CN100399996C - X射线图象诊断装置和图象数据生成方法 - Google Patents

Abstract

一种X射线图象诊断装置，其特征在于具有：用于对被检测体照射X射线的X射线产生装置；对由该X射线产生装置照射出的X射线实施检测的X射线检测装置；针对注入造影剂后的所述被检测体，根据由多个摄象方向获得的X射线投影数据，生成多幅参考图象数据的参考图象数据生成装置；针对所述被检测体，根据由所需要的摄象方向获得的X射线投影数据，生成透视图象数据的透视图象数据生成装置；以及利用所述透视图象数据和沿与该透视图象数据的所述摄象方向大体相同的摄象方向获得的参考图象数据，生成透视负载图图象数据的透视负载图图象数据生成装置。

Description

X射线图象诊断装置和图象数据生成方法

技术领域

本发明涉及X射线图象诊断装置和图象数据生成方法。

背景技术

采用了X射线图象诊断装置、MRI装置、或X射线CT装置等的医用图象诊断技术，随着二十世纪七十年代计算机技术的发展而迅速进步着，今天已经成为医学治疗中不可缺少的部分。

X射线图象技术随着近年来导管技术的发展，正在以循环器官领域为中心迅速完善着。对于循环器官领域中的X射线图象诊断，大多被用于从心血管***开始，以全身的动静脉诊断作为对象，在向血管内注入造影剂的状态下对X射线透射图象实施摄象的场合中。循环器官诊断用的X射线图象诊断装置通常具有X射线产生部和X射线检测部、保持这些部件用的保持机械组件、诊断床(顶板)和信号处理部。保持机械组件采用C型臂或Ω型臂，通过与顶板单悬臂支撑方式的诊断床组合在一起，从而可以对被检测体以最佳的位置和角度实施X射线摄象。

对循环器官病患实施图象化处理用的X射线图象诊断装置可以在X射线透视下，将导管一直推进至血管内的目的部位处进行诊断和治疗，为了使这时在血管内推进导管的操作简单，通常采用着透视负载图(load map)法。这种透视负载图法是以下的方法：首先，在对作为诊断、治疗对象的被检测体投放有造影剂的状态下，从预定方向对第一X射线图象数据(下面称为参考图象数据)实施收集，并且通过对诊断、治疗时沿所述被检测体的大体同一方向实时获得的第二X射线图象数据(下面称为透视图象数据)与所述参考图象数据实施并列配置或合成的方式，生成透视负载图图象数据。

这种场合下，将在血管内注入有造影剂的状态下摄象获得的对比图图象(contrast image)数据原样作为参考图象数据，或者通过对在注入造影剂前摄象获得的掩蔽图(mask)图象数据和所述对比图图象数据实施差分处理(减法处理)的方式，将仅获取了血管图象的DSA(Digital-subtraction angiography：数字减法血管造影)图象数据作为参考图象数据。

这种透视负载图法是以参考图象数据的摄象范围与透视图象数据的摄象范围一致为前提的，但对于透视图象数据中所反映出的导管前端部在被检测体内的***位置未包含在参考图象数据的摄象范围内的场合，即透视图象数据和参考图象数据的摄象范围不同的场合，是难以采用透视负载图法的。

针对这些问题，已经有人提出以下的提案：在比透视图象数据的生成范围更广泛的范围内预先生成出更广范围的参考图象数据，从而对于在透视图象数据生成时随着C型臂的移动而使摄象位置产生移动的场合，可以采用依据透视图象数据的摄象位置的移动量，由所述更广范围参考图象数据中抽取出相应参考图象数据，以使用透视负载图法(比如说，可以参见专利文献1)。

【专利文献1】日本特开2000-342565号公报(第4-6页，附图1-2)

具有C型臂的X射线图象诊断装置中对所希望摄象方向实施设定用的摄象***的操作，通过对设置在操作桌上的手柄实施移动实现。如果举例来说，对冠状动脉实施摄象所进行的C型臂倾斜角度(Working-angle)的设定，需要满足：(1)在不与其它血管重叠的条件下对作为诊断对象的血管实施摄象，(2)以垂直地对存在有狭窄部等的患部处的血管走向实施X射线照射，(3)沿容易对折曲部实施观察的方向实施X射线照射，为了满足这些要求，医师和检查技工(下面称为操作者)需要一边改变C型臂的倾斜角度，一边对被检测体重复实施X射线摄象，通过在监视器上观察所获得的透视图象数据的方式，对最佳X射线摄象方向实施设定。

在这种操作中，在利用沿预先设定的摄象方向获得的参考图象数据生成透视负载图图象数据的场合，由于C型臂的倾斜角度变更后的透视图象数据的摄象方向与事前摄象获得的透视图象数据的摄象方向不同，所以需要对与透视图象数据的摄象方向大体一致方向上的参考图象数据实施再次摄象。

而且，上述的参考图象数据的再次摄象，会由于对被检测体再次投放造影剂和X射线照射等而使其产生的侵袭程度增大，而且还会使诊断、治疗效果明显下降。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种可以缩短诊断、治疗所需要的时间、降低对被检测体的侵袭程度的X射线图象诊断装置和图象数据生成方法。

作为本发明一种实施形式的X射线图象诊断装置，其特征在于具有：用于对被检测体照射X射线的X射线产生组件；用于检测由该X射线产生组件照射的X射线的X射线检测组件；针对注入造影剂后的所述被检测体，根据由多个摄象方向获得的X射线投影数据，生成多个参考图象数据的参考图象数据生成组件；依据对所述被检测体由所需要的摄象方向获得的X射线投影数据，生成透视图象数据的透视图象数据生成组件；以及利用所述透视图象数据、沿与该透视图象数据的所述摄象方向大体相同的摄象方向获得的参考图象数据，生成透视负载图图象数据的透视负载图图象数据生成组件。

而且，作为本发明其它实施形式的一种X射线图象诊断装置用的图象数据生成方法，其特征在于具有：针对注入造影剂后的所述被检测体根据由多个摄象方向获得的X射线投影数据，生成多个参考图象数据的步骤；依据对所述被检测体由所需要摄象方向获得的X射线投影数据，生成透视图象数据的步骤；以及利用所述透视图象数据、沿与该透视图象数据的所述摄象方向大体相同的摄象方向获得的参考图象数据，生成透视负载图图象数据的步骤。

而且，作为本发明其它实施形式的一种X射线图象诊断装置，其特征在于具有：用于对被检测体照射X射线的X射线产生组件；检测由该X射线产生组件照射出的X射线的X射线检测组件；依据注入造影剂前获得的掩蔽图图象、注入所述造影剂后获得的对比图图象，生成减法图象的减法图象数据生成组件；检测所述减法图象上的导管位置的导管位置检测组件；从所述减法图象中获取血管图象的血管图象获取组件；以及改变所述获取的血管图象内的所述导管的至少前端部的象素值的组件。

附图说明

图1为表示本发明第一实施例的X射线图象诊断装置的构成的方框图。

图2为表示该实施例中的平面检测器的构成的图。

图3为表示该实施例中的X射线产生部和X射线检测部的转动方向的图。

图4为表示该实施例中的参考图象数据的生成步骤的流程图。

图5为表示该实施例中的C型臂转动角度的设定一览表的图。

图6为表示该实施例中的透视负载图图象数据的生成步骤的流程图。

图7为表示该实施例中的参考图象数据、透视图象数据和透视负载图图象数据的模型图。

图8为表示该实施例中的透视图象数据的象素值的模型图。

图9为表示该实施例的一个变形实例中的参考图象数据的生成步骤的流程图。

图10为表示本发明第二实施例的X射线图象诊断装置的构成的方框图。

图11为表示该实施例中的参考图象数据的生成步骤的流程图。

图12为表示该实施例中的透视负载图图象数据的生成步骤的流程图。

图13为表示一个变形实例中的透视负载图图象数据的模拟图。

具体实施方式

下面参考附图，对本发明的实施例进行说明。

【实施例1】

本发明第一实施例的特征在于：沿着预先设定的多个摄象方向对被检测体实施造影剂注入和X射线摄象，以生成多个参考图象数据；随后利用对所述被检测体进行诊断、治疗时由预定摄象方向获得的透视图象数据、从所述多个参考图象数据中选择出的与所述透视图象数据的摄象方向大体相同的摄象方向上的参考图象数据，生成透视负载图图象数据。

(装置的构成形式)

下面参考图1至图3，对本发明第一实施例的X射线图象诊断装置的构成形式进行说明。图1为表示X射线图象诊断装置的整体构成的方框图，图2为表示X射线检测部的平面检测器的详细构成的图。

X射线图象诊断装置100具有：对被检测体150照射X射线的X射线产生部1；对透射过被检测体150的X射线实施二维检测，并且依据该X射线检测数据生成X射线投影数据的X射线检测部2；保持X射线产生部1和X射线检测部2的C型臂5；搭载被检测体150用的顶板17；以及用于生成X射线产生部1的X射线照射所需要的高电压的高电压产生部4。

而且，X射线图象诊断装置100还具有：移动C型臂5和顶板17等的机械部3；依据X射线检测部2生成的X射线投影数据，生成和保存参考图象数据和透视图象数据以及透视负载图图象数据的图象运算储存部7；以及对保存在该图象运算储存部7中的上述图象数据中的所需要图象数据实施显示的显示部8。

X射线图象诊断装置100还具有：对与被检测体信息、摄象条件、显示条件等的透视负载图显示相关的各项条件实施选择和输入，对各种指令信息实施输入用的操作部9；对X射线图象诊断装置100中的上述各组件实施整体控制用的***控制部10。

X射线产生部1具有：对被检测体150实施X射线照射用的X射线管15；以及用于使由X射线管15发射出的X射线形成为X射线锤(锥形线束)的X射线束流器16。X射线管15是产生X射线的真空管，通过由其阴极(灯丝)发射出的电子在高电压的加速作用下与钨制阳极冲撞而产生出X射线。在另一方面，X射线束流器16设置在X射线管15和被检测体150之间的位置，具有使从X射线管15照射出的X射线束收敛到预定照射视野尺寸的功能。

X射线检测部2可以将X射线直接变换为电荷，也可以在变换为光之后再变换为电荷，本实施例中是以前者为例进行说明的，然而也可以采用后者。即，X射线检测部2具备：将透射过被检测体150的X射线变换为电荷并实施储存的平面检测器21；对该平面检测器21所储存的电荷实施读取的栅极驱动器22；以及由读取出的电荷生成出X射线投影数据的投影数据生成部13。

平面检测器21可以如图2所示，由沿列方向和线方向二维地配置的徽小检测元件51构成，而且各检测元件51具有：对X射线实施感测以生成与入射的X射线量相对应的电荷的光电膜52；对该光电膜52产生的电荷实施储存的电荷储存电容器53；以及在预定的定时下对储存在电荷储存电容器53中的电荷实施读取的TFT(薄膜晶体管)54。在下面为了说明简单，以检测元件51沿列方向(图2中的上下方向)和线方向(图2中的左右方向)各配置有两个元件时的平面检测器21为例进行说明。

图2中的光电膜52-11、52-12、52-21、52-22的第一端子与电荷储存电容器53-11、53-12、53-21、53-22的第一端子相连接，而且该连接点还与TFT54-11、54-12、54-21、54-22上的源端子相连接。在另一方面，光电膜52-11、52-12、52-21、52-22的第二端子与偏置电源相连接，电荷储存电容器53-11、53-12、53-21、53-22的第二端子接地。线方向的TFT54-11和TFT54-21的栅极与栅极驱动器22的输出端子22-1共通连接，而且TFT54-12和TFT54-22上的栅极与栅极驱动器22的输出端子22-2共通连接。

在另一方面，列方向的TFT54-11和TFT54-12的漏极端子与信号输出线59-1共通连接，TFT54-21和TFT54-22上的漏极端子与信号输出线59-2共通连接。信号输出线59-1、59-2与投影数据生成部13相连接。栅极驱动器22为了对储存在电荷储存电容器53中的信号电荷实施读取，还向TFT54的栅端子供给读取用的驱动脉冲。

再次参考图1可见，投影数据生成部13具有：将由平面检测器21读取出的电荷变换为电压的电荷电压变换器23；将该电荷电压变换器23的输出信号变换为数字信号的A/D变换器24；以及用于将从平面检测器21以线单位读取出的进行了数字变换的X射线投影数据变换成时间系列信号的并行串行变换器25。

机械部3具备：为了能够对X射线产生部1和平面检测器21沿被检测体150的体轴方向实施相对移动，使顶板17沿被检测体150的体轴方向实施直线移动的顶板移动机械组件32；使X射线产生部1、X射线检测部2以及保持这些部件的C型臂5沿被检测体150周围的预定方向实施预定角度转动的C型臂转动移动机械组件31；以及对C型臂转动移动机械组件31和顶板移动机械组件32实施控制的C型臂顶板移动机械组件控制部33。

C型臂顶板机械组件控制部33依据***控制部10给出的控制信号，对被检测体150的诊断对象部位设置最佳图象倍率(即X射线管焦点-X射线检测器间的距离)，并且控制C型臂转动移动机械组件31，设置C型臂5的转动或顶板17的移动的方向、大小和速度等。

图3为用于说明在C型臂转动移动机械组件31的驱动作用下，X射线产生部1和X射线检测部2的转动方向的图。正如图3所示，相对于设置在诊断床上的台架部34，C型臂转动移动机械组件31取被检测体150的体轴方向为转动轴，以可自由转动方式保持在R1方向上。而且，C型臂5以相对C型臂转动移动机械组件31可以沿R2方向滑动的方式被安装，并且在C型臂5的两个端部附近设置X射线产生部1和X射线检测部2。

X射线产生部1和X射线检测部2通过C型臂5沿R2方向的滑动，将被检测体150的患病部位(比如说心脏部位)作为X射线束转动中心(等中心iso-center)C0，转动至头部方向(CRA)和尾部方向(CAU)。而且，上述X射线产生部1和X射线检测部2通过C型臂5沿R1方向的转动，以被检测体150的上述等中心作为中心，相对第一斜向方向(RAO)和第二斜向方向(LAO)转动。换句话说就是，X射线产生部1和X射线检测部2可以随着C型臂5的转动，转动至RAO方向、LAO方向、CRA方向、CAU方向，通过这种转动，可以从被检测体150的任意方向实施X射线摄象。

图1所示的高电压产生部4具有：为对由X射线管15的阴极产生出的热电子实施加速，而生成施加在阳极和阴极之间的高电压的高电压产生器42；以及依据由***控制部10给出的指示信号，对X射线管15的管电流、管电压、照射时间等X射线照射条件实施控制的X射线控制部41。

图象运算储存部7的图象运算电路71具有生成在显示部8显示的透视图象数据、参考图象数据和透视负载图图象数据的功能，对由投影数据生成部13输出的X射线投影数据实施各种图象处理，生成多个摄象方向的参考图象数据和任意摄象方向的透视图象数据，并且根据所述透视图象数据和与该透视图象数据大体相同的摄象方向上的参考图象数据，生成透视负载图图象数据。而且，图象运算电路71还具有通过对在造影剂注入前后进行X射线摄象获得的掩蔽图图象数据和对比图图象数据进行差分处理，生成作为参考图象数据的DSA图象数据的功能。

在另一方面，图象数据储存电路72对上述X射线投影数据、参考图象数据、透视图象数据和透视负载图图象数据实施保存。

操作部9可以是键盘、轨迹球、控制杆、鼠标等输入装置和显示面板，还可以是具有各种开关等的人机对话组件等接口，实施被检测体信息和摄象对象部位(对象内脏器官)的输入、对X射线照射条件和图象倍率、摄象方向等各种摄象条件的设定以及对各种指令信息的输入。其中的被检测体信息包括年龄、性别、体格、***位、检查方法、过去诊断史等等。

显示部8用于对保存在图象运算储存部7的图象数据储存电路72中的透视图象数据和参考图象数据以及透视负载图图象数据实施显示，而且具有：对这些图象数据和作为其附带信息的数字和各种文字等实施合成以生成出显示用数据的显示用数据生成电路81；对上述图象数据和附带信息数据实施D/A变换和TV格式变换以生成影象信号的变换电路82；以及对这些影象信号实施显示的液晶或CRT监视器83。

而且，***控制部10具有CPU和储存电路，在对由操作部9给出的操作者指令信号和摄象条件等的信息实施暂时储存之后，进行依据这些信息实施的X射线投影数据的生成、对上述各种图象数据实施的生成和显示、或对诸如移动机械组件的相关控制等整个***的控制。

(透视负载图图象数据的生成方式)

下面参考图1至图8，对本实施例的X射线图象诊断装置100中的透视负载图图象数据的生成方式进行说明。在以下的说明中，是以对被检测体150的心脏冠状动脉使用插管进行诊断和治疗时为例，沿着图4和图6所示的流程图对本实施例的顺序进行说明，然而诊断和治疗部位并不仅限于上述的冠状动脉部位。

首先，在X射线图象诊断装置100的电源被接通时，X射线图象诊断装置100处于通过网络与设置在同一家医院内的服务器或HIS(医院信息***)相互连接的状态。当操作者通过操作部9输入被检测体ID时，***控制部10的CPU从已经保存在所述服务器或HIS的储存装置中的多个被检测体的被检测体信息和各种摄象条件中，读取与所述被检测体ID相对应的被检测体信息和进行该被检测体150的X射线图象诊断用的各种摄象条件，将其保存在储存电路中，并显示在操作部9的显示面板上。

操作者对显示在显示面板上的上述信息实施确认，并根据需要实施修正。对与所述被检测体相对应的参考图象数据和透视图象数据预先设置摄象所需要的多个摄象方向(图4中的步骤S1)。

图5表示的是这时测定的摄象方向，比如说最初设定条件“A-1”中的摄象方向预先设置为LAO方向为15度、CRA方向为0度，第二设定条件“A-2”中的摄象方向预先设置为LAO方向为15度、CRA方向为15度。类似的，对第三设定条件“A-3”至第N设定条件“A-N”中的摄象方向实施设定，并且将与这些摄象方向相关的数据保存在***控制部10的储存电路中。

在对上述摄象条件的设定结束时，操作者通过操作部9，输入生成参考图象数据的摄象开始指令，通过将该摄象开始指令信号提供给***控制部10，开始参考图象数据的生成(图4中的步骤S2)。

***控制部10将保存在储存电路中的最初设定条件“A-1”(n＝1)的摄象方向信息供给至C型臂顶板移动机械组件控制部33。在另一方面，C型臂顶板移动机械组件控制部33依据由***控制部10供给出的与上述摄象方向相对应的C型臂5的转动角度，将驱动信号供给至C型臂转动移动机械组件31。对C型臂的倾斜角度实施设定，使得设置在该C型臂5处的X射线产生部1和X射线检测部2的摄象方向取LAO方向为15度、CRA方向为0度(图4中的步骤S3)。

随后，通过预先***至被检测体150的鼠蹊部静脉处的插管注入造影剂。对于这种场合下造影剂的注入，可以由操作者自己在对C型臂倾斜角度的设定结束实施确认之后进行，也可以在接收到由***控制部10给出的造影剂注入的指示信号后由造影剂注入器自动进行(图4中的步骤S4)。

***控制部10将与所注入的造影剂到达冠状动脉预定区域处的定时相吻合的X射线摄象用驱动信号供给至X射线控制部41。X射线控制部41依据已经设定的X射线照射条件，对高电压产生器42实施控制，将高电压施加在X射线管15上，X射线管15通过X射线束流器16向被检测体150照射出脉冲X射线。透射过被检测体150的X射线，由设置在被检测体150后方的平面检测器21实施检测。

平面检测器21如图2所示，由沿线方向和列方向二维配置的检测元件51构成，检测元件51接收透射过被检测体150的X射线实施信号，将与该X射线照射强度成比例的信号电荷，储存在检测元件51的电荷储存电容器53中。当X射线照射结束时，由***控制部10把时钟脉冲信号供给至栅极驱动器22，后者向平面检测器21供给出驱动脉冲信号，沿列方向依次读取储存在检测元件51的电荷储存电容器53中的沿线方向的信号电荷。

随后，所读取出的信号电荷由投影数据生成部13的电荷电压变换器23变换成电压，进而由A/D变换器24变换为数字信号，作为投影数据暂时保存在并行串行变换器25的储存器中。***控制部10以线为单位，对所保存的投影数据按串行方式实施依次读取，并作为二维投影数据保存在图象数据储存电路72中。

在另一方面，图象运算电路71读出保存在图象数据储存电路72中的二维投影数据，根据需要进行诸如轮廓强调和色彩变更等的图象处理，生成对比图图象数据，并且将所生成的对比图图象数据作为参考图象数据保存在图象数据储存电路72中(图4中的步骤S5)。

而且，在上述参考图象数据的生成过程中，所注入的造影剂在短时间里会从摄象区域流出，而难以使造影剂同时充满摄象区域的整个血管中。因此，可以相对有造影剂流经的血管沿同一摄象方向按一定时间间隔进行多次X射线摄象，以生成出多个对比图图象数据，并通过通过这些对比图图象数据实施加法平均或对象素值具有比较大的值的造影剂部分实施合成，对血管图象实施连续地显示。

在通过C型臂5的最初设定条件“A-1”生成参考图象数据的作业结束之后，按照相同的方式在第二设定条件“A-2”(n＝2)至第N设定条件“A-N”(n＝N)下生成参考图象数据，并保存在图象数据储存电路72中(图4中的步骤S3和步骤S6)，随后结束对参图象数据的生成和保存作业(图4中的步骤S7)。

随后，操作者在对通过操作部9已经设定的透视图象数据用摄象条件实施确认之后，由例如图5所示的设定条件中，选择出生成透视图象数据用的一个或多个摄象方向，也可以任意地输入和设定LAO方向角度和CRA方向角度(图6中的步骤S11)。

接着，操作者将从被检测体150的鼠蹊部血管***的导管的前端部推进至冠状动脉附近，并且通过操作部9输入用于生成透视图象数据和透视负载图图象数据的摄象开始指令(图6中的步骤S12)。

依据上述指令信号，与摄象方向相关的设定条件(比如说设定条件“A-1”)通过***控制部10，从操作部9输出至C型臂顶板移动机械组件控制部33，后者依据与上述摄象方向相对应的C型臂5的转动角度，将驱动信号供给至C型臂转动移动机械组件31，对C型臂的倾斜角度实施设定使得摄象方向取LAO方向为15度、CRA方向为15度(图6中的步骤S13)。而且，***控制部10在按照上述方式设定的摄象方向上进行投影图象数据的收集，生成透视图象数据，但这些作业过程与上述的参考图象数据的场合相同，所以在此省略了相应的详细说明。

通过上述作业，图象运算电路71生成所需要摄象方向上的透视图象数据(图6中的步骤S14)，并且从已经保存在图象数据储存电路72中的多个参考图象数据中，对与所述透视图象数据的摄象方向最近的摄象方向上获得的参考图象数据实施选择和读取(图6中的步骤S15)。通过对所选择出的参考图象数据和所述透视图象数据实施合成，生成出透视负载图图象数据，并保存在图象数据储存电路72中(图6中的步骤S16)。

在另一方面，***控制部10对保存在图象数据储存电路72中的X射线图象数据实施读取，并显示在显示部8的监视器83。换句话说就是，***控制部10对保存在图象数据储存电路72中的透视负载图图象数据实施读取，在通过显示部8的显示用数据生成电路81，对与该透视负载图图象数据相关的文字和数值等的附带信息实施合成之后，供给至变换电路82。变换电路82将进行过D/A变换和TV格式变换的透视负载图图象数据，显示在监视器83上(图6中的步骤S17)。

操作者通过一边推进导管一边重复图6中的步骤S14至步骤S17所述的操作，将所需要摄象方向的透视负载图图象数据实时地显示在显示部8的监视器83上。

图7为表示在本实施例中获得的参考图象数据51和透视图象数据52、对该参考图象数据51和透视图象数据52实施合成获得的透视负载图图象数据53的模型图。即参考图象数据51主要由软组织部61和注入有造影剂的血管62的图象数据构成。透视图象数据52由软组织部61和导向线63的图象数据构成，不具有造影剂的血管的图象数据包含在软组织部61的图象数据中。而且，在上述图象数据中，通过暗色对诸如注入有造影剂的血管和导向线的对X射线的吸收量比较大的部分(比较大的象素值)实施显示。

在另一方面，在由透视图象数据减去参考图象数据(减法运算)获得的透视负载图图象数据53中，可以对参考图象数据51的血管和透视图象数据52的导向线63实施重叠显示。换句话说就是，操作者根据透视负载图图象数据，一边对血管行进和导向线前端部位置实施确认，一边进行导向线的***作业。

图8为表示参考图象数据、透视图象数据和透视负载图图象数据的软组织部61、造影剂注入时的血管62、导向线63的图象数据中的象素明暗(象素值)的模型图。该图所示的参考图象数据和透视图象数据在白色(透射率为100％)取为0、黑色(透射率为0％)取为255的场合，如果设软组织部和不存在有造影剂的血管的象素值为30，注入有造影剂的血管的象素值为230，导向线的象素值为150，则从透视图象数据减去参考图象数据获得的透视负载图图象数据中，软组织部的象素值为0，造影剂注入后的血管的象素值为-200，导向线的象素值为-80。在此，通过将象素值0再次设定为黑色、将象素值-255再次设定为白色，可以对导向线、血管和软组织部实施区分明确的显示。

采用这种方式，观察显示在显示部8的监视器83上的透视负载图图象，在需要沿其它摄象方向的透视负载图图象的场合(图6中的步骤S18)，操作者通过操作部9来变更透视图象数据用的摄象方向。在新设定的摄象方向，重复进行上述作业(图6中的步骤S14至步骤S17)，将沿变更后的摄象方向获得的透视负载图图象数据显示在显示部8的监视器83上。

另一方面，如果由显示在显示部8上的透视负载图图象数据中获得足够的信息，则通过导管实施治疗。然后，通过再次实施上述作业，对沿一个和多个摄象方向的透视图象数据或透视负载图图象数据实施生成和显示，对治疗结果实施确认，并结束X射线摄象(图6中的步骤S19)。

(变形实例)

下面参考图1和图9，对本实施例的变形实例进行说明。

上述第一实施例是对以对被检测体注入造影剂后获得的对比图图象数据作为参考图象数据的场合进行说明的，本变形实例是对将DSA图象数据用于参考图象的场合进行说明的。

图9为表示作为参考图象数据的DSA图象数据的生成方式的流程图，与图4所示的步骤相同的步骤用相同的参考标号表示，并且省略了对它们的详细说明。

换句话说就是，与第一实施例相同，输入与被检测体150相关的被检测体信息，设定摄象方向(图9中的步骤S1)，随后通过操作部9输入生成参考图象数据用的摄象开始指令(图9中的步骤S2)。接收到该指令信号的***控制部10将摄象方向的设定条件供给至C型臂顶板移动机械组件控制部33，C型臂顶板移动机械组件控制部33依据如图5所示的最初设定条件“A-1”(n＝1)，驱动C型臂5，并对C型臂的倾斜角度实施设定以使X射线产生部1和X射线检测部2的摄象方向取LAO方向为15度、CRA方向为0度(图9中的步骤S3)。

随后，***控制部10将摄象开始的触发信号供给至X射线控制部41，X射线控制部41对高电压产生器42实施控制，将高电压施加在X射线管15上，对被检测体实施X射线照射。透射过被检测体150的X射线由平面检测器21实施检测。

依据所检测出的X射线，投影数据生成部13和***控制部10生成二维投影数据。

图象运算电路71对保存在图象数据储存电路72中的二维投影数据实施读取，进行所需要的图象处理，生成出掩蔽图图象数据，并且将所生成出的掩蔽图图象数据保存在图象数据储存电路72中(图9中的步骤S41)。

通过预先***至被检测体150的鼠蹊部静脉处的导管，注入造影剂(图9中的步骤S42)。图象运算电路71通过与上述掩蔽图图象数据的收集方式相同的方式，生成沿同一摄象方向的注入造影剂后的对比图图象数据(图9中的步骤S43)。随后，对保存在图象数据储存电路72中的掩蔽图图象数据实施读取，通过从所述对比图图象数据减去该掩蔽图图象数据(减法运算)，生成DSA图象数据，并且将所获得的DSA图象数据作为参考图象数据，保存在图象数据储存电路72的参考图象数据储存区域中(图9中的步骤S44)。

在通过C型臂5的最初设定条件“A-1”实施参考图象数据生成的作业结束之后，按照相同的方式在第二设定条件“A-2”(n＝2)至第N设定条件“A-N”(n＝N)下生成参考图象数据，并保存在图象数据储存电路72的透视图象数据储存区域中(图9中的步骤S3至步骤S6)，随后结束参考图象数据的生成(图9中的步骤S7)。

而且，上述实施例中的掩蔽图图象数据的生成作业，可以在将造影剂注入至被检测体150之前进行，也可以在所注入的造影剂充分流出之后进行。

如果采用如上所述的本发明第一实施例和其变形实例，在对透视负载图图象数据实施显示时，即使透视图象数据用的摄象方向产生变更，也可以从预先保存的多幅参考图象数据中，选择并利用与变更后的摄象方向相同的摄象方向的参考图象数据。因此，可以连续地对治疗部位实施观察和治疗，容易地进行导管操作，从而可以大幅度提高诊断和治疗过程中的安全性和效率。

【实施例2】

下面参考图10至图12，对本发明第二实施例进行说明。该第二实施例与上述第一实施例间的区别在于，在参考图象数据的生成过程中，一边针对一次造影剂的注入大体连续地变更摄象方向，一边生成多幅参考图象数据。

(装置的构成)

图10为表示作为第二实施例的X射线图象诊断装置的整体构成形式的方框图。与如图1所示的第一实施例中的组件具有相同功能的组件，用相同的参考标号表示，并省略了对它们的详细说明。

该方框图与图1间的区别在于，在机械部3中还设置有对C型臂5的转动角度和顶板17的移动位置实施检测用的位置角度检测电路34。

另一方面，图象运算电路71通过***控制部10，对与位置角度检测电路34检测出的转动角度相对应的摄象方向信息实施接收，并且根据在该摄象方向上摄象获得的透视图象数据、从预先保存的多幅参考图象数据中选择出的沿同一摄象方向的参考图象数据，生成透视负载图图象数据。

(透视负载图图象数据的生成方式)

下面参考图10至图12，对作为本实施例的X射线图象诊断装置100中的透视负载图图象数据的生成方式和装置运行状况进行说明。

首先，操作考通过操作部9输入患者信息，设定各种摄象条件(图11中的步骤S31)，在通过预先***至被检测体150的鼠蹊部血管处的插管注入造影剂后(图11中的步骤S32)，输入用于生成参考图象数据的摄象开始指令(图11中的步骤S33)。

接收到这些指令信号的***控制部10，通过机械部3的C型臂顶板移动机械组件控制部33将控制信号传送至C型臂转动移动机械组件31，在将C型臂的倾斜角度设定为预定的初期角度之后，在Δθ步长下沿RAO-LAO方向或CRA-CAU方向实施依次转动，同时进行X射线摄象。

换句话说就是，与上述第一实施例相同，***控制部10在将C型臂5的初期角度设定为θ0之后(图11中的步骤S34)，由机械部3中的位置角度检测电路34对C型臂5的初期角度θ0实施检测，将沿与该初期角度θ0相对应的初期摄象方向上的数据，作为与如后所述的参考图象数据相对应的附带信息保存在图象数据储存电路72中(图11中的步骤S35)。

另一方面，***控制部10将摄象开始用的触发信号供给至高电压产生部4处的X射线控制部41，X射线控制部41对高电压产生器42实施控制，将高电压施加在X射线产生部1的X射线管15上，对被检测体实施X射线照射。透射过被检测体150的X射线，由X射线检测部2的平面检测器21实施检测。

通过栅极驱动器22依次读出与透射过被检测体150的X射线的强度成比例地储存在平面检测器21处的电荷，并通过如图1所示的投影数据生成部13的电荷电压变换器23，将电荷变换为电压。而且，在通过A/D变换器24变换为数字信号之后，将其作为投影数据暂时保存在并行串行变换器25的储存器中。随后，***控制部10对所保存的投影数据以线为单位实施串行读取，并保存在图象运算储存部7的图象数据储存电路72的投影数据储存区域中。

接着，图象运算储存部7的图象运算电路71对保存在图象数据据储存电路72中的二维投影数据实施读取，生成参考图象数据，并和所述初期摄象方向相关的数据一并保存在图象数据储存电路72的参考图象数据储存区域中(图11中的步骤S36)。

类似的，一边使C型臂5在Δθ步长下，由θ+Δθ至θ+(M-1)Δθ依次转动，一边生成参考图象数据，并且将所获得的参考图象数据和与上述转动角度相对应的摄象方向数据，保存在图象数据储存电路72的参考图象数据储存区域中(图11中的步骤S34至步骤S37)，并结束参考图象数据用的X射线摄象作业(图11中的步骤S38)。

操作者将从被检测体150的鼠蹊部血管***的导管的前端部，推进至冠状动脉附近，并且通过操作部9输入用于生成透视图象数据和透视负载图图象数据的摄象开始指令实施输入(图12中的步骤S41)。

随后，操作者为了沿所需要的摄象方向获取透视图象数据而对C型臂5实施转动，设定为与所述摄象方向相对应的转动角度(图12中的步骤S42)。而且，生成该转动角度上的投影图象数据和透视图象数据(图12中的步骤S43)。

另一方面，机械部3的位置角度检测电路34对这时的C型臂5的转动角度实施检测，对与该转动角度相对应的摄象方向实施计算(图12中的步骤S44)。图象运算电路71由图象数据储存电路72中，对与计算出的摄象方向相同的摄象方向的参考图象数据实施选择和读取(图12中的步骤S45)，利用所读取出的参考图象数据和所述透视图象数据生成透视负载图图象数据(图12中的步骤S46)。随后，在将所获得的透视负载图图象数据暂时保存在图象数据储存电路72的透视负载图图象数据储存区域中之后，将其显示在显示部8的监视器83上(图12中的步骤S47)。

操作者通过一边推进导管，一边重复进行如图12的步骤S43至步骤S47所示的操作，将沿所希望的摄象方向上的透视负载图图象数据实时显示在显示部8的监视器83上。

操作者对显示在显示部8的监视器83上的透视负载图图象数据实施观察，在需要变更摄象方向的场合(图12中的步骤S48)，通过操作部9使C型臂5转动到所希望的方向，变更摄象方向。沿新设定的摄象方向重复进行上述作业(图12中的步骤S42至步骤S47)，对沿变更后的摄象方向获得的透视负载图图象数据实施实时显示。

另一方面，如果从显示在显示部8上的透视负载图图象数据中获得足够的信息，则对通过导管进行的治疗结果实施确认，并结束X射线摄象(图12中的步骤S49)。

如果采用如上所述的本发明的第二实施例，在对透视负载图图象数据实施显示时，即使透视图象数据用的摄象方向变更至任意方向，也可以从预先保存的多幅参考图象数据中，选择并利用与变更后的摄象方向相同的摄象方向的参考图象数据。因此，可以连续地对治疗部位实施观察和治疗，从而可以大幅度提高诊断和治疗过程中的安全性和效率。

而且，如果采用本实施例，可以通过一次造影剂注入过程获得多幅参考图象数据，所以可以对参考图象数据生成的生成时间实施缩短，降低对被检测体产生侵袭的可能性。而且，可以沿转动方向连续地获得所述参考图象数据，所以能够高精度地进行与透视图象数据间的合成显示或并列显示。

而且，本实施例也可以与第一实施例相同，作为参考图象数据使用DSA图象数据(即所谓的转动DSA图象数据)。

对于作为透视负载图图象数据采用透视减法图象数据的场合，还可以采用能够对该透视负载图图象数据中的造影剂流动状况实施推定的下述新方法。该方法如图13所示。首先，找到位于显示出的透视负载图图象数据中的导管的最后尾部110。这种方法着眼于使导管形状位于图象上呈矩形的稳定部分，设定某图象上的一点。该一点位于血管的内侧。随后，利用区域生长法，从该点获取出血管壁部分和非血管壁部分间的像素值差，进而获得血管整体影象111。

由所获取到的血管整体影象111中寻找出导管的前端部112。通过采用白色描绘透视负载图图象数据中的导管的方式，求解出其前端部的坐标。

当导管朝向血管末端方向移动时，首先使所获取到的血管影象象素产生白黑反转，随后该移动方向实施左右对称的线形滤波并显示。另外设定适用的距离、适用的速度、适用的间隔，并依据条件实施线形滤波。在线形滤波相对血管的末端方向随时间流逝产生变化时，可以使血管影象的像素值随时间的变化产生变化(黑色→白色)。这与假想地将造影剂注入体内时产生的状态相同。适用的间隔在间断的情况下，与通过手术者的手少量注入造影剂时的感觉相同，所以即使未注入实际造影剂，也可以始终对血管的行走状态实施确认。

上面对本发明的实施例进行了说明，然而本发明并不仅限于上述实施例，还可以通过变形方式实施。如果举例来说，上述实施例中的参考图象数据，是以沿摄象方向不同的多幅二维图象数据构成的场合为例进行说明的，然而也可以依据对由被检测体周围获得的投影数据实施再构成处理所获得的三维体积数据实施生成处理。对于这种场合的参考图象数据，可以通过对沿透视图象数据摄象方向大体相同的方向上的所述体积数据实施投影的方式，实施生成处理。

而且，上述实施例中是设C型臂为一个的场合为例进行说明的，然而本发明对于组合使用两个C型臂的场合也是适用的。对于这种场合，还可以分别对两个C型臂进行摄象方向的设定作业。

另一方面，透视负载图图象数据的生成中进行的参考图象数据和透视图象数据的合成处理，也并不仅限于上述的差分方法，还可以采用诸如加法运算等其它合成方法。

而且，在图5中对C型臂的转动角度进行了设定，也可以取从平面检测器至被检测体间的距离和摄象范围的大小作为参数实施设定。在此，是以采用平面检测器作为X射线检测部的场合为例进行说明的，然而还可以采用使用X射线I.I.和X射线视频摄象机的构成方式。

Claims (18)

1.一种X射线图象诊断装置，其特征在于具有：

用于对被检测体照射X射线的X射线产生装置；

对由该X射线产生装置照射出的X射线实施检测的X射线检测装置；

针对注入造影剂后的所述被检测体，根据由多个摄象方向获得的X射线投影数据，生成多幅参考图象数据的参考图象数据生成装置；

针对所述被检测体根据由所需要摄象方向获得的X射线投影数据，生成透视图象数据的透视图象数据生成装置；以及

利用所述透视图象数据和沿与该透视图象数据的所述摄象方向大体相同的摄象方向获得的参考图象数据，生成透视负载图图象数据的透视负载图图象数据生成装置。

2.如权利要求1所述的X射线图象诊断装置，其特征在于还进一步具有用于设定所述参考图象数据生成时的所述多个摄象方向的摄象方向设定装置。

3.如权利要求2所述的X射线图象诊断装置，其特征在于所述摄象方向设定装置在X射线摄象条件的初期设定过程中，对所述参考图象数据设定多个摄象方向。

4.如权利要求2所述的X射线图象诊断装置，其特征在于所述摄象方向设定装置对所述被检测体的第二斜向方向LAO-第一斜向方向RAO或头部方向CRA-尾部方向CAU中的至少一个，预先设定多个摄象方向。

5.如权利要求2所述的X射线图象诊断装置，其特征在于所述摄象方向设定装置从预先设定的与所述参考图象数据对应的多个摄象方向中，选择和设定与所述透视图象数据对应的摄象方向。

6.如权利要求2所述的X射线图象诊断装置，其特征在于所述摄象方向设定装置通过将搭载所述X射线产生装置和所述X射线检测装置的支持装置沿预定方向转动预定角度，来设定摄象方向。

7.如权利要求1所述的X射线图象诊断装置，其特征在于所述参考图象数据生成装置依据对未注入造影剂的所述被检测体实施X射线摄象获得的掩蔽图图象数据、对注入有造影剂的所述被检测体实施X射线摄象获得的对比图图象数据，作为参考图象数据生成数字减法血管造影DSA图象数据。

8.如权利要求1所述的X射线图象诊断装置，其特征在于还进一步具有对所述透视图象数据和所述透视负载图图象数据实施并列配置或合成并实施显示的显示装置。

9.如权利要求1所述的X射线图象诊断装置，其特征在于所述透视负载图图象数据生成装置通过对所述参考图象数据和所述透视图象数据实施减法处理，生成透视负载图图象数据。

10.一种X射线图象诊断装置的图象数据生成方法，其特征在于具有：

针对注入造影剂后的所述被检测体，根据由多个摄象方向获得的X射线投影数据，生成多幅参考图象数据的步骤；

针对所述被检测体，根据由所需要的摄象方向获得的X射线投影数据，生成透视图象数据的步骤；

利用所述透视图象数据和沿与该透视图象数据的所述摄象方向大体相同的摄象方向获得的参考图象数据，生成透视负载图图象数据的步骤。

11.如权利要求10所述的X射线图象诊断装置的图象数据生成方法，其特征在于还进一步具有设定所述参考图象数据生成时的所述多个摄象方向的步骤。

12.如权利要求11所述的X射线图象诊断装置的图象数据生成方法，其特征在于所述设定摄象方向的步骤在X射线摄象条件的初期设定过程中，对所述参考图象数据设定多个摄象方向。

13.如权利要求11所述的X射线图象诊断装置用的图象数据生成方法，其特征在于所述设定摄象方向的步骤对所述被检测体的第二斜向方向LAO-第一斜向方向RAO或头部方向CRA-尾部方向CAU中的至少一个，预先设定多个摄象方向。

14.如权利要求11所述的X射线图象诊断装置用的图象数据生成方法，其特征在于所述设定摄象方向的步骤从预先设定的与所述参考图象数据对应的多个摄象方向中，选择和设定与所述透视图象数据对应的摄象方向。

15.如权利要求11所述的X射线图象诊断装置的图象数据生成方法，其特征在于所述设定摄象方向的步骤通过将搭载所述X射线产生装置和所述X射线检测装置的支持装置沿预定方向转动预定角度，来设定摄象方向。

16.如权利要求10所述的X射线图象诊断装置的图象数据生成方法，其特征在于所述生成参考图象数据的步骤依据对未注入造影剂的所述被检测体实施X射线摄象获得的掩蔽图图象数据、对注入有造影剂的所述被检测体实施X射线摄象获得的对比图图象数据，作为参考图象数据生成数字减法血管造影DSA图象数据。

17.如权利要求10所述的X射线图象诊断装置的图象数据生成方法，其特征在于还进一步具有对所述透视图象数据和所述透视负载图图象数据实施并列配置或合成并实施显示的步骤。

18.如权利要求10所述的X射线图象诊断装置的图象数据生成方法，其特征在于所述生成透视负载图图象数据的步骤通过对所述参考图象数据和所述透视图象数据实施减法处理，生成透视负载图图象数据。

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