專利名稱：醫用圖像顯示裝置以及x 射線診斷裝置的制作方法
技術領域：
·
本發明涉及醫用圖像顯示裝置以及X射線診斷裝置。
背景技術：
缺血性心臟病是世界上具有代表性的疾病，作為其治療方法，近年來，作為微創治療的血管內治療正在増加。血管內治療通常在X射線透視下進行，X射線診斷裝置作為成像引導(image guide)的工具來加以利用。近年來,被稱為路徑圖(roadmap)的方法被頻繁地使用。所謂路徑圖，是指在作為靜止圖像的血管造影圖像中，實時(real time)地重疊顯示透視圖像的方法。在透視圖像中，描繪出由醫師在血管內前進的導絲(guide wire)等。另外，在路徑圖之一中，存在被稱為3D路徑圖的方法。在3D路徑圖中，作為血管造影圖像，使用根據三維血管圖像數據生成的ニ維的投影圖像。即，所謂3D路徑圖是指在根據X射線診斷裝置的移動(例如，床的移動或C形臂(arm)的旋轉等)生成的ニ維的投影圖像上實時地重疊顯示透視圖像的方法。另外，三維血管圖像數據(data)存在通過使X射線診斷裝置的C形臂旋轉來收集的情況、或使用由X射線CT (Computed Tomography)裝置收集到的CT圖像的情況等。而且，通過路徑圖的任一方法，顯示器(monitor)所顯示的圖像都只不過是ニ維的圖像。因此，例如，當使導絲前進的醫師觀察顯示器時，雖然能夠把握ニ維的信息，但會丟失深度方向的信息，醫師依然不能充分地把握例如在血管的分支部應該使導絲前進的方向。另ー方面，近年來，3D顯示器的技術正在普及。所謂3D顯示器是指觀察者能夠立體觀測圖像的顯示器。例如，觀察者能夠識別圖像的突出感或深度感。知道有使用專用的眼鏡的方法和裸眼地進行的方法。

發明內容
本發明要解決的問題在于，提供一種能夠易于觀察地顯示ニ維顯示的醫用圖像和三維顯示的醫用圖像的醫用圖像顯示裝置以及X射線診斷裝置。本發明所涉及的醫用圖像顯示裝置具備顯示部、生成部、以及顯示控制部。上述顯示部三維顯示根據三維醫用圖像數據生成的視差圖像組。上述生成部確定在上述顯示部上三維顯示的上述視差圖像組的顯示位置即相對于上述顯示部的顯示面的深度方向的顯示位置，并以成為所確定的顯示位置的方式根據上述三維醫用圖像數據生成上述視差圖像組。上述顯示控制部在上述顯示部上三維顯示上述視差圖像組，并且ニ維顯示與上述視差圖像組不同的醫用圖像。根據本發明所涉及的醫用圖像顯示裝置以及X射線診斷裝置，能夠易于觀察地顯示ニ維顯示的醫用圖像和三維顯示的醫用圖像。


圖I是用于說明第I實施方式所涉及的X射線診斷裝置的構成例的圖。圖2是用于說明第I實施方式所涉及的顯示器的圖。圖3是用于說明第I實施方式中的透視圖像以及三維血管圖像的圖。圖4是用于說明第I實施方式中的基準點的圖。圖5是用于說明第I實施方式中的視差圖像組的生成的圖。圖6是用于說明第I實施方式中的對應點的推定的圖。圖7是表示第I實施方式所涉及的視差圖像組生成處理的流程圖(flowchart)。圖8是用于說明第I實施方式中的立體路徑像的顯示例的圖。圖9是用于說明第I實施方式中的立體路徑像的顯示例的圖。圖10是用于說明第I實施方式中的立體路徑像的顯示例的圖。圖11是用于說明第3實施方式中的視差圖像組的生成的圖。圖12是用于說明第3實施方式中的視差圖像組的生成的圖。圖13是用于說明第3實施方式中的視差圖像組的生成的圖。圖14是用于說明第4實施方式所涉及的超聲波診斷裝置的構成例的圖。
具體實施例方式以下，參照附圖詳細說明醫用圖像顯示裝置以及X射線診斷裝置的實施方式。另夕卜，對以下所使用的用語進行定義。“透視圖像”是通過由X射線檢測器檢測透過被檢體的X射線而生成的動態圖像，實時地二維顯示。另一方面，“拍攝圖像”與透視圖像相同，是通過由X射線檢測器檢測透過被檢體的X射線而生成的動態圖像，但與透視圖像相比是X射線的射線量多的圖像。另外，X射線的射線量例如根據記錄的需要來確定。例如，當需要記錄時，收集射線量多的“拍攝圖像”。另外，“透視圖像”以及“拍攝圖像”是動態圖像，在是范圍更廣的“X射線圖像”的情況下，除了“透視圖像”以及“拍攝圖像”之外，還包含靜態圖像。在以下的實施方式中主要使用“透視圖像”進行說明，但實施方式并不限定于此，在范圍廣的“X射線圖像”的情況下也同樣能夠適用。另外，由“透過圖像”或“二維圖像”這樣的用語一般來表現的圖像也包含于該“X射線圖像”中。(第I實施方式)圖I是用于說明第I實施方式所涉及的X射線診斷裝置100的構成例的圖。如圖I所示，X射線診斷裝置100具備架臺部10和計算機系統20。如圖I所示，架臺部10具備床11、架臺12、C形臂13、X射線源14、X射線檢測器15、顯示器16。床11能夠在垂直方向以及水平方向移動，載置被檢體P。架臺12支承C形臂13。C形臂13將Z軸作為中心能夠在箭頭R方向旋轉，對置地保持X射線源14以及X射線檢測器15。X射線源14具有照射X射線的X射線管球和準直儀(collimator)。X射線檢測器15檢測從X射線源14照射，透過被檢體P的X射線。顯示器16顯示將透視圖像重疊顯示于能夠立體觀測的血管造影圖像的立體路徑像等。另外，如后述那樣，在第I實施方式中，所謂立體路徑像是指通過使用2個以上的根據三維血管圖像數據生成的二維的投影圖像來將能夠立體觀測地三維顯示的立體圖像和透視圖像重疊顯示的圖像。
在此，第1實施方式所涉及的顯示器16是觀察者能夠立體觀測圖像的3D顯示器。例如，顯示器16通過快門(shutter)方式來三維顯示圖像。圖2是用于說明第1實施方式所涉及的顯示器16的圖。如圖2所示，觀察顯示器16的醫師佩戴快門眼鏡作為能夠兼用X射線防護眼鏡(眼鏡)的立體觀測用眼鏡。此時，顯示器16例如以120Hz交替顯示右眼用圖像(以下，稱為右眼圖像)和左眼用圖像(以下，稱為左眼圖像)。另外，顯示器16具有紅外線射出部，紅外線射出部與切換右眼圖像與左眼圖像的定時(timing)相匹配地控制紅外線的射出。另ー方面，快門眼鏡具有紅外線接收部，紅外線接收部接收從紅外線射出部射出的紅外線，交替切換分別安裝于快門眼鏡的左右的快門的透過狀態以及遮光狀態。另外，3D顯示器并不限定于快門方式，例如，也可以是偏振眼鏡方式、或通過使用柱狀透鏡(lenticular lens)等光線控制元件能夠進行基于裸眼的立體觀測的方式(例如，日本特開2005-86414號公報等)等。·返回到圖1，計算機系統20具備操作部21、醫用圖像數據存儲部22、控制部23、醫用圖像數據收集部24、C形臂控制部25、視差圖像組生成部26、顯示控制部27。操作部21是控制面板(control panel)、腳踏開關(foot switch)等，接收操作者對X射線診斷裝置100進行的各種操作的輸入。具體而言，第1實施方式所涉及的操作部21接受透視圖像數據的收集指示、或立體路徑像的顯示指示等。醫用圖像數據存儲部22存儲顯示立體路徑像所使用的三維血管圖像數據等。控制部23進行X射線診斷裝置100的整體控制。醫用圖像數據收集部24收集顯示立體路徑像所使用的三維血管圖像數據或透視圖像數據。另外，在第1實施方式中，三維血管圖像數據在立體路徑像的顯示控制之前預先收集，透視圖像數據在立體路徑像的顯示控制中實時地收集。例如，如果醫用圖像數據收集部24接受三維血管圖像數據的收集指示，則控制X射線源14、X射線檢測裝置15、以及C形臂控制部25，收集三維血管圖像數據。醫用圖像數據收集部24將收集到的三維血管圖像數據存儲于醫用圖像數據存儲部22。另外，在第1實施方式中，說明了通過使X射線診斷裝置100的C形臂13旋轉來收集三維血管像數據的例子，但實施方式并不限定于此，例如，也可以使用由與X射線診斷裝置100不同的X射線CT裝置預先收集到的三維血管圖像數據。另外，如果醫用圖像數據收集部24從顯示控制部27接受透視圖像數據的收集指示，則控制X射線源14、X射線檢測裝置15、以及C形臂控制部25，收集透視圖像數據。另夕卜，醫用圖像數據收集部24將收集到的透視圖像數據發送至視差圖像組生成部26以及顯示控制部27。C形臂控制部25在醫用圖像數據收集部24的控制下，控制C形臂13的旋轉
坐寸。視差圖像組生成部26根據三維血管圖像數據，生成作為視差圖像組的右眼圖像以及左眼圖像。具體而言，如果視差圖像組生成部26從顯示控制部27接受用于顯示立體路徑像的視差圖像組的生成指示，則參照醫用圖像數據存儲部22，取得預先收集到的三維血管圖像數據。并且，視差圖像組生成部26根據所取得的三維血管圖像數據生成右眼圖像以及左眼圖像，并將所生成的右眼圖像以及左眼圖像發送至顯示控制部27。另外，針對基于視差圖像組生成部26的視差圖像組生成處理之后進行敘述。
顯示控制部27將對作為三維血管圖像的視差圖像組重疊顯示透視圖像的立體路徑像顯示于顯示器16。例如，如果顯示控制部27經由操作部21接受立體路徑像的顯示指 示，則將透視圖像數據的收集指示發送至醫用圖像數據收集部24，從醫用圖像數據收集部24取得實時收集到的透視圖像數據。另外，顯示控制部27將視差圖像組的生成指示發送至視差圖像組生成部26，從視差圖像組生成部26接收根據三維血管圖像數據生成的右眼圖像以及左眼圖像。并且，顯示控制部27將透視圖像和根據三維血管圖像數據生成的右眼圖像以及左眼圖像重疊顯示于顯示器16。此時，顯示器16通過顯示視差圖像組從而能夠立體觀測地三維顯示三維血管圖像，二維顯示透視圖像。即，顯示控制部27在顯示右眼圖像的定時，將從醫用圖像數據收集部24發出的透視圖像和從視差圖像組生成部26發出的右眼圖像，對像素值進行加權等并重疊，顯示在顯示器16上。另一方面，顯示控制部27在顯示左眼圖像的定時，將從醫用圖像數據收集部24發送的透視圖像、和從視差圖像組生成部26發送的左眼圖像，對像素值進打加權等并重置，顯不在顯不器16上。接著，詳細敘述基于第I實施方式所涉及的視差圖像組生成部26的視差圖像組生成處理。以往的X射線診斷裝置始終將對二維的投影圖像重疊了二維的透視圖像的3D路徑像顯示在不是3D顯示器的通常的2D顯示器上。對于此，第I實施方式所涉及的X射線診斷裝置100顯示立體路徑像。S卩，第I實施方式所涉及的X射線診斷裝置100通過使用2個以上根據三維血管圖像數據生成的二維的投影圖像，來將重疊顯示能夠立體觀測地三維顯示的立體圖像和二維的透視圖像的立體路徑像顯示在3D顯示器上。圖3是用于說明第I實施方式中的透視圖像以及三維血管圖像的圖。此時，如圖3所示，透視圖像丟失深度方向的信息而二維顯示，三維血管圖像保持深度方向的信息地三維顯示。因此，假設第I實施方式所涉及的X射線診斷裝置100根據二維顯示的透視圖像來確定三維顯示的三維血管圖像的深度方向(相對于顯示器16的顯示面的深度方向)的顯示位置。在此，在能夠立體觀測的圖像中，存在基于左右兩眼的視差為零(zero)的“基準點”。圖4是用于說明第I實施方式中的基準點的圖。例如，如圖4 (A)所示，有時將基準點z設置于比顯示器16的顯示面靠后的位置，生成右眼圖像以及左眼圖像。另外，例如，如圖4(B)所示，有時將基準點z設置于比顯示面靠跟前的位置，生成右眼圖像以及左眼圖像。或者，也有時將基準點z設置在顯示面上，生成右眼圖像以及左眼圖像。將基準點設置于哪一位置能夠任意地決定，但基準點如上述那樣是視差為零的點，是對于觀察者而言易于觀察的點。在此，每當第I實施方式所涉及的X射線診斷裝置100將透視圖像和三維血管圖像重疊顯示在3D顯示器上，則以與透視圖像上的關注點對應的三維血管圖像數據上的對應點與基準點一致的方式(或者以位于基準點的附近的方式)，生成視差圖像組。例如，當將基準點設定在顯示面上時，透視圖像上的關注點與三維血管圖像的對應點在相同的顯示面上重合。圖5是用于說明第I實施方式中的視差圖像組的生成的圖。如圖5所示，由于在透視圖像中丟失了深度方向的信息，因此，透視圖像上的關注點存在于深度方向的哪一位置不明顯。另一方面，由于三維血管圖像數據保持有深度方向的信息，因此，能夠確定與透視圖像上的關注點對應的對應點存在于深度方向的哪一位置。因此，如果以該對應點與對于觀察者而言易于觀察的基準點一致的方式將深度方向位置對準并在此基礎上生成視差圖像組，則對于觀察者而言，成為易于觀察關注點的立體路徑像。另外，為了使對應點與基準點嚴格地一致，不僅深度方向，有時還需要進行與深度方向垂直的顯示面上的位置對準，此時，另外，有時還需要進行透視圖像與三維血管圖像的位置對準。當然，也可以不使對應點與基準點嚴格地一致，而以對應點位于基準點的附近的方式將深度方向位置對準。例如，也可以以對應點位于至少包含基準點的基準面上的方式將深度方向位置對準。以下，具體地進行說明。在第1實施方式中，視差圖像組生成部26進行從透視圖像提取關注點的“第1階段”、推定與該關注點對應的三維血管圖像數據上的對應點的“第2階段”、以推定出的對應點與基準點一致的方式生成視差圖像組的“第3階段”。另外，在“第1階段”的方法中，存在“從透視圖像自動提取的方法A1”、和“通過由觀察顯示器16所顯示出的透視圖像的操作者在顯示器16的顯示面上指定關注點，來從透視圖像提取關注點的方法A2”。另ー方面，在“第2階段”的方法中，存在“根據關注點存在于血管內的假定推定三維血管圖像數據上的對應點的方法B1”、和“根據關注點存在于治療計劃線(例如，醫師預先描繪出“治療這里的血管”的線)的附近的假定來推定三維血管圖像數據上的對應點的方法B2”。也能夠組合任一方法來應用，以下，主要說明方法A1和方法B1的組合。首先，作為從透視圖像提取關注點的“第1階段”的ー個例子，說明方法A1。在此，所謂“關注點”是在透視圖像上由觀察者關注的點，例如，是導絲或導管(catheter)的前端位置、支架(stent)、氣囊(balloon)、閥的位置等。在第1實施方式中，視差圖像組生成部26提取導絲的前端坐標作為關注點。另外，也同樣能夠提取其他的關注點。首先，視差圖像組生成部26從醫用圖像數據收集部24接收透視圖像數據。該透視圖像數據例如是5 30幀(frame) /秒左右的動態圖像數據。接著，視差圖像組生成部26使用圖像處理技術來確定各幀中的導絲的圖像。
例如，視差圖像組生成部26通過對于各幀進行強調處理，來使導絲的圖像變得清晰。例如，視差圖像組生成部26進行非線性亮度轉換來減少導絲的圖像的濃度不均之后，實施提取空間頻率高的分量的圖像濾波(filter)處理。該圖像濾波處理除去在大部分區域平滑的層次(gradation),只留下局部的細小的變動分量。接著，視差圖像組生成部26通過對各幀實施圖案(pattern)提取處理，來確定導絲的圖像。例如，視差圖像組生成部26實施像素值的閾值處理或空間濾波處理等。并且，視差圖像組生成部26從各幀提取導絲的圖像，求表示各幀中的導絲的圖像的形狀的ニ維曲線，根據ニ維曲線的各點的坐標值，來提取位于ニ維曲線的端部的導絲的前端坐標。接著，作為推定三維血管圖像數據上的對應點的“第2階段”的ー個例子，說明方法則。另外，假定在透視圖像與三維血管圖像之間，已經完成了顯示面上的位置對準。圖6是用于說明第1實施方式中的對應點的推定的圖。如圖6所示，三維血管圖像數據與透視圖像的位置關系和三維血管圖像數據與根據三維血管圖像數據生成的三維投影圖像的位置關系相同。即，將連結前端坐標(u，V)與X射線源14的直線a上的、通過三維血管圖像數據內的所有的信息都投影到透視圖像上的導絲的前端坐標(u，v)。因此，視差圖像組生成部26首先求取連結前端坐標(u，V)與X射線源14的直線a。X射線源14的坐標例如能夠由C形臂控制部25取得。接著，視差圖像組生成部26根據關注點存在于血管內的假定，對通過三維血管圖像數據內的直線a進行探索，確定直線a與血管交叉的點。并且，視差圖像組生成部26將該點的坐標推定為與關注點對應的對應點的坐標(X，y, z)。另外，由于X射線源14肯定會由醫師移動過到易于觀察關注點的位置，因此，一般而言，直線a與血管交叉的坐標被認為是一個。另外，視差圖像組生成部26通過例如對三維血管圖像數據閾值處理等，來根據三維血管圖像數據來確定血管。另外，即使在實施方式所涉及的視差圖像組生成部26確定直線a與血管交叉的多個點的情況下，也能夠推定對應點的坐標。例如，當血管極度彎曲時或在深度方向彎曲等時，有時確定直線a與血管交叉的多個點(候補點)。在這樣的情況下，視差圖像組生成部26利用導絲的移動不會突然飛躍而是沿著血管連續的性質，確定對應點的坐標。例如，視差圖像組生成部26沿著時間序列來推定導絲的前端坐標，即對應點的坐標。因此，視差圖像組生成部26根據三維血管圖像數據提取血管中心線，并沿著該血管中心線來計算在前一個
時刻推定出的對應點與各候補點之間的距離。并且，視差圖像組生成部26也可以將所計算出的距離最短的候補點確定為對應點。另外，當在“第2階段”應用方法B2時，視差圖像組生成部26也可以根據關注點存在于治療計劃線的附近的假定，對通過三維血管圖像數據內的直線a進行探索，確定直線a與血管交叉的點。接著，說明以推定出的對應點與基準點一致的方式生成視差圖像組的“第3階段”。視差圖像組生成部26通過對三維血管圖像數據進行繪制處理，來生成右眼圖像以及左眼圖像。該繪制處理按照所設定的繪制條件來進行。因此，作為繪制條件，例如，視差圖像組生成部26預先設定右眼用視點位置以及左眼用視點位置(或者，右眼的視線方向與左眼的視線方向之間的視差角)或投影法。另外，作為投影法，存在透視投影法或平行投影法等。另外，在繪制處理中，例如，存在體繪制(volume rendering)處理、面繪制(surfacerendering)處理。例如，體繪制處理是根據三維醫用圖像數據直接地生成反映三維的信息的二維圖像的方法。與此相對，面繪制處理是根據三維醫用圖像數據提取成為對象的數據來構筑模型，并根據所構筑的模型，來生成反映三維的信息的二維圖像的方法。并且，視差圖像組生成部26以在“第2階段”中推定出的對應點與右眼圖像以及左眼圖像上出現的基準點一致的方式(或者以對應點位于基準面上的方式)，進行繪制處理。例如，視差圖像組生成部26在右眼圖像以及左眼圖像的任一個中，都以對應點的像素位于預先設定的基準點的位置的方式，來進行繪制處理。或者，例如，視差圖像組生成部26以在對應點的像素上，設定右眼圖像以及左眼圖像的基準點的方式，進行繪制處理。圖7是表示第I實施方式所涉及的視差圖像組生成處理的流程圖。如圖7所示，如果視差圖像組生成部26從顯示控制部27接受視差圖像組的生成指示(步驟(st印)SlOl肯定)，則首先從透視圖像中提取導絲的前端坐標(步驟S102)，接著，推定三維血管圖像數據上的對應點(步驟S103)。并且，視差圖像組生成部26以推定出的對應點與基準點一致的方式生成視差圖像組(步驟S104)，并將所生成的視差圖像組發送至顯示控制部27 (步驟S105)。如果將這樣生成的視差圖像組發送至顯示控制部27，則顯示控制部27例如如圖8 10所示的那樣顯示立體路徑像。圖8 10是用于說明第I實施方式中的立體路徑像的顯示例的圖。圖8是心率失常切除治療所使用的立體路徑像的顯示例，圖9是心臟冠狀脈所使用的立體路徑像的顯示例，圖10是大動脈所使用的立體路徑像的顯示例。(第1實施方式的追加功能1)在第1實施方式中，視差圖像組生成部26追隨透視圖像上的關注點，根據關注點的移動隨時生成視差圖像組。例如，當醫師使導絲在血管內前進時，透視圖像上的關注點也移動。因此，視差圖像組生成部26使用上述的方法A2來追隨導絲的前端坐標，推定與新的前端坐標對應的對應點，以該對應點與基準點一致的方式，隨時進行視差圖像組的生成。并且，視差圖像組生成部26隨時將重新生成的視差圖像組發送至顯示控制部27。其結果，例如，當使導絲前進時，顯示控制部27能夠對總是使前進的導絲的前端位于視差零的三維血管圖像實時地三維顯示。(第1實施方式的追加功能2)在第1實施方式中，視差圖像組生成部26根據觀察方向的變動隨時生成視差圖像組。例如，當C形臂旋轉等時，視差圖像組生成部26例如由C形臂控制部25取得新的觀察方向，根據該新的觀察方向，隨時進行對應點的推定、或視差圖像組的生成。并且，視差圖像組生成部26隨時將重新生成的視差圖像組發送至顯示控制部27。其結果，例如，當由于C形臂的旋轉觀察方向發生了變化時，顯示控制部27能夠將與新的觀察方向對應的三維血管圖像作為立體路徑像來三維顯示。(第1實施方式的追加功能3) 在第1實施方式中，當正在顯示立體路徑像，停止了透視圖像數據的收集吋，顯示控制部27保持將最后的透視圖像數據的幀顯示在立體路徑像中(LIH :Last
丄mage Hold)。(第1實施方式的效果)如上述那樣，根據第1實施方式，通過使用2個以上根據三維血管圖像數據生成的ニ維的投影圖像，另外，使用3D顯示器，從而能夠在立體路徑圖中將三維血管圖像能夠立體觀測地三維顯示。另外，根據第1實施方式，根據ニ維顯示的透視圖像來確定三維顯示的三維血管圖像的深度方向的顯示位置。具體而言，在第1實施方式中，每當將透視圖像與三維血管圖像重疊顯示于3D顯示器，則以與透視圖像上的關注點對應的三維血管圖像數據上的點變為視差零的方式，生成視差圖像組。因此，根據第1實施方式，能夠恰當地將ニ維顯示的透視圖像和三維顯示的三維血管圖像重疊顯示，能夠將ニ維顯示的醫用圖像和三維顯示的醫用圖像易于觀察地顯示。例如，由于醫師能夠立體地識別導絲的前端附近的血管，因此，能夠提高重要部分的視覺識別性。醫師容易把握例如在血管的分支部應該使導絲前進的方向。S卩，除了基于三維顯示的“導絲的前進目標的確定變得容易”之外，由于沒有提供視差的基準點也提高空間分辨率，因此，將進ー步提高“之前，應該使導絲向哪一方向前迸”的這樣的重要部分的視覺識別性。(第2實施方式)接著，說明第2實施方式。與第1實施方式不同的點主要在于基于視差圖像組生成部26的視差圖像組生成處理。具體而言，在第1實施方式中，作為“第1階段”從透視圖像中提取關注點，作為“第2階段”推定與該關注點對應的三維血管圖像數據上的對應點。該點在第2實施方式中，沒有根據透視圖像上的關注點來推定對應點，而直接確定對應點。另外，“第3階段”與第I實施方式相同。另外，在第I實施方式中說明了的追加功能等也同樣能夠應用于第2實施方式中。因此，在第2實施方式中，說明直接確定對應點的方法。在該方法中，例如，存在“使用從2個方向拍攝得到的透視圖 像的方法Cl”、“使用配置于導絲等的前端的磁性的方法C2”、以及“操作者在顯示器16的顯示面上指定關注點的方法C3”。也能夠組合任一方法來應用。首先，說明方法Cl。在第I實施方式中，作為方法Al，說明了從透視圖像提取導絲的前端坐標的方法。在方法Cl中，視差圖像組生成部26針對從2個方向拍攝得到的透視圖像，與方法Al相同，提取導絲的前端坐標。在此，由于分別針對從不同的2個方向拍攝得到的透視圖像提取前端坐標，因此，視差圖像組生成部26通過使用Epipolar邏輯，來根據2個前端坐標計算三維空間的坐標。這樣，視差圖像組生成部26將計算出的三維空間的坐標作為對應點的坐標(X，1，z)來取得。另外，視差圖像組生成部26根據需要，也可以將所取得的對應點的坐標(X，1，z)坐標轉換成三維血管圖像數據的坐標系。接著，說明方法C2。例如，當進行切除(ablation)治療等時，大量地使用被稱為“electro-mapping系統”的系統。“electro-mapping系統”是使用配置于導絲等的前端的磁性,在床上產生的磁場中取得三維空間的坐標的系統。此時,視差圖像組生成部26也可以取得由“electro-mapping系統”取得的三維空間的坐標作為對應點的坐標(x, y, z)。另外，視差圖像組生成部26根據需要，也可以將所取得的對應點的坐標(X，y, z)坐標轉換成三維血管圖像數據的坐標系。另外，也可以是利用在被檢體外具備的磁場產生裝置來產生磁場，利用在導絲等的前端配置的傳感器來取得前端的3維空間的坐標的方法。接著，說明方法C3。例如，在沒有進行深度方向的位置對準的階段，當在顯示器16三維顯示出三維血管圖像時，假設操作者在顯示器16的顯示面上指定關注點。此時，視差圖像組生成部26在三維血管圖像數據上確定操作者經由操作部21指定的視差圖像組上的點，并取得其坐標作為對應點的坐標(X，1，Z)。(第3實施方式)接著，說明第3實施方式。在第I以及第2實施方式中，將三維血管圖像數據整體的三維血管圖像作為立體路徑像來顯示，但實施方式并不限定于此。例如，也可以只顯示三維血管圖像數據中一部分三維血管圖像。例如，也可以只顯示三維血管圖像數據中關注點附近的三維血管圖像。圖11 圖13是用于說明第3實施方式中的視差圖像組的生成的圖。另外，在圖11以及圖12中與上方的2個圖對應的下方的2個圖都是從橫方向來觀察上方所示的三維血管圖像數據的圖。另外，在圖11以及圖12中，關注點正從顯示面的后方向前方方向移動(在圖11以及圖12中參照黑線箭頭)。此時，例如，如圖11所示，視差圖像組生成部26也可以只使用位于關注點前后的一定寬度的區域的三維血管圖像數據來生成視差圖像組。當關注點從顯示面的后方向前方方向移動時，如圖11的(B)所示，一定寬度的區域也跟著移動。或者，顯示控制部27也可以以只描繪出從視差圖像組生成部26發出的視差圖像組中，相當于位于關注點前后的一定寬度的區域的圖像的方式，對顯示進行控制。另外，并不限定于圖11所示的那樣的矩形的區域，例如，也可以是將關注點作為中心的球形的區域等。另外，例如，如圖12所示，視差圖像組生成部26也可以將關注點作為基準，只使用關注點的前進方向的區域的三維血管圖像數據來生成視差圖像組。當關注點從顯示面的后方向前方方向移動時，如圖12的(B)所示，視差圖像組的生成所使用的區域逐漸變少。或者，顯示控制部27以只描繪出從視差圖像組生成部26發送的視差圖像組中，相當于關注點的前進方向的區域的圖像的方式，對顯示進行控制(沒有顯示與前進方向相反的不需要的區域)。另外，并不限定于圖12所示的那樣矩形的區域，例如，也可以是將關注點作為中心的球形的區域等。·另外，例如，如圖13所示，視差圖像組生成部26也可以只使用治療計劃線的附近區域的三維血管圖像數據來生成視差圖像組。如上述那樣，治療計劃線例如是醫師預先描繪出“治療這里的血管”的線。另外，治療計劃線大致沿著血管來描繪。因此，例如，如圖13所示，視差圖像組生成部26也可以只使用三維血管圖像數據中，將治療計劃線作為中心的圓筒區域(例如，將治療計劃線作為中心軸的直徑為2 3cm的圓筒區域)來生成視差圖像組。這樣，通過只顯示關注點附近或治療計劃線附近的三維血管圖像，觀察者不會看到重要部分以外的圖像的結果，還能夠進ー步提高重要部分的識別性。(第4實施方式)接著，說明第4實施方式。在上述的實施方式中，作為ニ維顯示的醫用圖像列舉“X射線圖像”為例子進行說明，作為三維顯示的三維醫用圖像數據，列舉由X射線診斷裝置或X射線CT裝置預先收集到“三維血管圖像數據”為例子進行說明。然而，實施方式并不限定于此。在以下說明的第4實施方式中，作為ニ維顯示的醫用圖像假設“超聲波圖像”，作為三維顯示的三維醫用圖像數據，假設由X射線CT裝置或MRI(Magnetic Resonance Imaging)裝置預先收集到的“三維醫用圖像數據”。另外，在上述的實施方式中說明的各種處理或追加功能等在第4實施方式中也同樣能夠應用。圖14是用于說明第4實施方式所涉及的超聲波診斷裝置200的構成例的圖。在第4實施方式中，作為醫用圖像顯示裝置的超聲波診斷裝置200從其他的醫用圖像診斷裝置300 (例如，X射線CT裝置或MR I裝置)取得三維醫用圖像數據，并將根據所取得的三維醫用圖像數據生成的視差圖像組、和實時地收集的ニ維的超聲波圖像在顯示器213上排列顯示。具體而言，如圖14所示，超聲波診斷裝置200具備裝置主體210、超聲波探頭211、操作部212、顯示器213。超聲波探頭211具有多個壓電振子。壓電振子根據從后述的發送接收部220供給的驅動信號產生超聲波。另外，壓電振子接收來自被檢體的反射波并轉換成電信號。操作部 212 是軌跡球(track ball)、開關(switch)、按鈕、觸摸命令屏(touch command screen)等，接受操作者對超聲波診斷裝置200的各種操作的輸入。顯示器213與上述的實施方式的顯示器16相同，是觀察者能夠立體觀測圖像的3D顯示器。例如，顯示器213通過快門方式將圖像三維顯示。在此，第4實施方式中的超聲波探頭(probe)211具有磁性傳感器(sensor)。該磁性傳感器經由未圖示的接ロ(interface)與位置信息取得裝置400連接。另外，該磁性傳感器檢測將位置信息取得裝置400的發送器(transmitter)(省略圖示)作為原點形成的三維的磁場，并將檢測到的磁場的信息轉換成信號，并將轉換后的信號輸出至位置信息取得裝置400。位置信息取得裝置400根據從磁性傳感器接收到的信號，計算將發送器作為原點的三維空間中的磁性傳感器的坐標以及朝向，并將計算出的坐標以及朝向發送至控制部260。裝置主體210具有發送接收部220、B模式(mode) /多普勒(Doppler)處理部230、超聲波圖像生成部240、醫用圖像數據存儲部250、控制部260、三維醫用圖像數據取得部270、視差圖像組生成部280、顯示控制部290。發送接收部220具有觸發(trigger)發生電路、延遲電路、以及脈沖發生器(pulsar)電路等，向超聲波探頭211供給驅動信號。另外，發送接收部220具有放大器(amplifier)電路、A (Analog) /D (Digital)轉換器、加法器等,對超聲波探頭211接收到的反射波信號進行各種處理，生成反射波數據。·
B模式/多普勒處理部230對從發送接收部220接收到的反射波數據進行對數放大、包絡線檢波處理等，生成由亮度的明暗來表現信號強度的數據(B模式數據)。另外，B模式/多普勒處理部230根據接收到的反射波數據對速度信息進行頻率解析，提取基于多普勒效應的血流或組織、造影剤回波(echo)分量，生成針對多點提取平均速度、方差、冪(power)等移動體信息的數據(多普勒數據)。超聲波圖像生成部240根據由B模式/多普勒處理部230生成的B模式數據或多普勒數據來生成超聲波圖像。具體而言，超聲波圖像生成部240通過將超聲波掃描的掃描線信號列轉換成電視等所代表的視頻格式的掃描線信號列(掃描轉換(convert))，來根據B模式數據或多普勒數據生成顯示用超聲波圖像(B模式圖像或多普勒圖像)。醫用圖像數據存儲部250存儲由三維醫用圖像數據取得部270從其他的醫用圖像診斷裝置300取得的三維醫用圖像數據等。控制部260進行超聲波診斷裝置200的整體控制。三維醫用圖像數據取得部270直接從其他的醫用圖像診斷裝置300、或者經由網絡(network)、或者經由操作者的輸入等取得三維醫用圖像數據。視差圖像組生成部280根據三維醫用圖像數據生成作為視差圖像組的右眼圖像以及左眼圖像。另外，基于視差圖像組生成部280的視差圖像組生成處理與基于第1實施方式中的視差圖像組生成部26的視差圖像組生成處理相同。即，視差圖像組生成部280從超聲波圖像提取關注點(例如，超聲波圖像所描繪出的穿刺針的前端等)，推定與該關注點對應的三維醫用圖像數據上的對應點，并以推定出的對應點與基準點一致的方式生成視差圖像組。在此，為了推定與從超聲波圖像提取出的關注點對應的三維醫用圖像數據上的對應點，將由其他的醫用圖像診斷裝置300收集到的三維醫用圖像數據和超聲波圖像的坐標系建立關聯為前提。該坐標系的關聯的建立相當于三維醫用圖像數據的3個軸與超聲波探頭211的磁場坐標系的3個軸對準。即，例如，首先，將安裝了磁性傳感器的超聲波探頭211對于被檢體垂直地接觸，在該狀態下按下設置按鈕(set button)，從而將此時的磁性傳感器的朝向設置為垂直。接著，通過選擇描繪出與三維醫用圖像數據所描繪出的特征部分相同的特征部分的超聲波圖像，再次按下設置按鈕，來將此時的磁性傳感器的坐標與三維醫用圖像數據的坐標建立關聯。作為特征部分，例如，使用血管、或劍狀突起等。這樣，將三維醫用圖像數據與超聲波圖像的坐標建立關聯，能夠根據從超聲波圖像提取出的關注點的坐標，來推定三維醫用圖像數據上的對應點的坐標。顯示控制部290將視差圖像組與超聲波圖像在顯示器213上并列顯示。另外，顯示控制部290針對超聲波圖像，例如，通過使右眼圖像與左眼圖像相同，從而能夠二維顯示。例如，顯示控制部290在顯示器213的左半部分將作為視差圖像組的CT圖像三維顯示，在右半部分將實時收集的超聲波圖像二維顯示。即，顯示控制部290在顯示右眼圖像的定時，將由超聲波圖像生成部240生成的超聲波圖像和從視差圖像組生成部280發出的右眼圖像在顯示器213上并列顯示。另一方面，顯示控制部290在顯示左眼圖像的定時，將由超聲波圖像生成部240生成的超聲波圖像和從視差圖像組生成部280發出的左眼圖像在顯示器213上排列顯示。另外，在第4實施方式中，說明了將視差圖像組和超聲波圖像在顯示器213上排列并進行顯示的例子，但實施方式并不限定于此，如在第I 第3實施方式中說明的那樣，也·可以將視差圖像組與超聲波圖像重疊顯示。(其他的實施方式)上述的第I 第4實施方式只不過是一個例子，這些實施方式能夠以其他的各種·方式來實施。在第I 第3實施方式中，說明了透視圖像與三維血管圖像的重疊顯示，但例如也可以由灰度來顯示透視圖像(gray scale)，由彩色(color)來顯示三維血管圖像。S卩，可以由灰度來顯示二維顯示的X射線圖像，由彩色來顯示三維顯示的視差圖像組，也可以將它們重疊顯示。即使在第4實施方式中也相同，例如，也可以由灰度來顯示超聲波圖像，由彩色來顯示三維血管圖像。另外，在上述的實施方式中，作為“關注點”，例如，例舉導絲或導管的前端位置、支架、氣囊、閥的位置等為例子進行了說明，但實施方式并不限定于此。在“關注點”中，例如，包含胃鏡、體腔內探頭(例如，經食道探頭、經直腸探頭等)、穿刺針等的前端。另外，“關注點”也被稱為“特征點”。另外，在上述的實施方式中，說明了將“X射線圖像”和“由X射線診斷裝置或X射線CT裝置收集到的三維血管圖像數據”重疊顯示的例子、將“超聲波圖像”和“由X射線CT裝置或MRI裝置收集到的三維醫用圖像數據”并列顯示的例子，但實施方式并不限定于此。即，實施方式并不限定于應用于拍攝對象、或醫用圖像數據的收集所使用的醫用圖像診斷裝置，在將對某個對象物進行拍攝得到的醫用圖像進行二維顯示，并且將對相同的對象物進行拍攝得到的三維醫用圖像數據進行三維顯示的情況下(包含重疊顯示、或者并列顯示)，也同樣能夠適用。另外，在上述的實施方式中，假定實時地二維顯示的“透視圖像”或實時地二維顯示的“超聲波圖像”進行了說明，但實施方式并不限定于此。二維顯示的醫用圖像不必是實時地顯示的動態圖像，也可以是過去收集到的醫用圖像或靜態圖像。另外，在上述的實施方式中，說明了由作為X射線診斷裝置或超聲波診斷裝置等醫用圖像診斷裝置的醫用圖像顯示裝置，進行視差圖像組的顯示位置的確定或視差圖像組的生成、醫用圖像與視差圖像組的重疊顯示或并列顯示等的例子，但實施方式并不限定于此。例如，也可以由工作站(work station),PACSCPicture Archiving and Communi cationSystem)的觀察器(viewer)、電子病歷(chart)系統的各種裝置等醫用圖像顯示裝置，來進行上述的處理。此時，醫用圖像顯示裝置也可以直接從醫用圖像診斷裝置，或者經由網絡，或者經由操作者的輸入等來取得ニ維顯示的醫用圖像或三維顯示的三維醫用圖像數據等。圖示出的各裝置的各構成要素是功能概念性的，不必物理性地如圖示那樣構成。即，各裝置的分散、綜合的具體的方式并不限定于圖示，也可以根據各自負荷或使用狀況，以任意的単位功能性或者物理性地分散、綜合其全部或者一部分來構成。另外，由各裝置進行的各處理功能其全部或者任意的一部分由CPU以及由該CPU解析執行的程序(program)來實現，或者能夠作為基于布線邏輯(wired logic)的硬件(hardware)來實現。另外，由上述的實施方式說明了的顯示控制方法能夠通過由個人計算機或工作站等計算機來執行預先準備好的顯示控制程序來實現。該圖像處理程序能夠經由因特網(internet)等網絡來發布。另外,該程序存儲于硬盤、軟盤(FD)、⑶-R0M、M0、DVD等計算機可讀的存儲介質中，通過由計算機從存儲介質中讀出來執行。根據以上所述的至少ー個實施方式的X射線診斷裝置，能夠適當地將ニ維顯示的醫用圖像與三維顯示的醫用圖像重疊顯示。雖然說明了本發明的幾個實施方式，但這些實施方式是作為例子而提示的，并不意圖限定本發明的范圍。這些實施方式能夠以其他的各種方式進行實施，在不脫離發明的 要旨的范圍內，能夠進行各種的省略、置換、變更。這些實施方式或其變形與包含于發明的范圍或要g中一祥，包含于權利要求書記載的發明及其均等的范圍中。
權利要求
1.一種醫用圖像顯示裝置，其特征在于，具備 顯示部，其三維顯示根據三維醫用圖像數據而生成的視差圖像組； 生成部，其確定在上述顯示部上三維顯示的上述視差圖像組的顯示位置中相對于上述顯示部的顯示面的深度方向的顯示位置，并以成為所確定的顯示位置的方式根據上述三維醫用圖像數據來生成上述視差圖像組；和 顯示控制部，在上述顯示部上三維顯示上述視差圖像組，并且二維顯示與上述視差圖像組不同的醫用圖像。
2.根據權利要求I所述的醫用圖像顯示裝置，其特征在于， 上述生成部根據在上述顯示部上二維顯示的醫用圖像，來確定上述視差圖像組的顯示位置。
3.根據權利要求2所述的醫用圖像顯示裝置，其特征在于， 上述生成部以與上述醫用圖像上的特征點對應的上述三維醫用圖像數據上的對應點位于在上述視差圖像組中視差是零的基準點的附近的方式，根據上述三維醫用圖像數據來生成上述視差圖像組。
4.根據權利要求3所述的醫用圖像顯示裝置，其特征在于， 上述生成部以與上述醫用圖像上的特征點對應的上述三維醫用圖像數據上的對應點與在上述視差圖像組中視差為零的基準點一致的方式，根據上述三維醫用圖像數據來生成上述視差圖像組。
5.根據權利要求3所述的醫用圖像顯示裝置，其特征在于， 上述生成部通過求出與上述醫用圖像上的特征點對應的上述三維醫用圖像數據上的對應點，并根據求出的對應點對上述三維醫用圖像數據進行繪制處理來生成上述視差圖像組。
6.根據權利要求4所述的醫用圖像顯示裝置，其特征在于， 上述生成部通過求出與上述醫用圖像上的特征點對應的上述三維醫用圖像數據上的對應點，并根據求出的對應點對上述三維醫用圖像數據進行繪制處理來生成上述視差圖像組。
7.根據權利要求3所述的醫用圖像顯示裝置，其特征在于， 上述生成部通過對上述醫用圖像實施圖像處理來從該醫用圖像中提取出器械的圖像，并根據提取出的圖像的形狀來提取該器械的前端，從而求出上述醫用圖像上的特征點。
8.根據權利要求4所述的醫用圖像顯示裝置，其特征在于， 上述生成部通過對上述醫用圖像實施圖像處理來從該醫用圖像中提取出器械的圖像，并根據提取出的圖像的形狀來提取該器械的前端，從而求出上述醫用圖像上的特征點。
9.根據權利要求3所述的醫用圖像顯示裝置，其特征在于， 上述生成部通過在上述顯示部的顯示面上接受操作者的指定，來求出上述醫用圖像上的特征點。
10.根據權利要求3所述的醫用圖像顯示裝置，其特征在于， 上述三維醫用圖像數據以及上述醫用圖像是由X射線診斷裝置收集到的數據以及圖像， 上述生成部針對上述三維醫用圖像數據，在連結上述醫用圖像上的特征點的坐標和X射線源的坐標的直線上進行探索，確定該直線與該三維醫用圖像數據內的管腔區域的交叉點，從而求出與上述特征點對應的上述三維醫用圖像數據上的對應點。
11.根據權利要求4所述的醫用圖像顯示裝置，其特征在于， 上述三維醫用圖像數據以及上述醫用圖像是由X射線診斷裝置收集到的數據以及圖像， 上述生成部針對上述三維醫用圖像數據，在連結上述醫用圖像上的特征點的坐標和X射線源的坐標的直線上進行探索，確定該直線與該三維醫用圖像數據內的管腔區域的交叉點，從而求出與上述特征點對應的上述三維醫用圖像數據上的對應點。
12.根據權利要求3所述的醫用圖像顯示裝置，其特征在于， 上述三維醫用圖像數據以及上述醫用圖像是由X射線診斷裝置收集到的數據以及圖像， 上述生成部通過分別對從不同的2個方向拍攝得到的醫用圖像實施圖像處理來從各醫用圖像中提取器械的圖像，并根據提取出的圖像的形狀從各醫用圖像求出該器械的前端的坐標從而求出各醫用圖像上的特征點，并分別使用根據各醫用圖像求出的前端的坐標，求出與各特征點對應的上述三維醫用圖像數據上的對應點。
13.根據權利要求4所述的醫用圖像顯示裝置，其特征在于， 上述三維醫用圖像數據以及上述醫用圖像是由X射線診斷裝置收集到的數據以及圖像， 上述生成部通過分別對從不同的2個方向拍攝得到的醫用圖像實施圖像處理來從各醫用圖像提取器械的圖像，并根據所提取的圖像的形狀從各醫用圖像求出該器械的前端的坐標從而求出各醫用圖像上的特征點，并分別使用根據各醫用圖像求出的前端的坐標，來求出與各特征點對應的上述三維醫用圖像數據上的對應點。
14.根據權利要求3所述的醫用圖像顯示裝置，其特征在于， 上述生成部使用磁性來取得在上述醫用圖像上描繪出的器械的前端的三維空間的坐標，并根據所取得的三維空間的坐標，求出與上述特征點對應的上述三維醫用圖像數據上的對應點。
15.根據權利要求4所述的醫用圖像顯示裝置，其特征在于， 上述生成部使用磁性來取得在上述醫用圖像上描繪出的器械的前端的三維空間的坐標，并根據所取得的三維空間的坐標，求出與上述特征點對應的上述三維醫用圖像數據上的對應點。
16.根據權利要求3所述的醫用圖像顯示裝置，其特征在于， 上述生成部通過在上述顯示部的顯示面上接受操作者的指定，來求出與上述特征點對應的上述三維醫用圖像數據上的對應點。
17.根據權利要求3所述的醫用圖像顯示裝置，其特征在于， 上述生成部追隨上述醫用圖像上的特征點，根據特征點的移動隨時生成上述視差圖像組。
18.根據權利要求4所述的醫用圖像顯示裝置，其特征在于， 上述生成部追隨上述醫用圖像上的特征點，根據特征點的移動隨時生成上述視差圖像組。
19.一種X射線診斷裝置，其特征在于，具備 顯示部，其三維顯示根據三維醫用圖像數據而生成的視差圖像組； 收集部，其收集在上述顯示部上二維顯示的X射線圖像； 生成部，其確定在上述顯示部上三維顯示的上述視差圖像組的顯示位置中相對于上述顯示部的顯示面的深度方向的顯示位置，以成為所確定的顯示位置的方式根據上述三維醫用圖像數據來生成上述視差圖像組；和 顯示控制部，其將上述X射線圖像和上述視差圖像組重疊顯示于上述顯示部。
全文摘要
本發明涉及醫用圖像顯示裝置以及X射線診斷裝置。提供一種能夠易于觀察地顯示二維顯示的醫用圖像和三維顯示的醫用圖像的醫用圖像顯示裝置以及X射線診斷裝置。本發明所涉及的醫用圖像顯示裝置具備顯示部、生成部以及顯示控制部。上述顯示部三維顯示根據三維醫用圖像數據而生成的視差圖像組。上述生成部確定在上述顯示部三維顯示的上述視差圖像組的顯示位置中相對于上述顯示部的顯示面的深度方向的顯示位置，并以成為所確定的顯示位置的方式根據上述三維醫用圖像數據來生成上述視差圖像組。上述顯示控制部在上述顯示部三維顯示上述視差圖像組，并且二維顯示與上述視差圖像組不同的醫用圖像。
文檔編號A61B6/00GK102949199SQ20121030385
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月23日 優先權日2011年8月25日
發明者坂口卓彌, 田中學, 松本信幸 申請人:株式會社東芝, 東芝醫療系統株式會社