画像検索部５３は、マスク像が指定されたことを操作受付部５１から通知されると、システム制御部１０を介して機構制御部６から現在のアーム角度すなわちマスク像のアーム角度を取得し、取得したアーム角度と９０度アーム角度が異なる３次元画像を画像データ記憶部１３から検索する。

この側面画像検索部５３が、マスク像が指定されたことを通知されると現在のアーム角度を取得して現在のアーム角度と９０度アーム角度が異なる３次元画像を画像データ記憶部１３から検索することによって、３次元ロードマップ画像と９０度アーム角度が異なる画像を参照モニタ３４ｂに表示することができる。

３Ｄロードマップ処理部５４は、操作受付部５１から３Ｄロードマップ開始の指定があったことを通知されると、透視モニタ３４ａに３Ｄロードマップ表示を行うとともに、側面画像表示制御部５５に対して側面画像検索部５３が画像データ記憶部１３から検索した側面画像を表示するように指示する処理部である。

側面画像表示制御部５５は、側面画像検索部５３が検索した側面画像を３Ｄロードマップ処理部５４の指示に基づいて参照モニタ３４ｂに表示する処理部である。

次に、３Ｄロードマップ表示制御部５０による３Ｄロードマップ表示制御処理の処理手順について説明する。図５は、３Ｄロードマップ表示制御部５０による３Ｄロードマップ表示制御処理の処理手順を示すフローチャートである。

同図に示すように、この３Ｄロードマップ表示制御処理では、３Ｄロードマップ表示制御部５０は、操作受付部５１が操作者からマスク像とする３Ｄ画像の指定を受け付けて側面画像検索部５３に通知する（ステップＳ１）。すると、側面画像検索部５３は、現在のアーム位置を取得し、現在のアーム位置と９０度異なるアーム位置の画像を側面画像として画像データ記憶部１３から検索する（ステップＳ２）。

そして、操作受付部５１が操作者から３Ｄロードマップ開始の指示を受け付けて３Ｄロードマップ処理部５４に通知すると、３Ｄロードマップ処理部５４は、透視モニタ３４ａに３Ｄロードマップ画像を表示する（ステップＳ３）。

また、３Ｄロードマップ処理部５４は、側面画像表示制御部５５に側面画像の表示を指示し、側面画像表示制御部５５は、側面画像検索部５３が画像データ記憶部１３から検索した側面画像を参照モニタ３４ｂに表示する（ステップＳ４）。

図６は、透視モニタ３４ａに表示される３Ｄロードマップ画像および参照モニタ３４ｂに表示される側面画像の一例を示す図である。この例では、ＲＡＯ＝０、ＣＲＡ＝０である画像が透視モニタ３４ａに表示され、ＲＡＯ＝９０、ＣＲＡ＝０である画像が参照モニタ３４ｂに表示される。

このように、側面画像表示制御部５５が、側面画像検索部５３が画像データ記憶部１３から検索した側面画像を参照モニタ３４ｂに表示することによって、分岐部などの血管形態をアーム操作なしでわかりやすく表示することができる。

上述してきたように、本実施例では、３Ｄロードマップ表示制御部５０の側面画像検索部５３が現在のアーム位置を取得して現在のアーム位置と９０度アーム位置が異なる画像を側面画像として画像データ記憶部１３から検索し、３Ｄロードマップ処理部５４が透視モニタ３４ａに３Ｄロードマップ画像を表示し、側面画像表示制御部５５が３Ｄロードマップ処理部５４の指示に基づいて側面画像を参照モニタ３４ｂに表示することとしたので、３Ｄロードマップ画像だけでは血管が重なって血管の形態が把握しにくい場合にも、側面画像によって血管の形態を把握し易くすることができる。

なお、本実施例では、現在のアーム位置と９０度アーム位置が異なる画像を参照モニタ３４ｂに表示する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、９０度以外の所定の角度だけアーム位置が異なる画像を参照モニタ３４ｂに表示する場合にも同様に適用することができる。また、この所定の角度は設定により自由に変更可能とすることもできる。

また、現在のアーム位置と９０度アーム位置が異なる画像を参照モニタ３４ｂに表示するとともに、図７に示すように、操作者がジョイスティックを用いて画像を回転させて適切な角度の画像を指定可能なようにすることもできる。

また、参照モニタ３４ｂに回転する画像を表示し、操作者の指定によって回転を停止させるようにすることもできる。そして、適切なアーム角度の画像が得られた際に操作者からの指定を受け付け、画像表示されている部位に対応させて実際のアーム角度との差を図８に示すような側面表示アーム角度差テーブルに記憶することとし、次に同じ部位に対して３Ｄロードマップが行われる場合には、側面表示アーム角度差テーブルに記憶されたアーム角度だけ実際のアーム角度から異なる画像を参照モニタ３４ｂに自動的に表示するようにすることもできる。

また、本実施例では、デジタルフルオログラフィ装置１００の参照モニタ３４ｂに３Ｄ−ＶＲ画像（マスク像）を表示する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、マスク像は３Ｄワークステーションに記憶、表示し、３Ｄワークステーションで選択されたマスク像や検索された側面画像のデータをデジタルフルオログラフィ装置１００に送信することによってデジタルフルオログラフィ装置１００でマスク像および側面画像を表示する場合にも同様に適用することができる。３Ｄワークステーションでマスク像を表示することによって、３Ｄワークステーションの優れた３Ｄ処理および３Ｄ表示能力を利用したマスク像を表示させることができる。

また、本実施例では、デジタルフルオログラフィ装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ｘ線を用いて被検体をモニタする装置に同様に適用することができる。

以上のように、本発明に係るＸ線撮影装置および３次元ロードマップ連動画像表示方法は、３次元ロードマップ機能を備えたＸ線装置に有用であり、特に、血管の分岐部などで３次元ロードマップを行う場合に適している。

本実施例に係るデジタルフルオログラフィ装置による３Ｄロードマップ連動画像表示を説明するための説明図である。 本実施例に係るデジタルフルオログラフィ装置の構成を示す機能ブロック図である。 表示部および操作部の構成例を示す図である。 ３Ｄロードマップ表示制御部の構成を示す機能ブロック図である。 ３Ｄロードマップ表示制御部による３Ｄロードマップ表示制御処理の処理手順を示すフローチャートである。 透視モニタに表示される３Ｄロードマップ画像および参照モニタに表示される側面画像の一例を示す図である。 ジョイスティックを用いた画像の回転を説明するための説明図である。 側面表示アーム角度差テーブルの一例を示す図である。 ３Ｄロードマップの一例を示す図である。

符号の説明

１ Ｘ線発生部
２ Ｘ線検出部
３ 機構部
４ 高電圧発生部
５ アーム
６ 機構制御部
７ 画像処理部
８ 表示部
９ 操作部
１０ システム制御部
１１ 画像データ生成部
１２ 画像演算部
１３ 画像データ記憶部
１４ 画像表示制御部
１５ Ｘ線管
１６ Ｘ線絞り器
１７ 寝台
２１ 平面検出器
２２ ゲートドライバ
２３ 電荷・電圧変換器
２４ Ａ／Ｄ変換器
２５ パラレル・シリアル変換器
３１ 表示用画像メモリ
３２ Ｄ／Ａ変換器
３３ 表示回路
３４ モニタ
３４ａ 透視モニタ
３４ｂ 参照モニタ
３４ｃ システムモニタ
４１ アーム移動機構
４２ 寝台移動機構
４５ 患者
５０ ３Ｄロードマップ表示制御部
５１ 操作受付部
５２ マスク像表示制御部
５３ 側面画像検索部
５４ ３Ｄロードマップ処理部
５５ 側面画像表示制御部
１００ デジタルフルオログラフィ装置

Claims (4)

1. ３次元ロードマップ機能を有するＸ線撮影装置であって、
   透視画像に血管の３次元画像を重畳させた３次元ロードマップ画像を表示する第１の表示手段と、
   前記血管の３次元画像を３次元ロードマップ画像とは別に回転して表示し、利用者の指示に基づいて当該血管の３次元画像の回転を停止する第２の表示手段と
   を備えたことを特徴とするＸ線撮影装置。
2. 前記第２の表示手段により表示される血管の３次元画像を利用者の指示に基づいて回転する第２画像回転手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
3. 前記第２画像回転手段は、前記第２の表示手段により表示される血管の３次元画像をジョイスティックを用いた利用者の指示に基づいて回転することを特徴とする請求項２に記載のＸ線撮影装置。
4. ３次元ロードマップ機能を有するＸ線撮影装置による３次元ロードマップ連動画像表示方法であって、
   透視画像に血管の３次元画像を重畳させた３次元ロードマップ画像を表示する第１の表示ステップと、
   前記血管の３次元画像を３次元ロードマップ画像とは別に回転して表示し、利用者の指示に基づいて当該血管の３次元画像の回転を停止する第２の表示ステップと、
   を含んだことを特徴とする３次元ロードマップ連動画像表示方法。

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