JP7297507B2 - Image processing device, X-ray diagnostic device and program - Google Patents
Image processing device, X-ray diagnostic device and program Download PDFInfo
- Publication number
- JP7297507B2 JP7297507B2 JP2019077504A JP2019077504A JP7297507B2 JP 7297507 B2 JP7297507 B2 JP 7297507B2 JP 2019077504 A JP2019077504 A JP 2019077504A JP 2019077504 A JP2019077504 A JP 2019077504A JP 7297507 B2 JP7297507 B2 JP 7297507B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ray image
- image
- ray
- superimposed
- model
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims description 205
- 239000003550 marker Substances 0.000 claims description 146
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 claims description 128
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 317
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 40
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 23
- 239000002872 contrast media Substances 0.000 description 13
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 10
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 9
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 8
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 8
- 210000000709 aorta Anatomy 0.000 description 7
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 7
- 208000007474 aortic aneurysm Diseases 0.000 description 5
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 5
- 210000001765 aortic valve Anatomy 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000000916 dilatatory effect Effects 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 206010027727 Mitral valve incompetence Diseases 0.000 description 2
- 208000031481 Pathologic Constriction Diseases 0.000 description 2
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 description 2
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011960 computer-aided design Methods 0.000 description 2
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 description 2
- 230000036262 stenosis Effects 0.000 description 2
- 208000037804 stenosis Diseases 0.000 description 2
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 2
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 2
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 210000004115 mitral valve Anatomy 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Images
Description
本発明の実施形態は、画像処理装置、X線診断装置及びプログラムに関する。 TECHNICAL FIELD Embodiments of the present invention relate to an image processing apparatus, an X-ray diagnostic apparatus, and a program.
近年、被検体内にデバイスを挿入して操作し、被検体内にデバイスを留置する種々の治療方法が知られている。例えば、ステントグラフト内挿術において、医師等の操作者は、被検体の大動脈の形状に応じてステントグラフトを作製し、ステントグラフトを留置する位置を計画する。そして、操作者は、ステントグラフトを被検体内に挿入し、術前の計画に従ってステントグラフトを留置する。 2. Description of the Related Art In recent years, various treatment methods have been known in which a device is inserted into a subject, manipulated, and placed in the subject. For example, in stent graft insertion, an operator such as a doctor prepares a stent graft according to the shape of the subject's aorta, and plans the placement position of the stent graft. The operator then inserts the stent graft into the subject and deploys the stent graft according to the preoperative plan.
本発明が解決しようとする課題は、被検体内のデバイスの位置の把握を容易にすることである。 The problem to be solved by the present invention is to facilitate grasping of the position of the device in the subject.
実施形態に係る医用画像処理装置は、特定部と、重畳画像生成部とを備える。特定部は、第1のX線画像においてデバイスが有する特徴点の位置を特定する。重畳画像生成部は、前記第1のX線画像又は前記第1のX線画像より後に収集された第2のX線画像上に前記デバイスを示す3Dモデルを重畳した重畳画像を生成する。重畳画像生成部は、前記第1のX線画像又は前記第2のX線画像に対し、特定された前記特徴点の位置に基づく位置に前記3Dモデルを重畳する。 A medical image processing apparatus according to an embodiment includes an identifying unit and a superimposed image generating unit. The specifying unit specifies the positions of the feature points of the device in the first X-ray image. A superimposed image generator generates a superimposed image in which a 3D model representing the device is superimposed on the first X-ray image or a second X-ray image acquired after the first X-ray image. The superimposed image generator superimposes the 3D model on the first X-ray image or the second X-ray image at a position based on the position of the identified feature point.
以下、図面を参照して、画像処理装置、X線診断装置及びプログラムの実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of an image processing apparatus, an X-ray diagnostic apparatus, and a program will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
まず、第1の実施形態について説明する。第1の実施形態では、画像処理装置を含んだ医用画像処理システムを一例として説明する。また、第1の実施形態では、デバイスの一例として、ステントグラフトについて説明する。
(First embodiment)
First, the first embodiment will be described. In the first embodiment, a medical image processing system including an image processing device will be described as an example. Also, in the first embodiment, a stent graft will be described as an example of the device.
図1に示すように、第1の実施形態に係る医用画像処理システム1は、X線診断装置10と、画像保管装置20と、画像処理装置30とを備える。なお、図1は、第1の実施形態に係る医用画像処理システム1の構成の一例を示すブロック図である。図1に示すように、X線診断装置10、画像保管装置20及び画像処理装置30は、ネットワークを介して相互に接続される。
As shown in FIG. 1, the medical image processing system 1 according to the first embodiment includes an X-ray
X線診断装置10は、被検体PからX線画像を収集する装置である。なお、データとして処理されるX線画像については、X線画像データとも記載する。例えば、X線診断装置10は、ステントグラフトが挿入された被検体PからX線画像データを収集し、収集したX線画像データを画像保管装置20及び画像処理装置30に送信する。なお、X線診断装置10の構成については後述する。
The X-ray
画像保管装置20は、X線診断装置10によって収集されたX線画像データを保管する装置である。例えば、画像保管装置20は、ネットワークを介してX線診断装置10からX線画像データを取得し、取得したX線画像データを装置内又は装置外に設けられたメモリに記憶させる。例えば、画像保管装置20は、サーバ装置等のコンピュータ機器によって実現される。
The
画像処理装置30は、ネットワークを介してX線画像データを取得し、取得したX線画像データを用いて種々の処理を実行する。例えば、画像処理装置30は、画像保管装置20からX線画像データを取得する。或いは、画像処理装置30は、画像保管装置20を介さず、X線診断装置10からX線画像データを取得する。また、画像処理装置30は、取得したX線画像データにおいて、ステントグラフトが有する特徴点の位置を特定する。また、画像処理装置30は、特定した特徴点の位置に基づいて、X線画像データ上にステントグラフトを示す3Dモデルを重畳した重畳画像を生成する。なお、画像処理装置30が行なう処理については後に詳述する。例えば、画像処理装置30は、ワークステーション等のコンピュータ機器によって実現される。
The
なお、ネットワークを介して接続可能であれば、X線診断装置10、画像保管装置20及び画像処理装置30が設置される場所は任意である。例えば、画像処理装置30は、X線診断装置10と異なる病院に設置されてもよい。また、図1においてはX線診断装置10を1つ示すが、医用画像処理システム1は、複数のX線診断装置10を含んでもよい。
Note that the location where the
図1に示すように、画像処理装置30は、入力インターフェース31と、ディスプレイ32と、メモリ33と、処理回路34とを有する。
As shown in FIG. 1, the
入力インターフェース31は、操作者からの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路34に出力する。例えば、入力インターフェース31は、マウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、音声入力回路等により実現される。なお、入力インターフェース31は、画像処理装置30本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。また、入力インターフェース31は、マウスやキーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、画像処理装置30とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路34へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェース31の例に含まれる。
The
ディスプレイ32は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ32は、処理回路34による制御の下、X線診断装置10により収集されるX線画像や、処理回路34により生成される重畳画像を表示する。また、ディスプレイ32は、入力インターフェース31を介して操作者から各種指示や各種設定等を受け付けるためのGUI(Graphical User Interface)を表示する。例えば、ディスプレイ32は、液晶ディスプレイやCRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイである。ディスプレイ32は、デスクトップ型でもよいし、画像処理装置30本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。
The display 32 displays various information. For example, the display 32 displays X-ray images acquired by the X-ray
メモリ33は、例えば、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。例えば、メモリ33は、X線診断装置10又は画像保管装置20から取得したX線画像データを記憶する。また、例えば、メモリ33は、処理回路34が生成した重畳画像を記憶する。また、例えば、メモリ33は、画像処理装置30に含まれる回路がその機能を実現するためのプログラムを記憶する。なお、メモリ33は、画像処理装置30とネットワークを介して接続されたサーバ群(クラウド)により実現されることとしてもよい。
The
処理回路34は、特定機能34a、重畳画像生成機能34b、変形処理機能34c及び出力機能34dを実行することで、画像処理装置30全体の動作を制御する。ここで、特定機能34aは、特定部の一例である。また、重畳画像生成機能34bは、重畳画像生成部の一例である。また、変形処理機能34cは、変形処理部の一例である。
The
例えば、処理回路34は、特定機能34aに対応するプログラムをメモリ33から読み出して実行することにより、X線画像データにおいてステントグラフトが有する特徴点の位置を特定する。また、例えば、処理回路34は、重畳画像生成機能34bに対応するプログラムをメモリ33から読み出して実行することにより、特徴点の位置に基づく位置に、X線画像データ上にステントグラフトを示す3Dモデルを重畳した重畳画像を生成する。また、例えば、処理回路34は、変形処理機能34cに対応するプログラムをメモリ33から読み出して実行することにより、X線画像データに基づいてステントグラフトを示す3Dモデルを変形させる。また、例えば、処理回路34は、出力機能34dに対応するプログラムをメモリ33から読み出して実行することにより、重畳画像を出力する。
For example, the
図1に示す画像処理装置30においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ33へ記憶されている。処理回路34は、メモリ33からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路34は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。なお、図1においては単一の処理回路34にて、特定機能34a、重畳画像生成機能34b、変形処理機能34c及び出力機能34dが実現するものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路34を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路34が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。
In the
次に、X線画像データを収集するX線診断装置10について、図2を用いて説明する。図2は、第1の実施形態に係るX線診断装置10の構成の一例を示すブロック図である。図2に示すように、X線診断装置10は、X線高電圧装置101と、X線管102と、X線絞り器103と、天板104と、Cアーム105と、X線検出器106と、メモリ107と、ディスプレイ108と、入力インターフェース109と、処理回路110とを備える。
Next, the X-ray
X線高電圧装置101は、処理回路110による制御の下、X線管102に高電圧を供給する。例えば、X線高電圧装置101は、変圧器(トランス)及び整流器等の電気回路を有し、X線管102に印加する高電圧を発生する高電圧発生装置と、X線管102が照射するX線に応じた出力電圧の制御を行うX線制御装置とを有する。なお、高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であってもよい。
X-ray high voltage device 101 supplies high voltage to X-ray
X線管102は、熱電子を発生する陰極(フィラメント)と、熱電子の衝突を受けてX線を発生する陽極(ターゲット)とを有する真空管である。X線管102は、X線高電圧装置101から供給される高電圧を用いて、陰極から陽極に向けて熱電子を照射することにより、X線を発生する。
The
X線絞り器103は、X線管102により発生されたX線の照射範囲を絞り込むコリメータと、X線管102から曝射されたX線を調節するフィルタとを有する。
The
X線絞り器103におけるコリメータは、例えば、スライド可能な4枚の絞り羽根を有する。コリメータは、絞り羽根をスライドさせることで、X線管102が発生したX線を絞り込んで被検体Pに照射させる。ここで、絞り羽根は、鉛などで構成された板状部材であり、X線の照射範囲を調整するためにX線管102のX線照射口付近に設けられる。
A collimator in the
X線絞り器103におけるフィルタは、被検体Pに対する被曝線量の低減とX線画像データの画質向上を目的として、その材質や厚みによって透過するX線の線質を変化させ、被検体Pに吸収されやすい軟線成分を低減したり、X線画像データのコントラスト低下を招く高エネルギー成分を低減したりする。また、フィルタは、その材質や厚み、位置などによってX線の線量及び照射範囲を変化させ、X線管102から被検体Pへ照射されるX線が予め定められた分布になるようにX線を減衰させる。
The filter in the
例えば、X線絞り器103は、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構を有し、後述する処理回路110による制御の下、駆動機構を動作させることによりX線の照射を制御する。例えば、X線絞り器103は、処理回路110から受け付けた制御信号に応じて駆動電圧を駆動機構に付加することにより、コリメータの絞り羽根の開度を調整して、被検体Pに対して照射されるX線の照射範囲を制御する。また、例えば、X線絞り器103は、処理回路110から受け付けた制御信号に応じて駆動電圧を駆動機構に付加することにより、フィルタの位置を調整することで、被検体Pに対して照射されるX線の線量の分布を制御する。
For example, the
天板104は、被検体Pを載せるベッドであり、図示しない寝台の上に配置される。なお、被検体Pは、X線診断装置10に含まれない。例えば、寝台は、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構を有し、後述する処理回路110による制御の下、駆動機構を動作させることにより、天板104の移動・傾斜を制御する。例えば、寝台は、処理回路110から受け付けた制御信号に応じて駆動電圧を駆動機構に付加することにより、天板104を移動させたり、傾斜させたりする。
The
Cアーム105は、X線管102及びX線絞り器103と、X線検出器106とを、被検体Pを挟んで対向するように保持する。例えば、Cアーム105は、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構を有し、後述する処理回路110による制御の下、駆動機構を動作させることにより、回転したり移動したりする。例えば、Cアーム105は、処理回路110から受け付けた制御信号に応じて駆動電圧を駆動機構に付加することにより、X線管102及びX線絞り器103と、X線検出器106とを被検体Pに対して回転・移動させ、X線の照射位置や照射角度を制御する。なお、図2では、X線診断装置10がシングルプレーンの場合を例に挙げて説明しているが、実施形態はこれに限定されるものではなく、バイプレーンの場合であってもよい。
The C-
X線検出器106は、例えば、マトリクス状に配列された検出素子を有するX線平面検出器(Flat Panel Detector:FPD)である。X線検出器106は、X線管102から照射されて被検体Pを透過したX線を検出して、検出したX線量に対応した検出信号を処理回路110へと出力する。なお、X線検出器106は、グリッド、シンチレータアレイ及び光センサアレイを有する間接変換型の検出器であってもよいし、入射したX線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であっても構わない。
The
メモリ107は、例えば、RAM、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。例えば、メモリ107は、処理回路110によって収集されたX線画像データを受け付けて記憶する。また、メモリ107は、処理回路110によって読み出されて実行される各種機能に対応するプログラムを記憶する。なお、メモリ107は、X線診断装置10とネットワークを介して接続されたサーバ群(クラウド)により実現されることとしてもよい。
The
ディスプレイ108は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ108は、処理回路110による制御の下、操作者の指示を受け付けるためのGUIや、各種のX線画像を表示する。例えば、ディスプレイ108は、液晶ディスプレイやCRTディスプレイである。なお、ディスプレイ108はデスクトップ型でもよいし、処理回路110と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。
The display 108 displays various information. For example, the display 108 displays a GUI for accepting operator's instructions and various X-ray images under the control of the
入力インターフェース109は、操作者からの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路110に出力する。例えば、入力インターフェース109は、マウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、音声入力回路等により実現される。なお、入力インターフェース109は、処理回路110と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。また、入力インターフェース109は、マウスやキーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、X線診断装置10とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路110へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェース109の例に含まれる。
The
処理回路110は、収集機能110a、出力機能110b及び制御機能110cを実行することで、X線診断装置10全体の動作を制御する。
The
例えば、処理回路110は、メモリ107から収集機能110aに相当するプログラムを読み出して実行することにより、X線画像データを収集する。例えば、収集機能110aは、X線高電圧装置101を制御し、X線管102に供給する電圧を調整することで、被検体Pに対して照射されるX線量やオン/オフを制御する。
For example, the
また、例えば、収集機能110aは、X線絞り器103の動作を制御し、コリメータが有する絞り羽根の開度を調整することで、被検体Pに対して照射されるX線の照射範囲を制御する。また、収集機能110aは、X線絞り器103の動作を制御し、フィルタの位置を調整することで、X線の線量の分布を制御する。また、収集機能110aは、Cアーム105の動作を制御することで、Cアーム105を回転させたり、移動させたりする。また、例えば、収集機能110aは、寝台の動作を制御することで、天板104を移動させたり、傾斜させたりする。
Further, for example, the
また、収集機能110aは、X線検出器106から受信した検出信号に基づいてX線画像データを生成し、生成したX線画像データをメモリ107に格納する。また、収集機能110aは、メモリ107が記憶するX線画像データに対して各種画像処理を行なってもよい。例えば、収集機能110aは、X線画像データに対して、画像処理フィルタによるノイズ低減処理や、散乱線補正を実行する。
The
また、処理回路110は、メモリ107から出力機能110bに相当するプログラムを読み出して実行することにより、ディスプレイ108にGUIやX線画像を表示させる。また、出力機能110bは、X線画像データを、画像保管装置20や画像処理装置30に出力する。また、処理回路110は、メモリ107から制御機能110cに相当するプログラムを読み出して実行することにより、入力インターフェース109を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、処理回路110の各種機能を制御する。
In addition, the
図2に示すX線診断装置10においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ107へ記憶されている。処理回路110は、メモリ107からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路110は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。なお、図2においては、収集機能110a、出力機能110b及び制御機能110cの各処理機能が単一の処理回路110によって実現される場合を示したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、処理回路110は、複数の独立したプロセッサを組み合わせて構成され、各プロセッサが各プログラムを実行することにより各処理機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路110が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。
In the X-ray
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、あるいは、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)、複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA))等の回路を意味する。プロセッサはメモリ33又はメモリ107に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。
The term "processor" used in the above description is, for example, a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), or an application specific integrated circuit (ASIC), a programmable logic device (e.g., Circuits such as Simple Programmable Logic Device (SPLD), Complex Programmable Logic Device (CPLD), and Field Programmable Gate Array (FPGA)). The processor implements its functions by reading and executing programs stored in the
なお、図1及び図2においては、単一のメモリ33又はメモリ107が各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明した。しかしながら、複数のメモリ33を分散して配置し、処理回路34は、個別のメモリ33から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。同様に、複数のメモリ107を分散して配置し、処理回路110は、個別のメモリ107から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。また、メモリ33及びメモリ107にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。
1 and 2, it is assumed that the
また、処理回路34及び処理回路110は、ネットワークを介して接続された外部装置のプロセッサを利用して、機能を実現することとしてもよい。例えば、処理回路34は、メモリ33から各機能に対応するプログラムを読み出して実行するとともに、画像処理装置30とネットワークを介して接続されたサーバ群(クラウド)を計算資源として利用することにより、図1に示す各機能を実現する。
Also, the
以上、画像処理装置30を含んだ医用画像処理システム1について説明した。かかる構成のもと、医用画像処理システム1における画像処理装置30は、処理回路34による処理によって、被検体内のデバイスの位置の把握を容易にする。
The medical image processing system 1 including the
ここで、デバイスの一例として、ステントグラフトについて説明する。例えば、ステントグラフトは、被検体Pにおける治療対象部位の血管形状に応じて作製される。例えば、大動脈瘤に対するステントグラフト内挿術では、術前の治療計画において被検体Pの血管形状を示す3次元画像データが収集され、3次元画像データに基づいてステントグラフトが作製される。 A stent graft will now be described as an example of a device. For example, a stent graft is manufactured according to the shape of the blood vessel of the subject P to be treated. For example, in a stent graft insertion operation for an aortic aneurysm, three-dimensional image data representing the blood vessel shape of a subject P is acquired in a preoperative treatment plan, and a stent graft is fabricated based on the three-dimensional image data.
例えば、X線診断装置10における収集機能110aは、Cアーム105を回転させながら所定のフレームレートで投影データを収集する回転撮影を実行し、収集した投影データから、被検体Pの血管形状を示す3次元画像データを再構成する。一例を挙げると、収集機能110aは、血管内に造影剤が注入されていない状態の被検体Pに対する回転撮影を実行し、所定のフレームレートでマスク画像を収集する。また、収集機能110aは、血管内に造影剤が注入された状態の被検体Pに対する回転撮影を実行し、所定のフレームレートでコントラスト画像を収集する。次に、収集機能110aは、マスク画像とコントラスト画像とを差分した差分画像データを投影データとして、被検体Pの血管形状を示す3次元画像データを再構成する。別の例を挙げると、収集機能110aは、マスク画像を投影データとして3次元画像データを再構成する。また、収集機能110aは、コントラスト画像を投影データとして3次元画像データを再構成する。そして、収集機能110aは、再構成した2つの3次元画像データを差分することで、被検体Pの血管形状を示す3次元画像データを生成する。
For example, the
なお、被検体Pの血管形状を示す3次元画像データについては、X線診断装置10が収集してもよいし、X線診断装置10以外のX線診断装置が収集してもよいし、X線診断装置以外の医用画像診断装置(例えば、X線CT(Computed Tomography)など)が収集してもよい。
Note that the three-dimensional image data representing the blood vessel shape of the subject P may be collected by the X-ray
例えば、ステントグラフトは、図3に示すように、幹部(メインボディ)と複数の分枝部とを有する。図3に示す幹部は、例えば、被検体Pの大動脈の形状に基づいて作製される。また、例えば、図3に示す複数の分枝部は、それぞれ、大動脈から分枝する種々の動脈(分枝血管)の形状に基づいて作製される。なお、図3は、第1の実施形態に係るステントグラフトの一例を示す図である。 For example, a stent graft has a main body and multiple branches, as shown in FIG. The trunk shown in FIG. 3 is produced based on the shape of the aorta of the subject P, for example. Also, for example, the plurality of branch portions shown in FIG. 3 are produced based on the shapes of various arteries (branch blood vessels) branching from the aorta. FIG. 3 is a diagram showing an example of the stent graft according to the first embodiment.
例えば、ステントグラフトは、幹部と分枝部とを分割可能に構成され、幹部には分枝部をはめ込むための孔が複数設けられる。この場合、ステントグラフト内挿術においては、大動脈にステントグラフトの幹部が留置された後、幹部の孔にはめ込むようにステントグラフトの分枝部が留置される。これにより、大動脈瘤への血流を低減して大動脈瘤の拡大を防ぎつつも、大動脈から分枝する種々の動脈(分枝血管)への血流が維持される。 For example, a stent graft is configured so that it can be divided into a trunk and a branch, and the trunk is provided with a plurality of holes for fitting the branch. In this case, in stent graft insertion, after the trunk of the stent graft is left in the aorta, the branch portion of the stent graft is left so as to fit into the hole in the trunk. As a result, blood flow to various arteries (branch vessels) branching from the aorta is maintained while reducing blood flow to the aortic aneurysm and preventing expansion of the aortic aneurysm.
ステントグラフトが作製された後、操作者は、術前の計画に従ってステントグラフト内挿術を実施する。例えば、操作者は、まず、ステントグラフトの幹部をカテーテル内に収納した状態で被検体Pの血管内に挿入し、治療対象部位(大動脈瘤)の位置まで進行させる。この際、ステントグラフトの幹部は、径方向に圧縮された状態でカテーテル内に収納される。 After the stent-graft is fabricated, the operator performs stent-graft insertion according to the preoperative plan. For example, the operator first inserts the stent graft into the blood vessel of the subject P with the trunk of the stent graft housed in the catheter, and advances it to the position of the treatment target site (aortic aneurysm). At this time, the stem of the stent graft is accommodated in the catheter while being radially compressed.
ここで、収集機能110aは、治療対象部位のX線画像データを収集し、出力機能110bは、X線画像データを出力する。例えば、収集機能110aは、治療対象部位についてX線画像データを時系列的に収集する。また、出力機能110bは、時系列的に収集されるX線画像データに基づいて表示用のX線画像を順次生成し、生成したX線画像をディスプレイ108に順次表示させる。或いは、出力機能110bは、時系列的に収集されるX線画像データを画像処理装置30に順次出力する。この場合、画像処理装置30における出力機能34dは、X線診断装置10から取得したX線画像データに基づいて表示用のX線画像を順次生成し、生成したX線画像をディスプレイ32に順次表示させる。なお、以下では、X線画像データの収集と並行して順次表示され、或いは、他の装置からのX線画像データの取得と並行して順次表示されるX線画像については、透視画像とも記載する。
Here, the
操作者は、透視画像を参照しながら、術前の計画通りの位置に、ステントグラフトの幹部を留置する。具体的には、操作者は、カテーテルの先端が治療対象部位に位置した状態において、カテーテル外へステントグラフトの幹部を押出す。ここで、図3に示したように、ステントグラフトはバネ状のワイヤーフレームを有しており、かかるワイヤーフレームを縮めるようにしてカテーテル内に収納されている。従って、カテーテルから押し出されたステントグラフトの幹部は、ワイヤーフレームの弾性力により径方向に展開され、血管内壁と接触した状態で大動脈に留置される。 The operator places the trunk of the stent graft at the preoperatively planned position while referring to the fluoroscopic image. Specifically, the operator pushes the trunk of the stent graft out of the catheter while the tip of the catheter is positioned at the treatment target site. Here, as shown in FIG. 3, the stent graft has a spring-like wire frame which is retracted and accommodated within the catheter. Therefore, the trunk of the stent graft pushed out from the catheter is deployed radially by the elastic force of the wire frame and left in the aorta in contact with the inner wall of the blood vessel.
ここで、上述したように、ステントグラフトの幹部には、分枝部をはめ込むための孔が複数設けられている。ステントグラフトの幹部における孔の位置と、対応する分枝血管の入口の位置とがずれた状態で留置される場合、後にステントグラフトの分枝部を留置することができず、分枝血管への血流を阻害するおそれもある。従って、操作者は、ステントグラフトの幹部における複数の孔の各々の位置が、対応する分枝血管の入口の位置と一致するように、ステントグラフトの幹部を留置する。しかしながら、ステントグラフトは、通常、透視画像に明瞭に描出されるわけではなく、被検体内のステントグラフトの位置を把握することは容易でない。 Here, as described above, the trunk of the stent graft is provided with a plurality of holes for fitting the branch portions. If the position of the hole in the stem of the stent graft and the position of the inlet of the corresponding branch vessel are deviated from each other, the branch of the stent graft cannot be placed later, and the blood flow to the branch vessel is hindered. There is also a risk of hindering Accordingly, the operator places the stent-graft trunk such that the position of each of the plurality of holes in the stent-graft trunk coincides with the position of the entrance of the corresponding branch vessel. However, the stent graft is usually not clearly visualized in the fluoroscopic image, and it is not easy to grasp the position of the stent graft within the subject.
そこで、第1の実施形態に係る画像処理装置30は、X線画像データ上にステントグラフトを示す3Dモデルを重畳した重畳画像を生成することで、被検体内のステントグラフトの位置の把握を容易にする。以下、第1の実施形態に係る画像処理装置30が行なう処理について詳細に説明する。
Therefore, the
特定機能34aは、ステントグラフトが挿入された被検体Pについて収集されたX線画像データを取得し、取得したX線画像データにおいて、ステントグラフトが有する特徴点の位置を特定する。なお、以下では、特定機能34aが、特徴点の位置を特定するX線画像データを、X線画像データI11と記載する。X線画像データI11は、第1のX線画像の一例である。 The specifying function 34a acquires the X-ray image data collected for the subject P into which the stent graft has been inserted, and specifies the positions of the characteristic points of the stent graft in the acquired X-ray image data. Note that, hereinafter, the X-ray image data for specifying the position of the feature point by the specifying function 34a is referred to as X-ray image data I11. X-ray image data I11 is an example of a first X-ray image.
例えば、特定機能34aは、X線診断装置10によって時系列的に収集されるX線画像データI11を順次取得し、取得したX線画像データI11において、ステントグラフトが有する特徴点の位置を順次特定する。なお、X線画像データI11は、造影剤が注入された状態の被検体Pから収集され、被検体Pの血管領域が造影されたX線画像データであってもよいし、造影剤が注入されていない状態の被検体Pから収集されたX線画像データであってもよい。
For example, the specifying function 34a sequentially acquires the X-ray image data I11 acquired in time series by the X-ray
また、X線画像データI11は、ステントグラフトが挿入された被検体Pについて収集されたX線画像データと、ステントグラフトが挿入される前に収集されたX線画像データとの差分画像データであってもよい。この場合、X線画像データI11においては、被検体Pの骨や軟組織等に対応する背景成分が除去され、ステントグラフトのみが描出される。また、X線画像データI11が、造影剤が注入された状態の被検体Pから収集されたX線画像データに基づく差分画像データである場合、X線画像データI11においては、ステントグラフト、及び、造影剤により造影される被検体Pの血管領域が描出される。 Further, the X-ray image data I11 may be differential image data between the X-ray image data collected for the subject P into which the stent graft was inserted and the X-ray image data collected before the stent graft was inserted. good. In this case, in the X-ray image data I11, the background components corresponding to the bones, soft tissues, etc. of the subject P are removed, and only the stent graft is depicted. Further, when the X-ray image data I11 is differential image data based on the X-ray image data acquired from the subject P in which the contrast medium is injected, the X-ray image data I11 includes the stent graft and the contrast medium. A blood vessel region of the subject P imaged by the agent is depicted.
例えば、特定機能34aは、ステントグラフトが有する特徴点をX線画像データI11において検出することにより、特徴点の位置を特定する。一例を挙げると、特定機能34aは、特徴点として、ステントグラフトに付されたマーカをX線画像データI11において検出する。ここで、マーカとは、例えば、ステントグラフトに付されるX線不透過の金属である。 For example, the specifying function 34a specifies the position of the feature point by detecting the feature point of the stent graft in the X-ray image data I11. For example, the specifying function 34a detects markers attached to the stent graft in the X-ray image data I11 as feature points. Here, the marker is, for example, radiopaque metal attached to the stent graft.
例えば、ステントグラフトは、図4Aに示すように、先端に3つのマーカ(マーカL11、マーカL12及びマーカL13)を有する。また、例えば、ステントグラフトは、図4Bに示すように、先端に3つのマーカ(マーカL14、マーカL15及びマーカL16)を有するとともに、中腹に2つのマーカ(マーカL21及びマーカL22)を有する。なお、図4A及び図4Bは、第1の実施形態に係るステントグラフトのマーカの一例を示す図である。例えば、特定機能34aは、X線画像データI11に対してステントグラフトに付されたマーカの形状を用いたパターンマッチングを行なう。これにより、特定機能34aは、複数のマーカをX線画像データI11において検出する。 For example, a stent graft has three markers (marker L11, marker L12 and marker L13) at the tip as shown in FIG. 4A. Also, for example, the stent graft has three markers (marker L14, marker L15 and marker L16) at the distal end and two markers (marker L21 and marker L22) at the midsection as shown in FIG. 4B. 4A and 4B are diagrams showing examples of markers of the stent graft according to the first embodiment. For example, the specifying function 34a performs pattern matching using the shape of the marker attached to the stent graft to the X-ray image data I11. Thereby, the specifying function 34a detects a plurality of markers in the X-ray image data I11.
例えば、操作者は、カテーテルの先端が治療対象部位に位置した状態において、ステントグラフトの先端部分をカテーテル外へ押出す。これにより、図5のX線画像データI11における破線の円形領域に示すように、ステントグラフトが部分的に展開される。そして、特定機能34aは、X線画像データI11において、展開されたステントグラフトの先端に付されたマーカを検出し、マーカL11、マーカL12及びマーカL13の位置を特定する。なお、図5は、第1の実施形態に係る重畳画像の生成について説明するための図である。 For example, the operator pushes the tip portion of the stent graft out of the catheter while the tip of the catheter is positioned at the site to be treated. As a result, the stent graft is partially deployed as indicated by the dashed circular region in the X-ray image data I11 of FIG. Then, the specifying function 34a detects the markers attached to the tip of the deployed stent graft in the X-ray image data I11, and specifies the positions of the markers L11, L12, and L13. Note that FIG. 5 is a diagram for explaining generation of a superimposed image according to the first embodiment.
また、重畳画像生成機能34bは、ステントグラフトを示す3DモデルMを取得する。例えば、重畳画像生成機能34bは、ステントグラフトを作製する際に使用された3Dデータ(CAD(computer-aided design)データ等)を、3DモデルMとして取得する。また、例えば、重畳画像生成機能34bは、作製されたステントグラフトを、光学カメラ、X線CT装置、X線診断装置10等により複数方向から撮影してモデリングすることにより、3DモデルMを取得する。なお、以下では、重畳画像生成機能34bが取得した3DモデルMを、3DモデルM1とも記載する。
Also, the superimposed
図5に示すように、3DモデルM1は、マーカL11’、マーカL12’及びマーカL13’を含む。例えば、マーカL11’、マーカL12’及びマーカL13’は、ステントグラフトに付された3つのマーカ(マーカL11、マーカL12及びマーカL13)の各々の位置を示す情報である。更に、マーカL11’、マーカL12’及びマーカL13’は、ステントグラフトに付された3つのマーカ(マーカL11、マーカL12及びマーカL13)の各々の形状や大きさ等を示す情報であってもよい。 As shown in FIG. 5, the 3D model M1 includes a marker L11', a marker L12' and a marker L13'. For example, marker L11', marker L12', and marker L13' are information indicating the positions of three markers (marker L11, marker L12, and marker L13) attached to the stent graft. Furthermore, the marker L11', the marker L12', and the marker L13' may be information indicating the shape, size, etc. of each of the three markers (marker L11, marker L12, and marker L13) attached to the stent graft.
例えば、重畳画像生成機能34bは、上述した3DモデルM1を、ステントグラフト内挿術が開始されるよりも前に取得し、メモリ33に格納する。そして、ステントグラフト内挿術が開始された後、重畳画像生成機能34bは、3DモデルM1をメモリ33から読み出してX線画像データI11に重畳し、重畳画像を生成する。
For example, the superimposed
重畳画像生成機能34bは、図5に示すように、特定機能34aがX線画像データI11において特定したマーカの位置に基づく位置に、3DモデルM1を重畳する。具体的には、重畳画像生成機能34bは、X線画像データI11において特定されたマーカL11の位置に3DモデルM1におけるマーカL11’が一致し、X線画像データI11において特定されたマーカL12の位置に3DモデルM1におけるマーカL12’が一致し、X線画像データI11において特定されたマーカL13の位置に3DモデルM1におけるマーカL13’が一致するように、X線画像データI11に対して3DモデルM1を重畳する。
As shown in FIG. 5, the superimposed
より具体的には、重畳画像生成機能34bは、まず、X線画像データI11において特定されたマーカの各々と、3DモデルM1におけるマーカの各々との対応関係を特定する。ここで、マーカL11、マーカL12及びマーカL13は、図4Aに示したように、一定でない間隔でステントグラフトに付される。このため、重畳画像生成機能34bは、マーカL11、マーカL12及びマーカL13と、マーカL11’、マーカL12’及びマーカL13’との対応関係を一意に特定することができる。
More specifically, the superimposed
即ち、マーカL12の位置にマーカL11’が一致するようにX線画像データI11に対して3DモデルM1を重畳する場合、マーカL12からマーカL11までの間隔と、マーカL11’からマーカL13’までの間隔とが異なるため、マーカL11の位置にマーカL13’が一致しない(マーカL13とマーカL12’とについても同様に一致しない)。マーカL13の位置にマーカL11’が一致するようにX線画像データI11に対して3DモデルM1を重畳する場合についても同様に、マーカL11の位置にマーカL12’は一致せず、マーカL12の位置にマーカL13’は一致しない。 That is, when the 3D model M1 is superimposed on the X-ray image data I11 so that the marker L11' matches the position of the marker L12, the distance from the marker L12 to the marker L11 and the distance from the marker L11' to the marker L13' Since the interval is different, the marker L13' does not match the position of the marker L11 (similarly, the marker L13 and the marker L12' do not match). Similarly, when the 3D model M1 is superimposed on the X-ray image data I11 so that the marker L11' matches the position of the marker L13, the marker L12' does not match the position of the marker L11, and the marker L12 does not match the position of the marker L12. does not match the marker L13'.
これに対して、マーカL11の位置にマーカL11’が一致するようにX線画像データI11に対して3DモデルM1を重畳する場合、マーカL12の位置にマーカL12’が一致し、マーカL13の位置にマーカL13’が一致する。従って、重畳画像生成機能34bは、マーカL11’がマーカL11に対応し、マーカL12’がマーカL12に対応し、マーカL13’がマーカL13に対応することを特定することができる。
On the other hand, when the 3D model M1 is superimposed on the X-ray image data I11 so that the marker L11' matches the position of the marker L11, the marker L12' matches the position of the marker L12 and the position of the marker L13. , the marker L13' matches. Therefore, the superimposed
なお、X線画像データI11において特定されたマーカの各々と、3DモデルM1におけるマーカの各々との対応関係を一意に特定する方法は、上述した例に限定されるものではない。例えば、ステントグラフトに付されるマーカの形状や大きさが異なる場合、重畳画像生成機能34bは、X線画像データI11において検出された各マーカの形状や大きさと3DモデルM1におけるマーカの形状や大きさとを比較することにより、対応関係を一意に特定することができる。
The method for uniquely identifying the correspondence between each marker identified in the X-ray image data I11 and each marker in the 3D model M1 is not limited to the example described above. For example, when the shapes and sizes of the markers attached to the stent graft are different, the superimposed
そして、重畳画像生成機能34bは、マーカL11の位置にマーカL11’が一致し、マーカL12の位置にマーカL12’が一致し、マーカL13の位置にマーカL13’が一致するように、X線画像データI11に対して3DモデルM1を平行移動させたり、拡大又は縮小させたり、回転させたりする。これにより、重畳画像生成機能34bは、特定機能34aにより特定されたマーカの位置に基づく位置及び向きにて、3DモデルM1をX線画像データI11に重畳し、図5に示す重畳画像I21を生成する。
Then, the superimposed
なお、図5においては、特定機能34aが、X線画像データI11において3つの特徴点の位置を特定する場合について説明した。しかしながら、特定機能34aがX線画像データI11において特定する特徴点の数は3つに限られるものではない。 Note that FIG. 5 describes a case where the specifying function 34a specifies the positions of three feature points in the X-ray image data I11. However, the number of feature points specified in the X-ray image data I11 by the specifying function 34a is not limited to three.
例えば、図4Bに示したように、ステントグラフトの先端に3つのマーカ(マーカL14、マーカL15及びマーカL16)が付されるとともに、中腹に2つのマーカ(マーカL21及びマーカL22)が付される場合、特定機能34aは、X線画像データI11において3つまたは5つの特徴点の位置を特定する。 For example, as shown in FIG. 4B, three markers (marker L14, marker L15 and marker L16) are attached to the distal end of the stent graft and two markers (marker L21 and marker L22) are attached to the midsection. , the specifying function 34a specifies the positions of three or five feature points in the X-ray image data I11.
即ち、ステントグラフトのうち、マーカL14、マーカL15及びマーカL16が付される先端部分のみが展開されている場合、特定機能34aは、X線画像データI11において、ステントグラフトの先端に付された3つのマーカを検出し、その位置を特定する。また、ステントグラフトのうち、先端部分に加えて、マーカL21及びマーカL22が付される中腹部分まで展開されている場合、特定機能34aは、X線画像データI11において、展開されたステントグラフトの先端及び中腹に付された5つのマーカを検出し、その位置を特定する。更に、ステントグラフトの先端や中腹以外の部分(例えば、分枝部)にマーカが付されており、このようなマーカが付されている部分まで展開されている場合、特定機能34aは、X線画像データI11において、展開された部分に付されたマーカを特徴点として検出し、その位置を特定する。そして、特定機能34aがより多くの特徴点の位置を特定することにより、重畳画像生成機能34bは、X線画像データI11に対して特徴点の位置に基づく位置及び向きにて3DモデルM1を重畳する際の精度を向上させることができる。
That is, when only the tip portion of the stent graft with markers L14, L15, and L16 is deployed, the specific function 34a uses the three markers attached to the tip of the stent graft in the X-ray image data I11. is detected and located. Further, in the case where the mid-abdominal portion to which the marker L21 and the marker L22 are attached in addition to the distal end portion of the stent graft is deployed, the specific function 34a determines the distal end and mid-abdominal portion of the deployed stent graft in the X-ray image data I11. The five markers attached to are detected and their positions are specified. Furthermore, if a portion other than the distal end or middle portion of the stent graft (for example, a branch portion) is marked, and the portion marked with such a marker is deployed, the specific function 34a is an X-ray image. In the data I11, a marker attached to the expanded portion is detected as a feature point, and its position is specified. As the identifying function 34a identifies the positions of more feature points, the superimposed
また、これまで、特定機能34aが3つ以上の特徴点の位置を特定する場合について説明した。しかしながら、特定機能34aがX線画像データI11において特定する特徴点位置の数は、3つよりも少ない場合であってもよい。例えば、ステントグラフトにマーカが2つ付されている場合においては、特定機能34aは、X線画像データI11において2つのマーカの位置を特定する。ここで、ステントグラフトに付されたマーカがその向きによって異なる形状を示すものである場合(例えば、マーカが板状や棒状である場合)、重畳画像生成機能34bは、X線画像データI11における2つのマーカの各々と、3DモデルM1における2つのマーカの各々とで、位置や形状、大きさ等が一致するように、X線画像データI11に対して3DモデルM1を重畳する。即ち、重畳画像生成機能34bは、特定された2つの特徴点の位置に基づく位置及び向きにて、X線画像データI11に対して3DモデルM1を重畳する。
Also, the case where the specifying function 34a specifies the positions of three or more feature points has been described so far. However, the number of feature point positions specified in the X-ray image data I11 by the specifying function 34a may be less than three. For example, when two markers are attached to the stent graft, the specifying function 34a specifies the positions of the two markers in the X-ray image data I11. Here, when the marker attached to the stent graft indicates a different shape depending on its orientation (for example, when the marker is plate-shaped or rod-shaped), the superimposed
出力機能34dは、重畳画像生成機能34bにより生成された重畳画像I21を出力する。例えば、出力機能34dは、生成された重畳画像I21をディスプレイ32に表示させる。また、例えば、出力機能34dは、重畳画像I21をX線診断装置10に出力する。この場合、X線診断装置10における出力機能110bは、画像処理装置30から取得した重畳画像I21をディスプレイ108に表示させる。
The
なお、重畳画像I21は、X線画像データI11に基づく表示用のX線画像に替えて表示されてもよいし、X線画像データI11に基づく表示用のX線画像と併せて表示されてもよい。例えば、出力機能110bは、重畳画像I21とX線画像データI11に基づく表示用のX線画像とを1つのディスプレイに並列表示してもよいし、別のディスプレイにそれぞれ表示させてもよい。
Note that the superimposed image I21 may be displayed instead of the X-ray image for display based on the X-ray image data I11, or may be displayed together with the X-ray image for display based on the X-ray image data I11. good. For example, the
X線画像データI11が時系列的に収集される場合、重畳画像生成機能34bは、X線画像データI11の収集と並行して重畳画像I21を順次生成し、出力機能34dは、生成された重畳画像I21を順次出力する。ここで、操作者による操作等により、被検体Pの血管内においてステントグラフトが移動する場合、重畳画像I21においては、マーカの移動に追従するように3DモデルM1も移動したり回転したりする。従って、操作者は、被検体Pの血管内において操作するステントグラフトの位置及び向き(姿勢)を容易に把握することができる。
When the X-ray image data I11 is acquired in time series, the superimposed
なお、重畳画像生成機能34bは、3DモデルM1を半透明としてX線画像データI11上に重畳し、重畳画像I21を生成してもよい。例えば、図5においては、X線画像データI11に描出されたカテーテルの一部が、3DモデルM1により隠れている。ここで、重畳画像生成機能34bは、3DモデルM1を半透明とすることにより、被検体内のステントグラフトの位置及び向きの把握を容易にしつつ、X線画像データI11のうち3DモデルMが重なる領域について視認することを可能とする。
Note that the superimposed
図5においては、X線画像データI11上に3DモデルM1を重畳して、重畳画像I21を生成する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、変形処理機能34cは、X線画像データI11に基づいて、3DモデルM1等の3DモデルMを変形させ、重畳画像生成機能34bは、変形後の3DモデルMをX線画像データI11に対して重畳することとしてもよい。
In FIG. 5, the case where the 3D model M1 is superimposed on the X-ray image data I11 to generate the superimposed image I21 has been described. However, embodiments are not so limited. For example, the
例えば、変形処理機能34cは、X線画像データI11に基づいてステントグラフトが挿入された被検体Pの血管形状を取得し、取得した血管形状に応じて、3DモデルMを変形させる。なお、以下では、血管形状に応じて変形された3DモデルMを、3DモデルM2と記載する。
For example, the
例えば、変形処理機能34cは、ステントグラフトが治療対象部位(大動脈瘤など)まで挿入された後、治療対象部位を含む被検体Pの血管に対して造影剤が注入された状態で収集されたX線画像データI11から血管形状を取得する。一例を挙げると、変形処理機能34cは、陽性造影剤(ヨード系の造影剤等)が注入された状態で収集されたX線画像データI11から、画素値が閾値よりも大きい領域を血管領域として抽出し、抽出した血管領域の輪郭を血管形状として取得する。
For example, the
そして、変形処理機能34cは、取得した血管形状に応じて3DモデルMを変形させることにより、3DモデルM2を生成する。例えば、変形処理機能34cは、取得した血管形状に応じて、3DモデルM1を径方向に圧縮又は拡張したり、芯線に沿って湾曲させたりして、3DモデルM2を生成する。この場合、3DモデルM2は、留置後のステントグラフトの形状に近いものとなる。
Then, the
即ち、ステントグラフトは、血管内壁と接触した状態で留置されるものであるため、留置後のステントグラフトの形状は被検体Pの血管形状に沿ったものとなる。ここで、ステントグラフトは、被検体Pの血管形状を示す3次元画像データ等に基づいて作製されるものであるとしても、3次元画像データを収集した時点(術前の計画時)と、ステントグラフト内挿術を実施する時点とで、被検体Pの血管形状が同一であるとは限らない。従って、術前の計画時のステントグラフトの形状を示す3DモデルM1と、留置後のステントグラフトの形状とが一致するするとは限らない。これに対して、変形処理機能34cは、X線画像データI11に基づいてステントグラフトが挿入された被検体Pの血管形状を取得し、取得した血管形状に基づいて3DモデルM1を変形させることにより、3DモデルM1を、留置後のステントグラフトの形状に近づけることができる。
That is, since the stent graft is placed in contact with the inner wall of the blood vessel, the shape of the stent graft follows the shape of the blood vessel of the subject P after placement. Here, even if the stent graft is fabricated based on three-dimensional image data or the like indicating the blood vessel shape of the subject P, the time when the three-dimensional image data is collected (at the time of preoperative planning) and the inside of the stent graft The blood vessel shape of the subject P is not always the same as when the insertion is performed. Therefore, the 3D model M1 representing the shape of the stent graft at the time of preoperative planning does not necessarily match the shape of the stent graft after placement. On the other hand, the
更に、重畳画像生成機能34bは、変形後の3DモデルM2を、X線画像データI11に対して重畳して、重畳画像I22を生成する。また、出力機能34dは、重畳画像生成機能34bにより生成された重畳画像I22を出力する。例えば、X線画像データI11が時系列的に収集される場合、重畳画像生成機能34bは、X線画像データI11の収集と並行して重畳画像I22を順次生成し、出力機能34dは、生成された重畳画像I22を順次出力する。これにより、操作者は、被検体Pの血管内において操作するステントグラフトの位置及び向きを容易に把握することができる。更に、操作者は、留置後のステントグラフトの形状に近い3DモデルM2を参照して、現在の位置にステントグラフトを留置するか否かを判断することができる。
Further, the superimposed
別の例を挙げると、変形処理機能34cは、X線画像データI11に基づいてカテーテル外へのステントグラフトの展開状況を取得し、取得した展開状況に応じて、3DモデルM1や3DモデルM2等の3DモデルMを変形させる。なお、以下では、ステントグラフトの展開状況に応じて変形された3DモデルMを、3DモデルM3と記載する。
To give another example, the
例えば、特定機能34aは、図6に示すように、X線画像データI11において、ステントグラフトの先端に付された3つのマーカ(マーカL11、マーカL12及びマーカL13)の位置をそれぞれ特定する。また、特定機能34aは、図6に示すように、X線画像データI11において、カテーテルの先端位置を特定する。なお、図6は、第1の実施形態に係る重畳画像の生成について説明するための図である。 For example, the identifying function 34a identifies the positions of three markers (marker L11, marker L12, and marker L13) attached to the tip of the stent graft in the X-ray image data I11, as shown in FIG. The specifying function 34a also specifies the tip position of the catheter in the X-ray image data I11, as shown in FIG. Note that FIG. 6 is a diagram for explaining generation of a superimposed image according to the first embodiment.
次に、変形処理機能34cは、マーカL11の位置にマーカL11’が一致し、マーカL12の位置にマーカL12’が一致し、マーカL13の位置にマーカL13’が一致するように、X線画像データI11に対して3DモデルM1を平行移動させたり、拡大又は縮小させたり、回転させたりする。これにより、変形処理機能34cは、3DモデルM1において、カテーテルの先端位置に対応する位置を特定する。
Next, the
ここで、3DモデルM1において、マーカL11’、マーカL12’及びマーカL13’からカテーテルの先端位置までの部分(以下、第1の部分)は、ステントグラフトのうちカテーテル外へ展開された部分に対応する。一方で、3DモデルM1において、マーカL11’、マーカL12’及びマーカL13’から、カテーテルの先端位置よりも遠い部分(以下、第2の部分)は、ステントグラフトのうちカテーテル内に収納されている部分に対応する。 Here, in the 3D model M1, the portion from the marker L11′, marker L12′, and marker L13′ to the tip position of the catheter (hereinafter referred to as the first portion) corresponds to the portion of the stent graft that is deployed outside the catheter. . On the other hand, in the 3D model M1, the portion farther from the tip position of the catheter (hereinafter referred to as the second portion) from the marker L11', the marker L12', and the marker L13' is the portion of the stent graft housed inside the catheter. corresponds to
そこで、変形処理機能34cは、3DモデルM1について、第2の部分を省略するように変形することで、3DモデルM31を生成する。これにより、3DモデルM31は、ステントグラフトのうち展開された部分の形状に近いものとなる。また、変形処理機能34cは、図6に示すように、3DモデルM1について、第2の部分を省略するように変形するとともに、第1の部分のうちカテーテルの先端位置に近い一端を、カテーテルの先端位置に向けて細くなるように変形することで、3DモデルM31を生成してもよい。なお、3DモデルM31は、3DモデルM3の一例である。
Therefore, the
更に、重畳画像生成機能34bは、図6に示すように、変形後の3DモデルM31をX線画像データI11に対して重畳して、重畳画像I23を生成する。また、出力機能34dは、重畳画像生成機能34bにより生成された重畳画像I23を出力する。例えば、X線画像データI11が時系列的に収集される場合、重畳画像生成機能34bは、X線画像データI11の収集と並行して重畳画像I23を順次生成し、出力機能34dは、生成された重畳画像I23を順次出力する。これにより、操作者は、被検体Pの血管内において操作するステントグラフトの位置及び向きを容易に把握することができる。更に、操作者は、ステントグラフトのうち展開された部分の形状に近い3DモデルM31を参照して、現在のステントグラフトの展開状況を把握することができる。
Furthermore, as shown in FIG. 6, the superimposed
3DモデルM3について別の例を説明する。例えば、変形処理機能34cは、X線画像データI11において特定された複数の特徴点の位置の間隔に基づいて、カテーテル外へのステントグラフトの展開状況を取得し、取得した展開状況に応じて3DモデルM1を変形することにより、3DモデルM3を生成してもよい。
Another example will be described for the 3D model M3. For example, the
例えば、図4Bに示したように、ステントグラフトに5つのマーカ(マーカL14、マーカL15、マーカL16、マーカL21及びマーカL22)が付される場合において、特定機能34aは、5つのマーカをX線画像データI11において検出し、その位置を特定する。 For example, when five markers (marker L14, marker L15, marker L16, marker L21 and marker L22) are attached to the stent graft as shown in FIG. It is detected in data I11 and its position is specified.
次に、変形処理機能34cは、X線画像データI11において特定された5つのマーカの位置のうち3つの位置に、3DモデルM1において対応する3つのマーカが一致するように、X線画像データI11に対して3DモデルM1を平行移動させたり、拡大又は縮小させたり、回転させたりする。更に、変形処理機能34cは、X線画像データI11において特定された他の2つのマーカの位置に3DモデルM1において対応する2つのマーカが一致するように、3DモデルM1を部分的に変形することにより、3DモデルM32を生成する。なお、3DモデルM32は、3DモデルM3の一例である。
Next, the
即ち、ステントグラフトを被検体Pの血管内で展開してみたところ、術前の計画の通りには展開しない場合がある。例えば、術前の計画時とステントグラフト内挿術を実施する時点とで被検体Pの血管形状が同一でない場合や、想定以上に被検体Pの血管が硬い場合、又は、血管が軟い場合には、術前の計画時の想定よりも大きく展開し、或いは想定していたほどには展開しなかったりする。従って、術前の計画時のステントグラフトの形状を示す3DモデルM1と、被検体Pの血管内で展開したステントグラフトの形状とが一致するするとは限らない。これに対して、変形処理機能34cは、X線画像データI11に基づいてカテーテル外へのステントグラフトの展開状況を取得し、取得した展開状況に応じて3DモデルM1を変形させることにより、3DモデルM1を、被検体Pの血管内で展開したステントグラフトの形状に近づけることができる。
That is, when the stent graft is expanded in the blood vessel of the subject P, it may not be expanded as planned before surgery. For example, when the vascular shape of the subject P is not the same at the time of preoperative planning and at the time of stent graft insertion, when the subject P's blood vessel is harder than expected, or when the blood vessel is soft may expand more than assumed at the time of preoperative planning, or may not expand as much as expected. Therefore, the 3D model M1 representing the shape of the stent graft at the time of preoperative planning does not necessarily match the shape of the stent graft deployed in the blood vessel of the subject P. On the other hand, the
更に、重畳画像生成機能34bは、変形後の3DモデルM32を、X線画像データI11に対して重畳して、重畳画像I24を生成する。また、出力機能34dは、重畳画像生成機能34bにより生成された重畳画像I24を出力する。例えば、X線画像データI11が時系列的に収集される場合、重畳画像生成機能34bは、X線画像データI11の収集と並行して重畳画像I24を順次生成し、出力機能34dは、生成された重畳画像I24を順次出力する。これにより、操作者は、被検体Pの血管内において操作するステントグラフトの位置及び向きを容易に把握することができる。更に、操作者は、被検体Pの血管内で展開したステントグラフトの形状に近い3DモデルM32を参照して、現在のステントグラフトの展開状況を把握することができる。
Furthermore, the superimposed
次に、画像処理装置30による処理の手順の一例を、図7を用いて説明する。図7は、第1の実施形態に係る画像処理装置30の処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。ステップS101、ステップS102及びステップS111は、特定機能34aに対応するステップである。ステップS109は、重畳画像生成機能34bに対応するステップである。ステップS103、ステップS104、ステップS105、ステップS106、ステップS107及びステップS108は、変形処理機能34cに対応するステップである。ステップS110は、出力機能34dに対応するステップである。
Next, an example of the procedure of processing by the
まず、処理回路34は、X線画像データI11を取得し(ステップS101)、取得したX線画像データI11においてステントグラフトが有する特徴点の位置を特定する(ステップS102)。
First, the
次に、処理回路34は、X線画像データI11に基づいてステントグラフトが挿入された被検体Pの血管形状を取得し、取得した血管形状が、術前(例えば、ステントグラフトを作製するための3次元画像データを収集した時点)の血管形状と一致するか否かを判定する(ステップS103)。ここで、血管形状が一致しない場合(ステップS103否定)、処理回路34は、X線画像データI11に基づいて取得した血管形状に応じて、3DモデルMを変形させる(ステップS104)。
Next, the
X線画像データI11に基づいて取得した血管形状が術前の血管形状と一致する場合(ステップS103肯定)、又は、ステップS104の後、処理回路34は、ステントグラフトの展開が完了しているか否かを判定する(ステップS105)。ステントグラフトの展開が完了していない場合(ステップS105否定)、処理回路34は、展開状況に応じて、3DモデルMを変形させる(ステップS106)。例えば、処理回路34は、3DモデルMにおいてカテーテルの先端位置に対応する位置を特定し、カテーテル内に収納されている部分に対応する部分を省略するように3DモデルMを変形させる。
If the blood vessel shape acquired based on the X-ray image data I11 matches the preoperative blood vessel shape (Yes at step S103), or after step S104, the
次に、処理回路34は、X線画像データI11において特定した複数の特徴点の位置に、3DモデルMにおける複数の特徴点が一致するか否かを判定する(ステップS107)。ここで、特徴点が一致しない場合(ステップS107否定)、処理回路34は、展開状況に応じて3DモデルMを変形させる(ステップS108)。例えば、処理回路34は、X線画像データI11において特定した複数の特徴点の位置のうち一部の位置に、3DモデルMにおいて対応する特徴点が一致するように、X線画像データI11に対して3DモデルMを平行移動させたり、拡大又は縮小させたり、回転させたりする。その後、処理回路34は、特定した他の特徴点の位置に3DモデルMにおいて対応する特徴点が一致するように、3DモデルMを部分的に変形させる。
Next, the
ステントグラフトの展開が完了している場合(ステップS105肯定)、マーカと特徴点とが一致する場合(ステップS107肯定)、又は、ステップS108の後、処理回路34は、X線画像データI11に対し、特定した特徴点の位置に基づく位置に3DモデルMを重畳して重畳画像を生成し(ステップS109)、生成した重畳画像を出力する(ステップS110)。ここで、処理回路34は、更にX線画像データI11を取得したか否かを判定する(ステップS111)。X線画像データI11を更に取得した場合(ステップS111肯定)、処理回路34は、再度ステップS102に移行する。一方で、X線画像データI11を取得しない場合(ステップS111否定)、処理回路34は処理を終了する。
If the deployment of the stent graft is completed (Yes at step S105), if the marker and the feature point match (Yes at step S107), or after step S108, the
上述したように、第1の実施形態によれば、特定機能34aは、X線画像データI11においてステントグラフトが有する特徴点の位置を特定する。また、重畳画像生成機能34bは、X線画像データI11上に、ステントグラフトを示す3DモデルMを重畳した重畳画像を生成する。ここで、重畳画像生成機能34bは、X線画像データI11に対し、特定された特徴点の位置に基づく位置に、3DモデルMを重畳する。従って、第1の実施形態に係る画像処理装置30は、被検体P内のステントグラフトの位置の把握を容易にすることができる。
As described above, according to the first embodiment, the identifying function 34a identifies the positions of characteristic points of the stent graft in the X-ray image data I11. Also, the superimposed
また、第1の実施形態によれば、特定機能34aは、X線画像データI11において複数の特徴点の位置を特定する。また、重畳画像生成機能34bは、特定された特徴点の位置に基づく位置及び向きにて、3DモデルMを重畳する。従って、第1の実施形態に係る画像処理装置30は、被検体P内のステントグラフトの位置及び向きの把握を容易にすることができる。
Further, according to the first embodiment, the identifying function 34a identifies positions of a plurality of feature points in the X-ray image data I11. Also, the superimposed
(第2の実施形態)
上述した第1の実施形態では、ステントグラフトを示す3DモデルMの例として、ステントグラフトの形状を示す3DモデルM1、3DモデルM2及び3DモデルM3について説明した。これに対して、第2の実施形態では、ステントグラフトを示す3DモデルMの例として、ステントグラフトの分枝部の位置及び向きを示す3DモデルM4について説明する。
(Second embodiment)
In the first embodiment described above, the 3D model M1, the 3D model M2, and the 3D model M3 representing the shape of the stent graft have been described as examples of the 3D model M representing the stent graft. On the other hand, in the second embodiment, as an example of the 3D model M representing the stent graft, a 3D model M4 representing the position and orientation of the branching portion of the stent graft will be described.
第2の実施形態に係る画像処理装置30は、図1に示した画像処理装置30と同様の構成を有し、重畳画像生成機能34bによる処理の一部が相違する。そこで、第1の実施形態において説明した構成と同様の構成を有する点については、図1と同一の符号を付し、説明を省略する。
The
例えば、重畳画像生成機能34bは、まず、ステントグラフトの形状を示す3DモデルM1を取得する。次に、重畳画像生成機能34bは、3DモデルM1において、ステントグラフトの分枝部の位置を特定する。例えば、重畳画像生成機能34bは、分枝部の位置として、分枝部をはめ込むためにステントグラフトの幹部に設けられる孔の位置を特定する。次に、重畳画像生成機能34bは、3DモデルM1において、ステントグラフトの分枝部の向きを特定する。例えば、重畳画像生成機能34bは、幹部の孔の輪郭(ふち)に囲まれる面に垂直な方向を、分枝部の向きとして特定する。
For example, the superimposed
そして、重畳画像生成機能34bは、特定した分枝部の位置及び向きに基づいて3DモデルM4を生成する。例えば、重畳画像生成機能34bは、図8に示すように、ステントグラフトの分枝部の位置及び向きを示す3DモデルM41を生成する。なお、図8は、第2の実施形態に係る重畳画像の生成について説明するための図である。
Then, the superimposed
図8に示す3DモデルM41は、幹部の孔の輪郭(分枝部の位置)を示す楕円を含む。また、3DモデルM41は、幹部の孔の輪郭に囲まれる面の中心を通り、かつ、この面に垂直な方向(分枝部の向き)を示す線分を含む。例えば、重畳画像生成機能34bは、図8に示すように、X線画像データI11に対し、特定機能34aが特定した特徴点の位置に基づく位置に3DモデルM41を重畳することで、重畳画像I25を生成する。また、出力機能34dは、重畳画像生成機能34bにより生成された重畳画像I25を出力する。
The 3D model M41 shown in FIG. 8 includes an ellipse that indicates the outline of the trunk hole (position of the branch). The 3D model M41 also includes a line segment passing through the center of the plane surrounded by the outline of the trunk hole and indicating a direction perpendicular to this plane (orientation of the branch portion). For example, as shown in FIG. 8, the superimposed
別の例を挙げると、重畳画像生成機能34bは、図9に示すように、ステントグラフトの分枝部の位置及び向きを示す3DモデルM42を生成する。なお、図9は、第2の実施形態に係る重畳画像の生成について説明するための図である。
To give another example, the superimposed
図9に示す3DモデルM42は、分枝部の位置及び向きを示す図形として、幹部の孔の輪郭に囲まれる面の中心を通り、かつ、この面に垂直な方向を向いた矢印を含む。例えば、重畳画像生成機能34bは、図9に示すように、X線画像データI11に対し、特定機能34aが特定した特徴点の位置に基づく位置に3DモデルM42を重畳することで、重畳画像I26を生成する。また、出力機能34dは、重畳画像生成機能34bにより生成された重畳画像I26を出力する。
The 3D model M42 shown in FIG. 9 includes an arrow passing through the center of the plane surrounded by the outline of the hole in the trunk and pointing in a direction perpendicular to this plane as a figure indicating the position and direction of the branch. For example, as shown in FIG. 9, the superimposed
なお、図8及び図9においては、3DモデルM4の例として、3DモデルM41及び3DモデルM42の2つの例を示したが、実施形態はこれに限定されるものではない。即ち、重畳画像生成機能34bは、ステントグラフトの分枝部の位置及び向きを示すことが可能な任意の図形や画像、文字等を用いて、3DモデルM4を生成することができる。また、重畳画像生成機能34bは、ステントグラフトの分枝部の向きを色や陰影を用いて示すことにより、3DモデルM4を生成してもよい。
Although two examples of the 3D model M41 and the 3D model M42 are shown in FIGS. 8 and 9 as examples of the 3D model M4, the embodiment is not limited to this. In other words, the superimposed
上述したように、第2の実施形態に係る重畳画像生成機能34bは、X線画像データI11に対し、ステントグラフトの分枝部の位置及び向きを示す3DモデルM4を重畳した重畳画像を生成する。従って、第2の実施形態に係る画像処理装置30は、被検体内のステントグラフトの位置及び向きの把握をより容易にすることができる。
As described above, the superimposed
なお、重畳画像生成機能34bは、X線画像データI11に対し、ステントグラフトの形状を示す3DモデルM(3DモデルM1等)と、ステントグラフトの分枝部の位置及び向きを示す3DモデルM4とを重畳して、重畳画像を生成してもよい。この場合、画像処理装置30は、異なる種類の3DモデルMを操作者に併せて提示することにより、被検体内のステントグラフトの位置及び向きの把握をより容易にすることができる。
The superimposed
一方で、X線画像データI11に対して3DモデルM4のみを重畳する場合、画像処理装置30は、X線画像データI11のうち3DモデルMが重なる領域を低減することができる。例えば、図5に示した重畳画像I21においては、X線画像データI11に描出されたカテーテルの一部に3DモデルM1が重なっている。これに対して、図8の重畳画像I25や図9の重畳画像I26には、X線画像データI11に描出されたカテーテルの全部が現されている。画像処理装置30は、上述した種々の重畳画像を、1又は複数のディスプレイにおいて複数表示させてもよいし、操作者からの入力操作等に応じて切り替えて表示させてもよい。
On the other hand, when only the 3D model M4 is superimposed on the X-ray image data I11, the
(第3の実施形態)
上述した第1~第2の実施形態では、X線画像データI11(第1のX線画像)に対して、3DモデルMを重畳する場合について説明した。これに対して、第3の実施形態では、X線画像データI11とは異なるX線画像データ(第2のX線画像)に対して、3DモデルMを重畳する場合について説明する。
(Third embodiment)
In the first and second embodiments described above, the case where the 3D model M is superimposed on the X-ray image data I11 (first X-ray image) has been described. In contrast, in the third embodiment, a case will be described in which the 3D model M is superimposed on X-ray image data (second X-ray image) different from the X-ray image data I11.
第3の実施形態に係る画像処理装置30は、図1に示した画像処理装置30と同様の構成を有し、重畳画像生成機能34bによる処理の一部が相違する。そこで、第1の実施形態において説明した構成と同様の構成を有する点については、図1と同一の符号を付し、説明を省略する。
The
重畳画像生成機能34bは、X線画像データI11とは異なるX線画像データを取得する。なお、重畳画像生成機能34bは、X線画像データI11に基づいてX線画像データI11とは異なるX線画像データを生成してもよいし、X線画像データI11とは異なるX線画像データを他の装置(X線診断装置10など)から取得してもよい。
The superimposed
例えば、収集機能110aは、複数のX線画像データを時系列的に収集する。また、出力機能110bは、時系列的に収集されたX線画像データを、画像処理装置30に順次出力する。特定機能34aは、収集機能110aによって収集され、出力機能110bから出力されたX線画像データI11において、ステントグラフトが有する特徴点の位置を特定する。例えば、特定機能34aは、X線画像データI11において、マーカL11、マーカL12及びマーカL13の位置を特定する。
For example, the
また、重畳画像生成機能34bは、収集機能110aによってX線画像データI11より後に収集され、出力機能110bから出力されたX線画像データI12において、X線画像データI11において特定された特徴点の位置に対応する位置を特定する。ここで、X線画像データI12は、第2のX線画像の一例である。
In addition, the superimposed
例えば、重畳画像生成機能34bは、X線画像データI11とX線画像データI12とが被検体Pにおける略同一の領域を示すものであることから、X線画像データI11におけるマーカL11、マーカL12及びマーカL13の位置に対応するX線画像データI12の位置を、X線画像データI12におけるマーカL11、マーカL12及びマーカL13の位置として特定する。或いは、重畳画像生成機能34bは、X線画像データI11とX線画像データI12とを位置合わせすることにより、X線画像データI12において、X線画像データI11において特定された特徴点の位置に対応する位置を特定する。
For example, since the X-ray image data I11 and the X-ray image data I12 indicate substantially the same region in the subject P, the superimposed
そして、重畳画像生成機能34bは、X線画像データI12に対して、特定機能34aにより特定された特徴点の位置に基づく位置に3DモデルMを重畳して、重畳画像I27を生成する。また、出力機能34dは、重畳画像生成機能34bにより生成された重畳画像I27を出力する。即ち、X線画像データが時系列的に収集された場合において、重畳画像生成機能34bは、特定機能34aが特徴点の位置を特定したX線画像データI11とは別フレームのX線画像データI12に、3DモデルMを重畳する。
Then, the superimposed
これにより、画像処理装置30は、X線画像データが収集されてから出力されるまでの時間を短縮することができる。例えば、X線画像データI11に3DモデルMを重畳する場合、画像処理装置30は、X線画像データI11を取得し、X線画像データI11において特徴点の位置を特定する処理を行なった後、X線画像データI11と3DモデルMとの重畳画像を出力する。一方で、X線画像データI12に3DモデルMを重畳する場合、画像処理装置30は、X線画像データI12を取得するよりも前に、先に取得したX線画像データI11において、特徴点の位置を特定する処理の全部又は一部を行なうことができる。そして、画像処理装置30は、X線画像データI12を取得した後、X線画像データI12と3DモデルMとの重畳画像を短時間で出力することができる。
As a result, the
別の例を挙げると、X線画像データI11が、ステントグラフトが挿入された被検体Pについて収集されたX線画像データである場合において、重畳画像生成機能34bは、差分画像データI13を取得する。即ち、重畳画像生成機能34bは、ステントグラフトが挿入された被検体Pについて収集されたX線画像データI11と、ステントグラフトが挿入される前に収集されたX線画像データとの差分画像データI13を取得する。この場合、差分画像データI13においては、被検体Pの骨や軟組織等に対応する背景成分が除去され、ステントグラフトのみが描出される。また、X線画像データI11が、造影剤が注入された状態の被検体Pから収集されたX線画像データである場合、差分画像データI13においては、ステントグラフト、及び、造影剤により造影される被検体Pの血管領域が描出される。なお、差分画像データI13は、第2のX線画像の一例である。また、差分画像データI13は、X線画像データI11に基づいて生成されるものであるから、X線画像データI11より後に収集されることとなる。
To give another example, when the X-ray image data I11 is the X-ray image data acquired for the subject P with the stent graft inserted, the superimposed
特定機能34aは、X線画像データI11において、ステントグラフトが有する特徴点の位置を特定する。例えば、特定機能34aは、X線画像データI11において、マーカL11、マーカL12及びマーカL13の位置を特定する。次に、重畳画像生成機能34bは、差分画像データI13において、X線画像データI11において特定された特徴点の位置に対応する位置を特定する。例えば、重畳画像生成機能34bは、X線画像データI11と差分画像データI13とが被検体Pにおける同一領域を示すものであることから、X線画像データI11におけるマーカL11、マーカL12及びマーカL13の位置に対応する差分画像データI13の位置を、差分画像データI13におけるマーカL11、マーカL12及びマーカL13の位置として特定する。
The specifying function 34a specifies the positions of characteristic points of the stent graft in the X-ray image data I11. For example, the specifying function 34a specifies the positions of the marker L11, the marker L12, and the marker L13 in the X-ray image data I11. Next, the superimposed
そして、重畳画像生成機能34bは、差分画像データI13に対して、特定機能34aにより特定された特徴点の位置に基づく位置に3DモデルMを重畳する。例えば、重畳画像生成機能34bは、差分画像データI13において特定したマーカL11、マーカL12及びマーカL13の位置に、3DモデルM1のマーカL11’、マーカL12’及びマーカL13’が一致するように、差分画像データI13に対し3DモデルM1を重畳する。これにより、重畳画像生成機能34bは、重畳画像I28を生成する。また、出力機能34dは、重畳画像生成機能34bにより生成された重畳画像I28を出力する。
Then, the superimposed
別の例を挙げると、重畳画像生成機能34bは、被検体Pの血管を示す画像データI14を取得する。例えば、重畳画像生成機能34bは、図10に示すように、被検体Pにおける血管形状と、分枝血管の入口とを示す画像データI14を取得する。なお、画像データI14は、第2のX線画像の一例である。また、図10は、第3の実施形態に係る重畳画像の生成について説明するための図である。
To give another example, the superimposed
例えば、重畳画像生成機能34bは、まず、造影剤が注入された状態の被検体Pから収集されたX線画像データを取得し、X線画像データから被検体Pの血管形状を取得する。
For example, the superimposed
一例を挙げると、重畳画像生成機能34bは、変形処理機能34cは、陽性造影剤が注入された状態で収集されたX線画像データから、画素値が閾値よりも大きい領域を血管領域として抽出し、抽出した血管領域の輪郭を血管形状として取得する。
For example, the superimposed
次に、重畳画像生成機能34bは、取得した被検体Pの血管形状において、分枝血管の入口(大動脈と分枝血管との境界)を特定する。例えば、重畳画像生成機能34bは、血管形状における分枝血管の入口を、ステントグラフトにおける幹部と分枝部との境界(幹部に設けられた孔の位置)に基づいて特定する。また、例えば、重畳画像生成機能34bは、血管形状における分枝血管の入口を、操作者からの指定操作を受け付けることにより特定する。
Next, the superimposed
そして、重畳画像生成機能34bは、被検体Pの血管形状と、分枝血管の入口とを示す画像データI14を生成する。例えば、重畳画像生成機能34bは、図10に示すように、血管形状として血管領域の輪郭を曲線で示し、分枝血管の入口の輪郭(ふち)を楕円で示す画像データI14を生成する。
Then, the superimposed
特定機能34aは、X線画像データI11において、ステントグラフトが有する特徴点の位置を特定する。例えば、特定機能34aは、X線画像データI11において、マーカL11、マーカL12及びマーカL13の位置を特定する。次に、重畳画像生成機能34bは、画像データI14において、X線画像データI11において特定された特徴点の位置に対応する位置を特定する。
The specifying function 34a specifies the positions of characteristic points of the stent graft in the X-ray image data I11. For example, the specifying function 34a specifies the positions of the marker L11, the marker L12, and the marker L13 in the X-ray image data I11. Next, the superimposed
例えば、重畳画像生成機能34bは、図10に示すように、X線画像データI11と画像データI14とを位置合わせする。例えば、重畳画像生成機能34bは、各画像データにおける被検体Pの血管形状等に基づいて、X線画像データI11と画像データI14とを位置合わせすることができる。これにより、重畳画像生成機能34bは、画像データI14において、マーカL11、マーカL12及びマーカL13の位置を特定する。
For example, the superimposed
そして、重畳画像生成機能34bは、画像データI14に対して、特定機能34aにより特定された特徴点の位置に基づく位置に3DモデルMを重畳する。例えば、重畳画像生成機能34bは、画像データI14において特定したマーカL11、マーカL12及びマーカL13の位置に、3DモデルM1のマーカL11’、マーカL12’及びマーカL13’が一致するように、画像データI14に対し3DモデルM1を重畳する。これにより、重畳画像生成機能34bは、図10に示すように、重畳画像I29を生成する。
Then, the superimposed
また、出力機能34dは、重畳画像生成機能34bにより生成された重畳画像I29を出力する。これにより、画像処理装置30は、被検体内のステントグラフトの位置及び向きの把握をより容易にするとともに、分枝血管の入口の位置等、被検体Pの血管に関する情報を操作者に提示して、ステントグラフトを留置する位置の決定を支援することができる。
Also, the
(第4の実施形態)
さて、これまで第1~第3の実施形態について説明したが、上述した第1~第3の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
(Fourth embodiment)
Now, although the first to third embodiments have been described so far, various different modes other than the above-described first to third embodiments may be implemented.
上述した実施形態では、ステントグラフトが有する特徴点として、ステントグラフトに付されたマーカについて説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。 In the above-described embodiments, the markers attached to the stent graft have been described as features of the stent graft. However, embodiments are not so limited.
例えば、特定機能34aは、特徴点として、ステントグラフトの形状に対応する情報を、X線画像データI11において検出する。ここで、ステントグラフトの形状に対応する情報とは、例えば、ステントグラフトの輪郭や芯線等において特徴のある部分を示す情報である。 For example, the specifying function 34a detects, as feature points, information corresponding to the shape of the stent graft in the X-ray image data I11. Here, the information corresponding to the shape of the stent graft is, for example, information indicating a characteristic portion of the contour, core line, or the like of the stent graft.
例えば、特定機能34aは、X線画像データI11において、ステントグラフトの輪郭の曲率が極大値をとる部分(ステントグラフトの先端や、二股に分かれる部分など)を示す情報を特徴点として検出する。また、例えば、特定機能34aは、X線画像データI11において、ステントグラフトの芯線の曲率が極大値をとる部分(被検体Pの血管形状に応じて設けられた屈曲部など)を示す情報を特徴点として検出する。 For example, the specifying function 34a detects, as a feature point, information indicating a portion where the curvature of the outline of the stent graft has a maximum value (the tip of the stent graft, the bifurcated portion, etc.) in the X-ray image data I11. Further, for example, the specifying function 34a may set the information indicating the portion where the curvature of the core line of the stent graft takes the maximum value (such as the bent portion provided according to the blood vessel shape of the subject P) in the X-ray image data I11 as a feature point. Detect as
また、例えば、特定機能34aは、特徴点として、ステントグラフトが有するワイヤーフレームの形状に対応する情報を、X線画像データI11において検出する。ここで、ステントグラフトが有するワイヤーフレームの形状に対応する情報とは、例えば、ステントグラフトのワイヤーフレームにおいて特徴のある部分を示す情報である。 Also, for example, the specifying function 34a detects information corresponding to the shape of the wire frame of the stent graft in the X-ray image data I11 as a feature point. Here, the information corresponding to the shape of the wire frame of the stent graft is, for example, information indicating a characteristic portion of the wire frame of the stent graft.
例えば、ステントグラフトは、図3に示したように波状のワイヤーフレームを有する。この場合、特定機能34aは、例えば、X線画像データI11において、波状のワイヤーフレームの波長や振幅等が所定の値(例えば、ステントグラフトの先端に位置するワイヤーフレームの波長や振幅等)をとる部分を示す情報を、特徴点として検出する。また、例えば、特定機能34aは、X線画像データI11において、ワイヤーフレームの間隔が所定の値(例えば、ワイヤーフレームの間隔の最小値等)をとる部分を示す情報を、特徴点として検出する。 For example, a stent graft has a wavy wire frame as shown in FIG. In this case, the specific function 34a is, for example, a portion of the X-ray image data I11 in which the wavelength, amplitude, etc. of the wavy wire frame take predetermined values (for example, the wavelength, amplitude, etc. of the wire frame located at the tip of the stent graft). is detected as a feature point. Further, for example, the specifying function 34a detects, as a feature point, information indicating a portion of the X-ray image data I11 in which the wireframe interval takes a predetermined value (for example, the minimum value of the wireframe interval).
また、上述した実施形態では、デバイスの一例として、ステントグラフトについて説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、特定機能34aは、第1のX線画像において、ステントグラフト以外のステントが有する特徴点の位置を特定する。 Also, in the above-described embodiments, a stent graft has been described as an example of a device. However, embodiments are not so limited. For example, the identifying function 34a identifies the positions of feature points of stents other than stent grafts in the first X-ray image.
例えば、血管の狭窄部位を拡張する手技において使用されるステントは、円筒形状のワイヤーフレームを有し、バルーン付きカテーテルのバルーン部分の外側に密着した状態で被検体内に挿入される。そして、狭窄部位の位置でバルーンが拡張されることにより、狭窄部位の位置にステントが留置される。この場合、特定機能34aは、被検体内に挿入されたステントについて収集された第1のX線画像において、特徴点として、ステントに付されたマーカや、ステントの形状に対応する情報、ステントが有するワイヤーフレームの形状に対応する情報などを検出する。 For example, a stent used in a procedure for dilating a stenosed site of a blood vessel has a cylindrical wire frame and is inserted into the subject while being in close contact with the outside of the balloon portion of a catheter with a balloon. Then, the stent is placed at the site of the stenosis by inflating the balloon at the site of the stenosis. In this case, the specifying function 34a uses, as feature points, markers attached to the stent, information corresponding to the shape of the stent, and Information corresponding to the shape of the wire frame that has is detected.
なお、血管の狭窄部位を拡張する手技において使用されるステントは、ステントが位置する血管に沿った方向を向くものであるため、その位置を把握することができれば十分な場合も多い。従って、特定機能34aは、第1のX線画像において、ステントが有する特徴点の位置を1つのみ特定してもよい。そして、重畳画像生成機能34bは、第1のX線画像又は第2のX線画像に対し、特定された特徴点の位置に基づく位置にステントを示す3Dモデルを重畳して、重畳画像を生成する。
Since a stent used in a procedure for dilating a stenosed portion of a blood vessel faces in a direction along the blood vessel in which the stent is located, it is often sufficient to grasp the position. Therefore, the specifying function 34a may specify only one position of the feature point of the stent in the first X-ray image. Then, the superimposed
また、例えば、特定機能34aは、第1のX線画像において、被検体内に挿入されたデバイスが有する特徴点の位置を特定する。一例を挙げると、血管の狭窄部位を拡張する手技においては、バルーン付きカテーテルと、バルーン付きカテーテルのバルーン部分の外側に密着した状態のステントとが、被検体内に挿入される。この場合、特定機能34aは、バルーン付きカテーテル及びステントの少なくともいずれか一方が有する特徴点の位置を特定する。例えば、特定機能34aは、第1のX線画像において、特徴点として、ステントに付されたマーカや、ステントの形状に対応する情報、ステントが有するワイヤーフレームの形状に対応する情報、ステントが密着したバルーンに付されたマーカ、バルーンの形状に対応する情報などを検出する。そして、重畳画像生成機能34bは、第1のX線画像又は第2のX線画像に対し、特定された特徴点の位置に基づく位置及び向きにてデバイスを示す3Dモデルを重畳して、重畳画像を生成する。ここで、重畳画像生成機能34bは、第1のX線画像又は第2のX線画像に対し、デバイスの一部を示す3Dモデルを重畳することとしてもよい。例えば、重畳画像生成機能34bは、第1のX線画像又は第2のX線画像に対して、被検体内に挿入されたデバイスのうちのステントを示す3Dモデルを重畳して、重畳画像を生成する。
Also, for example, the identifying function 34a identifies the position of the feature point of the device inserted into the subject in the first X-ray image. For example, in a procedure for dilating a stenosed site in a blood vessel, a balloon-equipped catheter and a stent in close contact with the outside of the balloon portion of the balloon-equipped catheter are inserted into the subject. In this case, the identification function 34a identifies the positions of the feature points of at least one of the balloon catheter and the stent. For example, in the first X-ray image, the specifying function 34a uses, as feature points, markers attached to the stent, information corresponding to the shape of the stent, information corresponding to the shape of the wire frame of the stent, and Markers attached to the balloons, information corresponding to the shapes of the balloons, and the like are detected. Then, the superimposed
また、例えば、特定機能34aは、第1のX線画像において、ステント以外のデバイスが有する特徴点の位置を特定する。ステント以外のデバイスの例としては、例えば、経カテーテル大動脈弁置換術(Transcatheter Aortic Valve Implantation:TAVI)において大動脈弁の位置に留置される人工弁や、僧帽弁閉鎖不全症の治療において僧帽弁の先端を留めるクリップ形状のデバイス等が挙げられる。 Also, for example, the identifying function 34a identifies the position of the feature point of the device other than the stent in the first X-ray image. Examples of devices other than stents include, for example, artificial valves placed at the position of the aortic valve in Transcatheter Aortic Valve Implantation (TAVI), and mitral valves in the treatment of mitral regurgitation. and a clip-shaped device that fastens the tip of the device.
例えば、TAVIにおいて使用される人工弁は、円筒形状のワイヤーフレームを有する。人工弁は、例えば、圧縮された状態でカテーテル内に収納される。そして、人工弁は、大動脈弁の位置でカテーテル外に展開され、大動脈弁の位置に留置される。この場合、特定機能34aは、被検体内に挿入された人工弁について収集された第1のX線画像において、特徴点として、人工弁に付されたマーカや、人工弁の形状に対応する情報、人工弁が有するワイヤーフレームの形状に対応する情報などを検出する。 For example, the prosthetic valve used in TAVI has a cylindrical wire frame. A prosthetic valve is housed in a catheter, for example, in a compressed state. The prosthetic valve is then deployed outside the catheter at the aortic valve and left in place at the aortic valve. In this case, the specifying function 34a uses, as feature points, markers attached to the artificial valve and information corresponding to the shape of the artificial valve in the first X-ray image acquired for the artificial valve inserted into the subject. , and information corresponding to the shape of the wire frame of the artificial valve.
また、上述した実施形態では、特定機能34aが、特徴点を第1のX線画像において検出することにより、特徴点の位置を特定する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、特定機能34aは、操作者からの指定操作を受け付けることにより、第1のX線画像において特徴点の位置を特定する。一例を挙げると、まず、出力機能34dは、第1のX線画像をディスプレイ32に表示させる。そして、特定機能34aは、第1のX線画像を参照した操作者から、入力インターフェース31を介して、第1のX線画像における特徴点の位置を指定する指定操作を受け付けることにより、第1のX線画像において特徴点の位置を特定する。
Further, in the above-described embodiment, a case has been described in which the specifying function 34a specifies the position of the feature point by detecting the feature point in the first X-ray image. However, embodiments are not so limited. For example, the specifying function 34a specifies the position of the feature point in the first X-ray image by receiving a specifying operation from the operator. To give an example, first, the
また、上述した実施形態では、第1のX線画像が時系列的に収集される場合について説明した。しかしながら、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10は、操作者から画像収集の指示を受け付けたことをトリガとして、1又は複数の第1のX線画像を収集する。次に、特定機能34aは、収集された第1のX線画像においてデバイスが有する特徴点の位置を特定し、重畳画像生成機能34bは、第1のX線画像又は第2のX線画像に対し、特定された特徴点の位置に基づく位置に3Dモデルを重畳して、重畳画像を生成する。そして、出力機能34dは、生成された重畳画像を出力する。この場合、操作者は、第1のX線画像が収集された時点(画像収集の指示を行なった時点)における被検体内のデバイスの位置を容易に把握することができる。
Also, in the above-described embodiment, the case where the first X-ray images are acquired in time series has been described. However, embodiments are not so limited. For example, the X-ray
また、上述した実施形態では、第1のX線画像において特定された複数の特徴点と、3Dモデルにおける複数の特徴点とが一致するように、3Dモデルを拡大又は縮小させるものとして説明した。即ち、上述した実施形態では、第1のX線画像において特定された複数の特徴点の間隔に基づいて、3Dモデルの拡大率を決定するものとして説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。 Further, in the above-described embodiment, the 3D model is enlarged or reduced so that the plurality of feature points identified in the first X-ray image and the plurality of feature points in the 3D model match each other. That is, in the above-described embodiment, the magnifying power of the 3D model is determined based on the intervals between the feature points specified in the first X-ray image. However, embodiments are not so limited.
例えば、重畳画像生成機能34bは、まず、被検体Pの血管走行を示す3次元情報に基づいて、第1のX線画像において特定された特徴点の奥行き方向の位置を特定する。ここで、被検体Pの血管走行を示す3次元情報とは、例えば、被検体Pの血管を示す3次元血管画像である。
For example, the superimposed
一例を挙げると、X線診断装置10における収集機能110aは、被検体Pに対する回転撮影を実行し、収集した投影データから3次元血管画像を再構成する。この場合、第1のX線画像と3次元血管画像とはいずれもX線診断装置10において収集されており、互いの位置関係は明らかである。従って、重畳画像生成機能34bは、3次元血管画像を、第1のX線画像の血管走行を示す3次元情報として用いることができる。
As an example, the
或いは、X線診断装置以外の医用画像診断装置が被検体Pの血管を示す3次元血管画像を収集してもよい。例えば、3次元血管画像は、X線CT装置により収集されるCT画像データであってもよい。この場合、重畳画像生成機能34bは、例えば、第1のX線画像と3次元血管画像との位置合わせを行なうことで互いの位置関係を特定し、3次元血管画像を、第1のX線画像の血管走行を示す3次元情報として用いることができる。
Alternatively, a medical image diagnostic apparatus other than the X-ray diagnostic apparatus may acquire a three-dimensional blood vessel image showing blood vessels of the subject P. FIG. For example, the three-dimensional blood vessel image may be CT image data acquired by an X-ray CT apparatus. In this case, the superimposed
ここで、例えば、ステントグラフト等のステントが被検体Pの体内に挿入されている場合、ステントは、被検体Pにおけるいずれかの血管内に位置するものである。即ち、第1のX線画像において特定された特徴点も、被検体Pにおける血管内に位置するものである。以上より、重畳画像生成機能34bは、第1のX線画像の血管走行を示す3次元情報に基づいて、第1のX線画像において特定された特徴点の奥行き方向の位置を特定することができる。
Here, for example, when a stent such as a stent graft is inserted into the body of the subject P, the stent is located in one of the blood vessels of the subject P. That is, the feature points specified in the first X-ray image are also located inside the blood vessels of the subject P. FIG. As described above, the superimposed
そして、重畳画像生成機能34bは、第1のX線画像又は第2のX線画像に対して、特定した奥行き方向の位置に基づく拡大率で3Dモデルを重畳して、重畳画像を生成する。具体的には、重畳画像生成機能34bは、特定した位置が奥側であるほど(即ち、特定した位置がX線管102から離れているほど)、3Dモデルを縮小する。これにより、重畳画像生成機能34bは、第1のX線画像又は第2のX線画像に対する3Dモデルのサイズを適切に調整して、重畳画像を生成することができる。また、特徴点の間隔に基づいて3Dモデルの拡大率を決定する場合、ステントがカテーテル内に収納されるか展開されているかにより、3Dモデルの拡大率が変動してしまう場合がある。一方で、被検体Pの血管走行を示す3次元情報に基づいて3Dモデルの拡大率を決定する場合、ステントがカテーテル内に収納されるか展開されているかに関わらず、3Dモデルの拡大率を適切に決定することができる。
Then, the superimposed
なお、血管走行を示す3次元情報には、心臓の情報が含まれてもよい。例えば、TAVIにおいて用いられる人工弁や、僧帽弁閉鎖不全症の治療において用いられるクリップ形状のデバイスは、被検体Pにおける血管内、もしくは心臓の内部に位置するものである。即ち、第1のX線画像において特定された特徴点も、被検体Pにおける血管内もしくは心臓の内部に位置するものである。以上より、重畳画像生成機能34bは、心臓の情報を含む3次元情報に基づいて、第1のX線画像において特定された特徴点の奥行き方向の位置を特定することができる。そして、重畳画像生成機能34bは、第1のX線画像又は第2のX線画像に対して、特定した奥行き方向の位置に基づく拡大率で3Dモデルを重畳して、重畳画像を生成する。
Note that the three-dimensional information indicating the course of blood vessels may include information about the heart. For example, an artificial valve used in TAVI and a clip-shaped device used in the treatment of mitral regurgitation are positioned in the blood vessel of the subject P or inside the heart. That is, the feature points specified in the first X-ray image are also located inside blood vessels or inside the heart of the subject P. As described above, the superimposed
また、重畳画像生成機能34bは、被検体Pの血管走行を示す3次元情報を更に重畳させることとしてもよい。例えば、重畳画像生成機能34bは、被検体Pから収集された3次元血管画像に基づいて2次元の血管領域画像を生成し、生成した血管領域画像を第1のX線画像に更に重畳して、重畳画像を生成する。
Moreover, the superimposed
例えば、重畳画像生成機能34bは、まず、3次元血管画像と、第1のX線画像の収集方向とに基づいて、2次元の血管領域画像を生成する。一例を挙げると、重畳画像生成機能34bは、X線診断装置10から、第1のX線画像を収集した際の撮像系の情報を取得し、取得した情報に基づいて第1のX線画像の収集方向を決定する。なお、撮像系の情報とは、例えば、天板104の傾斜及び移動の状態や、Cアーム105の回転及び移動の状態等を示す情報である。そして、重畳画像生成機能34bは、決定した収集方向に応じて3次元血管画像をレンダリングしたレンダリング画像を、血管領域画像として生成する。そして、重畳画像生成機能34bは、第1のX線画像に対して血管領域画像及び3Dモデルを重畳して、重畳画像を生成する。なお、X線画像に対して血管領域画像を重畳させる処理については、3次元ロードマップとも記載する。なお、3次元血管画像からレンダリング画像を生成するためのレンダリング手法としては、ボリュームレンダリング、サーフェスレンダリング、レイサム、MIP、MinIP等が適宜使用可能である。
For example, the superimposed
ここで、血管領域画像には、更に、ランドマークが付与されてもよい。ランドマークは、例えば、デバイス上の特徴的な部分に対応する記号である。一例を挙げると、ステントグラフト内挿術において、ランドマークは、目標位置に配置された場合のステントグラフトの先端部分や分枝部などに対応するように、血管領域画像の各位置に付与される。なお、ランドマークが付与された血管領域画像を用いた3次元ロードマップについては、ランドマーク付き3次元ロードマップとも記載する。 Here, landmarks may be added to the blood vessel region image. A landmark is, for example, a symbol corresponding to a characteristic portion on the device. For example, in stent-graft insertion, landmarks are added to each position of the blood vessel region image so as to correspond to the tip portion, branching portion, etc. of the stent-graft when placed at the target location. A three-dimensional roadmap using a blood vessel region image to which landmarks are added is also referred to as a three-dimensional roadmap with landmarks.
例えば、重畳画像生成機能34bは、図11に示すように、血管領域I31に対してランドマークI32が付与された血管領域画像I3を生成する。例えば、重畳画像生成機能34bは、入力インターフェース31を介して操作者からの入力操作を受け付け、血管領域I31上で指定された位置にランドマークI32を付与する。一例を挙げると、操作者は、目標位置に配置された場合のステントグラフトの先端部分や分枝部に対応する位置を血管領域I31上で指定する。そして、重畳画像生成機能34bは、操作者により指定された位置にランドマークI32を付与することで、血管領域画像I3を生成する。なお、図11は、第4の実施形態に係る血管領域画像の一例を示す図である。そして、重畳画像生成機能34bは、第1のX線画像に対して、血管領域画像I3、及び、ステントグラフトを示す3Dモデルを重畳して、重畳画像を生成する。
For example, the superimposed
例えば、時系列的にX線画像が収集される場合、重畳画像生成機能34bは、新たに収集された第1のX線画像の収集方向に応じて、血管領域画像を順次生成する。また、重畳画像生成機能34bは、新たに生成された血管領域画像及び3Dモデルを第1のX線画像に重畳して、重畳画像を順次生成する。そして、出力機能34dは、新たに生成された重畳画像を順次出力する。
For example, when X-ray images are acquired in time series, the superimposed
なお、第1のX線画像に対して血管領域画像を重畳する場合を例として説明したが、第2のX線画像に対して血管領域画像を重畳させることとしても構わない。例えば、時系列的にX線画像が収集される場合、重畳画像生成機能34bは、新たに収集された第1のX線画像の収集方向に応じて、血管領域画像を順次生成する。また、重畳画像生成機能34bは、新たに生成された血管領域画像及び3Dモデルを第2のX線画像に重畳して、重畳画像を順次生成する。そして、出力機能34dは、新たに生成された重畳画像を順次出力する。
Although the case where the blood vessel region image is superimposed on the first X-ray image has been described as an example, the blood vessel region image may be superimposed on the second X-ray image. For example, when X-ray images are acquired in time series, the superimposed
また、上述した実施形態では、画像処理装置30が、特定機能34a、重畳画像生成機能34b及び変形処理機能34cを有する処理回路34を備える場合について説明した。しかしながら、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10における処理回路110が、特定機能34a、重畳画像生成機能34b及び変形処理機能34cに対応した機能を有する場合であってもよい。
Further, in the above-described embodiment, the case where the
例えば、X線診断装置10における処理回路110は、図12に示すように、収集機能110a、出力機能110b及び制御機能110cに加え、特定機能110d、重畳画像生成機能110e及び変形処理機能110fを有する。ここで、特定機能110dは、特定機能34aに対応した機能である。また、重畳画像生成機能110eは、重畳画像生成機能34bに対応した機能である。また、変形処理機能110fは、変形処理機能34cに対応した機能である。なお、図12は、第4の実施形態に係るX線診断装置10の構成の一例を示すブロック図である。
For example, as shown in FIG. 12, the
図12に示す場合、収集機能110aは、デバイスが挿入された被検体Pから第1のX線画像を収集する。また、特定機能110dは、収集機能110aにより収集された第1のX線画像において特徴点の位置を特定する。ここで、変形処理機能110fは、第1のX線画像に基づいて、デバイスを示す3Dモデルを変形させてもよい。また、重畳画像生成機能110eは、第1のX線画像又は第2のX線画像に対し、特定機能110dにより特定された特徴点の位置に基づく位置に3Dモデルを重畳させて、重畳画像を生成する。そして、出力機能110bは、重畳画像を出力する。例えば、出力機能110bは、重畳画像をディスプレイ108に表示させたり、画像保管装置20や画像処理装置30に出力したりする。
In the case shown in FIG. 12,
上述した実施形態に係る各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行われる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、CPU及び当該CPUにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されうる。 Each component of each device according to the above-described embodiments is functionally conceptual, and does not necessarily need to be physically configured as illustrated. In other words, the specific form of distribution and integration of each device is not limited to the illustrated one, and all or part of them can be functionally or physically distributed and integrated in arbitrary units according to various loads and usage conditions. Can be integrated and configured. Furthermore, all or any part of each processing function performed by each device can be implemented by a CPU and a program analyzed and executed by the CPU, or implemented as hardware based on wired logic.
また、上述した実施形態で説明した画像処理方法は、予め用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。このプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク(FD)、CD-ROM、MO、DVD等のコンピュータで読み取り可能な非一過性の記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。 Further, the image processing method described in the above embodiments can be realized by executing a prepared program on a computer such as a personal computer or a workstation. This program can be distributed via a network such as the Internet. In addition, this program is recorded on a computer-readable non-transitory recording medium such as a hard disk, flexible disk (FD), CD-ROM, MO, DVD, etc., and is executed by being read from the recording medium by a computer. can also
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、被検体内のデバイスの位置の把握を容易にすることができる。 According to at least one embodiment described above, it is possible to easily grasp the position of the device inside the subject.
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。 While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been 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 modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and spirit of the invention, as well as the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
1 医用画像処理システム
10 X線診断装置
30 画像処理装置
34 処理回路
34a 特定機能
34b 重畳画像生成機能
34c 変形処理機能
34d 出力機能
1 medical
Claims (17)
前記第1のX線画像又は前記第1のX線画像より後に収集された第2のX線画像上に前記デバイスを示す3Dモデルを重畳した重畳画像を生成する重畳画像生成部と、
前記第1のX線画像に基づいて前記3Dモデルを変形させる変形処理部と、
を備え、
前記重畳画像生成部は、前記第1のX線画像又は前記第2のX線画像に対し、特定された前記特徴点の位置に基づく位置に、変形後の前記3Dモデルを重畳する、画像処理装置。 an identifying unit that identifies the positions of the feature points of the device in the first X-ray image;
a superimposed image generator that generates a superimposed image in which a 3D model representing the device is superimposed on the first X-ray image or a second X-ray image acquired after the first X-ray image;
a deformation processing unit that deforms the 3D model based on the first X-ray image;
with
The superimposed image generation unit superimposes the deformed 3D model on the first X-ray image or the second X-ray image at a position based on the position of the identified feature point. Device.
前記重畳画像生成部は、特定された前記特徴点の位置に基づく位置及び向きにて前記3Dモデルを重畳する、請求項1に記載の画像処理装置。 The specifying unit specifies positions of the plurality of feature points in the first X-ray image,
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the superimposed image generation unit superimposes the 3D model at a position and orientation based on the specified position of the feature point.
前記特定部は、更に、前記特徴点として、前記分枝部に付されたマーカを前記第1のX線画像において検出する、請求項6又は7に記載の画像処理装置。 the device is a stent graft having at least one branch;
8. The image processing apparatus according to claim 6, wherein said specifying unit further detects, as said feature point, a marker attached to said branched portion in said first X-ray image.
前記変形処理部は、前記第1のX線画像に基づいて前記カテーテル外への前記ステントの展開状況を取得し、該展開状況に応じて、前記3Dモデルを変形させる、請求項1~10のいずれか一項に記載の画像処理装置。 The device is a stent that is inserted into a blood vessel of a subject while being housed in a catheter,
The deformation processing unit acquires a deployment state of the stent outside the catheter based on the first X-ray image, and deforms the 3D model according to the deployment state. The image processing device according to any one of the items .
前記重畳画像生成部は、前記第1のX線画像又は前記第2のX線画像に対し、前記ステントグラフトの分枝部の位置及び向きを示す前記3Dモデルを重畳した重畳画像を生成する、請求項1~12のいずれか一項に記載の画像処理装置。 the device is a stent graft having at least one branch;
The superimposed image generating unit generates a superimposed image by superimposing the 3D model indicating the position and orientation of the branch portion of the stent graft on the first X-ray image or the second X-ray image. Item 13. The image processing device according to any one of items 1 to 12 .
前記第1のX線画像においてデバイスが有する特徴点の位置を特定する特定部と、
前記第1のX線画像又は前記第1のX線画像とは異なる第2のX線画像上に前記デバイスを示す3Dモデルを重畳した重畳画像を生成する重畳画像生成部と、
前記第1のX線画像に基づいて前記3Dモデルを変形させる変形処理部と、
を備え、
前記重畳画像生成部は、前記第1のX線画像又は前記第2のX線画像に対し、特定された前記特徴点の位置に基づく位置に、変形後の前記3Dモデルを重畳する、X線診断装置。 an acquisition unit that acquires a first X-ray image;
a specifying unit that specifies the positions of the feature points of the device in the first X-ray image;
a superimposed image generating unit that generates a superimposed image in which a 3D model representing the device is superimposed on the first X-ray image or a second X-ray image different from the first X-ray image;
a deformation processing unit that deforms the 3D model based on the first X-ray image;
with
The superimposed image generation unit superimposes the deformed 3D model on the first X-ray image or the second X-ray image at a position based on the position of the identified feature point. diagnostic equipment.
前記第1のX線画像に基づいて、前記デバイスを示す3Dモデルを変形させ、
前記第1のX線画像又は前記第1のX線画像より後に収集された第2のX線画像に対して、特定した前記特徴点の位置に基づく位置に、変形後の前記3Dモデルを重畳した重畳画像を生成する
各処理をコンピュータに実行させる、プログラム。 Locating feature points of the device in the first X-ray image;
deforming a 3D model representing the device based on the first X-ray image;
placing the deformed 3D model at a position based on the positions of the identified feature points with respect to the first X-ray image or a second X-ray image acquired after the first X-ray image; A program that causes a computer to execute each process that generates a superimposed superimposed image.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16/385,567 US11515031B2 (en) | 2018-04-16 | 2019-04-16 | Image processing apparatus, X-ray diagnostic apparatus, and image processing method |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018078592 | 2018-04-16 | ||
JP2018078592 | 2018-04-16 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019181213A JP2019181213A (en) | 2019-10-24 |
JP7297507B2 true JP7297507B2 (en) | 2023-06-26 |
Family
ID=68338622
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019077504A Active JP7297507B2 (en) | 2018-04-16 | 2019-04-16 | Image processing device, X-ray diagnostic device and program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7297507B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021137500A (en) * | 2020-03-09 | 2021-09-16 | 学校法人東京医科大学 | Bone part surgery support device, support method, program, and recording medium |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000279434A (en) | 1999-03-31 | 2000-10-10 | Terumo Corp | Intraluminal indwelling object |
JP2009018184A (en) | 2001-02-13 | 2009-01-29 | Mediguide Ltd | Medical imaging and navigation system |
US20110160833A1 (en) | 2007-07-11 | 2011-06-30 | Carlos Gonzalez | Implantable graft assembly |
JP2012011120A (en) | 2010-07-05 | 2012-01-19 | Toshiba Corp | X-ray diagnostic apparatus and medical image diagnostic apparatus |
US20120238871A1 (en) | 2011-03-18 | 2012-09-20 | Marcus Pfister | Angiography system for the angiographic examination of a patient and angiographic examination method |
US20120277570A1 (en) | 2011-04-27 | 2012-11-01 | Todor Dorin A | 3D Tracking of an HDR Source Using a Flat Panel Detector |
JP2012249960A (en) | 2011-06-06 | 2012-12-20 | Toshiba Corp | Medical image processor |
JP2013526955A (en) | 2010-05-27 | 2013-06-27 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Determining the specific orientation of an object |
JP2013236919A (en) | 2012-04-19 | 2013-11-28 | Toshiba Corp | X-ray imaging apparatus and medical image processing apparatus |
JP2014100297A (en) | 2012-11-20 | 2014-06-05 | Toshiba Corp | Image processing system, and x-ray diagnostic apparatus |
US20170085855A1 (en) | 2008-05-22 | 2017-03-23 | The Trustees Of Dartmouth College | Surgical navigation with stereovision and associated methods |
WO2017103142A1 (en) | 2015-12-17 | 2017-06-22 | Koninklijke Philips N.V. | Navigation assistance system |
JP2017192565A (en) | 2016-04-20 | 2017-10-26 | 富士フイルム株式会社 | Endoscope system, image processing device, operation method of image processing device |
JP2018020113A (en) | 2016-07-25 | 2018-02-08 | 東芝メディカルシステムズ株式会社 | X-ray diagnostic apparatus and image processing program |
-
2019
- 2019-04-16 JP JP2019077504A patent/JP7297507B2/en active Active
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000279434A (en) | 1999-03-31 | 2000-10-10 | Terumo Corp | Intraluminal indwelling object |
JP2009018184A (en) | 2001-02-13 | 2009-01-29 | Mediguide Ltd | Medical imaging and navigation system |
US20110160833A1 (en) | 2007-07-11 | 2011-06-30 | Carlos Gonzalez | Implantable graft assembly |
US20170085855A1 (en) | 2008-05-22 | 2017-03-23 | The Trustees Of Dartmouth College | Surgical navigation with stereovision and associated methods |
JP2013526955A (en) | 2010-05-27 | 2013-06-27 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Determining the specific orientation of an object |
JP2012011120A (en) | 2010-07-05 | 2012-01-19 | Toshiba Corp | X-ray diagnostic apparatus and medical image diagnostic apparatus |
US20120238871A1 (en) | 2011-03-18 | 2012-09-20 | Marcus Pfister | Angiography system for the angiographic examination of a patient and angiographic examination method |
US20120277570A1 (en) | 2011-04-27 | 2012-11-01 | Todor Dorin A | 3D Tracking of an HDR Source Using a Flat Panel Detector |
JP2012249960A (en) | 2011-06-06 | 2012-12-20 | Toshiba Corp | Medical image processor |
JP2013236919A (en) | 2012-04-19 | 2013-11-28 | Toshiba Corp | X-ray imaging apparatus and medical image processing apparatus |
JP2014100297A (en) | 2012-11-20 | 2014-06-05 | Toshiba Corp | Image processing system, and x-ray diagnostic apparatus |
WO2017103142A1 (en) | 2015-12-17 | 2017-06-22 | Koninklijke Philips N.V. | Navigation assistance system |
JP2017192565A (en) | 2016-04-20 | 2017-10-26 | 富士フイルム株式会社 | Endoscope system, image processing device, operation method of image processing device |
JP2018020113A (en) | 2016-07-25 | 2018-02-08 | 東芝メディカルシステムズ株式会社 | X-ray diagnostic apparatus and image processing program |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019181213A (en) | 2019-10-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2023021266A (en) | Medical image processing apparatus, medical image processing method, and x-ray ct apparatus | |
JP6951117B2 (en) | Medical diagnostic imaging equipment | |
JP2021519646A (en) | Systems and methods for reducing artifacts in images | |
JP2009160205A (en) | Medical support device, medical support program, and radiographic equipment | |
US20220198784A1 (en) | System and methods for augmenting x-ray images for training of deep neural networks | |
US9895127B2 (en) | Systems and methods of image acquisition for surgical instrument reconstruction | |
JP7297507B2 (en) | Image processing device, X-ray diagnostic device and program | |
JP6933498B2 (en) | Medical information processing equipment, X-ray CT equipment and medical information processing program | |
KR102619994B1 (en) | Biomedical image processing devices, storage media, biomedical devices, and treatment systems | |
JP6797555B2 (en) | Medical information processing device | |
JP7195868B2 (en) | Medical image processing device, X-ray diagnostic device and medical image processing program | |
US11515031B2 (en) | Image processing apparatus, X-ray diagnostic apparatus, and image processing method | |
De La Fuente et al. | Fluoroscopy-based 3-D reconstruction of femoral bone cement: A new approach for revision total hip replacement | |
US10463328B2 (en) | Medical image diagnostic apparatus | |
JP7366870B2 (en) | Learning device, method and program, trained model, and radiographic image processing device, method and program | |
JP6565514B2 (en) | Radiography equipment | |
CN109152561B (en) | Anatomically adjusted acquisition with a stationary multi-source X-ray system | |
JP7187247B2 (en) | Medical image processing device, X-ray diagnostic device, and medical image processing system | |
JP7086628B2 (en) | X-ray diagnostic device | |
US10842446B2 (en) | Medical information processing apparatus, X-ray CT apparatus, and medical information processing method | |
CN110740686A (en) | Medical image processing apparatus, medical image diagnostic apparatus, and medical image processing program | |
WO2017110950A1 (en) | X-ray ct apparatus | |
JP7371207B2 (en) | X-ray diagnostic equipment and medical image processing programs | |
JP7341667B2 (en) | Medical image processing equipment, X-ray diagnostic equipment, and medical information processing systems | |
JP7246915B2 (en) | MEDICAL IMAGE PROCESSING APPARATUS, MEDICAL IMAGE PROCESSING METHOD, AND X-RAY DIAGNOSTIC APPARATUS |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220301 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230116 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230124 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230327 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230516 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230614 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7297507 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |