圖像處理裝置及x射線診斷裝置的制造方法
【專利說明】圖像處理裝置及X射線診斷裝置
[0001]本申請(qǐng)以日本專利申請(qǐng)2014 - 184892(申請(qǐng)日:2014年9月11日)為基礎(chǔ)，享有該申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)的利益。本申請(qǐng)通過參照該申請(qǐng)而包含該申請(qǐng)的全部內(nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及圖像處理裝置及X射線診斷裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]作為獲得患者的體內(nèi)的血流信息的手法，已知有使用造影劑及X射線診斷裝置進(jìn)行的透視(例如參照專利文獻(xiàn)1)。在透視中，例如通過在造影劑投入的前后對(duì)被檢體的同一區(qū)域由X射線診斷裝置時(shí)序地進(jìn)行攝像來得到DSA (Digital Subtract1n Ang1graphy:數(shù)字減影血管造影)圖像。具體地說，從造影劑投入后的各時(shí)相的圖像中將造影劑投入前的掩模圖像分別減去而得到的與各時(shí)相對(duì)應(yīng)的多個(gè)差分圖像被作為DSA圖像。
[0004]然而，在注入有造影劑的血管中血液始終處于流動(dòng)，因此，造影劑的流入是暫時(shí)的。因此，施術(shù)者一邊將DSA圖像的最近幾幀的染色程度作為殘像而在大腦中想象的同時(shí)，將DSA圖像的最新幀的染色程度與殘像進(jìn)行對(duì)比，一邊確認(rèn)血管的走行區(qū)域及分支點(diǎn)。如果更長時(shí)間、更多地注入造影劑的話，能夠更長時(shí)間地目視確認(rèn)血管的走行區(qū)域及分支點(diǎn)，但是這樣會(huì)加大對(duì)患者的負(fù)擔(dān)。
[0005]因此，迫切地期待能夠比以往更良好地(與造影劑的量無關(guān)地)觀察血管的走行區(qū)域及分支點(diǎn)的新技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的課題在于，提供一種能夠比以往更良好地觀察血管的走行區(qū)域及分支點(diǎn)的圖像處理裝置及X射線診斷裝置。
[0007]本發(fā)明的一實(shí)施方式的圖像處理裝置具備參數(shù)值取得部和參數(shù)圖像生成部。參數(shù)值取得部依次取得針對(duì)同一被檢體的時(shí)序的DSA圖像的圖像數(shù)據(jù)，基于所述依次取得的DSA圖像的圖像數(shù)據(jù)中的、與所述被檢體的同一區(qū)域?qū)?yīng)的每個(gè)像素的像素值的時(shí)間變化，按照每個(gè)像素取得參數(shù)值。參數(shù)圖像生成部每當(dāng)取得最新時(shí)相的所述DSA圖像的圖像數(shù)據(jù)時(shí)，以與所述參數(shù)值相應(yīng)的識(shí)別信息被分配給與所述被檢體的同一區(qū)域?qū)?yīng)的每個(gè)像素的方式，依次生成參數(shù)圖像的圖像數(shù)據(jù)。
[0008]根據(jù)上述構(gòu)成的圖像處理裝置，能夠比以往更良好地觀察血管的走行區(qū)域及分支點(diǎn)。
【附圖說明】
[0009]圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的X射線診斷裝置10的構(gòu)成的一個(gè)例子的框圖。
[0010]圖2是作為參數(shù)圖像的生成過程中的參數(shù)值的取得方法的一個(gè)例子而示出了造影劑濃度的時(shí)間變化的計(jì)算方法的示意圖。
[0011]圖3是表示將TTA作為了參數(shù)的參數(shù)圖像的生成方法的一個(gè)例子的示意圖。
[0012]圖4是表示通過與相互相同的時(shí)相對(duì)應(yīng)的DSA圖像和參數(shù)圖像的加權(quán)平均而生成的合成圖像的一個(gè)例子的示意圖。
[0013]圖5是作為后處理工序而示出了根據(jù)用戶的操作來顯示合成圖像的方法的一個(gè)例子的示意圖。
[0014]圖6是表示追隨著由第一實(shí)施方式的X射線診斷裝置實(shí)時(shí)地執(zhí)行的透視而合成圖像被更新顯示的情況的動(dòng)作的一個(gè)例子的流程圖。
[0015]圖7是表示在第二實(shí)施方式中通過所選擇的時(shí)相的DSA圖像和與最新時(shí)相對(duì)應(yīng)的參數(shù)圖像的合成而生成的最新時(shí)相的合成圖像的一個(gè)例子的示意圖。
[0016]圖8是表示追隨著由第二實(shí)施方式的X射線診斷裝置實(shí)時(shí)地執(zhí)行的透視而合成圖像被更新顯示的情況的動(dòng)作的一個(gè)例子的流程圖。
[0017]圖9是表示在第三實(shí)施方式中追隨著實(shí)時(shí)地執(zhí)行的透視而合成圖像被更新顯示的情況的X射線診斷裝置的動(dòng)作的一個(gè)例子的流程圖。
[0018]圖10是表示在第四實(shí)施方式中通過從全部時(shí)相的DSA圖像得到的統(tǒng)一的參數(shù)圖像和某個(gè)時(shí)相γ下的DSA圖像的加權(quán)平均而生成的時(shí)相γ的合成圖像的一個(gè)例子的示意圖。
[0019]圖11是表示在第五實(shí)施方式中的區(qū)間的選擇、以及基于造影劑濃度的時(shí)間變化而決定參數(shù)值的決定方法的一個(gè)例子的示意圖。
[0020]圖12是表示在第五實(shí)施方式中追隨著實(shí)時(shí)地執(zhí)行的透視而合成圖像被更新顯示的情況的X射線診斷裝置的動(dòng)作的一個(gè)例子的流程圖。
[0021]圖13是表示在第六實(shí)施方式中通過在第一次透視中保存的參數(shù)圖像和第二次透視的最新的X射線圖像的合成而生成的合成圖像的一個(gè)例子的示意圖。
[0022]圖14是表示追隨著由第六實(shí)施方式的X射線診斷裝置實(shí)時(shí)地執(zhí)行的透視而合成圖像被更新顯示的情況的動(dòng)作的一個(gè)例子的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。另外，在各圖中對(duì)相同要素賦予相同附圖標(biāo)記并省略重復(fù)的說明。
[0024]本發(fā)明的一實(shí)施方式的圖像處理裝置具備參數(shù)值取得部和參數(shù)圖像生成部。參數(shù)值取得部依次取得針對(duì)同一被檢體的、時(shí)序的DSA圖像的圖像數(shù)據(jù)，基于所述依次取得的DSA圖像的圖像數(shù)據(jù)中的、與所述被檢體的同一區(qū)域?qū)?yīng)的每個(gè)像素的像素值的時(shí)間變化，按照每個(gè)像素取得參數(shù)值。參數(shù)圖像生成部每當(dāng)取得最新時(shí)相的所述DSA圖像的圖像數(shù)據(jù)時(shí)，以與所述參數(shù)值相應(yīng)的識(shí)別信息被分配給與所述被檢體的同一區(qū)域?qū)?yīng)的每個(gè)像素的方式依次生成參數(shù)圖像的圖像數(shù)據(jù)。
[0025]<第一實(shí)施方式>
[0026]圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的X射線診斷裝置10的構(gòu)成的一個(gè)例子的框圖。在后述的第二?第六實(shí)施方式中也是，X射線診斷裝置10的硬件上的構(gòu)成與第一實(shí)施方式共通。在此，作為一個(gè)例子，將X射線診斷裝置10的構(gòu)成要素分為診視床裝置20、X射線產(chǎn)生/檢測系統(tǒng)(X-ray generating and detecting system) 30及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(computing system) 40 這 3 個(gè)進(jìn)行說明。
[0027]第一，診視床裝置20具有支撐臺(tái)21、頂板22、以及配置于支撐臺(tái)21內(nèi)的頂板移動(dòng)機(jī)構(gòu)23。在頂板22上，載置有被檢體P。在此，作為一個(gè)例子，對(duì)被檢體P設(shè)置有引導(dǎo)線操作裝置200，對(duì)此，將在第六實(shí)施方式中進(jìn)行說明。
[0028]支撐臺(tái)21將頂板22支撐成能夠沿水平方向(裝置坐標(biāo)系的Z軸方向)移動(dòng)。頂板移動(dòng)機(jī)構(gòu)23在后述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)40的系統(tǒng)控制部42a的控制下，使頂板22沿裝置坐標(biāo)系的Z軸方向移動(dòng)，由此使被檢體P的攝像區(qū)域配置在后述的X射線檢測器36與光闌裝置35之間。
[0029]在此，作為一個(gè)例子，如以下那樣定義上述裝置坐標(biāo)系的X軸、Y軸及Z軸。首先，將鉛垂方向作為Y軸方向，頂板22配置成其上表面的法線方向成為Y軸方向。將頂板22的水平移動(dòng)方向作為Z軸方向，頂板22配置成其長度方向成為Z軸方向。X軸方向是與這些Y軸方向、Z軸方向正交的方向。
[0030]第二，X射線產(chǎn)生/檢測系統(tǒng)30具有高電壓產(chǎn)生器31、C臂動(dòng)作機(jī)構(gòu)32、C臂33、X射線管34、光闌裝置35及X射線檢測器36。
[0031]C臂33是對(duì)X射線管34、光闌裝置35及X射線檢測器36進(jìn)行保持的臂。通過C臂33，X射線管34及光闌裝置35與X射線檢測器36隔著被檢體P相互對(duì)置地配置。
[0032]C臂動(dòng)作機(jī)構(gòu)32在系統(tǒng)控制部42a的控制下，與攝像區(qū)域相應(yīng)地使C臂33旋轉(zhuǎn)及移動(dòng)。
[0033]高電壓產(chǎn)生器31產(chǎn)生高電壓，并將所產(chǎn)生對(duì)高電壓向X射線管34供給。
[0034]X射線管34使用從高電壓產(chǎn)生器31供給的高電壓而產(chǎn)生X射線。
[0035]光闌裝置35例如通過使多個(gè)光闌葉片滑動(dòng)來進(jìn)行縮限以對(duì)被檢體P的攝像區(qū)域選擇性地照射X射線，通過調(diào)整光闌葉片的開度來控制X射線照射范圍。
[0036]X射線檢測器36例如通過排列為矩陣狀的大量的X射線檢測元件(未圖示)，將透射被檢體P的X射線變換為電信號(hào)進(jìn)行積蓄，將所積蓄的電信號(hào)向后述的投影數(shù)據(jù)生成部42b輸入。
[0037]第三，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)40具有攝像控制裝置42、存儲(chǔ)裝置44、圖像處理裝置46、監(jiān)視器47及輸入裝置48。
[0038]攝像控制裝置42用于控制X射線診斷裝置10的攝像動(dòng)作。攝像控制裝置42具有系統(tǒng)控制部42a、投影數(shù)據(jù)生成部42b、DSA圖像生成部42c、以及將上述各部相互連接的作為通信布線的系統(tǒng)總線SB。
[0039]系統(tǒng)控制部42a在攝像條件的設(shè)定、攝像動(dòng)作、顯示處理中控制X射線診斷裝置10整體。
[0040]投影數(shù)據(jù)生成部42b使用由X射線檢測器36從透射被檢體P的X射線變換來的電信號(hào)，生成X射線圖像的投影數(shù)據(jù)。投影數(shù)據(jù)生成部42b將所生成的投影數(shù)據(jù)保存于存儲(chǔ)裝置44。
[0041]DSA圖像生成部42c從存儲(chǔ)裝置44取得造影劑投入前的X射線圖像的投影數(shù)據(jù)(掩模圖像的圖像數(shù)據(jù))和造影劑投入后的各時(shí)相的X射線圖像的投影數(shù)據(jù)，通過計(jì)算兩者的差分，來生成與各時(shí)相對(duì)應(yīng)的DSA圖像的圖像數(shù)據(jù)。DSA圖像生成部42c將DSA圖像的圖像數(shù)據(jù)保存于存儲(chǔ)裝置44。
[0042]監(jiān)視器47執(zhí)行圖像顯示、攝像條件的設(shè)定畫面的顯示、圖像處理?xiàng)l件的設(shè)定畫面的顯示等。在此的“圖像顯示”是指，上述X射線圖像、DSA圖像、后述的參數(shù)圖像及它們的合成圖像的顯示。
[0043]輸入裝置48具有供用戶輸入攝像條件或圖像處理?xiàng)l件等各種指令的鍵盤、鼠標(biāo)MS(參照后述的圖5)及操作按鈕等，將所輸入的內(nèi)容向系統(tǒng)控制部42a及圖像處理裝置46轉(zhuǎn)送。
[0044]圖像處理裝置46具有參數(shù)值取得部46a、參數(shù)圖像生成部46b、合成圖像生成部46c、顯示控制部46d、以及將上述各部相互連接的作為通信布線的系統(tǒng)總線SB。
[0045]參數(shù)值取得部46a從存儲(chǔ)裝置44取得通過造影劑投入前后的針對(duì)同一被檢體的攝像(透視)而得到的時(shí)序的多個(gè)DSA圖像的圖像數(shù)據(jù)。
[0046]此外，參數(shù)值取得部46a基于各DSA圖像的圖像數(shù)據(jù)中的、與被檢體的同一區(qū)域?qū)?yīng)的每個(gè)像素的像素值的時(shí)間變化，按照每個(gè)像素取得參數(shù)成像用的參數(shù)值(參照后述的圖2)。
[0047]上述參數(shù)成像(Parametric Imaging)例如是指對(duì)單個(gè)或者多個(gè)參數(shù)通過彩色或者灰階(grayscale)進(jìn)行圖像化的處理。廣義上講，參數(shù)成像也包含由投影數(shù)據(jù)生成部42b生成的X射線圖像的投影數(shù)據(jù)。這是因?yàn)?，在X射線圖像的投影數(shù)據(jù)的情況下，各像素的像素值表示作為參數(shù)的X射線透射率的值。
[0048]狹義地講，參數(shù)成像是指，基于X射線圖像的投影數(shù)據(jù)，按照每個(gè)像素計(jì)算X射線透射率以外的參數(shù)的值，形成彩色圖像。在本實(shí)施方式中，對(duì)狹義的參數(shù)成像進(jìn)行說明。此夕卜，在以下的說明中，將通過狹義的參數(shù)成像而生成的圖像稱作“參數(shù)圖像”。
[0049]參數(shù)圖像生成部46b以與參數(shù)值相應(yīng)的識(shí)別信息被分配給每個(gè)像素的方式，生成參數(shù)圖像的圖像數(shù)據(jù)。識(shí)別信息只要是與參數(shù)值相應(yīng)地而各像素的顯示形態(tài)不同的信息即可。作為識(shí)別信息，例如可以使用黑白的灰度值，也可以使用色相、同一色相的灰度值、亮度及透射度、以及它們的組合。以下的說明中，對(duì)參數(shù)圖像生成部46b以與參數(shù)值相應(yīng)的色相(彩色)被分配給與被檢體P的同一區(qū)域?qū)?yīng)的每個(gè)像素的方式生成參數(shù)圖像的圖像數(shù)據(jù)的情況的例子進(jìn)行說明。在以下的例子中，參數(shù)圖像的圖像數(shù)據(jù)是各像素針對(duì)例如紅、綠、藍(lán)這3原色分別具有像素值的圖像數(shù)據(jù)。此外，在此，作為一個(gè)例子，針對(duì)一系列時(shí)序的DSA圖像的群組，生成一個(gè)參數(shù)圖像的圖像數(shù)據(jù)。
[0050]合成圖像生成部46c生成表示DSA圖像與參數(shù)圖像的合成圖像的合成圖像數(shù)據(jù)。
[0051]顯示控制部46d使監(jiān)視器47顯示合成圖像。
[0052]X射線診斷裝置10的主要特征在于圖像處理裝置46的功能，因此，以下，在說明圖像處理裝置46的詳細(xì)功能之前，對(duì)DSA圖像、參數(shù)圖像的生成方法進(jìn)行說明。
[0053]圖2是作為參數(shù)圖像的生成過程