(57)【要約】【課題】  ３次元画像の再構成に利用する画像の選択に係わるユーザの負荷を軽減する。【解決手段】  画像選択部５は、表示部１０の第１および第２の表示領域に、被検体Ｐを第１の方向から撮像した時系列的な複数のフレームの１つ、ならびに第２の方向から撮像した時系列的な複数のフレームの１つを表示させる。画像選択部５は、第１または第２の非同期モード下での第１および第２のスライドバーの操作による第１および第２の変更指示に応じて、第１および第２の表示領域の表示フレームを変更する。画像選択部５は、同期モード下での第１または第２のスライドバーの操作による第３の変更指示に応じて、第１および第２の表示領域の表示フレームを、それらの時相の差を維持した状態でそれぞれ変更する。３次元再構成処理部６は、第１および第２の表示領域の表示フレームをそれぞれ表す２つの画像データに基づいて３次元画像を表すデータを再構成する。【選択図】      図１
2006239255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を第１の方向から撮像した時系列的な複数のフレームの１つを表示するように表示器を制御する第１の制御手段と、
前記被検体を前記第１の方向とは異なる第２の方向から撮像した時系列的な複数のフレームの１つを表示するように前記表示器またはそれとは別の表示器を制御する第２の制御手段と、
第１の変更指示に応じて、前記第１の制御手段による表示フレームを変更する第１の変更手段と、
第２の変更指示に応じて、前記第２の制御手段による表示フレームを変更する第２の変更手段と、
第３の変更指示に応じて、前記第１の制御手段による表示フレームおよび前記第２の制御手段による表示フレームを、それらの時相の差を維持した状態でそれぞれ変更する第３の変更手段と、
前記第１の制御手段による表示フレームを表す画像データと前記第２の制御手段による表示フレームを表す画像データとに基づいて３次元画像を表すデータを再構成する手段とを具備したことを特徴とする３次元画像処理装置。
【請求項２】
前記第１の変更手段および前記第２の変更手段は、前記第１の制御手段による表示フレームに対応する前記被検体の周期動の位相と前記第２の制御手段による表示フレームに対応する前記被検体の周期動の位相との差が制限範囲内になるように前記第１の制御手段および前記第２の制御手段による表示フレームを変更することを特徴とする請求項１に記載の３次元画像処理装置。
【請求項３】
前記第１の変更手段は、前記第２の制御手段による表示フレームに対応する前記被検体の周期動の位相に応じて前記制限範囲を変化させ、
前記第２の変更手段は、前記第１の制御手段による表示フレームに対応する前記被検体の周期動の位相に応じて前記制限範囲を変化さることを特徴とする請求項２に記載の３次元画像処理装置。
【請求項４】
第４の変更指示に応じて、前記第１の制御手段による表示フレームに対応する前記被検体の周期動の位相と前記第２の制御手段による表示フレームに対応する前記被検体の周期動の位相との差が制限範囲内になるように前記第１の制御手段による表示フレームを変更する第４の変更手段と、
第５の変更指示に応じて、前記第１の制御手段による表示フレームに対応する前記被検体の周期動の位相と前記第２の制御手段による表示フレームに対応する前記被検体の周期動の位相との差が前記制限範囲内になるように前記第２の制御手段による表示フレームを変更する第５の変更手段とをさらに具備したことを特徴とする請求項１に記載の３次元画像処理装置。
【請求項５】
前記第４の変更手段は、前記第２の制御手段による表示フレームに対応する前記被検体の周期動の位相に応じて前記制限範囲を変化させ、
前記第５の変更手段は、前記第１の制御手段による表示フレームに対応する前記被検体の周期動の位相に応じて前記制限範囲を変化さることを特徴とする請求項２に記載の３次元画像処理装置。
【請求項６】
被検体のＸ線投影画像を第１の方向およびこの第１の方向とは異なる第２の方向からそれぞれ時系列的な複数のフレームとして撮像する手段と、
前記第１の方向から撮像した複数のフレームの１つを表示するように表示器を制御する第１の制御手段と、
前記第２の方向から撮像した複数のフレームの１つを表示するように前記表示器またはそれとは別の表示器を制御する第２の制御手段と、
第１の変更指示に応じて、前記第１の制御手段による表示フレームを変更する第１の変更手段と、
第２の変更指示に応じて、前記第２の制御手段による表示フレームを変更する第２の変更手段と、
第３の変更指示に応じて、前記第１の制御手段による表示フレームおよび前記第２の制御手段による表示フレームを、それらの時相の差を維持した状態でそれぞれ変更する第３の変更手段と、
前記第１の制御手段による表示フレームを表す画像データと前記第２の制御手段による表示フレームを表す画像データとに基づいて３次元画像を表すデータを再構成する手段とを具備したことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項７】
コンピュータを、
被検体を第１の方向から撮像した時系列的な複数のフレームの１つを表示するように表示器を制御する第１の制御手段と、
前記被検体を前記第１の方向とは異なる第２の方向から撮像した時系列的な複数のフレームの１つを表示するように前記表示器またはそれとは別の表示器を制御する第２の制御手段と、
第１の変更指示に応じて、前記第１の制御手段による表示フレームを変更する第１の変更手段と、
第２の変更指示に応じて、前記第２の制御手段による表示フレームを変更する第２の変更手段と、
第３の変更指示に応じて、前記第１の制御手段による表示フレームおよび前記第２の制御手段による表示フレームを、それらの時相の差を維持した状態でそれぞれ変更する第３の変更手段と、
前記第１の制御手段による表示フレームを表す画像データと前記第２の制御手段による表示フレームを表す画像データとに基づいて３次元画像を表すデータを再構成する手段として機能させることを特徴とする３次元画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる２方向から被検体を撮像した画像に基づいて幾何学的に３次元画像を表すデータを再構成する３次元画像処理装置、Ｘ線診断装置および３次元画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
被検体を異なる２方向から撮像して得られた２つの投影画像のデータに基づき、これらの投影画像上にマニュアル指定される特徴点を参考にEpipolar幾何の理論により血管等を立体構築する手法は、広く知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００４−８３０４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の手法により３次元画像を表すデータを再構成する装置は従来、特徴点の他に、２つの投影画像についてもマニュアル指定に応じて決定している。すなわちユーザは、２方向のそれぞれに関して撮像された時系列的な多数のフレームのうちから、再構成に適当な関連性を持つ１つずつのフレームを選択しなければならなかった。これは、ユーザにとって、非常に大きな負荷である。
【０００４】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、３次元画像の再構成に利用する画像の選択に係わるユーザの作業を支援し、これによりユーザの負荷を軽減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の目的を達成するために本発明は、被検体を第１の方向から撮像した時系列的な複数のフレームの１つを表示するように表示器を制御する第１の制御手段と、前記被検体を前記第１の方向とは異なる第２の方向から撮像した時系列的な複数のフレームの１つを表示するように前記表示器またはそれとは別の表示器を制御する第２の制御手段と、第１の変更指示に応じて、前記第１の制御手段による表示フレームを変更する第１の変更手段と、第２の変更指示に応じて、前記第２の制御手段による表示フレームを変更する第２の変更手段と、第３の変更指示に応じて、前記第１の制御手段による表示フレームおよび前記第２の制御手段による表示フレームを、それらの時相の差を維持した状態でそれぞれ変更する第３の変更手段と、前記第１の制御手段による表示フレームを表す画像データと前記第２の制御手段による表示フレームを表す画像データとに基づいて３次元画像を表すデータを再構成する手段とを備えて３次元画像処理装置を構成した。
【０００６】
また前記目的を達成するために本発明は、被検体のＸ線投影画像を第１の方向およびこの第１の方向とは異なる第２の方向からそれぞれ時系列的な複数のフレームとして撮像する手段と、前記第１の方向から撮像した複数のフレームの１つを表示するように表示器を制御する第１の制御手段と、前記第２の方向から撮像した複数のフレームの１つを表示するように前記表示器またはそれとは別の表示器を制御する第２の制御手段と、第１の変更指示に応じて、前記第１の制御手段による表示フレームを変更する第１の変更手段と、第２の変更指示に応じて、前記第２の制御手段による表示フレームを変更する第２の変更手段と、第３の変更指示に応じて、前記第１の制御手段による表示フレームおよび前記第２の制御手段による表示フレームを、それらの時相の差を維持した状態でそれぞれ変更する第３の変更手段と、前記第１の制御手段による表示フレームを表す画像データと前記第２の制御手段による表示フレームを表す画像データとに基づいて３次元画像を表すデータを再構成する手段とを備えてＸ線診断装置を構成した。
【０００７】
また前記目的を達成するために本発明は、コンピュータを、被検体を第１の方向から撮像した時系列的な複数のフレームの１つを表示するように表示器を制御する第１の制御手段と、前記被検体を前記第１の方向とは異なる第２の方向から撮像した時系列的な複数のフレームの１つを表示するように前記表示器またはそれとは別の表示器を制御する第２の制御手段と、第１の変更指示に応じて、前記第１の制御手段による表示フレームを変更する第１の変更手段と、第２の変更指示に応じて、前記第２の制御手段による表示フレームを変更する第２の変更手段と、第３の変更指示に応じて、前記第１の制御手段による表示フレームおよび前記第２の制御手段による表示フレームを、それらの時相の差を維持した状態でそれぞれ変更する第３の変更手段と、前記第１の制御手段による表示フレームを表す画像データと前記第２の制御手段による表示フレームを表す画像データとに基づいて３次元画像を表すデータを再構成する手段として機能させるように３次元画像処理プログラムを構成した。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、３次元画像の再構成に利用する画像の選択に係わるユーザの作業を支援し、これによりユーザの負荷を軽減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。  
図１は本発明の一実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示す図である。  
図１に示すように、Ｘ線診断装置は、３次元画像処理装置１００とＸ線撮影機構２００とを有する。
【００１０】
Ｘ線撮影機構２００は、Ｘ線管球２１とＸ線検出器２２とを有する。Ｘ線管球２１は、Ｘ線検出器２２とともに、Ｃ形アーム２３にマウントされる。寝台の天板２４上の被検体Ｐは、Ｘ線管球２１とＸ線検出器２２との間に配置される。
【００１１】
図２は図１中のＸ線撮影機構２００のさらに具体的な構造を示す斜視図である。なお、図２にて図１と同一の要素には同一の符号を付する。
【００１２】
Ｘ線検出器２２は、イメージインテンシファイア２２ａとＴＶカメラ２２ｂとから構成される。あるいはＸ線検出器２２としては、マトリクス状に配列された半導体検出素子を有するフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ：平面型Ｘ線検出器）が適用されても良い。
【００１３】
Ｃ形アーム２３は、天井ベース２５から吊り下げられる支柱２６に支持される。Ｃ形アーム２３は、直交３軸を軸心として矢印Ａ，Ｂ，Ｃに示すように回転可能である。
【００１４】
３次元画像処理装置１００は、Ａ／Ｄ変換部１、ＥＣＧ信号入力部２、記憶部３、画像選択部５、３次元再構成処理部６、画像処理部７、アフィン変換部８、Ｄ／Ａ変換部９、表示部１０、入力部１１および制御部１２を有する。
【００１５】
Ａ／Ｄ変換部１は、Ｘ線検出器２２に接続される。Ａ／Ｄ変換部１は、Ｘ線検出器２２から出力される画像信号をディジタル化して、画像データを得る。ＥＣＧ信号入力部２は、被検体Ｐに関して図示しない心電計により計測されたＥＣＧ信号を入力する。記憶部３は、Ａ／Ｄ変換部１で得られた画像データと、ＥＣＧ信号入力部２で入力されたＥＣＧ信号とを記憶する。記憶部３に記憶された画像データとＥＣＧ信号とは、それらの取得された時間関係を判別可能なように管理される。
【００１６】
画像選択部５は、３次元画像を表す画像データを再構成するために使用する２フレーム分の画像データを、ユーザによる指示に応じて選択する。３次元再構成処理部６は、画像選択部５により選択された２フレーム分の画像データに基づいて、３次元画像を表す画像データを再構成する。画像処理部７は、３次元画像を表すデータから、サーフェスレンダリングプロセッシングにより、表示画像のデータを発生する。アフィン変換部８は、画像データに対して拡大処理、移動処理を行う。
【００１７】
Ｄ／Ａ変換部９は表示部１０に接続される。Ｄ／Ａ変換部９は、画像選択部５、画像処理部７および制御部１２などによって生成される表示画像のデータをアナログ化して、表示部１０を駆動するための画像信号を得る。表示部１０は、Ｄ／Ａ変換部９から出力される画像信号が表す画像を表示する。
【００１８】
入力部１１は、キーボードおよびマウスなどの既知の入力デバイスを有する。入力部１１は、ユーザによる各種の指示を入力する。
【００１９】
制御部１２は、被検体Ｐの冠状動脈などについての３次元画像を表示するための一連の処理を実現するように各部を総括制御する。
【００２０】
次に以上のように構成されたＸ線診断装置の動作について説明する。  
図３は冠状動脈の３次元画像を表示するためのＸ線診断装置の動作の概要を示すフローチャートである。  
ステップＳａ１においては、Ｘ線撮影機構２００により被検体Ｐを複数の方向から撮像する。具体的には、Ｃ形アーム２３は、モータ（図示せず）によってＡ、Ｂの方向に任意に回転することができる。このＣ形アーム２３の回転により、Ｘ線管球２１およびＸ線検出器２２を被検体Ｐの周りで回転させ、冠状動脈などの血管を任意の角度から撮影（観察）することができる。このようにしてＣ形アーム２３を回転させて、異なる２方向から撮影を行う。これにより、上記の２方向のそれぞれに関して、一定の時間間隔で時系列的な複数のフレームが得られる。すなわち、上記の２方向のそれぞれに関して動画像信号が収集される。これらの複数の動画像信号は、Ａ／Ｄ変換部１によりそれぞれ動画像データに変換されて記憶部３に記憶される。このとき、被検体Ｐに関するＥＣＧ信号がＥＣＧ信号入力部２によって入力されて、記憶部３に記憶される。
【００２１】
ステップＳａ２においては、画像選択部５が、３次元画像の再構成に使用する２方向の動画像の選択を行う。
【００２２】
この時に画像選択部５は、図４に示すような画面を表示部１０に表示させる。この画面には、第１の表示領域３１、第２の表示領域３２、第１の動画像指定ボックス３３、第２の動画像指定ボックス３４、第１のスライドバー３５、第２のスライドバー３６およびモードスイッチ３７が配置されている。
【００２３】
図５は画像選択部５の処理手順を示すフローチャートである。  
ステップＳｂ１において画像選択部５は、第１の非同期モードを設定する。この上で画像選択部５は、ステップＳｂ２乃至ステップＳｂ７の待ち受け状態に入る。
【００２４】
さて、ユーザは、記憶部３に記憶されている動画像データに付与されているファイル名を第１の動画像指定ボックス３３または第２の動画像指定ボックス３４に入力することにより、第１の動画像データまたは第２の動画像データを指定できる。ファイル名の入力は、第１の動画像指定ボックス３３または第２の動画像指定ボックス３４に直接的に入力することもできるし、第１の動画像指定ボックス３３または第２の動画像指定ボックス３４の左隣に配置された三角形をクリックして表示されるファイルダイアログで提示されるファイル名を選択することによって入力することもできる。なおファイルダイアログは、画像選択部５が表示部１０に表示させる。
【００２５】
待ち受け状態にて第１の動画像データが指定されたならば、画像選択部５はステップＳｂ２からステップＳｂ８へ進む。ステップＳｂ８において画像選択部５は、指定された第１の動画像データに含まれる１フレーム（例えば、先頭フレーム）を第１の表示領域３１に表示する。こののちに画像選択部５は、待ち受け状態に戻る。
【００２６】
待ち受け状態にて第２の動画像データが指定されたならば、画像選択部５はステップＳｂ３からステップＳｂ９へ進む。ステップＳｂ９において画像選択部５は、指定された第２の動画像データに含まれる１フレーム（例えば、先頭フレーム）を第２の表示領域３２に表示する。こののちに画像選択部５は、待ち受け状態に戻る。
【００２７】
モードスイッチ３７は、クリックするなどしてユーザが操作することができる。待ち受け状態にてモードスイッチ３７が操作されたならば、画像選択部５はステップＳｂ４からステップＳｂ１０へ進む。ステップＳｂ１０において画像選択部５は、モードを変更設定する。本実施形態では、第１の非同期モード、第２の非同期モードおよび同期モードがある。画像選択部５は、第１の非同期モード→第２の非同期モード→同期モード→第１の非同期モードの順で、１つずつモードを変更する。こののちに画像選択部５は、待ち受け状態に戻る。
【００２８】
第１のスライドバー３５および第２のスライドバー３６は、ドラッグするなどしてユーザが左右にスライド操作することができる。待ち受け状態において第１のスライドバー３５が操作されたならば、画像選択部５はステップＳｂ５からステップＳｂ１１へ進む。ステップＳｂ１１において画像選択部５は、後述する第１の表示フレーム変更処理を実行する。一方、待ち受け状態において第２のスライドバー３６が操作されたならば、画像選択部５はステップＳｂ６からステップＳｂ１２へ進む。ステップＳｂ１２において画像選択部５は、後述する第２の表示フレーム変更処理を実行する。
【００２９】
図６は第１および第２の表示フレーム変更処理における画像選択部５の処理手順を示すフローチャートである。この図６に示すように、第１および第２の表示フレーム変更処理はほぼ同様な手順で行われる。ただし、図６および以下の説明で、「第ｍ（第ｎ）の表示領域」といった形態の記述は、第１の表示フレーム変更処理においては「第ｍの表示領域」を指し、第２の表示フレーム変更処理においては「第ｎの表示領域」を指すこととする。
【００３０】
ステップＳｃ１において画像選択部５は、第１および第２のスライドバー３５，３６のスライド方向に基づいて変更方向を決定する。具体的には例えば、第１および第２のスライドバー３５，３６が右向きにスライドされたならば順方向とし、左向きにスライドされたならば逆方向とする。ステップＳｃ２において画像選択部５は、第１および第２のスライドバー３５，３６のスライド量に基づいて変更量を決定する。
【００３１】
ステップＳｃ３において画像選択部５は、第１の非同期モード、第２の非同期モードおよび同期モードのいずれが設定されているか確認する。
【００３２】
第１の非同期モードが設定されているならば、画像選択部５はステップＳｃ３からステップＳｃ４へ進む。ステップＳｃ４において画像選択部５は、第１（第２）の表示領域の表示フレームを変更方向へ変更量だけコマ送りする。例えば、第１のスライドバー３５が右向きに３フレームに相当する量だけスライドされたのであれば、画像選択部５は第１の表示領域３１に表示するフレームを、現状で表示しているフレームよりも３フレーム進んだフレームに変更する。また、第２のスライドバー３６が左向きに５フレームに相当する量だけスライドされたのであれば、画像選択部５は第２の表示領域３２に表示するフレームを、現状で表示しているフレームよりも５フレーム戻ったフレームに変更する。  
かくして第１の非同期モードでは、第１の表示領域３１に表示されるフレームと第２の表示領域３２に表示されるフレームとが、全く無関係に任意に変更される。この場合心位相の明らかに異なるフレームを表示したままでステップＳａ３に進むと、心位相が異なっている旨ワーニングメッセージを表示すると良い。
【００３３】
一方、第２の非同期モードが設定されているならば、画像選択部５はステップＳｃ３からステップＳｃ５へ進む。ステップＳｃ５において画像選択部５は、第２（第１）の表示領域の表示フレームと心位相（ＥＣＧ位相）とに基づいて制限範囲を決定する。つまり、第２（第１）の表示領域の表示フレームのタイミングと一致する心位相を中心とした所定の心位相範囲を制限範囲とする。図７は制限範囲の例を示す図である。
【００３４】
なお、制限範囲の幅は、３次元画像の再構成の対象となる臓器の動きの速さを考慮して可変することが望ましい。例えば冠状動脈の場合は図８に示すように、Ｐ波の立ち上がりを「０」、次のＰ波の立ち上がりを「０．８」とすると、「０」から「０．１５」、「０．４」から「０．４７」の間は冠状動脈の動きが他の期間に比較して非常に遅い。したがってこれらの期間は、時間的に連続する２フレーム間の画像の差分が小さいから制限範囲を大きくする。例えば、第１のスライドバー３５が操作されたときに第２の表示領域３２に表示されている画像のタイミングと一致する心位相が上記の期間内にあるならば、第１の表示領域３１の表示フレームに関する制限範囲を上記の期間に相当する範囲に決定する。これに対して、上記の期間以外の期間では、時間的に連続する２フレーム間の画像の差分が大きいから制限範囲を小さくする。例えば、第２のスライドバー３６が操作されたときに第１の表示領域３１に表示されている画像のタイミングと一致する心位相が上記の期間外にあるならば、その心位相と一致するフレームと、その前後１つずつのフレームとに第２の表示領域３２の表示フレームに関する制限範囲を決定する。
【００３５】
なお、制限範囲の変更の手法は、上記に限定されるものではない。例えば、冠状動脈の動きの速さが図８に示すような閾値以上である期間にはもっとも近い心位相に一致するタイミングのみを制限範囲とし、閾値未満である期間には前後１フレームのタイミングを含めた制限範囲とするなどのように変更が可能である。
【００３６】
ステップＳｃ６において画像選択部５は、第１（第２）の表示領域の表示フレームを、制限範囲内に限って変更方向へ変更量だけコマ送りする。例えば、スライドバー３６が右向きに３フレームに相当する量だけスライドされたときに、第１の表示領域３１に現状で表示しているフレームよりも３フレーム進んだフレームが制限範囲内であれば、画像選択部５は当該３フレーム進んだフレームに第１の表示領域３１の表示フレームを変更する。また、図８における「０」から「０．１５」の間または「０．４」から「０．４７」の間が制限範囲であって、第２の表示領域３２の表示フレームを変更量だけ進める場合に制限範囲を超えてしまうならば、「０．１５」または「０．４７」の心位相に相当するフレームまでは連続的に変化し、その後の１フレームの変更では「０」または「０．４」の心位相に相当するフレームまで飛ばす。  
かくして第２の非同期モードでは、第１の表示領域３１に表示されるフレームと第２の表示領域３２に表示されるフレームとが、無関係に任意に変更される。しかし第２の非同期モードでは第１の非同期モードとは異なり、第１の表示領域３１に表示されるフレームのタイミングに一致する心位相と、第２の表示領域３２に表示されるフレームのタイミングに一致する心位相との関係がある範囲内に維持される。
【００３７】
さて、同期モードが設定されているならば、画像選択部５はステップＳｃ３からステップＳｃ７へ進む。ステップＳｃ７において画像選択部５は、第１および第２の表示領域３１，３２の表示フレームをともに変更方向へ変更量だけコマ送りする。例えば、第１の表示領域３１に第１の動画像の第１０フレームが表示されており、第２の表示領域３２に第２の動画像の第１５フレームが表示されているときに、第１のスライドバー３５または第２のスライドバー３６が右向きに２フレームに相当する量だけスライドされたのであれば、画像選択部５は第１の表示領域３１での表示を第１の動画像の第１２フレームに変更するとともに、第２の表示領域３２での表示を第２の動画像の第１７フレームに変更する。収集した２方向のフレームレート（単位時間当たりの撮影フレーム数）が等しくない場合は、フレーム間の経過時間を考慮して同期モードで表示するフレームを選択する。なおこの場合、フレームレートの大きい（単位時間当たりの撮影フレーム数が多い）方を基準として表示する。具体的には例えばある方向Ｘを10fps（frames per second、１秒間に１０フレーム）で撮影し、もう一方Ｙを30fpsで撮影した場合、同期モードでＸの画像を１フレーム進める操作をした場合、Ｘの画像を変化させずＹの画像を１フレーム進める。もう１フレーム進めた場合でも、Ｘの画像を変化させずＹの画像を１フレーム進める。さらにもう１フレーム進めると、Ｘの画像を１フレーム進め、Ｙの画像も１フレーム進める。
【００３８】
かくして同期モードでは、第１の表示領域３１に表示されるフレームと第２の表示領域３２に表示されるフレームとが同期して変更される。
【００３９】
ステップＳｃ４、ステップＳｃ６およびステップＳｃ７のいずれかで第１，第２の表示領域３１，３２の表示フレームを変更し終えたならば、画像選択部５はこのフレーム変更処理を終了する。そうすると画像選択部５は、図５における待ち受け状態に戻る。
【００４０】
かくしてユーザは、第１の非同期モード、第２の非同期モードおよび同期モードを任意に使い分けながら、第１，第２の表示領域３１，３２での表示フレームを任意に変更できる。そして３次元画像の再構成に使用する２つのフレームが第１，第２の表示領域３１，３２にそれぞれ表示された状態でユーザは、それらのフレーム中の特徴点の指定を行う。
【００４１】
このような特徴点を指定するための操作がなされたならば、ステップＳｂ７から待ち受け状態を抜け、この２フレームの選択処理を終了する。
【００４２】
続いて図３のステップＳａ３においては、３次元再構成処理部６が上記のようにユーザによりなされる操作により指定される特徴点を入力する。ステップＳａ４において３次元再構成処理部６は、第１，第２の表示領域３１，３２に表示されている２フレームの画像データと、上記の入力した特徴点とに基づいて、血管を抽出する。ステップＳａ５において３次元再構成処理部６は、上記の抽出した血管の位置を推定する。なお、このステップＳａ３乃至ステップＳａ５には、Epipolar幾何の理論を使用した周知の手法を適用できる。
【００４３】
ステップＳａ６においては画像処理部７が、再構成された３次元画像のデータに基づいて冠状動脈を３次元表示するための画像データを発生する。この画像データをＤ／Ａ変換部９でアナログ化して得られる画像信号が表示部１０へと供給されることにより、表示部１０に冠状動脈を３次元表示される。
【００４４】
以上のように、撮像時にＥＣＧ信号が入力できているならば、ユーザは第２の非同期モードを使用することにより、ほぼ同一の心位相において撮像された２フレームを容易に選択することができる。そして同期モードに切り替えることにより、２フレームの位相関係を維持したままで、得たい３次元画像の再構成に適する２フレームを選択することができる。
【００４５】
一方、撮影時にＥＣＧ信号が入力できていない場合には、第１の非同期モードを使用することにより、例えば最大膨張状態などのような特徴的な心位相に相当するフレームを用いて２フレームの位相合わせを行うことができる。そして同期モードに切り替えることにより、２フレームの位相関係を維持したままで、得たい３次元画像の再構成に適する２フレームを選択することができる。
【００４６】
かくして本実施形態によれば、ユーザは３次元画像の再構成に適する２フレームを非常に容易に選択することが可能となる。
【００４７】
この実施形態は、次のような種々の変形実施が可能である。
【００４８】
Ｘ線撮影機構２００を、Ｘ線管球２１とＸ線検出器２２、それらを支持するＣ形アーム２３だけでなく、別のＸ線管球およびＸ線検出器とそれらを支持するΩ形アームとを備えた２系統の撮影システムを保持する機構としても良い。このような場合、ステップＳａ１で２方向の画像を収集する際、Ｃアームを回転させて２方向の画像を順番に撮影する必要はなく、ＣアームとΩアームを任意の方向にセットして一度に２方向の画像を撮影することができる。次にステップＳａ２では、画像選択部５が、３次元画像の再構成に使用する１つの２撮像系で撮影した動画像の選択を行う。ステップＳｂ１において画像選択部５は、同期モードを設定する。このようなシステム構成においては、２方向の画像を同時に撮影しているので画像選択は一度で良く、さらに２方向の撮影が同期しているので表示もデフォルトは同期モードで表示すれば良い。しかし同期して撮影していても、再構成の使用に適している画像は方向によって異なる可能性があるので、その場合は第１の非同期モード、第２の非同期モードを選択して異なる時間の画像同士で再構成を行うことを可能とする。
【００４９】
また３次元画像処理装置１００の機能をＸ線診断装置から分離して独立した装置として実現することも可能である。この場合、３次元画像処理装置１００は、例えば汎用のサーバ装置やコンピュータ装置を基本ハードウェアとして用いることができる。そして画像選択部５、３次元再構成処理部６、画像処理部７、アフィン変換部８および制御部１２は、上記のサーバ装置やコンピュータ装置に搭載されたプロセッサに、上記の実施形態に示すような処理手順を記述した３次元画像処理プログラムを実行させることにより実現することができる。このときに３次元画像処理装置１００は、上記の３次元画像処理プログラムが上記のサーバ装置やコンピュータ装置に予めインストールされて実現されても良いし、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリなどのようなリムーバブルな記録媒体に記録して、あるいはネットワークを介して上記の３次元画像処理プログラムを配布し、この３次元画像処理プログラムをサーバ装置やコンピュータ装置に適宜インストールして実現されても良い。記憶部３は、上記のサーバ装置やコンピュータ装置に内蔵されたメモリやハードディスク装置などの記憶デバイス、上記のサーバ装置やコンピュータ装置に外付けされたメモリやハードディスク装置などの記憶デバイス、さらには磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスクなどのようなリムーバブルな記録媒体などを適宜利用して実現することができる。あるいは、画像サーバに保管された画像データを、ネットワークを介して取得して処理する装置として実現することも可能である。
【００５０】
上記の実施形態におけるＸ線撮影機構２００はシングルプレーンタイプであるが、これをバイプレーンタイプに置き換えることもできる。また、３次元画像処理装置１００でバイプレーン動画像を処理対象とする場合は、デフォルトで同期モードを設定し、同時相のfrontal画像およびlateral画像を第１および第２の表示領域３１，３２に表示させる。そうすれば、同時相のfrontal画像およびlateral画像が３次元画像の再構成に適するならば、ユーザはfrontal画像およびlateral画像を同時相に維持したままで任意のフレームを選択できる。そして、ユーザが、同時相のfrontal画像およびlateral画像が３次元画像の再構成に適さないと判断したときには、第１または第２の非同期モードを選択することにより、時相のずれたfrontal画像およびlateral画像を選択することも可能となる。
【００５１】
ＥＣＧ信号入力部２および第２の非同期モードを省略することも可能である。あるいは、ＥＣＧ信号の入力を必須とすることにより第１の非同期モードを省略することも可能である。
【００５２】
例えば、モードスイッチ３７を用いずに、第１の非同期モード用の第１および第２のスライドバー、第２の非同期モード用の第１および第２のスライドバー、ならびに同期モード用のスライドバーをそれぞれ個別に用意しておき、いずれのスライドバーが操作されたかに応じてモードを決定するなどのように、ユーザ操作の入力形態は任意に変更が可能である。
【００５３】
第１の表示領域および第２の表示領域は、それぞれ別々の表示器の表示画面中に設定するようにしても良い。
【００５４】
表示部１０を設けずに、３次元画像処理装置１００に外付けされた表示器に各種の画像の表示を行わせるようにしても良い。
【００５５】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の本発明の一実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示す図。
【図２】図１中のＸ線撮影機構２００のさらに具体的な構造を示す斜視図。
【図３】冠状動脈の３次元画像を表示するためのＸ線診断装置の動作の概要を示すフローチャート。
【図４】３次元画像の再構成に使用する２フレームの選択を行う際の表示画面の一例を示す図。
【図５】画像選択部５の処理手順を示すフローチャート。
【図６】第１および第２の表示フレーム変更処理における画像選択部５の処理手順を示すフローチャート。
【図７】制限範囲の例を示す図。
【図８】心位相と冠状動脈の動きの速さとの関係を示す図。
【符号の説明】
【００５７】
１００…３次元画像処理装置、２００…Ｘ線撮影機構、１…Ａ／Ｄ変換部、２…ＥＣＧ信号入力部、３…記憶部、５…画像選択部、６…３次元再構成処理部、７…画像処理部、８…アフィン変換部、９…Ｄ／Ａ変換部、１０…表示部、１１…入力部、１２…制御部、２１…Ｘ線管球、２２…Ｘ線検出器、２３…Ｃ形アーム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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