JP2014030506A - Medical image processor, x-ray photographing device, and medical image processing program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、医用画像処理装置、X線撮影装置及び医用画像処理プログラムに関する。 Embodiments described herein relate generally to a medical image processing apparatus, an X-ray imaging apparatus, and a medical image processing program.
X線撮影装置における撮像法の1つとしてDSA (Digital Subtraction Angiography)が知られている。DSAは、被検体への造影剤注入前後におけるX線画像データの差分画像データを診断用に収集する技術である。すなわち、造影剤の注入前においてX線画像データが差分画像データを生成するためのマスク(mask)画像データとして収集される。一方、造影剤を投与することによってX線造影(contrast)画像データが収集される。そして、X線造影画像データとマスク画像データとの間における差分処理によってDSA画像データが診断用に生成される。 As one of imaging methods in an X-ray imaging apparatus, DSA (Digital Subtraction Angiography) is known. DSA is a technique for collecting differential image data of X-ray image data before and after injection of a contrast medium into a subject for diagnosis. That is, X-ray image data is collected as mask image data for generating difference image data before injection of a contrast agent. On the other hand, X-ray contrast (contrast) image data is collected by administering a contrast medium. Then, DSA image data is generated for diagnosis by differential processing between the X-ray contrast image data and the mask image data.
このようなDSA画像データを生成すれば、血管の観察に不要な陰影が除去された画像データを取得することができる。すなわち、造影剤によって染影された血管が選択的に描出された診断画像データを得ることができる。このため、血管の診断に有用な画像を表示させることができる。 By generating such DSA image data, it is possible to acquire image data from which a shadow unnecessary for blood vessel observation is removed. That is, it is possible to obtain diagnostic image data in which blood vessels stained with a contrast agent are selectively depicted. For this reason, an image useful for blood vessel diagnosis can be displayed.
しかしながら心臓のように呼吸や心拍が影響する部位におけるDSA画像データを収集する場合には、呼吸及び心拍の影響によって差分処理の対象となるマスク画像データとX線造影画像データとの間に動きが生じる恐れがある。そこで、呼吸信号や心電(ECG: electro cardiogram)信号に同期させた同期撮影によってX線画像データを収集し、適切な心位相及び呼吸位相のマスク画像データ及びX線造影画像データを用いてDSA画像データを生成する技術が考案されている。 However, when collecting DSA image data in a region such as the heart where breathing or heartbeat affects, there is a movement between the mask image data and the X-ray contrast image data that are subject to differential processing due to the influence of breathing and heartbeat. May occur. Therefore, X-ray image data is collected by synchronous imaging synchronized with a respiratory signal and an electrocardiogram (ECG) signal, and DSA is performed using mask image data and X-ray contrast image data of appropriate cardiac phase and respiratory phase. A technique for generating image data has been devised.
しかしながら、心臓のように呼吸及び心拍が影響する部位では、呼吸の周期と心拍の周期が異なることから、呼吸同期やECG同期等の撮影技術を用いても診断に有効なDSA画像データを生成することができないという問題がある。 However, in regions where respiration and heartbeat are affected, such as the heart, the respiratory cycle and heartbeat cycle are different, so DSA image data that is effective for diagnosis can be generated even using imaging techniques such as respiratory synchronization and ECG synchronization. There is a problem that can not be.
そこで、本発明は、心臓のように呼吸と心拍の双方が影響する部位であっても、より良好な画質でDSA画像データを生成することが可能な医用画像処理装置、X線撮影装置及び医用画像処理プログラムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a medical image processing apparatus, an X-ray imaging apparatus, and a medical apparatus capable of generating DSA image data with better image quality even in a part that affects both respiration and heartbeat, such as the heart. An object is to provide an image processing program.
本発明の実施形態に係る医用画像処理装置は、画像取得手段と差分画像生成手段を備える。画像取得手段は、特定の心拍数で心臓が拍動している期間に収集され、呼吸位相が互いに対応する被検体の第1のX線画像データ及び第2のX線画像データを取得する。差分画像生成手段は、前記第1のX線画像データ及び前記第2のX線画像データの差分処理によって差分画像データを生成する。
また、本発明の実施形態に係るX線撮影装置は、画像収集手段と差分画像生成手段を備える。画像収集手段は、特定の心拍数で心臓が拍動している期間において、呼吸位相が互いに対応する被検体の第1のX線画像データ及び第2のX線画像データを収集する。差分画像生成手段は、前記第1のX線画像データ及び前記第2のX線画像データの差分処理によって差分画像データを生成する。
また、本発明の実施形態に係る医用画像処理プログラムは、コンピュータを画像取得手段及び差分画像生成手段として機能させる。画像取得手段は、特定の心拍数で心臓が拍動している期間に収集され、呼吸位相が互いに対応する被検体の第1のX線画像データ及び第2のX線画像データを取得する。差分画像生成手段は、前記第1のX線画像データ及び前記第2のX線画像データの差分処理によって差分画像データを生成する。
A medical image processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes an image acquisition unit and a difference image generation unit. The image acquisition means acquires first X-ray image data and second X-ray image data of a subject that are collected during a period in which the heart is beating at a specific heart rate and whose respiratory phases correspond to each other. The difference image generation means generates difference image data by a difference process between the first X-ray image data and the second X-ray image data.
The X-ray imaging apparatus according to the embodiment of the present invention includes an image collection unit and a difference image generation unit. The image collecting means collects first X-ray image data and second X-ray image data of a subject whose respiratory phases correspond to each other during a period in which the heart beats at a specific heart rate. The difference image generation means generates difference image data by a difference process between the first X-ray image data and the second X-ray image data.
The medical image processing program according to the embodiment of the present invention causes a computer to function as an image acquisition unit and a difference image generation unit. The image acquisition means acquires first X-ray image data and second X-ray image data of a subject that are collected during a period in which the heart is beating at a specific heart rate and whose respiratory phases correspond to each other. The difference image generation means generates difference image data by a difference process between the first X-ray image data and the second X-ray image data.
本発明の実施形態に係る医用画像処理装置、X線撮影装置及び医用画像処理プログラムについて添付図面を参照して説明する。 A medical image processing apparatus, an X-ray imaging apparatus, and a medical image processing program according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明の実施形態に係る医用画像処理装置及びX線撮影装置の構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram of a medical image processing apparatus and an X-ray imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
X線撮影装置1は、撮影系2、制御系3、データ処理系4、入力装置5及び表示装置6を備えている。撮影系2は、X線照射部7、X線検出器8、駆動機構9及び寝台10を有する。制御系3は、高電圧発生装置3A、撮影位置制御装置3B及びシステム制御部3Cを有する。
The
X線照射部7は、X線管を備え、寝台10にセットされた被検体Oを挟んでX線検出器8と対向配置される。X線照射部7及びX線検出器8は、駆動機構9の駆動によって相対位置を維持しながら被検体Oに対する角度及び相対位置を変えることができる。具体的には、回転機能を備えたC型アームの両端にX線照射部7及びX線検出器8が固定される。そして、X線照射部7は、X線管により被検体Oに向けて所定の角度からX線を照射し、被検体Oを透過したX線をX線検出器8で検出できるように構成される。
The X-ray irradiation unit 7 includes an X-ray tube, and is disposed to face the X-ray detector 8 with the subject O set on the
また、寝台10の天板の傾斜及び位置を駆動機構9によって調整することができる。従って、X線照射部7及びX線検出器8の被検体Oに対する角度を調整するのみならず、天板の角度を調整することによっても、被検体Oに対するX線の照射方向を変えることができる。
Further, the inclination and position of the top plate of the
寝台10にセットされた被検体Oには、呼吸センサ11及び心電計12が取り付けられる。更に、寝台10にセットされた被検体Oの近傍には、被検体Oに造影剤を注入するための造影剤注入装置13が設けられる。
A
制御系3の高電圧発生装置3Aは、X線照射部7のX線管に高電圧を印加することによって、所望のエネルギを有するX線を被検体Oに向けて照射させる装置である。撮影位置制御装置3Bは、駆動機構9に制御信号を出力して制御する装置である。すなわち、X線照射部7及びX線検出器8の回転角度及び位置並びに寝台10の天板の傾斜及び位置は、撮影位置制御装置3Bから駆動機構9に出力される制御信号によって制御される。
The
システム制御部3Cは、高電圧発生装置3A、撮影位置制御装置3B及びデータ処理系4を含むX線撮影装置1の各構成要素を制御するシステムである。特に、システム制御部3Cは、造影剤注入装置13から造影剤の注入中であるか否かを示す造影剤情報を取得できるように構成されている。
The
データ処理系4は、A/D(analog to digital)変換器14及びコンピュータ15を有する。コンピュータ15は、医用画像処理プログラムを実行することにより医用画像処理装置15として機能する。すなわち、X線撮影装置1には、医用画像処理装置15が内蔵される。
The data processing system 4 includes an A / D (analog to digital)
但し、同様な機能を有する独立した医用画像処理装置を、ネットワークを介してX線撮影装置1に接続するようにしても良い。また、X線撮影装置1に内蔵される医用画像処理装置15又はX線撮影装置1とネットワークを介して接続される医用画像処理装置を構成するために回路を用いてもよい。
However, an independent medical image processing apparatus having a similar function may be connected to the
図2は、図1に示す医用画像処理装置15の詳細機能を示す機能ブロック図である。
FIG. 2 is a functional block diagram showing detailed functions of the medical
医用画像処理装置15は、画像生成部16、画像取得部17、画像データ記憶部18、造影判定部19、心拍数判定部20、呼吸情報取得部21、マスク画像記憶部22、マスク画像決定部23、差分画像作成部24、位置ずれ検出画像記憶部25、位置ずれ検出画像決定部26、位置ずれ検出部27及び表示処理部28を有する。
The medical
画像生成部16は、X線検出器8からA/D変換器14を通じてデジタル化されたX線検出データを取り込んで、データ処理を行うことによりX線画像データを生成する機能を有する。尚、造影剤の投与を伴ってX線検出データが収集された場合には、X線造影画像データが生成され、造影剤の投与を伴わずにX線検出データが収集された場合には、X線非造影画像データが生成されることとなる。
The
画像取得部17は、画像生成部16において生成されたX線画像データを取得する機能を有する。特に、X線撮影装置1にネットワークを介して接続された独立した医用画像処理装置においては、画像生成部16を省略することもできる。この場合には、X線撮影装置1に備えられる画像生成部16からネットワークを介してX線画像データを取得する機能が画像取得部17に備えられる。
The
画像データ記憶部18は、画像取得部17により取得されたX線画像データを記憶する記憶装置である。撮影時には、リアルタイムにX線画像データが順次ライブ画像データとして画像データ記憶部18に蓄積される。
The image
造影判定部19は、造影剤の注入中であるか否かを示す造影剤情報をシステム制御部3Cから取得することによって、造影剤の注入中であるか否かを判定する機能を有する。
The
心拍数判定部20は、心電計12から心拍数を取得し、予め決定された特定の心拍数で心臓が拍動している期間であるか否かを判定する機能を有する。特定の心拍数で心臓が拍動している期間とは、頻脈状態の期間である。頻脈状態は、数値で表せば心拍数が100 bpm (beats per minute)以上である場合と定義することができる。
The heart
図3は、図1に示す心電計12により取得されるECG信号の一例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of an ECG signal acquired by the
図3において縦軸はECG信号の振幅を示し、横軸は時間を示す。図3に示すように、ECG信号は、Q波、R波及びS波の各ピークが繰返し現れる信号である。ECG信号の心拍数は、通常は60bmp程度であるが、ペーシング用カテーテルを用いて心臓に頻度の高い刺激を与えると、心臓が頻脈状態となる。図3に示す例では、心拍数が180bmp程度となっている。 In FIG. 3, the vertical axis indicates the amplitude of the ECG signal, and the horizontal axis indicates time. As shown in FIG. 3, the ECG signal is a signal in which the peaks of the Q wave, the R wave, and the S wave repeatedly appear. The heart rate of the ECG signal is normally about 60 bmp, but if a high frequency stimulation is applied to the heart using a pacing catheter, the heart becomes tachycardia. In the example shown in FIG. 3, the heart rate is about 180 bmp.
頻脈状態にある心臓は小刻みに拍動する。従って、頻脈状態にある心臓では、心拍の動きによる1心拍中における位置変化が頻脈状態にない心臓に比べて極端に少なくなる。この結果、頻脈状態にある心臓では、心拍による位置の変化を無視することができるようになる。 A heart in tachycardia beats in small increments. Accordingly, in a heart in a tachycardia state, the position change during one heartbeat due to the movement of the heartbeat is extremely less than in a heart not in a tachycardia state. As a result, in a heart that is in a tachycardia state, a change in position due to a heartbeat can be ignored.
尚、ラピッドペーシング(Rapid Pacing)を行うと、必ず同じ位置で心臓が細動することが経験的に知られている。また、連続する期間が30秒程度の期間であれば、ラピッドペーシングを断続的に繰返しも患者に悪影響がないことが知られている。 It is known from experience that rapid pacing always causes the heart to fibrillate at the same position. Further, it is known that if the continuous period is about 30 seconds, rapid pacing is repeated repeatedly without causing any adverse effects on the patient.
心拍数は、心電計12においてECG信号のQ波、R波又はS波のピークから次のピークまでの時間間隔を測定することによって算出することができる。但し、別の方法として、心拍数を求める代わりに、頻脈状態の期間のみを検出するようにしてもよい。例えば、ペーシング用カテーテルを用いて人工的に頻脈状態を発生させる場合には、心拍数判定部20がペーシング用カテーテルの電極信号を取得して心臓が頻脈状態であるか否かを判定することができる。
The heart rate can be calculated by measuring the time interval from the peak of the Q wave, R wave, or S wave of the ECG signal to the next peak in the
呼吸情報取得部21は、呼吸センサ11から呼吸信号を取得し、呼吸位相及び呼吸周期の少なくとも一方を含む呼吸情報を求める機能を有する。呼吸情報は、差分画像データの生成のための差分処理の対象となるX線画像データを特定及び選択するために用いられる。従って、X線画像データの選択精度を向上させる観点からは、各時刻における呼吸位相を取得することが望ましい。但し、少なくとも呼吸周期を求めることにより、安静吸気位及び安静呼気位の一方又は双方のみを取得するようにしてもよい。
The respiration
図4は、図1に示す呼吸センサ11により取得される呼吸信号の一例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a respiration signal acquired by the
図4において縦軸は呼吸信号の振幅を示し、横軸は時間を示す。図4に示すように、呼吸信号は、安静吸気位と安静呼気位とをECG信号の周期とは異なる周期で繰り返す信号である。 In FIG. 4, the vertical axis represents the amplitude of the respiratory signal, and the horizontal axis represents time. As shown in FIG. 4, the respiratory signal is a signal that repeats a resting inspiratory position and a resting expiratory position at a period different from the period of the ECG signal.
呼吸位相等の呼吸情報は、図4に示されるような呼吸信号に基づいて得ることができる。特に、大動脈弁の置換術(TAVR: Trans-catheter Aortic Valve Replacement又はTAVI: Trans-catheter Aortic Valve Implantation)等の手技を行う場合には、必ず全身麻酔によって呼吸が安定するようにコントロールされる。従って、呼吸信号を周期的な信号として取得することが可能である。 Respiration information such as a respiration phase can be obtained based on a respiration signal as shown in FIG. In particular, when performing a procedure such as aortic valve replacement (TAVR: Trans-catheter Aortic Valve Implantation or TAVI: Trans-catheter Aortic Valve Implantation), the respiratory system is always controlled by general anesthesia. Therefore, it is possible to acquire the respiratory signal as a periodic signal.
但し、他の公知の方法によって呼吸情報を取得することもできる。例えば、人工呼吸器からの信号に対する信号処理によって呼吸情報を取得する方法やX線画像データに対する画像処理によって呼吸情報を取得する方法が知られている。これらの方法を用いる場合には、呼吸情報取得部21が人工呼吸器や画像データ記憶部18等の構成要素から呼吸情報の取得に必要な情報を取得して呼吸情報を求めるように構成される。
However, respiratory information can also be acquired by other known methods. For example, a method for acquiring respiratory information by signal processing on a signal from a ventilator and a method for acquiring respiratory information by image processing on X-ray image data are known. When these methods are used, the respiratory
マスク画像記憶部22は、造影判定部19における判定結果、心拍数判定部20における判定結果及び呼吸情報取得部21において求められた呼吸情報に基づいて、特定の心拍数で心臓が拍動している頻脈期間の少なくとも呼吸1周期分のX線画像データを画像データ記憶部18から取得し、少なくとも呼吸1周期分に対応する複数フレームのマスク画像データとして記憶する機能を有する。
Based on the determination result in the
尚、実際にはマスク画像データの保存先も画像データ記憶部18とし、画像データ記憶部18に保存されたX線画像データにマスク画像データであることを示す識別情報をマスク画像記憶部22が付加するようにしてもよい。
In practice, the mask image data storage destination is also the image
マスク画像データは、差分画像データの生成のための差分処理に用いるためのX線画像データである。差分画像データの例としては、ロードマップ画像データ及びDSA画像データが代表的である。 The mask image data is X-ray image data for use in difference processing for generating difference image data. Typical examples of the difference image data are road map image data and DSA image data.
ロードマップ画像データは、予め血管に造影剤を注入した状態でマスク画像データを収集し、造影剤を注入せずに非造影で収集されたライブ画像データとマスク画像データとの差分処理を含む画像処理によってライブ画像データ上に血管を描出させた画像データである。一方、DSA画像データは、造影剤の注入前において収集されたマスク画像データと造影剤を投与して収集されたX線造影画像データとの間における差分処理によって生成される。 Roadmap image data is an image that includes mask image data in a state in which a contrast medium has been injected into a blood vessel in advance, and includes a difference process between the live image data and the mask image data that are acquired without injection of contrast medium. This is image data obtained by rendering blood vessels on live image data by processing. On the other hand, DSA image data is generated by a difference process between mask image data collected before injection of a contrast agent and X-ray contrast image data collected by administering the contrast agent.
従って、ロードマップ画像データが診断画像データとして生成される対象である場合には、ロードマップ画像データの生成に用いられる可能性のある造影中の少なくとも呼吸1周期分のX線画像データがマスク画像データとして記憶される。一方、DSA画像データが診断画像データとして生成される対象である場合には、DSA画像データの生成に用いられる可能性のある非造影中の少なくとも呼吸1周期分のX線画像データがマスク画像データとして記憶される。X線画像データが造影中に収集されたか非造影で収集されたかという判定は、造影判定部19における判定結果に基づいて行うことができる。
Therefore, when the road map image data is a target to be generated as diagnostic image data, X-ray image data for at least one respiratory cycle during contrast that may be used for generation of the road map image data is a mask image. Stored as data. On the other hand, when the DSA image data is a target to be generated as diagnostic image data, X-ray image data for at least one breathing period during non-contrast imaging that may be used for generating DSA image data is mask image data. Is remembered as The determination as to whether the X-ray image data has been collected during contrast or non-contrast can be made based on the determination result in the
マスク画像決定部23は、造影判定部19における判定結果、心拍数判定部20における判定結果及び呼吸情報取得部21において求められた呼吸情報に基づいて、特定の心拍数で心臓が拍動している期間に差分画像データの生成用のライブ画像データとして収集されたX線画像データの呼吸位相に対応するマスク画像データをマスク画像記憶部22から取得し、ロードマップ画像データやDSA画像データ等の差分画像データを生成するための差分処理用のマスク画像データとして決定する機能を有する。
Based on the determination result in the
差分画像作成部24は、ライブ画像データとして収集されたX線画像データを画像データ記憶部18から取得する一方、マスク画像決定部23からライブ画像データの呼吸位相に対応するマスク画像データを取得し、ライブ画像データとマスク画像データとの差分処理によってロードマップ画像データやDSA画像データ等の差分画像データを生成する機能を有する。すなわち、差分画像作成部24は、拍動による位置の変化が無視できる心臓の頻脈状態において収集され、かつ呼吸位相が同等とみなせるライブ画像データとマスク画像データとの差分処理によって差分画像データを生成するように構成される。
The difference
尚、ライブ画像データは、呼吸1周期分に限らず、呼吸2周期分以上の任意周期分の複数フレームのX線画像データとして収集することができる。従って、差分画像データについても呼吸任意周期に対応する複数フレームのX線画像データとして生成することができる。 The live image data can be collected as X-ray image data of a plurality of frames for an arbitrary period of not less than one breath period but not less than two breath periods. Accordingly, the difference image data can also be generated as a plurality of frames of X-ray image data corresponding to an arbitrary respiratory cycle.
差分画像作成部24において作成された差分画像データは表示処理部28を通じて表示装置6に表示させることができる。また、必要に応じて差分画像データを画像データ記憶部18に保存することもできる。
The difference image data created in the difference
位置ずれ検出画像記憶部25は、入力装置5から又は入力装置5からシステム制御部3Cを通じて指示情報が与えられた場合に、心拍数判定部20における判定結果及び呼吸情報取得部21において求められた呼吸情報に基づいて、特定の心拍数で心臓が拍動している頻脈状態に相当する期間の少なくとも呼吸1周期分のX線画像データを画像データ記憶部18から取得し、位置ずれ検出用の基準となるX線画像データとして記憶する機能を有する。位置ずれ検出用の基準画像データをX線造影画像データ及びX線非造影画像データのいずれかとする場合には、基準画像データの記憶に際して造影判定部19における判定結果を参照することができる。
The misalignment detection
位置ずれ検出画像決定部26は、入力装置5から又は入力装置5からシステム制御部3Cを通じて指示情報が与えられた場合に、心拍数判定部20における判定結果及び呼吸情報取得部21において求められた呼吸情報に基づいて、特定の心拍数で心臓が拍動している期間に収集されたX線画像データの呼吸位相に対応する基準画像データを位置ずれ検出画像記憶部25から取得し、位置ずれ検出処理に用いる基準画像データとして決定する機能を有する。
The misalignment detection
位置ずれ検出部27は、入力装置5から又は入力装置5からシステム制御部3Cを通じて指示情報が与えられた場合に、画像データ記憶部18から取得したデバイスの位置ずれの検出対象となるX線画像データ及び位置ずれ検出画像決定部26において決定された位置ずれ検出用の基準画像データの双方からデバイスの位置又は位置に応じた指標を検出する機能と、検出したデバイスの位置又は位置に応じた指標をX線画像データと基準画像データとの間で比較することによってデバイスの位置ずれを検出する機能を有する。
The positional
位置ずれ検出対象のX線画像データと位置ずれ検出用の基準画像データとの間におけるデバイスの位置ずれは、例えば、デバイス位置間のシフト量に対する閾値処理によってデバイス位置のシフト量が一定の距離以上となった場合として検出することができる。デバイスの位置の検出には、エッジ抽出処理等のデバイスの輪郭を抽出するための画像処理の他、デバイスに取り付けられたマーカを検出し、マーカの位置をデバイスの位置とする処理を用いることができる。 For example, the device position shift between the X-ray image data to be detected and the reference image data for detecting position shift is, for example, a device position shift amount equal to or greater than a certain distance by threshold processing for the shift amount between device positions. It can be detected as a case. In addition to image processing for extracting the device outline, such as edge extraction processing, the device position is detected by detecting a marker attached to the device and using the marker position as the device position. it can.
但し、デバイスの位置を検出する代わりに、位置ずれ検出対象のX線画像データと基準画像データとの間におけるデバイスの位置ずれ量を示す指標を求めることによってデバイスの位置ずれを検出することもできる。例えば、差分画像データ等の基準画像データにおいてデバイスが占める領域と考えられる輝度が一定値以下の領域における信号量又はサイズを基準値として定義することができる。そして、デバイスの位置ずれの検出対象となるX線画像データからデバイスが占める領域と考えられる輝度が一定値以下の領域における信号量又はサイズを比較値として求め、比較値が基準値から一定の閾値以上乖離している場合には、デバイスの位置ずれが生じたと判定することができる。つまり、輝度が一定値以下の領域における信号量又はサイズの変化量をデバイスの位置ずれ量を示す指標とすることができる。 However, instead of detecting the position of the device, the position shift of the device can also be detected by obtaining an index indicating the amount of position shift of the device between the X-ray image data to be detected and the reference image data. . For example, a signal amount or size in an area in which luminance considered as an area occupied by a device in reference image data such as difference image data is equal to or less than a certain value can be defined as a reference value. Then, a signal amount or size in an area where the luminance that is considered to be an area occupied by the device is determined as a comparison value from the X-ray image data that is a detection target of the device positional deviation is obtained as a comparison value. If there is a divergence as described above, it can be determined that the device has been displaced. In other words, the amount of signal or the amount of change in size in a region where the luminance is below a certain value can be used as an index indicating the amount of positional deviation of the device.
尚、血管が占める領域と考えられる輝度が一定値より大きい領域における信号量又はサイズの変化量をデバイスの位置ずれ量を示す指標とすることも可能である。但し、造影剤の染まり具合に依存して、輝度が一定値より大きい領域における信号量又はサイズが変化する恐れがある。従って、デバイスが占める領域における信号量又はサイズの変化に基づいてデバイスの位置ずれを検出する方が望ましい。 Note that a signal amount or a change in size in a region where the luminance considered to be a region occupied by a blood vessel is larger than a certain value can be used as an index indicating the amount of positional deviation of the device. However, depending on the degree of staining of the contrast agent, the signal amount or size in a region where the luminance is greater than a certain value may change. Therefore, it is desirable to detect the positional deviation of the device based on a change in signal amount or size in the area occupied by the device.
この場合、デバイスの挿入前には、デバイスが占める領域における信号量又はサイズが理想的にはゼロとなる。このため、閾値処理によってデバイスの挿入前における基準画像データをデバイスの位置ずれ検出処理から除外するエラー処理を実行することもできる。或いは、デバイスが占める領域における信号量又はサイズの変化量が閾値を超えた場合には、デバイスの位置ずれとして検出しないようにするエラー処理を実行することもできる。 In this case, the signal amount or size in the region occupied by the device is ideally zero before the device is inserted. For this reason, it is also possible to execute error processing for excluding the reference image data before device insertion from the device misregistration detection processing by threshold processing. Alternatively, when the amount of signal or size change in the area occupied by the device exceeds a threshold value, error processing can be executed so that it is not detected as a device displacement.
尚、デバイスの位置ずれの検出のための閾値処理は、デバイスの位置又は位置に応じた指標間の差に限らず比に対して行うようにしてもよい。 Note that the threshold processing for detecting the positional deviation of the device is not limited to the difference between the indices according to the position of the device or the position, but may be performed on the ratio.
また、位置ずれの検出対象となるデバイスの例としてはTAVRにおいて大動脈弁の位置への留置対象となる人工弁、バルーン或いはカテーテルが挙げられる。 In addition, examples of a device that is a detection target of displacement include an artificial valve, a balloon, or a catheter that is an indwelling target at the position of the aortic valve in TAVR.
そして、位置ずれ検出部27は、ライブ画像データと位置ずれ検出用の基準画像データとの間においてデバイスの位置ずれが検出され場合には、警告情報を表示装置6又はその他の出力装置に出力させるように構成される。警告情報としては、メッセージ等の画像情報の他、音声情報や警告灯の点灯又は点滅が挙げられる。
Then, the positional
表示処理部28は、差分画像作成部24において生成された差分画像データや画像データ記憶部18に保存されたX線画像データ等の所望のX線画像データに対して表示のための必要な画像処理を施して表示装置6に出力する機能を有する。表示用の画像処理としては、階調処理や空間フィルタ処理等の表示処理が挙げられる。また、表示対象となるX線画像データについては、入力装置5から又は入力装置5からシステム制御部3Cを通じて表示処理部28に指示することができる。
The
尚、差分画像データの生成用に収集されるライブ画像データ及びマスク画像データは、特定の心拍数で心臓が拍動している頻脈状態の期間にのみ収集できれば十分である。従って、特定の心拍数で心臓が拍動している頻脈状態の期間にのみ被検体OにX線が照射されるように撮影系2を制御することが被検体Oの被曝低減に繋がる。そこで、制御系3は、心拍数判定部20から特定の心拍数で心臓が拍動しているか否かの判定結果を取得し、特定の心拍数で心臓が拍動している期間にのみ被検体OにX線が照射されるように撮影系2を制御できるように構成される。
It is sufficient that the live image data and the mask image data collected for generating the difference image data can be collected only during a tachycardia period in which the heart is beating at a specific heart rate. Therefore, controlling the
以上のような構成を有する医用画像処理装置15では、少なくとも画像取得部17、心拍数判定部20、呼吸情報取得部21及びマスク画像決定部23が、特定の心拍数で心臓が拍動している期間に収集され、かつ呼吸位相が互いに対応する被検体Oの第1のX線画像データ及び第2のX線画像データを取得する画像取得手段として機能する。また、少なくとも差分画像作成部24が第1のX線画像データ及び第2のX線画像データの差分処理によって差分画像データを生成する差分画像生成手段として機能する。
In the medical
従って、医用画像処理装置15をコンピュータで構成する場合には、コンピュータを、画像取得手段及び差分画像生成手段として機能させる医用画像処理プログラムがコンピュータにインストールされる。
Therefore, when the medical
更に、画像取得手段が撮影系2及び制御系3と協働することにより、X線撮影装置1には、特定の心拍数で心臓が拍動している期間において、呼吸位相が互いに対応する被検体Oの第1のX線画像データ及び第2のX線画像データを収集する画像収集手段としての機能が備えられる。
Furthermore, the image acquisition means cooperates with the
また、少なくとも位置ずれ検出画像決定部26及び位置ずれ検出部27によって、特定の心拍数で心臓が拍動している期間に収集され、呼吸位相が互いに対応する複数フレームのX線画像データから複数フレームのX線画像データ間におけるデバイスの位置ずれが検出された場合に警告情報を出力装置に出力させる位置ずれ検出手段としての機能が医用画像処理装置15及びX線撮影装置1に備えられる。
In addition, at least by the misalignment detection
尚、画像取得手段を、呼吸1周期分の複数フレームの第1のX線画像データを取得する一方、呼吸2周期分以上の複数フレームの第2のX線画像データを取得するように構成し、差分画像生成手段を、呼吸1周期分の複数フレームの第1のX線画像データを繰返し差分処理に用いるように構成することができる。 The image acquisition means is configured to acquire first X-ray image data of a plurality of frames for one breathing period, and acquire second X-ray image data of a plurality of frames for two breathing periods or more. The difference image generation means can be configured to repeatedly use the first X-ray image data of a plurality of frames for one respiration cycle for the difference processing.
また、画像取得手段を、X線造影画像データ及びX線非造影画像データを第1のX線画像データ及び第2のX線画像データとして取得するように構成し、差分画像生成手段を、差分画像データとしてロードマップ画像データ又はDSA画像データを生成するように構成することができる。 The image acquisition means is configured to acquire the X-ray contrast image data and the X-ray non-contrast image data as the first X-ray image data and the second X-ray image data, and the difference image generation means Road map image data or DSA image data can be generated as the image data.
更に、X線撮影装置1の画像収集手段を、特定の心拍数で心臓が拍動している期間にのみ被検体OにX線を照射するように構成することができる。
Furthermore, the image acquisition means of the
但し、医用画像処理装置15及びX線撮影装置1に上述した機能と同様な機能が備えられれば、他の構成要素によって医用画像処理装置15及びX線撮影装置1を構成することができる。
However, if the medical
次に医用画像処理装置15及びX線撮影装置1の動作および作用について説明する。
Next, operations and effects of the medical
まず、医用画像処理装置15及びX線撮影装置1によりロードマップ画像を生成して表示させる場合を例に説明する。
First, a case where a road map image is generated and displayed by the medical
図5は、図1に示す医用画像処理装置15及びX線撮影装置1によりロードマップ画像データを生成する際の流れを示すタイムチャートである。
FIG. 5 is a time chart showing a flow when road map image data is generated by the medical
図5に示すように、ロードマップ画像データを収集する場合には、予め造影剤を注入してマスク画像データを収集した後に、非造影でライブ画像データが収集される。 As shown in FIG. 5, when road map image data is collected, live image data is collected without contrast after injecting a contrast medium in advance and collecting mask image data.
具体的には、時刻t0から時刻t1までの間の所定の期間にペーシング用カテーテルを用いて人工的に心臓の心拍数が特定の心拍数となる頻脈状態が作り出される。更に、心臓の心拍数が特定の心拍数となる頻脈状態の期間内において造影剤が注入される。そして、造影剤の注入期間内において少なくとも呼吸1周期分のX線造影画像データがマスク画像データとして収集される。 Specifically, a tachycardia state in which the heart rate of the heart becomes a specific heart rate is artificially created using a pacing catheter during a predetermined period from time t0 to time t1. Furthermore, a contrast medium is injected within a tachycardia state in which the heart rate of the heart is a specific heart rate. Then, X-ray contrast image data for at least one respiratory cycle is collected as mask image data within the contrast agent injection period.
次に、時刻t1から時刻t2までの間の所定の期間にペーシング用カテーテルを用いて人工的に心臓の心拍数が特定の心拍数となる頻脈状態が作り出される。更に、心臓の心拍数が特定の心拍数となる頻脈状態の期間内において非造影でライブ画像データが順次収集される。 Next, a tachycardia state in which the heart rate of the heart becomes a specific heart rate is artificially created using a pacing catheter during a predetermined period from time t1 to time t2. Further, live image data is sequentially collected without contrast within a tachycardia state in which the heart rate of the heart is a specific heart rate.
ライブ画像データが収集されると、呼吸位相が同じとみなせるマスク画像データがフレーム毎に選択される。すなわち、マスク画像データの呼吸同期処理が実行される。そして、呼吸位相が対応するマスク画像データからライブ画像データを減算する差分処理がフレーム毎に順次実行される。すなわち、呼吸位相の同期を伴う差分処理が実行される。これにより各呼吸位相に対応する複数フレームのロードマップ画像データが順次生成される。 When live image data is collected, mask image data that can be regarded as having the same respiratory phase is selected for each frame. That is, the respiration synchronization process of the mask image data is executed. Then, difference processing for subtracting the live image data from the mask image data corresponding to the respiratory phase is sequentially executed for each frame. That is, the difference process with the synchronization of the respiratory phase is executed. Thus, a plurality of frames of road map image data corresponding to each respiratory phase are sequentially generated.
そして、同様なライブ画像データの収集、呼吸位相が対応するマスク画像データの選択及び差分処理によるロードマップ画像データの生成は、複数の呼吸周期に亘って実行することができる。これにより、複数の呼吸周期に亘るロードマップ画像データの生成及び表示が可能となる。 Similar collection of live image data, selection of mask image data corresponding to the respiratory phase, and generation of road map image data by difference processing can be performed over a plurality of respiratory cycles. Thereby, generation and display of road map image data over a plurality of breathing cycles becomes possible.
図6は、図5に示すマスク画像データの収集及び保存のための判定処理を含む流れの一例を示すフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a flow including determination processing for collecting and storing mask image data illustrated in FIG.
まずステップS1において、寝台10の天板に被検体Oがセットされ、被検体OのX線撮影が実行される。具体的には、制御系3の撮影位置制御装置3Bから撮像条件に応じた制御信号が出力され、駆動機構9が駆動する。これにより、X線照射部7及びX線検出器8が所定の位置に位置決めされる。一方、制御系3の高電圧発生装置3AからX線照射部7のX線管に高電圧が印加される。これにより、X線管から被検体Oの撮像部位にX線が曝射される。そして、被検体Oを透過したX線がX線検出器8で検出される。
First, in step S1, the subject O is set on the top plate of the
次にX線検出器8からX線検出信号がA/D変換器14を介して医用画像処理装置15に出力される。これにより、画像生成部16において、デジタル化されたX線検出データが取得される。そして、画像生成部16は、X線検出データに対する公知のデータ処理を行うことによってX線画像データを生成する。
Next, an X-ray detection signal is output from the X-ray detector 8 to the medical
画像生成部16において生成されたX線画像データは、画像取得部17に与えられる。そして、画像取得部17は取得したX線画像データを画像データ記憶部18に書き込んで保存する。
The X-ray image data generated by the
次に、ステップS2において、造影判定部19は、造影剤の注入中であるか否かを示す造影剤情報をシステム制御部3Cから取得することによって、造影剤の注入中であるか否かを判定する。この判定は、X線画像データが収集される度にフレームごとに順次実行される。
Next, in step S2, the
ロードマップ画像データ用のマスク画像データを撮影する場合には、事前に心臓のラピッドペーシングが掛けられた状態で造影剤注入装置13から被検体Oに造影剤が注入される。このため、収集されたX線画像データがマスク画像データであれば、造影判定部19によりX線画像データが造影中に収集されたと判定される。
When capturing mask image data for road map image data, a contrast agent is injected from the contrast
この場合には、ステップS3において、心拍数判定部20が、X線画像データが頻脈状態に相当する特定の心拍数で心臓が拍動している期間に収集されたか否かを心電計12から取得した心拍数に基づいて判定する。X線画像データがマスク画像データであれば、心臓のラピッドペーシング中に収集されているため、特定の心拍数で心臓が拍動している期間に収集されたと判定される。
In this case, in step S3, the heart
この場合には、ステップS4において、マスク画像記憶部22が呼吸1周期分のX線画像データの取得が完了しているか否かを判定する。そして、呼吸1周期分のX線画像データの取得が完了していないと判定された場合には、ステップS5において、マスク画像記憶部22が造影中かつ特定の心拍数の時に収集されたX線画像データをマスク画像データとして保存する。
In this case, in step S4, the mask
一方、収集されたX線画像データがマスク画像データでなければ、造影中及び特定の心拍数の期間に収集されたと判定されない。このため、ステップS6において、非マスク画像データとして画像データ記憶部18に保存される。また、呼吸1周期分のX線画像データの取得が完了している場合においても、ステップS6において、非マスク画像データとして画像データ記憶部18に保存される。
On the other hand, if the acquired X-ray image data is not mask image data, it is not determined that the acquired X-ray image data was acquired during contrast and during a specific heart rate period. For this reason, in step S6, it is preserve | saved in the image data memory |
マスク画像データ又は非マスク画像データとして保存されたX線画像データを表示させる場合には、ステップS7において、表示処理部28がX線画像データを取得して表示のために必要な階調処理や空間フィルタ処理等の画像処理を施す。そして、ステップS8において、表示処理部28は画像処理後のX線画像データを表示装置6に出力する。これにより表示装置6には、マスク画像データ又は非マスク画像データとして保存されたX線画像データが表示される。
When displaying X-ray image data stored as mask image data or non-mask image data, in step S7, the
このような判定処理をX線画像データのフレーム毎に順次実行すると、結果としてマスク画像記憶部22には、造影中かつ特定の心拍数の期間に収集された呼吸1周期分のX線画像データがマスク画像データとして保存される。
When such determination processing is sequentially executed for each frame of the X-ray image data, as a result, the mask
図7は、図5に示すロードマップ画像データの収集及び表示のためのデータ処理を含む流れの一例を示すフローチャートである。尚、図6に示すフローチャートのステップと同様なステップには同符号を付して説明を省略する。 FIG. 7 is a flowchart showing an example of a flow including data processing for collecting and displaying the road map image data shown in FIG. The same steps as those in the flowchart shown in FIG.
ロードマップ画像データの収集時には、心臓のラピッドペーシング中に非造影でライブ画像データが収集される。具体的には、ステップS1においてX線撮影が実行される。この結果、X線画像データが画像データ記憶部18に保存される。
When roadmap image data is collected, live image data is collected without contrast during rapid pacing of the heart. Specifically, X-ray imaging is executed in step S1. As a result, the X-ray image data is stored in the image
次に、ステップS3において、心拍数判定部20は、X線画像データが特定の心拍数の期間に収集されたか否かを判定する。X線画像データがロードマップ画像データ用であれば、心臓のラピッドペーシング中に収集されるため、X線画像データが特定の心拍数の期間に収集されたと判定される。
Next, in step S3, the heart
そして、ステップS10において、収集されたX線画像データが差分処理用のX線画像データとして画像データ記憶部18に保存される。
In step S10, the collected X-ray image data is stored in the image
次に、ステップS11において、マスク画像決定部23は、心拍数判定部20から取得した判定結果及び造影判定部19における判定結果に基づいて、収集されたX線画像データが特定の心拍数の期間に非造影で収集された差分処理用のライブ画像データであると判定する。続いて、マスク画像決定部23は、呼吸情報取得部21において求められた呼吸情報に基づいて、収集された差分処理用のライブ画像データの呼吸位相を認識する。
Next, in step S <b> 11, the mask
このため、マスク画像決定部23は、差分処理用のライブ画像データの呼吸位相に対応するマスク画像データをマスク画像記憶部22から取得する。そして、取得したマスク画像データを差分処理用のマスク画像データとして決定する。
Therefore, the mask
ステップS12において、差分画像作成部24は、ライブ画像データとマスク画像決定部23において選択されたマスク画像データとの差分処理を実行する。この結果、ロードマップ画像データが生成される。
In step S <b> 12, the difference
一方、ライブ画像データが特定の心拍数の期間に収集されなかったと判定された場合には、差分処理用ではないライブ画像データとして画像データ記憶部18に保存される。
On the other hand, when it is determined that the live image data is not collected during the specific heart rate period, the live image data is stored in the image
ロードマップ画像データ又は差分処理用ではないライブ画像データを表示させる場合には、ステップS7において、表示処理部28により必要な画像処理が実行される。そして、ステップS8において、画像処理後のロードマップ画像データ又は差分処理用ではないライブ画像データが表示装置6に表示される。
When displaying road map image data or live image data that is not for differential processing, the
このような判定処理を含むデータ処理をライブ画像データのフレーム毎に順次実行すると、ロードマップ画像を順次表示装置6に表示させることができる。 When data processing including such determination processing is sequentially executed for each frame of live image data, road map images can be sequentially displayed on the display device 6.
次に、医用画像処理装置15及びX線撮影装置1によりDSA画像を生成して表示させる場合について説明する。
Next, a case where a DSA image is generated and displayed by the medical
図8は、図1に示す医用画像処理装置15及びX線撮影装置1によりDSA画像データを生成する際の流れを示すタイムチャートである。
FIG. 8 is a time chart showing a flow when DSA image data is generated by the medical
図8に示すように、DSA画像データを収集する場合には、予め非造影でマスク画像データを収集した後に、造影剤を注入してライブ画像データが収集される。このため、ロードマップ画像データを生成及び表示させる場合と同様な流れでDSA画像データを生成及び表示させることができる。 As shown in FIG. 8, when DSA image data is collected, mask image data is collected in advance without contrast, and then a contrast agent is injected to collect live image data. Therefore, DSA image data can be generated and displayed in the same flow as when road map image data is generated and displayed.
すなわち、特定の心拍数の期間において呼吸1周期分のマスク画像データを非造影で予め収集した後、特定の心拍数の期間かつ造影中において任意の呼吸周期分のライブ画像データを収集することができる。そして、呼吸同期を伴うマスク画像データとライブ画像データとの差分処理によってDSA画像データを順次生成及び表示させることができる。 That is, after collecting mask image data for one respiratory cycle in a specific heart rate period in a non-contrast manner beforehand, live image data for an arbitrary respiratory cycle can be collected in a specific heart rate period and during imaging. it can. Then, DSA image data can be sequentially generated and displayed by the difference processing between the mask image data accompanied by respiratory synchronization and the live image data.
医用画像処理装置15及びX線撮影装置1では、このようなロードマップ画像やDSA画像等の差分画像の表示に加え、デバイスの位置ずれを検出することができる。位置ずれの検出は、差分画像の生成及び表示と並行して行うことができる。
In the medical
具体例として、TAVRでは、ロードマップ画像等のX線画像を参照しながら人工弁の位置決めを行った後、人工弁を拡張するまでの間に時間を設ける場合がある。この場合、ラピッドペーシングやX線の照射が中断される場合もある。このような人工弁の位置決め時と拡張時との間において人工弁の位置が移動すると、手技の障害となる。そこで、人工弁等のデバイスの位置ずれ検出用のX線画像データを収集し、位置ずれ検出用のX線画像データを用いたデバイスの位置ずれ検出を行うことが可能である。 As a specific example, in TAVR, there is a case where time is provided after the artificial valve is positioned while referring to an X-ray image such as a road map image and before the artificial valve is expanded. In this case, rapid pacing or X-ray irradiation may be interrupted. If the position of the prosthetic valve moves between the positioning and expansion of the prosthetic valve, the procedure becomes an obstacle. Therefore, it is possible to collect X-ray image data for detecting a positional deviation of a device such as an artificial valve, and to detect the positional deviation of the device using the X-ray image data for detecting the positional deviation.
図9は、図1に示す医用画像処理装置15及びX線撮影装置1においてデバイスの位置ずれ検出を行う場合における流れを示すタイムチャートである。
FIG. 9 is a time chart showing a flow in the case of detecting a device displacement in the medical
図9に示すように、人工弁の位置決め後等の時刻t1から時刻t1'までの所定の期間にラピッドペーシングを行い、特定の心拍数の期間を設けることができる。更に、特定の心拍数の期間において、少なくとも呼吸1周期分のライブ画像データを位置ずれ検出用の基準画像データとして収集することができる。位置ずれ検出用の基準画像データは、位置ずれの検出対象となるX線画像データの種類に応じてX線造影画像データ又はX線非造影画像データとすることができる。 As shown in FIG. 9, rapid pacing can be performed during a predetermined period from time t1 to time t1 ′ after positioning of the artificial valve to provide a specific heart rate period. Furthermore, live image data for at least one respiratory cycle can be collected as reference image data for detecting displacement in a specific heart rate period. The reference image data for detecting misalignment can be X-ray contrast image data or X-ray non-contrast image data depending on the type of X-ray image data to be detected for misalignment.
例えば、ロードマップ画像データを収集する場合には、X線非造影画像データを位置ずれ検出用の基準画像データとして収集することができる。一方、DSA画像データを収集する場合には、X線造影画像データを位置ずれ検出用の基準画像データとして収集することができる。 For example, when roadmap image data is collected, X-ray non-contrast image data can be collected as reference image data for detecting displacement. On the other hand, when DSA image data is collected, X-ray contrast image data can be collected as reference image data for detecting displacement.
位置ずれ検出用の基準画像データの収集が完了すると、デバイスの確認用に引続きラピッドペーシングを掛けてライブ画像データを収集することができる。具体的には、時刻t1'から時刻t2までの所定の期間にラピッドペーシングを行い、特定の心拍数の期間を設けることができる。更に、特定の心拍数の期間において、呼吸任意周期分のライブ画像データをデバイスの位置ずれの検出対象の画像データとして収集することができる。 When the collection of the reference image data for detecting the displacement is completed, the live image data can be collected by performing rapid pacing for device confirmation. Specifically, rapid pacing can be performed during a predetermined period from time t1 ′ to time t2 to provide a specific heart rate period. Furthermore, during a specific heart rate period, live image data for an arbitrary respiratory cycle can be collected as image data to be detected for positional deviation of the device.
次に、デバイスの位置ずれの検出対象となるX線画像データと呼吸位相が対応する基準画像データが選択される。すなわち、基準画像データの呼吸同期処理が実行される。そして、デバイスの位置ずれの検出対象となるX線画像データと基準画像データの双方から拡張前における人工弁等のデバイスの位置又は位置に応じた指標が任意の方法で検出される。デバイスの位置に応じた指標としては、デバイス領域のサイズや信号量等が挙げられる。 Next, the reference image data corresponding to the respiratory phase corresponding to the X-ray image data to be detected as the device displacement is selected. That is, the respiration synchronization process of the reference image data is executed. Then, an index corresponding to the position or position of a device such as a prosthetic valve before expansion is detected by an arbitrary method from both X-ray image data and reference image data, which are detection targets of device positional deviation. Examples of the index corresponding to the position of the device include the size of the device area and the signal amount.
次に、検出されたデバイスの位置又は位置に応じた指標が、デバイスの位置ずれの検出対象となるX線画像データと基準画像データとの間において比較される。そして、デバイス位置間における距離又は指標間の差が閾値以上又は閾値を超えると判定される場合には、デバイスに位置ずれが生じたと認識される。そして、デバイスの位置ずれが検出された場合には、警告情報が出力される。 Next, the detected position of the device or an index corresponding to the position is compared between the X-ray image data that is a detection target of the device position shift and the reference image data. When it is determined that the distance between the device positions or the difference between the indices is greater than or equal to the threshold value or exceeds the threshold value, it is recognized that the device has been displaced. When a device position shift is detected, warning information is output.
図10は、図9に示す位置ずれ検出用の基準画像データの収集のための判定処理を含む流れの一例を示すフローチャートである。尚、図7に示すフローチャートのステップと同様なステップには同符号を付して説明を省略する。 FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of a flow including a determination process for collecting the reference image data for detecting misalignment illustrated in FIG. Steps similar to those in the flowchart shown in FIG.
図10は、ロードマップ画像データの生成用に特定の心拍数の期間に収集される呼吸1周期分のライブ画像データをデバイスの位置ずれ検出用の基準画像データとして保存する場合の例を示している。従って、ステップS3において特定の心拍数の期間であるか否かが判定される。 FIG. 10 shows an example in which live image data for one respiratory cycle collected during a specific heart rate period is stored as reference image data for detecting a positional deviation of the device for generation of roadmap image data. Yes. Therefore, in step S3, it is determined whether or not it is a specific heart rate period.
そして、特定の心拍数の期間であると判定された場合には、ステップS20において位置ずれ検出画像記憶部25がデバイスの位置ずれ検出を実行するか否かを判定する。この判定は、入力装置5から又は入力装置5からシステム制御部3Cを通じて位置ずれ検出の実行指示が位置ずれ検出画像記憶部25に与えられたか否かに基づいて行うことができる。
If it is determined that the period is a specific heart rate, in step S20, the misalignment detection
そして、位置ずれ検出を実行すると判定された場合には、ステップS21において位置ずれ検出画像記憶部25が、収集されたライブ画像データを画像データ記憶部18から取得し、デバイスの位置ずれ検出用の基準画像データとして保存する。
If it is determined that the positional deviation detection is to be executed, the positional deviation detection
尚、ライブ画像データの収集が呼吸1周期の期間よりも長く実行される場合には、図6に示すマスク画像データの保存の場合と同様に、図6のステップS4に示すような呼吸1周期分の基準画像データが保存されたか否かを判定するステップを設けることができる。 When the collection of live image data is executed longer than the period of one respiration cycle, as in the case of storing the mask image data shown in FIG. 6, one respiration cycle as shown in step S4 in FIG. A step of determining whether or not the minute reference image data has been stored can be provided.
このような判定処理を、撮影されたライブ画像データのフレーム毎に行うと、特定の心拍数の期間に収集された呼吸1周期分のライブ画像データをデバイスの位置ずれ検出用の基準画像データとして位置ずれ検出画像記憶部25に保存することができる。尚、実際には、画像データ記憶部18に保存されたライブ画像データに、デバイスの位置ずれ検出用の基準画像データであることを示す識別情報を付加するようにしてもよい。
When such a determination process is performed for each frame of the captured live image data, the live image data for one period of breath collected during a specific heart rate period is used as reference image data for detecting the positional deviation of the device. The misregistration detected
また、基準画像データとして保存されたか否かを問わず、特定の心拍数の期間に収集されたライブ画像データを差分処理用の画像データとして順次ロードマップ画像データを生成することができる。 Regardless of whether the image is stored as reference image data, road map image data can be sequentially generated using live image data collected during a specific heart rate period as image data for difference processing.
図11は、図9に示すデバイスの位置ずれ検出処理の流れを示すフローチャートである。尚、図10に示すフローチャートのステップと同様なステップには同符号を付して説明を省略する。 FIG. 11 is a flowchart showing the flow of the device misregistration detection process shown in FIG. The same steps as those in the flowchart shown in FIG.
図11は、図10に示すフローで保存された基準画像データを用いてデバイスの位置ずれ検出を行う場合の例を示している。位置ずれ検出を行う場合においても、ステップS3において特定の心拍数の期間であるか否かが判定される。 FIG. 11 shows an example of the case where the device positional deviation is detected using the reference image data stored in the flow shown in FIG. Even in the case of detecting misalignment, it is determined in step S3 whether or not it is a specific heart rate period.
そして、特定の心拍数の期間であると判定された場合には、ステップS20において位置ずれ検出画像決定部26がデバイスの位置ずれ検出を実行するか否かを判定する。この判定は、入力装置5から又は入力装置5からシステム制御部3Cを通じて位置ずれ検出の実行指示が位置ずれ検出画像決定部26に与えられたか否かに基づいて行うことができる。
If it is determined that the period is a specific heart rate, in step S20, the misalignment detection
そして、位置ずれ検出を実行すると判定された場合には、ステップS30において位置ずれ検出画像決定部26が呼吸情報取得部21において求められた呼吸情報に基づいて、ステップS1のX線撮影において収集されたライブ画像データの呼吸位相を認識する。次に、位置ずれ検出画像決定部26は、位置ずれ検出画像記憶部25からライブ画像データの呼吸位相に対応する基準画像データを取得し、デバイスの位置ずれ検出処理に用いる基準画像データとして決定する。
If it is determined that the position shift detection is to be performed, the position shift detection
次にステップS31において、位置ずれ検出部27は、画像データ記憶部18から取得したデバイスの位置ずれの検出対象となるライブ画像データ及び位置ずれ検出画像決定部26において決定された位置ずれ検出用の基準画像データの双方からデバイスの位置又は位置に応じた指標を検出する。続いて、位置ずれ検出部27は、検出したデバイスの位置又は位置に応じた指標をライブ画像データと基準画像データとの間で比較する。
Next, in step S <b> 31, the
次にステップS32において、位置ずれ検出部27は、デバイスの位置又は位置に応じた指標の差又は比に対する閾値処理によってデバイスの位置ずれ量が一定の値以上であるか否かを判定する。
Next, in step S <b> 32, the positional
そして、デバイスの位置ずれ量が一定値以上であると判定された場合には、ステップS33において位置ずれ検出部27はデバイスの位置ずれが検出されたことを示すメッセージ、音声、光情報等の任意の警告情報を表示装置6又はその他の出力装置に出力させる。これにより、位置決め後かつ拡張前における人工弁等の移動が望ましくないデバイスが万一移動した場合であっても、容易にデバイスの移動を知ることができる。
If it is determined that the amount of positional deviation of the device is greater than or equal to a certain value, in step S33, the positional
また、特定の心拍数の期間に収集されたライブ画像データを差分処理用の画像データとし、順次ロードマップ画像データを生成及び表示させることができる。 In addition, live image data collected during a specific heart rate period can be used as image data for differential processing, and road map image data can be sequentially generated and displayed.
つまり以上のような医用画像処理装置15及びX線撮影装置1は、特定の心拍数の期間に収集された画像データのみの呼吸同期を伴う差分処理によって差分画像データを生成するようにしたものである。
In other words, the medical
このため、医用画像処理装置15及びX線撮影装置1によれば、心臓のように互いに異なる周期で呼吸と心拍とがともに影響する部位であっても、良好な画質で差分画像を生成することができる。
For this reason, according to the medical
すなわち、心臓の動きの影響によるマスク画像データのライブ画像データに対する位置ずれは、撮影中にラピッドペーシングを実行して心臓を頻脈状態とすることによって抑制することができる。特に、より高い心拍数の期間において画像データを収集することが位置ずれの低減に繋がる。一方、呼吸の影響による血管等のマスク画像データのライブ画像データに対する位置ずれは、呼吸同期によって抑制することができる。 That is, the positional shift of the mask image data with respect to the live image data due to the influence of the motion of the heart can be suppressed by executing rapid pacing during imaging to bring the heart into a tachycardia state. In particular, collecting image data in a higher heart rate period leads to a reduction in displacement. On the other hand, displacement of the mask image data such as blood vessels due to the influence of respiration with respect to the live image data can be suppressed by respiration synchronization.
換言すれば、差分処理に先立って心位相を合わせるECG同期を行わないため、心拍と呼吸の周期の相異に起因する画像データ間の位置ずれを回避することができる。そして、より位置ずれの少ない画像データ間の差分処理によって差分画像を生成することができる。このため、TAVRにおける人工弁の位置決め作業等の手技を有効に支援することができる。 In other words, since ECG synchronization for adjusting the cardiac phase is not performed prior to the difference processing, it is possible to avoid a positional shift between the image data due to the difference between the heartbeat and breathing cycles. Then, a difference image can be generated by difference processing between image data with less positional deviation. For this reason, it is possible to effectively support procedures such as artificial valve positioning in TAVR.
また、医用画像処理装置15及びX線撮影装置1では、特定の心拍数の期間においてのみX線画像を収集すれば十分であるため、特定の心拍数の期間にのみX線を照射することにとって患者および術者の被曝を低減することができる。更に、造影剤の注入量も低減させることが可能となる。
Further, in the medical
更に、医用画像処理装置15及びX線撮影装置1では、デバイスの位置ずれを検出することができる。このため、位置決め後かつ拡張前の人工弁等の移動が望ましくないデバイスが一定の期間留置される場合であっても、デバイスの移動を容易に検出することができる。そして、被検体Oの心拍や呼吸等の動きによる臓器や器官の位置ずれのみならずデバイスの位置ずれによる手技への悪影響も抑制することができる。
Furthermore, the medical
以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。 Although specific embodiments have been described above, the described embodiments are merely examples, and do not limit the scope of the invention. The novel methods and apparatus described herein can be implemented in a variety of other ways. Various omissions, substitutions, and changes can be made in the method and apparatus described herein without departing from the spirit of the invention. The appended claims and their equivalents include such various forms and modifications as are encompassed by the scope and spirit of the invention.
1 X線撮影装置
2 撮影系
3 制御系
3A 高電圧発生装置
3B 撮影位置制御装置
3C システム制御部
4 データ処理系
5 入力装置
6 表示装置
7 X線照射部
8 X線検出器
9 駆動機構
10 寝台
11 呼吸センサ
12 心電計
13 造影剤注入装置
14 A/D変換器
15 医用画像処理装置(コンピュータ)
16 画像生成部
17 画像取得部
18 画像データ記憶部
19 造影判定部
20 心拍数判定部
21 呼吸情報取得部
22 マスク画像記憶部
23 マスク画像決定部
24 差分画像作成部
25 位置ずれ検出画像記憶部
26 位置ずれ検出画像決定部
27 位置ずれ検出部
28 表示処理部
O 被検体
DESCRIPTION OF
16
Claims (7)
前記第1のX線画像データ及び前記第2のX線画像データの差分処理によって差分画像データを生成する差分画像生成手段と、
を備える医用画像処理装置。 Image acquisition means for acquiring first X-ray image data and second X-ray image data of a subject collected during a period when the heart is beating at a specific heart rate and corresponding to each other in respiratory phase;
Differential image generation means for generating differential image data by differential processing of the first X-ray image data and the second X-ray image data;
A medical image processing apparatus comprising:
前記差分画像生成手段は、前記呼吸1周期分の複数フレームの第1のX線画像データを繰返し前記差分処理に用いるように構成される請求項1記載の医用画像処理装置。 The image acquisition means is configured to acquire first X-ray image data of a plurality of frames for one respiration cycle, while acquiring second X-ray image data of a plurality of frames for two respiration cycles,
The medical image processing apparatus according to claim 1, wherein the difference image generation unit is configured to repeatedly use the first X-ray image data of a plurality of frames for one cycle of respiration for the difference processing.
前記差分画像生成手段は、前記差分画像データとしてロードマップ画像データ又はDSA画像データを生成するように構成される請求項1乃至3のいずれか1項に記載の医用画像処理装置。 The image acquisition means is configured to acquire X-ray contrast image data and X-ray non-contrast image data as the first X-ray image data and the second X-ray image data,
The medical image processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the difference image generation unit is configured to generate road map image data or DSA image data as the difference image data.
前記第1のX線画像データ及び前記第2のX線画像データの差分処理によって差分画像データを生成する差分画像生成手段と、
を備えるX線撮影装置。 Image collection means for collecting first X-ray image data and second X-ray image data of a subject whose respiratory phases correspond to each other during a period in which the heart is beating at a specific heart rate;
Differential image generation means for generating differential image data by differential processing of the first X-ray image data and the second X-ray image data;
An X-ray imaging apparatus comprising:
特定の心拍数で心臓が拍動している期間に収集され、呼吸位相が互いに対応する被検体の第1のX線画像データ及び第2のX線画像データを取得する画像取得手段、及び
前記第1のX線画像データ及び前記第2のX線画像データの差分処理によって差分画像データを生成する差分画像生成手段、
として機能させる医用画像処理プログラム。 Computer
Image acquisition means for acquiring first X-ray image data and second X-ray image data of a subject collected during a period when the heart is beating at a specific heart rate and corresponding to each other in respiratory phase; and Differential image generation means for generating differential image data by differential processing of the first X-ray image data and the second X-ray image data;
Medical image processing program to function as
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