JPH0551294B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、被写体のＸ線透視像を表示するＸ線
画像表示装置に関する。

（従来の技術） 従来から、カーテンやガイドワイヤを患者の血
管内に挿入する操作がよく行われている。この様
な場合、動画のＸ線透視画像（以下簡単にリアル
画像と呼ぶ。）を見ながら操作される。このリア
ル画像には血管が映し出されないため、その直前
に血管造影剤を注入して撮影した血管造影剤混入
画像（ロードマツプ像と称されている。）をリア
ル画像と並列させてモニタに表示し、カテーテル
やガイドワイヤを進める方向を認識しながら操作
する方法がとられている。さらに最近では、ロー
ドマツプ像とリアル画像を重畳してモニタ出力す
る（スーパーインポーズと称されている。）方法
が試みられている。この方法によれば、血管が映
し出されないリアル画像上に血管造影像がはつき
りと映し出される。従つて、このスーパーインポ
ーズによれば、リアル画像とロードマツプ像とを
並列して表示する場合に比べカテーテルの操作性
が向上する。

（発明が解決しようとする課題） 上記のスーパーインポーズにおいては、ロード
マツプ像とリアル画像の位置が合つていればカテ
ーテルやガイドワイヤを進める方向を認識するの
に非常に有効であるが、患者の体動等によりロー
ドマツプ像とリアル画像との間にある程度以上の
位置ずれが出てくれば非常に見にくく、かえつて
操作の障害になつてしまう。そこでオペレータが
スーパーインポーズを中止してリアル画像のみの
モニタ出力にする、或いは患者のからだの位置を
修正してスーパーインポーズを続行する等の作業
をしなければならない。非常にデリケートな作業
をしている医師にとつてこれは大きな負担とな
る。

そこで本発明は上記の欠点を解消するものであ
り、スーパーインポーズにおけるロードマツプ像
とリアル画像との間の所定以上の位置ずれを適確
に判断し、適切なスーパーインポーズのみをモニ
タ出力することの可能なＸ線画像表示装置を提供
することを目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記課題を解決するため本発明は、画像メモリ
に記録された画像と、撮影中の透視画像を重畳し
てモニタ出力することの可能なＸ線画像表示装置
であつて、前記画像メモリに記録された血管造影
剤混入画像と前記透視画像との間で演算処理を行
い、この演算結果により前記血管造影剤混入画像
と前記透視画像との間の位置ずれを検出する位置
ずれ検出回路と、この位置ずれ検出回路の制御に
より重畳画像から透視画像へモニタ出力を切り換
える出力処理部とを具備することを特徴としてい
る。

（作用） 位置ずれ検出回路は、リアル画像とロードマツ
プ像との間で演算処理を行い、この演算結果を解
析することにより両者の間の位置ずれを検出し、
この位置ずれの程度に応じて出力処理部を制御す
ることによりリアル画像のみ、あるいは、スーパ
ーインポーズのモニタ出力を適宜行う。

（実施例） 以下図面を参照しながら本発明におけるＸ線画
像表示装置の第１の実施例を説明する。ここで第
１図は本実施例におけるＸ線画像表示装置の全体
の構成を示すブロツク図、第２図は第１図におけ
る位置ずれ検出回路５の詳細な構成をしめすブロ
ツク図である。

第１図において、Ｘ線管１被検体ＰにＸ線を曝
射する。被検体Ｐを透過したＸ線は例えば螢光増
倍管（イメージインテンシフアイア）のようなＸ
線検出器及び撮像管からなる・システム２に
よつて電気信号に変換される。さらに、この・
システム２からの電気信号をデイジタル変換す
るＡ／Ｄ変換器３、このＡ／Ｄ変換器３からのデ
イジタル信号を記録する画像メモリ４、この画像
メモリ４から読み出されたデイジタル信号とＡ／
Ｄ変換器３からの出力を比較して両者の位置ずれ
を判断して後段のスーパーインポーズ処理部６を
コントロールする位置ずれ検出回路５、この位置
ずれ検出回路５のコントロールによりリアル画像
のみあるいはスーパーインポーズの出力をするス
ーパーインポーズ処理部６、このスーパーインポ
ーズ処理部６からの出力をアナログ信号に変換す
る表示システム７、この表示システム７の出力を
画像として出力するモニタ８から成つている。

さらに、位置ずれ検出回路５の構成を詳しく述
べると、画像メモリ４からの入力は順次縮小回路
１２、対数変換回路１５、縮小画像メモリ１６、
位置ずらし回路１４、減算回路１７へとつなが
り、Ａ／Ｄ変換器３からの入力は順次縮小回路１
１、対数変換回路１３、減算回路１７へとつなが
り、さらに、ヒストグラム作成回路１８、最頻値
算出部１９、標準偏差算出部２０、比較回路２１
から成る解析回路１００につながり、この比較回
路２１はスーパーインポーズ処理部６をコントロ
ールしている。

次に上述の構成の作用について説明する。

まず、Ｘ線管１から被検体Ｐに向けてＸ線が曝
射され、被検体Ｐを透過したＸ線は・システ
ム２によつて電気信号に変換され、さらにＡ／Ｄ
変換器３によつてデイジタル信号に変換される。

ここで、被検体Ｐの血管内へのガイドワイヤ挿
入の操作にあたつては、血管造影剤を注入したロ
ードマツプ像をあらかじめその直前に撮影してお
くことになるが、このロードマツプ像は画像メモ
リ４に記録される。この画像メモリ４は、心臓な
どの激しい部分に置ける治療の場合も少なくない
ので、心臓一心拍分の画像を記録するのに十分な
容量とすることが望ましい。

ガイドワイヤ挿入のためのリアル画像の撮影が
開始されると、画像メモリ４への新たな書き込み
はおこなわれず、Ａ／Ｄ変換器３からのデイジタ
ル信号は位置ずれ検出回路５の中の縮小回路１１
に送られて画像マトリクスサイズが縮小（例えば
1024²→256²）され、更に対数変換回路１３で対
数変換された後に減算回路１７に送られる。ま
た、これと同時に画像メモリ４からロードマツプ
像が読み出され、縮小回路１２、対数変換回路１
５での同様の処理の後、縮小画像メモリ１６に一
旦書き込まれ、さらに位置ずらし回路１４でこの
縮小画像を上下左右斜方向に１画素移動した（第
５図参照）画像を作り、これらとともに減算回路
１７に送られる。この減算回路１７では、ロード
マツプ像およびこれを位置ずらししたロードマツ
プ像とリアル画像との間で画素濃度の減算がおこ
なわれ（これによつて得られたものはサブトラク
ト像と称されている。）、ヒストグラム作成回路１
８では、これらのサブトラクト像のそれぞれのヒ
ストグラムが作られる。次に、最頻値算出部１
９、標準偏差算出部２０でさきのヒストグラムの
最頻値の頻度、標準偏差がそれぞれ算出され、こ
の値が比較回路２１に送られ、これを評価するこ
とによりリアル画像とロードマツプ像との間の位
置ずれの有無あるいはリアル画像とそれぞれのロ
ードマツプ像との間で最も位置ずれの少ないと思
われるものが判断され、リアル画像のみをモニタ
出力するか、リアル画像とロードマツプ像とを重
畳してモニタ出力するかを決定しスーパーインポ
ーズ処理部６をコントロールする。スーパーイン
ポーズ処理部６は比較回路２１のコントロールに
従つて画像データを表示システム７に送り、この
表示システム７でアナログ変換等の処理が成され
た後モニタ８に画像が表示される。

ここで位置ずれ検出回路５での処理の動機とな
る原理を説明する。

ここで縮小回路１１，１２、対数変換回路１
３，１５は、処理速度を高くするための複雑な回
路を省き、リアルタイムでの処理速度を実現する
ためにあり、後段での必要最小限の制度を確保し
ながら演算回数を減ずることで、リアルタイムの
演算速度が実現される。

次に対数変換について説明する。Ｘ線撮影する
場合、状況に応じてＸ線管に印加する電流や電圧
等の条件を変えて行う場合がよくある。この様な
場合には単純に比較することが適切ではなく対数
変換を施した後に減算処理を行うとよい。それ
は、同じ対象物にＸ線の条件を変えて曝射した場
合、そのＸ線透過量は例えば ｆ（ｘ，ｙ）、af（ｘ，ｙ） となる。ここでｘ，ｙは位置変数、ａは定数であ
る。さらに対象物の状態が異なれば、そのＸ線透
過量は例えばag（ｘ，ｙ）となる。これを対数変
換した後に減算すれば、 logag（ｘ，ｙ）−logf（ｘ，ｙ）＝loga ＋（logg（ｘ，ｙ）−logf（ｘ，ｙ）） となる。

すなわち定数logaを除いては両者の違いが正し
く反映される。よつて、この減算結果がある定数
に集中していなければ両者の間に位置ずれがある
と考えられるのである。

具体例を示すと、リアル画像とロードマツプ像
のプロフイールを対数変換を施した後に減算すれ
ば、第３図に示されているように造影血管部やガ
イドワイヤー部のようなどちらか一方の画像にの
み存在する部分以外は、ある定数ａ付近に集中し
たものとなる（両者の間に位置ずれがない場合）。

このように減算回路１７で二つの画像を減算し
て得られたサブトラクト像の画素の濃度と頻度に
よるヒストグラムがヒストグラム作成回路１８で
作られる。更に、最頻値算出部１９、標準偏差算
出部２０によつてこのヒストグラムの最頻値の頻
度、標準偏差が算出される。すでに述べたよう
に、縮小画像メモリ１６から読み出された画像
と、この画像を位置ずらし回路１４において位置
ずらしした画像すべてについてこのような演算が
成される。比較回路２１では、これらの中から最
頻値の頻度の最も大きいもの、標準偏差の最も小
さいものが選び出される。最頻値の頻度の最も大
きい画像と標準偏差の最も小さい画像とが異なる
ものであるときは、最頻値の頻度の最も大きいも
のが選び出される。このサブトラクト像に対応す
るロードマツプ像が、リアル画像との間の位置ず
れの最も小さい画像であると判断される（第４図
参照）。

更に、これについての最頻値の頻度と標準偏差
がある基準値と比較され位置ずれの程度が判断さ
れる。最頻値の頻度が基準値よりも小さい、また
は、標準偏差が基準値よりも大きければ両者の位
置ずれは大きいと判断される。

この基準値は絶対的なものではなく装置の使用
者がそれぞれ設定してよい値である。また、造影
剤の注入量によつて最頻値からずれる画素数があ
る程度予測できるので、それによつて決めてもよ
い。その他、あらかじめフアントム等を使つた実
験によつて決めてもよい。また、標準偏差を優先
させてもよい。

上述のようにして比較回路２１で位置ずれが無
い、あるいは小さいと判断された場合は、スーパ
ーインポーズ処理部６へ制御信号が送られスーパ
ーインポーズが実行される。また、位置ずれが大
きいと判断されると、スーパーインポーズが中止
されてリアル画像のみがモニタ出力される。この
とき、スーパーインポーズとの違和感がおこらな
いようにロードマツプ像を徐々にフエードアウト
しながらリアル画像のみの出力にしてもよい。

更に、スーパーインポーズが中止されても上述
の処理は継続されているので、位置ずれが小さく
なつた場合には再びスーパーインポーズが出力さ
れる。

以上説明したように、上述のように構成されて
いるＸ線画像表示装置においては、適切なスーパ
ーインポーズのみが出力されて操作の障害となる
スーパーインポーズは出力されないので適確なオ
ペレーシヨンが可能となる。

次に第６図を用いて本発明における第２の実施
例を説明する。この実施例は第１の実施例におけ
る第４図に示されている解析回路１００を第６図
に示される解析回路２００に変更して実施され
る。解析回路２００はヒストグラム作成回路１
８、最大値算出部３１、最頻値算出部３２、スレ
ツシホールド発生部３３、カウンタ３４、比較回
路３５から成つている。

ガイドワイヤ挿入の操作は、ロードマツプ像の
撮影直後に行われるので、ガイドワイヤ挿入操作
開始時にはリアル画像とロードマツプ像との位置
ずれは無いと考えられる。そこで画像メモリから
ロードマツプ像が読み出されると、まずスレツシ
ホールドレベルが設定され、その後の位置ずれの
有無の判断は、このスレツシホールドレベルによ
つて成される。詳細に説明すると、画像メモリ４
からロードマツプ像が読み出されると、第１の実
施例と同様の処理が行われる。ただし、位置ずら
し回路１４での処理はここでは行われない。この
ようにしてサブトラクト像のヒストグラムがヒス
トグラム作成回路１８でつくられる。次に、この
ヒストグラムの最大濃度と最頻濃度がそれぞれ最
大値算出部３１、最頻値算出部３２によつて求め
られ、さらにスレツシホールド発生部３３で最大
濃度と最頻濃度の間に、あるスレツシホールドレ
ベルが設定される。カウンタ３４ではこのスレツ
シホールドレベル以上の画素濃度を持つ画素数Ａ
がカウントされる。この数Ａとスレツシホールド
レベルが比較のための基準値として設定される。

その後ロードマツプ像およびこれを位置ずらし
したロードマツプ像とリアル画像とのサブトラク
ト像、ヒストグラムが逐一作成される。これらの
ヒストグラムはカウンタ３４に送られる。このカ
ウンタ３４で、スレツシホールドレベル以上にあ
る画素数がカウントされる。そして、比較回路３
５ではこれらのカウント数の中で最もＡに近いも
のが最も位置ずれが少ないものであると判断す
る。すなわち、例えば第５図中スレツシホールド
レベルが設定されたヒストグラムの斜線で示した
Ａに最も近い画素数Ｂをスレツシホールドレベル
以上の範囲に持つヒストグラムが最も位置ずれの
少ないヒストグラムであると判断する。更に、こ
のＡとＢとの差がある値、例えば100以上（例え
ばヒストグラム203）であれば位置ずれが大きい
と判断し、スーパーインポーズを中止してリアル
画像のみを出力するようスーパーインポーズ処理
部６をコントロールする。100以下であれば位置
ずれがない、あるいは小さいと判断し、スーパー
インポーズを出力するようスーパーインポーズ処
理部６をコントロールする。

以上説明したように、第２の実施例において
は、第１の実施例と同様にロードマツプ像とリア
ル画像との間の位置ずれを適確に判断し、ガイド
ワイヤ挿入操作の障害となるスーパーインポーズ
は出力せず、適切なスーパーインポーズのみを出
力しオペレーシヨンを容易に実行することが可能
となる。

他の実施例においては、心臓等の動きの激しい
部分での操作の場合、画像メモリに記録するロー
ドマツプ像に時相情報を付加して、画像メモリか
ら読み出すロードマツプ像を周期的に変化させる
ことにより実施すれば、心臓等の部分においても
適切なスーパーインポーズが可能となる。

また、以上の実施例においては、画像のフレー
ム全体について処理する場合を説明したが、特定
の１ライン（または数ライン）のみについて演算
しても同様の効果が得られることは勿論である。

さらには、これを心電図等と同期させることに
よつて実施すればより正確に行うことができる。

以上述べてきたものばかりでなく、その他の統
計的な解析手法が無数にあり、そのそれぞれにつ
いて同様に実施することが可能であり、更に厳密
な位置ずれ検出も可能である。よつて本発明は上
記の実施例に限定されるものではない。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によつて、ある程
度以上の位置ずれの起こつたスーパーインポーズ
は出力せず、適切なスーパーインポーズのみを出
力するので医師に必要以上の負担を与えないＸ線
画像表示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明におけるＸ線画像
表示装置の第１の実施例の構成を示すブロツク
図、第３図は対数変換と減算の原理を示す簡略
図、第４図は第１の実施例のヒストグラムの一例
を示す図、第５図は位置ずらしを簡単に示す図、
第６図は第２の実施例のブロツク図、第７図は第
２の実施例のヒストグラムの一例を示す図であ
る。 １……Ｘ線管、２……・システム、３……
Ａ／Ｄ変換器、４……画像メモリ、５……位置ず
れ検出回路、６……スーパーインポーズ処理部、
７……表示システム、８……モニタ、１７……減
算回路、１００，２００……解析回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 画像メモリに記録された画像と、撮影中の透
   視画像を重畳してモニタ出力することの可能なＸ
   線画像表示装置であつて、前記画像メモリに記録
   された血管造影剤混入画像と前記透視画像との間
   で演算処理を行い、この演算結果により前記血管
   造影剤混入画像と前記透視画像との間の位置ずれ
   を検出する位置ずれ検出回路と、この位置ずれ検
   出回路の制御により重畳画像から透視画像へモニ
   タ出力を切り換える出力処理部とを具備すること
   を特徴とするＸ線画像表示装置。