數據處理裝置、x射線裝置及數據處理方法
2023-05-04 10:50:31 2
專利名稱：數據處理裝置、x射線裝置及數據處理方法
技術領域：
本發明涉及數據處理裝置、X射線裝置及數據處理方法。
背景技術：
使用X射線診斷裝置及MRI裝置、或X射線CT裝置等的醫用圖像診 斷技術隨著20世紀70年代的計算機技術的發展而實現了飛速的進步，在 當今的醫療中己經不可或缺。
X射線診斷在近年來隨著導管技術的發展而以循環系統領域為中心取 得了進步。循環系統領域中的X射線診斷大多以心血管系統為代表，將全 身的動靜脈的診斷作為對象，在將造影劑注入到血管內的狀態下攝影X射 線透射像。循環系統診斷用的X射線診斷裝置通常具備X射線產生部和X 射線檢測部、保持它們的保持機構、和臥臺(頂板)及信號處理部。並且， 保持機構使用C臂或Q臂，通過與頂板懸臂方式的臥臺組合，能夠對患者 (以下稱作被檢體)進行從適當的位置及角度的X射線攝影。
作為X射線診斷裝置的X射線檢測部使用的檢測器以往使用X射線薄 膜或I丄(圖像增強器)。在使用該I.I.的X射線攝影方法中，通過從X射 線產生部的X射線管產生的X射線照射被檢體，將此時透過被檢體而得到 的X射線的圖像信息在I丄中變換為光學圖像，進而，將該光學圖像通過X 射線TV照相機攝影而變換為電信號。接著，將變換為電信號的X射線圖 像信息A/D變換後，顯示在監視器上。因此，使用I丄的攝影方法能夠進行 通過薄膜方式不能進行的實時攝影，此外，能夠通過數位訊號進行圖像數 據的收集，所以能夠進行各種圖像處理。此外，作為代替上述I丄的裝置， 近年來2維排列的X射線平面檢測器(以下稱作平面檢測器)受到關注， 其一部分已經進入到實用化的階段。
5在以往的具有C臂的X射線診斷裝置中，用來設定希望的攝影方向的
攝影系統的操作通過設在操作臺上的手柄的移動來進行。例如，在用於冠
狀動脈攝影的C臂傾斜角度(Working-angle)的設定中，要求(1)能夠使 其他血管相對於診斷對象的血管不重疊地攝影、(2)與狹窄部等的患部所 在的血管的行進相垂直地照射X射線、(3)將X射線沿容易觀察彎曲部的 方向照射等。對於這樣的要求，醫師或檢査技師(以下稱作操作者) 一邊 改變C臂傾斜角度一邊對被檢體摸索地反覆進行X射線攝影，通過在監視 器上觀測得到的透視圖像數據，進行最優的X射線攝影方向的設定。
另一方面，例如如美國專利第6424731號說明書(第1 4頁、圖l 圖2)所示，提出了對於被檢體預先收集3維圖像數據、基於得到的3維圖 像數據設定X射線攝影方向的方法。在該方法中，操作者通過一邊使顯示 在裝置的顯示部上的被檢體的3維圖像向規定方向旋轉一邊觀察來進行最 優的攝影方向的設定。並且，基於設定的最優攝影方向設定C臂的傾斜角 度，從而進行X射線攝影。此外，如日本特開2004-329729號公報所示， 提供一種如果使標準內臟器官模型旋轉、則X射線裝置的臂隨之旋轉、來 調節角度的技術。進而，例如如日本特願2007-20891號公報所示，提供一 種如果通過點擊指定模型上的點則顯示與其對應的X射線裝置的轉動的最 優圓弧的技術。
在對血管等的患部設定最優攝影方向時，在由不具有足夠的解剖學知 識或豐富經驗的操作者摸索地進行C臂傾斜角度的設定的情況下，由於對 被檢體多次重複X射線照射，所以在設定最終的攝影方向之前需要許多時 間，成為對於被檢體的X射線輻射量增大的原因。此外，由於需要預先收 集被檢體的3維圖像數據，所以X射線攝影整體所需要的時間和對於被檢 體的X射線輻射量的問題依然沒有被解決。除此以外，在上述技術中，存 在如下所述等等情況，例如由於得到來自多方向的圖像而在決定最優的方 向之前需要時間，由於使用模型，所以很難適用於有實際的個人差異的患 者，由於使用投影的數據，所以不能解決投影縮減(Foreshortening)等。
發明內容
本發明是鑑於這樣的情況而做出的，其目的是提供一種通過使用預先得到的圖像數據設定適當的攝影方向、由此能夠實現x射線攝影所需要的
時間的縮短和對於被檢體的X射線輻射量的降低的X射線診斷裝置及X射
線攝影方法。
本發明的一技術方案是一種數據處理裝置，其特徵在於，具備保管 機構，保管被檢體的三維數據；二維圖像顯示機構，通過二維圖像顯示上 述被檢體的三維數據；指定機構，在上述二維圖像上指定與特定的坐標有 關的坐標信息；確定機構，基於在上述二維圖像上指定的上述坐標信息， 確定對應的上述三維數據中的坐標信息；以及計算機構，基於上述三維數 據上的坐標信息，計算上述被檢體的觀察方向。
本發明的另一技術方案是一種X射線裝置，其特徵在於，具備上述 數據處理裝置；X射線產生機構，對上述被檢體照射X射線；X射線檢測 機構，檢測從上述X射線產生機構照射的X射線；移動機構，移動上述X 射線產生機構和上述X射線檢測機構；以及移動控制機構，基於計算出的 上述觀察方向控制上述移動機構的移動。本發明的另一技術方案是一種數據處理方法，其特徵在於，具備通 過二維圖像顯示被檢體的三維數據的工序；在上述二維圖像上指定與特定 的坐標有關的坐標信息的工序；基於在上述二維圖像上指定的上述坐標信 息確定對應的上述三維數據中的坐標信息的工序；以及基於上述三維上的 坐標信息計算上述被檢體的觀察方向的工序。
本發明的其他目標和優點會在以下描述中說明，並且部分會通過描述 變得清楚，或者可以通過實施本發明來理解。本發明的目的和優點可以通 過特別在這裡指出的手段和組合來認識並達到。
作為說明書的一部分的附圖用來說明本發明的優選的實施方式，並且 與上面給出的發明內容和下面給出的優選的實施方式的具體描述一起解釋 本發明的概念。
圖1是表示有關本發明的第1實施方式的X射線攝像系統的結構的框圖。
圖2是用來對該實施方式的圖像顯示裝置的動作進行說明的流程圖。圖3是該實施方式的體數據的說明圖。 圖4是該實施方式的提取圖像的說明圖。 圖5是該實施方式的二維圖像的說明圖。
圖6是表示該實施方式的二維圖像與體數據之間的坐標的對應的說明圖。
圖7是表示該實施方式的動作順序的說明圖。
圖8是該實施方式的坐標系的變換方法的說明圖。
圖9是該實施方式的坐標系的變換方法的說明圖。
圖IO是該實施方式的坐標系的變換方法的說明圖。
圖11是表示在該實施方式的監視器上顯示有投影圖像的狀態的正視圖。
圖12是用來對本發明的第2實施方式的圖像顯示裝置的動作進行說明 的流程圖。
圖13是表示該實施方式的顯示機構及其操作順序的圖。 圖14是用來對本發明的第3實施方式的圖像顯示裝置的動作進行說明 的流程圖。
圖15是表示該實施方式的顯示機構及其操作順序的圖。 圖16是用來對本發明的第4實施方式的圖像顯示裝置的動作進行說明 的流程圖。
圖17是表示該實施方式的顯示機構及其操作順序的圖。 圖18是表示該實施方式的動作順序的說明圖。
圖19是用來對本發明的第5實施方式的圖像顯示裝置的動作進行說明 的流程圖。
圖20是表示該實施方式的顯示機構及其操作順序的圖。 圖21是用來對本發明的第6實施方式的圖像顯示裝置的動作進行說明 的流程圖。
圖22是用來對本發明的第7實施方式的圖像顯示裝置的動作進行說明 的流程圖。
圖23是表示該實施方式的顯示機構及其操作順序的圖。 圖24是表示該實施方式的動作順序的說明圖。.
8圖25是表示該實施方式的動作順序的說明圖。 圖26是表示該實施方式的動作順序的說明圖。 圖27是表示該實施方式的動作順序的說明圖。
圖28是用來對本發明的第8實施方式的圖像顯示裝置的動作進行說明 的流程圖。
圖29是表示該實施方式的顯示機構及其操作順序的圖。 圖30是用來對本發明的第9實施方式的圖像顯示裝置的動作進行說明 的流程圖。
圖31是表示該實施方式的動作順序的說明圖。
圖32是用來對本發明的第10實施方式的圖像顯示裝置的動作進行說 明的流程圖。
圖33是用來對本發明的第11實施方式的圖像顯示裝置的動作進行說 明的流程圖。
圖34是表示該實施方式的動作順序的說明圖。
圖35是表示本發明的第12實施方式的動作順序的說明圖。
圖36是用來對該實施方式的圖像顯示裝置的動作進行說明的流程圖。
圖37是表示該實施方式的動作順序的說明圖。
圖38是表示本發明的第12實施方式的動作順序的說明圖。圖39是用來對該實施方式的圖像顯示裝置的動作進行說明的流程圖。
圖40是表示該實施方式的動作順序的說明圖。
圖41是表示本發明的另一實施方式的二維圖像與三維數據之間的坐標 的對應的說明圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖，對有關本發明的第1實施方式的數據處理裝置、X 射線裝置及數據處理方法進行說明。圖1是表示有關本發明的第1實施方 式的X射線系統1的結構的框圖。X射線系統l (x射線裝置)具備圖像 處理裝置IO、 CT裝置20、以及X射線攝像裝置30。
圖1所示的圖像處理裝置(數據處理裝置)10具有CT體數據取得部11、系統控制部12、操作部13 (指定機構)、圖像存儲部14 (保管機構)、 運算部15 (計算機構)、圖像製作部16、存儲部17、顯示控制部19、支持 器控制部22、以及投影圖像取得部21。另外，由該圖像處理裝置10和受 它控制的X射線攝像裝置30構成X射線系統1 。
上述CT體數據取得部11是用來從CT裝置20取得作為希望的三維 數據的CT體數據的機構。系統控制部12是負責該X射線系統1整體的控 制動作的機構。操作部13是用來在畫面上進行用來點擊特定部位的操作、 及圖像的選擇等的機構，由控制面板等構成。系統控制部12具有確定部(確 定機構)12a，該確定部12a基於在二維圖像上指定的坐標信息，確定對應 的三維數據中的坐標信息。
圖像存儲部14是存儲三維體數據45及X射線攝像圖像的存儲機構。 此外，運算部15是用來基於確定的位置運算最優方向等進行各種運算的機 構。圖像製作部16具有與圖像存儲部14 一起製作要顯示在後述的監視器 36上的圖像的功能。存儲部17是用來存儲後述的X射線攝像裝置30的X 射線投影方向的信息等各種信息的機構。
顯示控制部19是將由上述圖像存儲部14及圖像製作部16製作的3D 圖像的截面圖像或二維圖像等各種圖像顯示在監視器36上的機構。支持器 控制部22是用來控制後述的X射線攝像裝置30的C臂33的位置、角度 的機構。此外，投影圖像取得部21是取得來自後述的X射線檢測器35的 投影圖像數據的機構。
X射線攝像裝置30具備載置患者(被檢體)K的臥臺31、架臺32、 支撐在該架臺32上且能夠以圖示A軸為中心向圖示箭頭R方向轉動的C 臂33、設在該C臂33的一個端部上的X射線源34、設在C臂33的另一 個端部上的X射線檢測器35、和顯示所生成的圖像的監視器36 (二維圖像 顯示機構、三維圖像顯示機構)。作為顯示機構的監視器36是顯示三維的 體數據及二維的CPR (Curved MPR:曲面重建MPR)圖像等各種圖像及 信息的機構。
臥臺31能夠沿鉛直方向及水平方向移動，由此患者K被適當地配置在 X射線源34與X射線檢測器35之間。
C臂33是使X射線源34及X射線檢測器35對置配置地保持它們的構造。X射線源34雖然沒有圖示，但具有對患者K照射X射線的X射線 管球、和將從該X射線管球照射的X射線校準的校準儀。另一方面，X射 線檢測器35例如由I丄(圖像增強器)和光學系統構成，通過I丄將透過了 患者K的X射線信息變換為光學信息，通過光學系統將該光學信息用光學 透鏡聚光。另外，作為I.I.以外的檢測裝置，也可以使用X射線平面檢測器。
監視器36是將經由顯示控制部19輸出的體圖像及二維圖像等的各種 信息顯示在畫面上的機構。
接著，參照圖2的流程圖，對本發明的第1實施方式的圖像顯示裝置 的系統控制部12的控制順序及各裝置的動作進行說明。
這裡，作為二維的圖像，使用CT的stretchedCPR圖像。在該CT的 stretchedCPR圖像中，其特徵在於，沒有投影縮減地提取血管，並且顯示的 二維圖像的像素位置與三維圖像的體數據的像素位置一一對應。即，CPR 圖像是表示三維圖像的體數據中的任意的截面的二維圖像，CPR圖像的各 自的像素與三維圖像的體數據的體素建立了對應。因而，通過相反地使用 從三維圖像的體數據生成作為任意截面的CPR圖像時的變換式，能夠求出 與CPR圖像上的像素相對應的體數據的體素。
如果在用二維表現的CT的stretchedCPR圖像中點擊像素坐標，則由 於該像素與體素一一對應，所以能夠求出三維坐標。如果求出了三點的三 維坐標，則能夠在空間中定義面。將垂直於該面的方向作為最優的觀察角 度(觀察方向)進行輸出。另外，這裡特別的是，像素表示二維坐標中的 各像素，體素表示三維圖像中的各數據。
如圖2所示，首先，根據在手術前由CT裝置20攝像時構成的由CT 體數據取得部11取得的CT體數據，製作作為對象的血管的stretchedCPR 圖像。
具體而言，首先，在步驟(ST) 1中，從圖1所示的CT裝置20得到 圖3所示那樣的體數據45。從該體數據45提取血管46部分(ST2)。將提 取的血管提取圖像47在圖4中表示。
另外，本技術在狹窄、瘤、完全堵塞、分支部中使用的情況較多，該 血管的形狀如後所示，存在分支的情況及中斷的情況等，對於這些情況在 其他實施方式中後面敘述。這裡，作為一例而說明圖5所示那樣的以規定
ii形狀連續延伸的情況。
接著，製作圖5所示那樣的作為對象的血管46的stretchedCPR圖像48 (ST3)，成為2維的血管stretchedCPR圖像48。血管46的stretchedCPR 圖像48是將體數據45沿著血管切開的剖視圖。將該血管的stretchedCPR 圖像48顯示在監視器36上(ST4)。
另外，在CPR圖像中有3種，這裡假設使用stretchedCPR圖像(伸展 CPR圖像)，但也可以是StrainghtenedCPR圖像(校直CPR圖像)。兩者的 特徵都是，保持血管的長度，並且如圖6所示，像素與三維坐標一一對應。
接著，例如操作者通過以點擊動作等操作操作部13，指定顯示在監視 器36上的血管stretchedCPR圖像上的指定點(ST5)。這裡，例如如圖5 所示，操作者通過在CPR圖像上點擊作為想要觀看的部分的病變(例如狹 窄)的附近三個部位，由此在血管stretchedCPR圖像48上指定3點a、 b、 c。該點擊通過操作部13內的滑鼠或鍵盤、或者觸摸面板等進行。
這樣，如果確定了二維的3點，則如圖6所示，由於該1個像素對應 於體數據中的1個體素，所以在運算部15中，例如通過反向地使用從三維 數據得到stretchedCPR圖像時的變換式，來將stretchedCPR圖像上的3點 分別變換為三維坐標，確定3個三維坐標(ST6)。
如圖7所示，血管stretchedCPR圖像48上的3點由於分別具有3維坐 標，所以能夠唯一地決定通過該三點的三維空間內的平面。在運算部15中， 基於得到的3個三維坐標，計算通過該三點的平面P1的式子(ST7)。
接著，在運算部15中，計算該平面P1的垂線N1 (ST8)。該垂線N1 的方向是3點看起來展開最大的方向。作為該垂線Nl的方向能夠計算出 180度相反的兩方向，其中1個方向是通過X射線攝像裝置30的機械制約 而不能旋轉的方向。因而，基於該垂線N1的方向、和X射線攝像裝置30 的C臂33的可轉動的範圍等有關X射線攝像裝置30的信息，計算滿足垂 線N1的方向並滿足作為裝置的可轉動範圍內的條件的角度，來作為最優的 觀察角度(ST9)。
對於得到的最優觀察角度變換坐標系(STIO)。 一般，體數據使用X、 Y、 Z的3維坐標系的情況較多。另一方面，在X射線系統中慣用地使用 的坐標系如圖8至圖IO所示，用以支持器中心為零的LAO-RAO、CRA-CAU體數據中心和支持器中心假設為零，
能夠唯一地變換。由此，求出的最優觀察角度能夠用LAO-RAO、CRA-CAU
系表現。
如圖11所示，將得到的最優觀察角度作為數字輸出給監視器36並顯 示(STll)。例如，如"CRA0度、LAO30度"等那樣顯示。進而，與此 同時，將顯示在監視器上的三維圖像向與該最優方向對應的方向旋轉並顯 示(ST12)。即，由圖像製作部16製作旋轉後的CT投影圖像，將從該方 向看到的血管的CT投影圖像46顯示在監視器36上。
接著，將有關決定的最優方向的信息發送給支持器控制部22 (ST13)。 並且，將有關最優方向的信息臨時存儲在存儲部17中(ST14)。
接著，通過支持器控制部22，按照存儲在存儲部17中的角度，經由支 持器控制部22控制C臂33，旋轉以使其位於最優方向(ST15)。
根據有關本實施方式的數據處理裝置、X射線裝置及數據處理方法， 發揮以下這樣的效果。即，通過使用CT圖像等預先設定對於攝影對象部 位的最優的攝影方向，能夠實現X射線攝影所需要的時間的縮短和對被檢 體的X射線輻射量的降低。例如，僅通過操作者點擊想要觀看的血管上的 病變部(堵塞、狹窄、分支)，就能夠基於預先得到的圖像計算X射線裝置 的最優方向。
特別是，通過使用CT圖像，能夠製作僅提取了血管的三維圖像。進 而，通過使用CT圖像，即使是完全堵塞血管等造影劑難以鮮明地進入的 血管也能夠可視化，所以能夠計算更適當的角度。
此外，由於為了知道狹窄的觀察或支架(stent)長度的估計而頻繁地 使用CPR圖像，所以如果在該CPR圖像中指定想要觀看的病變部(堵塞、 狹窄、分支)，則也能夠得到能夠簡單地求出適合於介入治療病變部的最優 觀察角度的效果。
接著，參照圖12及圖13對有關本發明的第2實施方式的數據處理裝 置、X射線裝置及數據處理方法進行說明。另外，在有關本實施方式的數 據處理裝置、X射線裝置及數據處理方法中，步驟ST25至ST27以外的步 驟與有關第1實施方式的數據處理裝置、X射線裝置及數據處理方法同樣，
13所以省略說明。
在本實施方式中，如圖12所示，在與上述第1實施方式同樣地進行了 ST1至ST4為止的處理後，例如如圖13所示，通過由操作者點擊並指定例 如病變(狹窄)附近的希望的1個部位，從而指定1個點d (ST25)。
另外，在體數據中，使用已提取血管中心坐標的體數據。在實際的臨 床情況下，由於在CT攝像後操作者描繪血管芯線46a，所以只要原樣使用 該血管芯線46a的數據就可以。
在此情況下，基於已經提取的血管芯線46a,分別確定從該指定的1 點d沿著血管芯線46a離開規定距離的兩側的點e、 f的坐標(ST26)，計 算通過這兩點e、 f和指定的l點d的平面Pl (ST27)。除此以外進行與上 述第1實施方式同樣的處理。
在有關本實施方式的數據處理裝置、X射線裝置及數據處理方法中， 也能夠得到與有關上述第1實施方式的數據處理裝置、X射線裝置及數據 處理方法同樣的效果。
接著，參照圖14及圖15對有關本發明的第3實施方式的數據處理裝 置、X射線裝置及數據處理方法進行說明。另外，在有關本實施方式的數 據處理裝置、X射線裝置及數據處理方法中，步驟ST35至ST37以外的步 驟與有關第i及第2實施方式的數據處理裝置、X射線裝置及數據處理方 法同樣，所以省略說明。
在本實施方式中，如圖14所示，在與上述第1實施方式同樣地進行了 ST1至ST4為止的處理後，例如如圖15所示，通過由操作者點擊並指定例 如病變(狹窄)附近的希望的兩個部位，從而指定兩個點g、 h (ST35)。
在此情況下，基於已經提取的血管芯線46a，確定沿著血管芯線46a 且為指定的兩個部位的中間點i的坐標(ST36),計算通過這些中間的1點 i和指定的兩點g、 h的平面Pl (ST37)。除此以外進行與上述第1及第2 實施方式同樣的處理。
在有關本實施方式的數據處理裝置、X射線裝置及數據處理方法中， 也能夠得到與有關上述第1及第2實施方式的數據處理裝置、X射線裝置
及數據處理方法同樣的效果。接著，參照圖16至圖18對有關本發明的第4實施方式的數據處理裝 置、X射線裝置及數據處理方法進行說明。另外，在有關本實施方式的數 據處理裝置、X射線裝置及數據處理方法中，步驟ST45至ST47以外的步 驟與有關第1至第3實施方式的數據處理裝置、X射線裝置及數據處理方 法同樣，所以省略說明。
在本實施方式中，如圖16所示，在與上述第1實施方式同樣地進行了 ST1至ST4為止的處理後，例如如圖17所示，通過由操作者點擊並指定例 如病變(狹窄)附近的希望的4個部位，從而指定4個點j、 k、 1、 m (ST45)， 確定這4點j、 k、 1、 m的坐標(ST46)。
在此情況下，由於平面沒有唯一地確定，所以如圖18所示，依次計算 並推定離開4點的距離的和為最小的平面，計算並確定該距離的和為最小 的平面作為平面P1 (ST47)。除此以外進行與上述第1至第3實施方式同 樣的處理。
在有關本實施方式的數據處理裝置、X射線裝置及數據處理方法中， 也能夠得到與有關上述第1至第3實施方式的數據處理裝置、X射線裝置 及數據處理方法同樣的效果。
接著，參照圖21對有關本發明的第6實施方式的數據處理裝置、X射 線裝置及數據處理方法進行說明。另外，在有關本實施方式的數據處理裝 置、X射線裝置及數據處理方法中，步驟ST61至ST63以外的步驟與有關 第1至第5實施方式的數據處理裝置、X射線裝置及數據處理方法同樣， 所以省略說明。
在本實施方式中，如圖21所示，在與上述第1實施方式同樣地進行了 ST1至ST6為止的處理後，判斷由操作者指定的3點是否處於一條直線上 (ST61)。在此時處於一條直線上的情況下，由於平面沒有唯一地確定，所 以要求進一步的輸入(ST62)。例如，在顯示機構上顯示消息等，催促再指 定一個部位。
如果根據該輸入請求而操作者進行了再次的指定輸入(ST63)，則計算 通過包括該追加的點在內的點的平面P1 (ST7)。再指定例如通過點擊另外 的一個部位等來進行。
除此以外進行與上述第1至第5實施方式同樣的處理。
在有關本實施方式的數據處理裝置、X射線裝置及數據處理方法中， 也能夠得到與有關上述第1至第5實施方式的數據處理裝置、X射線裝置 及數據處理方法同樣的效果。
另外，作為該實施方式的變形例，在3點是一條直線上的情況下，也 可以代替進行指定請求而自動地進行後述的第7實施方式的ST73 ST75 的處理。
接著，參照圖22至圖27對本發明的第7實施方式的數據處理裝置、X 射線裝置及數據處理方法進行說明。另外，在有關本實施方式的數據處理 裝置、X射線裝置及數據處理方法中，步驟ST71至ST75以外的步驟與有 關第1至第6實施方式的數據處理裝置、X射線裝置及數據處理方法同樣,所以省略說明。
在上述第1至第6實施方式中，作為最優的方向而決定1個角度，但 在本實施方式中計算最優方向候選，通過對操作者提示，由操作者最終選 擇最優方向。
在本實施方式中，如圖22所示，在與上述第1實施方式同樣地進行了 ST1至ST4為止的處理後，例如如圖23所示，由操作者通過點擊等操作指 定例如病變(狹窄)附近的希望的兩個點o、 p (ST71)。接著，在ST72中， 如圖24所示，確定該二維圖像上的兩個點o、 p的坐標作為三維坐標。
進而，如圖25所示，計算通過該三維上的兩個坐標的直線N2(ST73)。 將垂直於該直線N2且通過o、 p的中點的直線方向作為最優方向候選 (ST74)。
換言之，如圖26所示，假設垂直於該直線N2且通過o、 p的中點的面 P2，將視點置於該平面P2內觀察的方向決定為最優方向候選。
這裡，基於計算的最優方向候選，通過顯示機構顯示能夠以該最優方 向候選進行旋轉的三維圖像(ST75)。作為可旋轉地提示三維圖像的顯示方 法，使用的圖像最優選使用VR或MIP等圖像。圖像可旋轉地顯示，並且 將角度用數字顯示。該旋轉的中心是前面所述的直線N2。
除此以外進行與上述第1至第6實施方式同樣的處理。
在有關本實施方式的數據處理裝置、X射線裝置及數據處理方法中， 也能夠得到與有關上述第1至第6實施方式的數據處理裝置、X射線裝置 及數據處理方法同樣的效果。
接著，參照圖28及圖29對本發明的第8實施方式的數據處理裝置、X 射線裝置及數據處理方法進行說明。另外，在有關本實施方式的數據處理 裝置、X射線裝置及數據處理方法中，步驟ST81至ST83以外的步驟與有 關第7實施方式的數據處理裝置、X射線裝置及數據處理方法同樣，所以 省略說明。
在本實施方式中，如圖28所示，在與上述第7實施方式同樣地進行了 ST1至ST4為止的處理後，例如如圖29所示，由操作者通過點擊等操作指 定例如病變(狹窄)附近的希望的一個部位q(ST81)，並確定其坐標(ST82)。
17在此情況下，利用已經提取的血管芯線46a，計算點q的切線(ST83)。 將該計算出的切線作為直線N2 (ST73)，與第7實施方式同樣地處理。
在有關本實施方式的數據處理裝置、X射線裝置及數據處理方法中， 也能夠得到與有關上述第1至第7實施方式的數據處理裝置、X射線裝置 及數據處理方法同樣的效果。
接著，參照圖30及圖31對本發明的第9實施方式的數據處理裝置、X 射線裝置及數據處理方法進行說明。另外，在有關本實施方式的數據處理 裝置、X射線裝置及數據處理方法中，步驟ST91及ST92以外的步驟與有 關第7實施方式的數據處理裝置、X射線裝置及數據處理方法同樣，所以 省略說明。
在本實施方式中，如圖30所示，與上述第7實施方式同樣地進行ST1 至ST74為止的處理，提示作為圓弧狀的軌跡的最優方向候選並將圖像可旋 轉地顯示後，再如圖30及圖31所示，在最優方向候選中，計算最接近於 (0， 0)坐標、艮卩CRA、 CAU最接近於O度、LAO、 RAO最接近於0度 的角度(ST91)。將該計算出的l個方向決定為最優方向(ST92)。
如圖31所示，接近於坐標(0， 0)是指最接近於從正面攝像。因而， 在從正面的攝像的情況下X射線的輻射最小，所以對於被檢體來說是優選 的。因而，將該角度作為最優方向。
在有關本實施方式的數據處理裝置、X射線裝置及數據處理方法中， 也能夠得到與有關上述第1至第7實施方式的數據處理裝置、X射線裝置 及數據處理方法同樣的效果。
進而，在該實施方式中，由於能夠使X射線的輻射成為最小限度，所 以對於被檢體來說是優選的。
接著，參照圖32對本發明的第10實施方式的數據處理裝置、X射線 裝置及數據處理方法進行說明。另外，在有關本實施方式的數據處理裝置、 X射線裝置及數據處理方法中，步驟ST101至ST103以外的步驟與有關第 1實施方式的數據處理裝置、X射線裝置及數據處理方法同樣，所以省略說 明。在本實施方式中，如圖32所示，與上述第1實施方式同樣地進行從 ST1到ST12的處理，提示最優方向並顯示圖像後，再將有關決定的最優方 向的信息發送給支持器控制部22 (ST101)。並且，將有關最優方向的信息 暫時存儲在存儲部17中(ST102)。
並且，通過支持器控制部22，按照存儲在存儲部17中的角度，經由支 持器控制部22控制C臂33，旋轉以使其位於最優方向(ST103)。
在有關本實施方式的數據處理裝置、X射線裝置及數據處理方法中， 也能夠得到與有關上述第1至第8實施方式的數據處理裝置、X射線裝置 及數據處理方法同樣的效果。另外，這裡對於將作為該實施方式的特徵的 ST101至103組合到第1實施方式中的情況進行了例示，但並不限於此， 也可以組合到上述第1至第9實施方式的任一個中。
接著，參照圖33及圖34對本發明的第11實施方式的數據處理裝置、 X射線裝置及數據處理方法進行說明。另外，在有關本實施方式的數據處 理裝置、X射線裝置及數據處理方法中，步驟ST111至ST113以外的步驟 與有關第1實施方式的數據處理裝置、X射線裝置及數據處理方法同樣， 所以省略說明。
本實施方式例如如圖34所示，在血管被完全堵塞的病症(完全堵塞 (CTO))的情況下使用。在此情況下，由於造影劑沒有流動到堵塞部，所 以堵塞部沒有被圖像化，血管芯線46a成為中斷的狀態。在此情況下，通 過操作者的點擊操作等，指定堵塞部分的血管的兩端r、 s (STlll)。在此 情況下，判斷為血管46的芯線46a沒有連接(ST112)。接著，在指定的兩 端，分別計算血管芯線的切線11、 12 (ST113)。計算該切線rl與切線sl 之間的距離為最短的中點M。將由此得到的中點M與指定的兩點r、 s —起 作為3點，求出通過該3點的平面P1，進行與上述第1實施方式同樣的處 理。
在有關本實施方式的數據處理裝置、X射線裝置及數據處理方法中， 也能夠得到與有關上述第1實施方式的數據處理裝置、X射線裝置及數據 處理方法同樣的效果。另外，這裡對於將作為該實施方式的特徵的ST111 至113組合到第1實施方式中的情況進行了例示，但並不限於此，也可以組合到上述第1至第10實施方式的任一個中。 [第12實施方式]
接著，參照圖35至圖37對本發明的第12實施方式的數據處理裝置、 X射線裝置及數據處理方法進行說明。另外，在有關本實施方式的數據處 理裝置、X射線裝置及數據處理方法中，步驟ST121以外的步驟與有關第 1實施方式的數據處理裝置、X射線裝置及數據處理方法同樣，所以省略說 明。
本實施方式例如如圖35所示，在血管被完全堵塞的病症的情況下使用。 在此情況下，由於造影劑沒有流動到堵塞部，所以堵塞部沒有被圖像化， 血管芯線46a成為中斷的狀態。在此情況下，如圖35及圖37所示，通過 操作者的點擊操作等，指定造影端點tl、側副端點t2、以及中間點t3 (ST121)。求出通過由此得到的3點的平面P1，進行與上述第l實施方式 同樣的處理。由此，如圖37所示，找到病變看起來最長的最優方向。
在有關本實施方式的數據處理裝置、X射線裝置及數據處理方法中， 也能夠得到與有關上述第1實施方式的數據處理裝置、X射線裝置及數據 處理方法同樣的效果。另外，這裡對於將作為該實施方式的特徵的ST121 組合到第1實施方式中的情況進行了例示，但並不限於此，也可以組合到 上述第1至第11實施方式的任一個中。
接著，參照圖38至圖40對本發明的第13實施方式的數據處理裝置、 X射線裝置及數據處理方法進行說明。另外，在有關本實施方式的數據處 理裝置、X射線裝置及數據處理方法中，步驟ST131以外的步驟與有關第 1實施方式的數據處理裝置、X射線裝置及數據處理方法同樣，所以省略說 明。
本實施方式例如如圖38所示，在作為對象的血管分支的情況下使用。 在此情況下，如圖38及圖39所示，通過操作者的點擊操作等，指定血管 的主幹的兩點ul、 u2、和分支部分的1點u3 (ST131)。求出通過由此得到 的3點的平面Pl，進行與上述第1實施方式同樣的處理。由此，如圖40 所示，找到分支看起來最寬、病變看起來最清楚的最優方向。
在有關本實施方式的數據處理裝置、X射線裝置及數據處理方法中，
20也能夠得到與有關上述第1實施方式的數據處理裝置、x射線裝置及數據 處理方法同樣的效果。另外，這裡對於將作為該實施方式的特徵的ST131 組合到第1實施方式中的情況進行了例示，但並不限於此，也可以組合到 上述第1至第12實施方式的任一個中。
以上，對本發明的實施方式進行了說明，但本發明除了上述實施方式 以外，在不脫離本發明的主旨的範圍內能夠進行各種變形實施。
以上以CT的血管體數據為例進行了說明，但本發明的攝影對象並不 限於血管，除此以外，也能夠應用到例如骨骼、中空器官(小腸、大腸等)、 支架或移植物等體內植入設備等中。此外，本發明並不限於CT裝置，也 可以使用由X射線裝置、MRI裝置、超聲波裝置等其他裝置攝像的數據。
進而，本發明並不限於CT體數據，也可以是MRI、 PET等，只要是 3D數據都能夠適用。作為數據的種類，例如也可以適用冠脈樹(coronary tree)或3Dangio。
此外，對於使用stretchedCPR圖像作為最初的圖像的情況進行了例示， 但並不限於此，也可以使用StraightenedCPR,例如如圖41所示，也可以使 用MPR圖像。例如使用多張MPR圖像51、 52，由1個MPR圖像51指定 的1點51a給出三維空間50內的1點，由另一個MPR圖像52指定的1點 52a給出相同的三維空間50內的另一點。只要像這樣得到對應的三維空間 中的兩點以上，就能夠原樣使用與上述CPR圖像同樣的方法。進而，在僅 指定1點的情況下，也能夠與上述第2實施方式等同樣地決定其他點。
此外，在上述實施方式中，作為二維圖像，使用朝向相同方向切開以 使其通過3維圖像的體數據內的任意曲線的直截面的CPR圖像，但並不限 於此，例如如日本特開2006-122663所示，也可以使用曲截面的CPR圖像。
進而，也可以構成為，分開使用多個實施方式中的決定方法。例如， 例如，具備判斷血管芯線46a的形狀的工序、和基於該形狀選擇第l至第 10實施方式、第11實施方式、第12實施方式、以及第13實施方式中的最 優方向的決定方法的工序，通過所選擇的優選決定方法來計算最優方向。 例如，在血管芯線以直線狀延伸的情況下，將該直線看起來較長的方向作 為最優方向，在指定的部分的血管芯線分支的情況下，將分支角度看起來 最大的方向決定為最優方向。進而，在上述實施方式中包含各種階段的發明，通過公幵的多個結構
要件的適當組合能夠取得各種發明。例如，在即使從實施方式所示的所有 結構要件中刪除某幾個結構要件、也能夠解決在發明要解決的問題的欄中
所述的問題、能夠得到在發明效果欄中所述的效果的情況下，刪除了該結 構要件後的結構也能夠提取作為發明。
權利要求
1、一種數據處理裝置，其特徵在於，具備保管機構，保管被檢體的三維數據；二維圖像顯示機構，通過二維圖像顯示上述被檢體的三維數據；指定機構，在上述二維圖像上指定與特定的坐標有關的坐標信息；確定機構，基於在上述二維圖像上指定的上述坐標信息，確定對應的上述三維數據中的坐標信息；以及計算機構，基於上述三維數據上的坐標信息，計算上述被檢體的觀察方向。
2、 如權利要求1所述的數據處理裝置，其特徵在於，上述三維數據是 由X射線裝置、CT裝置、MRI裝置、超聲波裝置、PET裝置中的任一種 拍攝並三維化後的數據。
3、 如權利要求1所述的數據處理裝置，其特徵在於，在上述二維圖像 顯示機構中，通過與上述三維數據的體素相對應的像素顯示為二維數據。
4、 如權利要求1所述的數據處理裝置，其特徵在於，上述坐標信息作 為上述圖像上的一個以上的點、區域或線而被指定。
5、 如權利要求1所述的數據處理裝置，其特徵在於，上述計算機構基 於上述坐標信息在空間內定義面，將垂直於該面的方向作為上述觀察方向。
6、 如權利要求1所述的數據處理裝置，其特徵在於，上述計算機構基 於上述坐標信息在空間內定義直線，將該直線看起來最長的方向作為上述 觀察方向。
7、 如權利要求5所述的數據處理裝置，其特徵在於，上述計算機構在 3個點被指定的情況下，將通過被確定的上述3個點的平面作為上述平面。
8、 如權利要求5所述的數據處理裝置，其特徵在於，上述計算機構在 4個以上的點、線或區域被指定的情況下，將通過它們之中3點且與被指定 的點的距離為最小的平面，作為上述平面。
9、 如權利要求5所述的數據處理裝置，其特徵在於，上述計算機構在 兩個點被指定的情況下，將通過上述兩點及其中間點的平面作為上述平面。
10、 如權利要求5所述的數據處理裝置，其特徵在於，上述計算機構 在1個點被指定的情況下，將通過上述1個點及在其前後離開規定距離的 點的平面，作為上述平面。
11、 如權利要求l所述的數據處理裝置，其特徵在於， 上述計算機構在上述二維圖像上的攝像對象具有中斷的中斷部分的情況下，上述中斷部分的兩端被指定，並且，將通過上述兩端的切線彼此的中間、和上述兩端的點的平面，作為上 述平面。
12、 如權利要求1所述的數據處理裝置，其特徵在於，上述計算機構 在上述二維圖像上的攝像對象具有分支的分支部分時，將上述分支的角度 看起來最大的方向作為上述觀察方向。
13、 如權利要求1所述的數據處理裝置，其特徵在於， 還具備輸入機構，該輸入機構能夠選擇攝像對象部位作為選擇信息，針對上述二維圖像輸入希望的選擇信息；選擇的上述對象部位被提取，並顯示在上述二維圖像顯示機構上。
14、 如權利要求1所述的數據處理裝置，其特徵在於，還具備三維顯 示機構，該三維顯示機構在沿著上述計算機構計算出的觀察方向投影的方向上，顯示上述三維圖像。
15、如權利要求1所述的數據處理裝置，其特徵在於，上述觀察方向 滿足上述觀察方向及X射線裝置的移動條件。
16、 如權利要求1所述的數據處理裝置，其特徵在於，上述二維圖像 是曲面重建MPR圖像。
17、 一種X射線裝置，其特徵在於，具備 權利要求1所述的數據處理裝置； X射線產生機構，對上述被檢體照射X射線； X射線檢測機構，檢測從上述X射線產生機構照射的X射線；移動機構，移動上述X射線產生機構和上述X射線檢測機構；以及移動控制機構，基於計算出的上述觀察方向控制上述移動機構的移動。
18、 一種數據處理方法，其特徵在於，具備 通過二維圖像顯示被檢體的三維數據的工序； 在上述二維圖像上指定與特定的坐標有關的坐標信息的工序； 基於在上述二維圖像上指定的上述坐標信息確定對應的上述三維數據中的坐標信息的工序；以及基於上述三維上的坐標信息計算上述被檢體的觀察方向的工序。
全文摘要
本發明的目的是提供一種通過使用預先得到的圖像數據設定適當的攝影方向、由此能夠實現X射線攝影所需要的時間的縮短和對於被檢體的X射線輻射量的降低的X射線診斷裝置及X射線攝影方法。本發明的一技術方案是一種數據處理裝置，其特徵在於，具備保管機構，保管被檢體的三維數據；二維圖像顯示機構，通過二維圖像顯示上述被檢體的三維數據；指定機構，在上述二維圖像上指定與特定的坐標有關的坐標信息；確定機構，基於在上述二維圖像上指定的上述坐標信息，確定對應的上述三維數據中的坐標信息；以及計算機構，基於上述三維數據上的坐標信息，計算上述被檢體的觀察方向。
文檔編號A61B6/00GK101507612SQ200910007409
公開日2009年8月19日 申請日期2009年2月13日 優先權日2008年2月14日
發明者坂口卓彌 申請人:株式會社東芝;東芝醫療系統株式會社