(57)【要約】【課題】透過Ｘ線画像の画像処理においてノイズ低減効果を向上させる。【解決手段】Ｘ線画像診断装置１は、被検者１００にＸ線を繰り返し照射するＸ線源１０２と、被検者１００を透過した透過Ｘ線を繰り返し検出し、検出した透過Ｘ線からフレーム毎の画像データを生成するＸ線検出部１１０と、Ｘ線検出部１１０が生成する最新フレームの画像データと最新フレームに連続する複数のフレームの画像データとを記憶する記憶部と、複数のフレームの画像データを用いて、透過Ｘ線画像を生成する画像処理部１１２と、所定のタイミングで取得した透過Ｘ線画像を格納する格納部１１４を備える。画像処理部１１２は、格納部１１４に格納される所定の透過Ｘ線画像について、所定のタイミングで取得した画像データと、それと時系列的に前後に連続する複数のフレームの画像データとを用いて、ノイズ低減処理を行う。【選択図】図１
2020099538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者にＸ線を繰り返し照射するＸ線源と、
前記被検者を透過した透過Ｘ線を繰り返し検出し、検出した前記透過Ｘ線からフレーム毎の画像データを生成するＸ線検出部と、
前記Ｘ線検出部が生成する最新フレームの画像データと前記最新フレームに連続する複数のフレームの画像データとを記憶する記憶部と、
複数のフレームの画像データを用いて、透過Ｘ線画像を生成する画像処理部と、
所定のタイミングで取得した透過Ｘ線画像を格納する格納部とを備え、
前記画像処理部は、前記格納部に格納される所定の透過Ｘ線画像について、前記所定のタイミングで取得した画像データと、それと時系列的に前後に連続する複数のフレームの画像データとを用いて、ノイズ低減処理を行うことを特徴とするＸ線画像診断装置。
【請求項２】
前記画像処理部は、前記記憶部に記憶されている前記最新フレームの画像データと、それ以前に取得した複数のフレームの画像データとを用いて、前記最新フレームの透過Ｘ線画像のノイズ低減処理を行って、表示装置に動画として表示させることを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像診断装置。
【請求項３】
前記記憶部に記憶されている複数のフレームの画像データから、前記格納部に格納する画像データの選択指示を受け付ける操作部を更に備え、
前記画像処理部は、前記操作部を介して選択された画像データを、前記所定のタイミングで取得した画像データとして用いて、前記所定の透過Ｘ線画像のノイズ低減処理を行うことを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像診断装置。
【請求項４】
前記画像処理部は、前記ノイズ低減処理に使用する前記複数のフレームから生成される各透過Ｘ線画像のうち、前記所定の透過Ｘ線画像との一致度が所定の閾値よりも高い透過Ｘ線画像を用いて、ノイズ低減処理を行うことを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像診断装置。
【請求項５】
前記画像処理部は、前記被検者に対して繰り返し照射されるＸ線のフレームレートに応じて、前記ノイズ低減処理に使用するフレーム数を変えることを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像診断装置。
【請求項６】
前記画像処理部は、前記被検者のＸ線が照射される部位の体厚に応じて、前記ノイズ低減処理に使用するフレーム数を変えることを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像診断装置。
【請求項７】
前記被検者の体厚を取得する体厚検出部を更に備え、
前記体厚検出部により検出された前記体厚が所定値以上の場合、前記画像処理部は、前記ノイズ低減処理に使用するフレーム数を増やすことを特徴とする請求項６に記載のＸ線画像診断装置。
【請求項８】
前記画像処理部は、前記Ｘ線源から照射されるＸ線量が所定値よりも小さい場合、前記ノイズ低減処理に使用するフレーム数を増やすことを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像診断装置。
【請求項９】
前記被検者が載置されるテーブルと、
前記Ｘ線源を前記テーブル面に対して回転可能に支持する支持機構とを更に備え、
前記テーブル面に対して前記Ｘ線が傾いて照射される場合、前記画像処理部は、前記複数のフレームから生成される各透過Ｘ線画像の各画素を、前記所定の透過Ｘ線画像の各画素に対応する位置に変換し、変換後の前記各透過Ｘ線画像を用いて、前記ノイズ低減処理を行うことを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＸ線画像診断装置に関し、特に、Ｘ線透視像のノイズ低減処理を行うＸ線画像診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線画像診断の手法には、被検者に一度Ｘ線を照射して静止画像を生成する胸部Ｘ線撮影などの一般撮影と、被検者に所定の照射レートで繰り返しＸ線を照射して動画像を生成するＸ線透視とがある。
【０００３】
Ｘ線画像診断装置がＸ線透視を行う手順としては、まずＸ線源が被検者にＸ線を繰り返し照射し、Ｘ線検出部が、被検者を透過した透過Ｘ線を検出して画像データに変換する。そして一時メモリが画像データを最新のものから時系列に所定数分並べて保持し、画像処理部が、保持された画像データのうち最新の画像データを処理する。処理された最新の画像データは、透過Ｘ線画像として表示部により表示される。一時メモリが保持する画像データは、Ｘ線が照射される度に更新されるため、表示部に表示される透過Ｘ線画像は、動画像となる。
【０００４】
従来、画像処理部による画像処理の一例として、最新フレームの画像データよりも過去（前）フレームの画像データを用いることにより、表示される最新フレームの画像ノイズを低減するリカーシブフィルタ処理が行われている。（特許文献１、２参照）
【０００５】
例えば特許文献１に開示されているＸ線画像診断装置では、画像処理部が、Ｘ線検出部によって検出された画像と、低周波成分のみで構成されるボケ画像との差分画像に対して二値化処理を行うことで高周波成分（エッジ領域）を算出し、このエッジ領域を判別することでリカーシブフィルタ処理の適応領域を制御している。
【０００６】
また、特許文献２に開示されているＸ線画像診断装置では、処理対象となる画像に対する複数の前画像の変化量に応じて合成比率を決定し、処理対象となる画像の画像データに対して、決定した合成比率に基づいて前画像データを複数合成することにより画像のノイズを低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２３０５１２号公報
【特許文献２】特開２０１５−９２９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のＸ線画像診断装置では、透過Ｘ線の照射中に術者が取得（保存）したいタイミングの透過Ｘ線画像に対しても、複数の前フレームの画像データを用いてノイズ低減処理が行われていた。そのため、処理に用いられる前フレームの数によっては、保存対象のフレームから時系列的に離れたフレームの画像データが処理に用いられることがあった。保存対象のフレームから時系列的に離れたフレームの画像データを処理に用いると、処理に用いられる最も古いフレームが取得されてから保存対象のフレームが取得されるまでの間に被検者が動いた場合など、保存対象の透過Ｘ線画像に対して画像一致度の低い透過Ｘ線画像が処理に用いられる場合があり、ノイズ低減効果が薄れるおそれがあった。
【０００９】
本発明は、透過Ｘ線画像の画像処理においてノイズ低減効果を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のＸ線画像診断装置は、被検者にＸ線を繰り返し照射するＸ線源と、被検者を透過した透過Ｘ線を繰り返し検出して検出した透過Ｘ線からフレーム毎の画像データを生成するＸ線検出部と、Ｘ線検出部が生成する最新フレームの画像データと最新フレームに連続する複数のフレームの画像データとを記憶する記憶部と、複数のフレームの画像データを用いて、透過Ｘ線画像を生成する画像処理部と、所定のタイミングで取得した透過Ｘ線画像を格納する格納部とを備える。画像処理部は、格納部に格納される所定の透過Ｘ線画像について、所定のタイミングで取得した画像データと、それと時系列的に前後に連続する複数のフレームの画像データとを用いて、ノイズ低減処理を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、時系列的に近いフレームの画像データを用いて保存対象の透過Ｘ線画像を処理することができるため、ノイズ低減効果を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のＸ線画像診断装置の構成例を示す図。
【図２】Ｘ線画像診断装置のソフトウェア構成を示す図。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は実施形態１のノイズ低減処理を示す概念図。
【図４】実施形態１のノイズ低減処理のフローチャート。
【図５】実施形態２のノイズ低減処理を示す概念図。
【図６】実施形態２のノイズ低減処理のフローチャート。
【図７】実施形態３のノイズ低減処理を示す概念図。
【図８】実施形態４のノイズ低減処理を示す概念図。
【図９】実施形態４のノイズ低減処理のフローチャート。
【図１０】実施形態４のノイズ低減処理のフローチャート。
【図１１】（Ａ）、（Ｂ）は実施形態６のノイズ低減処理を示す概念図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明について図面を用いて説明する。図１は本実施形態のＸ線画像診断装置１の全体構成を示し、図２はＸ線画像診断装置１のソフトウェア構成を示している。
【００１４】
図１および図２に示すように、Ｘ線画像診断装置１は、基本的な構成として、被検者１００にＸ線を繰り返し照射するＸ線源１０２と、被検者１００を透過した透過Ｘ線を繰り返し検出し、透過Ｘ線画像を生成する画像生成系とを備える。画像生成系としては、繰り返し検出した透過Ｘ線からフレーム毎の画像データを生成するＸ線検出部１１０と、Ｘ線検出部１１０が生成する最新のフレームの画像データと最新フレームに連続する複数のフレームの画像データとを記憶する記憶部（一時メモリ）１８０と、複数のフレームの画像データを用いて、透過Ｘ線画像を生成する画像処理部１１２と、所定のタイミングで取得した透過Ｘ線画像を格納（保存）する画像格納部１１４とが備えられている。
【００１５】
またＸ線画像診断装置１は、被検者１００に対するＸ線照射領域を設定する絞り装置１０４と、絞り装置１０４を制御する絞り羽根制御部１０５と、Ｘ線源１０２に電力供給を行なう高電圧発生部１０８と、被検者１００を乗せるテーブル１０６とを備える。
【００１６】
さらにＸ線画像診断装置１は、画像処理部１１２により画像処理が施された透過Ｘ線画像を表示する表示部１１６と、各構成要素を制御する制御部１１８と、術者の操作により制御部１１８対して指令を行なう操作部１２０とを備えている。
【００１７】
Ｘ線源１０２は、高電圧発生部１０８から高電圧を印加されることによりＸ線を出射するＸ線管球を有している。Ｘ線源１０２は、テーブル１０６の被検者１００の載置面に対して平行移動可能かつ昇降可能なように、不図示の支持機構により支持されている。またこの支持機構は、Ｘ線源１０２をテーブル１０６に対して回転可能に支持しており、これによりＸ線画像診断装置１は、被検者１００に対して照射されるＸ線の角度（斜入角度）を変えることができる。Ｘ線源１０２はさらに、特定のエネルギーのＸ線を選択的に透過させるＸ線フィルタなどを有していてもよい。
【００１８】
絞り装置１０４は、Ｘ線源１０２から発生したＸ線を遮蔽するＸ線遮蔽用鉛板を複数有し、絞り羽根制御部１０５が複数のＸ線遮蔽用鉛板の移動をそれぞれ制御することにより、被検者１００に対するＸ線照射領域を決定する。
【００１９】
Ｘ線検出部１１０は、Ｘ線照射部１０４に対向する位置に配置されている。Ｘ線検出部１１０は例えば、Ｘ線を検出する複数の検出素子が２次元アレイ状に配置されたFPD（Flat Panel Detector）や、I.I.(X-ray Image Intensifier)とCCDカメラを組み合わせたものを有しており、Ｘ線源１０２から照射されて被検者１００を透過したＸ線を検出し、検出したＸ線量に応じたＸ線信号とＸ線信号に基づいた画像データを生成する。具体的には、Ｘ線検出部１１０で検出されたＸ線は、電荷として画素毎に蓄積コンデンサ（図示しない）に蓄積される。そして、画素毎に蓄積された電荷に基づくＸ線信号が画像データとして画像処理部１１２に出力される。
【００２０】
画像処理部１１２は、表示画像及び保存すべき画像に対し所定の画像処理を行う。画像処理部１１２が行う画像処理は、ガンマ変換、階調変換処理、画像の拡大・縮小、透過Ｘ線画像のノイズ低減処理等である。このような機能を実現するために画像処理部１１２はリアルタイム表示を目的とした並列演算を行うものであることが好ましく、GPU（Graphics Processing Unit）であることが好ましい。
【００２１】
画像格納部１１４は、画像処理部１１２により画像処理が行われた画像を格納する。
【００２２】
操作部１２０は、術者による、被検者１００に照射するＸ線のＸ線条件、保存したい透過Ｘ線画像の選択指示、Ｘ線撮影の指示などを受け付ける。
【００２３】
またＸ線画像診断装置１は、被検者１００の体厚を検出する体厚検出部２２０を備えていてもよい。体厚検出部２２０は、二次元または３次元的に体厚を検出する公知の検出部により構成される。体厚検出部２２０には、例えば赤外線を検出する複数の検出素子が二次元アレイ状に配列された赤外線アレイセンサや、超音波距離センサなどが使用でき、体厚検出部２２０は赤外線、超音波などを送受信してＴＯＦ（Time Of Flight）法により、体表までの距離を検出し、検出した距離情報を画像処理部１１２に通知することができる。
【００２４】
さらにＸ線画像診断装置１は、テーブル１０６を含むＸ線画像診断装置の支持機構を制御する支持機構制御装置を備えていてもよい。支持機構制御装置は、Ｘ線源１０２とテーブル１０６を支持する支持機構の動作を制御して、Ｘ線源１０２やテーブル１０６の位置や傾きを制御するものである。また支持機構制御装置は、テーブル１０６の載置面に直交する向きに対するＸ線の斜入角度を随時検出し、検出した斜入角度の情報を画像処理部１１２に通知する構成としてもよい。
【００２５】
制御部１１８は少なくとも、高電圧発生部１０８、絞り羽根制御部１０５および画像生成系を制御する。
【００２６】
具体的には制御部１１８は、透視Ｘ線条件（透過Ｘ線のパルスレート、透過Ｘ線の照射の可否、透過Ｘ線の照射強度（管電圧、管電流））などを決定し、決定した透視Ｘ線条件の情報を高電圧発生部１０８に通知する。さらに制御部１１８は、絞り羽根制御部１０５を制御することによって、Ｘ線検出部１１０に到達するＸ線の照射領域を調整する。
【００２７】
また制御部１１８は、一時メモリ１８０を有し、Ｘ線検出部１１０から出力される画像データを一時メモリ１８０内に一時保持（記憶）するとともに、一時メモリ１８０内の各フレームの画像データを画像処理部１１２に受け渡す制御を行う。
【００２８】
本実施形態では、制御部１１８と画像処理部１１２の機能は、ＣＰＵとメモリを備えた計算機により実現することができる。演算や制御のプログラムは、予め記憶装置に格納しておいてもよいし、外部から取り込みＣＰＵがアップロードして実行することもできる。なお、画像処理部１１２の機能の一部または全部は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｒｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）等のハードウェアで実現することも可能である。
【００２９】
このような構成のＸ線画像診断装置１では、高電圧発生部１０８がＸ線源１０２に電力を供給することにより、Ｘ線源１０２から被検者１００に向けて繰り返しＸ線が照射される。Ｘ線検出部１１０は、被検者１００を透過したＸ線を繰り返し検出し、透過Ｘ線のＸ線信号に基づく画像データを生成して一時メモリ１８０に送信する。一時メモリ１８０は、最新フレームの画像データと、最新フレームに連続する複数のフレームの画像データを記憶する。
【００３０】
画像処理部１１２は、図３（Ａ）に示すように、一時メモリ１８０内のフレームのうち、最新フレームの透過Ｘ線画像を画像処理した後、透過Ｘ線画像ｆ１として表示部１１６に表示させる。表示画像に対する画像処理は、最新フレームの画像データと、最新フレームから時系列的に連続する過去の複数フレームの画像データとを用いて行われる。画像処理部１１２は、この処理を最新フレームが更新される毎に行う。これにより、透過Ｘ線画像の表示も更新され、表示部１１６に表示される画像は動画像となる。
【００３１】
また画像処理部１１２は、図３（Ｂ）に示すように、一時メモリ１８０内のフレームのうち、所定のタイミングで取得したフレームの画像、例えば術者が透過Ｘ線画像の保存（格納）操作を操作部１２０により行ったタイミングの透過Ｘ線画像に対して、保存のための画像処理（ノイズ低減処理）を行う。画像処理部１１２により処理された透過Ｘ線画像ｇ１は、画像格納部１１４に格納される。保存対象の透過Ｘ線画像の画像処理は、透過Ｘ線画像の保存操作のタイミングより前に取得した複数のフレームの画像データと、保存操作より後に取得した複数のフレームの画像データとを用いて行われる。
【００３２】
このように本実施形態では、画像処理部１１２は、保存対象となるフレームに対して時系列的に前後に連続する複数フレームの画像データを用いて、保存対象の透過Ｘ線画像のノイズを低減する。例えば、Ｙ個（Ｙは自然数）の画像データを用いて透過Ｘ線画像のノイズ低減処理を行う場合、従来ではＹ個全てが過去のフレームの画像データであったのに対し、保存対象のフレームの前後Ｙ／２（Ｙが奇数の場合は、（Ｙ＋１）／２または（Ｙ−１）／２）個ずつフレームの画像データを用いればよい。そのため、本実施形態では、従来よりも時系列的に近いフレームを用いてノイズ低減処理を行うことができる。これにより、より画像一致度の高いフレーム用いて画像処理をすることができるようになるため、ノイズ低減効果が向上する。
【００３３】
以下、Ｘ線画像診断装置１が行うノイズ低減処理の実施形態について説明する。上述したＸ線画像診断装置１の構成は、以下の実施形態１〜６で共通する構成である。
【００３４】
＜実施形態１＞
図３、４を参照して実施形態１の処理について説明する。実施形態１では、画像処理部１１２が保存対象の透過Ｘ線画像のノイズを低減する際に、保存対象となるフレームの画像データと、それと時系列的に前後に連続する複数のフレームの画像データとを用いる。
【００３５】
［処理手順］
以下、図４のフローを参照し、実施形態１の処理手順を説明する。
【００３６】
［ステップＳ１１］
Ｘ線源１０２からのＸ線照射が開始されると、Ｘ線画像診断装置１による画像処理が開始される。一時メモリ１８０は、Ｘ線検出部１１０から繰り返し受信したフレームの画像データを保持する。以下、画像処理前の画像データをオリジナル画像という。一時メモリ１８０に保持されるオリジナル画像は、最新フレームのオリジナル画像と最新フレームから連続する複数の過去フレームのオリジナル画像を含む。制御部１１８は、Ｘ線検出部１１０から画像データを受信する度に、一時メモリ１８０は、オリジナル画像を新しいオリジナル画像に更新して保持する。
【００３７】
［ステップＳ１２］
画像処理部１１２は、図３（Ａ）に示すように、一時メモリ１８０が保持している複数のＸ線オリジナル画像のうち、最新フレームのオリジナル画像Ｆ１と、最新フレームに連続する過去の複数のフレームのオリジナル画像とを受け取り、最新フレームのオリジナル画像Ｆ１のノイズ低減処理を行う。ノイズ低減処理は例えば、最新フレームのオリジナル画像Ｆ１に対して、過去の複数フレーム（例えば過去Ｍフレーム）のオリジナル画像を加算することにより行う。
【００３８】
［ステップＳ１３］
表示部１１６は、画像処理部１１２によりノイズが低減された最新画像ｆ１を表示する。一時メモリ１８０に保持されるオリジナル画像が更新される度に、ステップＳ１１、Ｓ１２が行われ、それにより、表示部１１６に表示される画像が動画像となる。
【００３９】
［ステップＳ１４］
制御部１１８は、動画が表示されている間、術者が透過Ｘ線画像の保存指示（格納操作）を操作部１２０により行ったか否かを、判断する。術者により格納操作が行われた場合、画像処理のステップは次のステップＳ１５に進む。術者による格納操作が行われていない場合、画像処理のステップは、ステップＳ１１に戻る。
【００４０】
術者が所定の透過Ｘ線画像の格納操作を行った場合、格納操作後もＸ線の照射は継続しており、制御部１１８はＸ線検出部１１０から受信したオリジナル画像を一時メモリ１８０に蓄積し続ける。そのため一時メモリ１８０には、格納操作前のオリジナル画像だけでなく、格納操作後のオリジナル画像も蓄積される。
【００４１】
［ステップＳ１５］
ステップＳ１４で制御部１１８が格納操作を受け付けると、画像処理部１１２は、格納操作が行われたタイミングの透過Ｘ線画像のオリジナル画像Ｇ１のノイズを低減する処理を行う。透過Ｘ線画像のノイズ低減処理は、図３（Ｂ）に示すように、オリジナル画像Ｇ１の格納操作が行われたタイミングから時系列的に前後に連続する複数のフレームのオリジナル画像を用いて行われる。具体的にはノイズ低減処理は、オリジナル画像Ｇ１に対して、オリジナル画像Ｇ１の取得前のオリジナル画像と、オリジナル画像Ｇ１の取得後のオリジナル画像とをそれぞれ複数（Ｎつずつ、ここではＮ＝３）加算することにより行われる。この処理により、ノイズ低減された透過Ｘ線画像ｇ１が得られる。なお、画像処理部１１２は、上述の加算処理にその他公知の処理を組み合わせて、透過Ｘ線画像のノイズ低減処理を行ってもよい。
【００４２】
［ステップＳ１６］
画像格納部１１４は、画像処理部１１２によりノイズが低減された透過Ｘ線画像ｇ１を格納する。以上のステップＳ１１〜Ｓ１６の処理は、透視Ｘ線の照射が終了されるまで繰り返される。
【００４３】
以上の通り実施形態１では、画像処理部１１２が、術者による画像格納操作が行われたタイミングの保存対象となる透過Ｘ線画像を、前後それぞれのオリジナル画像を用いてノイズ低減処理する。そのため、透過Ｘ線画像よりも過去のオリジナル画像のみを用いる場合よりも、時系列的に近いフレームのオリジナル画像を用いてノイズ低減処理を行うことができる。これにより、より画像一致度の高いオリジナル画像を用いて画像処理をすることができるようになるため、ノイズ低減効果が向上する。
【００４４】
＜実施形態２＞
以下、実施形態２の処理について図５、６を参照して説明する。実施形態２で画像処理部１１２は、保存対象となる透過Ｘ線画像と、透過Ｘ線画像の前後複数枚ずつの透過Ｘ線画像との画像一致度をそれぞれ評価し、一致度が所定の閾値以上の透過Ｘ線画像の画像データを用いて透過Ｘ線画像のノイズ低減処理を行う。
【００４５】
具体的には画像処理部１１２は、保存対象の透過Ｘ線画像に対する画像一致度を、１オリジナル画像ずつ、画素毎に評価する。画像一致度を表す指標は、いくつか考えられるが、ここでは、例えば保存対象の透過Ｘ線画像のオリジナル画像Ｇ１と、１つ前のフレームのオリジナル画像Ｍ１との画像一致度を評価する場合、オリジナル画像Ｇ１、Ｍ１の各画素の画素値の差分をとって、その差分の和の絶対値を算出する。画像処理部１１２は、算出した値が小さいほど画像一致度が高いと判断し、算出した値が大きいほど画像一致度が低いと判断する。
【００４６】
画像処理部１１２は、算出した値が閾値よりも低い画像を、保存対象の透過Ｘ線画像のノイズ低減処理に用いないようにする。図５は、保存対象の透過Ｘ線画像のオリジナル画像Ｇ１に対して前のオリジナル画像Ｍ１、Ｍ２の画像一致度が閾値よりも低い例を示している。この場合画像処理部１１２は、オリジナル画像Ｇ１の前後のフレームのオリジナル画像のうち、オリジナル画像Ｍ１、Ｍ２以外のオリジナル画像Ｍ３、Ａ１、Ａ２、Ａ３をオリジナル画像Ｇ１に加算することにより、保存対象の透過Ｘ線画像のノイズを低減する。
【００４７】
以下、実施形態２の処理手順を図６を参照して説明する。実施形態２の処理手順は、制御部１１８が透過Ｘ線画像の格納操作の有無を判断するステップＳ１１〜Ｓ１４まで、実施形態１の処理手順と同じである。
【００４８】
［ステップＳ２１］
ステップＳ１４で術者により格納操作が行われた場合、ステップＳ２１で画像処理部１１２は、保存対象の透過Ｘ線画像のオリジナル画像Ｇ１と、オリジナル画像Ｇ１の前後それぞれ複数フレーム（Ｎフレーム）のオリジナル画像のうちいずれか１つのオリジナル画像とを比較し画像一致度を算出する。
【００４９】
［ステップＳ２２］
画像処理部１１２は、ステップＳ２１で算出した画像の一致度が閾値以上か否かを判断する。図５のオリジナル画像Ｍ３、Ａ１〜Ａ３のように画像一致度が閾値以上の画像の場合、画像処理のステップは、次のステップＳ２３に進む。一方、オリジナル画像Ｍ１、Ｍ２のように画像一致度が閾値に満たない画像の場合、画像処理のステップは、ステップＳ２３をスキップして、ステップＳ２４に進む。
【００５０】
［ステップＳ２３］
画像処理部１１２は、ステップＳ２１でオリジナル画像Ｇ１との一致度を評価したオリジナル画像について、ステップＳ２２でオリジナル画像像Ｇ１との一致度が閾値以上であると判断した場合、そのオリジナル画像（オリジナル画像Ｍ３、Ａ１〜Ａ３）を、保存対象の透過Ｘ線画像のノイズ低減処理に使用することを決定する。なお、画像一致度が閾値に満たないオリジナル画像（オリジナル画像Ｍ１、Ｍ２）ではこのステップがスキップされるため、画像一致度が閾値に満たない画像は、保存対象の透過Ｘ線画像のノイズ低減処理に使用されない。
【００５１】
［ステップＳ２４］
画像処理部１１２は、オリジナル画像Ｇ１の前後Ｎフレームずつのオリジナル画像のうち、オリジナル画像Ｇ１と画像一致度を評価する対象を次のオリジナル画像へ変更する。
【００５２】
［ステップＳ２５］
画像処理部１１２は、前後Ｎフレームずつのオリジナル画像が全てオリジナル画像Ｇ１と比較されたか否かを判断する。まだオリジナル画像Ｇ１との画像一致度を評価していないオリジナル画像がある場合、画像処理部１１２は、ステップＳ２１に戻ってまだ比べていなかったオリジナル画像と、オリジナル画像Ｇ１との画像一致度を評価する。前後Ｎフレームずつのオリジナル画像が全てオリジナル画像Ｇ１と比較済みの場合、画像処理のステップはステップＳ２６に進む。
【００５３】
［ステップＳ２６］
画像処理部１１２は、ステップＳ２２でオリジナル画像Ｇ１との一致度が閾値以上であると判断したフレームのオリジナル画像をオリジナル画像Ｇ１に加算することにより、オリジナル画像Ｇ１のノイズ低減処理を実行する。例えばオリジナル画像Ｇ１との一致度が閾値未満であるオリジナル画像が２フレームあった場合、画像処理部１１２は、その２フレーム分を減らして、オリジナル画像Ｇ１のノイズ低減処理を実行する。この処理により、ノイズ低減された透過Ｘ線画像ｇ１が得られる。
【００５４】
［ステップＳ２７］
画像格納部１１４は、画像処理部１１２によりノイズが低減された透過Ｘ線画像ｇ１を保存する。以上のステップＳ１１〜Ｓ２７の処理は、透視Ｘ線の照射が終了されるまで繰り返される。
【００５５】
以上の通り実施形態２では、被検者１００が動いた場合など、透過Ｘ線画像に対する画像一致度が閾値未満のフレームの透過Ｘ線画像を、画像処理部１１２が透過Ｘ線画像のノイズ低減処理に使用しないため、ノイズ低減効果がより高まる。
【００５６】
＜実施形態３＞
以下、実施形態３の処理について図７を参照して説明する。実施形態３で画像処理部１１２は、透過Ｘ線画像のノイズ低減に用いるオリジナル画像の取得時間を固定し、透視Ｘ線の照射レート（フレームレート）に応じて透過Ｘ線画像のノイズ低減に用いるオリジナル画像のフレーム数を変える。
【００５７】
Ｘ線画像診断装置１では、術者が操作部１２０から入力することにより、例えば１秒間に３０フレームの画像が取得される３０ｆｐｓのレートや、１秒間に１５フレームの画像が取得される１５ｆｐｓのレートなど、フレームレートを任意の値に設定することができる。
【００５８】
ノイズ低減処理に用いられるオリジナル画像のフレーム数が固定されている状態では、フレームレートが小さいほど、オリジナル画像Ｇ１から時間的に離れているフレームのオリジナル画像がノイズ低減処理に用いられる。例えば図７のように、１５ｆｐｓで前後それぞれ３フレームのオリジナル画像（前のオリジナル画像Ｍ１〜Ｍ３と後のオリジナル画像Ａ１〜Ａ３）を用いる場合は、３０ｆｐｓで前後それぞれ３フレームのオリジナル画像を用いる場合と比べて、前後フレームの取得時間が２倍になっている。そのため、１５ｆｐｓに設定されている場合は、３０ｆｐｓに設定されている場合よりも、ノイズ低減処理に用いるオリジナル画像の取得中に被検者１００の体動などが生じやすく、ノイズ低減効果に寄与できないオリジナル画像が生じやすい。
【００５９】
実施形態３で画像処理部１１２は、操作部１２０から受け付けたフレームレートの設定値に応じてフレーム数を変更して、オリジナル画像Ｇ１の前後の所定時間内のフレームのオリジナル画像を用いることにより、保存対象の透過Ｘ線画像のノイズ低減を行う。例えば図７に示すように３０ｆｐｓのとき、画像処理部１１２は、オリジナル画像Ｇ１の前後Ｔ秒内のフレームである前後それぞれ４フレームのオリジナル画像（オリジナル画像Ｍ１〜Ｍ４、Ａ１〜Ａ４）をオリジナル画像Ｇ１のノイズ低減処理に用い、１５ｆｐｓのとき、オリジナル画像Ｇ１の前後Ｔ秒内のフレームである前後それぞれ２フレームのオリジナル画像（オリジナル画像Ｍ１〜Ｍ２、Ａ１〜Ａ２）を保存対象の透過Ｘ線画像のノイズ低減処理に用いる。
【００６０】
以上のように、実施形態３では画像処理部１１２が、保存対象の透過Ｘ線画像のノイズ低減に用いるオリジナル画像のフレーム数をフレームレートに合わせて増減させるため、保存対象の透過Ｘ線画像から時系列的に離れすぎない画像を用いてノイズ低減処理を行うことができる。これにより、ノイズ低減効果をフレームレートによって左右されずに保証することができる。
【００６１】
＜実施形態４＞
以下、実施形態４の処理について図８〜１０を参照して説明する。実施形態４で画像処理部１１２は、被検者１００の体厚に応じて、透過Ｘ線画像のノイズ低減に用いるオリジナル画像のフレーム数を変える。
【００６２】
被検者１００を透過するＸ線透過成分は、一般に被検者１００の体厚によって変化し、体厚が厚いほど透過Ｘ線画像にノイズ成分が多く現れる。ノイズ成分が多く現れる透過Ｘ線画像ほど、ノイズ低減処理時に使用するオリジナル画像のフレーム数を多くすることで、よりノイズ低減効果を高めることができる。そのため画像処理部１１２は、体厚が厚い（ノイズが多い）部分では、透過Ｘ線画像のノイズ低減処理に使用するオリジナル画像のフレーム数を多くし、体厚が薄い（ノイズが少ない）部分では、透過Ｘ線画像のノイズ低減処理に使用するオリジナル画像のフレーム数を少なくする。
【００６３】
ノイズ低減処理に用いるオリジナル画像のフレーム数は、画像処理部１１２が、保存対象の透過Ｘ線画像のノイズ量から算出するか、距離測定可能なセンサ（例えば、図１に示した体厚検出部２２０）により測定された体厚から算出する。
【００６４】
オリジナル画像のフレーム数をノイズ量から算出する場合、ノイズ量は、SNR（平均画素値/標準偏差）などの計算式から求めることができる。画像処理部１１２は、ノイズ量があらかじめ定められている閾値以上か否かを判断して、ノイズ量が閾値以上の場合、保存対象の透過Ｘ線画像のノイズ低減処理に用いるオリジナル画像のフレーム数を増やす。
【００６５】
一方、オリジナル画像のフレーム数を体厚検出部２２０により測定された体厚から算出する場合、画像処理部１１２は、体厚検出部２２０から随時体厚の情報を受け取り、体厚検出部２２０が検出した体厚があらかじめ定められている閾値以上か否かを判断して、体厚が閾値以上の場合、保存対象の透過Ｘ線画像のノイズ低減処理に用いるオリジナル画像のフレーム数を増やす。
【００６６】
以下、保存対象の透過Ｘ線画像のノイズ量に応じて、画像処理部１１２が透過Ｘ線画像のノイズ低減処理に使用するオリジナル画像のフレーム数を変える場合の、処理手順について図９を参照して説明する。なお実施形態４の処理手順は、制御部１１８が透過Ｘ線画像の格納操作の有無を判断するステップＳ１１〜Ｓ１４は、実施形態１および実施形態２の処理手順と同じであり、説明を省略する。
【００６７】
［ステップＳ３１］
ステップＳ１４で術者により格納操作が行われた場合、ステップＳ３１で画像処理部１１２は、保存対象の透過Ｘ線画像のオリジナル画像Ｇ１のノイズ量を算出する。
【００６８】
［ステップＳ３２］
画像処理部１１２は、ステップＳ３１で算出したオリジナル画像Ｇ１のノイズ量が閾値以上であるか否かを判断する。オリジナル画像Ｇ１のノイズ量が閾値以上の場合、画像処理部１１２は、体厚が所定値以上であると判断し、画像処理のステップを、次のステップＳ３３に進める。オリジナル画像Ｇ１のノイズ量が閾値未満の場合、画像処理部１１２は、体厚が所定値未満であると判断し、画像処理のステップを次のステップＳ３３をスキップして図６のステップＳ２１（オリジナル画像Ｇ１との画像一致度の評価）に進める。
【００６９】
［ステップＳ３３］
オリジナル画像Ｇ１のノイズ量が閾値以上の場合、画像処理部１１２は、オリジナル画像Ｇ１のノイズ量低減に用いるオリジナル画像のフレーム数を前後Ｎフレームずつから前後Ｎ＋１フレームずつに増やす。ステップＳ３３が終了したら、Ｘ線画像診断装置１は、処理を図６のステップＳ２１に移行してステップＳ２１〜Ｓ２７の処理を実行する。
【００７０】
体厚検出部２２０により測定された体厚を用いて、保存対象の透過Ｘ線画像のノイズ低減処理に使用するオリジナル画像のフレーム数を変える場合は、図１０に示すように、上記ステップＳ３１〜Ｓ３３が以下のステップＳ４１〜Ｓ４３に置き換わる。
【００７１】
［ステップＳ４１］
ステップＳ１４で術者により格納操作が行われた場合、ステップＳ４１で画像処理部１１２は、格納操作が行われたタイミングでＸ線が照射されている部位の被検者１００の体厚を取得する。
【００７２】
［ステップＳ４２］
画像処理部１１２は、ステップＳ４１で取得した体厚を体厚検出部２２０から受け取り、受け取った体厚が閾値以上か否かを判断する。体厚が閾値以上の場合、画像処理のステップは、次のステップＳ４３に進む。体厚が閾値未満の場合、画像処理のステップは、次のステップＳ４３をスキップして図６のステップＳ２１（オリジナル画像Ｇ１との画像一致度の比較）に進む。
【００７３】
［ステップＳ４３］
体厚が閾値以上の場合、画像処理部１１２は、オリジナル画像Ｇ１のノイズ量低減に用いるオリジナル画像のフレーム数を前後Ｎフレームずつから前後Ｎ＋１フレームずつに増やす。ステップＳ４３が終了したら、Ｘ線画像診断装置１は、処理を図６のステップＳ２１に移行してステップＳ２１〜Ｓ２７の処理を実行する。
【００７４】
以上のように実施形態４では、画像処理部１１２が被検者１００の体厚に応じてノイズ低減処理に使用するオリジナル画像のフレーム数を変えることにより、ノイズ低減効果を体厚に左右されずに保証することができる。
【００７５】
なお、実施形態４では、閾値を用いてノイズ低減に用いるオリジナル画像のフレーム数を増やす例について説明したが、画像処理部１１２は、体厚に対応したオリジナル画像のフレーム数が予め定められているテーブルを参照して、体厚に応じてオリジナル画像のフレーム数を増減させてもよい。また、画像処理部１１２は、体厚が所定値以下の場合に使用するオリジナル画像のフレーム数を減らして透過Ｘ線画像のノイズ低減処理を実行してもよい。
【００７６】
＜実施形態５＞
以下、実施形態５の処理について説明する。実施形態５は図示しないが、実施形態４を基本にしており、実施形態５で画像処理部１１２は、Ｘ線の線量に応じて、透過Ｘ線画像のノイズ低減に用いるオリジナル画像のフレーム数を変える。
【００７７】
実施形態４では、体厚が厚いほど透過Ｘ線画像にノイズ成分が多く現れることを説明したが、透視Ｘ線の線量が低い場合にも、透過Ｘ線画像にノイズ成分が多く現れる。そのため画像処理部１１２は、Ｘ線源１０２から出射されるＸ線量があらかじめ定められている閾値以下のとき、透過Ｘ線画像のノイズ低減処理に使用するオリジナル画像のフレーム数を多くし、Ｘ線量が閾値より高いとき、透過Ｘ線画像のノイズ低減処理に使用するオリジナル画像のフレーム数を少なくする。
【００７８】
ノイズ低減に用いるオリジナル画像のフレーム数は、画像処理部１１２が、設定されている透過Ｘ線の照射強度（管電圧、管電流）から算出してもよいし、透過Ｘ線画像のSNRから算出してもよい。
【００７９】
以上のように実施形態５では、被検者１００に照射されるＸ線量によってノイズ量が変わることを利用し、画像処理部１１２がＸ線量に応じてノイズ低減処理に使用するオリジナル画像のフレーム数を変えることにより、ノイズ低減効果をＸ線量に左右されずに保証することができる。
【００８０】
＜実施形態６＞
以下、実施形態６の処理について図１１（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。実施形態６のＸ線画像診断装置１では、Ｘ線源１０２がテーブル１０６面に対して回転している間に術者による画像格納操作が行われた場合、画像処理部１１２は、ノイズ低減処理に用いる前後Ｎフレームの各オリジナル画像とオリジナル画像Ｇ１との座標的な距離を考慮して、保存対象の透過Ｘ線画像のノイズを低減する。
【００８１】
以下、画像処理部１１２がオリジナル画像Ｇ１に対して、前後３フレームずつのオリジナル画像を加算してオリジナル画像Ｇ１のノイズを低減する場合について説明する。
【００８２】
Ｘ線画像診断装置１の構成で説明したとおり、Ｘ線源１０２はテーブル１０６に対して回転可能である。術者が操作部１２０を操作してＸ線源１０２を支持している支持機構にＸ線源１０２の回転を指示することにより、Ｘ線源１０２が回転する。
【００８３】
Ｘ線が照射されている間に術者がＸ線源１０２を回転させる指示を行うと、画像格納操作のタイミングにおけるＸ線源１０２のテーブル１０６に対する角度（斜入角度）に応じて、生成される透過Ｘ線画像の向きが変わる。そのため画像処理部１１２は、画像格納操作時の斜入角度に応じて、ノイズ低減処理に用いる前後フレームの各オリジナル画像が、画素ごとに、オリジナル画像Ｇ１のどの画素に対応しているかを、Ｘ線源１０２の回転量から判断し、対応する画素毎に処理する。
【００８４】
具体的には、Ｘ線源１０２の回転中の、例えば図１１（Ａ）のｓ１の位置にＸ線源１０２があるタイミングで術者が画像格納操作を行うと、画像処理部１１２は、このタイミングで得られるオリジナル画像Ｇ１を、オリジナル画像Ｇ１よりも前後３フレームずつ（ｍ３からａ３にＸ線源１０２が移動するまでに得られる前後フレーム）のオリジナル画像を用いてノイズ低減処理する。その際、画像処理部１１２は、前後３フレームずつのオリジナル画像がそれぞれオリジナル画像Ｇ１からどれだけずれているかを、ｓ１の位置からＸ線源１０２がどれだけ回転したかに応じて算出し、各フレームの各画素をオリジナル画像Ｇ１の各画素に対応する位置に変換した上で、オリジナル画像Ｇ１を画素毎に処理する。
【００８５】
例えばＸ線源１０２が位置ａ３のときに取得されたオリジナル画像Ａ３は、オリジナル画像Ｇ１に対して、ｓ１の位置から距離ｄ／２移動した分だけ画像の向きがずれているため、画像処理部１１２は、移動した距離ｄ／２を考慮して、オリジナル画像Ａ３の各画素を、オリジナル画像Ｇ１の各画素に対応する位置に変換した後、オリジナル画像Ｇ１のノイズ低減処理に使用する。
【００８６】
また、オリジナル画像Ｇ１と、位置ｍ３で取得されたオリジナル画像Ｍ３とでは、Ｘ線源１０２が距離ｄ／２移動した分だけ画像の向きがずれるため、オリジナル画像Ｍ３は、距離ｄ移動した分だけ画像の向きがずれる位置ｍ６で取得されたオリジナル画像Ｍ６よりも、オリジナル画像Ｇ１に対する画像のずれが半分になる。またオリジナル画像Ｇ１から３フレーム後に得られるオリジナル画像Ａ３も、オリジナル画像Ｍ３と同じく、オリジナル画像Ｇ１に対する画像のずれがオリジナル画像Ｍ６の半分になる。
【００８７】
このように実施形態６では、保存対象の透過Ｘ線画像の前後３フレームずつのオリジナル画像を用いてノイズ低減処理を行うため、保存対象の透過Ｘ線画像の前６フレームのオリジナル画像を用いるよりも、より画像一致度が高いオリジナル画像を用いてノイズを低減することができる。
【００８８】
以上の通り、実施形態６のＸ線画像診断装置１は、被検者１００に対して照射されるＸ線の角度が変わった場合であっても、保存対象の透過Ｘ線画像の前後それぞれのフレームのオリジナル画像を用いてノイズ低減を行うことにより、保存対象の透過Ｘ線画像から画像のずれの小さいオリジナル画像を用いてノイズ低減処理を行うことができる。そのため、Ｘ線源１０２が回転している間についても、保存対象の透過Ｘ線画像ノイズの低減効果を向上させることができる。
【符号の説明】
【００８９】
１・・・Ｘ線画像診断装置、１００・・・被検者、１０２・・・Ｘ線源、１０６・・・テーブル、１０８・・・高電圧発生部、１１０・・・Ｘ線検出部、１１２・・・画像処理部、１１４・・・画像格納部、１１６・・・表示部、１１８・・・制御部、１２０・・・操作部、２２０・・・体厚検出部
【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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