JP7465629B2 - X-ray diagnostic equipment - Google Patents
X-ray diagnostic equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP7465629B2 JP7465629B2 JP2019035450A JP2019035450A JP7465629B2 JP 7465629 B2 JP7465629 B2 JP 7465629B2 JP 2019035450 A JP2019035450 A JP 2019035450A JP 2019035450 A JP2019035450 A JP 2019035450A JP 7465629 B2 JP7465629 B2 JP 7465629B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ray
- target
- image
- dimensional image
- center
- 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 claims description 53
- 238000002594 fluoroscopy Methods 0.000 claims description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 24
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 20
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 15
- 230000006870 function Effects 0.000 description 55
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 30
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 8
- 206010002329 Aneurysm Diseases 0.000 description 7
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 4
- 101000911772 Homo sapiens Hsc70-interacting protein Proteins 0.000 description 3
- 101001139126 Homo sapiens Krueppel-like factor 6 Proteins 0.000 description 3
- 230000002490 cerebral effect Effects 0.000 description 3
- 101000760620 Homo sapiens Cell adhesion molecule 1 Proteins 0.000 description 2
- 208000031481 Pathologic Constriction Diseases 0.000 description 2
- 238000002059 diagnostic imaging Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000036262 stenosis Effects 0.000 description 2
- 208000037804 stenosis Diseases 0.000 description 2
- 102100036848 C-C motif chemokine 20 Human genes 0.000 description 1
- 101000710013 Homo sapiens Reversion-inducing cysteine-rich protein with Kazal motifs Proteins 0.000 description 1
- 101000661807 Homo sapiens Suppressor of tumorigenicity 14 protein Proteins 0.000 description 1
- 102100029860 Suppressor of tumorigenicity 20 protein Human genes 0.000 description 1
- 238000002583 angiography Methods 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 210000001715 carotid artery Anatomy 0.000 description 1
- 210000004351 coronary vessel Anatomy 0.000 description 1
- 230000010102 embolization Effects 0.000 description 1
- 108090000237 interleukin-24 Proteins 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012285 ultrasound imaging Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Description
本発明の実施形態は、X線診断装置に関する。 An embodiment of the present invention relates to an X-ray diagnostic device.
X線診断装置の中に、脳血管や心臓、冠動脈等の循環器系を撮影する循環器系X線診断装置がある。循環器系X線診断装置は、X線アンギオグラフィ装置とも呼ばれる。循環器系X線診断装置では、X線源とX線検出器の対を、例えばCアームと呼ばれる保持装置の両端部に保持し、被検体の関心領域に対するX線照射方向を任意に変えながらで撮影することができる。 Among X-ray diagnostic equipment, there is a circulatory system X-ray diagnostic equipment that takes images of the circulatory system, such as the blood vessels of the brain, the heart, and the coronary arteries. A circulatory system X-ray diagnostic equipment is also called an X-ray angiography equipment. In a circulatory system X-ray diagnostic equipment, a pair of an X-ray source and an X-ray detector is held at both ends of a holding device called a C-arm, for example, and images can be taken while arbitrarily changing the direction of X-ray irradiation relative to the region of interest of the subject.
塞栓術等の手技では、X線診断装置を用いてX線透視画像を注視しながら医師が動脈瘤に対してコイル留置やクリッピング等の手技を行う。このような手技では、動脈瘤が撮影された部位を拡大して観察する必要がある。 In procedures such as embolization, doctors perform procedures such as coil placement and clipping on the aneurysm while closely watching X-ray fluoroscopic images using an X-ray diagnostic device. In such procedures, it is necessary to magnify and observe the area where the aneurysm was imaged.
しかしながら、従来のX線診断装置は、画像拡大の仕組みが、画像の中央を中心に拡大するセンターズーム方式となっている。このため、動脈瘤などのターゲットが画像の中央からずれている状態で画像拡大を行うと、ターゲットが画像の端に逃げてしまったり、画像の外に出てしまったりすることがしばしば発生していた。 However, conventional X-ray diagnostic equipment uses a center zoom method for enlarging an image, which enlarges the image from the center. For this reason, when an image is enlarged when a target such as an aneurysm is not in the center of the image, the target often escapes to the edge of the image or goes outside the image.
このような場合、ユーザは手技中にCアームや寝台の位置等を操作して、動脈瘤などターゲットが、拡大した画像の中央に位置するようにする必要があり、円滑な治療を妨げる要因となっていた。また、Cアームや寝台の操作によって治療時間が長引くことにより、X線透視の時間も長くなるため、患者に対する被曝の観点からも不都合であった。 In such cases, the user must manipulate the position of the C-arm or bed during the procedure to position the target, such as an aneurysm, in the center of the magnified image, which can hinder smooth treatment. In addition, manipulating the C-arm or bed lengthens the treatment time, which also lengthens the time for X-ray fluoroscopy, which is inconvenient in terms of radiation exposure for the patient.
本発明が解決しようとする課題は、手技中に撮影されるX線透視画像をリアルタイムで拡大させた場合であっても、観察対象の中心を常に画像の中心に設定できるようにすることである。 The problem that this invention aims to solve is to make it possible to always set the center of the object to be observed at the center of the image, even when the X-ray fluoroscopic image taken during the procedure is enlarged in real time.
一実施形態のX線診断装置は、アームと、3次元画像取得部と、ターゲット指定部と、X線画像生成部と、拡大処理部と、を備える。アームはX線源及びX線検出器を支持する。3次元画像取得部は被検体の3次元画像を取得する。ターゲット指定部は、前記3次元画像に対して、観察対象であるターゲットの位置を指定する。X線画像生成部は、前記X線源及びX線検出器を用いたX線透視によってX線画像を順次生成する。拡大処理部は、前記3次元画像中の前記ターゲットの位置情報を用いて前記X線画像中のターゲット位置を特定することにより、前記ターゲットが拡大前の前記X線画像の中心からシフトしている場合であっても、前記ターゲットが拡大後の前記X線画像の中心に位置するように、拡大処理を行う。 The X-ray diagnostic apparatus of one embodiment includes an arm, a three-dimensional image acquisition unit, a target designation unit, an X-ray image generation unit, and a magnification processing unit. The arm supports an X-ray source and an X-ray detector. The three-dimensional image acquisition unit acquires a three-dimensional image of a subject. The target designation unit designates the position of a target to be observed in the three-dimensional image. The X-ray image generation unit sequentially generates X-ray images by X-ray fluoroscopy using the X-ray source and the X-ray detector. The magnification processing unit performs magnification processing by identifying the target position in the X-ray image using position information of the target in the three-dimensional image, so that the target is positioned at the center of the X-ray image after magnification, even if the target has shifted from the center of the X-ray image before magnification.
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the attached drawings.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るX線診断装置の全体構成を示すブロック図である。第1の実施形態のX線診断装置1は、コンソール10、寝台20、及び、スキャナ30を備えて構成されている。
First Embodiment
1 is a block diagram showing the overall configuration of an X-ray diagnostic apparatus according to the first embodiment. The X-ray
スキャナ30は、X線源34、X線検出器36、Cアーム33、Cアーム駆動機構32等を有している。Cアーム33は、一方の端部にX線源34を保持し、他方の端部にX線源33を保持し、被検体を中心にX線源34とX線検出器36とを対向配置している。
The
Cアーム33は、Cアーム駆動機構32によって支持されている。Cアーム駆動機構32は、コンソール10からの制御によって、Cアーム33の円弧方向に沿って、X線源34とX線検出器36とを一体的に円弧動させる。更に、Cアーム駆動機構32は、コンソール10からの制御によって、Cアーム33を図1の一点鎖線で示す回転軸周りに回転させ、X線源34とX線検出器36とを被検体の周りに一体的に回転させることができる。
The C-
X線源34とX線検出器36を結ぶ線分の中点をアイソセンタとするとき、コンソール10からの制御により、X線源34とX線検出器36は、このアイソセンタを通る任意の傾きの平面上における円周軌道に沿って回転することができる。
When the midpoint of the line segment connecting the
X線源34には、高電圧電力の供給を受けて、被検体の方向にX線を照射するX線管の他、複数枚の鉛羽で構成されるX線照射野絞りや、シリコンゴム等で形成されハレーションを防止するために所定量の照射X線を減衰させる補償フィルタ等が設けられている。
The
X線検出器36は、平面検出器(FPD:flat panel detector)を備え、2次元平面上に配列された検出素子により、被検体を透過したX線を検出して電気信号に変換する。X線検出器36は、FPDに換えて、I.I.(image intensifier)及びTVを有する構成としてもよい。X線検出器36は、X線から変換されたアナログ電気信号を更にデジタル信号に変換し、コンソール10に出力する。
The
寝台20は、被検体が載置される天板22、天板を支持する天板支持部21、及び、コンソールからの指示により、天板22を水平方向、及び、垂直方向に駆動する寝台駆動機構23を備えて構成される。
The
コンソール10は、スキャナ30、及び、寝台20を制御すると共に、X線検出器36から出力される信号に基づいて、X線撮影画像(静止画)や、X線透視画像(ライブ画像)を生成する。
The
図2は、第1の実施形態のコンソール10の細部構成例、及び、機能構成例を示すブロック図である。図2に示すように、コンソール10は、操作パネル11、記憶回路12、ディスプレイ13、外部通信I/F14、及び、処理回路15を有している。
Figure 2 is a block diagram showing an example of a detailed configuration and an example of a functional configuration of the
操作パネル11は、スキャナ30の各種の撮影条件の設定、Cアーム33や寝台20の駆動に関する指定等の各種情報やデータを入力するための入力デバイスを備えて構成される。操作パネル11は、各種情報やデータを入力するため、例えば、ジョイスティック、トラックボール、スイッチ、ボタン、マウス、キーボード、テンキー、タッチパネル等の入力デバイスを備えている。
The
ディスプレイ13は、例えば、液晶ディスプレイやOLED(Organic Light Emitting Diode)ディスプレイなどの一般的な表示デバイスとして構成され、X線透視画像やX線撮影画像等の画像の他、各種情報や各種データを表示する。
The
外部通信I/F14は、各種の通信プロトコルに従ってX線診断装置1と他の機器とを接続する。この接続には、無線/有線の病院内LAN(Local Area Network)やインターネット網のほか、電話通信回線網、光ファイバ通信ネットワーク、ケーブル通信ネットワークの各種の通信ネットワークを利用することができる。
The external communication I/
記憶回路12は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、プロセッサにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有する。記憶回路12は、画像や各種撮像条件に関するデータの他、プロセッサが実行する各種のソフトウェアプログラムを記憶する。
The
処理回路15は、例えば、CPU(Central Processing Unit)や、専用又は汎用のプロセッサを備える回路である。プロセッサは、記憶回路12に記憶した各種のプログラムを実行することによって、以下に説明する各種の機能を実現する。処理回路15は、FPGA(Field Programmable Gate Array)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のハードウェアで構成してもよい。これらのハードウェアによっても後述する各種の機能を実現することができる。また、処理回路15は、プロセッサとプログラムによるソフトウェア処理と、ハードウェア処理とを組わせて、各種の機能を実現することもできる。
The
また、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサが各機能を実現してもよい。また、プロセッサが複数設けられる場合、プログラムを記憶する記憶媒体は、プロセッサごとに個別に設けられてもよいし、1つの記憶媒体が全てのプロセッサの機能に対応するプログラムを一括して記憶してもよい。 A processing circuit may also be configured by combining multiple independent processors, with each processor implementing each function. In addition, when multiple processors are provided, a storage medium for storing the programs may be provided separately for each processor, or a single storage medium may store all of the programs corresponding to the functions of all of the processors.
次に、処理回路15が実現する機能について説明する。図2に示すように、処理回路15は、3次元画像生成機能101、3次元画像取得機能102、ターゲット位置検出/指定機能(3次元画像)103、撮影条件設定機能(3次元画像)104、撮影条件設定機能(透視画像)105、透視画像生成機能106、及び、拡大処理機能107の各機能を実現する。拡大処理機能107は、ターゲット位置特定機能(透視画像)110、及び、ターゲットシフト/透視画像拡大機能111の各機能を含んでいる。
Next, the functions realized by the
図3は、第1の実施形態のX線診断装置1の動作例を示すフローチャートである。図3のフローチャートに沿って、図2に示す各機能をより詳しく説明する。
Figure 3 is a flowchart showing an example of the operation of the X-ray
まず、ステップST10で被検体の3次元画像を取得する。具体的には、X線源34及びX線検出器36を、Cアーム33によって被検体周りに回転移動させながら収集した複数の投影データを、フェルドカンプ法等の公知技術によって再構成することにより、被検体の関心領域、例えば、被検体の頭部の3次元画像を取得する。
First, in step ST10, a three-dimensional image of the subject is acquired. Specifically, a plurality of projection data pieces are collected while rotating the
ステップST10は、撮影条件設定機能(3次元画像)104,3次元画像生成機能101、及び、3次元画像取得機能102に対応する処理である。撮影条件設定機能(3次元画像)104で設定する撮影条件には、画像内の撮影対象物の大きさに関係する撮像条件、例えば、SID(Source Image Distance: X線源34とX線検出器36との間の距離)、寝台の高さ方向の位置、FOV(Field Of View)の大きさ、デジタルズームの拡大率等が含まれる。
Step ST10 is a process corresponding to the imaging condition setting function (three-dimensional image) 104, the three-dimensional
つぎに、ステップST11では、3次元画像に対してターゲットを指定する。そして、ステップST12では、ユーザに因る3次元画像の回転操作に基づいて、ターゲットの観察アングルを設定する。さらに、ステップST13では、3次元画像を観察アングル方向から投影した投影画像を生成する。 Next, in step ST11, a target is specified for the three-dimensional image. Then, in step ST12, the observation angle of the target is set based on the rotation operation of the three-dimensional image by the user. Furthermore, in step ST13, a projected image is generated by projecting the three-dimensional image from the observation angle direction.
ステップST12とステップST13とは、通常は、同時並行的に行われる。つまり、医師等のユーザが、3次元画像に対して回転操作を行うことにより、投影画像の投影角を変化させ、ターゲットの観察に最も適したアングルを特定し、そのアングルを観察アングルとして設定する。 Steps ST12 and ST13 are usually performed simultaneously in parallel. In other words, a user such as a doctor changes the projection angle of the projected image by performing a rotation operation on the three-dimensional image, identifies the angle most suitable for observing the target, and sets that angle as the observation angle.
ステップST11の処理は、図3のフローチャートに示すように、ステップST12及びステップST13の前でもよいが、逆に、ステップST12及びステップST13の後でもよい。 The processing of step ST11 may be performed before steps ST12 and ST13, as shown in the flowchart of FIG. 3, or conversely, after steps ST12 and ST13.
ステップST11では、ディスプレイ13に3次元画像を表示させ、表示された3次元画像に対するユーザの操作に基づいてターゲットの位置を手動で指定することができる。例えば、表示された3次元画像に対して、マウス等の入力デバイスを用いてポインタを移動させることによって、ターゲットの位置を手動で指定することができる。
In step ST11, a three-dimensional image is displayed on the
また、ステップST11では、このような手動による指定に換えて、ターゲットの形状認識等の解析処理により、ターゲットの位置を自動検出することで、ターゲットの位置を自動的に指定することもできる。ステップST11は、ターゲット位置検出/指定機能(3次元画像)103に対応する処理である。 In addition, in step ST11, instead of such manual designation, the target position can be automatically designated by automatically detecting the target position through analysis processing such as target shape recognition. Step ST11 is processing corresponding to the target position detection/designation function (three-dimensional image) 103.
ここで、ターゲットとは、例えば、脳血管における動脈瘤の部位や、頸動脈における狭窄部位等のように、検査や治療のための観察の対象部位のことである。また、ターゲットは、動脈瘤等の患部に対して行うコイリングやクリッピング、或いは、狭窄部位に対して行うステント留置等のカテーテル治療の対象部位でもある。 The target here refers to a site that is the subject of observation for examination or treatment, such as the site of an aneurysm in a cerebral blood vessel or a stenosis in a carotid artery. The target can also be the subject of catheter treatment, such as coiling or clipping performed on an affected area such as an aneurysm, or stent placement performed on a stenosis.
図4は、ステップST10~ステップST13までの処理の概念を説明する図である。図4の左図には、Cアーム33の回転によって収集されたデータを再構成して生成された3次元画像として、脳血管の3次元画像が例示されている。また、図4の左図では、脳血管内の動脈瘤をターゲット(図4右図において黒丸で示されている部分)として指定している例が示されている。さらに、図4左図では、ユーザによって設定された観察アングルの方向、太い矢印で示している。
Figure 4 is a diagram explaining the concept of the processing from step ST10 to step ST13. The left diagram in Figure 4 illustrates a three-dimensional image of cerebral blood vessels as a three-dimensional image generated by reconstructing data collected by rotating the C-
一方、図4右図には、図4左図の3次元画像を、設定された観察アングルの方向から投影した投影画像(ステップST13で生成される投影画像)が示されている。 On the other hand, the right side of Figure 4 shows a projection image (projection image generated in step ST13) of the 3D image in the left side of Figure 4 projected from the direction of the set observation angle.
図3に戻り、ステップST14で、X線透視が開始される。そして、ステップST15にて、X線透視の透視角度が、ステップST12で設定された観察アングルに合致するように、Cアーム33を制御する。そして、このようにして設定された透視角度から透視された透視画像が生成される。ステップST14、及び、ステップST15は、撮影条件設定機能(透視画像)105、及び、透視画像生成機能106に対応する処理である。
Returning to FIG. 3, in step ST14, X-ray fluoroscopy is started. Then, in step ST15, the C-
次に、ステップST16において、a)3次元画像を観察アングル方向から投影した投影画像におけるターゲット位置、b)3次元画像の取得時の撮影条件、及び、c)現在のX線透視の撮影条件、を用いて、透視画像中におけるターゲット位置を特定する。ステップST16は、拡大処理機能107のうち、ターゲット位置特定機能(透視画像)110に対応する処理である。
Next, in step ST16, the target position in the fluoroscopic image is identified using a) the target position in the projection image obtained by projecting the three-dimensional image from the observation angle direction, b) the shooting conditions when the three-dimensional image was acquired, and c) the current X-ray fluoroscopic shooting conditions. Step ST16 is a process that corresponds to the target position identification function (fluoroscopic image) 110 of the
図5は、ステップST13~ステップST16までの処理の概念を説明する図である。図5左図は、実質的に図4右図と同じ図であり、3次元画像を観察アングル方向から投影した投影画像である。図5左図では、図4右図と同様に、指定されたターゲットの位置を黒丸印で示している。ここで、投影画像の中心を原点(0, 0)とするとき、投影画像内におけるターゲットの位置(xp, yp)は、ユーザによって指定された位置、又は、本装置によって自動検出された位置であるため、既知である。 Fig. 5 is a diagram for explaining the concept of the process from step ST13 to step ST16. The left diagram of Fig. 5 is substantially the same as the right diagram of Fig. 4, and is a projected image obtained by projecting a three-dimensional image from the observation angle direction. In the left diagram of Fig. 5, the position of the specified target is indicated by a black circle, as in the right diagram of Fig. 4. Here, when the center of the projected image is the origin (0, 0), the position ( xp , yp ) of the target in the projected image is known, since it is a position specified by the user or a position automatically detected by this device.
図5中央図は、3次元画像に対して設定された観察アングル方向にCアーム33を移動させて、X線透視を実施したときの透視画像(即ち、ライブ画像)を示している。即ち、ステップST15の処理の直後に得られる透視画像が、図5中央図に対応している。
The central figure in Figure 5 shows a fluoroscopic image (i.e., a live image) obtained when X-ray fluoroscopy is performed by moving the C-
図5右図は、ステップST16の処理により、透視画像中におけるターゲットの位置が特定された後の透視画像を示している。図5右図では、透視画像の中心を原点(0, 0)とするとき、透視画像中において特定されたターゲットの位置(xf, yf)を、黒三角印で示している。 The right diagram in Fig. 5 shows the perspective image after the position of the target in the perspective image has been specified by the process of step ST16. In the right diagram in Fig. 5, when the center of the perspective image is taken as the origin (0, 0), the position ( xf , yf ) of the target specified in the perspective image is indicated by a black triangle.
第1の実施形態では、投影画像における投影方向と、透視画像における透視方向とは合致している。また、3次元画像取得時における撮影対象物の大きさに関する撮像条件(SID、寝台の位置、FOVの大きさ、デジタルズームの拡大率等)と、現在の透視画像(ライブ画像)取得時における撮影対象物の大きさに関する撮像条件(SID、寝台の位置、FOVの大きさ、デジタルズームの拡大率等)は、いずれも既知である。 In the first embodiment, the projection direction in the projected image and the perspective direction in the perspective image match. In addition, the imaging conditions related to the size of the object to be photographed when the 3D image is acquired (SID, position of the bed, size of the FOV, magnification rate of the digital zoom, etc.) and the imaging conditions related to the size of the object to be photographed when the current perspective image (live image) is acquired (SID, position of the bed, size of the FOV, magnification rate of the digital zoom, etc.) are both known.
したがって、上述したように、a)3次元画像を観察アングル方向から投影した投影画像におけるターゲット位置(xp, yp)を、b)3次元画像の取得時の撮影条件、及び、c)現在のX線透視の撮影条件、を用いて変換することにより、透視画像中におけるターゲット位置を(xf, yf)を算出することが可能となる。 Therefore, as described above, by converting a) the target position ( xp , yp ) in the projection image obtained by projecting the three-dimensional image from the observation angle direction using b) the shooting conditions when the three-dimensional image was acquired, and c) the current X-ray fluoroscopy shooting conditions, it is possible to calculate the target position ( xf , yf ) in the fluoroscopy image.
図3に戻り、ステップST17では、透視画像の中心にターゲットが位置するようにして、透視画像を拡大する。ステップST17は、拡大処理機能107のうち、ターゲットシフト/透視画像拡大機能111に対応する処理である。
Returning to FIG. 3, in step ST17, the perspective image is enlarged so that the target is positioned at the center of the perspective image. Step ST17 is processing that corresponds to the target shift/perspective
図6は、ステップST17の処理の概念を説明する図である。図6左図は、拡大前の透視画像を示し、図6右図は、拡大後の透視画像を示している。 Figure 6 is a diagram explaining the concept of the processing of step ST17. The left diagram in Figure 6 shows the fluoroscopic image before enlargement, and the right diagram in Figure 6 shows the fluoroscopic image after enlargement.
図6左図における正方形の外枠はFOVを示し、図6左図における太い正方向の内枠は、拡大前におけるにおける、ターゲット位置を中心とする部分画像を示している。透視画像におけるターゲットの位置(xf, yf)は既にステップST16において特定されている。このため、拡大前の部分画像を、座標(xf, yf)だけ平行移動させることにより、ターゲット位置を透視画像の中心に位置させることができる。同時に、ターゲット位置を中心とする部分画像を、ターゲット位置を中心にして拡大することにより、拡大後の透視画像においても、ターゲット位置を中心に位置させることができる。 The square outer frame in the left diagram of Fig. 6 indicates the FOV, and the thick inner frame in the positive direction in the left diagram of Fig. 6 indicates a partial image centered on the target position before enlargement. The target position ( xf , yf ) in the perspective image has already been specified in step ST16. Therefore, by translating the partial image before enlargement by the coordinates ( xf , yf ), the target position can be positioned at the center of the perspective image. At the same time, by enlarging the partial image centered on the target position around the target position, the target position can also be positioned at the center in the perspective image after enlargement.
上述した第1の実施形態に係るX線診断装置1によれば、拡大前の透視画像において、ターゲットが中心からシフトしている場合であっても、拡大後の透視画像において、ターゲットが中心に位置するように、拡大処理を行うことができる。
According to the X-ray
(第2の実施形態)
図7は、第2の実施形態のX線診断装置1の動作例を示すフローチャートである。ステップST20では、第1の実施形態のステップST10と同様に、Cアーム33を被検体周りに回転させて収集したデータから3次元画像を再構成する。
Second Embodiment
7 is a flowchart showing an example of the operation of the X-ray
次のステップST21の処理も、第1の実施形態のステップST11と同様に、再構成した3次元画像に対して、ユーザによる手動操作に基づいて、或いは、ターゲットの自動検出に基づいて、ターゲットの位置を指定する。 In the next step ST21, similar to step ST11 in the first embodiment, the position of the target is specified in the reconstructed 3D image based on manual operation by the user or based on automatic detection of the target.
ステップST22は、第2の実施形態に特有の処理であり、第1の実施形態では行っていない処理である。ステップST22では、ステップST21で指定されたターゲットの位置、及び、3次元画像取得時の撮影条件から、ターゲットの絶対位置を3次元座標(xt, yt, zt)として算出する。ターゲットの絶対位置は、例えば、検査室の室内座標系で表されたターゲットの位置でもよいし、本装置(X線診断装置1)の所定の部位の特定の位置を基準とする、装置座標系で表されたターゲットの位置でもよい。 Step ST22 is a process specific to the second embodiment, and is not performed in the first embodiment. In step ST22, the absolute position of the target is calculated as three-dimensional coordinates ( xt , yt , zt) from the target position specified in step ST21 and the imaging conditions when the three-dimensional image is acquired. The absolute position of the target may be, for example, the target position expressed in the room coordinate system of the examination room, or the target position expressed in the device coordinate system based on a specific position of a predetermined part of this device (X-ray diagnostic device 1).
次に、ステップST23において、3次元画像に対して設定した観察アングル方向から、3次元画像を投影した投影画像を生成する。なお、第2の実施形態では、ステップST23の処理を省略することもできる。 Next, in step ST23, a projection image is generated by projecting the three-dimensional image from the observation angle direction set for the three-dimensional image. Note that in the second embodiment, the processing of step ST23 can be omitted.
ステップST24でX線透視を開始する。その後、ステップST25で、ユーザが透視画像をモニタしながらCアーム33を移動させることによって、X線透視の透視角度を調整し、Cアーム33を所望の観察アングルに設定する。なお、第1の実施形態とは異なり、ステップST25においてCアーム33に対して設定される観察アングルと、ステップST23において3次元画像に対して設定される観察アングルは、必ずしも合致させる必要はない。
In step ST24, X-ray fluoroscopy is started. Then, in step ST25, the user adjusts the fluoroscopy angle of X-ray fluoroscopy by moving the C-
次に、ステップST26において、ターゲットの絶対位置、及び、現在のX線透視の撮影条件を用いて、透視画像中の中心に対するターゲット位置を算出し、特定する。特定された透視画像中のターゲット位置は、第1の実施形態の図5右図や図6左図のように、透視画像の中心を原点(0, 0)とする2次元座標(xf, yf)で表される。 Next, in step ST26, the target position relative to the center in the fluoroscopic image is calculated and specified using the absolute target position and the current X-ray fluoroscopic imaging conditions. The specified target position in the fluoroscopic image is expressed as two-dimensional coordinates ( xf , yf ) with the center of the fluoroscopic image as the origin (0, 0), as shown in the right diagram of Fig. 5 and the left diagram of Fig. 6 in the first embodiment.
ステップST27は、第1の実施形態のステップST17と同じであり、図6に示すように、透視画像の中心にターゲットが位置するようにして透視画像を拡大する。 Step ST27 is the same as step ST17 in the first embodiment, and enlarges the perspective image so that the target is positioned at the center of the perspective image, as shown in Figure 6.
第2の実施形態に係るX線診断装置1によっても、第1の実施形態と同様に、拡大前の透視画像において、ターゲットが中心からシフトしている場合であっても、拡大後の透視画像において、ターゲットが中心に位置するように、拡大処理を行うことができる。また、第2の実施形態では、3次元座標で表現されたターゲットの絶対位置を用いて、透視画像中のターゲット座標を算出するようにして。このため、第1の実施形態に比べると算出処理が若干複雑になるものの、X線透視の開始後にCアーム33に対して設定される観察アングルと、3次元画像に対して設定される観察アングルとを、必ずしも合致させる必要がない。
As in the first embodiment, the X-ray
(第3の実施形態)
図8は、第3の実施形態のX線診断装置1の動作例を示すフローチャートである。第3の実施形態では、上述した第1の実施形態又は第2の実施形態によって、透視画像の中心にターゲットが位置するようにして透視画像を拡大した後のX線診断装置1の動作を規定している。
Third Embodiment
8 is a flowchart showing an example of the operation of the X-ray
図8のステップST30~ステップST37は、第1の実施形態のステップST10~ステップST17と同じである。ステップST38では、ステップST37の処理の後に、Cアーム33、及び、寝台20の天板22の少なくとも一方が移動したか否かを判定する。移動していない場合は、引き続き移動の有無をモニタする。
Steps ST30 to ST37 in FIG. 8 are the same as steps ST10 to ST17 in the first embodiment. In step ST38, after the processing of step ST37, it is determined whether or not at least one of the C-
一方、Cアーム33、及び、寝台20の天板22の少なくとも一方が移動したと判定された場合には、ステップST39において、その移動量を算出する。Cアーム33、及び、寝台20の天板22の少なくとも一方が移動した場合、図6左図のFOV、及び、部分画像がターゲットの位置に対して相対的に移動することになる。そこで、算出した移動量が相殺されるように、図6左図のFOVから切り取る部分画像の位置を移動させてやれば、ターゲットの位置が常に中心に位置するようにして透視画像を拡大することができる。
On the other hand, if it is determined that at least one of the C-
このように、第3の実施形態のX線診断装置1によれば、Cアーム33、及び、寝台20の天板22の少なくとも一方が動いた場合であっても、これらの動きに追従させて、拡大後の透視画像の中心にターゲットが常に位置するように拡大処理を行うことができる。
In this way, according to the X-ray
なお、Cアーム33、及び、寝台20の天板22の少なくとも一方の動きにより、ターゲットの位置がFOVの範囲外になる場合には、拡大後の透視画像においても、ターゲットの位置がその範囲外となる。このような場合には、拡大処理を停止する。
If the target position falls outside the FOV due to movement of at least one of the C-
(第4の実施形態)
図9は、第4の実施形態のコンソール10の細部構成例、及び、機能構成例を示すブロック図である。第4の実施形態のX線診断装置1のコンソール10のハードウェア構成は、第1の実施形態と同様に(第2及び第3の実施形態も同様)、操作パネル11、記憶回路12、ディスプレイ13、外部通信I/F14、及び、処理回路15を有している。
Fourth Embodiment
9 is a block diagram showing a detailed configuration example and a functional configuration example of the
一方、第4の実施形態の処理回路15が実現する機能は、第1の実施形態と若干異なっている。図9に示すように、処理回路15は、3次元画像取得機能200、レジストレーション機能201を有している。図9に示すその他の機能、即ち、ターゲット位置検出/指定機能(3次元画像)103、撮影条件設定機能(透視画像)105、透視画像生成機能106、及び、拡大処理機能107の各機能は第1乃至第3の実施形態と同様である。
On the other hand, the functions realized by the
図10は、第4の実施形態のX線診断装置1の動作例を示すフローチャートである。第1~第3の実施形態では、本装置(X線診断装置1)で生成した3次元画像に対してターゲットを指定している。これに対して、第4の実施形態のX線診断装置1では、本装置以外の他の医用画像撮影装置、例えば、X線CT装置、MRI装置、或いは、超音波画像診断装置で収集した同一被検体の3次元画像を、ステップST40で取得する。ステップST40は、3次元画像取得機能200に対応する処理である。
Figure 10 is a flowchart showing an example of the operation of the X-ray
次に、ステップST41でX線透視を開始する。そして、ステップST42において、X線透視によって生成された透視画像と、ステップST40で取得した3次元画像との間での位置合わせ処理、即ち、レジストレーションを実施する。ステップST40では、所望の1方向から透視した2次元の透視画像と3次元画像との間で行う、2D-3Dレジストレーションを行ってもよい。或いは、これに換えて、ステップST40では、複数の方向から透視した複数の透視画像から3次元の透視画像を再構成し、この3次元の透視画像と、ステップST40で取得した3次元画像との間で行う、3D-3Dレジストレーションを行ってもよい。 Next, in step ST41, X-ray fluoroscopy is started. Then, in step ST42, a registration process, i.e., alignment processing, is performed between the fluoroscopic image generated by X-ray fluoroscopy and the three-dimensional image acquired in step ST40. In step ST40, 2D-3D registration may be performed between a two-dimensional fluoroscopic image viewed from a desired direction and a three-dimensional image. Alternatively, in step ST40, a three-dimensional fluoroscopic image may be reconstructed from multiple fluoroscopic images viewed from multiple directions, and 3D-3D registration may be performed between this three-dimensional fluoroscopic image and the three-dimensional image acquired in step ST40.
ステップST40で行われるレジストレーションによって、外部から取得した3次元画像と、本装置で撮影した透視画像との間でのレジストレーション情報、即ち、位置合わせ情報が得られる。 The registration performed in step ST40 provides registration information, i.e., alignment information, between the 3D image acquired from an external source and the fluoroscopic image captured by this device.
次に、ステップST43において、3次元画像に対してターゲットの位置を指定する。そして、ステップST44において、指定されたターゲットの位置と、レジストレーション情報とから、ターゲットの絶対位置を3次元座標(xt, yt, zt)として算出する。ターゲットの絶対位置は、第2の実施形態と同様に、例えば、検査室の室内座標系で表されたターゲットの位置でもよいし、本装置(X線診断装置1)の装置座標系で表されたターゲットの位置でもよい。 Next, in step ST43, the position of the target is specified with respect to the three-dimensional image. Then, in step ST44, the absolute position of the target is calculated as three-dimensional coordinates ( xt , yt , zt ) from the specified target position and the registration information. The absolute position of the target may be, for example, the target position expressed in the room coordinate system of the examination room as in the second embodiment, or the target position expressed in the device coordinate system of this device (X-ray diagnostic device 1).
ステップST45~ステップST46の処理は、第2の実施形態(図7)のステップST25~ステップST27の処理と同じである。具体的には、ステップST45では、ユーザが透視画像をモニタしながらCアーム33を移動させることによって、X線透視の透視角度を調整し、Cアーム33を所望の観察アングルに設定する。ステップST46では、ステップST44で算出されたターゲットの絶対位置、及び、現在のX線透視の撮影条件を用いて、透視画像中の中心に対するターゲット位置を算出し、特定する。そして、ステップST47において、透視画像の中心にターゲットが位置するようにして透視画像を拡大する。
The processing of steps ST45 to ST46 is the same as the processing of steps ST25 to ST27 in the second embodiment (FIG. 7). Specifically, in step ST45, the user adjusts the fluoroscopy angle of the X-ray fluoroscopy by moving the C-
上述したように、第4の実施形態のX線診断装置1によれば、X線CT装置等の本装置以外の医用画像撮影装置で取得した3次元画像を利用して、ターゲットが透視画像の中心に位置するように拡大処理を行うことができる。
As described above, according to the fourth embodiment of the X-ray
以上説明してきたように、各実施形態のX線診断装置は、手技中に撮影されるX線透視画像をリアルタイムで拡大させた場合であっても、観察対象の中心を常に画像の中心に設定することができる。 As described above, the X-ray diagnostic apparatus of each embodiment can always set the center of the observation subject to the center of the image, even when the X-ray fluoroscopic image taken during the procedure is enlarged in real time.
なお、各実施形態の記載における3次元画像取得機能、ターゲット位置検出/指定機能(3次元画像)、透視画像生成機能、拡大処理機能、及び、レジストレーション機能は、夫々、特許請求の範囲の記載における、3次元画像取得部、ターゲット指定部、透視画像生成部、拡大処理部、及び、位置合わせ部の一例である。また、各実施形態の記載における、ターゲット位置検出/指定機能(3次元画像)、及び、撮影条件設定機能(透視画像)は、夫々、特許請求の範囲の記載における、観察アングル設定部、及び、アーム制御部の一例である。また、各実施形態の記載及び図面における「透視画像」との用語、又は、「透視画像」と組み合わせた用語は、特許請求の範囲の記載における「X線画像」との用語、又は、「X線画像」と組み合わせた用語の一例である。 The three-dimensional image acquisition function, target position detection/designation function (three-dimensional image), fluoroscopic image generation function, enlargement processing function, and registration function in the description of each embodiment are examples of the three-dimensional image acquisition section, target designation section, fluoroscopic image generation section, enlargement processing section, and alignment section in the description of the claims, respectively. The target position detection/designation function (three-dimensional image) and shooting condition setting function (fluoroscopic image) in the description of each embodiment are examples of the observation angle setting section and arm control section in the description of the claims, respectively. The term "fluoroscopic image" or a term combined with "fluoroscopic image" in the description and drawings of each embodiment is an example of the term "X-ray image" or a term combined with "X-ray image" in the description of the claims.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are within the scope of the invention and its equivalents as set forth in the claims, as well as the scope and gist of the invention.
1 X線診断装置
10 コンソール
13 ディスプレイ
15 処理回路
20 寝台
33 Cアーム
34 X線源
36 X線検出器
101 3次元画像生成機能
102 3次元画像取得機能
103 ターゲット位置検出/指定機能(3次元画像)
104 撮影条件設定機能(3次元画像)
105 撮影条件設定機能(透視画像)
106 透視画像生成機能
107 拡大処理機能
200 3次元画像取得機能
201 レジストレーション機能
REFERENCE SIGNS
104 Shooting condition setting function (3D image)
105 Shooting condition setting function (fluoroscopic image)
106 Fluoroscopic
Claims (11)
被検体の3次元画像を取得する3次元画像取得部と、
前記3次元画像に対して、観察対象であるターゲットの位置を指定するターゲット指定部と、
前記X線源及びX線検出器を用いたX線撮像によってX線画像を順次生成するX線画像生成部と、
前記3次元画像中の前記ターゲットの位置情報を用いてディスプレイに表示された拡大前の前記X線画像の中心に対するターゲットの位置を特定する工程と、前記ターゲットが前記拡大前の前記X線画像の中心に位置するように前記ディスプレイの表示領域内で平行移動させる平行移動処理を行う工程と、当該平行移動処理後に前記ターゲットが拡大後の前記X線画像の中心に位置するように前記ターゲットの位置を中心にして前記X線画像の拡大処理を行う工程と、の少なくとも3工程を行う拡大処理部と、を備えるX線診断装置。 an arm supporting an X-ray source and an X-ray detector;
a three-dimensional image acquisition unit for acquiring a three-dimensional image of a subject;
a target designation unit that designates a position of a target to be observed in the three-dimensional image;
an X-ray image generating unit that sequentially generates X-ray images by X-ray imaging using the X-ray source and the X-ray detector;
an enlargement processing unit that performs at least three steps of: a step of identifying the position of the target relative to the center of the X-ray image before magnification displayed on a display using position information of the target in the three-dimensional image ; a step of performing a translation process to translate the target within a display area of the display so that the target is located at the center of the X-ray image before magnification ; and a step of performing a enlargement process of the X-ray image centered on the position of the target so that the target is located at the center of the X-ray image after the translation process.
前記X線源及びX線検出器を用いたX線透視の透視角度が、前記観察アングルに合致するように前記アームを制御するアーム制御部と、を備え、
前記ターゲット指定部は、前記3次元画像の投影画像に対して前記ターゲットの位置を指定する、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のX線診断装置。 an observation angle setting unit that sets an observation angle of the target based on a rotation operation of the three-dimensional image by a user, and generates a projected image by projecting the three-dimensional image from the observation angle direction;
an arm control unit that controls the arm so that a fluoroscopy angle of X-ray fluoroscopy using the X-ray source and the X-ray detector matches the observation angle,
The X-ray diagnostic apparatus according to claim 1 , wherein the target designation unit designates a position of the target with respect to a projected image of the three-dimensional image.
前記拡大処理部は、算出した前記3次元座標上の前記ターゲットの位置と、前記X線画像を取得している時の撮影条件を用いて、前記X線画像の中心に対する前記ターゲットの位置を特定することにより、前記ターゲットが拡大後の前記X線画像の中心に位置するように、拡大処理を行う、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のX線診断装置。 the target designation unit calculates the position of the target as three-dimensional coordinates based on the position of the target in the three-dimensional image and on imaging conditions when the three-dimensional image was acquired;
4. The X-ray diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the enlargement processing unit performs enlargement processing so that the target is positioned at the center of the enlarged X-ray image by identifying the position of the target relative to the center of the X-ray image using the calculated position of the target on the three-dimensional coordinates and the shooting conditions when the X-ray image is acquired.
前記他の撮影装置で取得した3次元画像と、本装置で撮影した2次元画像又は3次元画像とを位置合わせする位置合わせ部、をさらに備え、
前記拡大処理部は、前記3次元画像に対して指定されたターゲット位置と、前記位置合わせによって得られる位置合わせ情報とを用いて、前記ターゲットが、拡大後の前記X線画像の中心に位置するように拡大処理を行う、請求項1に記載のX線診断装置。 The three-dimensional image is a three-dimensional image acquired by an imaging device other than the present device,
A positioning unit that aligns a three-dimensional image acquired by the other imaging device with a two-dimensional image or a three-dimensional image captured by the present device,
2. The X-ray diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the enlargement processing unit performs enlargement processing using a target position specified for the three-dimensional image and alignment information obtained by the alignment so that the target is positioned at the center of the enlarged X-ray image.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019035450A JP7465629B2 (en) | 2019-02-28 | 2019-02-28 | X-ray diagnostic equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019035450A JP7465629B2 (en) | 2019-02-28 | 2019-02-28 | X-ray diagnostic equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020137796A JP2020137796A (en) | 2020-09-03 |
JP7465629B2 true JP7465629B2 (en) | 2024-04-11 |
Family
ID=72264015
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019035450A Active JP7465629B2 (en) | 2019-02-28 | 2019-02-28 | X-ray diagnostic equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7465629B2 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010240254A (en) | 2009-04-08 | 2010-10-28 | Toshiba Corp | X-ray diagnostic apparatus |
-
2019
- 2019-02-28 JP JP2019035450A patent/JP7465629B2/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010240254A (en) | 2009-04-08 | 2010-10-28 | Toshiba Corp | X-ray diagnostic apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020137796A (en) | 2020-09-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4709600B2 (en) | X-ray diagnostic apparatus, imaging angle optimization support apparatus, and program | |
JP6822781B2 (en) | Medical diagnostic imaging equipment | |
WO2012049851A1 (en) | Medical image diagnosis device and medical image processing method | |
US9936928B2 (en) | Medical image processing apparatus and X-ray diagnostic apparatus | |
US9888899B2 (en) | X-ray diagnostic apparatus | |
JP2013233413A (en) | X-ray diagnostic apparatus | |
JPWO2010101208A1 (en) | X-ray CT apparatus and tomographic imaging method | |
JP6662390B2 (en) | X-ray equipment | |
JP4226829B2 (en) | X-ray diagnostic apparatus and image processing apparatus | |
JP5606118B2 (en) | X-ray equipment | |
JP2004105643A (en) | X-ray diagnostic equipment | |
JP2004073578A (en) | Medical diagnostic imaging apparatus and photographing supporting device | |
JP3725277B2 (en) | X-ray diagnostic system and X-ray CT scanner | |
JP7465629B2 (en) | X-ray diagnostic equipment | |
JP6382006B2 (en) | X-ray diagnostic apparatus, image processing apparatus, and image processing method | |
US20180160995A1 (en) | Medical image processing apparatus, x-ray diagnostic apparatus, and medical image processing method | |
JP6662943B2 (en) | X-ray diagnostic equipment | |
JP7262968B2 (en) | Medical image processing device, X-ray diagnostic device and medical image processing program | |
JP2019136128A (en) | X-ray diagnostic apparatus | |
US20240127450A1 (en) | Medical image processing apparatus and non-transitory computer readable medium | |
US20230190218A1 (en) | Methods and system for positioning a c-arm | |
JP5689921B2 (en) | X-ray diagnostic apparatus and image processing apparatus | |
US20230200759A1 (en) | Medical image diagnosis apparatus and scanning-range setting method | |
JP2019000302A (en) | Angio ct apparatus | |
JP5865664B2 (en) | Medical image diagnostic apparatus and medical image processing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211222 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221111 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221122 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20230131 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230428 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20230512 |
|
A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20230602 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240119 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240401 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7465629 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |