专利名称：医用图像诊断装置以及医用诊断支援方法
技术领域：
本发明的实施方式涉及一种通过处理透视掩模图像和实时拍摄的透视图像来提供手术人员操作导管等设备时的参照像的医用图像诊断装置以及医用诊断支援方法。
背景技术：
在作为动脉瘤的治疗方法之一的介入治疗(血管内治疗)、血管造影检查中，将导管例如从脚根插入到血管，在血管内推进导管而带到目标的部位。在将导管(或者引导导管的引导线)推进到目标位置时，以往，具有在3D (三维)血管图像上重叠X射线透视图像并进行显示的路径图功能。手术人员能够一边观察所显示的路径图一边将导管或者引导线引导到患部，能够期待有效地缩短检查时间和降低造影剂量。另外，作为脑动脉瘤的治疗方法之一，有如下方法从导管的前端将如线圈那样的闭塞物质留置在动脉瘤中，在瘤内使血液凝固来阻碍血流从而防止瘤的破裂。该治疗方法一般被称为栓塞(coiling)。在栓塞操作中，将预先重构的3D血管像设为地图的3D路径图显示是有效的。另外，在栓塞中，最初留置尺寸大的线圈，之后留置尺寸小的线圈来逐渐填埋间隙。然而，在以往的3D路径图显示中，存在如下问题识别已经割断的线圈和要新留置的线圈很困难，难以掌握已经留置的线圈的状况。专利文献1 日本特开2007-2^473号公报
发明内容
本发明要解决的问题在于，提供一种提高导管、引导线、线圈等设备的视觉辨认性的医用图像诊断装置以及医用诊断支援方法。实施方式的医用图像诊断装置具备摄影部，包含X射线产生部和X射线检测部；掩模图像生成部，处理由所述摄影部拍摄的图像，生成时间上错开的多个掩模图像；第1图像生成部，求所述多个掩模图像的差分并抽取留置在血管内的先行设备的图像；第2图像生成部，生成将插入设备插入到血管的状态的实时透视图像，求所述实时透视图像与所述掩模图像的差分并生成所述插入设备的图像；图像合成部，合成由所述第1图像生成部生成的图像和由所述第2图像生成部生成的图像；以及显示部，显示由所述图像合成部生成的图像。
图1是表示一实施方式的医用图像诊断装置的结构的框图。图2是表示一实施方式的路径像的生成过程的说明图。图3是表示一实施方式的线圈图像的生成过程的流程图。图4是说明一实施方式的线圈的留置顺序的说明图。图5是表示第2实施方式的路径像的生成过程的说明图。
图6是表示第2实施方式的设备图像的生成过程的流程图。图7是表示第2实施方式的透视掩模图像的选择方法的一个例子的说明图。附图标记说明100:医用图像诊断装置(X射线图像诊断装置)；10 :X射线产生部；20 :X射线检测部；25 摄影部；30 图像处理装置；31 :A/D转换器；32 控制部；33 输入部；34 二维图像存储器；35 三维图像存储器；36 过滤部；37 仿射(affine)变换；38 :LUT(查找表)；39 重构部；40 图像合成部；41 三维血管显示图像生成部；42 差分图像生成部；43 掩模图像生成部；44 线圈图像生成部；45 三维图像取得部；46 :D/A转换器；47 显示器；48 总线
具体实施例方式下面，参照附图详细地说明与实施方式有关的医用图像诊断装置。此外，在各图中对相同地方附加相同的标记。(第1实施方式)图1是表示与一个实施方式有关的医用图像诊断装置的结构的框图。图1的医用图像诊断装置例如是称作血管造影(angio)装置的X射线图像诊断装置100，具备有X射线产生部10，对被检体P产生X射线；以及X射线检测部20，二维地检测透过了被检体P的X射线，并且根据检测结果生成X射线投影数据。X射线产生部10具备具有X射线管11和X射线光圈器12的X射线照射部、高电压控制部13以及高电压产生器14。X射线管11是产生X射线的真空管，通过高电压将从阴极(丝极)发射的电子进行加速并撞击钨丝阳极而产生X射线。高电压控制部13按照来自控制部32 (后述)的指示信号控制高电压产生器14，进行由X射线管11的管电流、管电压、X射线脉冲宽度、照射周期、摄影区间、照射时间等构成的X射线照射条件的控制。X射线控制部20包含平面检测器(Flat Panel Detector) 21、以及将从平面检测器21读出的电荷转换为电压的电荷/电压转换器22，将电荷/电压转换器22的输出提供给A/D转换器31 (后述)。X射线产生部10和X射线检测部20由臂(C臂)23支撑。C臂23能够在载置于床的顶板M的被检体P的体轴方向移动，另外能够围绕被检体P的体轴进行旋转。此外，X射线产生部10和X射线检测部20构成摄影部25，通过旋转C臂23，摄影部25在被检体P的周围进行旋转，能够从不同的角度方向拍摄被检体P。此外，作为X射线检测部20还能够使用组合了影像增强器(image intensifier)和TV照相机的装置。X射线检测部20与图像处理装置30连接。图像处理装置30包含A/D(模拟数字)转换器31、控制部32、输入部33、二维图像存储器34、三维图像存储器35、过滤部36、仿射变换部、LUT (查找表)38、重构部39以及图像合成部40。图像处理装置30还包含三维血管显示图像生成部41、差分图像生成部42、掩模图像生成部43、线圈图像生成部44、三维图像取得部45、D/A(数字模拟)转换器46以及显示部(显示器47)。A/D转换器31将电荷/电压转换器22的模拟输出转换为数字信号。控制部32具备CPU和存储电路(未图示)，根据来自输入部33的输入信息、设定信息以及选择信息而经由总线48总体地控制X射线图像诊断装置100的各单元。输入部33是医生等用户进行各种命令等的输入的单元，具有鼠标、键盘、跟踪球、操纵杆等输入设备以及具备显示面板或者各种开关等的交互式的接口。另外输入部33进行顶板M的移动方向、移动速度的设定、摄影部的转动/移动方向以及转动/移动速度的设定、包含管电压、管电流的X射线照射条件的设定等。另外输入部33具有路径图开关、以及透视图像收集按钮。二维图像存储器34是保存二维的X射线图像数据等的单元，保存通过过滤部36对由摄影部25得到的二维的X射线图像数据进行过滤后的二维的X射线图像数据、通过仿射变换部37接受了图像放大/移动等仿射变换的二维的X射线图像数据等。三维图像存储器35保存通过重构部39将由摄影部25得到的二维的X射线图像数据进行重构后的三维图像。另外，保存从外部的CTA(Computed Tomography Angiography 计算机断层扫描血管造影)、MRA (Magnetic Resonance Angiography 磁共振血管造影)等获得的三维图像。三维血管显示图像生成部41读出保存在三维图像存储器35中的三维图像，根据读出的三维图像生成三维血管显示图像(三维体重建(volume rendering)图像)。例如，实施体重建等处理而生成三维血管显示图像(3D体重建图像)，使得与通过观察角度、观察视域、观察放大率、观察位置等信息表示的状况一致。差分图像生成部42求出实时拍摄的透视图像(实时透视图像)与来自掩模图像生成部43的透视掩模图像的差分，并生成引导线、导管等插入设备的图像。掩模图像生成部43以保存在二维图像存储器30中的图像数据为基础生成插入设备之前的透视掩模图像。此外，在留置了线圈(闭塞物质)的情况下，得到包含线圈的透视掩模图像。设备始终通过医生等的操作进行工作，因此当通过差分图像生成部42求出了差分时差分图像不会消失。因而，能够抽取引导线、导管等的设备图像。另外差分图像生成部42的输出能够通过噪声抑制、高次谐波强调来强调引导线等，还能够将设备图像以与实时透视图像、三维血管图像不同的颜色来显示。线圈图像生成部44通过对由掩模图像生成部43生成的过去的透视掩模图像和最新的掩模像进行减影，生成留置在血管内的线圈等先行设备的图像。三维图像取得部45从外部取得三维图像(例如三维血管图像)。在来自外部的三维图像中包含血管信息以外的人体信息的情况下由血管信息抽取部通过阈值处理、像素值的范围指定、区域生长(regiongrowing)等的方法(或者这些方法的组合)来抽取血管信肩、ο图像合成部40累积地合成设备的图像、三维血管显示图像和实时图像以及线圈图像。各图像的透明度能够根据医生等设备操作者的目的而适当进行变更。例如为了掌握引导线等的移动，能够在透视开始时将引导线图像的层设为不透明，从而提高引导线的视觉辨认性，并将其它血管图像的层等设为透明。另外，既能够使各图像的层的透明度沿着时间序列进行变化，也能够随着设备的插入将实时图像设为不透明以提高视觉辨认性。查找表38对合成图像的路径图部分分配特别的颜色。D/A转换器46对合成图像(显示数据)进行D/A (数字/模拟)转换而生成影像信号，将该影像信号显示在液晶等显示器47上。下面，说明第1实施方式的医用图像诊断装置的动作。图2是表示显示在显示器46上的路径像的生成过程的动作说明图。例如，在脑动脉瘤的治疗中，将大小不同的线圈(闭塞物质)留置在动脉瘤中，但是在栓塞操作中，进行将预先重构的3D血管像设为地图的3D路径图显示。首先在留置了线圈之后，每次重构透视掩模图像。例如，通过在过去的透视掩模图像Al与最新的透视掩模图像A2之间进行减影，能够得到抽取了在固定时间内留置的线圈等的先行设备的图像、例如线圈图像D1。即，因为制作透视掩模图像Al的时间t0和制作最新的透视掩模图像A2的时间tl分别不同，因此能够通过减影来抽取在固定时间内先行留置的线圈等作为闭塞物质的先行设备，并获得先行设备的图像(例如线圈图像Dl)。此外，在血管内不限于线圈有时还留置支架，在这种情况下能够得到包括线圈、支架的先行设备的图像。在下面的说明中，作为先行设备的图像以线圈图像为例进行说明。另外，通过在最新的透视掩模图像A2与实时的透视图像Bl之间进行减影，能够由此得到包括之后留置的线圈的设备的图像。即实时的透视图像Bl是在血管内插入了设备(具备线圈的导管、引导线)的状态的图像，因此通过在与最新的透视掩模图像A2之间进行减影，能够得到包括之后留置的线圈的设备的图像(插入设备的图像)。在图2中作为插入设备的图像而表示有引导线强调图像E1。即对最新的透视掩模图像A2和实时透视图像Bl之间的减法图像进行噪声抑制和引导线强调处理，得到强调了引导线的图像E1。另外，对实时透视图像Bl和3D体重建图像Cl进行掩模处理并以规定的比率k进行合成，进而合成线圈图像Dl和引导线强调图像E1，从而能够得到3D路径像F1。在3D路径像Fl中，能够掌握引导线等的动作，且能够区别显示已留置完毕线圈和留置中的线圈，视觉辨认性提高。另外，在进行合成显示时，能够区别颜色、透明度而改变色调地进行显示、或通过设定来显示/非显示地选择某个图像。此外，作为3D体重建图像Cl，也可以使用通过外部的CT装置、MRI装置等其它方式(modality)获得的三维图像。透视掩模图像A1、A2由掩模图像生成部43生成，3D体重建图像Cl由三维血管显示图像生成部41生成。透视掩模图像Al和A2的减影由线圈图像生成部44进行，透视掩模图像A2和实时透视图像Bl的减影由差分图像生成部42进行，各图像的合成由图像合成部40进行。此外，相对于线圈图像D1，由于患者的身体移动等产生伪影，有时会误抽取线圈以外的图像。因而当从过去的掩模图像Al和最新的掩模图像A2抽取线圈图像时，为了抑制患者的身体移动的影响，可以在进行了基于自动像素偏移的定位之后进行减影。另外在从3D图像中指定成为治疗对象的动脉瘤的情况下，也可以从线圈图像Dl只抽取动脉瘤周边部的图像。图3是表示线圈图像Dl的生成过程的流程图。步骤Sl是开始步骤，在步骤S2中判断是否按下了透视图像收集按钮。透视图像收集按钮设置在输入部33，当通过医生的操作按下按钮时，在步骤S3中收集透视掩模图像。在分几次留置线圈的情况下，每当留置了线圈之后按下透视图像收集按钮，按照时间序列收集多个透视掩模图像。步骤S4是透视掩模图像的抽取步骤，从按照时间序列收集的多个透视掩模图像中抽取固定的时间内收集到的透视掩模图像(例如Al和A2)，在接下来的步骤S5中进行减影，生成DSA(DigitalSubtracti0n Angiography 数字减影血管造影)图像(线圈图像D1)，在步骤S5中结束线圈图像Dl的生成。图4是表示线圈的插入的说明图，依次地留置大小、形状不同的线圈。例如当插入10个线圈时，通过透视掩模图像Al和A2(或者A2和A3、A3和A4、…)的减影，能够得到线圈图像D1。线圈图像Dl是已经留置的线圈的图像，因此通过与引导线强调图像El进行合成，能够可识别地显示已经留置了的线圈和之后新留置的线圈。此外，透视掩模图像Al、A2是时间上错开的图像，但是不限于同日拍摄到的图像。例如透视掩模图像Al也可以是相对于透视掩模图像A2在1天前、2天前、或者1周前等错开日期时间拍摄到的图像。另外，实时透视图像Bl也可以是相对于透视掩模图像A2错开日期时间拍摄到的图像。这样，在第1实施方式中，能够考虑与已经留置完毕的线圈的位置关系来正确地留置新的线圈。另外能够一边观察显示在3D血管显示图像中的路径图一边将导管或者引导线引导到患部，能够实现诊断的支援。(第2实施方式)接着，说明第2实施方式的医用图像诊断装置。图5是表示在第2实施方式中显示在显示器46上的3D路径像的生成过程的动作说明图。首先，在留置了线圈之后，分别再制作透视掩模图像，并按照时间序列收集多个透视掩模图像A1、A2…An，并保存在二维图像存储器34(掩模图像存储部)中进行管理。并且，通过将从过去的透视掩模图像Al An中选择出的透视掩模图像和实时透视图像Bl进行减影，得到引导线和线圈图像E2。实时的透视图像Bl是插入了设备(导管、引导线)的状态的图像，因此通过与最新的透视掩模图像An之间进行减影，能够得到包括之后留置的线圈和设备的图像。通过对减影图像进行噪声抑制和线强调处理，能够得到引导线强调图像和线圈图像E2。另外，通过对实时透视图像Bl和3D体重建图像Cl进行掩模处理并以规定的比率k进行合成，进一步合成引导线强调图像和线圈图像E2，能够得到3D路径像F1。在合成图像Fl中，能够掌握引导线等的动作，且能够区别显示已留置完毕的线圈和留置中的线圈，视觉辨认性提高。透视掩模图像Al An由掩模图像生成部43生成，3D体重建图像Cl由三维血管显示图像生成部41生成。所选择的透视掩模图像(Al An中的某一个)与实时透视图像Bl的减影由差分图像生成部42进行，各图像的合成由图像合成部40进行。在第2实施方式中，能够省略图2的线圈图像生成部44。图6是表示引导线强调图像和线圈图像E2的生成过程的流程图。步骤Sll是开始步骤，在步骤S12中判断是否按下了透视图像收集按钮。透视图像收集按钮设置于输入部33，当通过医生的操作按下按钮时，在步骤S13中收集透视掩模图像。在分几次留置线圈的情况下，每当留置了线圈之后按下透视图像收集按钮，按照时间序列收集多个透视掩模图像Al An。步骤S14是透视掩模图像的显示/选择步骤，从按照时间序列收集的多个透视掩模图像Al An中选择任意的透视掩模图像。例如如图7所示，将按照时间序列收集到的多个透视掩模图像Al An进行缩略图化，按照收集的顺序(时间轴上)排列缩略像并显示在显示器147上。并且，通过输入部33的鼠标操作选择某个图像，并提供确定按钮进行确定。因而，输入部33还具有选择单元的功能。在接下来的步骤S15中，将选择出的透视掩模图像和实时透视图像进行减影，生成DSA图像(引导线强调图像和线圈图像E2)，在步骤S16中结束处理。引导线强调图像和线圈图像E2包含已经留置了的线圈的图像，因此能够可识别地显示已经留置了的线圈和之后要新留置的线圈。这样，在第2实施方式中，通过从多个透视掩模图像中选择任意地图像并进行与实时透视图像之间的减影，能够确认在已经留置的线圈内任意时刻的线圈的状态，而且能够可识别地显示要新留置的线圈。另外能够一边观察显示在3D血管显示图像中的路径图一边将导管或者引导线引导到患部，能够实现诊断的支援。另外，也可以依次对从透视掩模图像Al An中任意选择出的多个透视掩模图像和实时透视图像Bl进行减影，取得过去留置了的多个线圈的图像，并按照时间序列同时进行显不。例如对透视掩模图像Al和实时透视图像Bl进行减影而取得最初留置的线圈的图像，进一步将相对于透视掩模图像Al在时间上错开的透视掩模图像和实时透视图像Bl进行减影而取得接下来留置了的线圈的图像。通过合成这样依次取得的多个线圈的图像，能够实现时间序列的显示。另外也可以改变各个线圈的图像的颜色来进行显示。根据以上叙述的实施方式，在血管内治疗中，医生等设备操作者能够视觉辨认引导线、导管、线圈等而有效地进行医疗行为。以上，叙述了本发明的几个实施方式，但是这些实施方式是作为例子而提示的，不意图限定发明的范围。这些实施方式能够以其它各种方式来实施，能够在不超出发明的主旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式、其变形与包含在发明的范围、主旨中一样，包含在权利要求所述的发明及其均等的范围内。
权利要求
1.一种医用图像诊断装置，具备摄影部，包括X射线产生部和X射线检测部；掩模图像生成部，处理由所述摄影部拍摄的图像，生成时间上错开了的多个掩模图像；第1图像生成部，求出所述多个掩模图像的差分，抽取留置在血管内的先行设备的图像；第2图像生成部，生成将插入设备插入到血管的状态的实时透视图像，求出所述实时透视图像与所述掩模图像的差分，生成所述插入设备的图像；图像合成部，合成通过所述第1图像生成部生成的图像和通过所述第2图像生成部生成的图像；以及显示部，显示通过所述图像合成部生成的图像。
2.根据权利要求1所述的医用图像诊断装置，所述图像合成部在通过所述第1、第2图像生成部生成的图像上还合成三维血管显示图像并进行输出。
3.根据权利要求1所述的医用图像诊断装置，所述第1图像生成部求出所述多个掩模图像内至少最新的掩模图像与其它掩模图像的差分。
4.根据权利要求1所述的医用图像诊断装置，所述图像合成部通过不同的色调来显示所述先行设备的图像和所述先行设备以外的设备的图像。
5.一种医用图像诊断装置，具备摄影部，包括X射线产生部和X射线检测部；掩模图像存储部，对由所述摄影部拍摄的图像进行处理，存储时间上错开了的多个掩模图像；选择部，从存储在所述掩模图像存储部中的掩模图像中选择要使用的掩模图像；第3图像生成部，求出由所述选择部选择出的掩模图像与实时透视图像之间的差分，生成留置在血管中的先行设备的图像、以及插入了插入设备的状态的所述插入设备的图像；以及显示部，显示通过所述第3图像生成部生成的图像。
6.根据权利要求5所述的医用图像诊断装置，具备图像合成部，该图像合成部在通过所述第3图像生成部生成的图像上合成三维血管显示图像并进行显示。
7.根据权利要求5所述的医用图像诊断装置，所述选择部对所述多个掩模图像进行处理并显示按照时间序列排列的缩略像，并使用所述缩略像选择所述掩模图像。
8.根据权利要求5所述的医用图像诊断装置，所述第3图像生成部通过不同的色调来显示所述先行设备的图像和所述先行设备以外的插入设备的图像。
9.根据权利要求5所述的医用图像诊断装置，所述选择部从存储在所述掩模图像存储部中的掩模图像中选择时间上错开了的任意的多个掩模图像，所述第3图像生成部依次地将所述多个透视掩模图像和所述实时透视图像进行减影而生成多个先行设备的图像，在所述显示部上合成所述多个先行设备的图像并进行显示。
10.一种医用诊断支援方法，对由包括X射线产生部和X射线检测部的摄影部拍摄的图像进行处理，生成拍摄时间不同的多个掩模图像，求出所述多个掩模图像的差分，抽取留置在血管中的先行设备的图像，生成将插入设备插入到血管的状态的实时透视图像，求出所处实时透视图像和所述掩模图像之间的差分，生成所述插入设备的图像，合成所述先行设备的图像和所述插入设备的图像并显示到显示部上。
11.一种医用诊断支援方法，对由包括X射线产生部和X射线检测部的摄影部拍摄的图像进行处理，将时间上错开了的多个掩模图像存储到存储部中，从存储在所述存储部中的掩模图像中选择要使用的掩模图像，求出所述选择出的掩模图像与将插入设备插入到血管中的状态的实时透视图像之间的差分，生成包括留置在血管中的先行设备的插入设备的图像，显示所述生成的插入设备的图像。
全文摘要
实施方式提供一种医用图像诊断装置及医用诊断支援方法。实施方式的医用图像诊断装置具备掩模图像生成部，对由包括X射线产生部和X射线检测部的摄影部拍摄的图像进行处理，生成时间上错开了的多个掩模图像；第1图像生成部，求出多个掩模图像的差分并抽取留置在血管内的先行设备的图像；第2图像生成部，生成将插入设备插入到血管中的状态的实时透视图像，求出与掩模图像的差分，生成所述插入设备的图像；图像合成部，合成通过第1图像生成部生成的图像和通过第2图像生成部生成的图像；以及显示部，显示由图像合成部生成的图像。
文档编号A61B6/03GK102573636SQ20118000334
公开日2012年7月11日 申请日期2011年10月13日 优先权日2010年10月14日
发明者和久敏哉, 小泽政广, 松本正典 申请人:东芝医疗系统株式会社, 株式会社东芝