X射線攝影裝置、圖像處理顯示裝置以及計算機程序產品的制作方法

文檔序號：1229118閱讀：185來源：國知局

專利名稱：X射線攝影裝置、圖像處理顯示裝置以及計算機程序產品的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及X射線血管造影裝置等X射線攝影裝置、圖像處理顯示裝置及計算機程序產品，特別涉及用來支援將導絲等線狀構造物插入到血管內進行的治療的技術。
背景技術：
以往，有將導絲或導管等線狀構造物插入到心臟的冠狀動脈中來將冠狀動脈的變窄的部分或者堵塞的部分擴大的治療法。該治療法稱作"PCI (Percutaneous Coronary Intervention,經皮冠狀動脈介入術)治療"。在該 PCI治療中，使用X射線血管造影裝置等X射線攝影裝置。X射線血管造影裝置在PCI治療中顯示X射線透視投影圖像(以下稱作"X射線圖像")，作為將導絲插入到病變部(冠狀動脈狹窄部)時的導引圖像。
進而，作為用來診斷冠狀動脈的機構，已知有稱作"冠狀動脈解析軟件"的面向X射線CT裝置的臨床應用軟件(例如參照日本特開2004-283373 號公報)。在該冠狀動脈解析軟件中，具有使用心臟區(qū)域的三維體數據作為三維數據而求出冠狀動脈的血管中心線、血管內壁、推定正常血管內壁等的功能。
在上述PCI治療中，僅通過參照X射線圖像作為導引圖像難以掌握冠狀動脈狹窄區(qū)域的內腔形狀，由此有時導致手術精度下降。在此情況下，通過將利用上述冠狀動脈解析軟件得到的冠狀動脈內壁的圖像顯示在不同于X射線血管造影裝置的另外的裝置上、或在膠片上顯影來進行參照等，進行對手術者的支援。但是，在PCI治療中，即使使用上述冠狀動脈解析軟件，有時也難以
在血管內使導絲行進。
例如，在使導絲向狹窄部前進時，有時導絲的前端接觸狹窄部的血管病變部位(例如斑塊(動脈硬化斑塊)等)、不能使導絲在血管內行進。圖
26是用來說明導絲的朝向與狹窄部的關系的圖。例如，如該圖的上段所示，在冠狀動脈的內壁上形成有血管病變部位的情況下，如該圖的中段所示，如果使導絲旋轉，則如該圖的下段所示，能夠使導絲的前端通過。
但是，例如在從該圖的上段所示的箭頭的方向拍攝冠狀動脈的情況下，手術者不能掌握血管病變部位是處于近前還是處于里側。在此情況下，手術者不知道應使導絲向哪個方向旋轉，從而不能在血管內使導絲行進。
此外，在使導絲進到狹窄部時，如果其前端沒有朝向血管的行進方向，則有時導絲的前端會碰到血管壁上，不能使導絲在血管內行進。圖27是用來說明導絲的朝向與血管的行進方向的關系的圖。例如，如該圖的左側所示，在導絲的行進目標處血管從近前向里側彎曲那樣的情況下，如該圖的中央所示，通過使導絲旋轉，如該圖的右側所示，能夠使導絲行進。
但是，在例如從該圖的左側所示的箭頭的方向將冠狀動脈攝像的情況下，手術者不能掌握血管的行進方向是朝向近前還是朝向里側。在此情況下，手術者也不知道應使導絲向哪個方向旋轉，從而不能在血管內使導絲行進。
以往，為了避免這樣的狀況使用了上述冠狀動脈解析軟件。但是，在以往的方法中，如上所述，由于將冠狀動脈內壁的圖像顯示在其他裝置上或在膠片上顯影等來進行參照，所以難以掌握X射線圖像與血管的位置及朝向的關系。進而，在治療中，手術者處于一邊觀察X射線圖像一邊操作導絲的狀況，所以沒有將目光投向其他圖像的空閑。這樣，在以往的技術中，有時不能充分地支援手術者。

發(fā)明內容
本發(fā)明是為了解決上述現有技術的問題而做出的,目的是提供一種在手術者使導絲在血管內行進時能夠容易地判斷導絲的適當的旋轉方向的X 射線攝影裝置、圖像處理顯示裝置以及計算機程序產品。
為了解決上述問題并達到本發(fā)明的目的，有關本發(fā)明的一方式的x射
線攝影裝置具備X射線圖像攝影部，對被檢體照射X射線，并且檢測透射該被檢體的X射線，拍攝X射線圖像；三維血管信息生成部，基于從醫(yī) 用圖像診斷裝置拍攝的圖像中得到的三維體數據，生成與攝影對象的血管中的三維血管中心線及血管病變部位的位置有關的信息；血管病變部位進深信息圖像制作部，基于由上述三維血管信息生成部生成的與三維血管中心線及血管病變部位的位置有關的信息，制作血管病變部位進深信息圖像，該血管病變部位進深信息圖像根據血管病變部位相對于投影方向比該三維血管中心線更靠近前還是更靠里，來改變該血管病變部位的顯示；以及X 射線圖像顯示部，將由上述血管病變部位進深信息圖像制作部制作的血管病變部位進深信息圖像重疊顯示在上述X射線圖像上。
此外，有關本發(fā)明的另一方式的圖像處理顯示裝置具備三維血管信息生成部，基于從醫(yī)用圖像診斷裝置拍攝的圖像中得到的三維體數據，生成與攝影對象的血管中的三維血管中心線及血管病變部位的位置有關的信息；血管病變部位進深信息圖像制作部，基于由上述三維血管信息生成部生成的與三維血管中心線及血管病變部位的位置有關的信息，制作血管病變部位進深信息圖像，該血管病變部位進深信息圖像根據血管病變部位相對于投影方向比該三維血管中心線更靠近前還是更靠里，來改變該血管病變部位的顯示；以及X射線圖像顯示部，將由上述血管病變部位進深信息圖像制作部制作的血管病變部位進深信息圖像重疊顯示在由X射線攝影裝置拍攝的X射線圖像上。
此外，有關本發(fā)明的另一方式的計算機程序產品，基于從醫(yī)用圖像診斷裝置拍攝的圖像中得到的三維體數據，生成與攝影對象的血管中的三維血管中心線及血管病變部位的位置有關的信息；基于生成的與三維血管中心線及血管病變部位的位置有關的信息，制作血管病變部位進深信息圖像，將制作的血管病變部位進深信息圖像重疊顯示在由X射線攝影裝置拍攝的 X射線圖像上，該血管病變部位進深信息圖像根據血管病變部位相對于投影方向比該三維血管中心線更靠近前還是更靠里，來改變該血管病變部位的顯示。
有關本發(fā)明的另一方式的X射線攝影裝置具備X射線圖像攝影部，對被檢體照射X射線，并且檢測透射該被檢體的X射線，拍攝X射線圖像; 三維血管中心線生成部，基于從醫(yī)用圖像診斷裝置拍攝的圖像中得到的三維體數據，生成表示攝影對象的血管的中心線的三維血管中心線；血管行進方向信息圖像制作部，基于與上述三維血管中心線生成部生成的三維血管中心線有關的位置信息，制作使血管的顯示變化來表示該血管的行進方向的血管行進方向信息圖像；以及X射線圖像顯示部，將由上述血管行進方向信息圖像制作部制作的血管行進方向信息圖像重疊顯示在上述X射線圖像上。
此外，有關本發(fā)明的另一方式的圖像處理顯示裝置具備三維血管中心線生成部，基于從醫(yī)用圖像診斷裝置拍攝的圖像中得到的三維體數據，生成表示攝影對象的血管的中心線的三維血管中心線；血管行進方向信息圖像制作部，基于與上述三維血管中心線生成部生成的三維血管中心線有關的位置信息，制作使血管的顯示變化來表示該血管的行進方向的血管行進方向信息圖像；以及X射線圖像顯示部，將由上述血管行進方向信息圖像制作部制作的血管行進方向信息圖像重疊顯示在由X射線攝影裝置拍攝的X射線圖像上。
此外，有關本發(fā)明的另一方式的計算機程序產品，基于從醫(yī)用圖像診斷裝置拍攝的圖像中得到的三維體數據，生成表示攝影對象的血管的中心線的三維血管中心線；基于與生成的三維血管中心線有關的位置信息，制作使血管的顯示變化來表示該血管的行進方向的血管行進方向信息圖像；將制作的血管行進方向信息圖像重疊在上述X射線圖像上并顯示在顯示部。

圖1是用來說明有關本實施例1的X射線血管造影裝置的進深信息顯示的概念的圖。
圖2是表示有關本實施例1的X射線血管造影裝置的結構的功能框圖。圖3是表示有關本實施例1的圖像處理部的結構的功能框圖。圖4A 圖4C是表示冠狀動脈的血管中心線、血管內壁、推定正常血管內壁及斑塊區(qū)域的一例的圖。
圖5是用來說明斑塊進深信息圖像的制作方法的圖。圖6是用來說明斑塊區(qū)域的位置判斷的圖。圖7是表示有關本實施例1的圖像處理部的處理順序的流程圖。圖8是用來說明有關本實施例2的X射線血管造影裝置的進深信息顯示的概念的圖。
圖9是表示有關本實施例2的圖像處理部的結構的功能框圖。
圖10是表示有關本實施例2的圖像處理部的處理順序的流程圖。
圖11是用來說明有關本實施例3的X射線血管造影裝置的血管行進方
向信息顯示的概念的圖。
圖12是表示有關本實施例3的圖像處理部的結構的功能框圖。
圖13是用來說明計算導絲的前端位置處的血管的行進方向的方法的一
例的圖。
圖14是用來說明基于相對距離的二維血管中心線的著色處理的圖。圖15是用來說明基于傾斜的二維血管中心線的著色處理的圖。圖16是用來說明基于曲率的二維血管中心線的著色處理的圖。圖17A 圖17D是表示由有關本實施例3的圖像處理部制作的中間圖像的圖。
圖18是用來說明使用虛擬內窺鏡(VE: Virtual Endoscopy)圖像的情
況下的血管行進方向信息的顯示的圖。
圖19是表示有關本實施例3的圖像處理部的處理順序的流程圖。
圖20是用來說明有關本實施例4的X射線血管造影裝置的血管行進方
向信息顯示的概念的圖。
圖21是表示有關本實施例4的圖像處理部的結構的功能框圖。
圖22是表示有關本實施例4的圖像處理部的處理順序的流程圖。
圖23A及圖23B是表示用來設定投影方向的用戶界面的一例的圖。
圖24是用來說明X射線圖像的二值化的圖。
圖25是表示顯示正交圖像的情況下的畫面顯示的一例的圖。
圖26是用來說明導絲的朝向與狹窄部的關系的圖。
圖27是用來說明導絲的朝向與血管的行進方向的關系的圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖，詳細地說明有關本發(fā)明的x射線攝影裝置、圖像處
理顯示裝置以及計算機程序產品的優(yōu)選實施例。另外，以下對將本發(fā)明應
用在進行冠狀動脈等血管的x射線攝影的x射線血管造影裝置中的情況進
行說明。此外，以下作為在血管中發(fā)生的血管病變部位的一例，舉斑塊(動脈硬化斑塊)為例進行說明，但在其他種類的血管病變部位中也同樣能夠適用本發(fā)明。
首先，對有關本實施例1的x射線血管造影裝置的進深信息顯示的概念進行說明。圖1是用來說明有關本實施例1的x射線血管造影裝置的進深信息顯示的概念的圖。有關本實施例1的X射線血管造影裝置在PCI治療前，基于從預先由X射線CT (computedtomography:電腦斷層攝影法) 裝置拍攝的CT圖像中得到的三維體數據(三維圖像數據)，生成有關攝影對象的血管中的三維血管中心線及斑塊的位置的信息。
另一方面，在PCI治療中，X射線血管造影裝置基于在治療前生成的有關三維血管中心線及斑塊的位置的信息，制作斑塊區(qū)域信息的圖像，該斑塊區(qū)域信息的圖像上，根據斑塊相對于投影方向比三維血管中心線更靠近前還是更靠里來改變顯示。具體而言，如該圖所示，X射線血管造影裝置在斑塊的位置處于比三維血管中心線靠近前的情況下制作紅色的斑塊區(qū) 域信息的圖像，在靠里的情況下制作藍色的斑塊圖像區(qū)域信息的圖像。并且，X射線血管造影裝置如圖1所示，將制作出的斑塊區(qū)域信息的圖像進行對位后重疊在治療中的血管的X射線圖像上進行顯示。此時，在近前與里側這兩側都存在斑塊的情況下，重合部分的斑塊區(qū)域信息的圖像顯示為紫色。
這樣，有關本實施例1的X射線血管造影裝置的主要的特征在于，在 PCI治療中，將根據相對血管中心線處于近前還是處于里側來改變顯示(這里是顏色)的斑塊區(qū)域信息的圖像重疊顯示在治療中的血管的X射線圖像上。根據該特征，在有關本實施例l的X射線血管造影裝置中，能夠掌握狹窄的位置，判斷應使導絲向哪個方向旋轉，能夠不弄傷斑塊地使導絲在血管內行進。
接著，對有關本實施例1的X射線血管造影裝置的結構進行說明。圖 2是表示有關本實施例1的X射線血管造影裝置的結構的功能框圖。如該圖所示，該X射線血管造影裝置具有X射線產生部1、 X射線檢測部2、機構部3、高電壓產生部4、 C臂5、頂板6、圖像處理部100、顯示部7、操作部8和系統(tǒng)控制部9。
X射線產生部1是產生對頂板6上的被檢體進行照射的X射線的裝置，具有利用從高電壓產生部4供給的高電壓產生X射線的X射線管、和通過將X射線管產生的X射線的一部分遮蔽來控制照射范圍的X射線限束器。
X射線檢測部2是檢測透射被檢體的X射線并生成X射線圖像數據的裝置，具有檢測X射線的平面檢測器、從平面檢測器取出電荷的柵極驅動器、將由柵極驅動器取出的電荷變換為電壓的電荷，電壓變換器、將由電荷 *電壓變換器變換的電壓變換為數字值的A/D變換器。
機構部3是將C臂5及頂板6移動的裝置，具有使C臂5旋轉或移動的C臂轉動-移動機構、將頂板6移動的頂板移動機構以及基于系統(tǒng)控制部 9的指示控制C臂轉動-移動機構及頂板移動機構的機構控制部。
高電壓產生部4是供給X射線產生部1在X射線的產生中所需要的高電壓的裝置，具有基于系統(tǒng)控制部9的指示控制高電壓的產生來控制X射線的產生的X射線控制部和產生高電壓的高電壓產生器。C臂5是保持X 射線產生部1及X射線檢測部2的臂，頂板6是載置被檢體的板。
顯示部7是顯示X射線圖像等各種圖像的裝置，具有顯示圖像的監(jiān)視器和控制對監(jiān)視器的顯示的顯示控制部。操作部8由鼠標或鍵盤、操縱桿等構成，是受理手術者的操作的控制臺。系統(tǒng)控制部9是基于手術者的操作控制X射線血管造影裝置整體的裝置。
圖像處理部100是基于由X射線檢測部2生成的X射線圖像數據生成 X射線圖像的處理部。圖3是表示有關本實施例1的圖像處理部100的結構的功能框圖。如該圖所示，該圖像處理部100具有存儲部110和控制部 120。
存儲部110是保存控制部120的各種處理所需要的數據及程序的保存機構，作為與本發(fā)明相關聯(lián)的結構，具有三維體數據保存部111和X射線圖像保存部112。
三維體數據保存部111是保存通過X射線CT裝置進行冠狀動脈造影
而拍攝的心臟區(qū)域的圖像的三維體數據的存儲部。假設該三維體數據保存
部111在PCI治療前保存有預先通過X射線CT裝置拍攝的圖像的三維體數據。
X射線圖像保存部112是保存通過X射線血管造影裝置攝像的心臟區(qū) 域的X射線圖像的存儲部。該X射線圖像保存部112在PCI治療中以一定的時間間隔實時地收集X射線圖像并加以保存。另外，在X射線圖像由I.I. (Image Intensifier:圖像增強器)攝像的情況下，需要實時地較正LI.的圖像的變形。
控制部120是基于系統(tǒng)控制部9的控制來控制從X射線檢測部2獲取的X射線圖像數據的處理的控制部，作為與本發(fā)明相關聯(lián)的結構，具有三維血管中心線提取部121、三維血管內壁提取部122、三維推定正常血管內壁提取部123、三維斑塊區(qū)域計算部124、對位信息計算部125、斑塊進深信息圖像制作部126、斑塊進深信息重疊顯示X射線圖像制作部127和斑塊進深信息重疊顯示X射線圖像顯示部128。
三維血管中心線提取部121是基于由三維體數據保存部111保存的三維體數據的CT值生成表示進行PCI治療的冠狀動脈的中心線的數據(以下稱作"三維血管中心線數據")的處理部。圖4A 圖4C是表示冠狀動脈的血管中心線、血管內壁、推定正常血管內壁及斑塊區(qū)域的一例的圖。
例如，該三維血管中心線提取部121生成表示圖4A所示的三維血管中心線那樣的血管中心線的三維血管中心線數據。這里，三維血管中心線數據被作為三維的點陣數據來生成，其數據結構及生成算法使用例如在專利文獻1中記載的技術等公知技術中的數據結構及生成算法。
三維血管內壁提取部122是基于由三維體數據保存部111保存的三維體數據的CT值及由三維血管中心線提取部121生成的三維血管中心線生成表示有關血管中心線周圍的血管內壁的數據的數據(以下稱作"三維血管內壁數據")的處理部。
例如，該三維血管內壁提取部122生成表示圖4A所示的三維血管內壁那樣的血管內壁的三維血管內壁數據。這里，三維血管內壁數據被作為三維的點陣數據來生成，其數據結構及生成算法使用例如在專利文獻1中記載的技術等公知技術中的數據結構及生成算法。
三維推定正常血管內壁提取部123是基于由三維血管中心線提取部 121生成的三維血管中心線數據以及由三維血管內壁提取部122生成的三維血管內壁數據生成表示血管中心線周圍的推定正常血管內壁的數據(以下稱作"三維推定正常血管內壁數據")的處理部。
例如，該三維推定正常血管內壁提取部123生成表示圖4A所示的三維推定正常血管內壁那樣的推定正常血管內壁的三維推定正常血管內壁數據。這里，三維推定正常血管內壁數據被作為三維的點陣數據來生成，其數據結構及生成算法使用例如在專利文獻1中記載的技術等公知技術中的數據結構及生成算法。
三維斑塊區(qū)域計算部124是基于由三維血管內壁提取部122生成的三維血管內壁數據以及由三維推定正常血管內壁提取部123生成的三維推定正常血管內壁數據來計算表示形成有斑塊的區(qū)域(斑塊區(qū)域)的數據(以下稱作"三維斑塊區(qū)域數據")的處理部。
例如，該三維斑塊區(qū)域計算部124計算表示圖4A所示的三維斑塊區(qū)域那樣的斑塊區(qū)域的三維斑塊區(qū)域數據。具體而言，三維斑塊區(qū)域計算部124 計算根據三維血管內壁數據計算出的"三維血管內腔區(qū)域"(參照圖4B) 和根據三維推定正常血管內壁數據計算出的"三維推定正常血管內腔區(qū)域" (參照圖4C)的差分區(qū)域，作為斑塊區(qū)域。
對位信息計算部125是從由三維體數據保存部111保存的三維體數據中分別取得制作與X射線圖像保存部112保存的X射線圖像相同投影方向、位置及放大率的圖像所需要的投影方向、位置及放大率的對位參數的處理部。
這里，假設對位信息計算部125從系統(tǒng)控制部9取得各對位參數。另外，假設成為這里取得的投影方向、位置、放大率的各位置參數的基準的坐標系與成為作為X射線CT圖像的附帶信息得到的這些參數的基準的坐標系相等、或者能夠1對1地變換。
斑塊進深信息圖像制作部126是基于由三維血管中心線提取部121生成的三維血管中心線數據、由三維斑塊區(qū)域計算部124計算出的三維斑塊區(qū)域數據以及由對位信息計算部125取得的對位參數(投影方向、位置及放大率)來制作斑塊進深信息圖像的處理部。圖5是用來說明斑塊進深信
息圖像的制作方法的圖。在該圖中，作為一例而表示了斑塊區(qū)域相對于投影方向比三維血管中心線更靠里的情況。
具體而言，該斑塊進深信息圖像制作部126如該圖所示，制作在由對位信息計算部125取得的對位參數的條件下將由三維斑塊區(qū)域計算部124 計算出的三維斑塊區(qū)域數據所表示的斑塊區(qū)域11投影后形成的二維圖形圖像，作為斑塊進深信息圖像10。
此時，斑塊進深信息圖像制作部126使相對于投影方向比三維血管中心線更靠近前的斑塊區(qū)域11為紅色，使比三維血管中心線更靠里的斑塊區(qū) 域11為藍色，使除此以外的區(qū)域為無色，來制作斑塊進深信息圖像10。
該斑塊進深信息圖像10是32位顏色(RGBA (Red-Green-Blue-Alpha: 紅-綠-藍-透明度))圖像，將表示透明度的A值制作成對于斑塊區(qū)域為255 (不透明)、除此以外的區(qū)域為O (透明)。另外，在近前和里側都存在斑塊區(qū)域11的情況下，將分別重合的部分的顏色合成，成為紫色。
接著，說明斑塊區(qū)域相對于投影方向比血管中心線更靠近前還是更靠里的判斷方法。圖6是用來說明斑塊區(qū)域的位置判斷的圖。在該圖中，作為一例而表示斑塊區(qū)域比三維血管中心線更靠里的情況。
例如，如該圖所示，考慮斑塊進深信息圖像上的某一個像素G2。首先，計算在斑塊進深信息圖像上最接近于像素G2的二維血管中心線上的點C2
與對應于點C2的三維血管中心線上的點C3之間的距離。接著，使像素G2 沿著投影射線移動與計算出的距離相同長度的距離，將該位置的點作為G3。
并且，判斷處于投影射線上的斑塊區(qū)域比點G3更靠近前還是更靠里，基于該判斷結果，決定像素G2表示相對于投影方向比血管中心線更靠近前的斑塊區(qū)域、還是表示更靠里的斑塊區(qū)域。即，在斑塊區(qū)域比點G3更靠近前的情況下，使像素G2的顏色為紅色，在更靠里的情況下，使像素G2的顏色為藍色。
另外，斑塊進深信息圖像中的處于比血管中心線更靠近前的情況下的斑塊區(qū)域的顏色以及處于更靠里的情況下的斑塊區(qū)域的顏色，也可以能夠分別由用戶自由地設定顏色(RGB值)及透明度(A值)。
此外，也可以進一步在斑塊進深信息圖像中描繪將由三維血管中心線提取部121生成的三維血管中心線數據及由三維血管內壁提取部122生成的三維血管內壁數據在由對位信息計算部125取得的對位參數的條件下投影后形成的圖像。由此，斑塊進深信息圖像成為即使在生成的X射線圖像與斑塊進深信息的位置稍稍錯位的情況下也容易掌握各自的對應關系的圖
斑塊進深信息重疊顯示X射線圖像制作部127是取得由X射線圖像保存部112保存的X射線圖像、制作在該X射線圖像上重疊由斑塊進深信息圖像制作部126制作的斑塊進深信息圖像后形成的二維圖像(以下稱作"斑塊進深信息重疊顯示X射線圖像")的處理部。
例如，該斑塊進深信息重疊顯示X射線圖像制作部127制作圖1所示那樣的斑塊進深信息重疊顯示X射線圖像。另外，在制作該斑塊進深信息重疊顯示圖像時，斑塊進深信息重疊顯示X射線圖像制作部127為了合成作為32位彩色圖像的斑塊進深信息圖像，將8位的X射線圖像變換為24 位彩色(RGB)圖像。
斑塊進深信息重疊顯示X射線圖像顯示部128是將由斑塊進深信息重疊顯示X射線圖像制作部127制作的斑塊進深信息重疊顯示X射線圖像顯示在顯示部7上的處理部。
接著，對有關本實施例1的圖像處理部100的處理順序進行說明。圖7 是表示有關本實施例1的圖像處理部100的處理順序的流程圖。如該圖所示，在該圖像處理部100中，在PCI治療前，首先，三維血管中心線提取部121基于由三維體數據保存部111保存的三維體數據的CT值，生成進行 PCI治療的冠狀動脈的三維血管中心線數據(步驟S101 )。
接著，三維血管內壁提取部122基于由三維體數據保存部111保存的三維體數據的CT值以及由三維血管中心線提取部121生成的三維血管中心線，生成血管中心線周圍的三維血管內壁數據(步驟S102)。
再接著，三維推定正常血管內壁提取部123基于由三維血管中心線提取部121生成的三維血管中心線數據以及由三維血管內壁提取部122生成的三維血管內壁數據，生成血管中心線周圍的三維推定正常血管內壁數據 (步驟S103)。
然后，三維斑塊區(qū)域計算部124基于由三維血管內壁提取部122生成的三維血管內壁數據以及由三維推定正常血管內壁提取部123生成的三維推定正常血管內壁數據，計算三維斑塊區(qū)域數據(步驟S104)。
接著，在PCI治療中，對位信息計算部125從由三維體數據保存部111 保存的三維體數據中分別取得制作與X射線圖像保存部112保存的X射線圖像相同投影方向、位置及放大率的圖像所需要的投影方向、位置及放大率的對位參數(步驟S105)。
接著，斑塊進深信息圖像制作部126基于由三維血管中心線提取部121 生成的三維血管中心線數據、由三維斑塊區(qū)域計算部124計算出的三維斑塊區(qū)域數據以及由對位信息計算部125取得的對位參數，制作斑塊進深信息圖像(步驟S106)。
再接著，斑塊進深信息重疊顯示X射線圖像制作部127取得由X射線圖像保存部112保存的X射線圖像，制作在該X射線圖像上重疊由斑塊進深信息圖像制作部126制作的斑塊進深信息圖像后形成的斑塊進深信息重疊顯示X射線圖像(步驟S107)。
接著，斑塊進深信息重疊顯示X射線圖像顯示部128將由斑塊進深信息重疊顯示X射線圖像制作部127制作的斑塊進深信息重疊顯示X射線圖像顯示在顯示部7上(步驟S108)。
如上所述，在本實施例l中，在PCI治療前，基于根據由X射線CT 裝置拍攝的圖像得到的三維體數據，三維血管中心線提取部121生成三維血管中心線數據，三維血管內壁提取部122生成三維血管內壁數據，三維推定正常血管內壁提取部123生成三維推定正常血管內壁數據，進而，三維斑塊區(qū)域計算部124計算三維斑塊區(qū)域數據。
接著，在PCI治療中，對位信息計算部125分別計算制作與X射線圖像相同投影方向、位置及放大率的圖像所需要的投影方向、位置及放大率的對位參數。接著，斑塊進深信息圖像制作部126制作根據斑塊相對于投影方向比該三維血管中心線更靠近前還是更靠里來改變該斑塊的顯示的斑塊進深信息圖像。
再接著，斑塊進深信息重疊顯示X射線圖像制作部127將斑塊進深信息圖像重疊在X射線圖像上來制作斑塊進深信息重疊顯示X射線圖像。然后，斑塊進深信息重疊顯示X射線圖像顯示部128將斑塊進深信息重疊顯示X射線圖像顯示在顯示部7上。
通過以上的結構，在本實施例1中，通過顯示有關進深的信息，在手術者使導絲在血管內行進時，能夠容易地判斷導絲的適當的旋轉方向。此外，能夠支援手術者，以使得能夠不弄傷斑塊地使導絲在血管內行進。
此外，在本實施例1中，將比血管中心線更靠近前的斑塊區(qū)域顯示為紅色，將比血管中心線更靠里的斑塊區(qū)域顯示為藍色，此外，在血管中心線的近前及里側這兩側都有斑塊區(qū)域的情況下，將斑塊區(qū)域重合的部分顯示為紫色。但是，本發(fā)明并不限于此，例如也可以根據斑塊區(qū)域的進深方向的長度來改變斑塊區(qū)域的顏色的濃度。
在此情況下，具體而言，斑塊進深信息圖像制作部126根據圖6所示的投影射線上的斑塊區(qū)域的進深方向的長度(該圖中的三維斑塊區(qū)域上的黑色粗線部分的長度)使斑塊區(qū)域的顯示顏色的濃度變化。這里，作為顯示顏色的濃度，例如在處于近前的情況下使R值在(R, G， B) = (0 255， 0， 0)的范圍內變化，在處于進深的情況下使B值在(R， G， B) = (0， 0， 0 255)的范圍內變化，在處于兩側的情況下，對于重復部位使R值及 B值在(R, G， B) = (0 255， 0， 0 255)的范圍內變化。此時，由于冠狀動脈的粗細大約為3mm左右，所以變化的顏色的值例如作為255X斑塊區(qū)域的長度[mm]/3mm來計算。
此外，在本實施例中，將包含有著色的斑塊區(qū)域的斑塊進深信息圖像總是重疊在X射線圖像上顯示，但本發(fā)明并不限于此，也可以僅將斑塊進深信息圖像顯示規(guī)定的時間。
在此情況下，圖像處理部100例如利用機械式按鈕或在顯示裝置的畫面上顯示的GUI (Graphical User Interface:圖形用戶界面)的按鈕等受理來自用戶的指示，僅在該按鈕被按下的期間將斑塊進深信息圖像重疊顯示在X射線圖像上。或者，圖像處理部100也可以利用可切換開/關的按鈕受理來自用戶的指示，僅在該按鈕為"開"的期間將斑塊進深信息圖像重疊顯示在X射線圖像上。這樣，通過基于來自用戶的指示顯示斑塊進深信息圖像，能夠僅在用戶需要的時間中顯示斑塊進深信息圖像。
另外，圖像處理部100也可以例如僅在顯示與三維體數據相同心搏相位(例如擴張末期)的X射線圖像的期間，在進行對位后將斑塊進深信息圖像重疊顯示在X射線圖像上。在X射線圖像的心搏相位與三維體數據的心搏相位不同的情況下，斑塊進深信息圖像的對位的精度變低，可以想到
斑塊區(qū)域的位置相對于x射線圖像的血管錯位的情況。但是，如上所述，
通過僅在心搏相位一致的期間顯示斑塊進深信息圖像，能夠實現僅在斑塊區(qū)域的位置相對于血管沒有錯位的情況下顯示斑塊進深信息圖像。
這樣，通過圖像處理部100僅在用戶需要的情況、或能夠高精度地進行定位的情況下顯示斑塊進深信息圖像，能夠提高PCI治療中的X射線圖
像的視覺辨認性。
在上述實施例1中，對將斑塊進深信息圖像重疊顯示在x射線圖像上
的情況進行了說明，但在攝像對象的血管是復雜的形狀等的情況下，有時
因斑塊進深信息圖像使x射線圖像變得難以觀察。所以，以下，作為實施
例2，說明制作將斑塊進深信息重疊在三維體數據的MIP (Maximum Intensity Projection:最大強度投影)圖像上的圖像并將該圖像并列顯示在不妨礙X射線圖像辨認的位置上的情況。
首先，對有關本實施例2的X射線血管造影裝置的進深信息顯示的概念進行說明。圖8是用來說明有關本實施例2的X射線血管造影裝置的進深信息顯示的概念的圖。相對于有關實施例1的X射線血管造影裝置將斑塊進深信息圖像重疊顯示在X射線圖像上，有關本實施例2的X射線血管造影裝置如該圖所示，生成在由CT圖像得到的三維體數據的MIP圖像上重疊斑塊進深信息圖像(在比血管中心線更靠近前的情況下為紅色、在更靠里的情況下為藍色、在兩側的情況下為紫色的斑塊區(qū)域信息)的圖像，將該圖像縮小，顯示在X射線圖像上的規(guī)定的位置上。
這樣，有關本實施例2的X射線血管造影裝置的主要的特征在于，在 PCI治療中，將根據處于血管中心線的近前還是里側來改變顯示(這里是顏色)的斑塊區(qū)域信息的圖像重疊在MIP圖像上后形成的圖像并列顯示在 X射線圖像上。通過該特征，在有關本實施例2的X射線血管造影裝置中，能夠不妨礙X射線圖像的視覺辨認地顯示有關進深的信息，能夠不弄傷斑塊地使導絲在血管內行進。
接著，對有關本實施例2的X射線血管造影裝置的結構進行說明。另外，有關本實施例2的X射線血管造影裝置的結構基本上與圖2所示的結構相同，由于只是圖像處理部的詳細情況不同，所以這里對有關本實施例2
的圖像處理部的結構及處理順序進行說明。此外，這里為了便于說明，對
于起到與圖3所示的各部同樣作用的功能部賦予相同的標號而省略其詳細的說明。
圖9是表示有關本實施例2的圖像處理部200的結構的功能框圖。如該圖所示，該圖像處理部200具有存儲部110和控制部220。
控制部220是基于系統(tǒng)控制部9的控制來控制從X射線檢測部2獲取的X射線圖像數據的處理的控制部，作為與本發(fā)明相關聯(lián)的結構，具有三維血管中心線提取部121、三維血管內壁提取部122、三維推定正常血管內壁提取部123、三維斑塊區(qū)域計算部124、對位信息計算及MIP圖像制作部225、斑塊進深信息圖像制作部126、斑塊進深信息重疊顯示MIP圖像制作部227a、帶有斑塊進深信息重疊顯示MIP圖像的X射線圖像制作部 227b、和帶有斑塊進深信息重疊顯示MIP圖像的X射線圖像顯示部228。
對位信息計算及MIP圖像制作部225是從由三維體數據保存部111保存的三維體數據中分別取得制作與X射線圖像保存部112保存的X射線圖像相同投影方向、位置及放大率的圖像所需要的投影方向、位置及放大率的對位參數、再基于所取得的位置參數制作MIP圖像的處理部。
例如，該對位信息計算及MIP圖像制作部225通過與在實施例1中說明的對位信息計算部125同樣的方法取得對位參數，制作MIP圖像。
斑塊進深信息重疊顯示MIP圖像制作部227a是制作在由對位信息計算及MIP圖像制作部225制作的MIP圖像上重疊由斑塊進深信息圖像制作部 126制作的斑塊進深信息圖像后形成的二維圖像(以下稱作"斑塊進深信息重疊顯示MIP圖像")的處理部。
帶有斑塊進深信息重疊顯示MIP圖像的X射線圖像制作部227b是取得由X射線圖像保存部112保存的X射線圖像、將由斑塊進深信息重疊顯示MIP圖像制作部227a制作的斑塊進深信息重疊顯示MIP圖像縮小并重疊在該X射線圖像上的規(guī)定的位置(例如右下)上的二維圖像(以下稱作 "帶有斑塊進深信息重疊顯示MIP圖像的X射線圖像")的處理部。
帶有斑塊進深信息重疊顯示MIP圖像的X射線圖像顯示部228是將由帶有斑塊進深信息重疊顯示MIP圖像的X射線圖像制作部227b制作的帶有斑塊進深信息重疊顯示MIP圖像的X射線圖像顯示在顯示部7上的處理部。
接著，對有關本實施例2的圖像處理部200的處理順序進行說明。圖 10是表示有關本實施例2的圖像處理部200的處理順序的流程圖。如該圖所示，在該圖像處理部200中，在PCI治療前，首先進行與圖7所示的步驟S101 S104同樣的處理(步驟S201 S204)。
接著，在PCI治療中，對位信息計算及MIP圖像制作部225從由三維體數據保存部111保存的三維體數據中分別取得制作與X射線圖像保存部 112保存的X射線圖像相同投影方向、位置及放大率的圖像所需要的投影方向、位置及放大率的對位參數(步驟S205),再基于所取得的位置參數制作MIP圖像(步驟S206)。
接著，斑塊進深信息圖像制作部126基于由三維血管中心線提取部121 生成的三維血管中心線數據、由三維斑塊區(qū)域計算部124計算出的三維斑塊區(qū)域數據以及由對位信息計算及MIP圖像制作部225取得的對位參數制作斑塊進深信息圖像(步驟S207)。
再接著,斑塊進深信息重疊顯示MIP圖像制作部227a制作在由對位信息計算及MIP圖像制作部225制作的MIP圖像上重疊由斑塊進深信息圖像制作部126制作的斑塊進深信息圖像后形成的斑塊進深信息重疊顯示MIP 圖像(步驟S208)。
然后，帶有斑塊進深信息重疊顯示MIP圖像的X射線圖像制作部227b 取得由X射線圖像保存部112保存的X射線圖像，制作將由斑塊進深信息重疊顯示MIP圖像制作部227a制作的斑塊進深信息重疊顯示MIP圖像縮小并重疊在該X射線圖像上的規(guī)定的位置上形成的帶有斑塊進深信息重疊顯示MIP圖像的X射線圖像(步驟S209)。
接著，帶有斑塊進深信息重疊顯示MIP圖像的X射線圖像顯示部228 將由帶有斑塊進深信息重疊顯示MIP圖像的X射線圖像制作部227b制作的帶有斑塊進深信息重疊顯示MIP圖像的X射線圖像顯示在顯示部7上(步驟S210X
如上所述，在本實施例2中，在PCI治療中，對位信息計算及MIP圖像制作部225分別取得投影方向、位置及放大率的對位參數，再基于所取得的位置參數制作MIP圖像。接著，斑塊進深信息重疊顯示MIP圖像制作部227a制作在由對位信息計算及MIP圖像制作部225制作的MIP圖像上重疊由斑塊進深信息圖像制作部126制作的斑塊進深信息圖像后形成的斑塊進深信息重疊顯示MIP圖像。
再接著，帶有斑塊進深信息重疊顯示MIP圖像的X射線圖像制作部 227b制作將斑塊進深信息重疊顯示MIP圖像縮小并重疊在X射線圖像上的規(guī)定的位置上形成的帶有斑塊進深信息重疊顯示MIP圖像的X射線圖像。接著，帶有斑塊進深信息重疊顯示MIP圖像的X射線圖像顯示部228將帶有斑塊進深信息重疊顯示MIP圖像的X射線圖像顯示在顯示部7上。
通過以上的結構，在本實施例2中，通過不妨礙X攝像圖像的視覺辨認地顯示有關進深的信息，手術者在使導絲在血管內行進時，能夠容易地判斷導絲的適當的旋轉方向。此外，能夠支援手術者，以使得能夠不弄傷斑塊地使導絲在血管內行進。
另外，在上述實施例1及2中，通過改變顏色而改變比血管中心線更靠近前的斑塊區(qū)域和更靠里的斑塊區(qū)域的顯示，但本發(fā)明并不限于此，例如也可以改變圖案。
在上述實施例1及2中，對X射線血管造影裝置顯示表示血管病變部位(斑塊)的進深方向的位置的信息的情況進行了說明，而以下，作為實施例3，對顯示表示血管的行進方向的信息的情況進行說明。
首先，對有關本實施例3的X射線血管造影裝置的血管行進方向信息顯示的概念進行說明。有關本實施例3的X射線血管造影裝置在PCI治療之前，基于預先由X射線CT (computer tomography)裝置拍攝的CT圖像得到的三維體數據(三維圖像數據)，生成表示攝像對象血管的中心線的三維血管中心線。接著，在PCI治療中，X射線血管造影裝置基于在治療前生成的有關三維血管中心線的位置信息，制作使該血管的顯示變化以表示血管的行進方向的血管行進方向信息圖像。
圖11是用來說明有關本實施例3的X射線血管造影裝置的血管行進方向信息顯示的概念的圖。如該圖所示，例如，X射線血管造影裝置制作根據沿著投影方向處于近前還是處于里側而使血管的顏色變化的血管行進信息圖像。并且，X射線血管造影裝置如該圖所示，將制作出的血管行進信息圖像重疊顯示在X射線圖像上。
這樣，在有關本實施例3的X射線血管造影裝置中，由于將根據沿著投影方向位于近前還是位于里側而使顏色變化的血管圖像重疊顯示在X射線圖像上，所以手術者能夠容易地掌握血管的行進方向。即，在有關本實施例3的X射線血管造影裝置中，通過提供表示血管的行進方向的信息，手術者能夠容易地判斷導絲的適當的旋轉方向。
另外，如該圖所示，有關本實施例3的X射線血管造影裝置還顯示表示導絲的前端方向的圖形圖像(三維的箭頭)、及表示導絲的前端位置上的血管的行進方向的圖形圖像(三維的箭頭)。此外，有關本實施例3的X射線血管造影裝置在導絲的前端位置處的血管的行進方向與導絲的前端方向之間的相對角度的大小超過了規(guī)定的閾值的情況下，還將催促導絲的旋轉的警告顯示顯示在X射線圖像上。
接著，對有關本實施例3的X射線血管造影裝置的結構進行說明。另外，有關本實施例3的X射線血管造影裝置的結構基本上與圖2所示的結構相同，由于只有圖像處理部的詳細情況不同，所以這里對有關本實施例3 的圖像處理部的結構及處理順序進行說明。
圖12是表示有關本實施例3的圖像處理部300的結構的功能框圖。如該圖所示，圖像處理部300具有導絲位置傳感器310、警告音輸出部320、存儲部330、和控制部340。
導絲位置傳感器310是安裝在導絲的前端上的位置傳感器，檢測導絲的前端位置及前端方向。
警告音輸出部320是在導絲的前端位置處的血管行進方向與導絲的前端方向的相對角度超過了規(guī)定的閾值的情況下輸出警報音的裝置。
存儲部330是保存控制部340的各種處理所需要的數據及程序的保存機構。該存儲部330具有X射線圖像保存部331、三維體數據保存部332、和導絲位置/方向信息保存部333。
X射線圖像保存部331是保存由X射線血管造影裝置攝像的心臟區(qū)域的X射線圖像的存儲部。在該X射線圖像保存部331中，在PCI治療中，以一定的時間間隔實時地收集并保存X射線圖像。另外，在X射線圖像由 LI. (Image Intensifier:圖像增強器)攝像的情況下，需要實時地修正I丄的圖像的變形。三維體數據保存部332是保存由X射線CT裝置進行冠狀動脈造影而拍攝的心臟區(qū)域的圖像的三維體數據的存儲部。在該三維體數據保存部332 中，在PCI治療前保存有預先由X射線CT裝置拍攝的圖像的三維體數據。
導絲位置/方向信息保存部333是保存表示由導絲位置傳感器310檢測到的導絲的前端位置及前端方向的信息的存儲部。保存的表示前端位置及前端方向的信息被變換到從三維體數據保存部332得到的三維體數據的坐標系。
控制部340是基于系統(tǒng)控制部9的控制來控制從X射線檢測部2獲取的X射線圖像數據的處理的控制部。該控制部340具有對位信息計算部 341、三維血管中心線提取部342、三維血管內壁提取部343、方向差計算/ 警告判斷部344、血管行進方向信息圖像制作部345、導絲方向信息圖像制作部346、警告顯示圖像制作部347、血管行進方向信息顯示X射線圖像制作部348和血管行進方向信息顯示X射線圖像顯示部349。
對位信息計算部341是從由三維體數據保存部332保存的三維體數據中分別取得制作與X射線圖像保存部331保存的X射線圖像相同投影方向、位置及放大率的圖像所需要的投影方向、位置及放大率的對位參數的處理部。
這里，假設對位信息計算部341從系統(tǒng)控制部9取得各對位參數。另外，成為這里取得的投影方向、位置、放大率的各位置參數的基準的坐標系與成為作為x射線CT圖像的附帶信息得到的這些參數的基準的坐標系相等、或者能夠1對1地變換。
三維血管中心線提取部342是基于由三維體數據保存部332保存的三維體數據的CT值、生成表示進行PCI治療的冠狀動脈的中心線的數據(以下稱作"三維血管中心線數據")的處理部。
具體而言，三維血管中心線提取部342將三維血管中心線數據生成為三維的點陣數據。另外，作為用來生成該三維血管中心線數據的數據結構及生成算法，使用例如在專利文獻1中記載的技術等公知技術的數據結構及生成算法。
三維血管內壁提取部343是基于由三維體數據保存部332保存的三維體數據的CT值及由三維血管中心線提取部342生成的三維血管中心線、生成表示有關血管中心線周圍的血管內壁的數據(以下稱作"三維血管內壁數據")的處理部。
具體而言，三維血管內壁提取部343將三維血管內壁數據生成為三維的點陣數據。另外，作為用來生成該三維血管內壁數據的數據結構及生成算法，使用例如在專利文獻1中記載的技術等公知技術的數據結構及生成算法。
方向差計算/警告判斷部344是判斷導絲的前端位置處的血管的行進方向與導絲的前端方向之間的相對角度的大小是否超過規(guī)定的閾值的處理
部。具體而言，方向差計算/警告判斷部344基于由三維血管中心線提取部
342生成的三維血管中心線數據及由導絲位置傳感器310檢測到的導絲的
前端位置及前端方向，計算導絲的前端位置處的血管的行進方向與導絲的
前端方向之間的相對角度。
并且，方向差計算/警告判斷部344判斷計算出的相對角度的大小是否超過了規(guī)定的閾值(例如45度)，在判斷為超過的情況下，控制警告音輸出部320輸出警報音。
這里，對計算導絲的前端位置處的血管的行進方向的方法的一例進行說明。圖13是用來說明計算導絲的前端位置處的血管的行進方向的方法的一例的圖。如該圖所示，例如方向差計算/警告判斷部344在從導絲的前端位置向三維血管中心線引出垂線的情況下，計算用連接該垂線與三維血管中心線之間的交點的位置、和從該交點離開了規(guī)定距離(例如前l(fā)cm)的位置的線段所定義的矢量的方向，作為血管的行進方向。
血管行進方向信息圖像制作部345是基于由三維血管中心線提取部 342生成的三維血管中心線數據、由三維血管內壁提取部343生成的三維血管內壁數據以及由對位信息計算部341得到的對位參數(投影方向、位置及放大率)、制作使該血管的顯示變化來表示血管的行進方向的血管行進方向信息圖像的處理部。
具體而言，血管行進方向信息圖像制作部345在基于對位信息計算部 341得到的對位參數對三維血管中心線進行投影的情況下，根據該三維血管中心線上的各點存在的位置，制作將二維血管中心線及二維血管區(qū)域(由將三維血管內壁數據投影得到的血管內壁包圍的區(qū)域)著色并使除此以外的區(qū)域為無色后形成的二維圖形圖像，作為血管行進方向信息圖像。
這里，作為血管行進方向信息圖像而制作的二維圖形圖像是通過R值 (紅)、G值(綠)、B值(藍)、A值(透明度)的組合表示顏色的32位彩色(RGBA (Red-Green-Blue-Alpha))圖像。并且，血管行進方向信息圖像制作部345在血管行進信息圖像中，對于二維血管中心線上及二維血管區(qū)域上的像素，將A值設為128 (半透明)，對于除此以外的區(qū)域的像素，將A值設為0(透明)。
此外，血管行進方向信息圖像制作部345通過根據三維血管中心線上的各點存在的位置設定對應于各點的像素的RGB值，進行投影在血管行進方向信息圖像上的二維血管中心線及二維血管區(qū)域的著色處理。作為這里使用的著色處理的方法，例如有以下所示的3個方法。另外，這里對二維血管中心線的著色進行了說明，但在本實施例3中，血管行進方向信息圖像制作部345對三維血管內壁數據投影得到的血管內壁所包圍的區(qū)域即二維血管區(qū)域，也與二維血管中心線同樣地進行著色。 (A)基于相對距離的著色處理
例如，血管行進方向信息圖像制作部345在血管行進方向信息圖像中，根據沿著投影方向的三維血管中心線的位置，使二維血管中心線的RGB值變化。在此情況下，具體而言，血管行進方向信息圖像制作部345在投影方向上使存在于近前的像素為紅色，使存在于里側的像素為藍色。
圖14是用來說明基于相對距離的二維血管中心線的著色處理的圖。如該圖所示，例如如果設血管行進方向信息圖像中的二維血管中心線上的像素為n、在三維血管中心線上對應于像素n的點為pn、在投影方向上處于最近前的點為pmin、在投影方向上處于最里側的點為pmax，并且設投影方向上到點pn的距離為dn、到點pmin的距離為dmin、到點pmax的距離為dmax，則血管行進方向信息圖像制作部345基于以下所示的式(1)決定血管行進方向信息圖像中的二維血管中心線上的像素n的RGB值。
<formula>complex formula see original document page 29</formula>……(1)
另夕卜，對于上述變量中的dmin及dmax,也可以分別由用戶設定任意的值。
(B) 基于傾斜的著色處理
或者，例如血管行進方向信息圖像制作部345在血管行進方向信息圖像中，根據三維血管中心線相對于投影方向的傾斜，使二維血管中心線的 RGB值變化。在此情況下，具體而言，血管行進方向信息圖像制作部345 使血管行進方向接近于投影方向(畫面里側方向)的像素為藍色，使接近于投影方向的反方向(畫面近前方向)的像素為紅色。
圖15是用來說明基于傾斜的二維血管中心線的著色處理的圖。如該圖所示，例如在三維血管中心線上，如果設從對應于上述像素n的點pn離開規(guī)定的距離(例如lcm)的點為pm、并且設由連結點pn與點pm的線段定義的單位矢量為vn、投影方向的單位矢量為vproj，則血管行進方向信息圖像制作部345基于以下所示的式(2)決定血管行進方向信息圖像中的二維血管中心線上的像素n的RGB值。另外，在式(2)中，vn'vproj表示矢量vn與矢量vproj的內積。
隊GB)氣255 X (l-vn vproj)/2，0， 255 X ( vn vproj+l)/2) ...... (2)
(C) 基于曲率的著色處理
或者，例如血管行進方向信息圖像制作部345在血管行進方向信息圖像中，根據三維血管中心線的曲率，使二維血管中心線的RGB值變化。在此情況下，具體而言，血管行進方向信息圖像制作部345使在血管行進的曲率較高的情況下為紅色，在較低的情況下為藍色。
圖16是用來說明基于曲率的二維血管中心線的著色處理的圖。如該圖所示，例如在三維血管中心線上，如果設從對應于上述像素n的點pn離開規(guī)定距離(例如lcm)的點為pl、從點pn向與點pl相反方向離開規(guī)定距離的點為pm,并且設由連結點pn與點pl的線段定義的單位矢量為vl、由連結點pn與點pm的線段定義的單位矢量為vn，則血管行進方向信息圖像制作部345基于以下所示的式(3)決定血管行進方向信息圖像中的二維血管中心線上的像素n的RGB值。另夕卜，在式(3)中，vl .vn表示矢量vl 與矢量vn的內積。
(R^B)氣255 X(l-vl vn)/2，0, 255X ( vl vn+l)/2) ……(3)
另夕卜，在上述方法中，將對應于下限、上限的顏色分別設為紅、藍，伹下限、上限的顏色(RGB值)及透明度(A值)也可以能夠分別由用戶
自由地設定。
此外，對于用上述說明的3個方法中的哪個方法顯示血管行進方向信息圖像的二維血管中心線，優(yōu)選可以根據用戶的指示切換顯示或同時顯示。這里，作為同時顯示的方法，可以考慮在基于(A)的方法進行二維血管中心線的著色后用三維箭頭記號的角度表現在(B)、 (C)的方法中使用的矢量等的方法。
進而，血管行進方向信息圖像制作部345使用由三維血管中心線提取部342生成的三維血管中心線數據及由導絲位置/方向信息保存部333保存的有關導絲的前端位置及前端方向的信息，計算導絲的前端位置處的血管行進方向。
這里，計算導絲的前端位置處的血管行進方向的方法與使用圖13說明的方法相同。并且，血管行進方向信息圖像制作部345制作表示計算出的血管行進方向的圖像，將制作出的圖像重疊在上述說明的血管行進方向信息圖像上。
圖17A 圖17D是表示由有關本實施例3的圖像處理部300制作的中間圖像的圖。血管行進方向信息圖像制作部345例如如圖17A所示，將導絲的前端位置處的血管行進方向表示為在通過對位信息計算部341得到的對位參數(投影方向、位置及放大率)的條件下投影的三維的箭頭的圖形圖像15，使該圖形圖像15重合在血管行進方向信息圖像上。
另外，例如如專利文獻1所述的技術那樣，如果使用從三維體數據中提取血管中心線、血管內壁、推定正常血管內壁等的技術，則也能夠將有關血管內的狹窄區(qū)域的進深信息重疊顯示在X射線圖像上。在此情況下，例如作為進深信息，能夠使表示斑塊等病變部位的圖形圖像根據是比血管中心線更靠近前還是更靠里來改變顏色，并重疊顯示在X射線圖像上。
這樣，在例如將有關血管的狹窄區(qū)域的進深信息著色、添加到上述說明的血管行進方向的著色顯示中進一步進行顯示的情況下，只要改變各個彩階的配色等進行重合顯示就可以(例如對于血管行進方向信息用紅藍顯示，對于狹窄區(qū)域進深信息用黃綠顯示等)。
導絲方向信息圖像制作部346是基于由導絲位置傳感器310檢測到的導絲的前端位置及前端方向、制作表示插入在血管中的導絲的前端方向的
圖像(以下稱作"導絲方向信息圖像")的處理部。
例如，導絲方向信息圖像制作部346如圖17B所示，制作在由對位信息計算部341得到的對位參數(投影方向、位置及放大率)的條件下投影的三維的箭頭的圖形圖像16，作為導絲方向信息圖像。
警告顯示圖像制作部347是在通過方向差計算/警告判斷部344判斷為導絲的前端位置處的血管的行進方向與導絲的前端方向之間的相對角度的大小超過了規(guī)定的閼值的情況下制作警告導絲的行進方向與血管行進方向不同的警告顯示圖像的處理部。
例如，警告顯示圖像制作部347如圖17C所示，制作包括用來催促導絲的旋轉的警告顯示12的警告顯示圖像。
血管行進方向信息顯示X射線圖像制作部348是取得保存在X射線圖像保存部331中的X射線圖像、并制作在該X射線圖像上分別重疊由血管行進方向信息圖像制作部345制作的血管行進方向信息圖像、由導絲方向信息圖像制作部346制作的導絲方向信息圖像和由警告顯示圖像制作部 347制作的警告顯示圖像而成的二維圖像來作為血管行進方向信息顯示X 射線圖像的處理部。
例如，血管行進方向信息顯示X射線圖像制作部348通過將17A 圖 17C所示的各圖像重疊在X射線圖像上，制作圖17D所示那樣的血管行進方向信息顯示X射線圖像。另外，在制作該血管行進方向信息顯示X射線圖像時，血管行進方向信息顯示X射線圖像制作部348為了將作為32位的彩色圖像的血管行進方向信息圖像、導絲方向信息圖像及警告顯示圖像合成，而將8位的X射線圖像變換為24位彩色(RGB)圖像。
血管行進方向信息顯示X射線圖像顯示部349是將由血管行進方向信息顯示X射線圖像制作部348制作的血管行進方向信息顯示X射線圖像顯示在顯示部7上的處理部。
另外，這里說明了通過在X射線圖像上重疊顯示血管行進方向信息顯示X射線圖像來顯示導絲的前端位置處的血管的行進方向的情況，進而，作為使血管分支部的導絲前端位置的血管行進方向三維地可視化的機構，也可以利用三維體數據的虛擬內窺鏡(VE: Virtual Endoscopy)圖像表示血管的行進方向。
圖18是用來說明使用虛擬內窺鏡圖像的情況下的血管行進方向信息的顯示的圖。如該圖所示，具體而言，基于由導絲位置/方向信息保存部333 保存的有關導絲的前端位置及前端方向的信息，在以對應于導絲前端的血管中心線上的位置及血管行進方向為視點的三維體數據的虛擬內窺鏡圖像上，顯示描繪有表示導絲的前端位置及前端方向的三維圖形(例如三維的箭頭)的圖像。該虛擬內窺鏡圖像例如與血管行進方向信息顯示X射線圖像并列顯示。
接著，對有關本實施例3的圖像處理部300的處理順序進行說明。圖 19是表示有關本實施例3的圖像處理部300的處理順序的流程圖。如該圖所示，在圖像處理部300中，在PCI治療前，首先，三維血管中心線提取部342基于由三維體數據保存部332保存的三維體數據的CT值，生成進行PCI治療的冠狀動脈的三維血管中心線數據，三維血管內壁提取部343 生成血管中心線周圍的三維血管內壁數據(步驟S301)。
接著，在PCI治療中，對位信息計算部341從由三維體數據保存部332 保存的三維體數據中，分別取得制作與由X射線圖像保存部331保存的X 射線圖像相同投影方向、位置及放大率的圖像所需要的投影方向、位置及放大率的對位參數(步驟S302)。
此外，另一方面，方向差計算/警告判斷部344判斷導絲的前端位置處的血管的行進方向與導絲的前端方向之間的相對角度的大小是否超過了規(guī) 定的閾值(步驟S303)。
接著，血管行進方向信息圖像制作部345利用由三維血管中心線提取部342生成的三維血管中心線數據和由對位信息計算部341得到的對位參數，制作血管行進方向信息圖像(步驟S304)。
此外，導絲方向信息圖像制作部346基于由導絲位置傳感器310檢測到的導絲的前端位置及前端方向，制作表示插入在血管中的導絲的前端方向的導絲方向信息圖像(步驟S305)。
此外，警告顯示圖像制作部347在由方向差計算/警告判斷部344判斷導絲的前端位置處的血管的行進方向與導絲的前端方向之間的相對角度的大小超過了規(guī)定的閾值的情況下，制作警告導絲的行進方向與血管行進方向不同的警告顯示圖像(步驟S306)，進而，警告音輸出部320輸出警報音(步驟S307)。
接著，血管行進方向信息顯示X射線圖像制作部348取得保存在X射線圖像保存部331中的X射線圖像，制作在該X射線圖像上分別重疊由血管行進方向信息圖像制作部345制作的血管行進方向信息圖像、由導絲方向信息圖像制作部346制作的導絲方向信息圖像和由警告顯示圖像制作部 347制作的警告顯示圖像而成的血管行進方向信息顯示X射線圖像(步驟 S308)。
接著，血管行進方向信息顯示X射線圖像顯示部349將由血管行進方向信息顯示X射線圖像制作部348制作的血管行進方向信息顯示X射線圖像顯示在顯示部7上(步驟S309)。
如上所述，根據本實施例3，三維血管中心線提取部342在PCI治療前基于從X射線CT裝置拍攝的圖像中得到的三維體數據，生成表示攝像對象血管的中心線的三維血管中心線。
此外，在PCI治療中，血管行進方向信息圖像制作部345基于由三維血管中心線提取部342生成的有關三維血管中心線的位置信息，制作使投影了該三維血管中心線的二維血管中心線的顯示變化來表示血管的行進方向的血管行進方向信息圖像。并且，血管行進方向信息顯示X射線圖像顯示部349將由血管行進方向信息圖像制作部345制作的血管行進方向信息圖像重疊在X射線圖像上并顯示在顯示器7上。
因而，根據本實施例3，通過提供表示血管的行進方向的信息，手術者能夠容易地判斷導絲的適當的旋轉方向。此外，由于手術者能夠配合血管的行進方向而使導絲平滑地行進，所以能夠實現手術方式的時間縮短及精度提高。
此外，根據本實施例3，導絲位置傳感器310檢測插入到血管中的導絲的前端位置及前端方向。并且，血管行進方向信息圖像制作部345基于由導絲位置傳感器310檢測到的導絲的前端位置及前端方向以及有關三維血管中心線的位置信息，制作表示導絲的前端位置處的血管行進方向的圖形圖像15，將制作的圖形圖像15重疊在血管行進方向信息圖像上。因而，根據本實施例3，手術者能夠容易地掌握在導絲的行進目標處血管向哪個方向彎曲。
此外，根據本實施例3，導絲方向信息圖像制作部346基于由導絲位置傳感器310檢測到的導絲的前端位置及前端方向，制作表示導絲的前端方向的圖形圖像16。并且，血管行進方向信息顯示X射線圖像顯示部349將由導絲方向信息圖像制作部346制作的圖形圖像16進一步重疊顯示在X射線圖像上。因而，根據本實施例3，手術者能夠容易地掌握在血管內導絲的前端朝向哪個方向。
此外，根據本實施例3，方向差計算/警告判斷部344基于由三維血管中心線提取部342生成的有關三維血管中心線的位置信息、以及由導絲位置傳感器310檢測到的導絲的前端位置及前端方向，計算導絲的前端位置處的血管行進方向與導絲的前端方向之間的相對角度，判斷計算出的相對角度的大小是否超過了規(guī)定的閾值。并且，在通過方向差計算/警告判斷部 344判斷為相對角度的大小超過了閾值的情況下，警告顯示圖像制作部347 制作警告顯示圖像，進而，警告音輸出部320輸出警報音。因而，根據本實施例3，在血管的行進方向與導絲的行進方向較大地錯位的情況下，能夠可靠地使手術者注意到需要使導絲旋轉。
在上述實施例3中，對將血管行進方向信息圖像重疊顯示在X射線圖像上的情況進行了說明，但在治療對象的血管是復雜的形狀等情況下，有時因血管行進方向信息圖像而使X射線圖像變得難以觀察。所以，以下，作為實施例4,說明制作將血管行進方向信息疊加在三維體數據的MIP圖像上形成的圖像并將該圖像與X射線圖像并列顯示的情況。
首先，對有關本實施例4的X射線血管造影裝置的血管行進方向信息顯示的概念進行說明。圖20是用來說明有關本實施例4的X射線血管造影裝置的血管行進方向信息顯示的概念的圖。相對于有關實施例3的X射線血管造影裝置將血管行進方向信息圖像重疊顯示在X射線圖像上，有關本實施例4的X射線血管造影裝置如圖20所示，生成將血管行進方向信息圖像重疊在從CT圖像得到的三維體數據的MIP圖像上形成的圖像，將該圖像縮小，并列顯示在X射線圖像上。
這樣，有關本實施例4的X射線血管造影裝置在PCI治療中，將使投影三維血管中心線而成的二維血管中心線的顯示變化來表示血管的行進方向的血管行進方向信息圖像重疊在MIP圖像上形成的圖像并列顯示在X射
線圖像上。由此，在有關本實施例4的X射線血管造影裝置中，通過不妨礙X射線圖像視覺辨認地提供表示血管的行進方向的信息，即使在治療對象血管是復雜的形狀的情況下，手術者也能夠容易地判斷導絲的適當的旋轉方向。
接著，對有關本實施例4的X射線血管造影裝置的結構進行說明。有關本實施例4的X射線血管造影裝置的結構基本上與圖2所示的結構相同，只有圖像處理部的詳細情況不同，所以這里對有關本實施例4的圖像處理部的結構及處理順序進行說明。另外，這里，為了便于說明，對于發(fā)揮與圖12所示的各部同樣的作用的功能部賦予相同的標號，并省略詳細的說明。
圖21是表示有關本實施例4的圖像處理部400的結構的功能框圖。如該圖所示，圖像處理部400具有導絲位置傳感器310、警告音輸出部320、存儲部330和控制部440。
控制部440是基于系統(tǒng)控制部9的控制、控制從X射線檢測部2獲取的X射線圖像數據的處理的控制部。該控制部440具有對位信息計算及 MIP圖像制作部441、三維血管中心線提取部342、三維血管內壁提取部 343、方向差計算/警告判斷部344、血管行進方向信息圖像制作部345、導絲方向信息圖像制作部346、警告顯示圖像制作部347、血管行進方向信息顯示MIP圖像制作部448a、帶有血管行進方向信息顯示MIP圖像的X射線圖像制作部448b和帶有血管行進方向信息顯示MIP圖像的X射線圖像顯示部449。
對位信息計算及MIP圖像制作部441是從三維體數據保存部332保存的三維體數據中分別取得制作與由X射線圖像保存部331保存的X射線圖像相同方向、位置及放大率的圖像所需要的投影方向、位置及放大率的對位參數、再基于所取得的位置參數制作MIP圖像的處理部。
例如，該對位信息計算及MIP圖像制作部441通過與在實施例3中說明的對位信息計算部341同樣的方法取得對位參數，制作MDP圖像。
血管行進方向信息顯示MIP圖像制作部448a是在由對位信息計算及 MIP圖像制作部441制作出的MIP圖像上分別重疊由血管行進方向信息圖像制作部345制作的血管行進方向信息圖像、由導絲方向信息圖像制作部 346制作的導絲方向信息圖像和由警告顯示圖像制作部347制作的警告顯
示圖像而成的二維圖像來作為血管行進方向信息顯示MIP圖像的處理部。
帶有血管行進方向信息顯示MIP圖像的X射線圖像制作部448b是取得保存在X射線圖像保存部331中的X射線圖像、制作將由血管行進方向信息顯示MIP圖像制作部448a制作的血管行進方向信息顯示MIP圖像縮小并該X射線圖像上而成的二維圖像來作為帶有血管行進方向信息顯示 MIP圖像的X射線圖像的處理部。
帶有血管行進方向信息顯示MIP圖像的X射線圖像顯示部449是將由帶有血管行進方向信息顯示MIP圖像的X射線圖像制作部448b制作的帶有血管行進方向信息顯示MIP圖像的X射線圖像顯示在顯示部7上的處理部。
接著，對有關本實施例4的圖像處理部400的處理順序進行說明。圖 22是表示有關本實施例4的圖像處理部400的處理順序的流程圖。如該圖所示，在圖像處理部400中，在PCI治療前，首先進行與圖19所示的步驟 S301同樣的處理(步驟S401)。
接著，在PCI治療中，進行與圖19所示的步驟S302 S304同樣的處理(步驟S402 S404)。除了這些處理之外，對位信息計算及MIP圖像制作部441基于從由三維體數據保存部332保存的三維體數據取得的位置參數制作MIP圖像(步驟S405)。進而，進行與圖19所示的步驟S305 S307 同樣的處理(步驟S406 S408)。
接著，血管行進方向信息顯示MIP圖像制作部448a制作在由對位信息計算及MIP圖像制作部441制作的MIP圖像上分別重疊由血管行進方向信息圖像制作部345制作的血管行進方向信息圖像、由導絲方向信息圖像制作部346制作的導絲方向信息圖像和由警告顯示圖像制作部347制作的警告顯示圖像后形成的血管行進方向信息顯示MIP圖像(步驟S409)。
然后，帶有血管行進方向信息顯示MIP圖像的X射線圖像制作部448b 取得保存在X射線圖像保存部331中的X射線圖像，制作將由血管行進方向信息顯示MIP圖像制作部448a制作的血管行進方向信息顯示MIP圖像縮小并并列在該X射線圖像上形成的帶有血管行進方向信息顯示MIP圖像的X射線圖像(步驟S410)。
接著，帶有血管行進方向信息顯示MIP圖像的X射線圖像顯示部449將由帶有血管行進方向信息顯示MIP圖像的X射線圖像制作部448b制作的帶有血管行進方向信息顯示MIP圖像的X射線圖像顯示在顯示部7上(步驟S411)。
如上所述，根據本實施例4，對位信息計算及MIP圖像制作部441基于三維體數據制作血管的MIP圖像。此外，血管行進方向信息顯示MIP圖像制作部448a制作在由對位信息計算及MIP圖像制作部441制作的三維繪制(rendering)圖像上重疊了由血管行進方向信息圖像制作部345制作的血管行進方向信息圖像的血管行進方向顯示MIP圖像。
此外，帶有血管行進方向信息顯示MIP圖像的X射線圖像制作部448b 制作將由血管行進方向信息顯示MIP圖像制作部448a制作的血管行進方向信息顯示MIP圖像縮小并與該X射線圖像并列后形成的帶有血管行進方向信息顯示MIP圖像的X射線圖像。并且，帶有血管行進方向信息顯示MIP 圖像的X射線圖像顯示部449將由帶有血管行進方向信息顯示MIP圖像的 X射線圖像制作部448b制作的帶有血管行進方向信息顯示MIP圖像的X 射線圖像顯示在顯示部7上。
因而，根據本實施例4，通過不妨礙X射線圖像視覺辨認地提供表示血管的行進方向的信息，即使在治療對象血管是復雜的形狀的情況下，手術者也能夠容易地判斷導絲的適當的旋轉方向。
另夕卜，在實施例1及3中，說明了對位信息計算部125或341從系統(tǒng) 控制部9取得對位參數(投影方向、位置及放大率)的情況，但得到對位參數的方法并不限于此，也可以使用其他方法。以下說明取得對位參數的其他方法，但這里表示的對位的算法只是一例，也可以使用其他的一般的方法。
例如，在不能從系統(tǒng)控制部9取得對位參數的情況下，也可以使用規(guī) 定的用戶界面使用戶設定投影方向，基于該投影方向計算位置及放大率。
圖23A及圖23B是表示用來設定投影方向的用戶界面的一例的圖。例如，對位信息計算部125或341如圖23A所示，將X射線圖像13顯示在顯示部7上，進而，如圖23B所示，將三維體數據的MIP(Maximum Intensity Projection:最大值投影)圖像14顯示在顯示部7上，經由操作部8的鼠標等從用戶受理對MIP圖像14的操作。
并且，如果用戶利用鼠標等拖拽MIP圖像14，則對位信息計算部125 或341根據該操作進行繪制，使MIP圖像旋轉。由此，使MIP圖像旋轉成為與X射線圖像13相同的投影方向，來設定MIP圖像14的投影方向。
由用戶設定MIP圖像14的投影方向之后，對位信息計算部125或341 配合X射線圖像13設定MIP圖像14的位置及放大率。具體而言，首先，將X射線圖像基于亮度值，二值化為由值"1"表示的造影血管區(qū)域和由值 "0"表示的除此以外的區(qū)域。作為二值化為兩個區(qū)域時的閾值，例如在亮度值的范圍是0 255的情況下，將亮度值比128小的區(qū)域設為值"1"(造影血管區(qū)域)，將亮度值為128以上的區(qū)域設為值"0"(除此以外的區(qū)域)。
這里，假設二值化后的X射線圖像為f"x，y)。圖24是用來說明X射線圖像的二值化的圖。如該圖所示，在設X射線圖像為f,(x，y)的情況下，將造影血管區(qū)域用f"x，y"l表示，將除此以外的區(qū)域用f"x，yH)表示。
接著，對位信息計算部125或341制作在由用戶設定的投影方向上投影三維體數據的情況下的MIP圖像，將制作的MIP圖像與X射線圖像同樣地二值化。作為二值化為兩個區(qū)域時的閾值，例如將CT值為128以上的區(qū)域設為值"1"(造影血管區(qū)域)，將CT值比128小的區(qū)域設為值"0" (除此以外的區(qū)域)。這里，設二值化后的MIP圖像為f2(x,y)。
接著，對位信息計算部125或341計算用來將X射線圖像的二值化圖像f"x,y)與MIP圖像的二值化圖像f2(x,y)對位的平行移動量及放大率。這里，將f"x,y)與f2(x,y)之間的相關函數用以下所示的式(4)表示。
r(l,m,s):々"f1 "^^lx,y).A((x+Jl)/s々+刑/s) ' (4)
在該相關函數中，計算r(l，m^s)成為最大的(l，m^)的組(h，m^)，如果以 (lhmi)為原點將MIP圖像的二值化圖像f2(x，y)放大為81倍，則能夠使MIP 圖像的二值化圖像f辦，y)與X射線圖像的二值化圖像f"x，y)對位。對位信息計算部141通過進行該計算，計算MIP圖像的平行移動量及放大率。
以上，通過決定MIP圖像的投影方向、平行移動量及放大率，對位信息計算部125或341能夠分別計算出為了制作與X射線圖像相同投影方向、位置及放大率的圖像所需要的投影方向、位置及放大率的對位參數。
此外，在上述例子中，對用戶手動設定投影方向的情況進行了說明，
但也可以通過在式(4)的變量中追加表示投影方向的變量來擴展相關函數。在此情況下，通過二值化也可以決定投影方向，用戶能夠省去通過手動設定的操作。
或者，對位信息計算部125或341也可以根據X射線圖像生成二維血管中心線數據，再進行生成的二維血管中心線數據與由三維血管中心線提取部121或342提取的三維血管中心線數據的二維投影數據之間的非線性對位，來計算對位參數。由此，能夠提高由斑塊進深信息圖像制作部126 進行的X射線圖像與斑塊進深信息圖像的合成以及由血管行進方向信息顯示X射線圖像制作部348進行的X射線圖像與血管行進方向信息圖像的合成的精度。
或者，也可以在從X射線CT裝置收集時序中的1心搏量的多個體數據并保存在三維體數據保存部111或332后，對各體數據實施圖7所示的步驟S101 S104的順序、或者圖10所示的步驟S301的順序，從其中選擇與X射線圖像收集時的心搏相位相同相位的體數據，作為對位信息計算部 125或341的對位的對象。由此，能夠進一步提高由斑塊進深信息圖像制作部126進行的X射線圖像與斑塊進深信息圖像的合成以及由血管行進方向信息顯示X射線圖像制作部348進行的X射線圖像與血管行進方向信息圖像的合成的精度。
另外，在實施例2及4中，對位信息計算及MIP圖像制作部225或441 也可以通過以上說明的方法取得對位參數。
此外，在上述實施例1 4中，說明了X射線血管造影裝置顯示表示血管病變部位(斑塊)的進深方向的位置的信息或表示血管的行進方向的信息中的任一個的情況。但是，本發(fā)明并不限于此，例如也可以與X射線圖像并列地分別顯示斑塊進深信息圖像及血管行進信息圖像。
此外，例如也可以X射線血管造影裝置還具備基于三維體數據制作正交于三維血管中心線或上述X射線圖像的截面圖像或三維繪制圖像來作為正交圖像的正交圖像制作部，并將由正交圖像制作部制作的正交圖像與X 射線圖像并列顯示。圖25是表示顯示正交圖像的情況下的畫面顯示的一例的圖。
例如，正交圖像制作部也可以基于保存在三維體數據保存部111或332 中的三維體數據，分別制作正交于導絲前端位置的血管中心線的MPR (Multi-PlanarReconstruction:多平面重建)截面圖像、虛擬內窺鏡(VE: Virtual Endoscopy)圖像、正交于X射線圖像的體繪制(VR: Volume Rendering)圖像即X射線圖像正交VR圖像等，作為正交圖像。
并且，例如斑塊進深信息重疊顯示X射線圖像顯示部128、帶有斑塊進深信息重疊顯示MIP圖像的X射線圖像顯示部228、血管行進方向信息顯示X射線圖像顯示部349、或者帶有血管行進方向信息顯示MIP圖像的 X射線圖像顯示部449如圖25所示，將由正交圖像制作部制作的各正交圖像以及斑塊進深信息圖像及血管行進方向圖像分別與X射線圖像并列顯不。
另外，在該圖中，在X射線圖像正交VR圖像中，顯示有與在斑塊進深信息圖像上顯示的斑塊相同的斑塊，對于在各圖像之間對應的斑塊賦予相同的顏色。此外，如該圖所示，在MPR截面圖像、虛擬內窺鏡圖像及X 射線圖像正交VR圖像上顯示的模仿眼睛的標志(該圖所示的"視線方向") 中，眼睛的視線方向分別表示X射線圖像的投影方向。
這樣，通過X射線血管造影裝置將正交于三維血管中心線或上述X射線圖像的截面圖像或三維繪制圖像作為正交圖像進行顯示，即使在通過顏色的差異等不能直觀地判斷相對于X射線圖像處于近前還是里側的情況下，也能夠通過參照正交圖像容易地掌握進深方向的位置。
或者，X射線血管造影裝置也可以經由操作部從用戶受理有關顯示的切換的請求，根據受理的請求切換斑塊進深信息圖像及血管行進信息圖像的顯示。由此，在治療中，手術者能夠適當地得到用來根據導絲的前端位置處的血管的形狀及方向判斷導絲的旋轉方向的信息。
此外，在上述實施例2及4中，對使用MIP圖像的情況進行了說明，但本發(fā)明并不限于此，例如也可以使用AvIP (Average Intensity Projection: 加權平均投影)、VR (VolumeRendering)圖像等其他三維繪制圖像。
此外，在上述實施例1 4中，說明了使用由X射線CT裝置拍攝的心臟區(qū)域的圖像的三維體數據的情況，但本發(fā)明并不限于此，也可以使用由 X射線診斷裝置、MRI (Magnetic Resonance Imaging:磁共振成像)裝置等其他醫(yī)用圖像診斷裝置所拍攝的圖像的三維體數據,
權利要求
1、一種X射線攝影裝置，其特征在于，具備X射線圖像攝影部，對被檢體照射X射線，并且檢測透射該被檢體的X射線，拍攝X射線圖像；三維血管信息生成部，基于從醫(yī)用圖像診斷裝置拍攝的圖像中得到的三維體數據，生成與攝影對象的血管中的三維血管中心線及血管病變部位的位置有關的信息；血管病變部位進深信息圖像制作部，基于由上述三維血管信息生成部生成的與三維血管中心線及血管病變部位的位置有關的信息，制作血管病變部位進深信息圖像，該血管病變部位進深信息圖像根據血管病變部位相對于投影方向比該三維血管中心線更靠近前還是更靠里，來改變該血管病變部位的顯示；以及X射線圖像顯示部，將由上述血管病變部位進深信息圖像制作部制作的血管病變部位進深信息圖像重疊顯示在上述X射線圖像上。
2、如權利要求1所述的X射線攝影裝置，其特征在于，上述X射線圖像顯示部分別取得與上述血管的投影方向、位置及放大率有關的信息，在基于所取得的信息對齊血管的位置后，將上述血管病變部位進深信息圖像重疊顯示在X射線圖像上。
3、如權利要求2所述的X射線攝影裝置，其特征在于，還具備投影方向設定部，該投影方向設定部基于用戶的操作設定上述血管的投影方向；上述X射線圖像顯示部基于由上述投影方向設定部設定的投影方向，取得與上述位置及放大率有關的信息。
4、如權利要求1所述的X射線攝影裝置，其特征在于，還具備繪制圖像制作部，該繪制圖像制作部基于上述三維體數據制作上述血管的三維繪制圖像，并制作將由上述血管病變部位進深信息圖像制作部制作的血管病變部位進深信息圖像重疊在制作出的三維繪制圖像上而成的帶有進深信息的繪制圖像；上述X射線圖像顯示部將由上述繪制圖像制作部制作的帶有進深信息的繪制圖像與上述X射線圖像并列顯示。
5、如權利要求1所述的X射線攝影裝置，其特征在于，還具備正交圖像制作部，該正交圖像制作部基于上述三維體數據，制作與上述三維血管中心線或上述X射線圖像正交的截面圖像或三維繪制圖像，來作為正交圖像；上述X射線圖像顯示部將由上述正交圖像制作部制作的正交圖像與上述X射線圖像并列顯示。
6、一種圖像處理顯示裝置，其特征在于，具備三維血管信息生成部，基于從醫(yī)用圖像診斷裝置拍攝的圖像中得到的三維體數據，生成與攝影對象的血管中的三維血管中心線及血管病變部位的位置有關的信息；血管病變部位進深信息圖像制作部，基于由上述三維血管信息生成部生成的與三維血管中心線及血管病變部位的位置有關的信息，制作血管病變部位進深信息圖像，該血管病變部位進深信息圖像根據血管病變部位相對于投影方向比該三維血管中心線更靠近前還是更靠里，來改變該血管病變部位的顯示；以及X射線圖像顯示部，將由上述血管病變部位進深信息圖像制作部制作的血管病變部位進深信息圖像重疊顯示在由X射線攝影裝置拍攝的X射線圖像上。
7、一種計算機程序產品，具有包含能夠由計算機執(zhí)行的、用來進行圖像處理及圖像顯示的多個指令的計算機可讀取的記錄媒體，其特征在于，上述多個指令使上述計算機執(zhí)行基于從醫(yī)用圖像診斷裝置拍攝的圖像中得到的三維體數據，生成與攝影對象的血管中的三維血管中心線及血管病變部位的位置有關的信息；基于由生成的與三維血管中心線及血管病變部位的位置有關的信息，制作血管病變部位進深信息圖像，該血管病變部位進深信息圖像根據血管病變部位相對于投影方向比該三維血管中心線更靠近前還是更靠里，來改變該血管病變部位的顯示；將制作的血管病變部位進深信息圖像重疊在由X射線攝影裝置拍攝的 X射線圖像上并顯示在顯示部。
8、一種X射線攝影裝置，其特征在于，具備x射線圖像攝影部，對被檢體照射x射線，并且檢測透射該被檢體的X射線，拍攝X射線圖像；三維血管中心線生成部，基于從醫(yī)用圖像診斷裝置拍攝的圖像中得到的三維體數據，生成表示攝影對象的血管的中心線的三維血管中心線；血管行進方向信息圖像制作部，基于與上述三維血管中心線生成部生成的三維血管中心線有關的位置信息，制作使血管的顯示變化來表示該血管的行進方向的血管行進方向信息圖像；以及X射線圖像顯示部，將由上述血管行進方向信息圖像制作部制作的血管行進方向信息圖像重疊顯示在上述x射線圖像上。
9、如權利要求8所述的X射線攝影裝置，其特征在于，上述血管行進方向信息圖像制作部根據沿著投影方向的上述三維血管中心線的位置，使上述血管行進方向信息圖像中的上述血管的顯示變化。
10、如權利要求8所述的X射線攝影裝置，其特征在于，上述血管行進方向信息圖像制作部根據上述三維血管中心線相對于投影方向的傾斜，使上述血管行進方向信息圖像中的上述血管的顯示變化。
11、如權利要求8所述的X射線攝影裝置，其特征在于，上述血管行進方向信息圖像制作部根據上述三維血管中心線的曲率，使上譯血管行進方向信息圖像中的上述血管的顯示變化。
12、如權利要求8所述的X射線攝影裝置，其特征在于，還具備線狀構造物位置檢測部，該線狀構造物位置檢測部檢測插入上述血管中的線狀構造物的前端位置及前端方向；上述血管行進方向信息圖像制作部基于由上述線狀構造物位置檢測部檢測到的上述線狀構造物的前端位置、前端方向以及有關上述三維血管中心線的位置信息，制作表示該線狀構造物的前端位置上的上述血管的行進方向的圖像，將制作出的圖像重疊在上述血管行進方向信息圖像上。
13、如權利要求12所述的X射線攝影裝置，其特征在于，還具備線狀構造物方向信息圖像制作部，該線狀構造物方向信息圖像制作部基于由上述線狀構造物位置檢測部檢測到的上述線狀構造物的前端位置及前端方向，制作表示該線狀構造物的前端方向的圖像；上述X射線圖像顯示部將由上述線狀構造物方向信息圖像制作部制作的圖像進一步重疊顯示在上述X射線圖像上。
14、如權利要求12所述的X射線攝影裝置，其特征在于，還具備判斷部，基于與上述三維血管中心線生成部生成的三維血管中心線有關的位置信息以及由上述線狀構造物位置檢測部檢測到的上述線狀構造物的前端位置及前端方向，計算該線狀構造物的前端位置上的上述血管的行進方向與該線狀構造物的前端方向之間的相對角度，判斷計算出的相對角度的大小是否超過了規(guī)定的閾值；以及警告輸出部，在由上述判斷部判斷為上述相對角度的大小超過了上述閾值的情況下，輸出警告。
15、如權利要求8所述的X射線攝影裝置，其特征在于，還具備對位信息計算部，該對位信息計算部通過將基于上述三維體數據生成的二維圖像與上述X射線圖像對位，計算對于上述被檢體的投影方向、位置及放大率；上述X射線圖像顯示部在將上述血管行進方向信息圖像顯示在上述X 射線圖像上時，基于由上述對位信息計算部計算出的投影方向、位置及放大率進行對位之后，使上述血管行進方向信息圖像重疊在上述X射線圖像上。
16、如權利要求8所述的X射線攝影裝置，其特征在于，還具備繪制圖像制作部，基于上述三維體數據制作三維繪制圖像；血管行進方向顯示繪制圖像制作部，制作將由上述血管行進方向信息圖像制作部制作的血管行進方向信息圖像重疊在由上述繪制圖像制作部制作的三維繪制圖像上而成的血管行進方向顯示繪制圖像；上述X射線圖像顯示部將由上述血管行進方向顯示繪制圖像制作部制作的血管行進方向顯示繪制圖像與上述X射線圖像并列顯示。
17、如權利要求12所述的X射線攝影裝置，其特征在于，還具備線狀構造物方向信息圖像制作部，該線狀構造物方向信息圖像制作部基于由上述線狀構造物位置檢測部檢測到的上述線狀構造物的前端位置及前端方向，制作表示該線狀構造物的前端方向的圖像；上述x射線圖像顯示部將由上述線狀構造物方向信息圖像制作部制作的圖像進一步重疊顯示在上述x射線圖像上。
18、如權利要求12所述的X射線攝影裝置，其特征在于，還具備判斷部，基于與上述三維血管中心線生成部生成的三維血管中心線有關的位置信息以及由上述線狀構造物位置檢測部檢測到的上述線狀構造物的前端位置及前端方向，計算該線狀構造物的前端位置上的上述血管的行進方向與該線狀構造物的前端方向之間的相對角度，判斷計算出的相對角度的大小是否超過了規(guī)定的閾值；以及警告輸出部，在由上述判斷部判斷為上述相對角度的大小超過了上述閾值的情況下，輸出警告。
19、如權利要求12所述的X射線攝影裝置，其特征在于，還具備對位信息計算部，該對位信息計算部通過將基于上述三維體數據生成的二維圖像與上述X射線圖像對位，計算對于上述被檢體的投影方向、位置及放大率；上述X射線圖像顯示部在將上述血管行進方向信息圖像顯示在上述X 射線圖像上時，基于由上述對位信息計算部計算出的投影方向、位置及放大率進行對位之后，使上述血管行進方向信息圖像重疊在上述X射線圖像上。
20、如權利要求12所述的X射線攝影裝置，其特征在于，還具備繪制圖像制作部，基于上述三維體數據制作三維繪制圖像；以及血管行進方向顯示繪制圖像制作部，制作將由上述血管行進方向信息圖像制作部制作的血管行進方向信息圖像重疊在由上述繪制圖像制作部制作的三維繪制圖像上而成的血管行進方向顯示繪制圖像；上述x射線圖像顯示部將由上述血管行進方向顯示繪制圖像制作部制作的血管行進方向顯示繪制圖像與上述X射線圖像并列顯示。
21、如權利要求17所述的X射線攝影裝置，其特征在于，還具備判斷部，基于與上述三維血管中心線生成部生成的三維血管中心線有關的位置信息以及由上述線狀構造物位置檢測部檢測到的上述線狀構造物的前端位置及前端方向，計算該線狀構造物的前端位置上的上述血管的行進方向與該線狀構造物的前端方向之間的相對角度，判斷計算出的相對角度的大小是否超過了規(guī)定的閾值；以及警告輸出部，在由上述判斷部判斷為上述相對角度的大小超過了上述閾值的情況下，輸出警告。
22、如權利要求17所述的X射線攝影裝置，其特征在于，還具備對位信息計算部，該對位信息計算部通過將基于上述三維體數據生成的二維圖像與上述X射線圖像對位，計算對于上述被檢體的投影方向、位置及放大率；上述X射線圖像顯示部在將上述血管行進方向信息圖像顯示在上述X 射線圖像上時，基于由上述對位信息計算部計算出的投影方向、位置及放大率進行定位之后，使上述血管行進方向信息圖像重疊在上述X射線圖像上。
23、如權利要求17所述的X射線攝影裝置，其特征在于，還具備繪制圖像制作部，基于上述三維體數據制作三維繪制圖像；以及血管行進方向顯示繪制圖像制作部，制作將由上述血管行進方向信息圖像制作部制作的血管行進方向信息圖像重疊在由上述繪制圖像制作部制作的三維繪制圖像上而成的血管行進方向顯示繪制圖像；上述X射線圖像顯示部將由上述血管行進方向顯示繪制圖像制作部制作的血管行進方向顯示繪制圖像與上述X射線圖像并列顯示。
24、一種圖像處理顯示裝置，其特征在于，具備三維血管中心線生成部，基于從醫(yī)用圖像診斷裝置拍攝的圖像中得到的三維體數據，生成表示攝影對象的血管的中心線的三維血管中心線；血管行進方向信息圖像制作部，基于與上述三維血管中心線生成部生成的三維血管中心線有關的位置信息，制作使血管的顯示變化來表示該血管的行進方向的血管行進方向信息圖像；以及X射線圖像顯示部，將由上述血管行進方向信息圖像制作部制作的血管行進方向信息圖像重疊顯示在由X射線攝影裝置拍攝的X射線圖像上。
25、一種計算機程序產品，具有包含能夠由計算機執(zhí)行的、用來進行圖像處理及圖像顯示的多個指令的計算機可讀取的記錄媒體，其特征在于，上述多個指令使上述計算機執(zhí)行基于從醫(yī)用圖像診斷裝置拍攝的圖像中得到的三維體數據，生成表示攝影對象的血管的中心線的三維血管中心線；基于與生成的三維血管中心線有關的位置信息，制作使血管的顯示變化來表示該血管的行進方向的血管行進方向信息圖像；將制作的血管行進方向信息圖像重疊在上述X射線圖像上并顯示在顯示部。
全文摘要
在X射線攝影裝置中，三維血管信息生成部基于從X射線CT裝置拍攝的圖像中得到的三維體數據，生成與攝影對象的血管中的三維血管中心線及斑塊的位置有關的信息。此外，斑塊進深信息圖像制作部基于生成的與三維血管中心線及斑塊的位置有關的信息，制作斑塊進深信息圖像，該斑塊進深信息圖像上根據斑塊相對于投影方向比三維血管中心線更靠近前還是更靠里，來改變該斑塊的顯示。并且，X射線圖像顯示部將制作的斑塊進深信息圖像重疊顯示在X射線圖像上。
文檔編號A61B6/03GK101342082SQ20081013604
公開日2009年1月14日申請日期2008年7月8日優(yōu)先權日2007年7月10日
發(fā)明者山形仁, 川崎友寬申請人:株式會社東芝;東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會社

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