專利名稱：醫(yī)用圖像處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施方式涉及一種醫(yī)用圖像處理裝置。
背景技術(shù)：
作為導(dǎo)管治療之一，存在針對動脈瘤的彈簧圈治療。在彈簧圈治療中，將導(dǎo)管的前端插入動脈瘤中，從導(dǎo)管的前端放出較細較柔軟的彈簧圈而用彈簧圈填充動脈瘤的內(nèi)部。將導(dǎo)管的前端放置到動脈瘤中的何處在彈簧圈治療中是極 為重要的。因此，通常，使用X射線攝影裝置對動脈瘤附近進行攝影，一邊監(jiān)視在顯示器上顯示的實時的攝影圖像一邊進行治療。在導(dǎo)管治療所使用的X射線攝影裝置中，除了通常的單板的X射線攝影裝置之外，還存在能夠從兩個方向同時進行攝影的雙板型的X射線攝影裝置、具備具有2個X射線焦點的立體X射線管球的X射線攝影裝置、或者使一個X射線管球在被檢體的周圍旋轉(zhuǎn)并進行攝影來生成能夠進行立體視觀察的圖像的X射線攝影裝置(專利文獻I等)等?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻I :日本特開平3-123537號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題通過上述的具備立體X射線管球的X射線攝影裝置、使一個X射線管球在被檢體的周圍旋轉(zhuǎn)并進行攝影的X射線攝影裝置，能夠進行患部的立體視，能夠立體地觀察患部。然而，在頭部中復(fù)雜交織地生長有大量血管。此外，如上所述，在頭部動脈瘤的彈簧圈治療等中，導(dǎo)管的前端的設(shè)置位置變得非常重要，但是以往的立體視圖像并未能夠賦予實施手術(shù)者滿足的進深空間感和立體感。因此，迫切期望一種醫(yī)用圖像處理裝置，即使是復(fù)雜地交織有血管的部位，也能夠提供使實施手術(shù)者容易掌握動脈瘤等患部及其周圍的血管的前后左右的位置關(guān)系而有助于進行正確無誤的導(dǎo)管操作的立體圖像。用于解決課題的手段實施方式的醫(yī)用圖像處理裝置的特征在于，具備攝影部，從兩個方向?qū)疾窟M行X射線攝影；透視圖像生成部，根據(jù)從上述攝影部輸出的攝影信號，生成與上述兩個方向?qū)?yīng)的兩個X射線透視圖像；繪制圖像生成部，對預(yù)先取得的三維圖像數(shù)據(jù)所包含的上述患部，以與上述X射線透視圖像的攝影相同的X射線幾何形狀從兩個方向進行投影，生成兩個患部繪制圖像；以及圖像合成部，將對應(yīng)方向的上述X射線透視圖像和上述患部繪制圖像分別合成，生成與上述兩個方向?qū)?yīng)的兩個視差方向的合成視差圖像，并將生成的兩個上述合成視差圖像向3D顯示器裝置輸出。


圖I是表示第一實施方式的醫(yī)用圖像處理裝置的結(jié)構(gòu)例的框圖。圖2是表示第一實施方式的醫(yī)用圖像處理裝置的動作例的流程圖。圖3是表示三維圖像數(shù)據(jù)生成的處理例的流程圖。圖4是說明立體X射線管球方式的X射線幾何形狀的圖。圖5是說明在攝影時使用的X射線幾何形狀和繪圖使用的相同的X射線幾何形狀之間的關(guān)系的圖。圖6是說明第一實施方式的合成視差圖像的生成概念的圖。圖7是表示第二實施方式的醫(yī)用圖像處理裝置的結(jié)構(gòu)例的框圖。 圖8是表示第二實施方式的醫(yī)用圖像處理裝置的動作例的流程圖。圖9是說明雙板方式的X射線幾何形狀的圖。圖10是表示第三實施方式的醫(yī)用圖像處理裝置的結(jié)構(gòu)例的框圖。圖11是表示第三實施方式的醫(yī)用圖像處理裝置的動作例的流程圖。圖12是說明使用掩模圖像僅提取治療器件的治療器件圖像的生成方法的圖。圖13是說明第三實施方式的合成視差圖像的生成概念的圖。圖14是表示第四實施方式的醫(yī)用圖像處理裝置的結(jié)構(gòu)例的框圖。圖15是說明第四實施方式的第一 X射線幾何形狀和繪圖使用的第二 X射線幾何形狀之間的關(guān)系的圖。圖16是表示第四實施方式的醫(yī)用圖像處理裝置的動作例的流程圖。圖17是說明使用兩個方向的治療器件圖像來生成三維器件圖像數(shù)據(jù)，進而生成器件繪制圖像的方法的圖。圖18是說明第四實施方式的合成視差圖像的生成概念的圖。圖19是表示第五實施方式的醫(yī)用圖像處理裝置的動作例的流程圖。圖20是說明第五實施方式的第一 X射線幾何形狀和繪圖使用的第二 X射線幾何形狀之間的關(guān)系的圖。
具體實施例方式以下，根據(jù)

本發(fā)明的實施方式。(I)第一實施方式圖I是表示第一實施方式的醫(yī)用圖像處理裝置I的結(jié)構(gòu)例的框圖。醫(yī)用圖像處理裝置I構(gòu)成為，具備攝影部10、X射線透視圖像生成部20、繪制圖像生成部30、圖像合成部40、減法部80、三維圖像數(shù)據(jù)重構(gòu)部81以及三維圖像數(shù)據(jù)保存部82等。第一實施方式的攝影部10為立體X射線管球方式。具有第一及第二這兩個X射線焦點，用一個X射線檢測部來檢測分別切換第一及第二X射線焦點的同時出射的X射線，從兩個方向?qū)疾窟M行X射線透視攝影。X射線透視圖像生成部20根據(jù)從攝影部10輸出的攝影信號生成與兩個方向?qū)?yīng)的兩個X射線透視圖像。繪制圖像生成部30將三維圖像數(shù)據(jù)保存部82所保存的三維圖像數(shù)據(jù)，以與攝影部10的X射線透視圖像的攝影相同的X射線幾何形狀從兩個方向進行投影，生成兩個體繪制圖像。三維圖像數(shù)據(jù)是包含相同患者的患部的三維體數(shù)據(jù)，是在X射線透視圖像的攝影前預(yù)先取得的數(shù)據(jù)。體繪制圖像含有患部的圖像數(shù)據(jù)，因此有時也稱為患部繪制圖像。圖像合成部40將對應(yīng)方向的X射線透視圖像和體繪制圖像分別合成而生成與兩個方向?qū)?yīng)的兩個視差方向的合成視差圖像，并將生成的兩個合成視差圖像向3D顯示器裝置100輸出。3D顯示器裝置100可以是眼鏡方式的3D顯示器，也可以是不需要專用眼鏡的裸眼方式的3D顯示器。在眼鏡方式的情況下，利用帶有偏光濾光片的眼鏡或帶有液晶快門的眼鏡，將從圖像合成部40輸出的兩個合成視差圖像(I )、(2)即左視差用圖像和右視差用圖像這兩個視差圖像進行分離，由此對觀察者賦予立體物的進深感。在裸眼方式的3D顯示器的情況下，利用被稱為雙凸透鏡的柱面透鏡，將左視差用
圖像和右視差用圖像這兩個視差圖像、或者通過將兩個視差圖像合成后在多視差(例如9視差)方向上進行分解而成的多視差圖像，向多個視差方向進行分配。結(jié)果，即使沒有專用眼鏡也能夠?qū)τ^察者賦予立體物的進深感。此外，在裸眼方式的3D顯示器的情況下，在觀察者圍繞顯示器裝置移動時，能夠給觀察者宛如圍繞實際的立體物進行觀察那種立體感。減法部80及三維圖像數(shù)據(jù)重構(gòu)部81的動作后述。利用圖2的流程圖對如上述那樣構(gòu)成的醫(yī)用圖像處理裝置I的詳細動作進行說明。在步驟STl中，生成血管三維圖像數(shù)據(jù)，并保存到三維圖像數(shù)據(jù)保存部82。圖3是表示步驟STl的細節(jié)動作的流程圖。在圖3的步驟STlO中，在向患者注入造影劑之前，使X射線管球圍繞患者旋轉(zhuǎn)，連續(xù)地拍攝患者的透視圖像。然后，圍繞無造影劑的狀態(tài)的患者取得X射線透視圖像(步驟STiDo接下來，向患者注入造影劑(步驟ST12)，使X射線管球圍繞患者旋轉(zhuǎn)(步驟ST13)，這次圍繞有造影劑的狀態(tài)的患者取得X射線透視圖像(步驟ST14)。接下來，對取得的無/有造影劑的X射線透視圖像進行減法，生成圍繞患者的減法圖像(步驟ST15)。通過減法使血管以外的實質(zhì)部相抵消，因此減法圖像成為僅提取了血管的圖像。接下來，重構(gòu)所生成的圍繞患者的減法圖像，重構(gòu)僅提取了血管的血管三維圖像數(shù)據(jù)(步驟ST16)。重構(gòu)的算法不特別限定，例如使用由Feldkamp等提出的帶加權(quán)的FilteredBackprojection法。然后,將重構(gòu)的血管三維圖像數(shù)據(jù)保存到三維圖像數(shù)據(jù)保存部82 (步驟ST17)。此外，血管三維圖像數(shù)據(jù)也可以如上述那樣使用主裝置的攝影部10來取得，但是也可以使用其他方式、例如X射線CT裝置、MRI裝置200來預(yù)先取得。上述各步驟中的、步驟ST11、ST14及ST15的處理由上述的減法部80進行。此外，步驟ST16的處理由三維圖像數(shù)據(jù)重構(gòu)部81進行。返回圖2，在步驟ST2中，從攝影部10取得使用立體X射線管球?qū)疾窟M行透視攝影時的X射線幾何形狀信息，并發(fā)送給繪制圖像生成部30。圖4 (a)、(b)是說明立體X射線管球方式的X射線幾何形狀的圖。所謂X射線幾何形狀，如圖4 (b)所示，是從兩個X射線管球的焦點I、焦點2和患部中心(等中心)穿過的2條X射線中心軌跡交叉時的交叉角Θ、交叉位置及放大率等所確定出的幾何學(xué)位置關(guān)系O
在圖2的步驟ST3中，以與透視攝影時相同的X射線幾何形狀，將所保存的血管三維圖像數(shù)據(jù)從兩個方向進行投影，生成兩個患部繪制圖像(1)、(2)。圖5 (b)是示意地表示兩個患部繪制圖像的生成的情況的圖?；疾坷L制圖像的生成由繪制圖像生成部30進行。所生成的患部繪制圖像保存在繪制圖像生成部30內(nèi)的適當(dāng)?shù)拇鎯ζ髦小Ｔ趫D6的中央，示出了僅提取了頭部的血管的患部繪制圖像(I)(左視差用)和患部繪制圖像(右視差用)(2)的示意性圖像。若醫(yī)師使導(dǎo)管等治療器件向患部例如頭部的動脈瘤為止的移動開始(步驟ST4)，則在治療中持續(xù)地取得生成基于所設(shè)定的X射線幾何形狀的來自兩個方向的X射線透視攝影圖像(步驟ST5)。圖5 (a)是說明從兩個方向拍攝X射線透視攝影圖像(1)、(2)的狀況的圖。此外，在圖6的左側(cè)，例示出了使導(dǎo)管的前端移動到了動脈瘤的位置時的X射線透視圖像(I)(左視差用)和X射線透視圖像(2)(右視差用)的示意性圖像。X射線透視攝影圖像的生成由X射線透視圖像生成部20進行。
·
在步驟ST6中，如圖6所示，將來自兩個方向的兩個X射線透視攝影圖像(1)、(2)與以相同的X射線幾何形狀投影的兩個患部繪制圖像(I)、(2)按方向進行合成，生成兩個方向的合成視差圖像。合成視差圖像的生成由圖像合成部40進行。圖像合成部40將所生成的兩個方向的合成視差圖像向3D顯示器裝置100輸出，在3D顯示器裝置100上對合成圖像進行3D顯示(步驟ST7)。在通過醫(yī)師等的操作而使X射線幾何形狀發(fā)生了變更的情況下，返回步驟ST2，在沒有變更的情況下結(jié)束處理(步驟ST8)。根據(jù)第一實施方式的醫(yī)用圖像處理裝置1，即使在血管的生長復(fù)雜的頭部動脈瘤等的治療中，也由于立體X射線管球的左右的視差方向的X射線透視圖像、和以與X射線透視攝影相同的X射線幾何形狀對頭部的三維血管圖像進行投影而得的繪制圖像在重疊的狀態(tài)下被顯示于3D顯示器裝置100，因此即使在血管的生長復(fù)雜的頭部動脈瘤等的彈簧圈治療中也能夠容易并且正確地進行導(dǎo)管等的操作。(2)第二實施方式圖7是表示第二實施方式的醫(yī)用圖像處理裝置Ia的結(jié)構(gòu)例的框圖。第二實施方式的攝影部IOa通過雙板方式從兩個方向?qū)疾窟M行X射線透視攝影。如圖9 (a)所示，雙板方式的攝影部IOa具有F側(cè)(Front側(cè)前側(cè))和L側(cè)(Lateral側(cè)側(cè)位側(cè))的兩個臂，在各個臂上分別設(shè)置有F側(cè)X射線管球和F側(cè)X射線檢測部、L側(cè)X射線管球和L側(cè)X射線檢測部。在通過雙板方式的攝影部IOa對患部進行立體攝影的情況下，使F側(cè)X射線管球與L側(cè)X射線管球僅可能接近而盡量較小地設(shè)定視差角度。圖8是表示第二實施方式的醫(yī)用圖像處理裝置Ia的動作例的流程圖。在步驟ST20中，使X射線管球圍繞患者旋轉(zhuǎn)而生成并保存血管三維圖像數(shù)據(jù)?；镜奶幚砹鞒膛c第一實施方式的步驟STio ST17 (圖3)相同，但是圍繞患者旋轉(zhuǎn)的臂優(yōu)選為F側(cè)或L側(cè)的任一方。步驟ST21 ST23的處理與第一實施方式同樣，但如圖9 (b)所示，第二實施方式的X射線幾何形狀依賴于F側(cè)臂與L側(cè)臂之間的位置關(guān)系來決定。步驟ST24及步驟ST26的處理是雙板方式中固有的處理。在為立體X射線管球方式的情況下，X射線管球為左右2個而X射線檢測部為I個，因此左右的X射線管球交替地進行接通、斷開。換句話說，在一個X射線管球接通時，另一個X射線管球斷開。與此相對，雙板方式的通常的攝影中，使F側(cè)和L側(cè)各自的X射線管球同時接通。因此，由F側(cè)的X射線管球引起的散射線被L側(cè)的X射線檢測部檢測到，反之由L側(cè)的X射線管球引起的散射線被F側(cè)的X射線檢測部檢測到。步驟ST24及步驟ST26是用于消除散射線的影響的處理。在步驟ST24中，對在僅使F側(cè)的X射線管球接通時由L側(cè)的X射線檢測部檢測到的信號進行平均而求出L側(cè)的散射線數(shù)據(jù)。接下來，對在僅使L側(cè)的X射線管球接通時由F側(cè)的X射線檢測部檢測到的信號進行平均而求出F側(cè)的散射線數(shù)據(jù)。該處理由X射線透視圖像生成部20a進行，求出的L側(cè)和F側(cè)的散射線數(shù)據(jù)被適當(dāng)?shù)乇４娴酱鎯ζ髦小２襟EST24的處理進行攝影開始之后的規(guī)定期間、例如I幀量的期間即可。若散射線數(shù)據(jù)的取得結(jié)束，則在步驟ST25中，開始基于所設(shè)定的X射線幾何形狀的X射線透視攝影，持續(xù)取得治療中的X射線透視圖像。在該透視攝影中，F(xiàn)側(cè)和L側(cè)的X射線管球同時接通，因此受到散射線的影響。 因此，在步驟ST26中，從取得的X射線透視圖像中減去所保存的散射線數(shù)據(jù)，從而去除了散射線的影響。步驟ST27 ST29的處理與第一實施方式同樣，如圖6所示，左右的X射線透視圖像(I)、(2)和患部繪制圖像(I)、(2)被按方向進行合成，在3D顯示器裝置100上立體顯示患部的圖像。根據(jù)第二實施方式的醫(yī)用圖像處理裝置la，即使在雙板方式的透視攝影中，也與第一實施方式同樣，由于由F側(cè)和L側(cè)的兩個立體X射線管球得到的左右的視差方向的X射線透視圖像、和以與X射線透視攝影相同的X射線幾何形狀對頭部的三維血管圖像進行投影而得的繪制圖像在重疊的狀態(tài)下顯示在3D顯示器裝置100上，因此即使在血管的生長復(fù)雜的頭部動脈瘤等的彈簧圈治療中，也能夠容易且正確地進行導(dǎo)管等的操作。(3)第三實施方式圖10是表示第三實施方式的醫(yī)用圖像處理裝置Ib的結(jié)構(gòu)例的框圖。第三實施方式的醫(yī)用圖像處理裝置Ib中，具有掩模圖像(Mask Image)生成部50和減法部52，來代替第一、第二實施方式中的X射線透視圖像生成部20、20a。圖11是表示第三實施方式的醫(yī)用圖像處理裝置Ib的動作例的流程圖。此外，在第三實施方式中，立體X射線管球方式和雙板方式的處理幾乎相同，因此使用共用的框圖(圖10)和流程圖(圖11)進行說明。圖11的從步驟ST30至步驟ST32的處理與第一、第二實施方式相同，因此省略說明。在步驟ST33中，在將導(dǎo)管等治療器件向患者插入之前，取得基于所設(shè)定的X射線幾何形狀的來自兩個方向的X射線透視攝影圖像而生成掩模圖像。掩模圖像例如對相同方向的多個X射線透視攝影圖像的像素值進行平均而生成。掩模圖像如圖12的中央所示那樣，是僅拍攝了血管、動脈瘤周圍的實質(zhì)部而得到的圖像，不包含導(dǎo)管等治療器件。掩模圖像的生成由掩模圖像生成部50進行。所生成的左右的視差方向的掩模圖像(I)、(2)保存在掩模圖像生成部50內(nèi)的適當(dāng)?shù)拇鎯ζ髦小ｉ_始治療后，導(dǎo)管等治療器件朝向患部移動(步驟ST34)，在該期間，持續(xù)地取得基于所設(shè)定的X射線幾何形狀的來自兩個方向的X射線透視攝影圖像(步驟ST35)。在此時取得的X射線透視攝影圖像中，如圖12的左側(cè)所示那樣，除了血管、動脈瘤周圍的實質(zhì)部以夕卜，還含有導(dǎo)管等治療器件。在步驟ST36中，從持續(xù)取得的X射線透視攝影圖像(I )、(2)中依次減去之前保存的掩模圖像(I)、(2)。通過減法，從所取得的X射線透視攝影圖像中除去血管、動脈瘤周圍的實質(zhì)部，并如圖12的右側(cè)所示那樣，生成僅提取了治療器件的治療器件圖像(1)、(2)。步驟ST35及步驟ST36的處理由減法部52進行。在步驟ST37中，如圖13所示，將所生成的治療器件圖像(I)、(2)、和在步驟ST32中生成并保存的患部繪制圖像(1)、(2)分別合成。然后，將合成視差圖像向3D顯示器裝置100輸出而進行3D顯示(步驟ST38)。在通過醫(yī)師等的操作而變更了 X射線幾何形狀的情況下，返回步驟ST31 (步驟ST39)。根據(jù)第三實施方式的醫(yī)用圖像處理裝置lb，僅提取了導(dǎo)管等治療器件的形狀及其運動的治療器件圖像與患部繪制圖像合成而顯示，因此除了第一、第二實施方式的效果之夕卜，治療器件的運動的視覺辨認變得容易，器件的操作性及治療的精度得以提高。此外，僅 靠通過減法而得到的治療器件圖像是不能夠識別出與治療對象的血管之間的位置關(guān)系的，但是通過將治療器件圖像和患部繪制圖像進行合成，就不會產(chǎn)生這種不良情況。(4)第四實施方式圖14是表示第四實施方式的醫(yī)用圖像處理裝置Ic的結(jié)構(gòu)例的框圖。第四實施方式的攝影部IOa通過立體X射線管球方式從兩個方向?qū)疾窟M行X射線透視攝影。第四實施方式的醫(yī)用圖像處理裝置Ic構(gòu)成為，除了第三實施方式的結(jié)構(gòu)(圖10)之外，還具有幾何形狀變換部60、用戶界面62、重構(gòu)部70及第一繪制圖像生成部90。此外，第二繪制圖像生成部30與圖10的繪制圖像生成部30實質(zhì)相同。在第四實施方式中，將X射線透視攝影時使用的幾何形狀(第一 X射線幾何形狀)變換為與其不同的第二 X射線幾何形狀，使用該第二 X射線幾何形狀對血管三維圖像數(shù)據(jù)進行投影，生成從兩個方向觀察的患部繪制圖像。此外，將在第三實施方式中用于3D顯示的來自兩個方向的治療器件圖像先變換為三維圖像數(shù)據(jù)(以下稱為器件3D圖像數(shù)據(jù))，再對該器件3D圖像數(shù)據(jù)相同地使用第二X射線幾何形狀來進行投影，生成器件繪制圖像。然后，將都是以第二X射線幾何形狀從兩個方向進行投影(繪制)而得到的器件繪制圖像和患部繪制圖像合成，并向3D顯示器裝置100輸出。圖15是示意地表示在實際的X射線透視攝影中使用的第一 X射線幾何形狀(圖15(a))與在第四實施方式的繪制圖處理中使用的第二 X射線幾何形狀(圖15 (b))之間的關(guān)系的圖。第四實施方式中使用的第二 X射線幾何形狀如圖15(b)所示，使患部與視點(相當(dāng)于X射線管球的焦點)之間的距離(交叉位置)比實際攝影中的患部與X射線管球的焦點之間的距離小。換句話說，在第二X射線幾何形狀中，使兩個X射線中心軌跡的交叉角Θ比第一 X射線幾何形狀時更大，使放大率也比第一 X射線幾何形狀的放大率更大。第二 X射線幾何形狀與第一X射線幾何形狀相比，是更接近且更放大地觀察患部的幾何形狀。結(jié)果，在將導(dǎo)管的前端設(shè)置到動脈瘤中那種情況下，容易識別出導(dǎo)管前端的進深方向的位置偏移。圖16是表示第四實施方式的醫(yī)用圖像處理裝置Ic的動作例的流程圖。步驟ST40和步驟ST41的處理與步驟ST30及步驟ST31 (圖11)相同。在步驟ST42中判斷是精細模式還是觀測模式。精細模式和觀測模式基于醫(yī)師等對用戶界面62的操作來設(shè)定。精細模式是在更接近且更放大地觀察患部時設(shè)定的模式。設(shè)定了詳細模式時，在步驟ST43中，設(shè)定具有比第一 X射線幾何形狀的交叉角更大的交叉角的第二 X射線幾何形狀。使用第二 X射線幾何形狀進行投影而得的圖像，是能夠比通常更接近地觀察患部的高精度的圖像，但若長時間注視該圖像則會給觀察者帶來疲勞感。因此，在這種情況下，構(gòu)成為能夠從詳細模式向觀察模式進行切換。在觀察模式中設(shè)定了具有與第一X射線幾何形狀的交叉角相同、或者更小的交叉角的第二 X射線幾何形狀(步驟ST44)。步驟ST43或者步驟ST44所設(shè)定的第二 X射線幾何形狀，在步驟ST45以后的處理中被使用。
此外，在圖16的流程圖中，作為第二 X射線幾何形狀，例示了詳細模式和觀察模式這兩種的切換，但也可以構(gòu)成為，能夠經(jīng)由用戶界面62詳細地或多階段地進行設(shè)定。在步驟ST45中，將所保存的血管三維圖像數(shù)據(jù)以第二 X射線幾何形狀從兩個方向進行投影，生成從兩個方向觀察的患部繪制圖像。在選擇了詳細模式的情況下，生成圖18的左側(cè)所示那樣的患部被放大的患部繪制圖像。從步驟ST46到步驟ST49的處理與第三實施方式的從步驟ST33到步驟ST36 (圖11)的處理相同，使用掩模圖像依次生成兩個方向的僅提取了治療器件的治療器件圖像。在步驟ST50中，根據(jù)從兩個方向觀察治療器件的治療器件圖像(I)、(2)，重構(gòu)三維器件圖像數(shù)據(jù)。圖18中央左側(cè)的圖是示意地表示重構(gòu)后的三維器件圖像數(shù)據(jù)的圖。根據(jù)治療器件圖像(I)、(2)，能夠?qū)?dǎo)管等治療器件檢測為兩個方向的線狀成分。因此，根據(jù)這兩個方向的線狀成分能夠?qū)⒕€狀形狀重構(gòu)為三維數(shù)據(jù)。作為重構(gòu)的方法，具有根據(jù)兩個方向的線狀成分的位置關(guān)系來幾何學(xué)地重構(gòu)三維數(shù)據(jù)的方法。此夕卜，也可以使用公知文獻(“Reconstruction of bloodvessels from an insufficientnumber of projectionsobtained from venography，，，Satoru Ohishi et al, OpticalCommunications 102 (1993) 425-431)中記載的帶有先驗信息(prior information)的逐次逼近重構(gòu)法。作為先驗信息，能夠使用如果連續(xù)則是信號的可能性較高這樣的信號的三維連續(xù)性、體積較小一方接近于導(dǎo)管等治療器件這樣的體積信息。此外，不一定需要重構(gòu)治療器件整體的圖像，也可以僅重構(gòu)導(dǎo)管的前端。此外，也可以代替導(dǎo)管的前端而提取在前端部設(shè)置的標(biāo)志，重構(gòu)該標(biāo)志。三維器件圖像數(shù)據(jù)的生成由重構(gòu)部70進行。在步驟ST51中，將三維器件圖像數(shù)據(jù)以第二 X射線幾何形狀從兩個方向進行投影(即進行體繪制)，生成兩個方向的器件繪制圖像(1)、(2)。此時，若設(shè)定了精細模式，則如圖17的右側(cè)所示那樣，與以第一 X射線幾何形狀觀察的治療器件圖像相比，生成與治療器件更接近的、被放大的器件繪制圖像(I)、( 2 )。在步驟ST52中，來自兩個方向的器件繪制圖像和患部繪制圖像被按方向被合成，生成兩個方向的合成視差圖像。所生成的合成視差圖像被向3D顯示器裝置100輸出，并在此進行3D顯示。圖18是表示設(shè)定為精細模式時的合成視差圖像的生成概念的圖。在精細模式中使用的第二 X射線幾何形狀是使患部與視點接近的幾何形狀，因此患部繪制圖像、器件繪制圖像都成為被放大的圖像。該放大不僅是二維平面上的放大，是還反映了患部的進深方向的信息的放大。因此，能夠比通常更接近地觀察患部，能夠進行精度較高的治療。(5)第五實施方式
第五實施方式與第四實施方式類似，但是不同點為1)作為攝影部不使用立體X射線管球方式而使用雙板方式；2)將第一 X射線幾何形狀的交叉角設(shè)定為比較大地進行X射線透視攝影，另一方面，將第二X射線幾何形狀的交叉角設(shè)定為比第一X射線幾何形狀的交叉角小。圖19是表示第五實施方式的動作例的流程圖。與第四實施方式的流程圖的不同點是步驟ST61及步驟ST62。步驟ST60與第四實施方式的步驟ST40相同，從步驟ST63到步驟ST72與第四實施方式的從步驟ST45到步驟ST54相同，因此省略說明。在步驟ST61中，取得在雙板方式的F側(cè)和L側(cè)的臂對患部進行X射線透視攝影中使用的第一 X射線幾何形狀信息。在此，第一 X射線幾何形狀的X射線中心軌跡的交叉角Θ I被設(shè)定為比較大的值、例如45度以上且小于90度的范圍(參照圖20 (a))。另一方面，在步驟ST62中，設(shè)定具有比第一 X射線幾何形狀的交叉角小的交叉角的第二 X射線幾何形狀?！?br> 在第五實施方式中，通過交叉角較大的第一 X射線幾何形狀進行患部的X射線透視攝影，因此能夠高精度地取得攝影時的患部的角度信息。然而，若將該較大的交叉角直接作為視差角來進行投影而生成繪制圖像并進行3D顯示，則觀察者的負擔(dān)變大，容易疲勞。因此，使用將交叉角設(shè)定為比攝影時小的第二X射線幾何形狀來生成器件繪制圖像和患部繪圖，并向3D顯示器裝置100輸出將該器件繪制圖像和患部繪圖合成后的合成視差圖像。結(jié)果，能夠不給觀察者帶來負擔(dān)地顯示具有高精度的角度信息的3D顯示圖像。此外，在該實施例中，作為第二 X射線幾何形狀，可以進行詳細模式和觀察模式這兩種的切換，此外也可以構(gòu)成為，能夠經(jīng)由用戶界面62詳細地或多階段進行設(shè)定。如以上說明的那樣，根據(jù)各實施方式的醫(yī)用圖像處理裝置，即使是血管復(fù)雜地交織的部位，也能夠提供使實施手術(shù)者容易掌握動脈瘤等患部及其周圍的血管的前后左右的位置關(guān)系而有助于進行正確無誤的導(dǎo)管操作的立體圖像。說明了本發(fā)明的幾個實施方式，但這些實施方式僅作為例子提示，不意圖限定發(fā)明的范圍。這些新實施方式能夠以其他各種方式實施，在不脫離發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)，能夠進行各種省略、置換、變更。這些實施方式及其變形也包含于發(fā)明范圍及其宗旨內(nèi)，并且包含在權(quán)利要求書的發(fā)明及其等同的范圍內(nèi)。附圖標(biāo)記的說明I醫(yī)用圖像處理裝置10攝影部20X射線透視圖像生成部30繪制圖像生成部(第二繪制圖像生成部)40圖像合成部50掩模圖像生成部52減法部60幾何形狀變換部70重構(gòu)部82三維圖像數(shù)據(jù)保存部90第一繪制圖像生成部
權(quán)利要求
1.ー種醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在于，具備 攝影部，從兩個方向?qū)疾窟M行X射線攝影； 透視圖像生成部，根據(jù)從上述攝影部輸出的攝影信號，生成與上述兩個方向?qū)?yīng)的兩個X射線透視圖像； 繪制圖像生成部，對預(yù)先取得的三維圖像數(shù)據(jù)所包含的上述患部，以與上述X射線透視圖像的攝影相同的X射線幾何形狀從兩個方向進行投影，生成兩個患部繪制圖像；以及 圖像合成部，將對應(yīng)方向的上述X射線透視圖像和上述患部繪制圖像分別合成，生成與上述兩個方向?qū)?yīng)的兩個視差方向的合成視差圖像，并將所生成的兩個上述合成視差圖像向3D顯示器裝置輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在干， 上述X射線幾何形狀是由上述兩個方向的X射線中心軌跡的交叉角、上述兩個方向的X射線中心軌跡的交叉位置及上述兩個方向的X射線攝影各自的放大率確定的幾何學(xué)位置關(guān)系。
3.如權(quán)利要求1所述的醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在干， 上述攝影部由立體管球方式構(gòu)成，該立體管球方式中，具有第一及第ニ X射線焦點，用ー個X射線檢測部來檢測分別切換上述第一及第ニ X射線焦點的同時出射的X射線。
4.如權(quán)利要求1所述的醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在干， 上述攝影部由雙板方式構(gòu)成，該雙板方式中，具備能夠獨立旋轉(zhuǎn)的第一及第ニ臂，上述第一臂具有第一 X射線管球和第一 X射線檢測部，上述第二臂具有第二 X射線管球和第二X射線檢測部。
5.如權(quán)利要求4所述的醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在干， 上述透視圖像生成部取得在僅使上述第二 X射線管球接通時由上述第一 X射線檢測部檢測到的第一散射線數(shù)據(jù)和在僅使上述第一X射線管球接通時由上述第二X射線檢測部檢測到的第二散射線數(shù)據(jù)，并且，從上述第一及第ニ臂同時攝影的第一及第ニ攝影信號中減去上述第一及第ニ散射線數(shù)據(jù)，生成上述兩個X射線透視圖像， 上述圖像合成部對上述兩個患部繪制圖像和減去了上述第一及第ニ散射線數(shù)據(jù)的上述兩個X射線透視圖像分別進行合成。
6.ー種醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在于，具備 攝影部，從兩個方向?qū)疾窟M行X射線攝影； 掩模圖像生成部，在使治療上述患部的器件向上述患部接近之前，對上述患部進行攝影而生成與上述兩個方向?qū)?yīng)的第一及第ニ掩模圖像； 減法處理部，ー邊使上述器件向上述患部接近ー邊對上述患部進行攝影而生成與上述兩個方向?qū)?yīng)的第一及第ニ X射線透視圖像，從所生成的上述第一及第ニ X射線透視圖像中減去上述第一及第ニ掩模圖像，生成提取了上述器件的運動的第一及第ニ治療器件圖像； 繪制圖像生成部，對預(yù)先取得的三維圖像數(shù)據(jù)所包含的上述患部，以與上述第一及第ニ X射線透視圖像的攝影相同的X射線幾何形狀從兩個方向進行投影，生成第一及第ニ患部繪制圖像；以及 圖像合成部，將對應(yīng)方向的上述第一及第ニ治療器件圖像和上述第一及第ニ患部繪制圖像分別合成，生成與上述兩個方向?qū)?yīng)的兩個視差方向的合成視差圖像，并將生成的兩個上述合成視差圖像向3D顯示器裝置輸出。
7.如權(quán)利要求6所述的醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在干， 上述X射線幾何形狀是由上述兩個方向的X射線中心軌跡的交叉角、上述兩個方向的X射線中心軌跡的交叉位置及上述兩個方向的X射線攝影各自的放大率確定的幾何學(xué)位置關(guān)系。
8.如權(quán)利要求6所述的醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在干， 上述攝影部由立體管球方式構(gòu)成，該立體管球方式中，具有第一及第ニ X射線焦點，用ー個X射線檢測部來檢測分別切換上述第一及第ニ X射線焦點的同時出射的X射線。
9.如權(quán)利要求6所述的醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在干， 上述攝影部由雙板方式構(gòu)成，該雙板方式中，具備能夠獨立旋轉(zhuǎn)的第一及第ニ臂，上述第一臂具有第一 X射線管球和第一 X射線檢測部，上述第二臂具有第二 X射線管球和第二X射線檢測部， 第一、第二掩模圖像及上述第一、第二 X射線透視圖像是使上述第一、第二 X射線管球同時接通而攝影到的。
10.ー種醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在于，具備 攝影部，從兩個方向?qū)疾窟M行X射線攝影； 掩模圖像生成部，在使治療上述患部的器件向上述患部接近之前，對上述患部進行攝影而生成與上述兩個方向?qū)?yīng)的第一及第ニ掩模圖像； 減法處理部，ー邊使上述器件向上述患部接近ー邊對上述患部進行攝影而生成與上述兩個方向?qū)?yīng)的第一及第ニ X射線透視圖像，從所生成的上述第一及第ニ X射線透視圖像中減去上述第一及第ニ掩模圖像，生成提取了上述器件的運動的第一及第ニ治療器件圖像； 重構(gòu)部，根據(jù)上述第一及第ニ治療器件圖像，將上述器件的圖像重構(gòu)為三維數(shù)據(jù)，生成三維器件圖像數(shù)據(jù)； 第一繪制圖像生成部，對上述三維器件圖像數(shù)據(jù)，以與攝影上述第一及第ニ X射線透視圖像時的第一 X射線幾何形狀不同的第二 X射線幾何形狀從兩個方向進行投影，生成第一及第ニ器件繪制圖像； 第二繪制圖像生成部，對預(yù)先取得的三維圖像數(shù)據(jù)所包含的上述患部，以上述第二 X射線幾何形狀從兩個方向進行投影，生成第一及第ニ患部繪制圖像；以及 圖像合成部，將對應(yīng)方向的上述第一及第ニ器件繪制圖像和上述第一及第ニ患部繪制圖像分別合成，生成與上述兩個方向?qū)?yīng)的兩個視差方向的合成視差圖像，并將所生成的兩個上述合成視差圖像向3D顯示器裝置輸出。
11.如權(quán)利要求10所述的醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在干， 上述第一及第ニ X射線幾何形狀是包含上述兩個方向的X射線中心軌跡的交叉角的幾何學(xué)位置關(guān)系， 上述第二 X射線幾何形狀中的上述交叉角比上述第一 X射線幾何形狀中的上述交叉角大。
12.如權(quán)利要求11所述的醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在干，上述攝影部由立體管球方式構(gòu)成，該立體管球方式中，具有第一及第ニ X射線焦點，用ー個X射線檢測部來檢測分別切換上述第一及第ニ X射線焦點的同時出射的X射線。
13.如權(quán)利要求10所述的醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在干， 上述第一及第ニ X射線幾何形狀是包含上述兩個方向的X射線中心軌跡的交叉角的幾何學(xué)位置關(guān)系， 上述第一 X射線幾何形狀中的上述交叉角比上述第二 X射線幾何形狀中的上述交叉角大。
14.如權(quán)利要求13所述的醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在干， 上述攝影部由雙板方式構(gòu)成，該雙板方式中，具備能夠獨立旋轉(zhuǎn)的第一及第ニ臂，上述第一臂具有第一 X射線管球和第一 X射線檢測部，上述第二臂具有第二 X射線管球和第二X射線檢測部， 第一、第二掩模圖像及上述第一、第二 X射線透視圖像是使上述第一、第二 X射線管球同時接通而攝影到的。
15.如權(quán)利要求10所述的醫(yī)用圖像處理裝置，其特征在干， 上述第一及第ニ X射線幾何形狀是包含上述兩個方向的X射線中心軌跡的交叉角的幾何學(xué)位置關(guān)系， 上述第二 X射線幾何形狀中的交叉角能夠通過用戶操作而與和上述第一 X射線幾何形狀中的交叉角相同的交叉角及更大的交叉角之間交替地進行切換。
全文摘要
本發(fā)明的實施方式的醫(yī)用圖像處理裝置的特征在于，具備攝影部，從兩個方向?qū)疾窟M行X射線攝影；透視圖像生成部，根據(jù)從上述攝影部輸出的攝影信號，生成與上述兩個方向?qū)?yīng)的兩個X射線透視圖像；繪制圖像生成部，對預(yù)先取得的三維圖像數(shù)據(jù)所包含的上述患部，以與上述X射線透視圖像的攝影相同的X射線幾何形狀從兩個方向進行投影，生成兩個患部繪制圖像；以及圖像合成部，將對應(yīng)方向的上述X射線透視圖像和上述患部繪制圖像分別合成，生成與上述兩個方向?qū)?yīng)的兩個視差方向的合成視差圖像，并將所生成的兩個上述合成視差圖像向3D顯示器裝置輸出。
文檔編號A61B6/02GK102958437SQ201280001606
公開日2013年3月6日 申請日期2012年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月6日
發(fā)明者大石悟, 竹元久人 申請人:株式會社東芝, 東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會社