放射线拍摄装置、图像处理方法以及图像处理程序制造方法及图纸

本发明专利技术高精度地检测医疗器具的三维位置并高精度地显示到图像上。提供一种放射线拍摄装置，其具备：图像取得部，其取得拍摄角度不同的多个二维拍摄图像、预先拍摄的处理对象的三维图像；计算投影图像制作部，其与各二维拍摄图像对应地，根据三维图像制作二维的计算投影图像；特征部位提取部，其提取出表示在二维拍摄图像中描绘出的医疗器具的特征部位；图像对齐部，其将二维拍摄图像和计算投影图像对齐；变形量计算/修正部，其对二维拍摄图像和计算投影图像进行比较，计算出二维拍摄图像中的处理对象的变形量，修正特征部位的位置；三维位置计算部，其计算特征部位的三维位置；解剖构造位置修正部，其根据处理对象的解剖构造信息，修正特征部位的三维位置；位置映射部，其使修正后的特征部位的三维位置重叠到三维图像上并显示到显示装置。

Radiograph device, image processing method and image processing program

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】放射线拍摄装置、图像处理方法以及图像处理程序
本专利技术涉及放射线拍摄装置、图像处理方法和图像处理程序，具体涉及取得向被检体插入医疗器具进行检查或治疗时的投影图像的放射线拍摄装置、图像处理方法和图像处理程序。
技术介绍
已知一种放射线拍摄装置(以下简称为“X射线拍摄装置”)，其相对地设置X射线源和二维X射线检测器，一边使X射线源、二维X射线检测器、被检体固定或移动，一边取得被检体的静止图像、动画图像。另外，已知在向体内插入内窥镜、导管而进行检查、治疗时使用通过X射线拍摄装置得到的投影X射线图像的技术。在该技术中，具有能够一边在投影X射线图像上实时地确认器具的位置、方向，一边进行检查或治疗的优点。例如，在进行用于进行肺癌的确定诊断的检查、即使用支气管内窥镜采集检体的所谓“活检”时，也使用该投影X射线图像。在该检查中，在支气管内窥镜下朝向肺末梢部插入引导套管。特别对于无法插入支气管内窥镜的肺末梢的支气管，一边参照投影X射线图像确认器具的位置、方向，一边将引导套管引导到肺末梢病变部并留置，经由引导套管使活检钳、细胞刷到达病变部，由此采集标本。在这样的使用投影X射线图像的活检中，必须从病变部采集检体，因此医生必须特别高精度地掌握作为病变部的患部与医疗器具的位置关系。但是，医生虽然能够在投影X射线图像中掌握活检钳、细胞刷等医疗器具的位置，但投影X射线图像是二维图像，因此无法准确地掌握投影方向的位置。即，在考虑到将X射线拍摄装置的X射线管和检测器(中心)连接起来的轴的情况下，医生能够在投影X射线图像中容易地识别与轴垂直的方向上的医疗器具的位置、方向。另一方面，对于与轴平行的方向(以下称为深度方向)上的医疗器具的位置、方向，深度方向和投影方向是一致的，因此难以准确地识别医疗器具的位置。即，即使在投影X射线图像上重叠地看到(描绘在图像上)病变部和医疗器具的情况下，医疗器具也不一定到达了病变部。另外，投影X射线图像对X射线通过的体内物质的吸收量的不同进行图像化，因此容易在图像上描绘出吸收量高的骨等，而难以在图像上描绘出吸收量低的软组织等。即，在投影X射线图像中，骨等具有高的对比度，但包含肿瘤等的软组织为低对比度，不容易识别。在肺癌中，也难以在投影X射线图像上识别被称为毛玻璃阴影(GroundGlassOpacity：GGO)的种类的癌。由于同样的理由，也难以在投影X射线图像上识别医疗器具穿过的血管、支气管。这样，X射线拍摄图像上的病变部本来就识别性低，进而难以掌握病变部与医疗器具的位置关系、血管、支气管与医疗器具的位置关系。为了提高各医疗器具在图像中的识别性，例如在专利文献1中提出了一种医疗用X射线装置，其使基于三维图像的立体图像与在X射线拍摄装置中取得的投影X射线图像重叠，而显示目标物的位置。更详细地说，在专利文献1的医疗用X射线装置中，使用事先拍摄的三维图像、在检查中取得的X射线拍摄图像，检测医疗器具的三维位置，针对检测出的三维位置，将被检体的体动看作为固定的偏移，而修正医疗器具的三维位置，由此检测出医疗器具的位置。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5787030号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在此，特别在使用了支气管内窥镜的活检等检查中，以被检体的体动为代表的运动成为问题。被检体的体动例如在肺部有呼吸性的移动，在心脏周边有心跳动。另外，肺内形成气管、支气管、肺泡等复杂构造，并且是软组织，因此产生因病变、血管、医疗器具的插入造成的复杂的运动。因此，必须考虑到这些复杂运动地掌握三维位置。但是，在专利文献1的医疗用X射线装置中，只不过将被检体的体动看作为固定的偏移而修正医疗器具的三维位置，而无法修正上述那样的气管、支气管、肺泡等的复杂运动、因插入医疗器具造成的变形(偏移)。即，在专利文献1的医疗用X射线装置中，只不过主要设想了因呼吸造成的体动作为被检体的体动，而对于呼吸，在局部关注区域中能够无视通过呼吸产生的体内的组织/构造的变动，并将变动的大小看作为固定。即，在专利文献1中，将因呼吸造成的被检体的运动看作为固定的大小，另外完全没有考虑到呼吸以外的复杂运动。特别地，对于上述因医疗器具的插入造成的变形，可以认为与事先拍摄的三维图像的支气管形状不同，有可能产生与从投影X射线图像识别出的医疗器具的三维位置产生偏差，因此只根据因呼吸造成的体动而修正偏移，难以掌握医疗器具的准确位置。本专利技术就是鉴于上述状况而提出的，其目的在于：高精度地检测出医疗器具的三维位置，并在图像上高精度地进行显示。用于解决问题的方案为了解决上述问题，本专利技术提供以下的办法。本专利技术提供一种放射线拍摄装置，其具备：拍摄部，其通过使放射线源和检测器的位置移动，而对拍摄角度不同的多个二维拍摄图像进行拍摄；图像取得部，其取得预先拍摄的上述处理对象的三维图像；计算投影图像制作部，其与各上述二维拍摄图像对应地，根据上述三维图像、拍摄了上述二维拍摄图像的上述放射线源和上述检测器的各位置，从上述三维图像制作出二维的计算投影图像；特征部位提取部，其提取出在各上述二维拍摄图像中描绘出的表示医疗器具的特征部位；图像对齐部，其将各上述二维拍摄图像和该二维图像所对应的各上述计算投影图像对齐；变形量计算/修正部，其将各上述二维拍摄图像与该二维图像所对应的各上述计算投影图像进行比较，计算出上述二维拍摄图像中的上述处理对象的变形量，并根据该变形量修正上述特征部位的位置；三维位置计算部，其根据在各上述二维拍摄图像中进行修正后的上述特征部位的位置、拍摄了上述二维拍摄图像的上述放射线源和上述检测器的各位置，计算出上述特征部位的三维位置；解剖构造位置修正部，其根据从上述三维图像取得的上述处理对象的解剖构造信息，修正上述特征部位的三维位置；位置映射部，其使通过上述解剖构造位置修正部进行修正后的特征部位的上述三维位置重叠于上述三维图像上，并将重叠了修正后的特征部位的上述三维位置的上述三维图像显示于显示装置。专利技术效果根据本专利技术，能够高精度地检测出医疗器具的三维位置并高精度地显示到图像上。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式的X射线拍摄装置的概要结构的框图。图2是表示在本专利技术的实施方式的X射线拍摄装置中模拟地配置了三维图像、X射线源、检测器的模拟体型的一个例子的说明图。图3是表示在本专利技术的实施方式的X射线拍摄装置中在将医疗器具插入到被检体的状态下拍摄的X射线拍摄图像的一个例子的参考图。图4是表示本专利技术的实施方式的X射线拍摄装置的变形量计算/修正部的概要结构的框图。图5是说明基于本专利技术的实施方式的X射线拍摄装置的变形量计算/修正部的非刚体变形的说明图。图6是说明本专利技术的实施方式的X射线拍摄装置的疑似构造附加部的疑似构造的附加的说明图。图7是说明在本专利技术的实施方式的X射线拍摄装置中计算医疗器具的三维位置的处理的一个例子的说明图。图8是说明在本专利技术的实施方式的X射线拍摄装置中根据解剖构造信息修正医疗器具的三维位置的处理的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种放射线拍摄装置，其特征在于，具备：/n拍摄部，其通过使放射线源和检测器的位置移动，而对拍摄角度不同的多个二维拍摄图像进行拍摄；/n图像取得部，其取得预先拍摄的上述处理对象的三维图像；/n计算投影图像制作部，其与各上述二维拍摄图像对应地，根据上述三维图像、拍摄了上述二维拍摄图像的上述放射线源和上述检测器的各位置，从上述三维图像制作出二维的计算投影图像；/n特征部位提取部，其提取出在各上述二维拍摄图像中描绘出的表示医疗器具的特征部位；/n图像对齐部，其将各上述二维拍摄图像和该二维图像所对应的各上述计算投影图像对齐；/n变形量计算/修正部，其将各上述二维拍摄图像与该二维图像所对应的各上述计算投影图像进行比较，计算出上述二维拍摄图像中的上述处理对象的变形量，并根据该变形量修正上述特征部位的位置；/n三维位置计算部，其根据在各上述二维拍摄图像中进行修正后的上述特征部位的位置、拍摄了上述二维拍摄图像的上述放射线源和上述检测器的各位置，计算出上述特征部位的三维位置；/n解剖构造位置修正部，其根据从上述三维图像取得的上述处理对象的解剖构造信息，修正上述特征部位的三维位置；以及/n位置映射部，其使通过上述解剖构造位置修正部进行修正后的特征部位的上述三维位置重叠于上述三维图像上，并将重叠了修正后的特征部位的上述三维位置的上述三维图像显示于显示装置。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171010 JP 2017-1970511.一种放射线拍摄装置，其特征在于，具备：
拍摄部，其通过使放射线源和检测器的位置移动，而对拍摄角度不同的多个二维拍摄图像进行拍摄；
图像取得部，其取得预先拍摄的上述处理对象的三维图像；
计算投影图像制作部，其与各上述二维拍摄图像对应地，根据上述三维图像、拍摄了上述二维拍摄图像的上述放射线源和上述检测器的各位置，从上述三维图像制作出二维的计算投影图像；
特征部位提取部，其提取出在各上述二维拍摄图像中描绘出的表示医疗器具的特征部位；
图像对齐部，其将各上述二维拍摄图像和该二维图像所对应的各上述计算投影图像对齐；
变形量计算/修正部，其将各上述二维拍摄图像与该二维图像所对应的各上述计算投影图像进行比较，计算出上述二维拍摄图像中的上述处理对象的变形量，并根据该变形量修正上述特征部位的位置；
三维位置计算部，其根据在各上述二维拍摄图像中进行修正后的上述特征部位的位置、拍摄了上述二维拍摄图像的上述放射线源和上述检测器的各位置，计算出上述特征部位的三维位置；
解剖构造位置修正部，其根据从上述三维图像取得的上述处理对象的解剖构造信息，修正上述特征部位的三维位置；以及
位置映射部，其使通过上述解剖构造位置修正部进行修正后的特征部位的上述三维位置重叠于上述三维图像上，并将重叠了修正后的特征部位的上述三维位置的上述三维图像显示于显示装置。


2.根据权利要求1所述的放射线拍摄装置，其特征在于，
上述位置映射部使通过上述三维位置计算部计算出的特征部位的上述三维位置与修正后的特征部位的上述三维位置一起重叠于三维图像上。


3.根据权利要求1所述的放射线拍摄装置，其特征在于，
上述变形量计算/修正部具备：
非刚体变形部，其使上述二维拍摄图像进行非刚体变形；
图像比较部，其将进行非刚体变换后的上述二维拍摄图像与上述计算投影图像进行比较，计算出类似度；
变形参数计算部，其计算出上述类似度最大的参数作为非刚体变形参数；以及
拍摄面内位置修正部，其根据上述变形参数，计算出上述二维拍摄图像内的上述特征部位的变形移动量，并修正上述特征部位的位置。


4.根据权利要求2所述的放射线拍摄装置，其特征在于，
上述变形量计算/修正部具备：
非刚体变形部，其使上述二维拍摄图像进行非刚体变形；
图像比较部，其将进行非刚体变换后的上述二维拍摄图像与上述计算投影图像进行比较，计算出类似度；
变形参数计算部，其计算出上述类似度最大的参数作为非刚体变形参数；以及
拍摄面内位置修正部，其根据上述变形参数，计算出上述二维拍摄图像内的上述特征部位的变形移动量，并修正上述特征部位的位置。


5.根据权利要求3所述的放射线拍摄装置，其特征在于，
上述变形量计算/修正部还具备：疑似构造附加部，其使表示基于上述处理对象的体内构造的...

【专利技术属性】
技术研发人员：松崎和喜，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP