３次元画像処理装置及びＸ線診断装置
【課題】関心対象を観察しやすい画像を提供すること。
【解決手段】 画像データ記憶部１１には、関心対象に対して撮影方向が相違する複数の投影画像のデータが記憶される。特徴点座標取得部１０１は、画像データ記憶部１１に記憶された複数の投影画像のうち少なくとも２枚の画像上での前記複数関心対象の軸に関する特徴情報と撮影方向とに基づいて前記関心対象の軸に関する３次元座標を取得する。座標変換部１０２は、前記３次元座標情報をもとに前記関心対象の軸を一軸とする３次元座標系を設定する。再構成処理部１０３は、画像データ記憶部１１に記憶された複数の投影画像から上記設定された３次元座標系を基準とした３次元画像のデータを再構成する。
【解決手段】 画像データ記憶部１１には、関心対象に対して撮影方向が相違する複数の投影画像のデータが記憶される。特徴点座標取得部１０１は、画像データ記憶部１１に記憶された複数の投影画像のうち少なくとも２枚の画像上での前記複数関心対象の軸に関する特徴情報と撮影方向とに基づいて前記関心対象の軸に関する３次元座標を取得する。座標変換部１０２は、前記３次元座標情報をもとに前記関心対象の軸を一軸とする３次元座標系を設定する。再構成処理部１０３は、画像データ記憶部１１に記憶された複数の投影画像から上記設定された３次元座標系を基準とした３次元画像のデータを再構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影方向が異なる複数のＸ線画像から３次元画像を再構成する３次元画像処理装置及びＸ線診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
心臓血管内インターベンション中に、ステントなど局所領域を三次元再構成して表示する技術がある。通常、この再構成処理では、頭部を上、足を下とした頭尾軸を基準とした天板座標系で画像が生成される。このように生成された画像を例えばボリュームレンダリング形式でモニタに表示すると、ステントは斜めに表示され、回転させると斜めに回転する。また、この画像を例えばスライス形式でモニタに表示すると、ステント断面は楕円に表示される。医師は、ステントがつぶれている箇所が無く十分に拡張したかを確認したいのに、上記表示された画像からでは把握しにくいという問題がある。一方、医師がインターベンション手術中に手動で回転軸を変更するのは手間がかかる。
【０００３】
なお、本願に関連する公知文献としては、例えば次のようなものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２８８１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、従来の表示方法では、ステント等の関心対象を観察しにくく、また医師がインターベンション手術中に手動で回転軸を変更するのは手間がかかるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、関心対象を観察しやすい画像を提供することができる３次元画像処理装置及びＸ線診断装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため、次のような手段を講じている。
本発明の第１の態様は、関心対象に対して撮影方向が相違する複数の投影画像のデータを記憶する記憶部と、前記複数の投影画像のうち少なくとも２枚の画像上での前記複数関心対象の軸に関する特徴情報と撮影方向とに基づいて前記関心対象の軸に関する３次元座標情報を取得する座標取得部と、前記３次元座標情報をもとに前記関心対象の軸を一軸とする３次元座標系を設定する座標変換部と、前記複数の投影画像から前記３次元座標系を基準とした３次元画像のデータを再構成する再構成部とを具備する３次元画像処理装置を提供する。
【０００８】
本発明の第２の態様は、関心対象に関する第１の３次元画像のデータを記憶する記憶部と、前記第１の３次元画像上での前記複数関心対象の軸に関する特徴情報に基づいて前記関心対象の軸に関する３次元座標情報を取得する座標取得部と、前記３次元座標情報をもとに前記関心対象の軸を一軸とする３次元座標系を設定する座標変換部とを具備する３次元画像処理装置を提供する。
【０００９】
本発明の第３の態様は、Ｘ線を発生するＸ線管と、医療器具が留置された被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線管を前記Ｘ線検出器とともに前記被検体の周囲を回転する回転機構と、前記Ｘ線管が前記Ｘ線検出器とともに前記被検体の周囲を回転しながら繰り返し撮影した撮影方向が相違する複数の画像のデータを記憶する記憶部と、前記複数の投影画像のうち医療器具に関する少なくとも２枚の画像上での前記医療器具の軸に関する特徴情報と撮影方向とに基づいて前記医療器具の軸に関する３次元座標情報を取得する座標取得部と、前記３次元座標情報をもとに前記医療器具の軸を一軸とする３次元座標系を設定する座標変換部と、前記複数の投影画像から前記３次元座標系を基準とした３次元画像のデータを再構成する再構成部とを具備するＸ線診断装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
以上本発明によれば、関心対象を観察しやすい画像を提供することができる３次元画像処理装置及びＸ線診断装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る３次元画像処理装置を備えたＸ線撮影装置の一実施形態を示す図。
【図２】天板座標系でステントを表示した図。
【図３】ステントを基準とした座標系でステントを表示した図。
【図４】ステントのＸ線投影画像の一例を示す図。
【図５】特徴点の三次元座標を求める処理を示す図。
【図６】第１実施形態における３次元画像処理部の動作を示すフローチャート。
【図７】本発明の第２実施形態に係る３次元画像処理装置を備えたＸ線撮影装置の一実施形態を示す図。
【図８】第２実施形態における３次元画像処理部の動作の手順を示すフローチャート。
【図９】第１のボリュームデータから第２のボリュームデータへの変換処理を示す図。
【図１０】第３実施形態に係る３次元画像処理装置による表示例を示す図。
【図１１】変形例１の動作を示す図。
【図１２】変形例３の動作を示す図。
【図１３】変形例４の動作を示す図。
【図１４】変形例５の動作を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明に係る３次元画像処理装置について説明する。なお、各実施形態では、３次元画像処理装置はＸ線撮影装置に組み込まれるものとして説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係る３次元画像処理装置を装備したＸ線撮影装置の構成図である。Ｘ線撮影装置は、Ｃアーム装置５を有する。Ｃアーム装置５は、Ｃアーム１６と、Ｃアーム１６を直交３軸に関して回転自在に支持する床置き又は天井吊り支持機構と、回転駆動源とを有する。Ｃアーム１６の一端にはＸ線管１が取り付けられる。Ｘ線制御部４は、システム制御部９の制御に従って、Ｘ線管１からＸ線を発生するために、Ｘ線管１の電極間に管電圧を印加し、またＸ線管１の陰極フィラメントに加熱電流を供給する。Ｃアーム１６の他端にはＸ線検出器２が取り付けられる。Ｘ線管１とＸ線検出器２とは天板３上の被検体Ｐを挟んで対向する。Ｘ線検出器２は、例えばイメージインテンシファイアとＴＶカメラとの組み合わせから構成される。または、Ｘ線検出器２は、マトリクス状に配列された半導体検出素子を有するフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ：平面型Ｘ線検出器）で構成される。Ｃアーム回転機構６は、システム制御部９の制御に従って、Ｃアーム１６を回転するためにその駆動源に電力を供給する。Ｃアーム５が回転しながら撮影を繰り返すことで、３次元画像再構成に必要な多方向のＸ線画像（投影画像）を取得することができる。
【００１４】
Ｃアーム５の回転、Ｘ線管２１への高電圧の印加、及びＸ線検出器２の信号読み出しがシステム制御部９により制御され、画像収集回路１０により撮影方向の異なる複数の投影画像のデータが収集される。また、本Ｘ線撮影装置では、被検体Ｐを計測して心電図を発生するために心電計１０が装備される。画像データ記憶部１１は、上記画像収集回路１０で収集された複数の投影画像のデータを、上記撮影方向のデータと心電図からシステム制御部９により取得される心位相のデータとに関連付けて記憶する。なお、心位相とは、心電図のＲ波から次のＲ波までの期間内の各時点を規定する尺度として定義され、通常はパーセントの単位で表す。
【００１５】
操作部８は、ユーザからの各種指令をシステム制御部９に伝達するために設けられ、キーボード、マウス等の各種入力デバイスを有する。モニタ１２は、ＣＲＴ（cathode-ray tube）や液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）等で構成される。
【００１６】
３次元画像処理部１００は、特徴点座標取得部１０１、座標変換部１０２、再構成処理部１０３、及び表示処理部１０４を備えている。図２に示すように、通常、天板３を基準とした座標系（天板座標系）でボクセルを定義して再構成処理により三次元画像のデータ（ボリュームデータ）が生成される。このボリュームデータをボリュームレンダリング形式で表示すると、ステントは斜めに表示され、回転させると斜めに回転する。また、このボリュームデータを例えばスライス形式で表示すると、ステント断面は楕円になってしまう。そこで、関心対象であるステントを観察しやすくするために、３次元画像処理部１００は、図３に示すように、ステントの中心軸に沿った方向でボクセルを定義してボリュームデータを再構成する。なお、本実施形態では、ステントを関心対象として説明するが、ステント以外にもバルーン、閉塞用デバイスなどその他の体内に挿入するデバイスでもよいし、血管などの体内の一部位としてもよい。また、心臓血管以外にも穿刺手術時のデバイスを関心対象として観察するような場合にも有用である。
【００１７】
特徴点座標取得部１０１は、同じ心位相の少なくとも２フレームの投影画像上に指定された複数の特徴的な点（特徴点）の２次元座標と、各々の撮影方向とに基づいて、幾何学的計算により特徴点の３次元座標（３次元位置）を求める。心位相は、例えば拡張期に合わせることで、心臓の動きによる画像のぼけを低減させることができる。ここでは、特徴点として、ステントの中心軸の両端部に付された２つのステントのマーカーを利用する。図４は、ステントを撮影した投影画像の一例である。投影画像上では、ステントマーカーはＸ線不透過の部分で表される。図５に示すように、画像データ記憶部１１には、被検体を多方向から撮影した投影画像のデータが記憶されている。これらの投影画像を撮影したタイミングでは、ステントは３次元空間内の同じ位置にあるといえるため、特徴点座標取得部１０１は、少なくとも２フレームの投影画像上の特徴点の２次元座標と各々の撮影方向とに基づいて、特徴点の３次元座標を求めることができる。
【００１８】
座標変換部１０２は、２つの特徴点の３次元座標を結ぶ直線を一軸とする３次元座標系を設定する。
【００１９】
再構成処理部１０３は、座標変換部１０２により設定された３次元座標系を基準にして、複数の投影画像をもとにBack-projection処理によりボリュームデータを再構成する。再構成により生成されたボリュームデータは、画像データ記憶部１１に記憶される。
【００２０】
表示処理部１０４は、再構成処理部１０３により生成されたボリュームデータに対して、スライス処理、最大値投影画像（ＭＩＰ：Maximum Intensity Projection）処理、又はボリュームレンダリング（ＶＲ：Volume Rendering）処理などを行い、スライス像、ＭＩＰ画像又はＶＲ画像をモニタ１２に表示する。
【００２１】
次に、このように構成された３次元画像処理部１００の動作について説明する。図６は、３次元画像処理部１００の処理手順を示すフローチャートである。
図６において、３次元画像処理部１００は、複数の投影画像のデータうち、撮影方向が異なる少なくとも２枚の投影画像を選択する（ステップＳ１ａ）。３次元画像処理部１００は、選択した投影画像上で２つの特徴点の指定を受け付ける（ステップＳ２ａ）。例えば、オペレータが投影画像上でステントマーカーを特徴点として指定したものとする。特徴点座標取得部１０１は、選択された投影画像の撮影方向と特徴点の２次元座標とに基づいて２つの特徴点の３次元座標を取得する（ステップＳ３ａ）。座標変換部１０２は、２つの特徴点の３次元座標を結ぶ直線を一軸とした３次元座標系を設定する（ステップＳ４ａ）。
【００２２】
再構成処理部１０３は、複数の投影画像のデータをもとに上記設定された３次元座標系を基準としたボリュームデータを再構成する（ステップＳ５ａ）。これにより、ステントの中心軸を基準としたボリュームデータが生成される。
【００２３】
表示処理部１０４は、再構成処理部１０３により生成されたボリュームデータをモニタ１２にＭＩＰ表示又はＶＲ表示し（ステップＳ６ａ）、ＭＩＰ画像又はＶＲ画像を回転動画表示する（ステップＳ７ａ）。また、表示処理部１０４は、生成されたボリュームデータをスライス像（断面画像）で表示し（ステップＳ８ａ）、スライスを順次表示することで動画表示する（ステップＳ９ａ）。
【００２４】
以上述べたように上記第１の実施形態では、２つの特徴点の３次元座標を取得し、この２つの特徴点の３次元座標を結ぶ直線を一軸とした３次元座標系を設定し、複数の投影画像からこの３次元座標系を基準としたボリュームデータを再構成するようにしている。このようにすることで、医師は、ステント軸まわりに回転するボリュームレンダリング像を手技中に観察可能となり、さらにスライス像にはステント軸に直交する断面が表示されるため、ステント断面が円となり目視による直径計測も容易になる。結果として、手技時間を短縮させる効果がある。
【００２５】
また、表示処理部１０４において、スライス像を表示する際に格子状にグリッド線を描画するとよい。表示されているボリュームデータは２点を結ぶ軸に沿っているので断面画像におけるグリッド線をみればステントの直径や半径が目視でほぼ計測できる。
【００２６】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、天板座標系で再構成された第１のボリュームデータをもとに、ステントの中心軸方向に沿った第２のボリュームデータをリスライスにより生成する手法を説明する。
図７は、第２の実施形態に係る３次元画像処理装置を装備したＸ線撮影装置の構成図である。なお、上記図１と同一部分には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００２７】
図７において、再構成処理部１３は、画像データ記憶部１１に記憶された撮影方向が異なる複数の投影画像をもとに第１のボリュームデータを再構成する。つまり、画像データ記憶部１１には、天板座標系で表された第１のボリュームデータが予め記憶されているものとする。
【００２８】
３次元画像処理部１１０は、特徴点座標取得部１１１と、座標変換部１１２と、画像変換部１１３と、表示処理部１１４とを備える。
【００２９】
特徴点座標取得部１１１は、画像データ記憶部１１に記憶された第１のボリュームデータにおける天板座標系での特徴点の３次元座標を取得する。ステントは、金属製で網目状の細長い筒であり、直径は２〜１０ｍｍ程度、長さは８ｍｍ〜３０ｍｍ程度である。金属はＸ線を吸収するため画像上にステントは白く表示される。第１のボリュームデータにおいて閾値以上の輝度を有する画素を抽出して上記形状のパターン認識を行うことでステントの像を検出することができる。例えば検出されたステントの像の両端部のマーカーを特徴点として２つの３次元座標を取得する。
【００３０】
座標変換部１１２は、この２つの３次元座標を結ぶ直線を一軸とする３次元座標系を設定する。
【００３１】
画像変換部１１３は、座標変換部１１２により設定された３次元座標系を基準にして、第１のボリュームデータを上記一軸に直交する面で再度スライスしなおす処理（リスライス）を行い、第２のボリュームデータに変換する。
【００３２】
表示処理部１１４は、上記画像変換部１１３により変換されたボリュームデータに対して、スライス処理、最大値投影画像（ＭＩＰ：Maximum Intensity Projection）処理、又はボリュームレンダリング（ＶＲ：Volume Rendering）処理などを行い、スライス像、ＭＩＰ画像又はＶＲ画像をモニタ１２に表示する。
【００３３】
次に、このように構成された３次元画像処理部の動作について説明する。図８は、３次元画像処理部の処理手順を示すフローチャートである。
画像データ記憶部１１に記憶された第１のボリュームデータにおける天板座標系での２つの特徴点の３次元座標を取得する。（ステップＳ１ｂ）。座標変換部１１２は、上記取得された２つの特徴点の３次元座標を結ぶ直線を一軸とした３次元座標系を設定する（ステップＳ２ｂ）。画像変換部１１３は、図９に示すように、上記設定された３次元座標系を基準にして、画像データ記憶部１１に記憶された第１のボリュームデータを上記一軸に直交する面でリスライスして新たなボリュームデータを生成する（ステップＳ３ｂ）。このリスライス処理の際に、Interpolationなどの補間処理を行うようにしてもよい。
【００３４】
表示処理部１１４は、画像変換部１１３により生成されたボリュームデータをモニタ１２にＭＩＰ表示又はＶＲ表示し（ステップＳ４ｂ）、ＭＩＰ画像又はＶＲ画像を回転動画表示する（ステップＳ５ｂ）。また、表示処理部１０４は、生成されたボリュームデータをスライス像（断面画像）で表示し（ステップＳ６ｂ）、スライス像を順次表示することで動画表示する（ステップＳ７ｂ）。
【００３５】
以上述べたように上記第２の実施形態では、２つの特徴点の３次元座標を結ぶ直線を一軸とした３次元座標系を設定し、天板座標系で表された第１のボリュームデータを上記一軸に直交する面でリスライスすることで第２のボリュームデータに変換する。このようにすることで、すでに天板座標系で表されたボリュームデータが生成されている場合でも、ステントの中心軸を基準としたボリュームデータを得ることができる。したがって、上記第１の実施形態と同様に、ステント等の関心対象を観察しやすい画像を提供することが可能となる。
【００３６】
（第３の実施形態）
第３の実施形態は、天板座標系で再構成されたボリュームデータをもとに、ステントの中心軸方向に沿った表示を行うものである。
第３の実施形態の３次元画像処理装置を装備したＸ線撮影装置は、上記図７に示したＸ線撮影装置から画像変換部１１３を除いた構成とする。以下、図７を参照しながら説明を行う。
【００３７】
上記第２の実施形態では、画像変換部１１３においてリスライス処理を行ったが、この処理は処理時間がかかるという問題がある。そこで、第３の実施形態では、画像変換部１１３のリスライス処理を省略し、表示処理部１１４では、座標変換部１１２で設定された３次元座標系を基準にして、天板座標系で再構成されたボリュームデータを、上記２つの特徴点を結ぶ直線を一軸とする方向で表示する。例えば、表示処理部１１４は、座標変換部１１２で設定された３次元座標系を基準にして、ボリュームデータをＶＲ表示し、図１０に示すように、上記一軸の方向で回転表示させる。
【００３８】
このようにすることにより、上記第３の実施形態では、表示されるステントは斜めのままであるが、天板軸方法ではなくステントの中心軸方向に回転表示することが可能となる。必要な情報は、第２実施形態と同じである。このようにすると、第２の実施形態より簡易な方法でステント等の関心対象を観察しやすくすることができる。
【００３９】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。具体的な変形例としては、例えば次のようなものがある。
【００４０】
（変形例１）
変形例１は、第２及び第３の実施形態において、上記２つの特徴点の３次元座標をボリュームデータから取得するようにしたものである。なお、この手法はごく一般的な３次元画像に対して適用できる。もちろんＣＴやＭＲＩ画像などにも適用できる。
【００４１】
図１１に示すように、ステント周囲のみを再構成した３次元画像においては、関心対象のステントが最も強く映っており、その他の部分はあまり強くはない。そこで、３次元画像から主成分分析等の手法により、ステントの方向ベクトルと中心軸を得る。これは一般的な画像処理手法により実現できる。この結果得られた中心軸を元に、第２の実施形態に述べた「リスライス」処理を行い、第２のボリュームデータを得る。また、第３の実施形態においては、上記得られた中心軸の方向でＶＲ表示等を行うようにする。
【００４２】
（変形例２）
上記各実施形態では、２つの特徴点が取得される場合について述べた。ステントの場合は、多くはステントの上側と下側のふたつのマーカーがあるので、特徴点は２つである。変形例２では、特徴点が１つの場合について記載する。
【００４３】
特徴点が１つの場合には、その特徴点の３次元座標と、その特徴点に接する接線情報を用いることで、上記各実施形態の手法を適用できる。例えばマーカーが１つしかないステントの例が挙げられる。この場合、オペレータが指定する特徴点は１つであるため、３次元座標も１つである。そこで、３次元画像からこの特徴点の３次元座標に存在する対象物（ステント）の接線を画像処理によって計算し、得られた接線情報を用いて上記各実施形態を実施する。
【００４４】
また、特徴点が３つ以上の場合には、特徴点が略一直線上に乗っている場合は、その直線を軸として上記各実施形態の手法を適用する。３つの特徴点が略一直線上に乗っていない場合は、何も処理を行わず、通常表示とする。
【００４５】
（変形例３）
変形例３は、上記第１の実施形態において再構成処理を行う際に、２つの特徴点を結ぶ直線を軸として、この軸を中心とする領域のみのボリュームデータを生成するようにしたものである。
【００４６】
上記第１の実施形態において、２つの特徴点を結ぶ直線を一軸とした座標系でボリュームデータを作成する際に、ステントは軸中心付近に長細い物体として存在する。そこで、再構成処理部１０３は、立方体ではなく、上記一軸を中心とした直方体のボリュームデータを生成するようにする。例えば、図１２に示すように、通常は５１２×５１２×５１２ピクセルのボリュームデータとしていたものを、２５６×２５６×５１２ピクセルとする。このようにすることで、計算すべきボリュームデータが少なくなるので、計算時間を短縮することができる。
【００４７】
（変形例４）
変形例４は、上記第１の実施形態において再構成処理を行う際に、２つの特徴点を結ぶ直線を一軸として、この一軸の方向の画素ピッチをこの一軸に直交する方向の画素ピッチより大きくしてボリュームデータを生成するようにしたものである。
【００４８】
すなわち、再構成処理部１０３は、ボクセルピッチをステント面方向（上記一軸に直交する方向）には細かく、一軸の方向には粗くする。これにより、計算すべきボリュームデータが少なくなるので、計算時間が短縮する。また、時間の経過に伴って、等方性になっていくようにしてもよい。例えば、図１３に示すように、初めに軸方向は離散的に２５６×２５６×１０ピクセルのボリュームデータを作成し、徐々に間隔を埋めるようにして２５６×２５６×５１２ピクセルのボリュームデータを作成する。
【００４９】
（変形例５）
変形例５は、上記第１の実施形態において再構成処理を行う際に、２つの特徴点を結ぶ直線を軸として、この軸から外周に向かって３次元画像のデータを生成するようにしたものである。
【００５０】
再構成処理部１０３は、２つの特徴点から定められる軸中心からBackprojection処理による再構成を行い、表示処理部１０４は、生成された部分から順次表示するようにする。これにより、図１４に示すように、ユーザは軸付近の画像が先に表示され、順次太っていくような３次元画像が観察できる。特に、ステントは軸中心付近に長細い物体として存在するので、初めにステントが表示され、続いてまわりの構造物が表示されるようになる。
【００５１】
また、本実施形態に係る各機能は、当該処理を実行するプログラムをワークステーション等のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、半導体メモリなどの記録媒体に格納して頒布することも可能である。
【００５２】
上記実施形態においては、上記実施形態は、循環器用Ｘ線画像を説明に用いたが、Ｘ線画像に限らず、ＣＴ画像、ＭＲＩ画像、超音波画像など他のシステムで収集された医用画像への拡張も可能である。
【００５３】
上記実施形態では、３次元画像処理装置は、Ｘ線撮影装置と一体化した構成として説明したが、画像データ記憶部、３次元画像処理部、及びモニタを備えた３次元画像処理装置として、別個に独立した構成とすることもできる。
【００５４】
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１…Ｘ線管、２…Ｘ線検出器、３…天板、４…Ｘ線制御部、５…Ｃアーム装置、６…Ｃアーム回転機構、７…心電計、８…操作部、９…システム制御部、１０…画像収集回路、１１…画像データ記憶部、１２…モニタ、１００…第１実施形態の３次元画像処理部、１０１…特徴点座標取得部、１０２…座標変換部、１０３…再構成処理部、１０４…表示処理部、１１０…第２実施形態の３次元画像処理部、１１１…特徴点座標取得部、１１２…座標変換部、１１３…画像変換部、１１４…表示処理部、１３…再構成処理部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影方向が異なる複数のＸ線画像から３次元画像を再構成する３次元画像処理装置及びＸ線診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
心臓血管内インターベンション中に、ステントなど局所領域を三次元再構成して表示する技術がある。通常、この再構成処理では、頭部を上、足を下とした頭尾軸を基準とした天板座標系で画像が生成される。このように生成された画像を例えばボリュームレンダリング形式でモニタに表示すると、ステントは斜めに表示され、回転させると斜めに回転する。また、この画像を例えばスライス形式でモニタに表示すると、ステント断面は楕円に表示される。医師は、ステントがつぶれている箇所が無く十分に拡張したかを確認したいのに、上記表示された画像からでは把握しにくいという問題がある。一方、医師がインターベンション手術中に手動で回転軸を変更するのは手間がかかる。
【０００３】
なお、本願に関連する公知文献としては、例えば次のようなものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２８８１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、従来の表示方法では、ステント等の関心対象を観察しにくく、また医師がインターベンション手術中に手動で回転軸を変更するのは手間がかかるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、関心対象を観察しやすい画像を提供することができる３次元画像処理装置及びＸ線診断装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため、次のような手段を講じている。
本発明の第１の態様は、関心対象に対して撮影方向が相違する複数の投影画像のデータを記憶する記憶部と、前記複数の投影画像のうち少なくとも２枚の画像上での前記複数関心対象の軸に関する特徴情報と撮影方向とに基づいて前記関心対象の軸に関する３次元座標情報を取得する座標取得部と、前記３次元座標情報をもとに前記関心対象の軸を一軸とする３次元座標系を設定する座標変換部と、前記複数の投影画像から前記３次元座標系を基準とした３次元画像のデータを再構成する再構成部とを具備する３次元画像処理装置を提供する。
【０００８】
本発明の第２の態様は、関心対象に関する第１の３次元画像のデータを記憶する記憶部と、前記第１の３次元画像上での前記複数関心対象の軸に関する特徴情報に基づいて前記関心対象の軸に関する３次元座標情報を取得する座標取得部と、前記３次元座標情報をもとに前記関心対象の軸を一軸とする３次元座標系を設定する座標変換部とを具備する３次元画像処理装置を提供する。
【０００９】
本発明の第３の態様は、Ｘ線を発生するＸ線管と、医療器具が留置された被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線管を前記Ｘ線検出器とともに前記被検体の周囲を回転する回転機構と、前記Ｘ線管が前記Ｘ線検出器とともに前記被検体の周囲を回転しながら繰り返し撮影した撮影方向が相違する複数の画像のデータを記憶する記憶部と、前記複数の投影画像のうち医療器具に関する少なくとも２枚の画像上での前記医療器具の軸に関する特徴情報と撮影方向とに基づいて前記医療器具の軸に関する３次元座標情報を取得する座標取得部と、前記３次元座標情報をもとに前記医療器具の軸を一軸とする３次元座標系を設定する座標変換部と、前記複数の投影画像から前記３次元座標系を基準とした３次元画像のデータを再構成する再構成部とを具備するＸ線診断装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
以上本発明によれば、関心対象を観察しやすい画像を提供することができる３次元画像処理装置及びＸ線診断装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る３次元画像処理装置を備えたＸ線撮影装置の一実施形態を示す図。
【図２】天板座標系でステントを表示した図。
【図３】ステントを基準とした座標系でステントを表示した図。
【図４】ステントのＸ線投影画像の一例を示す図。
【図５】特徴点の三次元座標を求める処理を示す図。
【図６】第１実施形態における３次元画像処理部の動作を示すフローチャート。
【図７】本発明の第２実施形態に係る３次元画像処理装置を備えたＸ線撮影装置の一実施形態を示す図。
【図８】第２実施形態における３次元画像処理部の動作の手順を示すフローチャート。
【図９】第１のボリュームデータから第２のボリュームデータへの変換処理を示す図。
【図１０】第３実施形態に係る３次元画像処理装置による表示例を示す図。
【図１１】変形例１の動作を示す図。
【図１２】変形例３の動作を示す図。
【図１３】変形例４の動作を示す図。
【図１４】変形例５の動作を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明に係る３次元画像処理装置について説明する。なお、各実施形態では、３次元画像処理装置はＸ線撮影装置に組み込まれるものとして説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係る３次元画像処理装置を装備したＸ線撮影装置の構成図である。Ｘ線撮影装置は、Ｃアーム装置５を有する。Ｃアーム装置５は、Ｃアーム１６と、Ｃアーム１６を直交３軸に関して回転自在に支持する床置き又は天井吊り支持機構と、回転駆動源とを有する。Ｃアーム１６の一端にはＸ線管１が取り付けられる。Ｘ線制御部４は、システム制御部９の制御に従って、Ｘ線管１からＸ線を発生するために、Ｘ線管１の電極間に管電圧を印加し、またＸ線管１の陰極フィラメントに加熱電流を供給する。Ｃアーム１６の他端にはＸ線検出器２が取り付けられる。Ｘ線管１とＸ線検出器２とは天板３上の被検体Ｐを挟んで対向する。Ｘ線検出器２は、例えばイメージインテンシファイアとＴＶカメラとの組み合わせから構成される。または、Ｘ線検出器２は、マトリクス状に配列された半導体検出素子を有するフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ：平面型Ｘ線検出器）で構成される。Ｃアーム回転機構６は、システム制御部９の制御に従って、Ｃアーム１６を回転するためにその駆動源に電力を供給する。Ｃアーム５が回転しながら撮影を繰り返すことで、３次元画像再構成に必要な多方向のＸ線画像（投影画像）を取得することができる。
【００１４】
Ｃアーム５の回転、Ｘ線管２１への高電圧の印加、及びＸ線検出器２の信号読み出しがシステム制御部９により制御され、画像収集回路１０により撮影方向の異なる複数の投影画像のデータが収集される。また、本Ｘ線撮影装置では、被検体Ｐを計測して心電図を発生するために心電計１０が装備される。画像データ記憶部１１は、上記画像収集回路１０で収集された複数の投影画像のデータを、上記撮影方向のデータと心電図からシステム制御部９により取得される心位相のデータとに関連付けて記憶する。なお、心位相とは、心電図のＲ波から次のＲ波までの期間内の各時点を規定する尺度として定義され、通常はパーセントの単位で表す。
【００１５】
操作部８は、ユーザからの各種指令をシステム制御部９に伝達するために設けられ、キーボード、マウス等の各種入力デバイスを有する。モニタ１２は、ＣＲＴ（cathode-ray tube）や液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）等で構成される。
【００１６】
３次元画像処理部１００は、特徴点座標取得部１０１、座標変換部１０２、再構成処理部１０３、及び表示処理部１０４を備えている。図２に示すように、通常、天板３を基準とした座標系（天板座標系）でボクセルを定義して再構成処理により三次元画像のデータ（ボリュームデータ）が生成される。このボリュームデータをボリュームレンダリング形式で表示すると、ステントは斜めに表示され、回転させると斜めに回転する。また、このボリュームデータを例えばスライス形式で表示すると、ステント断面は楕円になってしまう。そこで、関心対象であるステントを観察しやすくするために、３次元画像処理部１００は、図３に示すように、ステントの中心軸に沿った方向でボクセルを定義してボリュームデータを再構成する。なお、本実施形態では、ステントを関心対象として説明するが、ステント以外にもバルーン、閉塞用デバイスなどその他の体内に挿入するデバイスでもよいし、血管などの体内の一部位としてもよい。また、心臓血管以外にも穿刺手術時のデバイスを関心対象として観察するような場合にも有用である。
【００１７】
特徴点座標取得部１０１は、同じ心位相の少なくとも２フレームの投影画像上に指定された複数の特徴的な点（特徴点）の２次元座標と、各々の撮影方向とに基づいて、幾何学的計算により特徴点の３次元座標（３次元位置）を求める。心位相は、例えば拡張期に合わせることで、心臓の動きによる画像のぼけを低減させることができる。ここでは、特徴点として、ステントの中心軸の両端部に付された２つのステントのマーカーを利用する。図４は、ステントを撮影した投影画像の一例である。投影画像上では、ステントマーカーはＸ線不透過の部分で表される。図５に示すように、画像データ記憶部１１には、被検体を多方向から撮影した投影画像のデータが記憶されている。これらの投影画像を撮影したタイミングでは、ステントは３次元空間内の同じ位置にあるといえるため、特徴点座標取得部１０１は、少なくとも２フレームの投影画像上の特徴点の２次元座標と各々の撮影方向とに基づいて、特徴点の３次元座標を求めることができる。
【００１８】
座標変換部１０２は、２つの特徴点の３次元座標を結ぶ直線を一軸とする３次元座標系を設定する。
【００１９】
再構成処理部１０３は、座標変換部１０２により設定された３次元座標系を基準にして、複数の投影画像をもとにBack-projection処理によりボリュームデータを再構成する。再構成により生成されたボリュームデータは、画像データ記憶部１１に記憶される。
【００２０】
表示処理部１０４は、再構成処理部１０３により生成されたボリュームデータに対して、スライス処理、最大値投影画像（ＭＩＰ：Maximum Intensity Projection）処理、又はボリュームレンダリング（ＶＲ：Volume Rendering）処理などを行い、スライス像、ＭＩＰ画像又はＶＲ画像をモニタ１２に表示する。
【００２１】
次に、このように構成された３次元画像処理部１００の動作について説明する。図６は、３次元画像処理部１００の処理手順を示すフローチャートである。
図６において、３次元画像処理部１００は、複数の投影画像のデータうち、撮影方向が異なる少なくとも２枚の投影画像を選択する（ステップＳ１ａ）。３次元画像処理部１００は、選択した投影画像上で２つの特徴点の指定を受け付ける（ステップＳ２ａ）。例えば、オペレータが投影画像上でステントマーカーを特徴点として指定したものとする。特徴点座標取得部１０１は、選択された投影画像の撮影方向と特徴点の２次元座標とに基づいて２つの特徴点の３次元座標を取得する（ステップＳ３ａ）。座標変換部１０２は、２つの特徴点の３次元座標を結ぶ直線を一軸とした３次元座標系を設定する（ステップＳ４ａ）。
【００２２】
再構成処理部１０３は、複数の投影画像のデータをもとに上記設定された３次元座標系を基準としたボリュームデータを再構成する（ステップＳ５ａ）。これにより、ステントの中心軸を基準としたボリュームデータが生成される。
【００２３】
表示処理部１０４は、再構成処理部１０３により生成されたボリュームデータをモニタ１２にＭＩＰ表示又はＶＲ表示し（ステップＳ６ａ）、ＭＩＰ画像又はＶＲ画像を回転動画表示する（ステップＳ７ａ）。また、表示処理部１０４は、生成されたボリュームデータをスライス像（断面画像）で表示し（ステップＳ８ａ）、スライスを順次表示することで動画表示する（ステップＳ９ａ）。
【００２４】
以上述べたように上記第１の実施形態では、２つの特徴点の３次元座標を取得し、この２つの特徴点の３次元座標を結ぶ直線を一軸とした３次元座標系を設定し、複数の投影画像からこの３次元座標系を基準としたボリュームデータを再構成するようにしている。このようにすることで、医師は、ステント軸まわりに回転するボリュームレンダリング像を手技中に観察可能となり、さらにスライス像にはステント軸に直交する断面が表示されるため、ステント断面が円となり目視による直径計測も容易になる。結果として、手技時間を短縮させる効果がある。
【００２５】
また、表示処理部１０４において、スライス像を表示する際に格子状にグリッド線を描画するとよい。表示されているボリュームデータは２点を結ぶ軸に沿っているので断面画像におけるグリッド線をみればステントの直径や半径が目視でほぼ計測できる。
【００２６】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、天板座標系で再構成された第１のボリュームデータをもとに、ステントの中心軸方向に沿った第２のボリュームデータをリスライスにより生成する手法を説明する。
図７は、第２の実施形態に係る３次元画像処理装置を装備したＸ線撮影装置の構成図である。なお、上記図１と同一部分には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００２７】
図７において、再構成処理部１３は、画像データ記憶部１１に記憶された撮影方向が異なる複数の投影画像をもとに第１のボリュームデータを再構成する。つまり、画像データ記憶部１１には、天板座標系で表された第１のボリュームデータが予め記憶されているものとする。
【００２８】
３次元画像処理部１１０は、特徴点座標取得部１１１と、座標変換部１１２と、画像変換部１１３と、表示処理部１１４とを備える。
【００２９】
特徴点座標取得部１１１は、画像データ記憶部１１に記憶された第１のボリュームデータにおける天板座標系での特徴点の３次元座標を取得する。ステントは、金属製で網目状の細長い筒であり、直径は２〜１０ｍｍ程度、長さは８ｍｍ〜３０ｍｍ程度である。金属はＸ線を吸収するため画像上にステントは白く表示される。第１のボリュームデータにおいて閾値以上の輝度を有する画素を抽出して上記形状のパターン認識を行うことでステントの像を検出することができる。例えば検出されたステントの像の両端部のマーカーを特徴点として２つの３次元座標を取得する。
【００３０】
座標変換部１１２は、この２つの３次元座標を結ぶ直線を一軸とする３次元座標系を設定する。
【００３１】
画像変換部１１３は、座標変換部１１２により設定された３次元座標系を基準にして、第１のボリュームデータを上記一軸に直交する面で再度スライスしなおす処理（リスライス）を行い、第２のボリュームデータに変換する。
【００３２】
表示処理部１１４は、上記画像変換部１１３により変換されたボリュームデータに対して、スライス処理、最大値投影画像（ＭＩＰ：Maximum Intensity Projection）処理、又はボリュームレンダリング（ＶＲ：Volume Rendering）処理などを行い、スライス像、ＭＩＰ画像又はＶＲ画像をモニタ１２に表示する。
【００３３】
次に、このように構成された３次元画像処理部の動作について説明する。図８は、３次元画像処理部の処理手順を示すフローチャートである。
画像データ記憶部１１に記憶された第１のボリュームデータにおける天板座標系での２つの特徴点の３次元座標を取得する。（ステップＳ１ｂ）。座標変換部１１２は、上記取得された２つの特徴点の３次元座標を結ぶ直線を一軸とした３次元座標系を設定する（ステップＳ２ｂ）。画像変換部１１３は、図９に示すように、上記設定された３次元座標系を基準にして、画像データ記憶部１１に記憶された第１のボリュームデータを上記一軸に直交する面でリスライスして新たなボリュームデータを生成する（ステップＳ３ｂ）。このリスライス処理の際に、Interpolationなどの補間処理を行うようにしてもよい。
【００３４】
表示処理部１１４は、画像変換部１１３により生成されたボリュームデータをモニタ１２にＭＩＰ表示又はＶＲ表示し（ステップＳ４ｂ）、ＭＩＰ画像又はＶＲ画像を回転動画表示する（ステップＳ５ｂ）。また、表示処理部１０４は、生成されたボリュームデータをスライス像（断面画像）で表示し（ステップＳ６ｂ）、スライス像を順次表示することで動画表示する（ステップＳ７ｂ）。
【００３５】
以上述べたように上記第２の実施形態では、２つの特徴点の３次元座標を結ぶ直線を一軸とした３次元座標系を設定し、天板座標系で表された第１のボリュームデータを上記一軸に直交する面でリスライスすることで第２のボリュームデータに変換する。このようにすることで、すでに天板座標系で表されたボリュームデータが生成されている場合でも、ステントの中心軸を基準としたボリュームデータを得ることができる。したがって、上記第１の実施形態と同様に、ステント等の関心対象を観察しやすい画像を提供することが可能となる。
【００３６】
（第３の実施形態）
第３の実施形態は、天板座標系で再構成されたボリュームデータをもとに、ステントの中心軸方向に沿った表示を行うものである。
第３の実施形態の３次元画像処理装置を装備したＸ線撮影装置は、上記図７に示したＸ線撮影装置から画像変換部１１３を除いた構成とする。以下、図７を参照しながら説明を行う。
【００３７】
上記第２の実施形態では、画像変換部１１３においてリスライス処理を行ったが、この処理は処理時間がかかるという問題がある。そこで、第３の実施形態では、画像変換部１１３のリスライス処理を省略し、表示処理部１１４では、座標変換部１１２で設定された３次元座標系を基準にして、天板座標系で再構成されたボリュームデータを、上記２つの特徴点を結ぶ直線を一軸とする方向で表示する。例えば、表示処理部１１４は、座標変換部１１２で設定された３次元座標系を基準にして、ボリュームデータをＶＲ表示し、図１０に示すように、上記一軸の方向で回転表示させる。
【００３８】
このようにすることにより、上記第３の実施形態では、表示されるステントは斜めのままであるが、天板軸方法ではなくステントの中心軸方向に回転表示することが可能となる。必要な情報は、第２実施形態と同じである。このようにすると、第２の実施形態より簡易な方法でステント等の関心対象を観察しやすくすることができる。
【００３９】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。具体的な変形例としては、例えば次のようなものがある。
【００４０】
（変形例１）
変形例１は、第２及び第３の実施形態において、上記２つの特徴点の３次元座標をボリュームデータから取得するようにしたものである。なお、この手法はごく一般的な３次元画像に対して適用できる。もちろんＣＴやＭＲＩ画像などにも適用できる。
【００４１】
図１１に示すように、ステント周囲のみを再構成した３次元画像においては、関心対象のステントが最も強く映っており、その他の部分はあまり強くはない。そこで、３次元画像から主成分分析等の手法により、ステントの方向ベクトルと中心軸を得る。これは一般的な画像処理手法により実現できる。この結果得られた中心軸を元に、第２の実施形態に述べた「リスライス」処理を行い、第２のボリュームデータを得る。また、第３の実施形態においては、上記得られた中心軸の方向でＶＲ表示等を行うようにする。
【００４２】
（変形例２）
上記各実施形態では、２つの特徴点が取得される場合について述べた。ステントの場合は、多くはステントの上側と下側のふたつのマーカーがあるので、特徴点は２つである。変形例２では、特徴点が１つの場合について記載する。
【００４３】
特徴点が１つの場合には、その特徴点の３次元座標と、その特徴点に接する接線情報を用いることで、上記各実施形態の手法を適用できる。例えばマーカーが１つしかないステントの例が挙げられる。この場合、オペレータが指定する特徴点は１つであるため、３次元座標も１つである。そこで、３次元画像からこの特徴点の３次元座標に存在する対象物（ステント）の接線を画像処理によって計算し、得られた接線情報を用いて上記各実施形態を実施する。
【００４４】
また、特徴点が３つ以上の場合には、特徴点が略一直線上に乗っている場合は、その直線を軸として上記各実施形態の手法を適用する。３つの特徴点が略一直線上に乗っていない場合は、何も処理を行わず、通常表示とする。
【００４５】
（変形例３）
変形例３は、上記第１の実施形態において再構成処理を行う際に、２つの特徴点を結ぶ直線を軸として、この軸を中心とする領域のみのボリュームデータを生成するようにしたものである。
【００４６】
上記第１の実施形態において、２つの特徴点を結ぶ直線を一軸とした座標系でボリュームデータを作成する際に、ステントは軸中心付近に長細い物体として存在する。そこで、再構成処理部１０３は、立方体ではなく、上記一軸を中心とした直方体のボリュームデータを生成するようにする。例えば、図１２に示すように、通常は５１２×５１２×５１２ピクセルのボリュームデータとしていたものを、２５６×２５６×５１２ピクセルとする。このようにすることで、計算すべきボリュームデータが少なくなるので、計算時間を短縮することができる。
【００４７】
（変形例４）
変形例４は、上記第１の実施形態において再構成処理を行う際に、２つの特徴点を結ぶ直線を一軸として、この一軸の方向の画素ピッチをこの一軸に直交する方向の画素ピッチより大きくしてボリュームデータを生成するようにしたものである。
【００４８】
すなわち、再構成処理部１０３は、ボクセルピッチをステント面方向（上記一軸に直交する方向）には細かく、一軸の方向には粗くする。これにより、計算すべきボリュームデータが少なくなるので、計算時間が短縮する。また、時間の経過に伴って、等方性になっていくようにしてもよい。例えば、図１３に示すように、初めに軸方向は離散的に２５６×２５６×１０ピクセルのボリュームデータを作成し、徐々に間隔を埋めるようにして２５６×２５６×５１２ピクセルのボリュームデータを作成する。
【００４９】
（変形例５）
変形例５は、上記第１の実施形態において再構成処理を行う際に、２つの特徴点を結ぶ直線を軸として、この軸から外周に向かって３次元画像のデータを生成するようにしたものである。
【００５０】
再構成処理部１０３は、２つの特徴点から定められる軸中心からBackprojection処理による再構成を行い、表示処理部１０４は、生成された部分から順次表示するようにする。これにより、図１４に示すように、ユーザは軸付近の画像が先に表示され、順次太っていくような３次元画像が観察できる。特に、ステントは軸中心付近に長細い物体として存在するので、初めにステントが表示され、続いてまわりの構造物が表示されるようになる。
【００５１】
また、本実施形態に係る各機能は、当該処理を実行するプログラムをワークステーション等のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、半導体メモリなどの記録媒体に格納して頒布することも可能である。
【００５２】
上記実施形態においては、上記実施形態は、循環器用Ｘ線画像を説明に用いたが、Ｘ線画像に限らず、ＣＴ画像、ＭＲＩ画像、超音波画像など他のシステムで収集された医用画像への拡張も可能である。
【００５３】
上記実施形態では、３次元画像処理装置は、Ｘ線撮影装置と一体化した構成として説明したが、画像データ記憶部、３次元画像処理部、及びモニタを備えた３次元画像処理装置として、別個に独立した構成とすることもできる。
【００５４】
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１…Ｘ線管、２…Ｘ線検出器、３…天板、４…Ｘ線制御部、５…Ｃアーム装置、６…Ｃアーム回転機構、７…心電計、８…操作部、９…システム制御部、１０…画像収集回路、１１…画像データ記憶部、１２…モニタ、１００…第１実施形態の３次元画像処理部、１０１…特徴点座標取得部、１０２…座標変換部、１０３…再構成処理部、１０４…表示処理部、１１０…第２実施形態の３次元画像処理部、１１１…特徴点座標取得部、１１２…座標変換部、１１３…画像変換部、１１４…表示処理部、１３…再構成処理部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
関心対象に対して撮影方向が相違する複数の投影画像のデータを記憶する記憶部と、
前記複数の投影画像のうち少なくとも２枚の画像上での前記複数関心対象の軸に関する特徴情報と撮影方向とに基づいて前記関心対象の軸に関する３次元座標情報を取得する座標取得部と、
前記３次元座標情報をもとに前記関心対象の軸を一軸とする３次元座標系を設定する座標変換部と、
前記複数の投影画像から前記３次元座標系を基準とした３次元画像のデータを再構成する再構成部と
を具備することを特徴とする３次元画像処理装置。
【請求項２】
関心対象に関する第１の３次元画像のデータを記憶する記憶部と、
前記第１の３次元画像上での前記複数関心対象の軸に関する特徴情報に基づいて前記関心対象の軸に関する３次元座標情報を取得する座標取得部と、
前記３次元座標情報をもとに前記関心対象の軸を一軸とする３次元座標系を設定する座標変換部と
を具備することを特徴とする３次元画像処理装置。
【請求項３】
前記特徴情報は、前記関心対象の軸に対応する２つの特徴点であることを特徴とする請求項１又は２記載の３次元画像処理装置。
【請求項４】
前記特徴情報は、前記関心対象の軸に対応する１つの特徴点と、前記特徴点に接する接線情報であることを特徴とする請求項１又は２記載の３次元画像処理装置。
【請求項５】
前記複数の投影画像は、周期的に運動する部位に関する複数の周期にわたるものであって、
前記座標取得部は、略同一の位相に対応する複数の画像から前記２つの特徴点の３次元座標を取得することを特徴とする請求項１記載の３次元画像処理装置。
【請求項６】
前記再構成部は、前記一軸の近傍領域に限定して３次元画像のデータを生成することを特徴とする請求項１記載の３次元画像処理装置。
【請求項７】
前記再構成部は、前記一軸の方向の画素間を前記一軸に直交する方向の画素間より間隔をあけて前記３次元画像のデータを生成することを特徴とする請求項１記載の３次元画像処理装置。
【請求項８】
前記再構成部は、前記一軸から外周に向かって前記３次元画像のデータを生成することを特徴とする請求項１記載の３次元画像処理装置。
【請求項９】
前記２つの特徴点は、ステントの軸に対応する位置であることを特徴とする請求項３記載の３次元画像処理装置。
【請求項１０】
前記３次元座標系を基準にして前記第１の３次元画像を前記一軸に直交する面の複数のスライス画像を有する第２の３次元画像に変換する画像変換部をさらに具備することを特徴とする請求項２記載の３次元画像処理装置。
【請求項１１】
前記３次元座標系を基準にして前記３次元画像を前記一軸の方向で表示する表示処理部をさらに具備することを特徴とする請求項２記載の３次元画像処理装置。
【請求項１２】
Ｘ線を発生するＸ線管と、
医療器具が留置された被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線管を前記Ｘ線検出器とともに前記被検体の周囲を回転する回転機構と、
前記Ｘ線管が前記Ｘ線検出器とともに前記被検体の周囲を回転しながら繰り返し撮影した撮影方向が相違する複数の画像のデータを記憶する記憶部と、
前記複数の投影画像のうち医療器具に関する少なくとも２枚の画像上での前記医療器具の軸に関する特徴情報と撮影方向とに基づいて前記医療器具の軸に関する３次元座標情報を取得する座標取得部と、
前記３次元座標情報をもとに前記医療器具の軸を一軸とする３次元座標系を設定する座標変換部と、
前記複数の投影画像から前記３次元座標系を基準とした３次元画像のデータを再構成する再構成部と
を具備することを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項１】
関心対象に対して撮影方向が相違する複数の投影画像のデータを記憶する記憶部と、
前記複数の投影画像のうち少なくとも２枚の画像上での前記複数関心対象の軸に関する特徴情報と撮影方向とに基づいて前記関心対象の軸に関する３次元座標情報を取得する座標取得部と、
前記３次元座標情報をもとに前記関心対象の軸を一軸とする３次元座標系を設定する座標変換部と、
前記複数の投影画像から前記３次元座標系を基準とした３次元画像のデータを再構成する再構成部と
を具備することを特徴とする３次元画像処理装置。
【請求項２】
関心対象に関する第１の３次元画像のデータを記憶する記憶部と、
前記第１の３次元画像上での前記複数関心対象の軸に関する特徴情報に基づいて前記関心対象の軸に関する３次元座標情報を取得する座標取得部と、
前記３次元座標情報をもとに前記関心対象の軸を一軸とする３次元座標系を設定する座標変換部と
を具備することを特徴とする３次元画像処理装置。
【請求項３】
前記特徴情報は、前記関心対象の軸に対応する２つの特徴点であることを特徴とする請求項１又は２記載の３次元画像処理装置。
【請求項４】
前記特徴情報は、前記関心対象の軸に対応する１つの特徴点と、前記特徴点に接する接線情報であることを特徴とする請求項１又は２記載の３次元画像処理装置。
【請求項５】
前記複数の投影画像は、周期的に運動する部位に関する複数の周期にわたるものであって、
前記座標取得部は、略同一の位相に対応する複数の画像から前記２つの特徴点の３次元座標を取得することを特徴とする請求項１記載の３次元画像処理装置。
【請求項６】
前記再構成部は、前記一軸の近傍領域に限定して３次元画像のデータを生成することを特徴とする請求項１記載の３次元画像処理装置。
【請求項７】
前記再構成部は、前記一軸の方向の画素間を前記一軸に直交する方向の画素間より間隔をあけて前記３次元画像のデータを生成することを特徴とする請求項１記載の３次元画像処理装置。
【請求項８】
前記再構成部は、前記一軸から外周に向かって前記３次元画像のデータを生成することを特徴とする請求項１記載の３次元画像処理装置。
【請求項９】
前記２つの特徴点は、ステントの軸に対応する位置であることを特徴とする請求項３記載の３次元画像処理装置。
【請求項１０】
前記３次元座標系を基準にして前記第１の３次元画像を前記一軸に直交する面の複数のスライス画像を有する第２の３次元画像に変換する画像変換部をさらに具備することを特徴とする請求項２記載の３次元画像処理装置。
【請求項１１】
前記３次元座標系を基準にして前記３次元画像を前記一軸の方向で表示する表示処理部をさらに具備することを特徴とする請求項２記載の３次元画像処理装置。
【請求項１２】
Ｘ線を発生するＸ線管と、
医療器具が留置された被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線管を前記Ｘ線検出器とともに前記被検体の周囲を回転する回転機構と、
前記Ｘ線管が前記Ｘ線検出器とともに前記被検体の周囲を回転しながら繰り返し撮影した撮影方向が相違する複数の画像のデータを記憶する記憶部と、
前記複数の投影画像のうち医療器具に関する少なくとも２枚の画像上での前記医療器具の軸に関する特徴情報と撮影方向とに基づいて前記医療器具の軸に関する３次元座標情報を取得する座標取得部と、
前記３次元座標情報をもとに前記医療器具の軸を一軸とする３次元座標系を設定する座標変換部と、
前記複数の投影画像から前記３次元座標系を基準とした３次元画像のデータを再構成する再構成部と
を具備することを特徴とするＸ線診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−１１５４８１（Ｐ２０１０−１１５４８１Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３７４４８（Ｐ２００９−２３７４４８）
【出願日】平成２１年１０月１４日（２００９．１０．１４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月１４日（２００９．１０．１４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
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