(57)【要約】【課題】Ｘ線画像のコントラストを確保するとともに、画素値の急激な変化を阻止すること。【解決手段】実施形態に係る医用画像処理装置は、タイミング取得部及び画素値補正部を備える。前記タイミング取得部は、管電圧の切替えを伴い時系列に沿って撮像される複数のＸ線画像における前記管電圧の切替えタイミングに関する情報を取得する。前記画素値補正部は、前記複数のＸ線画像における前記切替えタイミングの前の複数の第１Ｘ線画像と、前記切替えタイミングの後の複数の第２Ｘ線画像とのうちの少なくとも一方における画素値の補正を実行する。【選択図】図１
2020031860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管電圧の切替えを伴い時系列に沿って撮像される複数のＸ線画像における前記管電圧の切替えタイミングに関する情報を取得するタイミング取得部と、
前記複数のＸ線画像における前記切替えタイミングの前の複数の第１Ｘ線画像と、前記切替えタイミングの後の複数の第２Ｘ線画像とのうちの少なくとも一方における画素値の補正を実行する画素値補正部と
を備える医用画像処理装置。
【請求項２】
前記画素値補正部は、前記複数の第１Ｘ線画像のうちの少なくとも一つと前記複数の第２Ｘ線画像のうちの少なくとも一つとに基づいて前記補正に用いるパラメータ値を決定する請求項１に記載の医用画像処理装置。
【請求項３】
前記画素値補正部は、前記複数の第１Ｘ線画像のうちの前記切替えタイミングの直前の第１Ｘ線画像の画素値と、前記複数の第２Ｘ線画像のうちの前記切替えタイミングの直後の第２Ｘ線画像の画素値とに基づいて、前記パラメータ値を決定する、請求項２に記載の医用画像処理装置。
【請求項４】
前記画素値補正部は、前記複数の第１Ｘ線画像のうちの二つ以上及び前記複数の第２Ｘ線画像のうちの二つ以上に基づいて、前記補正に用いるパラメータ値を決定する、請求項２に記載の医用画像処理装置。
【請求項５】
前記複数の第１Ｘ線画像のうちの二つ以上は、前記複数の第１Ｘ線画像のうちの前記切替えタイミングの直前の第１Ｘ線画像を含み、
前記複数の第２Ｘ線画像のうちの二つ以上は、前記複数の第２Ｘ線画像のうちの前記切替えタイミングの直後の第２Ｘ線画像を含む、請求項４に記載の医用画像処理装置。
【請求項６】
前記複数のＸ線画像のいずれかのＸ線画像における画素値が閾値よりも高い領域を関心領域として設定する関心領域設定部、をさらに備え、
前記画素値補正部は、前記関心領域内の画素値に基づいて、前記パラメータ値を決定する、請求項２乃至５のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
【請求項７】
前記画素値補正部は、前記複数のＸ線画像の撮像中に、前記複数の第２Ｘ線画像に対して前記補正を実行する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
【請求項８】
前記画素値補正部は、前記複数のＸ線画像の撮像後に、前記補正を実行する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
【請求項９】
前記複数のＸ線画像は、被検体の血管に注入された造影剤を用いて撮像して得られる画像であり、
前記画素値補正部は、前記切替えタイミングの前の管電圧における前記造影剤のＸ線減弱係数と、前記切替えタイミングの後の管電圧における前記造影剤のＸ線減弱係数との差に基づいて、前記補正に用いるパラメータ値を決定する、請求項１に記載の医用画像処理装置。
【請求項１０】
前記画素値補正部による補正後の画素値に基づいて画素毎に時間濃度曲線を作成し、前記時間濃度曲線に基づく血流情報パラメータを算出し、当該血流情報パラメータに応じた色を各画素に割り当てることによりカラー画像を作成するカラー画像作成部、をさらに備える請求項１に記載の医用画像処理装置。
【請求項１１】
管電圧の切替えを伴い時系列に沿って撮像される複数のＸ線画像における前記管電圧の切替えタイミングに関する情報を取得するタイミング取得部と、
前記複数のＸ線画像の画素値を画素毎に、グレースケールに係るウインドウ幅に応じて変換することにより複数の表示画像を作成する画像作成部と、
前記複数の表示画像のうち、前記切替えタイミングの前の複数の第１表示画像及び前記切替えタイミングの後の複数の第２表示画像のうちの少なくとも一方を作成するための前記ウインドウ幅を変更するウインドウ幅変更部と
をさらに備える請求項１に記載の医用画像処理装置。
【請求項１２】
管電圧の切替えを伴い時系列に沿って撮像される複数のＸ線画像における前記管電圧の切替えタイミングに関する情報を取得するタイミング取得部と、
前記複数のＸ線画像における前記切替えタイミングの前の複数の第１Ｘ線画像と、前記切替えタイミングの後の複数の第２Ｘ線画像とのうちの少なくとも一方における画素値の補正を実行する画素値補正部と
を備えるＸ線診断装置。
【請求項１３】
前記画素値補正部は、前記複数の第１Ｘ線画像のうちの前記切替えタイミングの直前の第１Ｘ線画像の画素値と、前記複数の第２Ｘ線画像のうちの前記切替えタイミングの直後の第２Ｘ線画像の画素値とに基づいて、前記補正に用いるパラメータ値を決定する、請求項１２に記載のＸ線診断装置。
【請求項１４】
前記画素値補正部は、前記複数の第１Ｘ線画像及び前記複数の第２Ｘ線画像に基づいて、前記補正に用いるパラメータ値を決定する、請求項１２に記載のＸ線診断装置。
【請求項１５】
前記複数のＸ線画像のいずれかのＸ線画像における画素値が閾値よりも高い領域を関心領域として設定する関心領域設定部、をさらに備え、
前記画素値補正部は、前記関心領域内の画素値に基づいて、前記パラメータ値を決定する、請求項１３または１４に記載のＸ線診断装置。
【請求項１６】
前記画素値補正部は、前記複数のＸ線画像の撮像中に、前記複数の第２Ｘ線画像に対して前記補正を実行する、請求項１２乃至１５のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
【請求項１７】
前記画素値補正部は、前記複数のＸ線画像の撮像後に、前記補正を実行する、請求項１２乃至１５のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
【請求項１８】
前記複数のＸ線画像は、被検体の血管に注入された造影剤を用いて撮像して得られる画像であり、
前記画素値補正部は、前記切替えタイミングの前の管電圧における前記造影剤のＸ線減弱係数と、前記切替えタイミングの後の管電圧における前記造影剤のＸ線減弱係数との差に基づいて、前記補正に用いるパラメータ値を決定する、請求項１２に記載のＸ線診断装置。
【請求項１９】
管電圧の切替えを伴い時系列に沿って撮像される複数のＸ線画像における前記管電圧の切替えタイミングに関する情報を取得するタイミング取得機能、
前記複数のＸ線画像のうち、前記切替えタイミングの前の複数の第１Ｘ線画像及び前記切替えタイミングの後の複数の第２Ｘ線画像のうちの少なくとも一方における画素値の補正を実行する画素値補正機能、
をコンピュータに実現させるための医用画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、医用画像処理装置、Ｘ線診断装置及び医用画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
循環器用のＸ線診断装置では、頭部、腹部、肝臓、下肢又は四肢などの血管を撮影する際に、デジタルサブトラクション血管造影（ＤＳＡ）法及びデジタル血管造影（ＤＡ）法が広く用いられている。
【０００３】
ＤＳＡは、造影剤注入時の画像（コントラスト画像）と、注入前の画像（マスク画像）との差分をとることにより造影血管のみを表示させる撮影手法である。コントラスト画像は、通常１枚ではなく、連続した画像として収集される。ＤＳＡは、連続したコントラスト画像からマスク画像を減算して作成したＤＳＡ画像を動画として表示させる。術者は、この動画を観察することにより、血管の血流を理解する。このようなＤＳＡでは、一定のＸ線管電圧の場合、カテーテルより造影剤が注入された直後では血管が太いことに加え、造影剤が濃いため、コントラストが高い。また、造影剤が末梢の血管に行くに従い、血管が細くなることに加え、造影剤が希釈されるため、コントラストが低くなる。なお、ＤＳＡにおけるコントラストは、ＤＳＡ画像に背景がないので、画素値に等しい。
【０００４】
一方、ＤＡは、造影剤注入時の画像（コントラスト画像）として、造影血管とその背景を表示する撮影手法であり、ＤＳＡとは異なり、差分をとらない。ＤＡにおいても、コントラスト画像は、通常１枚ではなく、連続した画像として収集される。ＤＡは、連続したコントラスト画像（ＤＡ画像）を動画として表示させる。術者は、この動画を観察することにより、血管の血流を理解する。このようなＤＡでは、一定のＸ線管電圧の場合、前述同様に、造影剤が注入された直後ではコントラストが高くなり、造影剤が末梢の血管に行くに従ってコントラストが低くなる。なお、ＤＡにおけるコントラスト（以下、血管コントラストともいう）は、ＤＡ画像に背景があるので、画素値とは異なる。ＤＡにおける血管コントラストＣは、造影剤注入前の画像のＲＯＩの平均画素値Ｐ０と、造影剤注入後の画像のＲＯＩの平均画素値Ｐ１とを用いて、次式により定義される。
【０００５】
Ｃ＝（Ｐ０−Ｐ１）／Ｐ０  
但し、ＤＳＡ及びＤＡのいずれにしても、コントラストは、造影血管の画素値に応じた値であることに変わりはない。このため、ＤＳＡ及びＤＡでは、Ｘ線画像のコントラストを確保するとともに、画素値の急激な変化を阻止することが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−２２６７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、Ｘ線画像のコントラストを確保するとともに、画素値の急激な変化を阻止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態に係る医用画像処理装置は、タイミング取得部及び画素値補正部を備える。  
前記タイミング取得部は、管電圧の切替えを伴い時系列に沿って撮像される複数のＸ線画像における前記管電圧の切替えタイミングに関する情報を取得する。  
前記画素値補正部は、前記複数のＸ線画像における前記切替えタイミングの前の複数の第１Ｘ線画像と、前記切替えタイミングの後の複数の第２Ｘ線画像とのうちの少なくとも一方における画素値の補正を実行する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１の実施形態における関心領域を設定するための方法を説明するための模式図である。
【図３】図３は、第１の実施形態における関心領域を設定するための他の方法を説明するための模式図である。
【図４】図４は、第１の実施形態におけるｋＶ切替え後の画素値の補正を説明するためのグラフである。
【図５】図５は、第１の実施形態におけるｋＶ切替え後の画素値の補正を説明するための模式図である。
【図６】図６は、第１の実施形態における画像データ処理部及びシステム制御部を処理回路で実現する場合のＸ線診断装置の構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、第１の実施形態における動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】図８は、第１の実施形態の第１変形例におけるｋＶ切替え後の画素値の補正を説明するためのグラフである。
【図９】図９は、第１の実施形態の第１変形例における動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図１０は、第１の実施形態の第２変形例におけるｋＶ切替え後の色で示される画素値の範囲の変更を説明するためのグラフである。
【図１１】図１１は、第１の実施形態の第２変形例に係るＸ線診断装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、第１の実施形態の第２変形例における画像データ処理部及びシステム制御部を処理回路で実現する場合のＸ線診断装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、第１の実施形態の第２変形例における動作を説明するためのフローチャートである。
【図１４】図１４は、第２の実施形態に係る医用画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、第２の実施形態におけるｋＶ切替え前の画素値の補正を説明するためのグラフである。
【図１６】図１６は、第２の実施形態におけるｋＶ切替え前の画素値の補正を説明するための模式図である。
【図１７】図１７は、第２の実施形態におけるｋＶ切替え前とｋＶ切替え後との両方の画素値の補正を説明するためのグラフである。
【図１８】図１８は、第２の実施形態における動作を説明するためのフローチャートである。
【図１９】図１９は、第２の実施形態の第１変形例における２つの曲線を説明するための模式図である。
【図２０】図２０は、第２の実施形態の第１変形例における２つの曲線の比較による画素値の補正を説明するための模式図である。
【図２１】図２１は、第２の実施形態の第２変形例におけるｋＶ切替え前の画素値の補正を説明するためのグラフである。
【図２２】図２２は、第２の実施形態の第２変形例におけるｋＶ切替え前とｋＶ切替え後との両方の画素値の補正を説明するためのグラフである。
【図２３】図２３は、第２の実施形態の第３変形例に係る医用画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２４】図２４は、第２の実施形態の第３変形例における動作を説明するためのフローチャートである。
【図２５】図２５は、第３の実施形態に係るＸ線診断装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図２６】図２６は、第３の実施形態の第１変形例に係る医用画像処理装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して各実施形態を説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１１】
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示すブロック図である。このＸ線診断装置１は、データ収集系として、Ｘ線発生部３、Ｘ線検出器５、寝台７、Ｃアーム９、Ｘ線コントローラ１１、高電圧発生装置１３、及びＣアーム・寝台機構制御部１５を備えている。また、Ｘ線診断装置１は、データ処理系として、位置データメモリ２１、システム制御部２２、入力インタフェース２３、ディスプレイ２４及び画像データ処理部２５を備えている。
【００１２】
ここで、Ｘ線発生部３は、Ｘ線管３ａ及びＸ線絞り器３ｂを備えている。
【００１３】
Ｘ線管３ａは、Ｘ線を発生させる真空管であり、陰極（フィラメント）より放出された熱電子を高電圧によって加速させ、この加速電子をタングステン陽極に衝突させることでＸ線を発生させる。
【００１４】
Ｘ線絞り器３ｂは、Ｘ線管３ａとＸ線検出器５の間に位置し、金属板としての鉛板で構成される。Ｘ線絞り３ｂは、Ｘ線コントローラ１１により制御され、開口領域外のＸ線を遮蔽することにより、Ｘ線管３ａが発生したＸ線を、被検体Ｐの関心領域にのみ照射されるように絞り込む。例えば、Ｘ線絞り３ａは複数枚の絞り羽根を有し、これらの絞り羽根をスライドさせることで、Ｘ線の遮蔽される領域を任意のサイズに調節する。Ｘ線絞りの絞り羽根は、領域設定回路２５ｃにより設定された関心領域に応じてＸ線コントローラ１１により制御され、図示しない駆動装置により駆動される。
【００１５】
Ｘ線検出器５は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。このようなＸ線検出器５としては、Ｘ線を直接電荷に変換するものと、光に変換した後、電荷に変換するものとが使用可能であり、ここでは前者を例に説明するが後者であっても構わない。すなわち、Ｘ線検出器５は、例えば、被検体Ｐを透過したＸ線を電荷に変換して蓄積する平面状のＦＰＤ（Flat Panel Detector）と、このＦＰＤに蓄積された電荷を読み出すための駆動パルスを生成するゲートドライバとを備えている。ＦＰＤの大きさは一般的に８〜１２インチである。ＦＰＤは微小な検出素子を列方向及びライン方向に２次元的に配列して構成される。各々の検出素子はＸ線を感知し、入射Ｘ線量に応じて電荷を生成する光電膜と、この光電膜に発生した電荷を蓄積する電荷蓄積コンデンサと、電荷蓄積コンデンサに蓄積された電荷を所定のタイミングで出力するＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を備えている。蓄積された電荷はゲートドライバが供給する駆動パルスによって順次読み出される。
【００１６】
Ｘ線検出器５の後段には、図示しない投影データ生成回路を備える。投影データ生成回路は、電荷・電圧変換器、Ａ／Ｄ変換器及びパラレル・シリアル変換器を備えている。電荷・電圧変換器は、ＦＰＤから行単位あるいは列単位でパラレルに読み出された電荷を電圧に変換する。Ａ／Ｄ変換器は、この電荷・電圧変換器の出力をデジタル信号に変換する。パラレル・シリアル変換器は、デジタル変換されたパラレル信号を時系列的なシリアル信号に変換する。投影データ生成回路は、このシリアル信号を時系列的な投影データとして画像データ処理部２５に出力する。
【００１７】
寝台７は、被検体Ｐを搭載したまま起倒及び位置決め動作可能な機構を有する。寝台７には、その位置などの幾何学的配置に係る情報を検出する状態検出器（図示せず）が設けられている。状態検出器は、寝台７の幾何学的配置に係る情報をＣアーム・寝台機構制御部１５に出力する。
【００１８】
Ｃアーム９は、Ｘ線発生部３とＸ線検出器５とを被検体Ｐ及び寝台７の天板を挟んで対向するように保持する。詳しくは、Ｃアーム９は、寝台７の天板に垂直なＺ方向と、天板の長軸方向に沿ったＹ方向との両者に直交するＸ方向の軸を中心に回転可能に保持部（図示せず）に保持されている。また、Ｃアーム９は、Ｙ方向の軸を中心とした略円弧形状を有し、略円弧形状に沿ってスライド可能に保持部に保持されている。あるいは、Ｃアーム９は、保持部を中心としてＸ方向の軸を中心とした回転をすることができ、スライドとこの回転の組み合わせにより様々な角度方向からＸ線画像を観察することを可能とする。Ｃアーム９は、このようなスライド動作と回転動作を実現するための複数の動力源が該当する適当な箇所に備えられている。さらに、Ｃアーム９には、その角度または姿勢や位置といった幾何学的配置に係る情報を検出する状態検出器（図示せず）がそれぞれ備えられている。状態検出器は、例えば回転角や移動量を検出するポテンショメータや、位置検出センサであるエンコーダ等で構成される。エンコーダとしては、例えば磁気方式、刷子式、あるいは光電式等の、いわゆるアブソリュートエンコーダが使用可能となっている。また、状態検出器としては、回転変位をデジタル信号として出力するロータリエンコーダあるいは直線変位をデジタル信号として出力するリニアエンコーダなど、様々な種類の位置検出機構が適宜、使用可能となっている。この種の状態検出器は、Ｃアーム９の幾何学的配置に係る情報をＣアーム・寝台機構制御部１５に出力する。なお、Ｃアーム９の幾何学的配置に係る情報は、Ｘ線管及びＸ線検出器の幾何学的配置に係る情報に相当する。
【００１９】
Ｘ線コントローラ１１は、システム制御部２２及び切替えタイミング取得回路２５ｄにより制御され、Ｘ線絞り器３ｂ、Ｘ線制御部１３ａ及び高電圧発生器１３ｂを制御する。
【００２０】
高電圧発生装置１３は、Ｘ線制御部１３ａ及び高電圧発生器１３ｂを備えている。
【００２１】
Ｘ線制御部１３ａは、Ｘ線コントローラ１１から供給される、Ｘ線管３ａによるＸ線の照射条件に基づいて、高電圧発生器１３ｂにおける管電流、管電圧、印加時間、印加タイミング、繰り返し周波数等を制御する。
【００２２】
高電圧発生器１３ｂは、Ｘ線コントローラ１１により制御され、Ｘ線管３ａの陰極から発生する熱電子を加速するために、陽極と陰極の間に印加する高電圧を発生させてＸ線管３ａへ出力する。
【００２３】
Ｃアーム・寝台機構制御部１５は、システム制御部２２に制御される。Ｃアーム・寝台機構制御部１５は、Ｃアーム９及び寝台７を個別に駆動制御すると共に、図示しない状態検出器から受けたＣアーム９の幾何学的配置に係る情報と、寝台７の幾何学的配置に係る情報とを位置データメモリ２１に書き込む。
【００２４】
位置データメモリ２１は、Ｃアーム９の幾何学的配置に係る情報と、寝台７の幾何学的配置に係る情報とを保存する。
【００２５】
システム制御部２２は、画像データの収集に関する制御、及び収集した画像データの画像処理、画像再生処理等に関する制御を行う中央処理装置である。システム制御部２２は、例えば、入力インタフェース２３から入力されたコマンド信号、及び各種初期設定条件等の情報を一旦記憶した後、これらの情報をＸ線コントローラ１１、Ｃアーム・寝台機構制御部１５及び／又は画像データ処理部２５に送信する。
【００２６】
入力インタフェース２３は、被検体情報の入力、Ｘ線照射条件を含むＸ線撮影条件の設定、各種コマンド信号の入力等を行う。入力インタフェース２３は、例えば、Ｃアーム９の移動指示、関心領域（ＲＯＩ）の設定などを行うためのトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、及び表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチパネルディスプレイ等によって実現される。入力インタフェース２３は、システム制御部２２に接続されており、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換し、システム制御部２２へと出力する。なお、本明細書において入力インタフェース２３はマウス、キーボードなどの物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号をシステム制御部２２へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース２３の例に含まれる。
【００２７】
ディスプレイ２４は、医用画像などを表示するディスプレイ本体と、ディスプレイ本体に表示用の信号を供給する内部回路、ディスプレイ本体と内部回路とをつなぐコネクタやケーブルなどの周辺回路から構成されている。内部回路は、画像データ処理部２５から供給される画像データに被検体情報や投影データ生成条件等の付帯情報を重畳して表示データを生成し、得られた表示データに対しＤ／Ａ変換とＴＶフォーマット変換を行なってディスプレイ本体に表示する。
【００２８】
画像データ処理部２５は、画像演算回路２５ａ、画像データメモリ２５ｂ、領域設定回路２５ｃ、切替えタイミング取得回路２５ｄ及び表示用データ生成回路２５ｅを備えている。表示用データ生成回路２５ｅは、画素値補正回路２５ｆ及びカラー画像作成回路２５ｇを含んでいる。このような画像データメモリ２５ｂ、領域設定回路２５ｃ、切替えタイミング取得回路２５ｄ、表示用データ生成回路２５ｅ、画素値補正回路２５ｆ及びカラー画像作成回路２５ｇは、医用画像処理装置２００を構成している。
【００２９】
画像演算回路２５ａは、Ｘ線検出器５による検出結果に基づくＸ線画像を生成する。詳しくは、画像演算回路２５ａは、Ｘ線検出器５の投影データ生成回路から出力される時系列的な投影データを投影データ記憶回路（図示せず）に順次保存して２次元投影データからなるＸ線画像を生成する。このＸ線画像は、画像データメモリ２５ｂに保存される。
【００３０】
なお、画像演算回路２５ａが生成可能なＸ線画像としては、マスク画像（非造影像）、コントラスト画像（造影像）及びＤＳＡ画像（差分画像）がある。マスク画像は、造影剤注入前のＸ線画像であり、骨像を有する投影像である。コントラスト画像は、造影剤注入後のＸ線画像であり、骨及び血管像を有する投影像である。ＤＳＡ画像は、コントラスト画像とマスク画像との差分を表すＸ線画像であり、血管像を有する投影像である。例えば、ＤＳＡ画像は、画像データメモリ２５ｂに記憶したマスク画像と、Ｘ線検出器５の出力から生成したコントラスト画像との差分を演算することにより生成可能となっている。なお、マスク画像は、Ｘ線の照射条件毎に生成される。例えば、第１の管電圧を含む第１の照射条件と、第２の管電圧を含む第２の照射条件とがある場合には、第１の照射条件に基づく第１のマスク画像と、第２の照射条件に基づく第２のマスク画像とが生成される。
【００３１】
これに加え、画像演算回路２５ａは、Ｘ線管３ａ及びＸ線検出器５を被検体Ｐの周囲で連続的に回動することによって収集され、画像データメモリ２５ｂに保存された投影データに対し所定の再構成処理を行なって３Ｄ画像データを生成してもよい。得られた３Ｄ画像データは画像データメモリ２５ｂに保存される。この場合、画像演算回路２５ａは、２次元のＸ線画像に当該３Ｄ画像データをリアルタイムに重畳させることにより３Ｄロードマップ画像を生成してもよい。なお、「リアルタイム」とは、Ｘ線画像の撮像と並行して処理を行うことを指すものとする。例えば、ここでは、２次元のＸ線画像を順次撮像し、それと並行して、撮像された２次元のＸ線画像に３Ｄ画像データを重畳して３Ｄロードマップ画像を生成する処理を実行する。
【００３２】
画像データメモリ２５ｂは、画像演算回路２５ａにより生成されたＸ線画像、３Ｄ画像及び３Ｄロードマップ画像といった画像データを保存する。
【００３３】
領域設定回路２５ｃ（関心領域設定部）は、Ｘ線画像に関心領域を設定する。例えば、領域設定回路２５ｃは、複数のＸ線画像のいずれかのＸ線画像における画素値が閾値よりも高い領域を関心領域として設定してもよい。また例えば、領域設定回路２５ｃは、以下の（ｒ１）〜（ｒ４）のいずれかの方法により、関心領域を設定可能としてもよい。
【００３４】
（ｒ１）操作者による入力インタフェース２３の操作に応じて関心領域を設定する方法。例えば、領域設定回路２５ｃは、操作者による入力インタフェース２３の操作により、３Ｄロードマップ画像内の３Ｄ画像（３Ｄボリューム画像）に関心領域を設定してもよい。この場合、３Ｄロードマップ画像が被検体Ｐに位置合わせされていることから、関心領域を正確な位置に設定することができる。
【００３５】
（ｒ２）管電圧の切替え前又は切替え後のＸ線画像全体において、画素値が閾値を超えた領域を関心領域として設定する方法。なお、「管電圧の切替え」は、「ｋＶ切替え」と呼んでもよい。
【００３６】
（ｒ３）例えば図２に示すように、管電圧の切替え前又は切替え後のＸ線画像３０内の指定された領域（以下、指定領域ともいう）３１のうち、画素値が閾値を超えた領域３２を関心領域として設定する方法。ここで、指定領域３１は、Ｘ線画像の撮像対象部位に関する解剖学的情報に基づいて指定されてもよく、操作者による入力インタフェース２３の操作に応じて指定されてもよい。解剖学的情報は、撮像対象部位の情報と、Ｘ線管３ａ及びＸ線検出器５の幾何学的配置に係る情報とを含んでもよい。すなわち、領域設定回路２５ｃは、例えば、システム制御部２２から取得した検査プロトコル内の撮像対象部位の情報と、システム制御部２２から取得したＣアーム９の角度及び位置に基づいて、視野の位置を推定し、視野の位置から指定領域３１を指定してもよい。この指定領域３１は、例えば、Ｘ線画像の中心領域（又は上側領域）というように、（術者が指定可能な領域よりも）広い領域を設定すればよい。また、領域設定回路２５ｃは、Ｘ線管３ａ及びＸ線検出器５の幾何学的配置に係る情報に加え、寝台７の位置・ＳＩＤ（source-image distance：線源−画像間距離）・ＦＯＶ（field of view：視野）、被検体情報（身長・体重）、被検体体位情報などを用いて、指定領域３１を指定してもよい。
【００３７】
（ｒ４）例えば図３に示すように、管電圧の切替え直前のＸ線画像３０ａと、当該Ｘ線画像３０ａから１〜数フレーム前のＸ線画像３０ｂとの差分を求め、当該差分が閾値を超えた領域を関心領域として設定する方法。
【００３８】
切替えタイミング取得回路２５ｄ（タイミング取得部）は、管電圧の切替えを伴い時系列に沿って撮像される複数のＸ線画像における当該管電圧の切替えタイミングに関する情報を取得する。具体的には例えば、切替えタイミング取得回路２５ｄは、システム制御部２２から管電圧の切替えタイミングに関する情報を取得する。管電圧の切替えタイミングに関する情報としては、例えば、管電圧の切替えタイミングを示す切替え信号が使用可能となっている。
【００３９】
表示用データ生成回路２５ｅは、画像演算回路２５ａにより生成されたＸ線画像に基づく表示用データを生成し、当該表示用データをディスプレイ２４に送出する。ここで、表示用データ生成回路２５ｅは、画素値補正回路２５ｆ（画素値補正部）及びカラー画像作成回路２５ｇ（カラー画像作成部）を含んでいる。なお、画素値補正回路２５ｆ又はカラー画像作成回路２５ｇは、必須ではなく、省略してもよい。画素値補正回路２５ｆを省略する場合には、カラー画像作成回路２５ｇの他に、後述するウインドウ幅変更回路を用いてもよい。
【００４０】
画素値補正回路２５ｆは、複数のＸ線画像における切替えタイミングの前の複数の第１Ｘ線画像と、切替えタイミングの後の複数の第２Ｘ線画像とのうちの少なくとも一方における画素値の補正を実行する。画素値補正回路２５ｆは、例えば図４及び図５に示すように、複数のＸ線画像のうち、切替えタイミング取得回路２５ｄに取得された切替えタイミングＴ_swの後の複数の第２Ｘ線画像における画素値の補正を実行する。なお、画素値補正回路２５ｆは、複数のＸ線画像の撮像中に、複数の第２Ｘ線画像に対して補正を実行してもよく、複数のＸ線画像の撮像後に、複数の第２Ｘ線画像に対して補正を実行してもよい。なお、複数のＸ線画像の撮像中に補正を実行する場合には、複数のＸ線画像のうち、切替えタイミングの前の複数の第１Ｘ線画像における画素値の補正を実行しない。複数のＸ線画像の撮像後に補正を実行する場合には、切替えタイミングの前の複数の第１Ｘ線画像における画素値の補正を実行してもよく、切替えタイミングの後の複数の第２Ｘ線画像における画素値の補正を実行してもよく、両画像の画素値の補正を実行してもよい。複数のＸ線画像の撮像後に補正を実行する場合については、後述する。言い換えると、補正処理は、リアルタイムでも撮像後でも実行可能である。補正する画素値は、管電圧の切替え前後のいずれか一方又は両方でもよい。但し、リアルタイムで補正処理する場合には、補正する画素値は、管電圧の切替え後のみが適用可能である。第１の実施形態では、管電圧の切替え後に補正処理する場合を述べる。また、画素値補正回路２５ｆは、関心領域内の画素値に基づいて、補正に用いるパラメータ値を決定してもよい。
【００４１】
ここで、画素値補正回路２５ｆは、複数の第１Ｘ線画像のうちの切替えタイミングＴ_swの直前の第１Ｘ線画像の画素値ＬBeforeと、複数の第２Ｘ線画像のうちの切替えタイミングＴ_swの直後の第２Ｘ線画像の画素値ＬAfterとに基づいて、補正に用いるパラメータ値ＣAfterを決定してもよい。なお、画素値補正回路２５ｆは、複数の第１Ｘ線画像のうちの少なくとも一つと、複数の第２Ｘ線画像のうちの少なくとも一つとに基づいて、補正に用いるパラメータ値を決定してもよい。あるいは、画素値補正回路２５ｆは、複数の第１Ｘ線画像のうちの二つ以上及び複数の第２Ｘ線画像のうちの二つ以上に基づいて、補正に用いるパラメータ値を決定してもよい。ここで、複数の第１Ｘ線画像のうちの二つ以上は、複数の第１Ｘ線画像のうちの切替えタイミングＴ_swの直前の第１Ｘ線画像を含んでもよく、複数の第２Ｘ線画像のうちの二つ以上は、複数の第２Ｘ線画像のうちの切替えタイミングＴ_swの直後の第２Ｘ線画像を含んでもよい。これらの場合、ＬBefore は、例えば、管電圧の切替えタイミングの直前の１又は複数フレームにおける関心領域内の平均の画素値としてもよい。同様に、ＬAfter は、例えば、管電圧の切替えタイミングの直後の１又は複数フレームにおける関心領域内の平均の画素値としてもよい。ＣAfter は、管電圧の切替えタイミングの後の複数の第２Ｘ線画像の画素値の補正に用いるパラメータ値であり、例えば次式に示すように決定してもよい。
【００４２】
ＣAfter ＝ ＬBefore − ＬAfter 
画素値補正回路２５ｆは、決定したパラメータ値に基づいて、切替えタイミングＴ_swの後の複数の第２Ｘ線画像における画素値の補正を実行する。例えば、画素値補正回路２５ｆは、切替えタイミングＴ_swの後の複数の第２Ｘ線画像における画素値にパラメータ値ＣAfter を加算することにより、当該画素値の補正を実行してもよい。なお、この例では、負の値のパラメータ値ＣAfter を加算したが、これに限らず、ＣAfter を ＬAfter − ＬBefore として求めた場合には正の値のパラメータ値ＣAfter を減算してもよい（但し、ＬBefore ＜ ＬAfter ）。
【００４３】
カラー画像作成回路２５ｇは、画素値補正回路２５ｆによる補正後の画素値に基づいて画素毎に時間濃度曲線を作成し、時間濃度曲線に基づく血流情報パラメータを算出し、血流情報パラメータに応じた色を各画素に割り当てることによりカラー画像を作成する。血流情報パラメータとしては、ＴＴＰ(Time To Peak)、ＰＨ(Peak Height)、ＴＴＡ(Time To Arrival)、ＷＩＤＴＨ、ＭＴＴ(Mean Transit Time)、ＡＵＣ(Area Under Curve)等がある。なお、時間濃度曲線は、横軸が時間、縦軸が造影剤濃度を示し、造影剤濃度（画素値）の時間変化を表す曲線である。ここで、ＴＴＰは、造影剤濃度がピークに到達するまでの時間を示す。ＰＨは、造影剤濃度のピーク値を示す。ＡＵＣは、最初の時相から最後の時相までの造影剤濃度の時間積分値を示す。ＡＵＣは、時間濃度曲線及び横軸（時間軸）で囲まれる領域の面積に相当する。ＴＴＡは、時間濃度曲線において、造影剤濃度が閾値ＴＨを最初に超えた時相（時刻）であり、造影剤の到達時間を示す。閾値ＴＨとしては、例えば、ピーク値の３０〜６０％の範囲内の任意の値が使用可能である。ＷＩＤＴＨは、造影剤濃度が閾値ＴＨを超えている期間（時間幅）であり、閾値ＴＨがピーク値の５０％の場合には半値幅と呼んでもよい。ＭＴＴは、造影剤の平均通過時間を示す。なお、カラー画像作成回路２５ｇは、補正後の画素値に限らず、補正前後に亘る画素値に基づいて画素毎に時間濃度曲線を作成し、時間濃度曲線に基づく血流情報パラメータを算出し、当該血流情報パラメータに応じた色を各画素に割り当てることによりカラー画像を作成してもよい。具体的には例えば、カラー画像作成回路２５ｇは、予め血流情報パラメータ毎に、血流情報パラメータの値と色情報とを対応付けたテーブルを用い、血流情報パラメータの値を画素毎に色情報に対応付けることにより、画素毎の血流情報パラメータの値を色で表すカラー画像（パラメトリック画像）を作成する。このようなカラー画像は、例えば、ＤＳＡ画像の血管の上流側から下流側に向けて各画素のピーク到達時間（ＴＴＰ）の値がｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５と長くなるとき、ＴＴＰの値に応じて各画素を、赤（ｔ１）、黄色（ｔ２）、黄緑（ｔ３）、水色（ｔ４）、青（ｔ５）のように色付けして作成される。作成されたカラー画像を含む表示用データは、ディスプレイ２４に表示される。ここで、テーブルとしては、例えば、ＴＴＰ用のテーブル、ＰＨ用のテーブル、ＴＴＡ用のテーブル、ＷＩＤＴＨ用のテーブル、ＭＴＴ用のテーブル及びＡＵＣ用のテーブル等が予め準備されている。これに伴い、カラー画像としては、例えば、画素毎にＴＴＰの値が色分けされた画像、画素毎にＰＨの値が色分けされた画像、画素毎にＴＴＡの値が色分けされた画像、画素毎にＷＩＤＴＨの値が色分けされた画像、画素毎にＭＴＴの値が色分けされた画像などが適宜、作成可能となっている。このようなカラー画像作成回路２５ｇとしては、例えば、パラメトリック・イメージング（ＰＩ）と呼ばれる技術が使用可能となっている。ＰＩは、血管造影時の１画素毎の時間濃度曲線から、造影剤の到達時間や平均通過時間といった血流情報パラメータの値を算出し、血流情報パラメータの値をカラースケール又はグレースケールにより画像化して表示する技術である。カラースケールは、血流情報パラメータの値毎に、カラー画像の色（例、赤から青まで、黄色、緑、水色を介して、連続的に変化するグラデーション）を定めている。グレースケールは、血流情報パラメータの値毎に、白黒画像の階調（例、黒から白まで、濃淡の異なる灰色を介して、連続的に変化するグラデーション）を定めている。本明細書中では、ＰＩに関し、カラースケールにより画像化する場合を例に挙げて述べている。
【００４４】
なお、以上のように構成されたＸ線診断装置１は、図６に示すように、システム制御部２２及び画像データ処理部２５といった個別のハードウェア回路と同等のシステム制御機能２７１及び画像データ処理機能２７２を処理回路２７が実現する構成としてもよい。この処理回路２７は、メモリ２６内のプログラムを読出実行することにより、システム制御部２２に対応するシステム制御機能２７１と、画像データ処理部２５に対応する画像データ処理機能２７２とを実現する。画像データ処理機能２７２は、画像演算機能２７２ａ、領域設定機能２７２ｃ、切替えタイミング取得機能２７２ｄ及び表示用データ生成機能２７２ｅを含んでいる。表示用データ生成機能２７２ｅは、画素値補正機能２７２ｆ及びカラー画像作成機能２７２ｇを含んでいる。画像演算機能２７２ａ、領域設定機能２７２ｃ、切替えタイミング取得機能２７２ｄ、表示用データ生成機能２７２ｅ、画素値補正機能２７２ｆ及びカラー画像作成機能２７２ｇは、それぞれ画像演算回路２５ａ、領域設定回路２５ｃ、切替えタイミング取得回路２５ｄ、表示用データ生成回路２５ｅ、画素値補正回路２５ｆ及びカラー画像作成回路２５ｇに対応する。この種のプログラムとしては、例えば、システム制御機能２７１、画像演算機能２７２ａ、領域設定機能２７２ｃ、切替えタイミング取得機能２７２ｄ、画素値補正機能２７２ｆ及びカラー画像作成機能２７２ｇをコンピュータに実現させるための情報処理プログラムが使用可能となっている。あるいは、システム制御機能２７１をコンピュータに実現させるための制御プログラムと、画像演算機能２７２ａ、領域設定機能２７２ｃ、切替えタイミング取得機能２７２ｄ、画素値補正機能２７２ｆ及びカラー画像作成機能２７２ｇをコンピュータに実現させるための医用画像処理プログラムとが使用可能となっている。なお、医用画像処理プログラムは、幾つかの医用画像処理プログラムに分けてもよい。例えば、画像演算機能２７２ａをコンピュータに実現させるための第１の医用画像処理プログラムと、領域設定機能２７２ｃをコンピュータに実現させるための第２の医用画像処理プログラム、切替えタイミング取得機能２７２ｄ及び画素値補正機能２７２ｆをコンピュータに実現させるための第３の医用画像処理プログラム、カラー画像作成機能２７２ｇをコンピュータに実現させるための第４の医用画像処理プログラムなどとしてもよい。また、各々の医用画像処理プログラムは、適宜、組み合わせてもよい。例えば、第３の医用画像処理プログラムは、適宜、第２及び第４の医用画像処理プログラムの少なくとも一方を含んでもよい。また、メモリ２６は、位置データメモリ２１及び画像データメモリ２５ｂに保存される情報を記憶し、さらにプログラムを記憶する。メモリ２６、入力インタフェース２３、ディスプレイ２４及び処理回路２７は、互いにバスを介して接続され、コンソール装置２０に設けられている。メモリ２６、入力インタフェース２３、ディスプレイ２４、処理回路２７における領域設定機能２７２ｃ、切替えタイミング取得機能２７２ｄ、表示用データ生成機能２７２ｅ、画素値補正機能２７２ｆ及びカラー画像作成機能２７２ｇは、医用画像処理装置２００を構成している。なお、医用画像処理装置２００は、後述するように、Ｘ線診断装置１とは別の装置として設けてもよい。
【００４５】
メモリ２６は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hardware Disk Drive）及び画像メモリなど電気的情報を記録するメモリ本体と、それらメモリ本体に付随するメモリコントローラやメモリインタフェースなどの周辺回路とを備えている。メモリ２６は、例えば、処理回路２７に実行されるプログラムと、処理回路２７により生成されたＸ線画像と、処理回路２７の処理に用いるデータ、処理途中のデータ及び処理後のデータ等とが記憶される。処理回路２７の処理に用いるデータは、Ｘ線画像の撮像対象部位に関する解剖学的情報を含んでもよい。メモリ２６は、３Ｄ画像及び３Ｄロードマップ画像を記憶してもよい。
【００４６】
入力インタフェース２３及びディスプレイ２４は、前述同様の構成である。
【００４７】
処理回路２７は、メモリ２６に保存されたプログラムを読み出し実行することにより、プログラムに対応するシステム制御機能２７１及び画像データ処理機能２７２を実現するプロセッサである。ここで、「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ）等の回路を意味する。なお、メモリ２６にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。また、図６においては単一の処理回路２７にてシステム制御機能２７１、画像データ処理機能２７２（画像演算機能２７２ａ、領域設定機能２７２ｃ、切替えタイミング取得機能２７２ｄ、表示用データ生成機能２７２ｅ（画素値補正機能２７２ｆ及びカラー画像作成機能２７２ｇ））が実現されるものとして説明した。しかしながら、これに限らず、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより各機能を実現するものとしても構わない。これらのプロセッサに関する説明は、以下の各実施形態及びその変形例でも同様である。
【００４８】
なお、以下の説明は、図１及び図６に示した構成のうち、図１に示した構成を代表例に挙げて行う。代表例に挙げたシステム制御部２２及び画像データ処理部２５は、図６に示したシステム制御機能２７１及び画像データ処理機能２７２と同様の動作を実行する。従って、このような代表例の説明は、適宜、構成要素名及び参照符号などを読み替えることにより、図６に示した処理回路２７の動作の説明に適用することができる。このことは、以下の各実施形態及び各変形例でも同様である。
【００４９】
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図７のフローチャートを用いて説明する。以下の説明中、撮像により得られた複数のＸ線画像のうち、管電圧の切替えタイミングより前に得られたＸ線画像を第１Ｘ線画像ともいい、管電圧の切替えタイミングより後に得られたＸ線画像を第２Ｘ線画像ともいう。
【００５０】
始めに、被検体Ｐに関する情報（患者氏名、撮像対象部位等）の確認が行われた後、被検体Ｐを載置した寝台７の位置や、Ｃアーム９の角度・位置などの幾何学的配置が調整される。寝台７及びＣアーム９の幾何学的配置に係る情報は、位置データメモリ２１に保存される。また、医師または技師等の操作者により当該被検体Ｐに対して適切な照射条件（管電圧、管電流、照射レート等）が入力インタフェース２３を介して入力される。なお、造影剤注入前に照射条件毎にマスク画像を撮像する場合には、切替えて用いる照射条件のうち、いずれかの照射条件を入力する。
【００５１】
次に、システム制御部２２の制御により、Ｘ線コントローラ１１および高電圧発生装置１３を介して、寝台７に載せられた被検体ＰにＸ線管３ａからＸ線が照射される。
【００５２】
次に、被検体Ｐを透過したＸ線に基づいて、Ｘ線画像が生成され表示される。すなわち、Ｘ線検出器５では、被検体Ｐを透過したＸ線を検出して電気信号に変換する。この変換は、Ｘ線から電気信号に変換する直接変換であっても良いし、Ｘ線から光を介して電気信号に変換する間接変換であっても良い。Ｘ線検出器５で収集された電気信号は、所定の変換処理が施された後、画像データ処理部２５に出力される。画像データ処理部２５の画像演算回路２５ａは、Ｘ線検出器５の出力に基づいてＸ線画像を生成し、当該Ｘ線画像を表示用データ生成回路２５ｅ及び画像データメモリ２５ｂに送出する。表示用データ生成回路２５ｅは、当該Ｘ線画像を含む表示用データを生成し、当該表示用データをディスプレイ２４に表示する。画像データメモリ２５ｂは、当該Ｘ線画像をマスク画像として保存する。また同様に、他の照射条件を入力して、他の照射条件に対応するマスク画像を撮像する。これにより、切替えて用いる照射条件毎に、造影剤注入前の撮影対象部位のマスク画像が撮像される。例えば、高い管電圧を照射条件に含むマスク画像と、低い管電圧を照射条件に含むマスク画像とが撮像される。各マスク画像は、画像データメモリ２５ｂに保存される。マスク画像の撮像後、高い管電圧を含む照射条件が入力され、被検体Ｐに造影剤が注入され、コントラスト画像（注入時間毎のＸ線画像）が撮像される。
【００５３】
次に、ステップＳＴ１〜ＳＴ２において、画像演算回路２５ａは、造影剤注入前の１フレーム目のマスク画像から、造影剤注入後の２フレーム目以降のコントラスト画像を減算し、造影剤の流入血管を表す第１Ｘ線画像（ＤＳＡ画像）を生成する。生成した第１Ｘ線画像は、領域設定回路２５ｃ、表示用データ生成回路２５ｅ及び画像データメモリ２５ｂに入力される。以下、特に断らない限り、画像演算回路２５ａが生成するＸ線画像は、ＤＳＡ画像であり、表示用データ生成回路２５ｅを介してディスプレイ２４に表示される一方、画像データメモリ２５ｂに保存される。なお、時系列に沿ったフレームである第１Ｘ線画像は、動画像として表示される。また、第１Ｘ線画像に代えて、カラー画像作成回路２５ｇによって第１Ｘ線画像から作成されたカラー画像（パラメトリック画像）がディスプレイ２４に表示されてもよい。
【００５４】
ステップＳＴ２の後、ステップＳＴ３において、切替えタイミング取得回路２５ｄは、システム制御部２２からＸ線コントローラ１１に対して管電圧の切替えタイミングを示す切替え信号が出力されたか否かに応じて、管電圧の切替えタイミングか否かを判定する。判定の結果、管電圧の切替えタイミングでない場合には、ステップＳＴ１〜ＳＴ２の処理を繰返して実行する。ステップＳＴ３の判定の結果、管電圧の切替えタイミングの場合には、ステップＳＴ４に移行する。
【００５５】
ステップＳＴ４において、Ｘ線コントローラ１１は、システム制御部２２からの切替え信号に応じて、現在の高い管電圧を低い管電圧に切替えるように、高電圧発生装置１３を制御する。これにより、Ｘ線管３ａの管電圧が切替えられる。
【００５６】
ステップＳＴ４の後、ステップＳＴ５において、Ｘ線診断装置１は、切替えた管電圧でＸ線管３ａがＸ線を発生し、当該Ｘ線を被検体に照射する。Ｘ線検出器５は、被検体を通過したＸ線を検出して電気信号を出力する。画像演算回路２５ａは、Ｘ線検出器の出力に基づいて、第２Ｘ線画像を生成する。
【００５７】
ステップＳＴ５の後、ステップＳＴ６において、領域設定回路２５ｃは、管電圧の切替えタイミングの直前の第１Ｘ線画像又は切替えタイミングの直後の第２Ｘ線画像に関心領域を設定する。関心領域の設定動作としては、前述した（ｒ１）〜（ｒ４）のいずれの方法を用いてもよい。なお、ここでは、（ｒ３）の方法を用いた場合を例に挙げて述べる。領域設定回路２５ｃは、例えば図２に示したように、領域設定回路２５ｃは、切替えタイミングの直後の第２Ｘ線画像３０の撮像対象部位に関する解剖学的情報に基づいて、第２Ｘ線画像３０内の指定領域３１を指定する。しかる後、領域設定回路２５ｃは、指定領域３１のうち、画素値が閾値を超えた領域３２を関心領域として設定する。
【００５８】
ステップＳＴ６の後、ステップＳＴ７において、画素値補正回路２５ｆは、管電圧の切替えタイミングの直後の第２Ｘ線画像の関心領域内の画素値を取得する。同様に、画素値補正回路２５ｆは、管電圧の切替えタイミングの直前の第１Ｘ線画像の関心領域内の画素値を取得する。
【００５９】
ステップＳＴ７の後、ステップＳＴ８において、画素値補正回路２５ｆは、ステップＳＴ７で第２Ｘ線画像の関心領域から取得した画素値を平均化し、平均の画素値ＬAfter を得る。同様に、画素値補正回路２５ｆは、ステップＳＴ７で第１Ｘ線画像の関心領域から取得した画素値を平均化し、平均の画素値ＬBefore を得る。これにより、画素値補正回路２５ｆは、管電圧の切替えタイミングの後の複数の第２Ｘ線画像の画素値の補正に用いるパラメータ値ＣAfter （＝ ＬBefore − ＬAfter ）を決定する。
【００６０】
ステップＳＴ８の後、ステップＳＴ９〜ＳＴ１０において、画素値補正回路２５ｆは、決定したパラメータ値に基づいて、切替えタイミングの後の複数の第２Ｘ線画像における画素値の補正を実行する。例えば、画素値補正回路２５ｆは、切替えタイミングの後の複数の第２Ｘ線画像における画素値にパラメータ値ＣAfter を加算することにより、当該画素値の補正を実行する。これにより、補正後の第２Ｘ線画像が得られる。補正後の第２Ｘ線画像は、画像データメモリ２５ｂに入力される。以下、特に断らない限り、画素値補正回路２５ｆが補正したＸ線画像は、ＤＳＡ画像であり、表示用データ生成回路２５ｅを介してディスプレイ２４に表示される一方、画像データメモリ２５ｂに保存される。なお、時系列に沿ったフレームである第２Ｘ線画像は、動画像として表示される。また、第２Ｘ線画像に代えて、カラー画像作成回路２５ｇによって第２Ｘ線画像から作成されたカラー画像（パラメトリック画像）がディスプレイ２４に表示されてもよい。
【００６１】
ステップＳＴ１０の後、ステップＳＴ１１において、画像演算回路２５ａは、システム制御部２２から撮像終了を示す信号を受けたか否かに応じて、撮像終了か否かを判定する。判定の結果、撮像終了でない場合には、ステップＳＴ１２に移行する。ステップＳＴ１１の判定の結果、撮像終了の場合には、処理を終了する。
【００６２】
ステップＳＴ１１の後、ステップＳＴ１２において、画像演算回路２５ａは、Ｘ線診断装置１は、Ｘ線管３ａがＸ線を発生し、当該Ｘ線を被検体に照射する。Ｘ線検出器５は、被検体を通過したＸ線を検出して電気信号を出力する。画像演算回路２５ａは、Ｘ線検出器の出力に基づいて、第２Ｘ線画像を生成する。しかる後、ステップＳＴ９に移行する。以下、ステップＳＴ１１で撮像終了が判定されるまで、ステップＳＴ９〜ＳＴ１２の処理が繰り返し実行される。
【００６３】
上述したように第１の実施形態によれば、管電圧の切替えを伴い時系列に沿って撮像される複数のＸ線画像における管電圧の切替えタイミングに関する情報を取得する。また、当該複数のＸ線画像における切替えタイミングの前の複数の第１Ｘ線画像と、切替えタイミングの後の複数の第２Ｘ線画像とのうち、複数の第２Ｘ線画像における画素値の補正を実行する。
【００６４】
このように、切替えタイミングの後の複数の第２Ｘ線画像における画素値の補正を実行する構成により、管電圧の切替え前後において、画像のコントラストの急激な変化を阻止し、画像を見やすくすることができる。従って、Ｘ線画像のコントラストを確保するとともに、画素値の急激な変化を阻止することができる。
【００６５】
続いて、第１の実施形態の効果につき、多相ＤＳＡと呼ばれる関連技術を比較例に挙げて補足的に説明する。多相ＤＳＡでは、動画像全体のコントラストを確保しつつ被ばくを抑える技術として知られている。多相ＤＳＡでは、造影開始時には高い管電圧で撮影し、造影剤が抹消血管に到達するタイミングで低い管電圧に切替える。また、多相ＤＳＡでは、管電圧毎にマスク画像を準備する必要がある。
【００６６】
このような多相ＤＳＡは、通常は特に問題ないが、本発明者の検討によれば、管電圧の切替え前後において、画像がコントラストの急激な変化により見づらくなる点で改善の余地がある。
【００６７】
一方、前述した第１の実施形態の効果は、このような多相ＤＳＡに比べ、画像のコントラストの急激な変化を阻止し、画像を見やすくする点で優れている。
【００６８】
また、第１の実施形態によれば、複数の第１Ｘ線画像のうちの切替えタイミングの直前の第１Ｘ線画像の画素値と、複数の第２Ｘ線画像のうちの切替えタイミングの直後の第２Ｘ線画像の画素値とに基づいて、補正に用いるパラメータ値を決定する。補足すると、造影剤濃度のフレーム間連続性を利用し、管電圧の切替え前後の画素値（血管コントラスト）の変化から、補正に用いるパラメータを決定する。このように、補正に用いるパラメータ値を決定するために用いるＸ線画像の枚数が、管電圧の切替え直前及び直後の２枚で済むため、３枚以上のＸ線画像を用いる場合に比べ、小さい演算負荷でパラメータ値を決定することができる。
【００６９】
また、第１の実施形態によれば、複数のＸ線画像のいずれかのＸ線画像における画素値が閾値よりも高い領域を関心領域として設定し、当該関心領域内の画素値に基づいて、当該パラメータ値を決定する。従って、管電圧の切替え前後において、画像内の関心領域のコントラストの急激な変化を阻止し、当該関心領域を見やすくすることができる。
【００７０】
また、第１の実施形態によれば、複数のＸ線画像の撮像中に、複数の第２Ｘ線画像に対して補正を実行する。これにより、検査中に、管電圧の切替え前後において、画像のコントラストの急激な変化を阻止し、画像を見やすくすることができる。
【００７１】
また、第１の実施形態によれば、補正後の画素値に基づいて画素毎に時間濃度曲線を作成し、前記時間濃度曲線に基づく血流情報パラメータを算出し、当該血流情報パラメータに応じた色を各画素に割り当てることによりカラー画像を作成する。従って、管電圧の切替えによって画素値（血管コントラスト）が変化しても、画素値を補正することにより、時間濃度曲線の急激な変化を阻止でき、時間濃度曲線のピーク（ＴＴＰ、ＰＨ）や面積（ＡＵＣ）といった血流情報パラメータを正しく計算することが可能となる。
【００７２】
補足すると、高い管電圧で撮影した画像の各画素における第１時間濃度曲線と、低い管電圧で撮影した画像の各画素における第２時間濃度曲線とは、濃度が通常目盛の場合には互いに相似形状を有し、濃度が対数目盛の場合には互いに平行移動した形状を有する関係がある。例えば、縦軸の濃度が通常目盛の場合、第１時間濃度曲線を相似的に拡大すると、第２時間濃度曲線が得られる。縦軸の濃度が対数目盛の場合、第１時間濃度曲線を上方に平行移動させると、第２時間濃度曲線が得られる。いずれにしても、管電圧を切替えて画素値を補正しない場合には、切替えタイミングを境にして、第１時間濃度曲線と第２時間濃度曲線とを接続した形状の第３時間濃度曲線が得られる。このような第３時間濃度曲線は、造影剤濃度が連続的に変化する正しい時間濃度曲線を表現せず、切替えタイミング前後の造影剤濃度に不連続性が生じている。具体的には第３時間濃度曲線は、切替えタイミング直後の画素値が急激に上昇して切替えタイミング前のピーク値を超えてしまっている。このため、第３時間濃度曲線は、ピーク高さ（ＰＨ）やピーク到達時間（ＴＴＰ）、面積（ＡＵＣ）といった血流情報パラメータを正しく計算できない問題がある。これに対し、第１の実施形態によれば、管電圧の切替えによって画素値（血管コントラスト）が変化しても、画素値を補正することにより、正しい時間濃度曲線を作成できるので、時間濃度曲線から正しい血流情報パラメータを計算することができる。なお、血管コントラストは、造影領域と造影されていない領域との差分画像上の画像レベル差であり、血管濃度、又は血管コントラスト濃度とも呼ばれる。
【００７３】
［第１の実施形態の第１変形例］
続いて、第１の実施形態の第１変形例について説明する。
【００７４】
第１の実施形態の第１変形例は、図４に示した補正に代えて、図８に示すように、切替えタイミングの直前の複数の第１Ｘ線画像の画素値を外挿することにより、補正に用いるパラメータ値を決定する構成である。
【００７５】
例えば、画素値補正回路２５ｆは、複数の第１Ｘ線画像のうちの切替えタイミングＴ_swの直前の複数の第１Ｘ線画像の画素値と、切替えタイミングＴ_swの直後の第２Ｘ線画像の画素値ＬAfter とに基づいて、補正に用いるパラメータ値ＣAfter を決定する。
【００７６】
具体的には、画素値補正回路２５ｆは、複数の第１Ｘ線画像のうちの切替えタイミングＴ_swの直前の複数の第１Ｘ線画像の画素値を近似的に結ぶ近似曲線Ｃｖを外挿し、切替えタイミングＴ_swの直後の１〜数フレームの第１Ｘ線画像の画素値ＬPredic を予測する。しかる後、画素値補正回路２５ｆは、予測した第１Ｘ線画像の画素値ＬPredic と、切替えタイミングＴ_swの直後の第２Ｘ線画像の画素値ＬAfter とに基づいて、補正に用いるパラメータ値ＣAfter を決定する。なお、画素値ＬPredic ，ＬAfter は、前述同様に、１フレームにおける関心領域内の平均の画素値としてもよい。ＣAfter は、管電圧の切替えタイミングの後の複数の第２Ｘ線画像の画素値の補正に用いるパラメータ値であり、例えば次式に示すように決定してもよい。
【００７７】
ＣAfter ＝ＬAfter − ＬPredic 
他の構成は、第１の実施形態と同様である。
【００７８】
以上のような構成によれば、図９に示すように、ステップＳＴ１〜ＳＴ３は、第１の実施形態と同様に実行される。但し、ステップＳＴ３の判定の結果、管電圧の切替えタイミングの場合には、ステップＳＴ６Ａに移行する。
【００７９】
ステップＳＴ６Ａにおいて、領域設定回路２５ｃは、管電圧の切替えタイミングの直前の第１Ｘ線画像に関心領域を設定する。
【００８０】
ステップＳＴ６Ａの後、ステップＳＴ７Ａにおいて、画素値補正回路２５ｆは、管電圧の切替えタイミングの直前の複数の第１Ｘ線画像の関心領域内の画素値を取得し、各第１Ｘ線画像の関心領域毎に、取得した画素値を平均化して平均の画素値を得る。
【００８１】
ステップＳＴ７Ａの後、ステップＳＴ８Ａにおいて、画素値補正回路２５ｆは、平均の画素値の各々を近似的に結ぶ近似曲線Ｃｖを外挿し、切替えタイミングＴ_swの直後の第１Ｘ線画像の画素値ＬPredic を予測する。
【００８２】
しかる後、Ｘ線コントローラ１１は、システム制御部２２からの切替え信号に応じて、現在の高い管電圧を低い管電圧に切替えるように、高電圧発生装置１３を制御する。これにより、Ｘ線管３ａの管電圧が切替えられる。
【００８３】
Ｘ線診断装置１は、切替えた管電圧でＸ線管３ａがＸ線を発生し、当該Ｘ線を被検体に照射する。Ｘ線検出器５は、被検体を通過したＸ線を検出して電気信号を出力する。画像演算回路２５ａは、Ｘ線検出器の出力に基づいて、第２Ｘ線画像を生成する。
【００８４】
画素値補正回路２５ｆは、生成された第２Ｘ線画像の関心領域から取得した画素値を平均化し、平均の画素値ＬAfter を得る。これにより、画素値補正回路２５ｆは、管電圧の切替えタイミングの後の複数の第２Ｘ線画像の画素値の補正に用いるパラメータ値ＣAfter （＝ＬAfter − ＬPredic ）を決定する。
【００８５】
ステップＳＴ８Ａの後、前述同様にステップＳＴ９以降の処理が実行される。
【００８６】
上述したように第１の実施形態の第１変形例によれば、複数の第１Ｘ線画像のうちの切替えタイミングの直前の複数の第１Ｘ線画像の画素値と、切替えタイミングの直後の第２Ｘ線画像の画素値とに基づいて、補正に用いるパラメータ値を決定する。これにより、切替えタイミングの直前の複数の第１Ｘ線画像の画素値を外挿する場合でも、第１の実施形態と同様に、管電圧の切替え前後において、画像のコントラストの急激な変化を阻止し、画像を見やすくすることができる。
【００８７】
［第１の実施形態の第２変形例］
続いて、第１の実施形態の第２変形例について説明する。
【００８８】
第１の実施形態の第２変形例は、図４に示した画素値の補正に代えて、図１０に示すように、画素値の表示の仕方を変更する構成である。表示の仕方としては、例えば、ウインドウ幅ＷＷを変更する方法が使用可能となっている。ここで、ウインドウ幅ＷＷは、Ｘ線画像の画素値をグレースケールにより表示する場合における当該Ｘ線画像の画素値の分布範囲を示す。グレースケールは、ＤＡ画像又はＤＳＡ画像の画素値毎に、ＤＡ画像又はＤＳＡ画像を表示する表示画像の階調（例、黒から白まで、濃淡の異なる灰色を介して、連続的に変化するグラデーション）を定めている。図１０に示す例においても同様に、表示画像の階調として、黒と白との間を連続的に変化させるグラデーションを用いている。補足すると、管電圧の切替え前後の見づらさを解消する観点から、Ｘ線画像の画素値の補正に代えて、Ｘ線画像の画素値を表示画像の画素値に変換するためのウインドウ幅ＷＷを補正している。具体的には例えば、切替えタイミングＴ_swの直前の画素値ＬBefore を示す灰色の濃さと、当該Ｔ_swの直後の画素値ＬAfter を示す灰色の濃さとを同一にするように、グレースケールに係るウインドウ幅ＷＷを切替える。なお、「グレースケール」は、「表示の階調」又は「表示画像の階調」等と呼んでもよい。
【００８９】
これに伴い、表示用データ生成回路２５ｅは、図１１に示すように、前述した画素値補正回路２５ｆ及びカラー画像作成回路２５ｇに代えて、画像作成回路２５ｉ（画像作成部）及びウインドウ幅変更回路２５ｈ（ウインドウ幅変更部）を備えている。
【００９０】
画像作成回路２５ｉは、複数のＸ線画像の画素値を画素毎に、グレースケールに係るウインドウ幅に応じて変換することにより複数の表示画像を作成する。なお、「表示画像」は、「白黒画像」又は「濃淡画像」等と呼んでもよい。
【００９１】
ウインドウ幅変更回路２５ｈは、複数の表示画像のうち、切替えタイミングの後の複数の第２表示画像を作成するための当該ウインドウ幅を変更する。
【００９２】
他の構成は、第１の実施形態の構成と同様である。
【００９３】
なお、第１の実施形態の第２変形例は、図１２に示すように、前述した画素値補正機能２７２ｆ及びカラー画像作成機能２７２ｇを省略し、画像作成回路２５ｉ及びウインドウ幅変更回路２５ｈと同等の画像作成機能２７２ｉ及びウインドウ幅変更機能２７２ｈを処理回路２７が実現する構成としてもよい。この場合、処理回路２７は、メモリ２６内のプログラムを読出実行することにより、画像作成回路２５ｉに対応する画像作成機能２７２ｉと、ウインドウ幅変更回路２５ｈに対応するウインドウ幅変更機能２７２ｈとを実現する。他の構成は、第１の実施形態の構成と同様である。
【００９４】
なお、以下の説明は、図１１及び図１２に示した構成のうち、図１１に示した構成を代表例に挙げて行う。代表例に挙げた画像作成回路２５ｉ及びウインドウ幅変更回路２５ｈは、図１２に示した画像作成機能２７２ｉ及びウインドウ幅変更機能２７２ｈと同様の動作を実行する。従って、このような代表例の説明は、適宜、構成要素名及び参照符号などを読み替えることにより、図１２に示した処理回路２７の動作の説明に適用することができる。このことは、以下の各実施形態及び各変形例でも同様である。
【００９５】
以上のような構成によれば、図１３に示すように、ステップＳＴ１〜ＳＴ７は、第１の実施形態と同様に実行される。但し、ステップＳＴ２では、画像作成回路２５ｉによって第１Ｘ線画像の画素値を画素毎にグレースケールに係るウインドウ幅に応じて変換することにより作成された第１表示画像がディスプレイ２４に表示される。言い換えると、ウインドウ幅ＷＷに対応して第１Ｘ線画像を表す第１表示画像が表示される。
【００９６】
ステップＳＴ７の後、ステップＳＴ８Ｂにおいて、ウインドウ幅変更回路２５ｈは、複数の表示画像のうち、切替えタイミングの後の複数の第２表示画像を作成するためのウインドウ幅を変更する。例えば、ウインドウ幅変更回路２５ｈは、ステップＳＴ７で第２Ｘ線画像の関心領域から取得した画素値を平均化し、平均の画素値ＬAfter を得る。同様に、ウインドウ幅変更回路２５ｈは、ステップＳＴ７で第１Ｘ線画像の関心領域から取得した画素値を平均化し、平均の画素値ＬBefore を得る。これにより、ウインドウ幅変更回路２５ｈは、管電圧の切替えタイミングＴ_swの後の複数の第２表示画像を作成するためのウインドウ幅ＷＷを変更する。例えば、ウインドウ幅変更回路２５ｈは、前述同様に、パラメータ値ＣAfter （＝ＬAfter − ＬBefore ）を決定し、当該パラメータ値ＣAfter だけウインドウ幅ＷＷを変更する。具体的には、管電圧の切替えタイミングＴ_swの前のウインドウ幅ＷＷにおける画素値の上限がＬ１で下限がＬ２のとき、管電圧の切替えタイミングＴ_swの後のウインドウ幅ＷＷにおける画素値の上限をＬ１−ＣAfter とし、画素値の下限をＬ２−ＣAfter とするように、ウインドウ幅ＷＷを変更する。
【００９７】
ステップＳＴ８Ｂの後、ステップＳＴ１０Ｂにおいて、ディスプレイ２４は、変更されたウインドウ幅ＷＷに対応して第２Ｘ線画像を表す第２表示画像を表示する。詳しくは、画像作成回路２５ｉが、変更されたウインドウ幅ＷＷを用い、第２Ｘ線画像から第２表示画像を作成する。この第２表示画像がディスプレイ２４に表示される。
【００９８】
ステップＳＴ１０Ｂの後、前述同様にステップＳＴ１１以降の処理が実行される。但し、ステップＳＴ１２の戻り先は、ステップＳＴ１０Ｂとなる。
【００９９】
上述したように第１の実施形態の第２変形例によれば、複数のＸ線画像の画素値を画素毎に、グレースケールに係るウインドウ幅に応じて変換することにより複数の表示画像を作成する。複数の表示画像のうち、切替えタイミングの後の複数の第２表示画像を作成するためのウインドウ幅を変更する。
【０１００】
このように、画素値を画素毎にウインドウ幅に応じて変換して表示画像を作成し、切替えタイミングの後の当該ウインドウ幅を変更する構成に変形しても、第１の実施形態と同様に、管電圧の切替え前後において、画像のコントラストの急激な変化を阻止し、画像を見やすくすることができる。
【０１０１】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。  
第２の実施形態は、Ｘ線診断装置１が補正を実行する第１の実施形態とは異なり、図１４に示すように、Ｘ線診断装置１にネットワークを介して通信可能な医用画像処理装置４０が補正を実行する構成となっている。これに伴い、管電圧の切替えタイミングの前の第１Ｘ線画像であっても補正可能としている。詳しくは、第２の実施形態は、管電圧の切替えタイミングの前の複数の第１Ｘ線画像、管電圧の切替えタイミングの後の複数の第２Ｘ線画像、又はその両方のＸ線画像を補正可能としている。
【０１０２】
ここで、Ｘ線診断装置１の構成は、第１の実施形態と同様である。但し、Ｘ線診断装置１のうち、前述した補正を実行するための構成（切替えタイミング取得回路２５ｄ及び画素値補正回路２５ｆ）は省略してもよい。
【０１０３】
医用画像処理装置４０は、互いにバスを介して接続された入力インタフェース４３、ディスプレイ４４、メモリ４６、処理回路４７及びネットワークインタフェース４８を備えている。なお、この医用画像処理装置４０は、前述した医用画像処理装置２００に対応する。このため、医用画像処理装置４０は、Ｘ線診断装置１の一部として設けることも可能である。医用画像処理装置４０をＸ線診断装置１の一部として設ける場合には、医用画像処理装置４０の説明を、Ｘ線診断装置１内の医用画像処理装置２００の説明に読み替えればよい。このことは、以下の各実施形態及び各変形例でも同様である。
【０１０４】
入力インタフェース４３は、各種情報の入力、各種条件の設定、各種コマンド信号の入力等を行う。入力インタフェース２３は、例えば、入力や設定などを行うためのトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、及び表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチパネルディスプレイ等によって実現される。入力インタフェース４３は、処理回路４７に接続されており、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換し、処理回路４７へと出力する。なお、本明細書において入力インタフェース４３はマウス、キーボードなどの物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路４７へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース４３の例に含まれる。
【０１０５】
ディスプレイ４４は、医用画像などを表示するディスプレイ本体と、ディスプレイ本体に表示用の信号を供給する内部回路、ディスプレイ本体と内部回路とをつなぐコネクタやケーブルなどの周辺回路から構成されている。内部回路は、処理回路４７から供給される表示用データに対しＤ／Ａ変換とＴＶフォーマット変換を行なってディスプレイ本体に表示する。
【０１０６】
メモリ４６は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ及び画像メモリなど電気的情報を記録するメモリ本体と、それらメモリ本体に付随するメモリコントローラやメモリインタフェースなどの周辺回路とを備えている。メモリ４６は、例えば、処理回路４７に実行されるプログラムと、処理回路４７の処理に用いるデータ、処理途中のデータ及び処理後のデータ等とが記憶される。処理回路４７の処理に用いるデータは、主に、Ｘ線画像であり、Ｘ線画像の撮像対象部位に関する解剖学的情報を含んでもよい。メモリ４６は、３Ｄ画像及び３Ｄロードマップ画像を記憶してもよい。
【０１０７】
処理回路４７は、メモリ４６に保存されたプログラムを読み出し実行することにより、プログラムに対応する領域設定機能４７２ｃ、切替えタイミング取得機能４７２ｄ、表示用データ生成機能４７２ｅを実現するプロセッサである。表示用データ生成機能４７２ｅは、画素値補正機能４７２ｆ及びカラー画像作成機能４７２ｇを含んでいる。この種のプログラムとしては、例えば、切替えタイミング取得機能４７２ｄ及び画素値補正機能４７２ｆをコンピュータ（医用画像処理装置４０）に実現させるための医用画像処理プログラムが使用可能となっている。この医用画像処理プログラムは、適宜、領域設定機能４７２ｃやカラー画像作成機能４７２ｇなどをコンピュータに更に実現させてもよい。領域設定機能４７２ｃ、切替えタイミング取得機能４７２ｄ、表示用データ生成機能４７２ｅ、画素値補正機能４７２ｆ及びカラー画像作成機能４７２ｇは、前述した領域設定機能２７２ｃ、切替えタイミング取得機能２７２ｄ、表示用データ生成機能２７２ｅ、画素値補正機能２７２ｆ及びカラー画像作成機能２７２ｇと同様の機能である。但し、切替えタイミング取得機能４７２ｄ及び画素値補正機能４７２ｆは、Ｘ線画像の撮像中に動作する第１の実施形態に比べ、Ｘ線画像の撮像後に動作することに関して若干異なる動作を行う。
【０１０８】
例えば、切替えタイミング取得機能４７２ｄ（タイミング取得部）は、管電圧の切替えを伴い時系列に沿って撮像される複数のＸ線画像における管電圧の切替えタイミングに関する情報を取得する。具体的には例えば、切替えタイミング取得機能４７２ｄは、メモリ４６内のＸ線画像の付帯情報から管電圧の切替えタイミングに関する情報を取得する。管電圧の切替えタイミングに関する情報としては、例えば、管電圧の切替えタイミングを示す時刻情報やフレーム番号などが使用可能となっている。あるいは、切替えタイミング取得機能４７２ｄは、メモリ４６内の複数のＸ線画像からコントラストの変化を検出し、当該検出結果から管電圧の切替えタイミングに関する情報を取得してもよい。
【０１０９】
表示用データ生成機能４７２ｅは、メモリ４６内のＸ線画像に基づく表示用データを生成し、当該表示用データをディスプレイ４４に送出する。ここで、表示用データ生成機能４７２ｅは、画素値補正機能４７２ｆ（画素値補正部）及びカラー画像作成機能４７２ｇ（カラー画像作成部）を含んでいる。なお、画素値補正機能４７２ｆ及び／又はカラー画像作成機能４７２ｇは、必須ではなく、省略してもよい。少なくとも画素値補正機能４７２ｆを省略する場合には、後述する画像作成機能及びウインドウ幅変更機能を用いてもよい。
【０１１０】
画素値補正機能４７２ｆは、複数のＸ線画像における切替えタイミングの前の複数の第１Ｘ線画像と、切替えタイミングの後の複数の第２Ｘ線画像とのうちの少なくとも一方における画素値の補正を実行する。補足すると、管電圧を切替える場合には、いずれか一つの管電圧での画素値を基準とするか、目標となる画素値を基準とする。これは、管電圧を複数回切替える場合でも同様である。ここでは、管電圧を１回切替える場合を代表例として述べる。例えば図４及び図５に示したように、切替えタイミング取得機能４７２ｄに取得された切替えタイミングＴ_swの後の複数の第２Ｘ線画像における画素値の補正を実行する。また例えば図１５及び図１６に示すように、切替えタイミング取得機能４７２ｄに取得された切替えタイミングＴ_swの前の複数の第１Ｘ線画像における画素値の補正を実行する。あるいは例えば、図１７に示すように、切替えタイミングＴ_swの前の複数の第１Ｘ線画像と、切替えタイミングＴ_swの後の複数の第２Ｘ線画像との両方における画素値の補正を実行する。なお、画素値補正機能４７２ｆは、複数のＸ線画像の撮像後に、画素値の補正を実行する。また、画素値補正機能４７２ｆは、関心領域内の画素値に基づいて、補正に用いるパラメータ値を決定してもよい。
【０１１１】
ここで、画素値補正機能４７２ｆは、切替えタイミングＴ_swの後の複数の第２Ｘ線画像を補正する場合、前述同様に、補正に用いるパラメータ値ＣAfterを決定してもよい。また、画素値補正機能４７２ｆは、切替えタイミングＴ_swの前の複数の第１Ｘ線画像を補正する場合、次に示すように、補正に用いるパラメータ値ＣBeforeを決定してもよい。すなわち、前述同様に、複数の第１Ｘ線画像のうちの切替えタイミングＴ_swの直前の第１Ｘ線画像の画素値ＬBeforeと、複数の第２Ｘ線画像のうちの切替えタイミングＴ_swの直後の第２Ｘ線画像の画素値ＬAfterとを求める。なお、画素値補正機能４７２ｆは、複数の第１Ｘ線画像のうちの少なくとも一つと、複数の第２Ｘ線画像のうちの少なくとも一つとに基づいて、補正に用いるパラメータ値を決定してもよい。この場合、ＬBefore は、例えば、管電圧の切替えタイミングの直前の１フレームにおける関心領域内の平均の画素値としてもよい。同様に、ＬAfter は、例えば、管電圧の切替えタイミングの直後の１フレームにおける関心領域内の平均の画素値としてもよい。このとき、ＣBefore は、例えば次式に示すように決定してもよい。
【０１１２】
ＣBefore ＝ ＬAfter − ＬBefore 
また、切替えタイミングＴ_swの前の複数の第１Ｘ線画像と、切替えタイミングＴ_swの後の複数の第２Ｘ線画像との両方の補正を実行する場合、次に示すように、補正に用いるパラメータ値ＣBefore ，ＣAfterを決定してもよい。すなわち、前述同様に、複数の第１Ｘ線画像のうちの切替えタイミングＴ_swの直前の第１Ｘ線画像の画素値ＬBeforeと、複数の第２Ｘ線画像のうちの切替えタイミングＴ_swの直後の第２Ｘ線画像の画素値ＬAfter とを求める。また、両方の画素値の間の目標となる画素値ＬTarget を求める。ＬTarget は、例えば、次式に示すように算出してもよい。
【０１１３】
ＬTarget ＝ （ＬBefore ＋ ＬAfter ）／２
このとき、ＣBefore は、例えば以下に示すように決定してもよい。
【０１１４】
ＣBefore ＝ ＬTarget − ＬBefore 
ＣAfter ＝ ＬTarget − ＬAfter 
なお、この例では、負の値のパラメータ値ＣAfter を算出したが、これに限らず、ＣAfter ＝ ＬAfter − ＬTarget とし、正の値のパラメータ値ＣAfter を算出してもよい（但し、ＬTarget ＜ ＬAfter ）。
【０１１５】
画素値補正機能４７２ｆは、決定したパラメータ値に基づいて、複数のＸ線画像における切替えタイミングの前の複数の第１Ｘ線画像と、切替えタイミングの後の複数の第２Ｘ線画像とのうちの少なくとも一方における画素値の補正を実行する。例えば、切替えタイミングＴ_swの後の複数の第２Ｘ線画像を補正する場合、前述同様に、複数の第２Ｘ線画像における画素値に対してパラメータ値ＣAfter を加算（又は減算）することにより、当該画素値の補正を実行してもよい。また例えば、切替えタイミングＴ_swの前の複数の第１Ｘ線画像を補正する場合、複数の第１Ｘ線画像における画素値にパラメータ値ＣBefore を加算することにより、当該画素値の補正を実行してもよい。また例えば、切替えタイミングＴ_swの前の複数の第１Ｘ線画像と、切替えタイミングＴ_swの後の複数の第２Ｘ線画像との両方の補正を実行する場合、同様に、それぞれ補正を実行してもよい。すなわち、複数の第１Ｘ線画像における画素値にパラメータ値ＣBefore を加算し、複数の第２Ｘ線画像における画素値に対してパラメータ値ＣAfter を加算（又は減算）することにより、当該画素値の補正を実行してもよい。
【０１１６】
カラー画像作成機能４７２ｇは、前述したカラー画像作成回路２５ｇ及びカラー画像作成機能２７２ｇと同様の機能をもっている。すなわち、カラー画像作成機能４７２ｇは、画素値補正機能４７２ｆによる補正後の画素値に基づいて画素毎に時間濃度曲線を作成し、時間濃度曲線に基づく血流情報パラメータを算出し、血流情報パラメータに応じた色を各画素に割り当てることによりカラー画像（パラメトリック画像）を作成する。血流情報パラメータについては、前述した通りである。また同様に、カラー画像作成機能４７２ｇは、補正後の画素値に限らず、補正前後に亘る画素値に基づいて画素毎に時間濃度曲線を作成し、時間濃度曲線に基づく血流情報パラメータを算出し、当該血流情報パラメータに応じた色を各画素に割り当てることによりカラー画像（パラメトリック画像）を作成してもよい。
【０１１７】
ネットワークインタフェース４８は、医用画像処理装置４０をネットワークＮｗに接続してＸ線診断装置１といった他の装置と通信するための回路である。ネットワークインタフェース４８としては、例えば、ネットワークインタフェースカード（ＮＩＣ）が使用可能となっている。以下の説明では、他の装置との通信にネットワークインタフェース４８が介在する旨の記載を省略する。
【０１１８】
次に、以上のように構成されたＸ線診断装置及び医用画像処理装置の動作を図１８のフローチャートを用いて説明する。
【０１１９】
いま、Ｘ線診断装置１は、造影開始時に高い管電圧の下で、時系列に沿ったフレームである複数の第１Ｘ線画像を撮像し、高い管電圧を低い管電圧に切替えた後、時系列に沿ったフレームである複数の第２Ｘ線画像を撮像したとする。Ｘ線診断装置１は、これら複数の第１Ｘ線画像及び複数の第２Ｘ線画像からなる複数のＸ線画像を医用画像処理装置４０に送信する。医用画像処理装置４０は、複数のＸ線画像を医用画像処理装置４０から受信し、複数のＸ線画像をメモリ４６に記憶したとする。
【０１２０】
ステップＳＴ２１において、医用画像処理装置４０の処理回路４７は、管電圧の切替えを伴い時系列に沿って撮像される複数のＸ線画像における管電圧の切替えタイミングに関する情報を取得する。例えば、切替えタイミング取得機能４７２ｄは、メモリ４６内のＸ線画像の付帯情報から管電圧の切替えタイミングに関する情報を取得する。
【０１２１】
ステップＳＴ２１の後、ステップＳＴ２２において、処理回路４７は、メモリ４６内の複数のＸ線画像から、管電圧の切替えタイミングＴ_swの直前の第１Ｘ線画像と、管電圧の切替えタイミングＴ_swの直後の第２Ｘ線画像とを取得する。
【０１２２】
ステップＳＴ２２の後、ステップＳＴ２３において、処理回路４７は、取得した第１Ｘ線画像又は第２Ｘ線画像に関心領域を設定する。関心領域の設定動作としては、前述した（ｒ１）〜（ｒ４）のいずれの方法を用いてもよい。
【０１２３】
ステップＳＴ２３の後、ステップＳＴ２４において、処理回路４７は、管電圧の切替えタイミングＴ_swの直前の第１Ｘ線画像の関心領域内の画素値と、当該切替えタイミングＴ_swの直後の第２Ｘ線画像の関心領域内の画素値を取得する。
【０１２４】
ステップＳＴ２４の後、ステップＳＴ２５において、処理回路４７は、ステップＳＴ２４で第２Ｘ線画像の関心領域から取得した画素値を平均化し、平均の画素値ＬAfter を得る。同様に、処理回路４７は、ステップＳＴ２４で第１Ｘ線画像の関心領域から取得した画素値を平均化し、平均の画素値ＬBefore を得る。また、処理回路４７は、切替え前後のＸ線画像を補正する場合には、両方の画素値ＬBefore ，ＬAfter の間の値を、目標の画素値ＬTarget としてさらに算出する。しかる後、処理回路４７は、両方の画素値ＬBefore ，ＬAfter に基づいて、複数のＸ線画像の画素値の補正に用いるパラメータ値を決定する。
【０１２５】
ここでは、切替え前後のＸ線画像を補正する場合を例に挙げて述べる。すなわち、処理回路４７は、以下のように、補正に用いるパラメータ値ＣBefore ，ＣAfter を決定する。
【０１２６】
ＣBefore ＝ ＬTarget − ＬBefore 
ＣAfter  ＝ ＬTarget − ＬAfter 
ステップＳＴ２５の後、ステップＳＴ２６において、処理回路４７は、補正前のＸ線画像を１枚乃至複数枚毎に取得する。
【０１２７】
ステップＳＴ２６の後、ステップＳＴ２７において、処理回路４７は、ステップＳＴ２６で取得したＸ線画像の画素値を補正する。ここで、切替えタイミングＴ_swの前の第１Ｘ線画像の画素値を補正する場合には、当該第１Ｘ線画像の画素値にパラメータ値ＣBefore を加算することにより、当該画素値の補正を実行する。また、切替えタイミングＴ_swの後の第２Ｘ線画像の画素値を補正する場合には、当該第２Ｘ線画像の画素値にパラメータ値ＣAfter を加算することにより、当該画素値の補正を実行する。
【０１２８】
ステップＳＴ２７の後、ステップＳＴ２８において、処理回路４７は、補正したＸ線画像をディスプレイ４４に表示する。なお、処理回路４７は、補正したＸ線画像に代えて、補正したＸ線画像から作成したカラー画像（パラメトリック画像）をディスプレイ４４に表示してもよい。
【０１２９】
ステップＳＴ２８の後、ステップＳＴ２９において、処理回路４７は、補正対象のＸ線画像のうち、補正前のＸ線画像の有無に応じて補正終了か否かを判定する。判定の結果、補正終了でない場合には、ステップＳＴ２６に移行する。以下、ステップＳＴ２９で補正終了が判定されるまで、ステップＳＴ２６〜ＳＴ２９の処理が繰り返し実行される。ステップＳＴ２９の判定の結果、補正終了の場合には、処理を終了する。
【０１３０】
上述したように第２の実施形態によれば、管電圧の切替えを伴い時系列に沿って撮像される複数のＸ線画像における管電圧の切替えタイミングに関する情報を取得する。複数のＸ線画像における切替えタイミングの前の複数の第１Ｘ線画像と、切替えタイミングの後の複数の第２Ｘ線画像とのうちの少なくとも一方における画素値の補正を実行する。従って、管電圧の切替え前後において、画像のコントラストの急激な変化を阻止し、画像を見やすくすることができる。
【０１３１】
また、第２の実施形態によれば、複数の第１Ｘ線画像のうちの少なくとも一つと複数の第２Ｘ線画像のうちの少なくとも一つとに基づいて補正に用いるパラメータ値を決定する。このため、最少の場合、２枚のＸ線画像を用いて当該パラメータ値を決定できるので、３枚以上のＸ線画像を用いる場合に比べ、小さい演算負荷でパラメータ値を決定することができる。
【０１３２】
また、第２の実施形態によれば、複数の第１Ｘ線画像のうちの切替えタイミングの直前の第１Ｘ線画像の画素値と、複数の第２Ｘ線画像のうちの切替えタイミングの直後の第２Ｘ線画像の画素値とに基づいて、補正に用いるパラメータ値を決定する。このため、切替えタイミングの直前及び直後ではないＸ線画像を用いる場合に比べ、切替えタイミング前後の補正後の画素値の変化をより低減することができる。
【０１３３】
また、第２の実施形態によれば、複数のＸ線画像のいずれかのＸ線画像における画素値が閾値よりも高い領域を関心領域として設定し、当該関心領域内の画素値に基づいて、当該パラメータ値を決定する。従って、管電圧の切替え前後において、画像内の関心領域のコントラストの急激な変化を阻止し、当該関心領域を見やすくすることができる。
【０１３４】
また、第２の実施形態によれば、複数のＸ線画像の撮像後に、複数の第１Ｘ線画像と複数の第２Ｘ線画像とのうちの少なくとも一方に対して補正を実行する。これにより、検査後に、管電圧の切替え前後において、画像のコントラストの急激な変化を阻止し、画像を見やすくすることができる。
【０１３５】
また、第２の実施形態によれば、パラメトリック画像であるカラー画像を作成する場合、管電圧の切替え時に画素値が変化しても、画素値の補正により、第１の実施形態と同様に、時間濃度曲線に基づく血流情報パラメータを正しく計算することが可能となる。
【０１３６】
［第２の実施形態の第１変形例］
続いて、第２の実施形態の第１変形例について説明する。
【０１３７】
第２の実施形態の第１変形例は、図１５に示した補正に代えて、図１９及び図２０に示すように、関心領域（ＲＯＩ）における画素値の時間的な変化を示す曲線Ｃｖ１と、関心領域の周辺部における画素値の時間的な変化を示す曲線Ｃｖ２とを比較する構成である。補足すると、２つの曲線Ｃｖ１，Ｃｖ２を比較し、関心領域における曲線Ｃｖ１が周辺部における曲線Ｃｖ２に一致又は相似になるように、第１Ｘ線画像と第２Ｘ線画像との少なくとも一方の画素値を補正する構成である。以下の説明は、主に、切替えタイミングＴ_swの前の複数の第１Ｘ線画像の画素値を補正する場合を例に挙げて述べる。
【０１３８】
ここで、領域設定機能４７２ｃは、前述した関心領域を設定する機能に加え、関心領域の周辺部を設定する機能を有している。周辺部を設定する機能は、例えば、関心領域内の血管を上流側に辿ることにより実現してもよく、操作者の操作により実現してもよい。
【０１３９】
画素値補正機能４７２ｆは、切替えタイミングＴ_swの前の複数の第１Ｘ線画像のうちの二つ以上及び切替えタイミングＴ_swの後の複数の第２Ｘ線画像のうちの二つ以上に基づいて、補正に用いるパラメータ値を決定する。ここで、複数の第１Ｘ線画像のうちの二つ以上は、複数の第１Ｘ線画像のうちの切替えタイミングＴ_swの直前の第１Ｘ線画像を含んでもよい。同様に、複数の第２Ｘ線画像のうちの二つ以上は、複数の第２Ｘ線画像のうちの切替えタイミングＴ_swの直後の第２Ｘ線画像を含んでもよい。例えば、画素値補正機能４７２ｆは、関心領域における複数の第１Ｘ線画像の画素値と、複数の第２Ｘ線画像の画素値とを結ぶ曲線Ｃｖ１を作成する。また、切替えタイミングＴ_swの前の複数の第１Ｘ線画像の画素値を結ぶ曲線Ｃｖ２を作成する。例えば、Ｔ_swの前の関心領域の画素値のピーク値の時刻ｔ１と、Ｔ_swの前の周辺部の画素値のピーク値の時刻ｔ２との差分をΔｔ（＝ｔ１−ｔ２）とし、曲線Ｃｖ１，Ｃｖ２の期間をＴcvとする。このとき、曲線Ｃｖ１は、切替えタイミングｔ_swから差分Δｔだけ経過した時点を終端とする期間Ｔcv内の関心領域の画素値を結んで作成してもよい。また例えば、曲線Ｃｖ２は、切替えタイミングｔ_swを終端とする期間Ｔcv内の周辺部の画素値を結んで作成してもよい。但し、曲線Ｃｖ１の期間Ｔcvは、曲線Ｃｖ２の期間Ｔcvと同一の場合に限らず、異なっていてもよい。ここで、画素値補正機能４７２ｆは、関心領域に関する曲線Ｃｖ１の形状が、周辺部に関する曲線Ｃｖ２の形状に一致又は相似になるように、関心領域内の画素値の補正を実行する。この例では、切替えタイミングＴ_swの後の曲線Ｃｖ１に一部を重ね合わせた曲線Ｃｖ２における切替えタイミングＴ_swの直前の画素値ＬCv2 と、当該画素値ＬCv2 に対応する曲線Ｃｖ１上の画素値ＬCv1 とに基づいて、補正に用いるパラメータ値ＣBefore を決定する。
【０１４０】
ＣBefore ＝ ＬCv2 − ＬCv1 
また、画素値補正機能４７２ｆは、切替えタイミングＴ_swの前の関心領域における複数の第１Ｘ線画像の画素値を補正する場合には、当該第１Ｘ線画像の画素値にパラメータ値ＣBefore を加算することにより、当該画素値の補正を実行する。
【０１４１】
他の構成は、第２の実施形態と同様である。
【０１４２】
以上のような構成によれば、図１８に示したように、ステップＳＴ２１〜ＳＴ２２は、第２の実施形態と同様に実行される。
【０１４３】
ステップＳＴ２２の後、ステップＳＴ２３において、処理回路４７は、処理回路４７は、取得した第１Ｘ線画像又は第２Ｘ線画像に関心領域と、当該関心領域の周辺部とを設定する。
【０１４４】
ステップＳＴ２３の後、ステップＳＴ２４において、処理回路４７は、管電圧の切替えタイミングＴ_swの前の関心領域における複数の第１Ｘ線画像の画素値と、当該Ｔ_swの前の周辺部における複数の第１Ｘ線画像の画素値とを取得する。また、処理回路４７は、当該切替えタイミングＴ_swの直後の第２Ｘ線画像の関心領域内の画素値とを取得する。
【０１４５】
ステップＳＴ２４の後、ステップＳＴ２５において、処理回路４７は、ステップＳＴ２４で第２Ｘ線画像の関心領域から取得した画素値を平均化し、平均の画素値を得る。
【０１４６】
また、処理回路４７は、ステップＳＴ２４で複数の第１Ｘ線画像の関心領域から取得した画素値を第１Ｘ線画像毎に平均化し、複数の第２Ｘ線画像の関心領域から取得した画素値を第２Ｘ線画像毎に平均化し、これら平均の画素値を結んで曲線Ｃｖ１を得る。同様に、処理回路４７は、ステップＳＴ２４で複数の第１Ｘ線画像の周辺部から取得した画素値を第１Ｘ線画像毎に平均化し、第１Ｘ線画像毎の周辺部の平均の画素値を結んで曲線Ｃｖ２を得る。処理回路４７は、２つの曲線Ｃｖ１，Ｃｖ２を比較し、切替えタイミングＴ_swの後の曲線Ｃｖ１に一部を重ね合わせた曲線Ｃｖ２における切替えタイミングＴ_swの直前の画素値ＬCv2 と、当該画素値ＬCv2 に対応する曲線Ｃｖ１上の画素値ＬCv1 とを得る。しかる後、処理回路４７は、当該画素値ＬCv2，ＬCv1 に基づいて、補正に用いるパラメータ値ＣBefore を決定する。
【０１４７】
ＣBefore ＝ ＬCv2 − ＬCv1 
ステップＳＴ２５の後、ステップＳＴ２６以降の処理が同様に実行される。但し、この例では、ステップＳＴ２７において、処理回路４７は、ステップＳＴ２６で取得した第１Ｘ線画像の関心領域内の画素値にパラメータ値ＣBefore を加算することにより、当該画素値の補正を実行する。
【０１４８】
上述したように第２の実施形態の第１変形例によれば、複数の第１Ｘ線画像のうちの二つ以上及び複数の第２Ｘ線画像のうちの二つ以上に基づいて、補正に用いるパラメータ値を決定する。なお、複数の第１Ｘ線画像のうちの二つ以上は、複数の第１Ｘ線画像のうちの切替えタイミングの直前の第１Ｘ線画像を含んでもよい。また、複数の第２Ｘ線画像のうちの二つ以上は、複数の第２Ｘ線画像のうちの切替えタイミングの直後の第２Ｘ線画像を含んでもよい。補足すると、造影剤濃度のフレーム間連続性を利用し、管電圧の切替え前後の数フレームずつの画素値（血管コントラスト）の変化から、補正に用いるパラメータを決定する。例えば、関心領域における複数の第１Ｘ線画像の画素値と、複数の第２Ｘ線画像の画素値とを結ぶ曲線Ｃｖ１を作成する。また、切替えタイミングＴ_swの前の複数の第１Ｘ線画像の画素値を結ぶ曲線Ｃｖ２を作成する。関心領域に関する曲線Ｃｖ１の形状が、周辺部に関する曲線Ｃｖ２の形状に一致又は相似になるように、第１Ｘ線画像と第２Ｘ線画像との少なくとも一方の画素値の補正に用いるパラメータ値を決定する。このようにしても、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１４９】
［第２の実施形態の第２変形例］
続いて、第２の実施形態の第２変形例について説明する。
【０１５０】
第２の実施形態の第２変形例は、図８、図２１又は図２２に示すように、切替えタイミングの直前の複数の第１Ｘ線画像の画素値を外挿することにより、補正に用いるパラメータ値を決定する構成である。なお、図８に示した補正については、前述同様に実行可能である。このため、以下の説明は、主に、図２１又は図２２に示す補正について述べる。
【０１５１】
画素値補正機能４７２ｆは、複数の第１Ｘ線画像のうちの切替えタイミングＴ_swの直前の複数の第１Ｘ線画像の画素値と、切替えタイミングＴ_swの直後の第２Ｘ線画像の画素値ＬAfter とに基づいて、補正に用いるパラメータ値ＣBefore を決定してもよい。
【０１５２】
具体的には、画素値補正機能４７２ｆは、複数の第１Ｘ線画像のうちの切替えタイミングＴ_swの直前の複数の第１Ｘ線画像の画素値を近似的に結ぶ近似曲線Ｃｖを外挿し、切替えタイミングＴ_swの直後の第１Ｘ線画像の画素値ＬPredic を予測する。しかる後、画素値補正機能４７２ｆは、予測した第１Ｘ線画像の画素値ＬPredic と、切替えタイミングＴ_swの直後の第２Ｘ線画像の画素値ＬAfter とに基づいて、補正に用いるパラメータ値ＣBefore を決定する。なお、画素値ＬAfter は、前述同様に、１又は複数フレームにおける関心領域内の平均の画素値としてもよい。ＣBefore は、管電圧の切替えタイミングの前の複数の第１Ｘ線画像の画素値の補正に用いるパラメータ値であり、前述同様に、次式に示すように決定してもよい。
【０１５３】
ＣBefore ＝ ＬAfter − ＬPredic 
また、切替えタイミングＴ_swの前の複数の第１Ｘ線画像と、当該Ｔ_swの後の複数の第２Ｘ線画像との両方の補正を実行する場合、前述同様に、目標となる画素値ＬTarget と、補正に用いるパラメータ値ＣBefore ，ＣAfterを決定してもよい。
【０１５４】
ＬTarget ＝ （ＬPredic ＋ ＬAfter ）／２
このとき、ＣBefore は、例えば以下に示すように決定してもよい。
【０１５５】
ＣBefore ＝ ＬTarget − ＬPredic 
ＣAfter ＝ ＬTarget − ＬAfter 
なお、この例では、負の値のパラメータ値ＣAfter を算出したが、これに限らず、前述同様に、正の値のパラメータ値ＣAfter を算出してもよい。
【０１５６】
他の構成は、第２の実施形態と同様である。
【０１５７】
以上のような構成によれば、図１８に示したように、ステップＳＴ２１〜ＳＴ２３は、第２の実施形態と同様に実行される。
【０１５８】
ステップＳ２３の後、ステップＳＴ２４において、処理回路４７は、管電圧の切替えタイミングＴ_swの直前の複数の第１Ｘ線画像の関心領域内の画素値を取得する。また、処理回路４７は、当該Ｔ_swの直後の第２Ｘ線画像の関心領域内の画素値を取得する。
【０１５９】
ステップＳＴ２４の後、ステップＳＴ２５において、処理回路４７は、ステップＳＴ２４で複数の第１Ｘ線画像の関心領域から取得した画素値を、当該関心領域毎に平均化して平均の画素値を得る。また、処理回路４７は、得られた平均の画素値の各々を近似的に結ぶ近似曲線Ｃｖを外挿し、切替えタイミングＴ_swの直後の第１Ｘ線画像の画素値ＬPredic を予測する。また、処理回路４７は、ステップＳＴ２４で第２Ｘ線画像の関心領域から取得した画素値を平均化し、平均の画素値ＬAfter を得る。これにより、処理回路４７は、管電圧の切替えタイミングの前の複数の第１Ｘ線画像の画素値の補正に用いるパラメータ値ＣBefore （＝ＬAfter − ＬPredic ）を決定する。あるいは、切替えタイミングＴ_swの前の複数の第１Ｘ線画像と、当該Ｔ_swの後の複数の第２Ｘ線画像との両方の補正を実行する場合、前述同様に、目標となる画素値ＬTarget と、補正に用いるパラメータ値ＣBefore ，ＣAfterを決定してもよい。
【０１６０】
ステップＳＴ２５の後、前述同様にステップＳＴ２６以降の処理が実行される。
【０１６１】
上述したように第２の実施形態の第２変形例によれば、複数の第１Ｘ線画像のうちの切替えタイミングの直前の複数の第１Ｘ線画像の画素値と、切替えタイミングの直後の第２Ｘ線画像の画素値とに基づいて、補正に用いるパラメータ値を決定する。これにより、切替えタイミングの直前の複数の第１Ｘ線画像の画素値を外挿する場合でも、第２の実施形態と同様に、管電圧の切替え前後において、画像のコントラストの急激な変化を阻止し、画像を見やすくすることができる。
【０１６２】
［第２の実施形態の第３変形例］
続いて、第２の実施形態の第３変形例について説明する。
【０１６３】
第２の実施形態の第３変形例は、図４に示した画素値の補正に代えて、例えば図１０に示したように、ウインドウ幅ＷＷを変更する構成である。なお、図示しないが、図１５及び図１７に示した画素値の補正に代えて、ウインドウ幅ＷＷを変更してもよい。いずれにしても、第２の実施形態の第３変形例は、切替えタイミングＴ_swの直前の画素値ＬBefore を示す灰色の濃さと、当該Ｔ_swの直後の画素値ＬAfter を示す灰色の濃さとを同一にするように、グレースケールに係るウインドウ幅ＷＷを切替える。
【０１６４】
これに伴い、処理回路４７の表示用データ生成機能４７２ｅは、図２３に示すように、前述した画素値補正機能４７２ｆ及びカラー画像作成機能４７２ｇに代えて、画像作成機能４７２ｉ及びウインドウ幅変更機能４７２ｈ（ウインドウ幅変更部）を備えている。
【０１６５】
カラー画像作成機能４７２ｇは、複数のＸ線画像の画素値を画素毎に、グレースケールに係るウインドウ幅に応じて変換することにより複数の表示画像を作成する。
【０１６６】
ウインドウ幅変更機能４７２ｈは、複数の表示画像のうち、切替えタイミングの前の複数の第１表示画像及び切替えタイミングの後の複数の第２表示画像のうちの少なくとも一方を作成するための当該ウインドウ幅を変更する。
【０１６７】
他の構成は、第２の実施形態の構成と同様である。
【０１６８】
以上のような構成によれば、図２４に示すように、ステップＳＴ２１〜ＳＴ２４は、第２の実施形態と同様に実行される。
【０１６９】
ステップＳＴ２４の後、ステップＳＴ２５Ｃにおいて、ウインドウ幅変更機能４７２ｈは、複数の表示画像のうち、切替えタイミングの後の複数の第２表示画像を作成するためのウインドウ幅ＷＷを決定する。例えば、ウインドウ幅変更機能４７２ｈは、ステップＳＴ２４で第２Ｘ線画像の関心領域から取得した画素値を平均化し、平均の画素値ＬAfter を得る。同様に、ウインドウ幅変更回路２５ｈは、ステップＳＴ２４で第１Ｘ線画像の関心領域から取得した画素値を平均化し、平均の画素値ＬBefore を得る。これにより、ウインドウ幅変更機能４７２ｈは、管電圧の切替えタイミングＴ_swの後の複数の第２表示画像を作成するためのウインドウ幅ＷＷを決定する。例えば、ウインドウ幅変更機能４７２ｈは、前述同様に、パラメータ値ＣAfter （＝ ＬBefore − ＬAfter ）を決定し、ウインドウ幅ＷＷを当該パラメータ値ＣAfter だけ移動させるように決定する。具体的には、管電圧の切替えタイミングＴ_swの前のウインドウ幅ＷＷにおける画素値の上限がＬ１で下限がＬ２のとき、管電圧の切替えタイミングＴ_swの後のウインドウ幅ＷＷにおける画素値の上限をＬ１−ＣAfter とし、画素値の下限をＬ２−ＣAfter とするように、ウインドウ幅ＷＷを決定する。なお、これに限らず、ウインドウ幅変更機能４７２ｈは、パラメータ値ＣBefore （＝ ＬAfter − ＬBefore ）を決定し、管電圧の切替えタイミングＴ_swの前の複数の第１表示画像を作成するためのウインドウ幅ＷＷをＣBefore だけ移動させるように決定してもよい。あるいは、目標の画素値ＬTarget を算出し、画素値ＬTarget ，ＬBefore ，ＬAfter に基づき、当該Ｔ_swの前のウインドウ幅ＷＷと、当該Ｔ_swの後のウインドウ幅ＷＷとを決定してもよい。
【０１７０】
ステップＳＴ２５Ｃの後、ステップＳＴ２６Ｃにおいて、処理回路４７は、Ｘ線画像を１枚乃至複数枚毎に取得する。
【０１７１】
ステップＳＴ２６Ｃの後、ステップＳＴ２７Ｃ−１において、処理回路４７は、ステップＳＴ２１で取得した切替えタイミングに関する情報に基づいて、ステップＳＴ２６Ｃで取得したＸ線画像に対応するウインドウ幅ＷＷを変更するか否かを判定する。判定の結果、変更する場合には、ステップＳＴ２７−２において、処理回路４７は、現在のウインドウ幅ＷＷを、ステップＳＴ２５Ｃで決定したウインドウ幅ＷＷに変更する。一方、ステップＳＴ２７Ｃ−１の判定の結果、否の場合には、処理回路４７は、ステップＳＴ２８Ｃに移行する。
【０１７２】
ステップＳＴ２８Ｃにおいて、処理回路４７は、最新のウインドウ幅ＷＷを用い、ステップＳＴ２６Ｃで取得したＸ線画像からウインドウ幅に応じた表示画像を作成し、この表示画像をディスプレイ２４に表示させる。
【０１７３】
ステップＳＴ２８Ｃの後、前述同様にステップＳＴ２９以降の処理が実行される。但し、ステップＳＴ２９の戻り先は、ステップＳＴ２６Ｃとなる。
【０１７４】
上述したように第２の実施形態の第３変形例によれば、管電圧の切替えを伴い時系列に沿って撮像される複数のＸ線画像における前記管電圧の切替えタイミングに関する情報を取得する。複数のＸ線画像の画素値を画素毎に、グレースケールに係るウインドウ幅に応じて変換することにより複数の表示画像を作成する。複数の表示画像のうち、切替えタイミングの前の複数の第１表示画像及び当該切替えタイミングの後の複数の第２表示画像のうちの少なくとも一方を作成するための当該ウインドウ幅を変更する。
【０１７５】
このように、画素値を画素毎にウインドウ幅に応じて変換して表示画像を作成し、切替えタイミング前後の当該ウインドウ幅を変更する構成に変形しても、第２の実施形態と同様に、管電圧の切替え前後において、画像のコントラストの急激な変化を阻止し、画像を見やすくすることができる。
【０１７６】
＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態について説明する。  
第３の実施形態は、第１の実施形態の変形例であり、Ｘ線画像の画素値に基づいて、補正に用いるパラメータ値を決定する第１の実施形態とは異なり、造影剤のＸ線減弱係数に基づいて、補正に用いるパラメータ値を決定する構成である。これに伴い、複数のＸ線画像は、被検体の血管に注入された造影剤を用いて撮像して得られる画像である必要がある。
【０１７７】
ここで、画素値補正回路２５ｆは、切替えタイミングＴ_swの前の管電圧における造影剤のＸ線減弱係数μBefore と、切替えタイミングＴ_swの後の管電圧における造影剤のＸ線減弱係数μAfter との差に基づいて、補正に用いるパラメータ値ＣAfter を決定する。
【０１７８】
ＣAfter ＝ μBefore - μAfter 
なお、この式に限らず、パラメータ値ＣAfter は、他の式から決定してもよい。
【０１７９】
また、画素値補正回路２５ｆは、決定したパラメータ値ＣAfter を用い、切替えタイミングの後の複数の第２Ｘ線画像の画素値の補正を実行する。
【０１８０】
補足すると、造影剤のＸ線減弱係数μは、管電圧ｋＶに依存する。
【０１８１】
μ ＝ ｆ（ｋＶ） 
このため、管電圧ごとに造影剤のＸ線減弱係数を予め取得しておき、管電圧の切替えタイミングの前後の減弱係数の差を補正係数として、切替え後の画素値を補正する。
【０１８２】
Ｘ線減弱係数は、例えば、次の（ａ）又は（ｂ）の方法により取得可能である。
【０１８３】
（ａ）造影剤ごとの各管電圧ｋＶでのＸ線減弱係数μを予め測定しておく。
【０１８４】
（ｂ）造影剤の含有成分ｉごとのＸ線減弱係数μiから、造影剤の各管電圧ｋＶでのＸ線減弱係数μを算出する。
【０１８５】
μ ＝ ｇ（μi） 
μi ＝ ｆi（ｋＶ）
他の構成は、第１の実施形態と同様である。
【０１８６】
以上のような構成によれば、図２５に示すように、ステップＳＴ０において、画素値補正回路２５ｆは、システム制御部２２から、検査に用いる造影剤と複数の管電圧とを受ける。画素値補正回路２５ｆは、切替えタイミングＴ_swの前の管電圧における造影剤のＸ線減弱係数μBefore と、当該Ｔ_swの後の管電圧における造影剤のＸ線減弱係数μAfter との差に基づいて、補正に用いるパラメータ値ＣAfter を決定する。なお、ステップＳＴ０は、第１Ｘ線画像の撮像前に限らず、第１Ｘ線画像の撮像に並行して実行してもよい。
【０１８７】
ステップＳＴ０の後、ステップＳＴ１〜ＳＴ５が前述同様に実行される。
【０１８８】
ステップＳＴ５の後、ステップＳＴ９Ｄ〜ＳＴ１０において、画素値補正回路２５ｆは、ステップＳＴ０で決定したパラメータ値ＣAfter に基づいて、切替えタイミングの後の複数の第２Ｘ線画像における画素値の補正を実行する。これにより、補正後の第２Ｘ線画像が得られる。補正後の第２Ｘ線画像は、表示用データ生成回路２５ｅを介してディスプレイ２４に表示される一方、画像データメモリ２５ｂに保存される。なお、時系列に沿ったフレームである第２Ｘ線画像は、動画像として表示される。また、第２Ｘ線画像に代えて、カラー画像作成回路２５ｇによって第２Ｘ線画像から作成されたカラー画像がディスプレイ２４に表示されてもよい。また、補正する画素値は、関心領域内の画素値に限定してもよい。
【０１８９】
以下、ステップＳＴ１１以降の処理が前述同様に実行される。すなわち、以下、ステップＳＴ１１で撮像終了が判定されるまで、ステップＳＴ９Ｄ〜ＳＴ１２の処理が繰り返し実行される。
【０１９０】
上述したように第３の実施形態によれば、複数のＸ線画像は、被検体の血管に注入された造影剤を用いて撮像して得られる画像である。また、画素値補正部は、切替えタイミングの前の管電圧における造影剤のＸ線減弱係数と、切替えタイミングの後の管電圧における造影剤のＸ線減弱係数との差に基づいて、補正に用いるパラメータ値を決定する。補足すると、造影剤のＸ線減弱係数の管電圧依存性を利用し、管電圧の切替え前後のＸ線減弱係数の差から、補正に用いるパラメータ値を決定する。
【０１９１】
従って、第１の実施形態の効果に加え、複数のＸ線画像の撮像前に、補正に用いるパラメータ値を決定することができる。すなわち、複数のＸ線画像の画素値を用いずに、補正に用いるパラメータ値を決定することができる。これに伴い、パラメータ値の決定に用いる画素値を得るための関心領域の設定を省略することができる。
【０１９２】
［第３の実施形態の第１変形例］
次に、第３の実施形態の第１変形例について説明する。
【０１９３】
第３の実施形態の第１変形例は、医用画像処理装置４０が補正を実行する第２の実施形態に対し、造影剤のＸ線減弱係数に基づいてパラメータ値を決定する第３の実施形態を適用させたものである。前述同様に、複数のＸ線画像は、被検体の血管に注入された造影剤を用いて撮像して得られる画像である必要がある。
【０１９４】
ここで、処理回路４７の画素値補正機能４７２ｆは、第３の実施形態における画素値補正回路２５ｆに対応する。すなわち、画素値補正機能４７２ｆは、切替えタイミングＴ_swの前の管電圧における造影剤のＸ線減弱係数μBefore と、切替えタイミングＴ_swの後の管電圧における造影剤のＸ線減弱係数μAfter との差に基づいて、補正に用いるパラメータ値を決定する。パラメータ値は、補正するＸ線画像に応じて、次の（ｉ），（ｉｉ）又は（ｉｉｉ）に示すように決定してもよい。
【０１９５】
（ｉ）切替えタイミングＴ_swの前の複数の第１Ｘ線画像の画素値の補正を実行する場合、例えば次式に示すように、補正に用いるパラメータ値ＣBefore を決定する。
【０１９６】
ＣBefore ＝ μAfter - μBefore 
（ｉｉ）切替えタイミングＴ_swの後の複数の第２Ｘ線画像の画素値の補正を実行する場合、例えば前述同様に、補正に用いるパラメータ値ＣAfter を決定する。
【０１９７】
ＣAfter ＝ μBefore - μAfter 
（ｉｉｉ）切替えタイミングＴ_swの前の複数の第１Ｘ線画像の画素値の補正と、当該Ｔ_swの後の複数の第２Ｘ線画像の画素値の補正とをそれぞれ実行する場合、例えば、目標となるＸ線減弱係数μTarget を定める。しかる後、補正に用いるパラメータ値ＣBefore ，ＣAfter を決定する。
【０１９８】
ＣBefore ＝ μTarget - μBefore 
ＣAfter ＝ μTarget - μAfter 
なお、以上の４つの式に限らず、パラメータ値ＣBefore ，ＣAfter は、それぞれ他の式から決定してもよい。また、Ｘ線減弱係数を取得する方法は、前述した通りである。
【０１９９】
また同様に、画素値補正機能４７２ｆは、決定したパラメータ値ＣAfter を用い、切替えタイミングの後の複数の第２Ｘ線画像の画素値の補正を実行する。
【０２００】
他の構成は、第２の実施形態と同様である。
【０２０１】
以上のような構成によれば、図２６に示すように、前述同様にステップＳＴ２１が実行される。
【０２０２】
ステップＳＴ２１の後、ステップＳＴ２５Ｅにおいて、処理回路４７は、例えば、Ｘ線画像の付帯情報から、検査に用いた造影剤と複数の管電圧とを読み出す。処理回路４７は、切替えタイミングＴ_swの前の管電圧における造影剤のＸ線減弱係数μBefore と、当該Ｔ_swの後の管電圧における造影剤のＸ線減弱係数μAfter との差に基づいて、補正に用いるパラメータ値を決定する。パラメータ値は、上記（Ａ）〜（Ｃ）のいずれでもよいが、ここでは上記（Ａ）の場合を例に挙げて述べる。すなわち、処理回路４７は、造影剤のＸ線減弱係数μBefore ，μAfter の差に基づいて、補正に用いるパラメータ値ＣBefore ＝ μAfter - μBefore を決定する。なお、ステップＳＴ２５Ｅは、ステップＳＴ２１の前に実行してもよい。
【０２０３】
ステップＳＴ２５Ｅの後、ステップＳＴ２６が前述同様に実行される。
【０２０４】
ステップＳＴ２６の後、ステップＳＴ２７Ｅ〜ＳＴ２８において、処理回路４７は、ステップＳＴ２５Ｅで決定したパラメータ値ＣBefore に基づいて、切替えタイミングの前の複数の第１Ｘ線画像における画素値の補正を実行する。これにより、補正後の第１Ｘ線画像が得られる。補正後の第１Ｘ線画像は、ディスプレイ４４に表示される一方、メモリ４６に保存される。なお、時系列に沿ったフレームである第１Ｘ線画像は、動画像として表示される。また、第１Ｘ線画像に代えて、カラー画像作成機能４７２ｇによって第１Ｘ線画像から作成されたカラー画像（パラメトリック画像）がディスプレイ４４に表示されてもよい。また、補正する画素値は、関心領域内の画素値に限定してもよい。
【０２０５】
以下、ステップＳＴ２９以降の処理が前述同様に実行される。すなわち、以下、ステップＳＴ２９で補正終了が判定されるまで、ステップＳＴ９Ｄ〜ＳＴ１２の処理が繰り返し実行される。
【０２０６】
上述したように第３の実施形態の第１変形例によれば、複数のＸ線画像は、被検体の血管に注入された造影剤を用いて撮像して得られる画像である。また、画素値補正部は、切替えタイミングの前の管電圧における造影剤のＸ線減弱係数と、切替えタイミングの後の管電圧における造影剤のＸ線減弱係数との差に基づいて、補正に用いるパラメータ値を決定する。従って、第２の実施形態の効果に加え、複数のＸ線画像の撮像前に、補正に用いるパラメータ値を決定することができる。すなわち、複数のＸ線画像の画素値を用いずに、補正に用いるパラメータ値を決定することができる。これに伴い、パラメータ値の決定に用いる画素値を得るための関心領域の設定を省略することができる。
【０２０７】
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、管電圧の切替えを伴い時系列に沿って撮像される複数のＸ線画像における管電圧の切替えタイミングに関する情報を取得する。複数のＸ線画像における切替えタイミングの前の複数の第１Ｘ線画像と、切替えタイミングの後の複数の第２Ｘ線画像とのうちの少なくとも一方における画素値の補正を実行する。従って、管電圧の切替え前後において、画像のコントラストの急激な変化を阻止し、画像を見やすくすることができる。
【０２０８】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０２０９】
１  Ｘ線診断装置
３  Ｘ線発生部
３ａ  Ｘ線管
３ｂ  Ｘ線絞り器
５  Ｘ線検出器
７  寝台
９  Ｃアーム
１１  Ｘ線コントローラ
１３  高電圧発生装置
１３ａ  Ｘ線制御部
１３ｂ  高電圧発生器
１５  Ｃアーム・寝台機構制御部
２０  コンソール装置
２１  位置データメモリ
２２  システム制御部
２３，４３  入力インタフェース
２４，４４  ディスプレイ
２５  画像データ処理部
２５ａ  画像演算回路
２５ｂ  画像データメモリ
２５ｃ  領域設定回路
２５ｄ  切替えタイミング取得回路
２５ｅ  表示用データ生成回路
２５ｆ  画素値補正回路
２５ｇ  カラー画像作成回路
２５ｈ  ウインドウ幅変更回路
２５ｉ  画像作成回路
２６，４６  メモリ
２７，４７  処理回路
２７１  システム制御機能
２７２  画像データ処理機能
２７２ａ  画像演算機能
２７２ｃ，４７２ｃ  領域設定機能
２７２ｄ，４７２ｄ  切替えタイミング取得機能
２７２ｅ，４７２ｅ  表示用データ生成機能
２７２ｆ，４７２ｆ  画素値補正機能
２７２ｇ，４７２ｇ  カラー画像作成機能
２７２ｈ，４７２ｈ  ウインドウ幅変更機能
２７２ｉ，４７２ｉ  画像作成機能
４０  医用画像処理装置
４８  ネットワークインタフェース
Ｎｗ  ネットワーク
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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