JP6132528B2 - X-ray diagnostic apparatus and image processing apparatus - Google Patents
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Images
Description
本発明の実施形態は、X線診断装置及び画像処理装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to an X-ray diagnostic apparatus and an image processing apparatus.
従来、X線診断装置による撮影においては、Cアームを回転させて観察対象を撮影することにより、観察対象を連続して他方向から観察する手法が使われる。例えば、この手法は、心臓冠状動脈の完全閉塞の治療の際に、ワイヤの先端と対側血管やステントなどとの位置関係の観察に用いられる。 Conventionally, in imaging by an X-ray diagnostic apparatus, a method of continuously observing an observation object from another direction by rotating the C-arm and imaging the observation object is used. For example, this technique is used for observing the positional relationship between the tip of a wire and a contralateral blood vessel, a stent, or the like when treating a complete occlusion of a cardiac coronary artery.
また、Cアームを回転した場合、アイソセンターに位置付けられる観察対象は、投影面上の中心に投影される。この一方で、アイソセンターから離れた場所に位置付けられる観察対象は、例えば、投影面上において左右に移動する。 When the C-arm is rotated, the observation object positioned at the isocenter is projected on the center on the projection plane. On the other hand, an observation object positioned at a location away from the isocenter moves to the left and right on the projection plane, for example.
本発明が解決しようとする課題は、観察対象の視認性を高めることができるX線診断装置及び画像処理装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide an X-ray diagnostic apparatus and an image processing apparatus that can improve the visibility of an observation target.
実施形態のX線診断装置は、撮影部と、補正部と、表示制御部とを備える。撮影部は、X線を照射するX線管とX線を検出するX線検出器とを支持する支持部を回転させて、対象物が描出されたX線画像を収集する。補正部は、前記支持部の回転に伴って前記X線画像内を移動する前記対象物の移動量を、前記支持部の回転角度と前記移動量との対応関係を表す関数を用いて算出し、算出した移動量を用いて前記X線画像を補正する。表示制御部は、補正されたX線画像を表示部に表示する。ここで、前記関数は、前記回転角度の変化に対応する前記移動量の変化を表す振幅が、アイソセンターと、前記X線管と前記X線検出器の中心とを結ぶ線上の所定点との距離に応じて異なるものである。また、前記補正部は、前記振幅が異なる複数の関数を用いて複数の移動量を算出し、算出した複数の移動量それぞれを用いて前記X線画像を補正する。そして、前記表示制御部は、複数の移動量それぞれを用いて補正された複数のX線画像それぞれを表示部に表示する。 The X-ray diagnostic apparatus according to the embodiment includes an imaging unit, a correction unit, and a display control unit. The imaging unit rotates the support unit that supports the X-ray tube that irradiates X-rays and the X-ray detector that detects X-rays, and collects X-ray images on which the object is depicted. The correction unit calculates a movement amount of the object that moves in the X-ray image as the support unit rotates using a function that represents a correspondence relationship between the rotation angle of the support unit and the movement amount. The X-ray image is corrected using the calculated movement amount. The display control unit displays the corrected X-ray image on the display unit. Here, the function indicates that an amplitude representing a change in the movement amount corresponding to the change in the rotation angle is an isocenter and a predetermined point on a line connecting the X-ray tube and the center of the X-ray detector. It depends on the distance. The correction unit calculates a plurality of movement amounts using a plurality of functions having different amplitudes, and corrects the X-ray image using each of the calculated plurality of movement amounts. The display control unit displays a plurality of X-ray images corrected using the plurality of movement amounts on the display unit.
以下、図面を参照して、実施形態に係るX線診断装置及び画像処理装置を説明する。なお、以下に用いる用語を定義する。以下の実施形態において、「透視画像」は、被検体を透過したX線をX線検出器によって検出することで生成される動画像であり、リアルタイムに表示される。一方、「撮影画像」は、透視画像と同様、被検体を透過したX線をX線検出器によって検出することで生成される動画像であるが、透視画像に比較してX線の線量の多い画像である。X線の線量は、例えば記録の必要に応じて決定される。例えば、記録の必要がある場合には、線量の多い「撮影画像」が収集される。なお、以下の実施形態において「透視画像」及び「撮影画像」は動画像であるが、広く「X線画像」という場合には、動画像である「透視画像」及び「撮影画像」に加え、静止画も含まれる。以下の実施形態においては主に動画像である「透視画像」を用いて説明するが、実施形態はこれに限られるものではなく、広く「X線画像」に同様に適用することができる。なお、「透過画像」や「2次元画像」といった用語で一般に表現される画像も、この「X線画像」に含まれる。 Hereinafter, an X-ray diagnostic apparatus and an image processing apparatus according to embodiments will be described with reference to the drawings. The terms used below are defined. In the following embodiments, a “perspective image” is a moving image generated by detecting an X-ray that has passed through a subject with an X-ray detector, and is displayed in real time. On the other hand, the “photographed image” is a moving image generated by detecting an X-ray transmitted through the subject by an X-ray detector, as in the case of the fluoroscopic image. There are many images. The X-ray dose is determined, for example, according to the necessity of recording. For example, when it is necessary to record, “photographed images” with a large dose are collected. In the following embodiments, the “perspective image” and the “captured image” are moving images. However, when the term “X-ray image” is widely used, in addition to the “perspective image” and the “captured image” that are moving images, Still images are also included. The following embodiments will be described mainly using “transparent images” that are moving images, but the embodiments are not limited to this, and can be widely applied to “X-ray images” in the same manner. An image generally expressed in terms such as “transmission image” and “two-dimensional image” is also included in this “X-ray image”.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るX線診断装置100の構成例を示す図である。図1に示すように、X線診断装置100は、架台部10と、計算機システム20とを備える。図1に示すように、架台部10は、寝台11と、架台12と、Cアーム13と、X線管14と、X線検出器15と、表示部16とを備える。なお、X線診断装置100は、被検体Pを含まない。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an X-ray
寝台11は、垂直方向及び水平方向に移動可能であり、被検体Pが載置される。架台12は、Cアーム13を支持する。Cアーム13は、X線管14及びX線検出器15を対向して支持する。なお、Cアーム13のことを支持部とも言う。
The
X線管14は、X線を照射する。X線検出器15は、X線管14から照射され、被検体Pを透過したX線を検出する。X線管14及びX線検出器15の対は、幾何学的な回転中心の周りに回転するように構成されている。この回転中心は、アイソセンターである。
The
ここで、図2を用いて架台部10における座標系(ガントリ座標系とも言う)について説明する。図2は、第1の実施形態におけるガントリ座標系を示す図である。図2に示すように、架台部10において軸の向きは、寝台11の長軸と平行な方向をz軸、寝台11の短軸と平行な方向をx軸、寝台11の上面に対して鉛直方向をy軸に設定される。
Here, a coordinate system (also referred to as a gantry coordinate system) in the
Cアーム13は、z軸を中心にLAO(Left Anterior Oblique View:第2斜位)方向あるいはRAO(Right Anterior Oblique View:第1斜位)方向に回転可能である。また、LAO方向あるいはRAO方向への回転角度はφで示される。また、Cアーム13は、x軸を中心にCRA(Cranial view:尾頭方向)方向あるいはCAU(Caudal view:頭尾方向)方向に回転可能である。また、CRA方向あるいはCAU方向への回転角度はθで示される。
The
表示部16は、例えば、モニタであり、例えば透視画像などのX線画像を表示する。
The
図1に戻り、計算機システム20は、操作部21と、医用画像データ記憶部22と、制御部23と、Cアーム制御部24と、撮影部25と、補正部26と、表示制御部27と、選択部28とを備える。
Returning to FIG. 1, the
操作部21は、コントロールパネル、フットスイッチ、ジョイスティックなどであり、X線診断装置100に対する各種操作の入力を操作者から受付ける。具体的には、第1の実施形態に係る操作部21は、X線画像データの収集指示や、補正モードの設定指示などを受付ける。
The
例えば、操作部21は、被検体P内の観察対象を画面中央に移動させるための寝台11に対する操作を操作者から受付ける。これにより、制御部23は、寝台11を操作者の操作に応じて移動させる。また、操作部21は、Cアーム13を回転させる操作を操作者から受付ける。これにより、Cアーム制御部25は、Cアーム13を操作者の操作に応じて回転させる。また、操作部21は、撮影条件の設定を操作者から受付ける。例えば、操作部21は、心臓冠状動脈を観察対象に設定する操作を操作者から受付ける。そして、操作部21は、制御部23を介して設定された観察対象の情報を補正部26に送る。また、例えば、操作部21は、SID(source-isocenter distance)、FOV(field of view)等の情報を操作者から受付ける。なお、SIDやFOV等の値は、X線診断装置100が事前に保持してもよい。
For example, the
また、操作部21は、補正モードを起動する指示を操作者から受付ける。なお、ここで言う「補正モード」とは、補正部26の機能が有効であることを示す。例えば、補正部26は、「補正モード」において、透視画像中に撮影された観察対象が画面の中央から移動する動きをキャンセルする。なお、補正部26の詳細については後述する。第1の実施形態に係るX線診断装置100は、操作者が指示することで補正モードを起動させる。
In addition, the
医用画像データ記憶部22は、X線画像データなどを記憶する。制御部23は、X線診断装置100の全体制御を行う。Cアーム制御部24は、撮影部25による制御の下、Cアーム13の回転などを制御する。
The medical image
撮影部25は、X線を被検体Pに照射するX線管14と被検体Pを透過したX線を検出するX線検出器15とを支持するCアーム13を、アイソセンターを中心に回転させて被検体PのX線画像を撮影する。
The
例えば、撮影部25は、操作者から操作部21を介して透視画像データの収集指示を受け付けると、X線管14、X線検出器15、及びCアーム制御部24を制御し、透視画像データを収集する。ここで、撮影部25は、被検体Pに照射したX線がX線検出器15において投影される画像を収集する。撮影部25は、収集した透視画像データを、補正部26及び表示制御部27に送る。なお、操作者は、通常、診断用に撮影を開始する準備段階に、観察対象を画面の中央に移動させる操作を行う。このとき、観察対象は、X線管14とX線検出器15の中心点とを結ぶ線上に位置付けられるはずである。しかしながら、第1の実施形態に係るX線診断装置100は、観察対象がX線管14とX線検出器15の中心点とを結ぶ線上のどこに位置付けられるかを特定はできない。なお、このときのCアーム13のLAO方向またはRAO方向の角度を「第1の角度」と呼ぶ。
For example, when receiving an instruction for collecting fluoroscopic image data from the operator via the
次に、図3Aから図3Cを用いて撮影部25により撮影された透視画像の一例について説明する。図3Aから図3Cは、第1の実施形態において収集される透視画像の一例を示す図である。なお、図3Aから図3Cは、観察対象がワイヤであり、Cアーム13をRAO方向又はLAO方向に回転させた場合を示す。なお、観察対象であるワイヤ30は、第1の角度においてX線管14とアイソセンターとX線検出器15とを結ぶ線上で、アイソセンターの上方に位置付けられるものとする。また、通常の透視画像の撮影では、例えば血管に対してガイドワイヤが用いられる。ここでは、説明の便宜上、ワイヤ30をガイドワイヤに見立てた図を用いる。
Next, an example of a fluoroscopic image photographed by the photographing
図3Aに示すように、観察対象であるワイヤ30は、画面中央部の右側に位置付けられる。そして、図3AからCアーム13をRAO方向に回転させた場合、図3Bに示すように、観察対象であるワイヤ30は、画面の右側に移動する。一方、図3AからCアーム13をLAO方向に回転させた場合、図3Cに示すように、観察対象であるワイヤ30は、画面の左側に移動する。
As shown in FIG. 3A, the
観察対象の投影面上の座標の軌跡について図4A及び図4Bを用いて説明する。図4Aは、Cアーム13をLAO方向にφ回転させた場合の観察対象の投影面上の座標の移動の一例を示す図である。図4Bは、Cアーム13をLAO方向又はRAO方向にφ回転させた場合の観察対象の投影面上の座標の軌跡の一例を示す図である。
The locus of coordinates on the projection plane to be observed will be described with reference to FIGS. 4A and 4B. FIG. 4A is a diagram illustrating an example of movement of coordinates on the projection plane of the observation target when the C-
まず、図4Aを用いて投影面上における座標系を説明する。図4Aに示すように、投影面上における座標系はC軸及びR軸で定義され、投影面上における座標は(c,r)で定義される。図4Aは、アイソセンター40、観察対象41及び観察対象42の投影面上の座標の移動の一例を示す。図4Aに示すように、アイソセンター40、観察対象41及び観察対象42は、第1の角度において、投影面上の中心座標に投影される。ここで、表示部16の表示領域のピクセル数が1024×1024である場合、アイソセンター40、観察対象41及び観察対象42の投影面上の座標は、(512,512)である。なお、0<=c<1024であり、0<=r<1024である。
First, the coordinate system on the projection plane will be described with reference to FIG. 4A. As shown in FIG. 4A, the coordinate system on the projection plane is defined by the C axis and the R axis, and the coordinates on the projection plane are defined by (c, r). FIG. 4A shows an example of movement of coordinates on the projection plane of the
そして、Cアーム13をLAO方向にφ回転させた場合でも、アイソセンター40は、図4Aに示すように、投影面上の中心座標に投影される。また、図4Aに示すように、Cアーム13をLAO方向にφ回転させた場合、アイソセンターより上方に位置付けられる観察対象41は、投影面上において中心座標より左側に投影される。この観察対象41の投影面上におけるC座標は、図4Bにおいて軌跡43を示す。なお、投影面上において、R座標は移動しない。すなわち、投影面上の中心座標のR座標と同一である。
Even when the C-
一方、図4Aに示すように、Cアーム13をLAO方向にφ回転させた場合、アイソセンターより下方に位置付けられる観察対象42は、投影面上において中心座標より右側に投影される。この観察対象Bの投影面上におけるC座標は、図4Bにおいて軌跡44を示す。なお、投影面上において、R座標は移動しない。すなわち、投影面上の中心座標のR座標と同一である。また、軌跡43及び軌跡44を示す関数のことを「投影関数」と呼ぶ。この投影関数は、Cアーム13の回転角度と移動量との対応関係を表す関数である。また、第1の角度から刻々と変化する回転角度のことを「第2の角度」と呼ぶ。
On the other hand, as shown in FIG. 4A, when the C-
ここでは投影関数について説明する。ガントリ座標系の点(x,y,z)を投影した場合のC座標は、以下の投影関数、「c=(Δc/w)・S・(xcosφ―ysinφ)」で算出される。ただし、「w=xsinφ・cosθ+cosφ・cosθ―zsinθ+L」である。ここで、LはX線管14とアイソセンターとの間の距離、SはX線管14とX線検出器15との間の距離、ΔcはX線検出器15の空間解像度、φはLAO角、θはCRA角を示す。すなわち、(x,y,z)にある観察対象の第2の角度における投影面上のC座標は、LとSとθとΔcとが固定値であるので、(x,y,z)とφとの関数で決定される。言い換えると、ガントリ座標系の点(x,y,z)に位置付けられる観察対象の第2の角度における投影面上のC座標は、アイソセンターからの距離に応じて振幅が異なる関数で表現される。なお、画像サイズが1024(ピクセル)×1024(ピクセル)である場合、第1の角度及び第2の角度でアイソセンターを投影した場合の座標は、(512,512)である。また、第1の角度で観察対象を投影した場合の座標は、(512,512)である。また、第2の角度で観察対象を投影した場合の座標は、(c,512)である。
Here, the projection function will be described. The C coordinate when the point (x, y, z) in the gantry coordinate system is projected is calculated by the following projection function, “c = (Δc / w) · S · (xcosφ−ysinφ)”. However, “w = xsinφ · cosθ + cosφ · cosθ−zsinθ + L”. Here, L is the distance between the
このように、Cアーム13を回転させて被検体Pを撮影するX線診断装置100を用いた透視画像の撮影では、第1の角度においてX線管14とX線検出器15の中心点とを結ぶ線上で、アイソセンターの上方又は下方に位置付けられる観察対象は、投影画面上において左右に移動する。このため、操作者は、観察対象を視認することが困難になる場合がある。そこで、第1の実施形態に係る計算機システム20は、図1に示す補正部26を用いた補正処理を実行する。
In this way, in the fluoroscopic imaging using the X-ray
補正部26は、Cアーム13の回転に伴ってX線画像内を移動する観察対象の移動量を、Cアーム13の回転角度と移動量との対応関係を表す投影関数を用いて算出し、算出した移動量を用いてX線画像を補正する。
The
また、補正部26は、引き続き同一の被検体Pで撮影を行う際に、後述する選択部28により透視画像が選択された場合、選択された透視画像の補正に用いた投影関数を選択する。そして、補正部26は、選択した投影関数を用いて撮影部25から送られた透視画像を補正し、補正した透視画像を表示制御部27に出力する。
In addition, when the radiographing image is selected by the selection unit 28 (to be described later) when continuously performing imaging with the same subject P, the correcting
表示制御部27は、補正部26によって補正された透視画像を表示部16に表示する。例えば、表示制御部27は、補正部26により補正された透視画像を表示部16に短冊表示する。
The
また、表示制御部27は、後述する選択部28から選択された透視画像を選択して表示部16に表示する。例えば、撮影部25により撮影された透視画像を繰り返し表示する場合、表示制御部27は、選択部28により選択された透視画像を全画面表示させる。
Further, the
選択部28は、表示制御部27によって表示部16に表示された透視画像から、観察対象の移動量が最小である透視画像を複数の透視画像から選択する。例えば、選択部28は、透視画像の選択を操作者から受付ける。このとき、操作者は、観察対象の移動量が最小である透視画像、すなわち、観察対象が透視画像の中央付近に留まっている透視画像を選択する可能性が高い。
The
次に、第1の実施形態に係る補正部26による補正処理を詳述する。第1の実施形態において、補正部26は、Cアーム13の回転に伴ってX線画像内を移動する観察対象の移動量を、Cアーム13の回転角度と移動量との対応関係を表す投影関数を用いて算出する「第1の段階」と、算出した移動量を用いてX線画像を補正する「第2の段階」とを実行する。
Next, the correction process by the
補正部26は、「第1の段階」として以下の処理を実行する。例えば、補正部26は、操作者から受付けた以下に示す撮影条件から、投影面上における最大移動量に位置付けられる座標を設定する。例えば、操作者は、表示部16の画面内に表示されている観察対象を追跡しながらCアーム13を回転させて撮影する。このため、観察対象は、撮影時に少なくとも表示部16の画面内に表示されていると考えられる。すなわち、観察対象は、第1の角度で画面の中央に位置し、第2の角度では最大でも画面の端に移動すると考えられる。また、例えば、操作者は観察対象の位置関係を立体的に認識するので、心臓冠状動脈が観察対象に設定された場合、Cアーム13の回転角度は最大でも約30度であると考えられる。このため、補正部26は、例えば、心臓冠状動脈が観察対象に設定された場合、30度で投影面上の端に投影される位置を投影面上における最大移動量に位置付けられる座標として設定する。
The
ここで、補正部26が、30度回転させた投影面上の端部(c=1024)に投影される位置を投影面上における最大移動量に位置付けられる座標に設定する場合、心臓は拍動するので投影面上の座標から観察対象が外れる場合がある。このため、補正部26は、投影面上のC座標を1024には設定しないことが望ましい。そこで補正部26は、例えば(512*(N−1)/N*Δc,512)を投影面上における最大移動量に位置付けられるC座標に設定する。なお、ここでは、Nが5であり、cが921である場合を説明する。
Here, when the
また、補正部26は、「第1の段階」において、画像サイズから表示領域の分割数(N)を決定する。例えば、補正部26は、表示領域を分割する場合、観察対象が分割された表示領域に収まる範囲内のピクセル数を各表示領域に割当てる。一例をあげると、補正部26は、画像サイズが1024(ピクセル)×1024(ピクセル)である場合、表示領域の分割数(N)を5に設定する。なお、表示領域の分割数(N)は、変更可能である。例えば、補正部26は、画像サイズが1024(ピクセル)×1024(ピクセル)である場合、表示領域の分割数(N)を3に設定してもよい。
Further, in the “first stage”, the
例えば、心臓冠状動脈が観察対象に設定された場合の補正部26の処理について説明する。なお、心臓冠状動脈が観察対象に設定された場合、補正部26は、回転角度は30度の範囲内であると予測する。なお、観察対象は、心臓冠状動脈に限定されるものではない。また、補正部26は、撮影条件に応じて最大の回転角度等を対応付けた情報を記憶する。
For example, the processing of the
そして、補正部26は、投影面上の座標と回転角度とから投影関数を選択する。図5を用いて投影面上の座標と回転角度とから投影関数を選択する処理を説明する。図5は、投影面上の座標と回転角度とから投影関数を選択する処理の一例を示す図である。図5には、投影関数51〜55を示す。図5に示す例では、補正部26は、cが921、φが30である投影関数55を、選択する。
Then, the
このように、補正部26は、Cアーム13を30度回転させた投影面上における最大移動量に位置付けられる座標の軌跡を示す関数f1を選択する。次に、補正部26は、Cアーム13を30度回転させた投影面上におけるその他の座標の軌跡を示す関数を選択する。
In this manner, the
例えば、補正部26は、表示領域の分割数(N)を5に設定した場合、投影面上の座標(460.5,512)について投影関数f2を選択し、座標(512,512)について投影関数f3を選択し、(−460.5,512)について投影関数f4を選択し、(−921,512)について投影関数f5を選択する。
For example, when the division number (N) of the display area is set to 5, the
そして、補正部26は、「第2の段階」として以下の処理を実行する。補正部26は、補正モードが設定された場合、撮影部25から画像データを取得するとともに、Cアーム制御部24から回転角度を随時取得する。そして、補正部26は、選択した投影関数と回転角度とから投影面上のC座標を算出し、算出したC座標の移動をキャンセルする方向に取得した画像データをシフト移動させる。
Then, the
例えば、補正部26は、投影関数f1を用いて回転角度ごとに投影面での座標(c,512)の算出結果を参照し、収集された画像に対し、座標(c,512)が投影面上におけるアイソセンターの座標(512,512)に移動するように画像を補正する。つまり、補正部26は、画像全体を、「c−512」分だけC座標方向に移動させ、補正画像を生成する。これにより、新たに生成された補正画像上において、観察対象はアイソセンターに位置付けられるので動かないように見える。
For example, the
以上の操作は補正部26が投影関数f1を用いた場合を示した。同様に、補正部26は、投影関数f2〜f5を用いて投影面の座標を算出し、補正処理を実行する。これにより、補正部26は、表示領域の分割数(N)分の補正画像を生成する。補正部26は、生成した補正画像を表示制御部27に出力する。
The above operation shows the case where the
なお、補正部26は、撮影条件が設定された時点で「第1の段階」の処理を実行し、撮影が開始されてから「第2の段階」の処理を実行するようにしてもよい。
The
次に、第1の実施形態に係る表示制御部27による表示処理を詳述する。表示制御部27は、生成した各補正画像の中央領域を抽出し、抽出した各補正画像の中央領域を短冊状に並べて表示部16に表示する。図6を用いて表示制御部27により抽出される画像の中央領域について説明する。図6は、第1の実施形態において抽出される画像の中央領域の一例を示す図である。
Next, display processing by the
図6に示すように、表示制御部27は、各補正画像から両端部分を除いた中央領域50を抽出する。なお、この中央領域のサイズ(ピクセル数)は、補正部26によって決定される表示領域の分割数(N)によって決まる。
As shown in FIG. 6, the
図7から図10を用いて表示制御部27が表示する透視画像の一例について説明する。
図7は、撮影部25が収集し、補正部26に送る透視画像の一例を示す図であり、図8は、補正処理が行われた場合に表示制御部27が表示する透視画像の一例を示す図である。
An example of the fluoroscopic image displayed by the
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a fluoroscopic image collected by the photographing
図7は、観察対象がワイヤ30であり、Cアーム13をRAO方向に回転させた場合を示す。なお、観察対象であるワイヤ30は、第1の角度においてX線管14とアイソセンターとX線検出器15とを結ぶ線上で、アイソセンターの下方に位置付けられるものとする。図7に示すように、観察対象であるワイヤ30は、画面の右側に位置しており、Cアーム13の回転に伴い画面の左側に移動する。
FIG. 7 shows a case where the observation target is the
図8に示すように、表示制御部27は、5つの投影関数を用いて補正された各透視画像の中央領域を抽出し、抽出した各補正画像の中央領域を短冊状に並べて表示部16に表示する。図7の例では、表示領域の右端に表示される透視画像においてワイヤ30の先端は、Cアーム13を回転させても、ほぼ移動することなく表示される。
As shown in FIG. 8, the
図9は、撮影部25が収集し、補正部26に送る透視画像の他の一例を示す図であり、図10は、表示制御部27が表示する透視画像の他の一例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating another example of the fluoroscopic image collected by the photographing
図9は、観察対象がワイヤであり、Cアーム13をRAO方向に回転させた場合を示す。なお、観察対象であるワイヤ30は、第1の角度においてX線管14とアイソセンターとX線検出器15とを結ぶ線上で、アイソセンターの下方に位置付けられるものとする。図8に示すように、観察対象であるワイヤ30は、画面の右側に位置しており、Cアーム13の回転に伴い画面の左側に移動する。
FIG. 9 shows a case where the observation target is a wire and the C-
図10に示すように、表示制御部27は、5つの投影関数を用いて補正された各透視画像の中央領域を抽出し、抽出した各補正画像の中央領域を短冊状に並べて表示部16に表示する。図10の例では、表示領域の右端に表示される透視画像においてワイヤ30の先端は、Cアーム13を回転させてもほぼ移動することなく表示される。
As shown in FIG. 10, the
(処理手順)
次に、図11を用いて第1の実施形態に係るX線診断装置100による処理手順を説明する。図11は、第1の実施形態に係るX線診断装置100による処理手順を示すフローチャートである。
(Processing procedure)
Next, a processing procedure performed by the X-ray
図11に示すように、第1の実施形態に係るX線診断装置100は、撮影条件の入力を操作者から受付ける(ステップS101)。例えば、第1の実施形態に係るX線診断装置100は、心臓冠状動脈を観察対象として選択する操作を操作者から受付ける。これにより、第1の実施形態に係るX線診断装置100は、心臓冠状動脈について回転角度φをRAO方向及びLAO方向に30度であると予測する。
As shown in FIG. 11, the X-ray
続いて、第1の実施形態に係るX線診断装置100は、観察対象を表示部16の中央に位置付けられるように、寝台11やCアーム13を移動させる操作を操作者から受付ける(ステップS102)。そして、第1の実施形態に係るX線診断装置100は、補正モードの起動を操作者から受付ける(ステップS103)。
Subsequently, the X-ray
第1の実施形態に係るX線診断装置100は、Cアーム13を回転させる操作を操作者から受付け、Cアーム13を回転させて被検体Pの透視画像を撮影する(ステップS104)。続いて、第1の実施形態に係るX線診断装置100は、補正処理を実行する(ステップS105)。なお補正処理の詳細は後述する。そして、第1の実施形態に係るX線診断装置100は、補正済みの透視画像を表示部16に表示する(ステップS106)。
The X-ray
第1の実施形態に係るX線診断装置100は、表示部16に表示した透視画像の選択を受付けたか否かを判定する(ステップS107)。ここで、第1の実施形態に係るX線診断装置100は、表示部16に表示した透視画像の選択を受付けたと判定した場合(ステップS107、Yes)、選択された透視画像を表示部16に表示する(ステップS108)。例えば、第1の実施形態に係るX線診断装置100は、中央領域が抽出された各透視画像の中から選択された透視画像を表示する。あるいは、第1の実施形態に係るX線診断装置100は、選択された透視画像について抽出された中央領域以外の領域を補って表示する。
The X-ray
(補正処理)
次に、図12を用いて、補正部26による補正処理の手順を説明する。図12は、補正部26による補正処理の手順を示すフローチャートである。
(Correction process)
Next, the procedure of the correction process by the
図12に示すように、補正部26は、画像サイズから表示領域の分割数(N)を決定する(ステップS201)。例えば、補正部26は、画像サイズが1024ピクセルである場合、表示領域の分割数(N)を5に設定する。
As shown in FIG. 12, the
そして、補正部26は、撮影条件に基づいて投影面上における座標を設定する(ステップS202)。例えば、補正部26は、撮影条件に基づいて投影面上において最大移動量に位置付けられる座標を設定する。ここで、投影面上において最大移動量に位置付けられる座標が921であり、表示領域の分割数(N)が5である場合、補正部26は、(921,512)、(460.5,512)、(512,512)、(−460.5,512)、(−921,512)を投影面上における座標に設定する。
Then, the
続いて、補正部26は、補正処理に用いる投影関数を選択する(ステップS203)。例えば、補正部26は、投影面上における座標に基づいて、各座標に対する投影関数を選択する。一例をあげると、補正部26は、投影面上の座標(921,512)について投影関数f1を選択し、座標(460.5,512)について投影関数f2を選択し、座標(512,512)について投影関数f3を選択し、(−460.5,512)について投影関数f4を選択し、(−921,512)について投影関数f5を選択する。
Subsequently, the
補正部26は、撮影部25からX線画像データを取得し、Cアーム制御部24から回転角度を取得する(ステップS204)。そして、補正部26は、取得したX線画像データに対して、投影関数を用いて算出した投影面上のC座標をアイソセンターの座標(512,512)に移動するように画像を補正する(ステップS205)。例えば、補正部26は、収集したX線画像データに対し、座標(c,512)が投影面上におけるアイソセンターの座標(512,512)に移動するように画像を補正する。
The
(変形例)
上述した実施形態においては、補正部28が、対象物の移動量を複数算出し、算出した複数の移動量を用いて透視画像を補正する例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、補正部28は、Cアーム13の回転角度が小さく、投影面上における移動量が小さい場合には、対象物の移動量を1つ算出して透視画像を補正してもよい。
(Modification)
In the above-described embodiment, the
また、表示制御部27は、投影面上における座標ごとに補正した各透視画像を所定の順序で表示部16に表示してもよい。また、表示制御部27は、表示部16の表示領域を分割し、分割した表示領域に各透視画像を表示してもよい。例えば、表示制御部27は、図13に示すように、表示部16の表示領域を4分割し、分割した各領域に補正した透視画像を表示する。なお、図13は、表示部16の表示領域を分割して透視画像を表示する一例を示す図である。
The
また、表示制御部27は、投影面上における座標ごとに補正した各透視画像を縮小して表示部16に表示してもよい。例えば、表示制御部27は、図10に示す例では、各透視画像から1/Nに相当する領域をそれぞれ抽出して表示していたが、図14に示すように、透視画像自体の大きさを1/Nに縮小した各透視画像を表示部16に表示するようにしてもよい。なお、図14は、透視画像を縮小して表示部16に表示する一例を示す図である。
Further, the
なお、一般的に、X線診断装置は、収集した画像をリアルタイムに表示した後、リアルタイムに表示した画像を再度表示する場合がある。例えば、X線診断装置は、X線の照射が終了した後に、操作者からの要求に応じて、リアルタイムに表示した画像を2、3回繰り返し表示する。上述した第1の実施形態では、表示制御部27が、収集した画像をリアルタイムに表示する際に、補正したN個の画像を並べて表示する。さらに、選択部28が、リアルタイムに表示したN個の画像から観察対象が止まって見える一つの画像を選択する。これにより、表示制御部27は、操作者からの要求に応じてリアルタイムに表示した画像を繰り返し表示する際に、選択部28により選択された観察対象が止まって見える一つの画像だけを表示することが可能である。この場合、表示制御部27は、画像をN個並べて表示しなくてもよいので、観察対象が止まって見える画像を拡大して表示することも可能である。ここで、上述した第1の実施形態では、選択部28が、観察対象の移動量が少ない透視画像を観察対象が止まって見える画像として操作者から選択を受付ける例について説明したが、選択部28は、操作者から画像の選択を受付けずに、観察対象が止まって見える画像を自動で選択してもよい。例えば、選択部28は、5個の透視画像のそれぞれを画像認識し、観察対象が最も動かない透視画像を選択するようにしてもよい。具体的には、選択部28は、透視画像の各フレームについて観察対象をオブジェクトとして認識し、連続するフレーム間でのオブジェクトの移動量に基づいて、観察対象が最も動かない透視画像を選択するする。例えば、選択部28は、連続するフレーム間でのオブジェクトの移動量の平均値が最も少ない透視画像を、観察対象が最も動かない透視画像として選択する。
In general, the X-ray diagnostic apparatus may display the collected image again in real time and then display the image displayed in real time again. For example, the X-ray diagnostic apparatus repeatedly displays an image displayed in real time a few times in response to a request from the operator after the X-ray irradiation is completed. In the first embodiment described above, the
また、選択部28は、観察対象の移動量が少ない透視画像を選択する場合、操作者の視線方向を検出し、検出した視線方向の先に位置付けられる透視画像を移動量が最小である透視画像に選択してもよい。例えば、選択部28は、公知の技術により実現することが可能である。例えば、選択部28は、カメラを有し、カメラによって撮影された画像に対してパターンマッチングを行う。例えば、パターンマッチングに用いるパターンとしては、視線方向に応じて異なる「人の目」の画像を用いる。そして、選択部28は、操作者の視線方向を検出する。
When the
なお、上述した第1の実施形態では、補正部26は、操作部21を介して操作者から補正モードを起動させる指示を受付けることで補正処理を実行する例を示したが、操作部21を介して操作者から補正モードを起動させる指示を受付けなくても、Cアーム13を回転させながら撮影がおこなわれたら補正処理を実行するようにしてもよい。
In the first embodiment described above, the
また、補正部26は、投影関数を用いて補正画像を生成することとしたが、この結果、補正画像と投影関数とが一意に対応付けられることになる。このため、観察対象が最も動かない補正画像を選択することは、観察対象が最も動かない投影関数を選択することと等価である。そこで、補正部26は、2回目以降にX線画像を撮影する場合、観察対象が最も動かない投影関数として選択された投影関数だけを用いて補正処理を行うようにしてもよい。これにより、補正部26は、補正画像を一つだけ生成すればよいことになる。この結果、表示制御部27は、表示領域をN分割することなく、一つの画像をリアルタイムに画面に大きく表示することができる。
Further, although the
また、X線診断装置100が、自装置が撮影した透視画像を補正する例を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、X線診断装置100とは異なる画像処理装置が補正を行ってもよい。この場合、画像処理装置は、X線診断装置100から透視画像を受取り、透視画像に対して補正の処理を行う。また、画像処理装置は、補正後の透視画像を自装置の表示部に表示したり、あるいは、X線診断装置100に転送してもよい。これによりX線診断装置100は、表示部16に補正された透視画像を表示することができる。すなわち、画像処理装置は、X線診断装置100から取得した透視画像を記憶する。そして、画像処理装置は、Cアーム13の回転に伴ってX線画像内を移動する観察対象の移動量を、Cアーム13の回転角度と移動量との対応関係を表す関数を用いて算出し、算出した移動量を用いて透視画像を補正する。
Moreover, although the X-ray
上述したように、第1の実施形態によれば、観察対象はいずれかの透視画像において中央付近に止まっているように見えることになる。これにより、例えば、医師はいずれかの透視画像において、観察対象の動きを抑制した画像を観察することができる。すなわち、第1の実施形態によれば、観察対象の視認性を高めることができる。 As described above, according to the first embodiment, the observation target appears to be stopped near the center in any of the fluoroscopic images. Thereby, for example, the doctor can observe an image in which the movement of the observation target is suppressed in any of the fluoroscopic images. That is, according to the first embodiment, the visibility of the observation target can be improved.
また、第1の実施形態によれば、対象物の移動量を、表示領域の大きさに基づいて決められた数分、算出する。これにより、観察対象の動きを抑制した画像の候補が適切な数だけ表示され、観察対象の移動量が少ない透視画像が選択される可能性を高めることができる。 Further, according to the first embodiment, the amount of movement of the object is calculated by the number determined based on the size of the display area. Accordingly, an appropriate number of image candidates in which the movement of the observation target is suppressed is displayed, and the possibility that a fluoroscopic image with a small amount of movement of the observation target is selected can be increased.
また、表示制御部27は、補正された透視画像の中央領域を抽出し、短冊状に並べて表示する。観察対象の移動量が少ない透視画像は、画像の中央領域に表示される。すなわち、第1の実施形態によれば、操作者は、補正された複数の透視画像の中から観察対象の移動量が少ない透視画像の選択を容易に行える。
In addition, the
また、選択部28は、視線方向を検出して透視画像を選択する。これにより、操作者は、観察対象の移動量が少ない透視画像を選択する処理を省略することができるので、観察対象の移動量が少ない透視画像を手術中でも選択することができる。
In addition, the
また、補正部26は、選択部28により観察対象の移動量が少ない透視画像が選択された以降は、観察対象の移動量が少ない透視画像を生成する。そして、表示制御部27は、観察対象の移動量が少ない透視画像を表示する。これにより、操作者は、観察対象の視認性を高めた透視画像を観察することができる。
In addition, after the
以上述べた少なくとも一つの実施形態のX線診断装置及び画像処理装置によれば、観察対象の視認性を高めることができる。 According to the X-ray diagnostic apparatus and image processing apparatus of at least one embodiment described above, the visibility of an observation target can be improved.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
25 撮影部
26 補正部
27 表示制御部
100 X線診断装置
25
Claims (7)
前記支持部の回転に伴って前記X線画像内を移動する前記対象物の移動量を、前記支持部の回転角度と前記移動量との対応関係を表す関数を用いて算出し、算出した移動量を用いて前記X線画像を補正する補正部と、
補正されたX線画像を表示部に表示する表示制御部と
を備え、
前記関数は、前記回転角度の変化に対応する前記移動量の変化を表す振幅が、アイソセンターと、前記X線管と前記X線検出器の中心とを結ぶ線上の所定点との距離に応じて異なるものであって、
前記補正部は、前記振幅が異なる複数の関数を用いて複数の移動量を算出し、算出した複数の移動量それぞれを用いて前記X線画像を補正し、
前記表示制御部は、複数の移動量それぞれを用いて補正された複数のX線画像それぞれを表示部に表示することを特徴とするX線診断装置。 An imaging unit that collects an X-ray image in which an object is depicted by rotating a support unit that supports an X-ray tube that emits X-rays and an X-ray detector that detects X-rays;
The amount of movement of the object that moves in the X-ray image with the rotation of the support unit is calculated using a function that represents the correspondence between the rotation angle of the support unit and the amount of movement, and the calculated movement A correction unit that corrects the X-ray image using a quantity;
A display control unit for displaying the corrected X-ray image on the display unit ,
The function is such that the amplitude representing the change in the movement amount corresponding to the change in the rotation angle depends on the distance between the isocenter and a predetermined point on the line connecting the X-ray tube and the center of the X-ray detector. Are different,
The correction unit calculates a plurality of movement amounts using a plurality of functions having different amplitudes, corrects the X-ray image using each of the calculated plurality of movement amounts,
The display controller, X-rays diagnostic apparatus according to claim and the view by the display unit, respectively corrected plurality of X-ray image by using a plurality of moving amount.
前記表示制御部は、前記選択部により選択されたX線画像の中央領域若しくはX線画像の全体を前記表示部に表示することを特徴とする請求項1又は2に記載のX線診断装置。 A selection unit that selects a predetermined X-ray image from a plurality of X-ray images displayed on the display unit by the display control unit;
The display controller, X-rays diagnostic apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that displaying the entire central region or X-ray image of the X-ray image selected by the selection unit on the display unit.
ことを特徴とする請求項3に記載のX線診断装置。 The X-ray diagnostic apparatus according to claim 3 , wherein the selection unit receives selection of the predetermined X-ray image from an operator.
ことを特徴とする請求項3に記載のX線診断装置。 The X-ray diagnosis apparatus according to claim 3 , wherein the selection unit detects an operator's line-of-sight direction and selects an X-ray image positioned in the detected line-of-sight direction as the predetermined X-ray image.
ことを特徴とする請求項3〜5のいずれか一つに記載のX線診断装置。 Wherein the correction unit, the X-ray image newly captured by the imaging unit, claims 3 to, characterized in that to correct by using the function used for correction of the X-ray image selected by the selection unit The X-ray diagnostic apparatus according to any one of 5 .
前記支持部の回転に伴って前記X線画像内を移動する前記対象物の移動量を、前記支持部の回転角度と前記移動量との対応関係を表す関数を用いて算出し、算出した移動量を用いて前記X線画像を補正する補正部と
を備え、
前記関数は、前記回転角度の変化に対応する前記移動量の変化を表す振幅が、アイソセンターと、前記X線管と前記X線検出器の中心とを結ぶ線上の所定点との距離に応じて異なるものであって、
前記補正部は、前記振幅が異なる複数の関数を用いて複数の移動量を算出し、算出した複数の移動量それぞれを用いて前記X線画像を補正し、
前記表示制御部は、複数の移動量それぞれを用いて補正された複数のX線画像それぞれを表示部に表示することを特徴とする画像処理装置。 The X acquired from an X-ray diagnostic apparatus that collects an X-ray image in which an object is depicted by rotating a support portion that supports an X-ray tube that irradiates X-rays and an X-ray detector that detects X-rays A storage unit for storing line images;
The amount of movement of the object that moves in the X-ray image with the rotation of the support unit is calculated using a function that represents the correspondence between the rotation angle of the support unit and the amount of movement, and the calculated movement A correction unit that corrects the X-ray image using a quantity ,
The function is such that the amplitude representing the change in the movement amount corresponding to the change in the rotation angle depends on the distance between the isocenter and a predetermined point on the line connecting the X-ray tube and the center of the X-ray detector. Are different,
The correction unit calculates a plurality of movement amounts using a plurality of functions having different amplitudes, corrects the X-ray image using each of the calculated plurality of movement amounts,
The display controller, an image processing apparatus according to claim and the view by the respective plurality of X-ray image corrected by using a plurality of moving amount to the display unit.
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