JP3615600B2 - 画像診断装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像生成表示方法および画像診断装置に関し、さらに詳しくは、対象部位中の関心領域の局部画像をリアルタイムに且つ高画質に生成・表示できると共に対象部位中における関心領域の位置を明確に視認できるようにした画像生成表示方法およびＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、従来のＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置における画像生成表示処理の一例を示すフローチャートである。
ステップＢ１では、被検体を走査して対象部位（例えば腹部）の断層像を生成するのに必要なデータを収集する。
ステップＢ２では、前記データに基づいて前記対象部位の断層像を生成し表示する。
ステップＢ３では、動作を終了する指示があるか否かを判定する。動作を終了する指示があったなら動作を終了する。動作を終了する指示がないなら上記ステップＢ１に戻る。
上記画像生成表示処理では、リアルタイムに画像を生成・表示するため、ビュー数を少なくしたり（例えば通常は１０００ビューであるのを５００ビューにする），画像を再構成するマトリクスサイズを小さくしている（例えば通常は５１２×５１２であるのを２５６×２５６にする）。
【０００３】
図１０の（ａ）〜（ｄ）は、図９の画像生成表示処理により生成・表示された断層像の例である。
図１０の（ａ）は、腹部の断層像Ｕである。ｔは生検のための穿刺部位である。操作者が被検体に穿刺を開始すると、図１０の（ｂ）に示すように、断層像Ｕ中に穿刺針ｎが表示される。そこで、操作者は、図１０の（ｃ），（ｄ）に示すように、断層像Ｕ上で穿刺針ｎの位置と穿刺部位ｔの位置とを確認しながら、穿刺を進めることが出来る。
【０００４】
図１１は、従来のＸ線ＣＴ装置における画像生成表示処理の他の例を示すフローチャートである。
ステップＶ１では、対象部位を走査して、断層像用のデータを収集する。
ステップＶ２では、前記断層像用のデータに基づいて断層像を生成し、レファレンス画像として表示する。図１２にレファレンス画像Ｐを例示する。ｔは穿刺部位である。
ステップＶ３では、操作者が、図１２の（ｂ）に示すように、レファレンス画像Ｐ上で関心領域Ｒを指定する。
ステップＶ４では、対象部位を走査し、局部画像（前記関心領域Ｒのみの画像）用のデータを収集する。
ステップＶ５’では、前記局部画像用のデータに基づいて局部画像を生成し、表示する。
ステップＶ８’では、動作を終了する指示があるか否かを判定する。動作を終了する指示があったなら動作を終了する。動作を終了する指示がないなら上記ステップＶ４に戻る。
上記画像生成表示処理では、関心領域Ｒのみの画像再構成で足るため、ビュー数を少なくしたり，画像を再構成するマトリクスサイズを小さくしたりせずに、リアルタイム性を確保できる。従って、リアルタイムに且つ高画質に局部画像を生成し、表示することが出来る。
【０００５】
図１３の（ａ）〜（ｄ）は、図１１の画像生成表示処理により生成・表示された局部画像の例である。
Ｑは、腹部の一部に指定した関心領域の局部画像である。ｔは穿刺部位、ｎは穿刺針である。操作者は、図１３の（ａ）〜（ｄ）に示すように、局部画像Ｑ上で穿刺針ｎの位置と穿刺部位ｔの位置とを確認しながら、穿刺を進めることが出来る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図９に示す画像生成表示処理では、リアルタイム性を確保するため、ビュー数を少なくしたり，マトリクスサイズを小さくしている。しかし、ビュー数を少なくしたり，マトリクスサイズを小さくすると、分解能が低下し、画質が悪くなる問題点がある（画像がぼけたようになる）。
一方、図１１に示す画像生成表示処理では、リアルタイム性と高画質とを確保するため、関心領域のみに限定した局部画像を生成・表示している。しかし、関心領域のみに限定した局部画像では、対象部位中における当該局部画像の位置を視認できず、全体的な位置関係の把握に混乱を生じやすい問題点がある。
そこで、この発明の目的は、関心領域の局部画像を高速に且つ高画質に生成・表示できると共に、対象部位中における関心領域の位置を明確に視認できるようにした画像生成表示方法およびＸ線ＣＴ装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、この発明は、被検体を走査して対象部位の断層像を生成するのに必要なデータを収集し前記対象部位中に含まれる少なくとも１つの関心領域の局部画像を前記データに基づいて生成し表示することを繰り返す画像生成表示方法において、前記データに基づいて前記対象部位の断層像を生成することを１回だけ若しくは前記局部画像の生成の複数回に１回行い、最新に生成した前記局部画像を最新に生成した前記断層像中に嵌め込んで合成画像を生成し表示することを特徴とする画像生成表示方法を提供する。
上記第１の観点による画像生成表示方法では、対象部位の断層像の生成を１回だけ若しくは局部画像の生成の複数回に１回だけとしたため、演算処理の負担は小さく、合成画像を生成してもリアルタイム性が損なわれることはない。また、局部画像は、関心領域のみの画像生成で足るため、ビュー数を少なくしたり，画像を生成するマトリクスサイズを小さくしたりすることなく、リアルタイム性を確保できる。従って、高画質な合成画像をリアルタイムに生成し、表示することが出来る。そして、前記関心領域の局部画像を単独に表示するのではなく、前記対象部位の断層像中に嵌め込んだ合成画像を表示するため、対象部位中における関心領域の位置を明確に視認できる。このため、全体的な位置関係の把握に混乱を生じることを防止できる。
【０００８】
第２の観点では、この発明は、被検体を走査して対象部位の断層像を生成するのに必要なデータの収集を繰り返すデータ収集手段と、前記データに基づいて前記対象部位の断層像を生成することを１回だけ若しくは前記対象部位中に含まれる少なくとも１つの関心領域の局部画像の生成の複数回に１回行う断層像生成手段と、最初に生成した断層像をレファレンス画像として表示するレファレンス画像表示手段と、前記表示したレファレンス画像上で前記対象部位中に含まれる少なくとも１つの関心領域を指定するための関心領域指定手段と、前記データに基づいて前記指定された関心領域のみの局部画像を生成することを前記データの収集毎に繰り返す局部画像生成手段と、最新に生成された前記局部画像を最新に生成された前記断層像中に嵌め込むと共に嵌め込み境界付近で平滑化処理を行って合成画像を生成する合成画像生成手段と、前記合成画像を表示する合成画像表示手段とを具備したことを特徴とする画像診断装置を提供する。
上記第２の観点による画像診断装置では、対象部位の断層像の生成を１回だけ若しくは局部画像の生成の複数回に１回だけとしたため、演算処理の負担は小さく、合成画像を生成してもリアルタイム性が損なわれることはない。また、局部画像は、関心領域のみの画像生成で足るため、ビュー数を少なくしたり，画像を生成するマトリクスサイズを小さくしたりすることなく、リアルタイム性を確保できる。従って、高画質な合成画像をリアルタイムに生成し、表示することが出来る。そして、前記関心領域の局部画像を単独に表示するのではなく、前記対象部位の断層像中に嵌め込んだ合成画像を表示するため、対象部位中における関心領域の位置を明確に視認できる。このため、全体的な位置関係の把握に混乱を生じることを防止できる。
【０００９】
第３の観点では、この発明は、被検体を走査して対象部位の断層像を生成するのに必要なデータの収集を繰り返すデータ収集手段と、前記データに基づいて前記対象部位の断層像を生成することを１回だけ若しくは前記局部画像の生成の複数回に１回行う断層像生成手段と、最初に生成した断層像をレファレンス画像として表示するレファレンス画像表示手段と、前記表示したレファレンス画像上で前記対象部位中に含まれる少なくとも１つの関心領域を指定するための関心領域指定手段と、前記データに基づいて前記指定された関心領域のみの局部画像を生成することを前記データの収集毎に繰り返す局部画像生成手段と、最新に生成された前記局部画像を最新に生成された前記断層像中に嵌め込んで合成画像を生成する合成画像生成手段と、前記合成画像を表示する合成画像表示手段とを具備したことを特徴とする画像診断装置を提供する。
上記第３の観点による画像診断装置では、対象部位の断層像の生成を１回だけ若しくは局部画像の生成の複数回に１回だけとしたため、演算処理の負担は小さく、合成画像を生成してもリアルタイム性が損なわれることはない。また、局部画像は、関心領域のみの画像生成で足るため、ビュー数を少なくしたり，画像を生成するマトリクスサイズを小さくしたりすることなく、リアルタイム性を確保できる。従って、高画質な合成画像をリアルタイムに生成し、表示することが出来る。そして、前記関心領域の局部画像を単独に表示するのではなく、前記対象部位の断層像中に嵌め込んだ合成画像を表示するため、対象部位中における関心領域の位置を明確に視認できる。このため、全体的な位置関係の把握に混乱を生じることを防止できる。
なお、局部画像はリアルタイムに変化し、断層像は変化しないか若しくは間欠的に変化するため、嵌め込み境界が不自然になりやすい。ところが、上記第３の観点による画像診断装置では、嵌め込み境界付近で平滑化処理を行うため、嵌め込み境界も自然に見えるようになり、操作者に不快感を与えない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図に示すこの発明の実施形態に基づいてこの発明をさらに詳しく説明する。なお、これによりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
図１は、この発明の一実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置１００のブロック図である。
このＸ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール１と、撮影テーブル１０と、走査ガントリ２０とを具備している。
前記操作コンソール１は、操作者の指示や情報などを受け付ける入力装置２と、データ収集処理や画像再構成処理などを実行する中央処理装置３と、制御信号などを撮影テーブル１０や走査ガントリ２０へ出力する制御インタフェース４と、走査ガントリ２０で取得したデータを収集するデータ収集バッファ５と、レファレンス画像や合成画像などを表示するＣＲＴ６と、各種のデータやプログラムを記憶する記憶装置７とを具備している。
前記撮影テーブル１０は、被検体を乗せて体軸方向に移動させる。
前記走査ガントリ２０は、Ｘ線管２１と、コリメータ２２と、検出器２３と、被検体の体軸の回りにＸ線管２１や検出器２３などを回転させる回転コントローラ２４と、Ｘ線照射のタイミングや強度を調整するＸ線コントローラ２５と、データ収集部２６とを具備している。
【００１２】
図２は、Ｘ線ＣＴ装置１００における画像生成表示処理を示すフローチャートである。
ステップＶ１では、対象部位を走査して、断層像用のデータを収集する。
ステップＶ２では、前記断層像用のデータに基づいて断層像を生成し、レファレンス画像として表示する。図３に断層像（レファレンス画像）Ｐを例示する。ｔは穿刺部位である。
ステップＶ３では、操作者が、図３の（ｂ）に示すように、断層像（レファレンス画像）Ｐ上で関心領域Ｒを指定する。
【００１３】
ステップＶ４では、対象部位を走査し、局部画像用のデータを収集する。
ステップＶ５では、前記局部画像用のデータに基づいて、図４の（ａ）に示すように、局部画像Ｑを生成する。
ステップＶ６では、図４の（ｂ）に示すように、前記局部画像Ｑを前記断層像Ｐ中に嵌め込み、その境界近傍に例えばメディアンフィルタ処理を施したり，フェザリング（ｆｅａｔｈｅｒｉｎｇ）処理を１次元的または２次元的に施して平滑化し、合成画像Ｐ’を生成する。そして、合成画像Ｐ’を表示する。
ステップＶ７では、前記合成画像Ｐ’中の局部画像Ｑに基づいて計測を行う。例えば、図３の（ｂ）に示すレファレンス画面Ｐで穿刺部位ｔを指定しておくと、図４の（ｂ）に示す局部画像Ｑ中に穿刺針ｎが現れたとき、その穿刺針ｎから穿刺部位ｔまでの距離ｄを計測し、表示する。
ステップＶ８では、動作を終了する指示があるか否かを判定する。動作を終了する指示があったなら動作を終了する。動作を終了する指示がないならステップＶ９へ進む。
【００１４】
ステップＶ９では、断層像Ｐを更新するか否かを判定する。この判定基準は、例えば、▲１▼全く更新しない、または、▲２▼局部画像Ｑの１０回の生成ごとに１回更新する、である。前記▲１▼なら前記ステップＶ４に戻る。前記▲２▼なら１０回分のうち９回分は前記ステップＶ４に戻り、１回分はステップＶ１０へ進む。
ステップＶ１０では、対象部位を走査して断層像用のデータを収集する。
ステップＶ１１では、前記断層像用のデータに基づいて断層像を生成する。そして、前記ステップＶ４に戻る。
【００１５】
図５の（ａ）〜（ｄ）は、図２の画像生成表示処理により生成・表示された合成画像Ｐ’の例である。
操作者は、図５の（ａ）〜（ｄ）に示す合成画像Ｐ’上で穿刺針ｎの位置と穿刺部位ｔの位置とを確認し、また、全体的な位置関係を把握しながら、穿刺を進めることが出来る。
【００１６】
上記Ｘ線ＣＴ装置１００によれば、断層像Ｐの生成を１回だけ若しくは局部画像Ｑの生成の複数回に１回だけとしたため、演算処理の負担は小さく、合成画像Ｐ’を生成してもリアルタイム性が損なわれることはない。また、局部画像Ｑは、関心領域Ｒのみの画像再構成で足るため、ビュー数を少なくしたり，画像を再構成するマトリクスサイズを小さくしたりすることなく、リアルタイム性を確保できる。従って、高画質な合成画像Ｐ’をリアルタイムに生成し、表示することが出来る。そして、局部画像Ｑを断層像Ｐ中に嵌め込んだ合成画像Ｐ’を表示するため、対象部位中における関心領域の位置を明確に視認でき、全体的な位置関係を混乱なく把握できる。さらに、局部画像Ｑはリアルタイムに変化し、断層像Ｐは変化しないか若しくは間欠的に変化するため、嵌め込み境界が不自然になりやすいが、嵌め込み境界付近で平滑化を行うため、嵌め込み境界も自然に見えるようになり、操作者に不快感を与えることもない。
【００１７】
図６〜図８は、上記Ｘ線ＣＴ装置１００を用いて肝機能の診断を行う場合の説明図である。
図６の（ａ）に示すように、腹部を走査し、肝臓Ｌを含む断層像Ｐを生成し、レファレンス画像として表示する（図２のステップＶ１，Ｖ２）。
次に、図６の（ｂ）に示すように、レファレンス画像上で操作者に肝臓Ｌ中に少なくとも１つの関心領域を指定させる（図２のステップＶ３）。ここでは、複数の関心領域Ｒ１，Ｒ２を指定したものとする。
次に、造影剤を被検体に注入し、以下を繰り返す。
▲１▼腹部を走査し、図７の（ａ）に示すように、関心領域Ｒ１，Ｒ２の局部画像Ｑ１，Ｑ２を生成する（図２のステップＶ４，Ｖ５）。
▲２▼局部画像Ｑ１，Ｑ２を断層像Ｐに嵌め込み、合成画像を生成し、表示する（図２のステップＶ６）。
▲３▼局部画像Ｑ１，Ｑ２内のＣＴ値Ｃ１，Ｃ２を計測し、図８に示すように、グラフ表示する（図２のステップＶ７）。操作者は、このグラフ表示から肝機能を診断する。
【００１８】
以上の実施形態ではＸ線ＣＴ装置を例にとったが、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置や超音波診断装置などの画像診断装置にも同様にこの発明を適用することが出来る。
【００１９】
【発明の効果】
この発明の画像生成表示方法および画像診断装置によれば、高画質な画像を高速に生成・表示することが出来る。そして、対象部位中における関心領域の位置を明確に視認でき、全体的な位置関係を容易に把握できる。さらに、局部画像と断層像の嵌め込み境界付近で平滑化を行うことにより、画像が自然に見えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置のブロック図である。
【図２】図１のＸ線ＣＴ装置における画像生成表示処理のフローチャートである。
【図３】レファレンス画像と関心領域の説明図である。
【図４】局部画像と合成画像の説明図である。
【図５】穿刺時における合成画像のリアルタイム表示の例示図である。
【図６】レファレンス画像と関心領域の説明図である。
【図７】局部画像と合成画像の説明図である。
【図８】造影剤を注入した後に計測したＣＴ値の時間変化のグラフ表示の説明図である。
【図９】従来のＸ線ＣＴ装置における画像生成表示処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】穿刺時における断層像のリアルタイム表示の例示図である。
【図１１】従来のＸ線ＣＴ装置における画像生成表示処理の他の例を示すフローチャートである。
【図１２】レファレンス画像と関心領域の説明図である。
【図１３】穿刺時における胸部画像のリアルタイム表示の例示図である。
【符号の説明】
１００ Ｘ線ＣＴ装置
２ 入力装置
３ 中央処理装置
２０ 走査ガントリ
ｎ 穿刺針
Ｐ 断層像（レファレンス画像）
Ｐ’ 合成画像
Ｑ，Ｑ１，Ｑ２ 局部画像
Ｒ，Ｒ１，Ｒ２ 関心領域
ｔ 穿刺部位

Claims (2)

1. 被検体を走査して穿刺部位を含む対象部位の断層像を生成するのに必要なデータの収集を繰り返すデータ収集手段と、
   前記データに基づいて前記対象部位の断層像を生成することを１回だけ若しくは前記対象部位中に含まれる少なくとも１つの関心領域の局部画像の生成の複数回に１回行う断層像生成手段と、
   最初に生成した断層像をレファレンス画像として表示するレファレンス画像表示手段と、
   前記表示したレファレンス画像上で、前記対象部位中に含まれており穿刺針が前記穿刺部位に向かって移動する領域である前記少なくとも１つの関心領域を指定するための関心領域指定手段と、
   前記データに基づいて前記指定された関心領域のみの局部画像を生成することを前記データの収集毎に繰り返す局部画像生成手段と、
   最新に生成された前記局部画像を最新に生成された前記断層像中に嵌め込んで合成画像を生成する合成画像生成手段と、
   前記合成画像を表示する合成画像表示手段と、
   前記穿刺針から前記穿刺部位までの距離を表示する距離表示手段とを具備したことを特徴とする画像診断装置。
2. 前記合成画像生成手段は、最新に生成された前記局部画像を最新に生成された前記断層像中に嵌め込むとともに嵌め込み境界付近で平滑化処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像診断装置。

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