JP6355916B2 - X-ray diagnostic equipment - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、X線診断装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to an X-ray diagnostic apparatus.
従来、X線診断装置を用いて血管等の撮像対象を立体的に視認することが可能なX線診断画像を表示させる技術が提案されている。撮像対象を立体視することが可能な画像を3次元(3D: three dimensional)画像と呼ぶことにすると、3D画像を表示させるためには、左目用の画像と右目用の画像とをそれぞれ個別に左目と右目で視認できるようにすることが必要となる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for displaying an X-ray diagnostic image that allows an imaging target such as a blood vessel to be viewed stereoscopically using an X-ray diagnostic apparatus has been proposed. An image that can be viewed stereoscopically is called a three-dimensional (3D) image. In order to display a 3D image, a left-eye image and a right-eye image are individually displayed. It is necessary to make it visible with the left eye and the right eye.
X線診断装置を用いて左目用の画像と右目用の画像をそれぞれ取得する方法としては、3次元画像再構成処理を行う方法の他、実際に左目用の2次元(2D: two dimensional)X線投影像と右目用の2DX線投影像とをそれぞれ収集する方法が挙げられる。左目用のX線投影像と右目用のX線投影像は、複数のX線撮影系を備えたX線診断装置はもちろん、単一のX線撮影系を備えたX線診断装置によっても収集することができる。 As a method of acquiring an image for the left eye and an image for the right eye using the X-ray diagnostic apparatus, in addition to a method of performing a three-dimensional image reconstruction process, two-dimensional (2D) X for the left eye is actually used. There is a method of collecting a line projection image and a 2D X-ray projection image for the right eye. The left-eye X-ray projection image and the right-eye X-ray projection image are collected not only by an X-ray diagnostic apparatus having a plurality of X-ray imaging systems but also by an X-ray diagnostic apparatus having a single X-ray imaging system. can do.
特に、単一のX線撮影系を備えたX線診断装置を用いて左目用の画像と右目用の画像を収集する方法として、X線撮影系を振り子のように連続的に往復移動させて撮影を行う方法が提案されている。この方法では、単一のX線撮影系を移動させながら2視差を有するX線画像が順次収集され、収集された2フレームの2視差画像によって1フレーム分の立体視用の画像を生成することができる。 In particular, as a method of collecting a left-eye image and a right-eye image using an X-ray diagnostic apparatus having a single X-ray imaging system, the X-ray imaging system is continuously reciprocated like a pendulum. A method of taking a picture has been proposed. In this method, an X-ray image having two parallaxes is sequentially collected while moving a single X-ray imaging system, and a stereoscopic image for one frame is generated from the collected two parallax images. Can do.
更に、左目用の画像と右目用の画像に加えて、左目用の画像の撮影位置と右目用の画像の撮影位置との間における中間位置においてX線透視画像を撮影し、左目用の画像と右目用の画像に分配して重畳表示させる方法も提案されている。 Further, in addition to the image for the left eye and the image for the right eye, an X-ray fluoroscopic image is captured at an intermediate position between the shooting position of the image for the left eye and the shooting position of the image for the right eye. There has also been proposed a method of distributing and superimposing the image for the right eye.
立体視をインターベンション中に行う場合には、2視差を有するX線画像をリアルタイムに生成することが必要となる。 When performing stereoscopic viewing during an intervention, it is necessary to generate an X-ray image having two parallaxes in real time.
そこで、本発明は、単一の撮影系を用いて、より短い撮影時間で立体視用のX線画像を収集することが可能なX線診断装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an X-ray diagnostic apparatus capable of collecting a stereoscopic X-ray image in a shorter imaging time using a single imaging system.
本発明の実施形態に係るX線診断装置は、第1の駆動機構、第2の駆動機構、制御系及びデータ処理系を備える。第1の駆動機構は、撮影系を第1の軌道に沿って往復移動させる。第2の駆動機構は、前記撮影系を、前記第1の軌道と少なくとも一部がオーバーラップする第2の軌道に沿って往復移動させる。制御系は、前記第1の軌道及び前記第2の軌道に沿って前記撮影系が往復移動し、かつ前記第1の駆動機構による前記撮影系の減速期間後に前記第2の駆動機構による前記撮影系の減速が行われる一方、前記第1の駆動機構による前記撮影系の加速期間後に前記第2の駆動機構による前記撮影系の加速が行われるように前記第1の駆動機構及び前記第2の駆動機構を制御する。データ処理系は、前記撮影系により異なる位置で収集された少なくとも2フレームのX線画像データに基づいて立体視用のX線画像データを生成する。
また、本発明の実施形態に係るX線診断装置は、第1の駆動機構、第2の駆動機構、制御系及びデータ処理系を備える。第1の駆動機構は、撮影系を第1の軌道に沿って往復移動させる。第2の駆動機構は、前記撮影系を、前記第1の軌道と少なくとも一部がオーバーラップする第2の軌道に沿って往復移動させる。制御系は、前記第1の軌道及び前記第2の軌道に沿って前記撮影系が往復移動し、かつ前記第1の駆動機構及び前記第2の駆動機構の一方の方向転換のための停止期間が他方の方向転換のための停止期間とオーバーラップしないように前記第1の駆動機構及び前記第2の駆動機構を制御する。データ処理系は、前記撮影系により異なる位置で収集された少なくとも2フレームのX線画像データに基づいて立体視用のX線画像データを生成する。
An X-ray diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention includes a first drive mechanism, a second drive mechanism, a control system, and a data processing system. The first drive mechanism reciprocates the imaging system along the first trajectory. The second drive mechanism reciprocates the imaging system along a second trajectory that at least partially overlaps the first trajectory. The control system is configured such that the imaging system reciprocates along the first trajectory and the second trajectory , and the imaging by the second drive mechanism after a deceleration period of the imaging system by the first drive mechanism. While the system is decelerated, the first drive mechanism and the second drive mechanism are accelerated so that the imaging system is accelerated by the second drive mechanism after the acceleration period of the imaging system by the first drive mechanism. Control the drive mechanism. The data processing system generates X-ray image data for stereoscopic viewing based on at least two frames of X-ray image data collected at different positions by the imaging system.
An X-ray diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention includes a first drive mechanism, a second drive mechanism, a control system, and a data processing system. The first drive mechanism reciprocates the imaging system along the first trajectory. The second drive mechanism reciprocates the imaging system along a second trajectory that at least partially overlaps the first trajectory. In the control system, the imaging system reciprocates along the first trajectory and the second trajectory, and a stop period for changing the direction of one of the first drive mechanism and the second drive mechanism. The first drive mechanism and the second drive mechanism are controlled so as not to overlap with the stop period for the other direction change. The data processing system generates X-ray image data for stereoscopic viewing based on at least two frames of X-ray image data collected at different positions by the imaging system.
本発明の実施形態に係るX線診断装置について添付図面を参照して説明する。 An X-ray diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明の実施形態に係るX線診断装置の構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram of an X-ray diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.
X線診断装置1は、第1のアーム2、第1の回転軸3、第2のアーム4、第2の回転軸5、撮影系6、寝台7、制御系8、データ処理系9、表示装置10及び入力装置11を備えている。撮影系6は、X線発生部12及びX線検出器13を含む。
The X-ray
第1のアーム2は、第1の回転軸3を中心に回転させることができる。また、第1のアーム2は、図示されるように第1の回転軸3を支柱として天井に取付けることができる。従って、以降では、第1のアーム2を支柱側アーム2と称し、第1の回転軸3を支柱旋回軸3と称する。
The
支柱側アーム2は、第1のスライド機構14により、円弧状の第1のスライド軸S1に沿って支柱旋回軸3に対して相対的にスライドすることができるように構成される。従って、支柱側アーム2の形状も円弧状とすることができる。以降では、第1のスライド軸S1を支柱側円弧スライド軸S1と称し、第1のスライド機構14を支柱側アームスライド機構14と称する。
The
尚、支柱側アーム2を支柱側円弧スライド軸S1に沿ってスライドさせるための支柱側アームスライド機構14を、支柱側アームスライド機構14に形成される支柱側円弧スライド軸S1の中心位置が支柱旋回軸3からオフセットした位置となるように配置することが望ましい。つまり、支柱側アームスライド機構14を、天井に吊下げられる支柱旋回軸3の直下ではなく、支柱旋回軸3の中心から支柱旋回軸3に垂直な方向にオフセットした位置に配置することが好適である。この場合、支柱側アームスライド機構14は、支柱旋回軸3を中心とする円状の軌道を通って支柱旋回軸3を中心に回転する。
Note that the column-side
このように支柱側アームスライド機構14を配置すると、支柱側アーム2の初期位置において、支柱側アーム2の支柱旋回軸3側における端部を、天井側により接近させることができる。すなわち、支柱側アームスライド機構14の天井に対する相対位置を一定とすると、支柱側アーム2を天井側により接近させることができる。加えて、支柱側アームスライド機構14自体についても、支柱旋回軸3の先端に配置する場合に比べて、天井に接近させることができる。その結果、撮影室の天井が低い場合であっても、X線診断装置1を設置することが可能となる。
When the support
一方、第2のアーム4は、第2の回転軸5を中心に回転させることができる。第2のアーム4には、撮影系6が取付けられる。典型的には、図示されるように、第2のアーム4の一端にX線を被検体Oに向けて照射するためのX線管を備えたX線発生部12が固定され、第2のアーム4の他端に、寝台7にセットされた被検体Oを挟んでX線発生部12に対向するようにX線検出器13が固定される。従って、第2のアーム4の形状は、C型となる。従って、以降では、第2のアーム4をC型アーム4と称し、第2の回転軸5をC型アーム主回転軸5と称する。
On the other hand, the
C型アーム4は、第2のスライド機構15により、円弧状の第2のスライド軸S2に沿ってC型アーム主回転軸5に対して相対的にスライドすることができるように構成される。以降では、第2のスライド軸S2をC型アームスライド軸S2と称し、第2のスライド機構15をC型アームスライド機構15と称する。C型アームスライド軸S2方向におけるC型アーム4の駆動によって、C型アーム4の所望の位置を回転軸としてC型アーム主回転軸5によりC型アーム4をプロペラのように回転させることができる。
The C-
C型アーム4を回転させるためのC型アーム主回転軸5は、支柱側アーム2に固定される。従って、C型アーム主回転軸5自体を、C型アーム4と共に支柱側円弧スライド軸S1に沿って移動させることができる。加えて、C型アーム4及びC型アーム主回転軸5を、支柱側アーム2と共に支柱旋回軸3を中心に回転させることができる。このため、C型アーム4及びC型アーム主回転軸5を、任意の角度に傾斜させることが可能である。尚、C型アーム主回転軸5の支柱側アーム2への取付位置は、支柱側アーム2の端部が周辺器材の障害物となって干渉の原因となることを防止する観点から、支柱側アーム2の端部とすることが望ましい。
A C-arm
支柱側アーム2を支柱側円弧スライド軸S1に沿ってスライドさせるための支柱側アームスライド機構14及びC型アーム4をC型アームスライド軸S2に沿ってスライドさせるためのC型アームスライド機構15には、任意の構造を採用することができる。典型的には、円弧状に湾曲するレール上を円筒状の車輪が走行するスライドガイド機構を支柱側アームスライド機構14及びC型アームスライド機構15の一方又は双方に用いることができる。
The column-side
但し、支柱側アームスライド機構14には、撮影系6、C型アーム4、C型アーム主回転軸5及び支柱側アーム2の荷重がかかることになる。従って、支柱側アームスライド機構14は、剛性が高い構造とすることが振動の抑制による画質の向上に繋がる。そこで、円弧状のレール上を複数の球体が転動しながら循環する保持構造を有するスライドガイド機構を支柱側アームスライド機構14に用いるようにしてもよい。
However, the support side
また、C型アーム主回転軸5が支柱旋回軸3に対して垂直となった状態において、支柱側アームスライド機構14が支柱側アーム2の端部とみなせない部分を保持するように支柱側アームスライド機構14を配置することが好適である。つまり、C型アーム主回転軸5が支柱旋回軸3に対して垂直となった状態を支柱側アーム2の初期位置とすると、支柱側アーム2の初期位置において、支柱側アーム2の支柱旋回軸3側における端部が、支柱側アームスライド機構14から突出するように、支柱側アームスライド機構14を配置することが望ましい。
In addition, in the state where the C-arm main
そうすると、支柱側アーム2の初期位置において、支柱側アーム2及びC型アーム主回転軸5を支柱側円弧スライド軸S1方向における正方向及び負方向のいずれにも移動させることが可能となる。すなわち、支柱側アーム2及びC型アーム主回転軸5を支柱側円弧スライド軸S1方向における初期位置から正方向及び負方向の両側に移動させることができる。
If it does so, in the initial position of the support |
しかも、支柱側アーム2の支柱側円弧スライド軸S1方向におけるストローク範囲を初期位置から両側に設けても、支柱側アーム2の初期位置において支柱旋回軸3の中心から支柱側アーム2が突出しない。また、支柱側アーム2をスライドさせても、支柱旋回軸3の中心からの支柱側アーム2の突出長さを短くすることができる。
Moreover, even if the stroke ranges in the direction of the columnar arc slide axis S1 of the
つまり、支柱側アーム2の初期位置からのストローク範囲を支柱側円弧スライド軸S1方向の両側に確保しつつ、支柱旋回軸3の中心から支柱側アーム2が極端に突出することを回避することができる。このため、支柱側アーム2と周辺機器との干渉を最小限に留めることができる。
That is, it is possible to avoid the strut-
制御系8は、支柱側アーム2、C型アーム4及び撮影系6を制御することによって被検体Oの撮影を行うためのシステムである。すなわち、制御系8からの制御信号によって、支柱旋回軸3及び支柱側アームスライド機構14が制御される。これにより、支柱側アーム2の位置決めを行うことができる。同様に、制御系8からの制御信号によって、C型アーム主回転軸5及びC型アームスライド機構15が制御される。これにより、C型アーム4の位置決めを行うことができる。
The control system 8 is a system for imaging the subject O by controlling the
更に、制御系8に備えられる高電圧発生装置から電圧をX線発生部12に印加することによって、被検体Oに向けてX線を曝射することができる。その他、制御系8には、寝台7を駆動させるための駆動装置を始めとする撮影に必要な装置が備えられる。また、制御系8に入力すべき指示情報は、入力装置11から入力することができる。
Furthermore, X-rays can be emitted toward the subject O by applying a voltage to the
そして、制御系8は、上述したようなX線診断装置1の各構成要素に対する制御によって、立体視を行うための左目用のX線画像データと右目用のX線画像データを、それぞれ所定の方向から撮影できるように構成される。具体的には、制御系8は、立体視用の視差を有する3フレーム以上の複数フレームのX線画像データが撮影できるように、支柱側アームスライド機構14及びC型アームスライド機構15の動作並びにX線の曝射タイミングを制御できるように構成されている。
Then, the control system 8 controls the left-eye X-ray image data and the right-eye X-ray image data for performing stereoscopic vision, respectively, according to the control of each component of the X-ray
まず、支柱側アームスライド機構14及びC型アームスライド機構15の制御について説明する。
First, control of the column side
制御系8は、支柱側アームスライド機構14による支柱側アーム2の駆動によって形成される第1の軌道及びC型アームスライド機構15によるC型アーム4の駆動によって形成される第2の軌道に沿って撮影系6が往復移動するように支柱側アームスライド機構14及びC型アームスライド機構15を制御する機能を有している。
The control system 8 follows a first track formed by driving the column-
図示されるように支柱側円弧スライド軸S1と、C型アームスライド軸S2とが同一平面上となるように支柱側アーム2及びC型アーム4を位置決めすれば、支柱側円弧スライド軸S1とC型アームスライド軸S2は同心円状となる。従って、C型アームスライド機構15の駆動によって形成される撮影系6の円弧状の第2の軌道の少なくとも一部が、支柱側アームスライド機構14の駆動によって形成される円弧状の第1の軌道とオーバーラップすることになる。
As shown in the figure, when the
このため、撮影系6は、少なくとも一部が互いにオーバーラップする第1の軌道及び第2の軌道に沿って往復移動することになる。この場合、第1の軌道及び第2の軌道によって形成される撮影系6の軌道も円弧状となる。従って、制御系8は、撮影系6を第1の軌道及び第2の軌道によって形成される円弧状の軌道に沿って往復移動させることになる。
For this reason, the
図2は、図1に示す支柱側アーム2、C型アーム4及び撮影系6の移動速度の第1の制御例を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph illustrating a first control example of the moving speed of the
図2において各縦軸は角速度を示し、各横軸は時間tを示す。また、図2において(A)は、支柱側アーム2の角速度v1の時間変化を、(B)はC型アーム4の角速度v2の時間変化を、(C)は撮影系6の角速度vの時間変化を、それぞれ示す。
In FIG. 2, each vertical axis represents angular velocity, and each horizontal axis represents time t. 2A shows the time change of the angular velocity v1 of the
図2(A), (B)に示すように、支柱側アーム2及びC型アーム4を互いに同一のタイミングで駆動させることができる。すなわち、互いに同一の期間において支柱側アーム2及びC型アーム4を加速し、互いに同一の期間において支柱側アーム2及びC型アーム4を減速させることができる。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
尚、支柱側アーム2を停止させてから再び逆方向に加速するためには、所定の待機時間が必要となる。同様に、C型アーム4を停止させてから再び逆方向に加速するためにも、所定の待機時間が必要となる。支柱側アーム2の移動方向を反転させるための待機時間と、C型アーム4の移動方向を反転させるための待機時間は、支柱側アームスライド機構14を動作させるためのモータと、C型アームスライド機構15を動作させるためのモータを適切に選択すれば、互いに同等にすることができる。
In addition, in order to accelerate again in the reverse direction after stopping the support |
そして、支柱側アームスライド機構14及びC型アームスライド機構15を互いに同期させて同時に動作させると、支柱側アームスライド機構14の動作によって形成される第1の軌道に沿う撮影系6の往復移動のタイミングと同一のタイミングで、撮影系6が、C型アームスライド機構15の動作によって形成される第2の軌道に沿って往復移動する。
When the support-side
その結果、撮影系6の角加速度を、支柱側アーム2及びC型アーム4の角加速度の和にすることができる。また、等速移動中においても撮影系6の角速度vを、支柱側アーム2の角速度v1と、C型アーム4の角速度v2の和にすることができる。このため、単一のアームで撮影系6を往復移動させる場合に比べて、撮影系6の往復移動に要する時間を劇的に低減させることができる。逆に、撮影系6の往復時間を一定とすれば、各アームに掛かる負荷を低減させることができる。
As a result, the angular acceleration of the
図3は、図1に示す支柱側アーム2、C型アーム4及び撮影系6の移動速度の第2の制御例を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a second control example of the moving speed of the
図3において各縦軸は角速度を示し、各横軸は時間tを示す。また、図3において(A)は、支柱側アーム2の角速度v1の時間変化を、(B)はC型アーム4の角速度v2の時間変化を、(C)は撮影系6の角速度vの時間変化を、それぞれ示す。
In FIG. 3, each vertical axis represents angular velocity, and each horizontal axis represents time t. 3A shows the time change of the angular velocity v1 of the
図3(A), (B)に示すように、支柱側アーム2及びC型アーム4を互いに異なるタイミングで駆動させることもできる。すなわち、互いに異なる期間において支柱側アーム2及びC型アーム4を加速し、互いに異なる期間において支柱側アーム2及びC型アーム4を減速させることができる。この場合、支柱側アームスライド機構14の動作によって形成される第1の軌道に沿う撮影系6の往復移動のタイミングと異なるタイミングで、撮影系6が、C型アームスライド機構15の動作によって形成される第2の軌道に沿って往復移動する。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
より理想的には、図3(A), (B)に示すように、支柱側アームスライド機構14による撮影系6の減速期間後にC型アームスライド機構15による撮影系6の減速を行う一方、支柱側アームスライド機構14による撮影系6の加速期間後にC型アームスライド機構15の加速を行うことが望ましい。加えて、支柱側アームスライド機構14及びC型アームスライド機構15の一方の方向転換のための停止期間が他方の方向転換のための停止期間とオーバーラップしないように支柱側アームスライド機構14及びC型アームスライド機構15を制御することが望ましい。
More ideally, as shown in FIGS. 3A and 3B, the C-type
そうすると、図3(C)に示すように、撮影系6の往復移動に要する時間を低減し、かつ撮影系6の角速度の変化を滑らかにすることができる。特に、図示されるように支柱側アーム2の角速度及び角加速度を、C型アーム4の角速度及び角加速度と同一にすれば、撮影系6の停止時間をゼロとし、かつ撮影系6の角加速度を一定にすることができる。
Then, as shown in FIG. 3C, the time required for the reciprocating movement of the photographing
次に、X線の曝射タイミングの制御について説明する。 Next, control of the X-ray exposure timing will be described.
被検体O及び寝台7を含む静止系に対する撮影系6の相対位置は、支柱側円弧スライド軸S1方向における座標とC型アームスライド軸S2方向における座標によって特定することができる。このため、制御系8は、支柱側アームスライド機構14による撮影系6の制御位置と、C型アームスライド機構15による撮影系6の制御位置とに基づいてX線の曝射タイミングを制御する機能を有している。これにより、往復移動する撮影系6の所定の撮影位置から視差を有するX線画像データを撮影することが可能となる。
The relative position of the
図4は立体視用のX線画像を撮影するためのX線の曝射位置の例を示す図である。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an X-ray exposure position for capturing a stereoscopic X-ray image.
図4(A), (B), (C), (D)において、点線は撮影系6を構成するX線発生部12及びX線検出器13の軌跡を、実線はX線の曝射位置を、一点鎖線はX線の曝射方向を、それぞれ示す。
4 (A), (B), (C), and (D), the dotted line indicates the trajectory of the
図4(A)に示すように撮影系6を円弧状の軌道に沿って振り子のように繰返し往復移動させ、角速度がゼロとなる軌道の両端の位置においてX線を曝射することができる。そうすると、2視差を有する2フレームのX線画像データを順次収集することができる。そして、一方のX線画像データを左目用のX線画像データとし、他方のX線画像データを右目用のX線画像データとすることができる。この場合、2視差を有するX線画像データを順次更新しながら表示させれば、動画として立体視画像を表示させることができる。このため、適切な2視差を有する2フレームのX線画像データが撮影できるように、撮影系6の制御角度を決定することができる。
As shown in FIG. 4A, the
また、図4(B)に示すように、軌道の両端以外の位置においてX線を曝射することもできる。そうすると、支柱側アーム2及びC型アーム4の移動方向が反転するタイミングを避けてX線を曝射することができる。このため、撮影系6の振動が少なく、安定した角速度で移動している間に、X線を曝射することができる。
Further, as shown in FIG. 4B, X-rays can be exposed at positions other than both ends of the trajectory. Then, X-rays can be exposed while avoiding the timing at which the moving directions of the
一方、図4(C)及び(D)に示すように、3箇所以上の複数の位置からX線を曝射することもできる。図4(C)は3方向からX線を曝射する例を示している。この場合、異なる3方向に対応する3フレームのX線画像データを表示させれば、見る角度によって見え方が変わる立体視画像を動画として表示させることができる。或いは、2フレームのX線画像データを更新しながら表示させれば、時間的に見え方が変わる動画として立体視画像を表示させることが可能となる。 On the other hand, as shown in FIGS. 4C and 4D, X-rays can be exposed from a plurality of three or more positions. FIG. 4C shows an example in which X-rays are exposed from three directions. In this case, if three frames of X-ray image data corresponding to three different directions are displayed, a stereoscopic image whose appearance changes depending on the viewing angle can be displayed as a moving image. Alternatively, if two frames of X-ray image data are displayed while being updated, a stereoscopic image can be displayed as a moving image that changes in appearance over time.
このように、左目用のX線画像データ及び右目用のX線画像データとして用いられる互いに異なる方向に対応する複数のX線画像データが撮影系6を静止させた状態又は撮影系6の移動中に収集されるように、制御系8によって撮影系6の位置及びX線の曝射タイミングを制御することができる。
As described above, a plurality of X-ray image data corresponding to different directions used as the X-ray image data for the left eye and the X-ray image data for the right eye are in a state where the
次にデータ処理系9の機能について説明する。 Next, functions of the data processing system 9 will be described.
データ処理系9は、撮影系6により収集されたX線画像データのA/D(analog to digital)変換を含むデータ処理によって、表示対象となるX線画像データを生成する機能と、生成したX線画像データを表示装置10に表示させる機能を有する。特に、データ処理系9は、撮影系6により異なる位置で収集された少なくとも2フレームのX線画像データに基づいて立体視用のX線画像データを生成する機能を有している。
The data processing system 9 has a function of generating X-ray image data to be displayed by data processing including A / D (analog to digital) conversion of the X-ray image data collected by the
尚、データ処理系9の構成要素のうち、デジタル情報の処理を実行する構成要素は、コンピュータに医用画像処理プログラムを読み込ませて構築することができる。また、A/D変換器等の必要な回路を用いてデータ処理系9を構成することができる。 Of the constituent elements of the data processing system 9, the constituent elements that execute digital information processing can be constructed by having a computer read a medical image processing program. In addition, the data processing system 9 can be configured using necessary circuits such as an A / D converter.
左目用のX線画像データと右目用のX線画像データとに基づいて立体視画像を表示させる方法としては、公知の任意の方法を用いることができる。代表的な方法としては、通常のディスプレイと専用のメガネとを用いる方法及び専用のディスプレイを用いる方法が知られている。 As a method of displaying a stereoscopic image based on the X-ray image data for the left eye and the X-ray image data for the right eye, any known method can be used. As a typical method, a method using a normal display and dedicated glasses and a method using a dedicated display are known.
専用のメガネを用いる場合には、左目用の画像と右目用の画像とを一定の時間差で交互に切換表示させる一方、専用のメガネに偏光板としての機能を設ける方法が知られている。この場合には、互いに異なる回転方向の円偏光が左目用の画像と右目用の画像とに付与され、円偏光メガネを用いることによって2視差画像が個別に左右の目で視認される。 In the case of using dedicated glasses, a method is known in which a left-eye image and a right-eye image are alternately switched and displayed at a certain time difference, while the dedicated glasses have a function as a polarizing plate. In this case, circularly polarized light in different rotational directions is applied to the left-eye image and the right-eye image, and the two-parallax image is visually recognized separately by the left and right eyes by using circularly polarized glasses.
或いは、左目用の画像と右目用の画像とを互いに異なる波長帯域の画像として時分割表示させる方法も知られている。この場合には、フィルタを透過して互いに異なる波長帯の光となった左目用の画像と右目用の画像とが波長選択メガネを介して個別に左右の目で視認される。 Alternatively, a method of time-divisionally displaying a left-eye image and a right-eye image as images of different wavelength bands is also known. In this case, the image for the left eye and the image for the right eye that have passed through the filter and become light in different wavelength bands are visually recognized by the left and right eyes individually through the wavelength selection glasses.
更に別の方法として、左目用の画像と右目用の画像とを交互に時分割表示し、時分割と同期して左目用のシャッタと右目用のシャッタが開閉するメガネで左目用の画像と右目用の画像とを視認する方法も知られている。 As another method, the left-eye image and the right-eye image are alternately displayed in a time-division manner, and the left-eye image and the right-eye are opened and closed in synchronization with the time-division. A method for visually recognizing an image is also known.
また、逆に専用のメガネから位置情報及び方位情報を出力させ、メガネの位置情報及び方位情報に応じてディスプレイに出力させる画像を切換える方法も知られている。 On the contrary, there is also known a method of outputting position information and azimuth information from dedicated glasses and switching an image to be output on a display in accordance with the position information and azimuth information of the glasses.
一方、専用のメガネを用いない方式としては、ディスプレイの表面に位相差を有する位相差板を重畳する方式やディスプレイの解像度と異なるスクリーン線数で凹凸が配置されたフィルムをディスプレイの表面に重畳する方式などが知られている。これらの方式は、空間分割方式とも呼ばれ、位相差板やフィルムによって左目用の画像と右目用の画像とが個別に左目及び右目により視認される。 On the other hand, as a method that does not use dedicated glasses, a phase difference plate having a phase difference is superimposed on the surface of the display, or a film in which irregularities are arranged with a screen line number different from the resolution of the display is superimposed on the surface of the display. The method is known. These methods are also called space division methods, and the left eye image and the right eye image are visually recognized by the left eye and the right eye individually by a phase difference plate or film.
そして、データ処理系9は、1つの撮影系6を移動させて収集された2視差以上の視差を有する複数のX線画像データの収集位置に応じた表示処理を行って立体視用のX線画像データを生成するように構成される。具体的には、2つの互いに異なる方向に対応する2フレーム分のX線画像データを2視差画像データとして用いれば、1方向から立体視することが可能な1フレーム分の画像データを生成することができる。また、3つ以上の異なる方向に対応する複数フレーム分のX線画像データに基づいて、互いに異なる複数の方向から立体視することが可能な画像データ、つまり見る方向によって見え方が変わる立体視画像データを生成することができる。
Then, the data processing system 9 performs display processing according to the collection position of a plurality of X-ray image data having two or more parallaxes collected by moving one
次にX線診断装置1の動作及び作用について説明する。
Next, the operation and action of the X-ray
図5は、図1に示すX線診断装置1の動作を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the operation of the X-ray
図5は、図3に示す移動速度で支柱側アーム2、C型アーム4及び撮影系6を制御する場合の例を示している。
FIG. 5 shows an example in which the
ステップS1は、撮影系6の初期状態を示す。この状態から支柱側アームスライド機構14が駆動し、ステップS2に示すように支柱側アーム2が支柱側円弧スライド軸S1方向に加速する。この結果、撮影系6が円弧状の軌道に沿って移動する。
Step S1 shows an initial state of the photographing
次に、ステップS3において、支柱側アーム2の速度が一定の速度に達すると、等速となる。一方、C型アームスライド機構15が駆動し、C型アーム4がC型アームスライド軸S2方向に加速する。この結果、撮影系6が円弧状の軌道に沿って更に移動する。
Next, in step S3, when the speed of the
続いて、C型アーム4の速度が一定の速度に達すると、等速となる。一方、支柱側アームスライド機構14が駆動し、支柱側アーム2が減速する。この結果、支柱側アーム2の速度がゼロとなって停止する。そうすると、C型アームスライド機構15が駆動し、C型アーム4が減速する。この結果、C型アーム4の速度もゼロとなって停止する。
Subsequently, when the speed of the C-
このため、撮影系6の速度がゼロとなって停止する。この時、撮影系6においてX線が曝射される。
For this reason, the photographing
次に、ステップS4において、支柱側アームスライド機構14が駆動し、支柱側アーム2が支柱側円弧スライド軸S1方向に逆向きに加速する。この結果、撮影系6が円弧状の軌道に沿って逆方向に移動する。すなわち、撮影系6の移動方向が反転する。
Next, in step S4, the column side
次に、ステップS5において、支柱側アーム2の速度が一定の速度に達すると、等速となる。一方、C型アームスライド機構15が駆動し、C型アーム4がC型アームスライド軸S2方向に逆向きに加速する。この結果、撮影系6が円弧状の軌道に沿って更に逆方向に移動する。
Next, in step S5, when the speed of the
続いて、C型アーム4の速度が一定の速度に達すると、等速となる。一方、支柱側アームスライド機構14が駆動し、支柱側アーム2が減速する。この結果、支柱側アーム2の速度がゼロとなって停止する。
Subsequently, when the speed of the C-
次に、ステップS6において、C型アームスライド機構15が駆動し、C型アーム4が減速する。この結果、C型アーム4の速度がゼロとなって停止する。このため、撮影系6の速度がゼロとなって停止する。この時、撮影系6においてX線が曝射される。
Next, in step S6, the C-
次に、ステップS7において、支柱側アームスライド機構14が駆動し、支柱側アーム2が支柱側円弧スライド軸S1方向に加速する。この結果、撮影系6が円弧状の軌道に沿って移動する。すなわち、撮影系6の移動方向が再び反転する。
Next, in step S7, the column side
次に、ステップS8において、支柱側アーム2の速度が一定の速度に達すると、等速となる。一方、C型アームスライド機構15が駆動し、C型アーム4がC型アームスライド軸S2方向に加速する。この結果、撮影系6が円弧状の軌道に沿って更に移動する。
Next, in step S8, when the speed of the
そして、制御系8による撮影系6の制御によってステップS3からステップS8までの動作を任意回数だけ繰返すことができる。これにより、2視差を有するX線画像データを順次撮影することができる。
The operation from step S3 to step S8 can be repeated an arbitrary number of times by controlling the photographing
そして、データ処理系9は、撮影系6によって撮影された2視差を有する2フレームのX線画像データを更新しながら順次表示装置10に表示させる。これにより、表示装置10には、立体視を行うことが可能なX線画像が動画として表示される。
Then, the data processing system 9 sequentially displays the two frames of X-ray image data having two parallaxes captured by the
つまり以上のようなX線診断装置1は、2つのアームを動作させて撮影系6を往復移動させ、異なる位置において立体視用の視差を有する複数フレームのX線画像データを撮影するようにしたものである。更に、X線診断装置1は、2つのアームをリレーショナルに往復動作させることによって、撮影系6を滑らかに加速及び減速できるようにしたものである。
In other words, the X-ray
このためX線診断装置1によれば、撮影系6の往復動作に要する時間を短縮することができる。特に、2つのアームを、適切な時間差でリレーショナルに制御すれば、撮影系6の加速度を一定にすることができる。また、撮影系6の移動方向を瞬時に反転させることができる。
Therefore, according to the X-ray
短周期で撮影系6の往復動作が可能になると、立体視に適した小さな視差角のX線画像を高いフレームレートで収集することが可能となる。その結果、立体視画像のサンプリング周波数が向上し、リアルタイム性を得ることができる。これにより、造影剤の流れ等の変化や動きを容易に観察することが可能となる。
When the reciprocating operation of the
加えて、2つのモータ等の動力源を用いて撮影系6を往復動作させることができる。このため、動力源1つ当たりの負荷を低減させることができる。その結果、撮影系6の往復動作による振動を低減することができる。また、小規模な動力源を用いてX線診断装置1を構成することが可能となる。
In addition, the
以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。 Although specific embodiments have been described above, the described embodiments are merely examples, and do not limit the scope of the invention. The novel methods and apparatus described herein can be implemented in a variety of other ways. Various omissions, substitutions, and changes can be made in the method and apparatus described herein without departing from the spirit of the invention. The appended claims and their equivalents include such various forms and modifications as are encompassed by the scope and spirit of the invention.
例えば、上述した実施形態では、撮影系6を円弧状の軌道に沿って往復移動させる場合について説明したが、円弧状でない軌道に沿って往復移動させるようにしてもよい。具体例として、撮影系を直線状の第1の軌道に沿って平行移動させる第1の駆動機構と、撮影系を第1の軌道と少なくとも一部がオーバーラップする直線状の第2の軌道に沿って平行移動させる第2の駆動機構をX線診断装置に備えることもできる。この場合には、第1の駆動機構と第2の駆動機構の制御によって撮影系を直線状の軌道に沿って往復移動させることができる。
For example, in the above-described embodiment, the case has been described in which the
他の具体例として、2つの駆動機構を用いて撮影系6を8の字状又は楕円状の軌道に沿って3次元的に移動させることもできる。この場合には、投影面上の軌道に沿って撮影系6が振り子のように往復移動することになる。
As another specific example, the
このように、X線診断装置には、撮影系を第1の軌道に沿って往復移動させる第1の駆動機構と、第1の軌道と少なくとも一部がオーバーラップする第2の軌道に沿って撮影系を往復移動させる第2の駆動機構を備えることができる。そして、第1の軌道及び第2の軌道に沿って撮影系が往復移動するように、制御系により第1の駆動機構及び第2の駆動機構を制御することができる。これにより、撮影系を所望の軌道に沿って往復移動させることができる。もちろん、3つ以上の移動機構をX線診断装置に設け、3つ以上の移動機構を制御することによって撮影系を往復移動させることもできる。 As described above, the X-ray diagnostic apparatus includes a first drive mechanism that reciprocates the imaging system along the first trajectory, and a second trajectory that at least partially overlaps the first trajectory. A second drive mechanism that reciprocates the imaging system can be provided. Then, the first drive mechanism and the second drive mechanism can be controlled by the control system so that the imaging system reciprocates along the first track and the second track. Thereby, the imaging system can be reciprocated along a desired trajectory. Of course, the imaging system can be reciprocated by providing three or more moving mechanisms in the X-ray diagnostic apparatus and controlling the three or more moving mechanisms.
尚、上述した実施形態では、支柱側アームスライド機構14が第1の駆動機構として機能し、C型アームスライド機構15が第2の駆動機構として機能している。
In the above-described embodiment, the column side
1 X線診断装置
2 第1のアーム(支柱側アーム)
3 第1の回転軸(支柱旋回軸)
4 第2のアーム(C型アーム)
5 第2の回転軸(C型アーム主回転軸)
6 撮影系
7 寝台
8 制御系
9 データ処理系
10 表示装置
11 入力装置
12 X線発生部
13 X線検出器
14 第1のスライド機構(支柱側アームスライド機構)
15 第2のスライド機構(C型アームスライド機構)
O 被検体
S1 第1のスライド軸(支柱側円弧スライド軸)
S2 第2のスライド軸(C型アームスライド軸)
1 X-ray
3 First axis of rotation (spindle pivot axis)
4 Second arm (C-type arm)
5 Second rotation axis (C-arm main rotation axis)
6
15 Second slide mechanism (C-arm slide mechanism)
O Subject S1 First slide axis (post-side arc slide axis)
S2 Second slide shaft (C-arm slide shaft)
Claims (4)
前記撮影系を、前記第1の軌道と少なくとも一部がオーバーラップする第2の軌道に沿って往復移動させる第2の駆動機構と、
前記第1の軌道及び前記第2の軌道に沿って前記撮影系が往復移動し、かつ前記第1の駆動機構による前記撮影系の減速期間後に前記第2の駆動機構による前記撮影系の減速が行われる一方、前記第1の駆動機構による前記撮影系の加速期間後に前記第2の駆動機構による前記撮影系の加速が行われるように前記第1の駆動機構及び前記第2の駆動機構を制御する制御系と、
前記撮影系により異なる位置で収集された少なくとも2フレームのX線画像データに基づいて立体視用のX線画像データを生成するデータ処理系と、
を備えるX線診断装置。 A first drive mechanism for reciprocating the imaging system along a first trajectory;
A second drive mechanism for reciprocating the imaging system along a second trajectory that at least partially overlaps the first trajectory;
The imaging system reciprocates along the first trajectory and the second trajectory , and the imaging system is decelerated by the second driving mechanism after a deceleration period of the imaging system by the first driving mechanism. On the other hand, the first driving mechanism and the second driving mechanism are controlled so that the imaging system is accelerated by the second driving mechanism after the imaging system is accelerated by the first driving mechanism. A control system to
A data processing system for generating stereoscopic X-ray image data based on at least two frames of X-ray image data collected at different positions by the imaging system;
An X-ray diagnostic apparatus comprising:
前記撮影系を、前記第1の軌道と少なくとも一部がオーバーラップする第2の軌道に沿って往復移動させる第2の駆動機構と、
前記第1の軌道及び前記第2の軌道に沿って前記撮影系が往復移動し、かつ前記第1の駆動機構及び前記第2の駆動機構の一方の方向転換のための停止期間が他方の方向転換のための停止期間とオーバーラップしないように前記第1の駆動機構及び前記第2の駆動機構を制御する制御系と、
前記撮影系により異なる位置で収集された少なくとも2フレームのX線画像データに基づいて立体視用のX線画像データを生成するデータ処理系と、
を備えるX線診断装置。 A first drive mechanism for reciprocating the imaging system along a first trajectory;
A second drive mechanism for reciprocating the imaging system along a second trajectory that at least partially overlaps the first trajectory;
The imaging system reciprocates along the first trajectory and the second trajectory, and the stop period for changing the direction of one of the first drive mechanism and the second drive mechanism is the other direction. A control system for controlling the first drive mechanism and the second drive mechanism so as not to overlap with a stop period for conversion ;
A data processing system for generating stereoscopic X-ray image data based on at least two frames of X-ray image data collected at different positions by the imaging system;
An X-ray diagnostic apparatus comprising:
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