JP2014144053A - X-ray diagnostic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、例えば処置具が挿入された被検体Pの透視像データを生成するX線診断装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to an X-ray diagnostic apparatus that generates fluoroscopic image data of a subject P into which a treatment tool is inserted, for example.
カテーテル術などのX線透視下での処置においては、長時間のX線照射が必要とされる。このため防護板で保護したり、撮像レートを落としたりという工夫がなされているが、その被曝低減効果は十分ではない。 In treatment under fluoroscopy such as catheterization, long-time X-ray irradiation is required. For this reason, there are contrivances such as protection with a protective plate or reduction of the imaging rate, but the exposure reduction effect is not sufficient.
これに対し、ROI(Region Of Interest)撮像という技術が知られている。これはオペレータの指定する部分領域に限定してX線撮像を行うものである。透視しようとする部分にROIを設定して透視を行う機能は、SPOT透視機能とも称されている。 On the other hand, a technique called ROI (Region Of Interest) imaging is known. This is to perform X-ray imaging limited to a partial region designated by the operator. The function of setting an ROI in a portion to be seen through and performing the see-through is also referred to as a SPOT see-through function.
ところで、ROIは、デフォルト設定では画像データ表示画面の中央部位に、予め定められた大きさで表示されるのが通常である。このため、SPOT透視を行う際には、オペレータが、SPOT透視したい観察対象部位や大きさを指定する操作が必要である。このことは、手術時間の長時間化に繋がり得る。 By the way, the ROI is usually displayed in a predetermined size in the central portion of the image data display screen by default setting. For this reason, when performing the SPOT fluoroscopy, the operator needs to specify an observation target region and a size that the SPOT fluoroscopy is desired to perform. This can lead to a prolonged operation time.
また、SPOT透視を行う際のROIの大きさは、被検体の被曝線量を直接的に決定する。従って、オペレータは、ROIの大きさを、必要最小限の被曝線量に抑えられる大きさであって、且つ、観察対象部位を適切に把握できる大きさに設定しなくてはならない。 Further, the size of the ROI when performing the SPOT fluoroscopy directly determines the exposure dose of the subject. Therefore, the operator must set the size of the ROI to a size that can suppress the exposure dose to the minimum necessary amount, and to be able to appropriately grasp the site to be observed.
さらには、例えばカテーテル等の処置具が挿入された被検体をSPOT透視する際には、当該処置具の移動速度に応じたROIの再設定も必要になる。 Furthermore, when performing SPOT fluoroscopy of a subject into which a treatment instrument such as a catheter is inserted, it is necessary to reset the ROI in accordance with the moving speed of the treatment instrument.
本発明は前記の事情に鑑みて為されたものであり、SPOT透視の際に最適なROI設定を自動的に行うX線診断装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an X-ray diagnostic apparatus that automatically performs optimal ROI setting at the time of SPOT fluoroscopy.
一実施形態に係るX線診断装置は、
処置具が挿入された被検体の透視像を示す画像データを生成するX線診断装置であって、
前記被検体に向けてX線を照射するX線照射部と、前記被検体を透過したX線を検出するX線検出部と、を有する撮像系と、
前記X線検出部によって検出されたデータに基づいて画像データを生成する画像データ生成部と、
前記画像データ生成部によって最後に生成された前記被検体に係る透視像データである最終画像データを保持する記憶部と、
前記画像データから前記処置具の先端部位を検出する処置具検出部と、
前記処置具検出部による検出結果に基づいて、前記被検体内で移動する前記処置具の先端部位の移動到達位置を推定する処置具位置推定部と、
前記処置具位置推定部による推定結果に基づいて、前記処置具の先端部位に係る領域である関心領域の位置及び大きさを決定する関心領域決定部と、
前記X線照射部から前記被検体へ照射するX線の照射野を、前記関心領域決定部によって決定された前記関心領域に限定する為のX線絞り部と、
前記最終画像データと、前記関心領域画像データと、を合成して合成画像データを生成する画像合成部と、
前記合成画像データを表示する表示部と、
を具備することを特徴とする。
An X-ray diagnostic apparatus according to one embodiment
An X-ray diagnostic apparatus for generating image data indicating a fluoroscopic image of a subject into which a treatment tool is inserted,
An imaging system comprising: an X-ray irradiator that irradiates the subject with X-rays; and an X-ray detector that detects X-rays transmitted through the subject;
An image data generation unit that generates image data based on the data detected by the X-ray detection unit;
A storage unit that holds final image data that is fluoroscopic image data relating to the subject generated last by the image data generation unit;
A treatment instrument detection unit for detecting a distal end portion of the treatment instrument from the image data;
A treatment tool position estimation unit that estimates a movement arrival position of a distal end portion of the treatment tool that moves within the subject based on a detection result by the treatment tool detection unit;
A region-of-interest determination unit that determines the position and size of a region of interest that is a region related to the distal end portion of the treatment tool, based on the estimation result by the treatment tool position estimation unit;
An X-ray diaphragm unit for limiting an X-ray irradiation field irradiated from the X-ray irradiation unit to the subject to the region of interest determined by the region of interest determination unit;
An image composition unit that synthesizes the final image data and the region-of-interest image data to generate composite image data;
A display unit for displaying the composite image data;
It is characterized by comprising.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係るX線診断装置について説明する。 Hereinafter, an X-ray diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係るX線診断装置のシステム構成図を示す図である。同図に示すように、X線診断装置100は、X線源1と、X線絞り装置3と、X線検出器5と、保持装置7と、寝台9と、制御装置10と、を具備する。ここで、被検体Pに向けてX線を照射するX線源1と、被検体Pを透過したX線を検出するX線検出器5と、から成る系を撮像系と総称する。
FIG. 1 is a diagram showing a system configuration diagram of an X-ray diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the X-ray
前記X線源1は、高電圧発生器(不図示)に接続され、当該高電圧発生器(不図示)によってフィラメントに電流(フィラメント電流)が供給されることによりX線を発生する。
The
前記X線絞り装置3は、X線源1から被検体Pへ照射するX線の照射野を限定する装置である。具体的には、X線絞り装置3は、例えば個別可動式の複数の遮蔽板を備える。それら遮蔽板は典型的にはX線遮蔽性を有する鉛板であり、本来的にはX線の線質を変更するためのX線に対する半透明性を有するウェッジ、例えばモリブデン含有板であっても良い。すなわち、X線絞り装置3は、関心領域を示すROI像データ(後述する)の生成の為のX線撮像の際に、絞り装置制御部17を介してシステム制御部13によって制御されることで、前記X線源1から前記被検体Pへ照射するX線の照射野を、ROI処理部25によって決定された関心領域に限定する為のX線絞り部として機能する。
The X-ray diaphragm device 3 is a device for limiting an X-ray irradiation field irradiated to the subject P from the
前記X線検出器5は、X線源1に対して対向するように配設され(例えばCアームの他端に取り付けられている)、入射X線を検出して透視像データを生成する。X線検出器5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構造でもよいし、入射X線を直接的又は間接的に電荷に変換する複数の検出素子(画素)が2次元状に配列されてなる平面検出器(フラット・パネル・ディテクタ)であってもよい。撮像に際しては、X線源1とX線検出器5との間に、寝台天板上に載置された状態で被検体Pが配置される。換言すれば、前記X線検出器5は、検出した投影データに基づいて画像データを生成する画像データ生成部として機能する。
The X-ray detector 5 is disposed so as to face the X-ray source 1 (for example, attached to the other end of the C arm), detects incident X-rays, and generates fluoroscopic image data. The X-ray detector 5 may be, for example, a combined structure of an image intensifier and a TV camera, or a plurality of detection elements (pixels) that convert incident X-rays directly or indirectly into electric charges are arranged two-dimensionally. It may be a flat detector (flat panel detector). At the time of imaging, the subject P is placed between the
前記保持装置7は、X線源1とX線検出器5とを保持するアームである。
The
前記寝台9は、X線源1とX線検出器5との間に被検体Pが横たわる寝台天板を備えている。
The
前記制御装置10は、入力部11と、システム制御部13と、保持装置制御部15と、絞り装置制御部17と、寝台制御部19と、LIH作成・保存部21と、処置具検出部23と、ROI処理部25と、画像合成部27と、表示部29と、を有する。
The
前記入力部11は、例えばキーボード、マウス、及びタッチパネル等の操作部材によって為された操作者からの指示を受け付けてシステム制御部13に操作者の指示を伝える。 The input unit 11 receives an instruction from an operator made by an operation member such as a keyboard, a mouse, and a touch panel, for example, and transmits the instruction of the operator to the system control unit 13.
前記システム制御部13は、入力部11からの指示に基づいて当該X線診断装置の各部を統括的に制御する。 The system control unit 13 comprehensively controls each unit of the X-ray diagnostic apparatus based on an instruction from the input unit 11.
詳細は後述するが、本一実施形態に係るX線診断装置に特有の処理として、システム制御部13は、例えば下記の処理を行う。 Although details will be described later, as a process unique to the X-ray diagnostic apparatus according to the present embodiment, the system control unit 13 performs, for example, the following process.
すなわち、前記システム制御部13は、例えば処置具検出部23に記憶された処置具(本例ではカテーテル)の先端部位の位置の履歴に基づいて、当該カテーテルの先端部位の移動速度及び移動方向を算出(カテーテルの先端部位の移動をベクトル化)し、該算出結果に基づいて当該カテーテルの先端部位の到達位置を推定する。
That is, the system control unit 13 determines, for example, the moving speed and moving direction of the distal end portion of the catheter based on the history of the position of the distal end portion of the treatment instrument (catheter in this example) stored in the treatment
換言すれば、システム制御部13は、前記処置具検出部23による検出結果に基づいて、前記被検体P内で移動するカテーテルの先端部位の移動到達位置を推定する処置具位置推定部として機能する。すなわち、システム制御部13は、処置具位置推定部として、前記処置具検出部23による検出結果に基づいて、カテーテルの先端部位の移動速度及び移動方向を算出するベクトル算出部と、その算出結果に基づいて、前記被検体P内で移動する前記処置具の先端部位の移動到達位置を推定する位置推定部と、して機能する。
In other words, the system control unit 13 functions as a treatment instrument position estimation unit that estimates the movement arrival position of the distal end portion of the catheter that moves within the subject P based on the detection result by the treatment
そして、システム制御部13は、前記推定結果に基づいて関心領域を変更(決定)するようにROI処理部25を制御する制御部として機能する。 The system control unit 13 functions as a control unit that controls the ROI processing unit 25 so as to change (determine) the region of interest based on the estimation result.
さらに、システム制御部13は、ROI処理部25によって設定された関心領域の大きさ及び位置に基づいて、X線絞り装置3を制御するデータを生成し、絞り装置制御部17に対して送信する。 Further, the system control unit 13 generates data for controlling the X-ray diaphragm device 3 based on the size and position of the region of interest set by the ROI processing unit 25 and transmits the data to the diaphragm device control unit 17. .
ここで、システム制御部13は、ROI処理部25に、カテーテルの先端部位の移動速度に応じて関心領域の大きさを設定(移動速度が速いほど関心領域の大きさを大きく設定)させ、且つ、カテーテルの先端部位の移動方向について関心領域を拡大させる。この関心領域の拡大設定後、システム制御部13は、ROI処理部25に、カテーテルの先端部位の移動方向とは逆方向側について関心領域を縮小させて当該関心領域の大きさを前記拡大前の大きさに戻させる。 Here, the system control unit 13 causes the ROI processing unit 25 to set the size of the region of interest according to the moving speed of the distal end portion of the catheter (the higher the moving speed, the larger the size of the region of interest), and The region of interest is enlarged in the direction of movement of the distal end portion of the catheter. After the region of interest enlargement setting, the system control unit 13 causes the ROI processing unit 25 to reduce the region of interest in the direction opposite to the moving direction of the distal end portion of the catheter, and to set the size of the region of interest before the enlargement. Return to size.
換言すれば、システム制御部13は、前記カテーテルの先端部位の移動速度に基づいて、前記関心領域の大きさを設定するように、ROI処理部25を制御する。また、システム制御部13は、前記関心領域を、前記カテーテルの先端部位の移動方向について拡大して設定するように、ROI処理部25を制御する。詳細には、システム制御部13は、前記関心領域の拡大後、前記移動方向とは逆方向側について前記関心領域を縮小させて前記拡大前の大きさに設定するように、ROI処理部25を制御する
前記保持装置制御部15は、保持装置7の回転・移動を制御するアーム回転・移動制御部である。
In other words, the system control unit 13 controls the ROI processing unit 25 so as to set the size of the region of interest based on the moving speed of the distal end portion of the catheter. In addition, the system control unit 13 controls the ROI processing unit 25 so that the region of interest is enlarged and set in the moving direction of the distal end portion of the catheter. Specifically, the system control unit 13 sets the ROI processing unit 25 so as to reduce the region of interest on the side opposite to the movement direction after the region of interest is enlarged and set the size before the enlargement. The holding
前記絞り装置制御部17は、X線絞り装置3が備える複数の遮蔽板の移動を個別的に制御する。これにより、それら遮蔽板に囲まれた開口の中心位置及び開口の大きさ、例えば開口の対角線長や径を任意に変更する。 The diaphragm control unit 17 individually controls movement of a plurality of shielding plates provided in the X-ray diaphragm apparatus 3. Thereby, the center position of the opening and the size of the opening, for example, the diagonal length and diameter of the opening surrounded by the shielding plates are arbitrarily changed.
前記寝台制御部19は、寝台9の寝台天板の移動を制御する。
The bed control unit 19 controls the movement of the bed top plate of the
前記LIH作成・保存部21は、被検体PのX線撮影時において、システム制御部13からのX線OFF信号に同期して画像メモリ(不図示)の書き換えを停止させ、X線ON時の最終画像(LIH(Last Imaging Hold)像データ)を保持する。このLIH像データは、システム制御部13によって表示部29に表示させ続けられる。換言すれば、LIH作成・保存部21は、LIH像データを保持する記憶部として機能する。
The LIH creating / storing unit 21 stops rewriting of an image memory (not shown) in synchronization with the X-ray OFF signal from the system control unit 13 during X-ray imaging of the subject P, and the X-ray is turned on. The final image (LIH (Last Imaging Hold) image data) is held. The LIH image data is continuously displayed on the
前記処置具検出部23は、X線検出器5によって生成された透視像である画像データから、カテーテルの先端部位を検出すると共に、当該カテーテルの先端部位の位置(の履歴)を記憶する。すなわち、処置具検出部23は、X線検出器5によって生成された画像データから、処置具(の先端部位の位置の履歴)を検出する処置具検出部として機能する。
The treatment
ここで、LIH作成・保存部21は、システム制御部13、保持装置制御部15、処置具検出部23、及び寝台制御部19からのデータに基づいて、LIH像データを更新する。具体的には、LIH像データを更新するタイミングとしては、例えば、前記撮像系と前記被検体Pとの相対位置が変化した場合、及び後述する合成画像データの生成においてROI像データがLIH像データ内に収まらない(重複しない領域が生じる)場合等を挙げることができる。また、所定の周期でLIH像データを更新するようにしても勿論よい。
Here, the LIH creation / storage unit 21 updates the LIH image data based on data from the system control unit 13, the holding
前記ROI処理部25は、カテーテルの先端部位の位置の履歴(移動方向)と移動速度とに基づいて関心領域の位置及び大きさを決定する。ROI処理部25は、カテーテルの先端部位の移動速度に応じて設定された適切な関心領域(ROI;Region Of Interest)の大きさを記憶している。換言すれば、ROI処理部25は、処置具位置推定部として機能するシステム制御部13による推定結果に基づいて、カテーテルの先端部位に係る領域である関心領域の位置及び大きさを決定する関心領域決定部として機能する。 The ROI processing unit 25 determines the position and size of the region of interest based on the history of the position of the distal end portion of the catheter (moving direction) and the moving speed. The ROI processing unit 25 stores the size of an appropriate region of interest (ROI) set according to the moving speed of the distal end portion of the catheter. In other words, the ROI processing unit 25 determines the position and size of the region of interest that is the region related to the distal end portion of the catheter, based on the estimation result by the system control unit 13 that functions as the treatment instrument position estimating unit. Functions as a determination unit.
ところで、X線検出器5の受光面の一部分に制限してX線を照射する撮像は、ROI撮像と称されており、高い関心を寄せて注視している撮像域内の一部領域と定義され得る関心領域を示すROI像データが生成される。 By the way, the imaging which irradiates X-rays limited to a part of the light receiving surface of the X-ray detector 5 is called ROI imaging, and is defined as a partial area in the imaging area where attention is focused with high interest. ROI image data indicating the region of interest to be obtained is generated.
前記画像合成部27は、LIH像データと、ROI像データと、を合成処理して合成画像データを生成し、表示部29へ出力する。前記表示部29は、前記合成画像データを表示する。
The
以下、本一実施形態に係るX線診断装置によるROI設定に係る処理について説明する。図2は、表示部29に表示されたLIH像データとROI像データとが合成されて成る合成画像データの表示例を示す図である。図3及び図4は、本発明の一実施形態に係るX線診断装置100のシステム制御部13によるROI設定に係る処理及びLIH像データの更新に係る処理のフローチャートを示す図である。本例では、被検体Pは、カテーテルを用いた心臓の冠動脈形成術(PCI)が施されるものとする。
Hereinafter, a process related to ROI setting by the X-ray diagnostic apparatus according to the present embodiment will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating a display example of composite image data obtained by combining the LIH image data and the ROI image data displayed on the
まず、システム制御部13は、X線源1、及びX線検出器5を制御してX線撮像を実行し、被検体Pについて透視像データを生成すると共に表示部29に表示させる(ステップS1)。ここで、術者は被検体Pに対して処置具(本例ではカテーテル(不図示))を挿入する。
First, the system control unit 13 controls the
システム制御部13は、LIH作成・保存部21によって、被検体PについてLIH像データの生成及び保存を行う(ステップS2)。このステップS2における処理でLIH像データが保存された後、システム制御部13は、処置具検出部23によって、透視像データ上でカテーテルの先端部位の位置及び動き(移動速度)を検出する(ステップS3)。 The system control unit 13 uses the LIH creation / storage unit 21 to generate and store LIH image data for the subject P (step S2). After the LIH image data is stored in the processing in step S2, the system control unit 13 detects the position and movement (movement speed) of the distal end portion of the catheter on the fluoroscopic image data by the treatment instrument detection unit 23 (step). S3).
さらに、システム制御部13は、ROI処理部25に、処置具検出部23によって検出されたカテーテルの先端部位の移動速度に基づいて関心領域の大きさ(拡大率)を決定させる(ステップS4)。 Further, the system control unit 13 causes the ROI processing unit 25 to determine the size (magnification ratio) of the region of interest based on the moving speed of the distal end portion of the catheter detected by the treatment instrument detection unit 23 (step S4).
詳細には、このステップS4においては、例えばカテーテルの動きの速度(移動速度)から、ROIの大きさ(サイズ)を決定する。すなわち、当該手術に悪影響を及ぼさない範囲で必要最小限の関心領域の大きさに対して、カテーテルの移動量を加えた値を、新たなROIの大きさとして設定する(移動量に相当する量だけ関心領域を拡大させる)。 Specifically, in this step S4, the size (size) of the ROI is determined from the speed of movement of the catheter (movement speed), for example. That is, a value obtained by adding the moving amount of the catheter to the minimum necessary region size within a range that does not adversely affect the operation is set as a new ROI size (an amount corresponding to the moving amount). Only enlarge the area of interest).
ここで、関心領域は矩形形状を呈するものとし、拡大後の関心領域の一方辺の長さをLa、他方辺の長さをLbとする。また、当該手術に悪影響を及ぼさない範囲で必要最小限の関心領域の一方辺の長さをLa1、他方辺の長さをLb1とする。さらに、La(La1)方向に沿ったカテーテルの移動量をLa2とし、Lb(Lb1)方向に沿ったカテーテルの移動量をLb2とする。 Here, the region of interest has a rectangular shape, and the length of one side of the region of interest after enlargement is La, and the length of the other side is Lb. In addition, the length of one side of the minimum necessary region of interest within a range that does not adversely affect the operation is La1, and the length of the other side is Lb1. Further, let the amount of movement of the catheter along the La (La1) direction be La2, and let the amount of movement of the catheter along the Lb (Lb1) direction be Lb2.
すると、拡大後の関心領域の一方辺の長さLaは、
La=La1+La2 ・・・(式1)
と表され、
同様に、拡大後の関心領域の他方辺の長さLbは、
Lb=Lb1+Lb2 ・・・(式2)
と表される。
Then, the length La of one side of the region of interest after expansion is
La = La1 + La2 (Formula 1)
And
Similarly, the length Lb of the other side of the region of interest after enlargement is
Lb = Lb1 + Lb2 (Formula 2)
It is expressed.
ここで、“La1”及び“Lb1”の値は仕様・用途等に応じて予め決定されており、不図示のメモリ等に格納されているものとする。 Here, it is assumed that the values of “La1” and “Lb1” are determined in advance according to the specification / use and the like and stored in a memory (not shown) or the like.
なお、関心領域の大きさの算出方法は、上述の(式1)、(式2)に限られるものではなく、カテーテルの移動量を適切に関心領域の大きさに反映できるような算出方法であればどのような算出方法を用いてもよい。例えば、
La=La1+La2/2 ・・・(式3)
Lb=Lb1+Lb2/2 ・・・(式4)
のような算出式を用いても勿論よい。
Note that the method of calculating the size of the region of interest is not limited to the above (Formula 1) and (Formula 2), and is a calculation method that can appropriately reflect the amount of movement of the catheter in the size of the region of interest. Any calculation method may be used as long as it is present. For example,
La = La1 + La2 / 2 (Formula 3)
Lb = Lb1 + Lb2 / 2 (Formula 4)
Of course, a calculation formula such as
そして、システム制御部13は、処置具検出部23による検出結果に基づいて、カテーテルの先端部位の移動速度及び移動方向を算出し、該算出結果に基づいてカテーテルの先端部位が今回の移動後に到達する位置(移動到達位置)を推定する(ステップS5)。
Then, the system control unit 13 calculates the moving speed and moving direction of the distal end portion of the catheter based on the detection result by the treatment
さらに、システム制御部13は、ステップS5における推定結果に基づいて関心領域の位置を算出し、該算出した位置とステップS4で設定された大きさ(拡大率)とに基づいて絞り装置制御部17を介してX線絞り装置3を制御して透視領域を絞り、SPOT透視を実行してROI像データを生成する(ステップS6)。 Further, the system control unit 13 calculates the position of the region of interest based on the estimation result in step S5, and based on the calculated position and the size (enlargement ratio) set in step S4, the diaphragm control unit 17 Then, the X-ray diaphragm 3 is controlled to narrow the fluoroscopic region, and the SPOT fluoroscopy is executed to generate ROI image data (step S6).
続いて、システム制御部13は、画像合成部27にROI像データとLIH像データとを合成させ、合成画像データを生成する(ステップS7)。
Subsequently, the system control unit 13 causes the
そして、システム制御部13は、ステップS7で生成した合成画像データを表示部29に表示させると共に、次の表示切り替え設定を行う(ステップS8)。すなわち、このステップS8においては、システム制御部13は、関心領域を示すフレーム(外枠)107の表示/非表示の切り替え設定、及び、カテーテルの先端部位の軌跡111の表示/非表示の切り替え設定を行う(図2参照)。これら切り替え設定は、入力部11に入力されたオペレータの指示に基づいて行う。
Then, the system control unit 13 displays the composite image data generated in step S7 on the
図2に示す例では、表示部29に表示された合成画像データにおいて、関心領域を示すフレーム101とカテーテルの先端の軌跡111とが表示されている。ここで、図2において破線で示されている拡大フレーム103は、カテーテルの移動速度に応じて拡大された直後の関心領域のフレームを示している。また、図2においてドットで示されている軌跡予測ドット113は、推定されたカテーテルの先端部位の移動先の各位置を示している。
In the example shown in FIG. 2, the frame 101 indicating the region of interest and the
ステップS8における処理の後、システム制御部13は、寝台制御部19からの信号に基づいて、寝台9が所定の閾値(任意の値に設定すればよい;例えば1cm)以上動いたか否かを判断する(ステップS9)。このステップS9をYESに分岐する場合は、各部を制御してLIH像データを更新する(ステップS10)。他方、ステップS9をNOに分岐する場合は、ステップS11へ移行する。
After the processing in step S8, the system control unit 13 determines whether or not the
ステップS9またはステップS10の処理を終えた後、システム制御部13は、処置具検出部23による検出結果に基づいて、カテーテルの先端部位の位置が所定の閾値(任意の値に設定すればよい;例えば3cm)以上動いたか否かを判断する(ステップS11)。このステップS11をYESに分岐する場合は、各部を制御してLIH像データを更新する(ステップS12)。他方、ステップS11をNOに分岐する場合は、ステップS13へ移行する。
After finishing the process of step S9 or step S10, the system control unit 13 may set the position of the distal end portion of the catheter to a predetermined threshold (arbitrary value) based on the detection result by the treatment
ステップS11またはステップS12の処理を終えた後、システム制御部13は、保持装置制御部15からの信号に基づいて、前記撮像系と前記被検体との相対位置が所定の閾値(任意の値に設定すればよい;例えば1cm)以上変化したか否かを判断する(ステップS13)。このステップS13をYESに分岐する場合は、各部を制御してLIH像データを更新する(ステップS14)。他方、ステップS13をNOに分岐する場合は、ステップS15へ移行する。
After completing the processing in step S11 or step S12, the system control unit 13 determines that the relative position between the imaging system and the subject is a predetermined threshold (an arbitrary value) based on a signal from the holding
ステップS13またはステップS14の処理を終えた後、システム制御部13は、前記ステップS5における推定結果とLIH像データとに基づいて、次回のROI像データの示す領域がLIH像データの示す領域内に収まらないかを判断する(ステップS15)。このステップS15をYESに分岐する場合(次回のROI像データの示す領域がLIH像データの示す領域内に収まらない場合)は、各部を制御してLIH像データを更新し(ステップS16)、ステップS3へ移行する。他方、ステップS15をNOに分岐する場合(次回のROI像データの示す領域がLIH像データが示す領域内に収まる場合)は、ステップS3へ移行する。 After completing the process of step S13 or step S14, the system control unit 13 determines that the area indicated by the next ROI image data is within the area indicated by the LIH image data based on the estimation result in step S5 and the LIH image data. It is determined whether it does not fit (step S15). When this step S15 is branched to YES (when the region indicated by the next ROI image data does not fit within the region indicated by the LIH image data), the LIH image data is updated by controlling each unit (step S16). The process proceeds to S3. On the other hand, when step S15 is branched to NO (when the area indicated by the next ROI image data falls within the area indicated by the LIH image data), the process proceeds to step S3.
なお、ステップS9乃至ステップS16における処理とは別途(または、ステップS9乃至ステップS16における処理の代わりに)、LIH像データを所定の周期で更新するように制御しても勿論よい。 Of course, control may be performed separately from the processing in steps S9 to S16 (or instead of the processing in steps S9 to S16) so that the LIH image data is updated at a predetermined cycle.
以上説明したように、本一実施形態によれば、SPOT透視の際に最適なROI設定を自動的に行うX線診断装置を提供することができる。具体的には、本一実施形態に係るX線診断装置によれば、下記のような作用とそれに対応する効果を得ることができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide an X-ray diagnostic apparatus that automatically performs optimal ROI setting at the time of SPOT fluoroscopy. Specifically, according to the X-ray diagnostic apparatus according to the present embodiment, the following actions and corresponding effects can be obtained.
カテーテルの先端部位の移動速度に応じて関心領域の大きさを変更する(拡大・移動させる)ことにより、術者の状況理解を妨げることなく、被検体の被曝線量を必要最小限に抑えることができる。SPOT透視したい範囲(位置やサイズ)を術者が指定する面倒な操作が不要となり操作性が非常に向上する。これにより、手術時間をより短時間にすることができる。 By changing (magnifying and moving) the size of the region of interest according to the moving speed of the catheter tip, it is possible to minimize the exposure dose to the subject without disturbing the operator's understanding of the situation. it can. The troublesome operation for the operator to specify the range (position and size) in which SPOT is to be seen through is not required, and the operability is greatly improved. Thereby, the operation time can be shortened.
最初に全体像を撮影した後は(透視像データを取得した後は)、透視像データにおけるこれまでのカテーテルの先端部位の軌跡から、先端部位の今後の位置を推定(予測)して、SPOT透視を行う関心領域をリアルタイムに移動させ、全体の透視像データに重ね合わせてオペレータに提示する。 After taking the whole image for the first time (after obtaining fluoroscopic image data), the future position of the distal end portion is estimated (predicted) from the trajectory of the distal end portion of the catheter in the fluoroscopic image data, and the SPOT is estimated. The region of interest for fluoroscopy is moved in real time, and is superimposed on the entire fluoroscopic image data and presented to the operator.
カテーテルの先端部位の移動速度に基づいて、SPOT透視する領域の大きさを必要最小限の大きさで移動させていくことにより、被曝量低減効果に加えて、確実にカテーテルの先端部位の位置がSPOT透視領域(ROI像データ)に映り込み、術者が状況を的確に理解できる。なお、カテーテルの先端部位の移動速度と関心領域の大きさとの適切な関係は、事前に取得(測定)しておけばよい。 Based on the moving speed of the catheter tip, the size of the SPOT fluoroscopic region is moved to the minimum necessary size, so that in addition to the effect of reducing the exposure, the position of the tip of the catheter can be reliably Reflected in the SPOT fluoroscopy area (ROI image data), the surgeon can understand the situation accurately. An appropriate relationship between the moving speed of the distal end portion of the catheter and the size of the region of interest may be acquired (measured) in advance.
関心領域のフレーム(外枠)101を、合成画像データ上で非表示にすることができる為、関心領域自体の大きさが変化した際にも見やすい表示にできる。また、カテーテルの先端部位の軌跡を透視像データに重ね合わせて表示することもでき為、術者が当該手術の全体を把握しやすくできる。 Since the frame (outer frame) 101 of the region of interest can be hidden on the composite image data, it can be displayed easily when the size of the region of interest itself changes. Further, since the locus of the distal end portion of the catheter can be displayed superimposed on the fluoroscopic image data, the operator can easily grasp the entire operation.
なお、被検体Pの体型に係る被検体情報を入力部11から当該X線診断装置100に入力できるように構成し、システム制御部13が、当該被検体情報を、カテーテルの先端部位の移動先の位置(移動到達位置)を推定する際に用いてもよい。ここで、前記被検体情報とは、例えば被検体Pの身長、体重、腹囲、及び胸囲のうち少なくとも何れか一つを含む情報である。このような被検体情報を補助的に利用することで、カテーテルの先端部位の位置の推定精度(予測精度)を向上させることができる。これは、被検体情報から当該被検体Pの血管の走行状態をある程度予想できることによる。
Note that the subject information related to the body shape of the subject P can be input to the X-ray
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…X線源、 3…X線絞り装置、 5…X線検出器、 7…保持装置、 9…寝台、 10…制御装置、 11…入力部、 13…システム制御部、 15…保持装置制御部、 17…絞り装置制御部、 19…寝台制御部、 21…LIH作成・保存部、 23…処置具検出部、 25…ROI処理部、 27…画像合成部、 29…表示部、 100…X線診断装置、 103…拡大フレーム、 107…フレーム、 111…軌跡、 113…軌跡予測ドット。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記被検体に向けてX線を照射するX線照射部と、前記被検体を透過したX線を検出するX線検出部と、を有する撮像系と、
前記X線検出部によって検出されたデータに基づいて画像データを生成する画像データ生成部と、
前記画像データ生成部によって最後に生成された前記被検体に係る透視像データである最終画像データを保持する記憶部と、
前記画像データから前記処置具の先端部位を検出する処置具検出部と、
前記処置具検出部による検出結果に基づいて、前記被検体内で移動する前記処置具の先端部位の移動到達位置を推定する処置具位置推定部と、
前記処置具位置推定部による推定結果に基づいて、前記処置具の先端部位に係る領域である関心領域の位置及び大きさを決定する関心領域決定部と、
前記被検体へ照射するX線の照射野を、前記関心領域決定部によって決定された前記関心領域に限定する為のX線絞り部と、
前記最終画像データと、前記関心領域画像データと、を合成して合成画像データを生成する画像合成部と、
前記合成画像データを表示する表示部と、
を具備することを特徴とするX線診断装置。 An X-ray diagnostic apparatus for generating image data indicating a fluoroscopic image of a subject into which a treatment tool is inserted,
An imaging system comprising: an X-ray irradiator that irradiates the subject with X-rays; and an X-ray detector that detects X-rays transmitted through the subject;
An image data generation unit that generates image data based on the data detected by the X-ray detection unit;
A storage unit that holds final image data that is fluoroscopic image data relating to the subject generated last by the image data generation unit;
A treatment instrument detection unit for detecting a distal end portion of the treatment instrument from the image data;
A treatment tool position estimation unit that estimates a movement arrival position of a distal end portion of the treatment tool that moves within the subject based on a detection result by the treatment tool detection unit;
A region-of-interest determination unit that determines the position and size of a region of interest that is a region related to the distal end portion of the treatment tool, based on the estimation result by the treatment tool position estimation unit;
An X-ray diaphragm for limiting an X-ray field irradiated to the subject to the region of interest determined by the region of interest determination unit;
An image composition unit that synthesizes the final image data and the region-of-interest image data to generate composite image data;
A display unit for displaying the composite image data;
An X-ray diagnostic apparatus comprising:
前記処置具検出部による検出結果に基づいて、前記処置具の先端部位の移動速度及び移動方向を算出するベクトル算出部と、
前記ベクトル算出部による算出結果に基づいて、前記被検体内で移動する前記処置具の先端部位の移動到達位置を推定する位置推定部と、
を有することを特徴とする請求項1に記載のX線診断装置。 The treatment instrument position estimating unit
A vector calculation unit that calculates a moving speed and a moving direction of the distal end portion of the treatment tool based on a detection result by the treatment tool detection unit;
A position estimation unit that estimates a movement arrival position of a distal end portion of the treatment instrument that moves within the subject based on a calculation result by the vector calculation unit;
The X-ray diagnostic apparatus according to claim 1, comprising:
ことを特徴とする請求項2に記載のX線診断装置。 The X-ray diagnosis apparatus according to claim 2, wherein the region of interest determination unit sets the size of the region of interest based on the moving speed calculated by the vector calculation unit.
ことを特徴とする請求項2に記載のX線診断装置。 The X-ray diagnostic apparatus according to claim 2, wherein the region-of-interest determination unit expands the region of interest in the movement direction calculated by the vector calculation unit.
ことを特徴とする請求項4に記載のX線診断装置。 5. The X according to claim 4, wherein the region-of-interest setting unit reduces the region of interest in a direction opposite to the moving direction after the region of interest is expanded, and returns the region to the size before the expansion. Line diagnostic equipment.
前記処置具位置推定部は、前記処置具検出部による検出結果と、前記被検体情報とに基づいて、前記被検体内で移動する前記処置具の先端部位の移動到達位置を推定する
ことを特徴とする請求項1に記載のX線診断装置。 A subject information acquisition unit that acquires subject information related to the body type of the subject,
The treatment instrument position estimation unit estimates a movement arrival position of a distal end portion of the treatment instrument moving within the subject based on a detection result by the treatment tool detection unit and the subject information. The X-ray diagnostic apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項6に記載のX線診断装置。 The X-ray diagnostic apparatus according to claim 6, wherein the subject information is information including at least one of the height, weight, abdominal circumference, and chest circumference of the subject.
前記撮像系と前記被検体との相対位置が変化した場合に、前記最終画像データを更新するLIH像更新制御部と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載のX線診断装置。 A moving mechanism for relatively moving the imaging system and the subject along the body axis of the subject;
An LIH image update control unit that updates the final image data when a relative position between the imaging system and the subject changes;
The X-ray diagnostic apparatus according to claim 1, comprising:
前記合成画像データの生成において前記関心領域画像データが前記最終画像データに収まらない場合には、前記移動機構によって前記撮像系及び/または前記被検体を移動させた後、前記最終画像データを更新する更新制御部と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載のX線診断装置。 A moving mechanism for moving at least one of the imaging system and the subject;
If the region-of-interest image data does not fit in the final image data in the generation of the composite image data, the final image data is updated after moving the imaging system and / or the subject by the moving mechanism. An update controller;
The X-ray diagnostic apparatus according to claim 1, comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載のX線診断装置。 The X-ray diagnostic apparatus according to claim 1, further comprising an update control unit configured to update the final image data at a predetermined cycle.
前記処置具の先端部位の移動距離が所定の閾値以上である場合には、前記移動機構によって前記撮像系及び/または前記被検体を移動させた後、前記最終画像データを更新する更新制御部と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載のX線診断装置。 A moving mechanism for moving at least one of the imaging system and the subject;
An update control unit for updating the final image data after moving the imaging system and / or the subject by the moving mechanism when the moving distance of the distal end portion of the treatment instrument is equal to or greater than a predetermined threshold; ,
The X-ray diagnostic apparatus according to claim 1, comprising:
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