(57)【要約】【課題】毛細血管が選択的に描出されたＸ線画像データを生成することが可能な医用画像処理装置を提供することである。【解決手段】実施形態に係る医用画像処理装置は、血管画像生成部と毛細血管画像生成部とを備える。血管画像生成部は、時系列の複数フレームの血管造影画像データ又はディジタルサブトラクションアンギオグラフィ画像データにおける信号変化の最大値までの時間又はフレーム数に対応する画素値を有する血管画像データを生成する。毛細血管画像生成部は、前記信号変化の毛細血管に対応するピークの検出を含むデータ処理によって、前記ピークに応じた画素値を有する画像データとして毛細血管が選択的に描出された毛細血管画像データを生成する。【選択図】  図１
2014200616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時系列の複数フレームの血管造影画像データ又はディジタルサブトラクションアンギオグラフィ画像データにおける信号変化の最大値までの時間又はフレーム数に対応する画素値を有する血管画像データを生成する血管画像生成部と、
前記信号変化の毛細血管に対応するピークの検出を含むデータ処理によって、前記ピークに応じた画素値を有する画像データとして毛細血管が選択的に描出された毛細血管画像データを生成する毛細血管画像生成部と、
を備える医用画像処理装置。
【請求項２】
前記毛細血管画像生成部は、前記ピークに応じた時間又はフレーム数の範囲を前記信号変化から抽出するフィルタ処理によって前記毛細血管に対応する信号変化を抽出し、前記毛細血管に対応する信号変化の真の最大値に対応する画素値を有する毛細血管画像データを生成するように構成される請求項１記載の医用画像処理装置。
【請求項３】
前記毛細血管画像生成部は、前記血管画像データに設定された関心領域内の各画素位置についてそれぞれ前記ピークの検出を行い、前記関心領域に対応する毛細血管画像データを生成するように構成される請求項１又は２記載の医用画像処理装置。
【請求項４】
前記毛細血管画像データと、前記ディジタルサブトラクションアンギオグラフィ画像データとを合成する画像合成部を更に備える請求項１乃至３のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
【請求項５】
時系列の複数フレームの血管造影画像データ又はディジタルサブトラクションアンギオグラフィ画像データを収集する造影画像収集系と、
前記複数フレームの血管造影画像データ又はディジタルサブトラクションアンギオグラフィ画像データにおける信号変化の最大値までの時間又はフレーム数に対応する画素値を有する血管画像データを生成する血管画像生成部と、
前記信号変化の毛細血管に対応するピークの検出を含むデータ処理によって、前記ピークに応じた画素値を有する画像データとして毛細血管が選択的に描出された毛細血管画像データを生成する毛細血管画像生成部と、
を備えるＸ線診断装置。
【請求項６】
コンピュータを、
時系列の複数フレームの血管造影画像データ又はディジタルサブトラクションアンギオグラフィ画像データにおける信号変化の最大値までの時間又はフレーム数に対応する画素値を有する血管画像データを生成する血管画像生成部、及び
前記信号変化の毛細血管に対応するピークの検出を含むデータ処理によって、前記ピークに応じた画素値を有する画像データとして毛細血管が選択的に描出された毛細血管画像データを生成する毛細血管画像生成部、
として機能させる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】
Ｘ線診断装置における撮像法の１つとしてディジタルサブトラクションアンギオグラフィ(DSA: Digital Subtraction Angiography)が知られている。DSAは、被検体への造影剤注入前後におけるＸ線画像データの差分(subtraction)画像データを診断用に収集する技術である。すなわち、造影剤の注入前においてＸ線画像データが差分画像データを生成するためのマスク(mask)画像データとして収集される。一方、造影剤を投与することによってＸ線造影(contrast)画像データが収集される。そして、Ｘ線造影画像データとマスク画像データとの間における差分処理によってDSA画像データが診断用に生成される。
【０００３】
このようなDSA画像データを生成すれば、血管の観察に不要な陰影が除去された画像データを取得することができる。すなわち、造影剤によって染影された血管が選択的に描出された診断画像データを得ることができる。このため、血管の診断に有用な画像を表示させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第８０５０４７４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、毛細血管が選択的に描出されたＸ線画像データを生成することが可能な医用画像処理装置、Ｘ線診断装置及び医用画像処理プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態に係る医用画像処理装置は、血管画像生成部と毛細血管画像生成部とを備える。血管画像生成部は、時系列の複数フレームの血管造影画像データ又はディジタルサブトラクションアンギオグラフィ画像データにおける信号変化の最大値までの時間又はフレーム数に対応する画素値を有する血管画像データを生成する。毛細血管画像生成部は、前記信号変化の毛細血管に対応するピークの検出を含むデータ処理によって、前記ピークに応じた画素値を有する画像データとして毛細血管が選択的に描出された毛細血管画像データを生成する。
また、本発明の実施形態に係るＸ線診断装置は、造影画像収集系、血管画像生成部及び毛細血管画像生成部を備える。造影画像収集系は、時系列の複数フレームの血管造影画像データ又はディジタルサブトラクションアンギオグラフィ画像データを収集する。血管画像生成部は、前記複数フレームの血管造影画像データ又はディジタルサブトラクションアンギオグラフィ画像データにおける信号変化の最大値までの時間又はフレーム数に対応する画素値を有する血管画像データを生成する。毛細血管画像生成部は、前記信号変化の毛細血管に対応するピークの検出を含むデータ処理によって、前記ピークに応じた画素値を有する画像データとして毛細血管が選択的に描出された毛細血管画像データを生成する。
また、本発明の実施形態に係る医用画像処理プログラムは、コンピュータを、血管画像生成部及び毛細血管画像生成部として機能させる。血管画像生成部は、時系列の複数フレームの血管造影画像データ又はディジタルサブトラクションアンギオグラフィ画像データにおける信号変化の最大値までの時間又はフレーム数に対応する画素値を有する血管画像データを生成する。毛細血管画像生成部は、前記信号変化の毛細血管に対応するピークの検出を含むデータ処理によって、前記ピークに応じた画素値を有する画像データとして毛細血管が選択的に描出された毛細血管画像データを生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態に係る医用画像処理装置及びＸ線診断装置の構成図。
【図２】図１に示す医用画像処理装置の詳細機能を示す機能ブロック図。
【図３】図２に示す毛細血管画像生成部において取得される時系列の血管造影画像データの信号値の時間変化を示す図。
【図４】図３に示すような信号強度の時間変化に基づいて生成される血管画像データを模式的に示した図。
【図５】図３に示す信号強度の時間変化からフィルタ処理によって毛細血管に対応する信号の時間変化を抽出した状態を示す図。
【図６】図５に示す毛細血管に対応する信号の時間変化を用いて生成された毛細血管画像を模式的に示した図。
【図７】図１に示すＸ線診断装置により毛細血管画像を収集する際の流れの一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の実施形態に係る医用画像処理装置、Ｘ線診断装置及び医用画像処理プログラムについて添付図面を参照して説明する。
【０００９】
図１は本発明の実施形態に係る医用画像処理装置及びＸ線診断装置の構成図である。
【００１０】
Ｘ線診断装置１は、撮影系２、制御系３、データ処理系４、入力装置５及び表示装置６を備えている。撮影系２は、Ｘ線照射部７、Ｘ線検出器８、駆動機構９及び寝台１０を有する。制御系３は、高電圧発生装置３Ａ、撮影位置制御装置３Ｂ及びシステム制御部３Ｃを有する。
【００１１】
Ｘ線照射部７は、Ｘ線管及びＸ線絞り器を備え、寝台１０にセットされた被検体Ｏを挟んでＸ線検出器８と対向配置される。Ｘ線照射部７及びＸ線検出器８は、駆動機構９の駆動によって相対位置を維持しながら被検体Ｏに対する角度及び相対位置を変えることができる。具体的には、回転機能を備えたＣ型アームの両端にＸ線照射部７及びＸ線検出器８が固定される。そして、Ｘ線照射部７は、Ｘ線管により被検体Ｏに向けて所定の角度からＸ線を照射し、被検体Ｏを透過したＸ線をＸ線検出器８で検出できるように構成される。
【００１２】
また、寝台１０の天板の傾斜及び位置を駆動機構９によって調整することができる。更に、寝台１０にセットされた被検体Ｏの近傍には、被検体Ｏに造影剤を注入するための造影剤注入装置１３が設けられる。
【００１３】
制御系３の高電圧発生装置３Ａは、Ｘ線照射部７のＸ線管に高電圧を印加することによって、所望のエネルギを有するＸ線を被検体Ｏに向けて照射させる装置である。撮影位置制御装置３Ｂは、駆動機構９に制御信号を出力して制御する装置である。すなわち、Ｘ線照射部７及びＸ線検出器８の回転角度及び位置並びに寝台１０の天板の傾斜及び位置は、撮影位置制御装置３Ｂから駆動機構９に出力される制御信号によって制御される。
【００１４】
システム制御部３Ｃは、高電圧発生装置３Ａ、撮影位置制御装置３Ｂ及びデータ処理系４を含むＸ線診断装置１の各構成要素を制御するシステムである。
【００１５】
データ処理系４は、コンピュータ１５で構成することができる。コンピュータ１５は、医用画像処理プログラムを実行することにより医用画像処理装置１５として機能する。すなわち、Ｘ線診断装置１には、医用画像処理装置１５が内蔵される。
【００１６】
但し、同様な機能を有する独立した医用画像処理装置を、ネットワークを介してＸ線診断装置１に接続するようにしても良い。また、Ｘ線診断装置１に内蔵される医用画像処理装置１５又はＸ線診断装置１とネットワークを介して接続される医用画像処理装置を構成するために回路を用いてもよい。
【００１７】
図２は、図１に示す医用画像処理装置１５の詳細機能を示す機能ブロック図である。
【００１８】
医用画像処理装置１５は、画像生成部１６、画像取得部１７、画像データ記憶部１８、DSA画像生成部１９、ピーク時刻画像生成部２０、毛細血管画像生成部２１及び表示処理部２２を有する。更に、毛細血管画像生成部２１は、ピーク検出部２１Ａ、フィルタ処理部２１Ｂ及びカラー画像生成部２１Ｃを有する。
【００１９】
画像生成部１６は、Ｘ線検出器８からデジタル化されたＸ線検出データを取り込んで、データ処理を行うことによりＸ線画像データを生成する機能を有する。尚、造影剤の投与を伴ってＸ線検出データが収集された場合には、血管領域が造影されたＸ線血管造影画像データが生成され、造影剤の投与を伴わずにＸ線検出データが収集された場合には、Ｘ線非造影画像データが生成されることとなる。
【００２０】
そして、画像生成部１６を含むデータ処理系４、撮影系２及び制御系３が協働することによって、被検体ＯのＸ線画像データを収集する画像収集系としての機能がＸ線診断装置１に備えられる。特に、Ｘ線診断装置１には、時系列の複数フレームの血管造影画像データを収集する造影画像収集系としての機能が備えられる。
【００２１】
画像取得部１７は、画像生成部１６において生成されたＸ線画像データを取得する機能を有する。特に、Ｘ線診断装置１にネットワークを介して接続された独立した医用画像処理装置においては、画像生成部１６を省略することもできる。この場合には、Ｘ線診断装置１に備えられる画像生成部１６からネットワークを介してＸ線画像データを取得する機能が画像取得部１７に備えられる。
【００２２】
画像データ記憶部１８は、画像取得部１７により取得されたＸ線画像データを記憶する記憶装置である。撮影時には、リアルタイムにＸ線画像データが順次ライブ画像データとして画像データ記憶部１８に蓄積される。
【００２３】
DSA画像生成部１９は、予め収集されたＸ線透視画像データをマスク画像データとして画像データ記憶部１８から取得する一方、ダイナミック収集された時系列のＸ線造影画像データを画像データ記憶部１８からリアルタイム又は事後的に順次取得し、取得したマスク画像データとＸ線造影画像データとの差分処理によってDSA画像データを順次生成する機能を有する。
【００２４】
DSA画像データを生成すると、造影剤の影響を受けない背景組織からの信号がキャンセルされる。このため、造影剤によって染影された血管を選択的に描出することが可能となる。生成されたDSA画像データは、画像データ記憶部１８に保存することができる。また、DSA画像生成部１９を含むデータ処理系４、撮影系２及び制御系３が協働することによって、Ｘ線診断装置１には、時系列の複数フレームのDSA画像データを収集する造影画像収集系としての機能が備えられる。
【００２５】
ピーク時刻画像生成部２０は、時系列の複数フレームのＸ線血管造影画像データを画像データ記憶部１８から取得して、時系列の複数フレームの血管造影画像データにおける信号変化の最大値までの時間又はフレーム数に対応する画素値を有するピーク時刻画像データを血管画像データとして生成する血管画像生成部としての機能を有する。
【００２６】
尚、ピーク時刻画像データを生成するために、血管造影画像データに代えてDSA画像データを用いるようにしてもよい。以降では、主としてピーク時刻画像データを生成するために血管造影画像データを用いる場合を例に説明するが、DSA画像データを用いる場合も同様である。
【００２７】
図３は、図２に示す毛細血管画像生成部２１において取得される時系列の血管造影画像データの信号値の時間変化を示す図である。
【００２８】
図３(A), (B)及び(C)において各縦軸は着目する画素位置における血管造影画像データの信号強度を示し、各横軸は血管造影画像データのフレーム方向及び時間を示す。また、図３(A)は毛細血管のみが存在する画素位置P1における信号値の時間変化を、図３(B)は毛細血管と静脈とが重なって存在する画素位置P2における信号値の時間変化を、図３(C)は毛細血管、静脈及び動脈が重なって存在する画素位置P3における信号値に時間変化を、それぞれ示す。尚、図３の最下部に示す矩形枠は、血管画像データの生成に用いられるカラースケールを示している。
【００２９】
動脈内に造影剤を注入してＸ線撮影を行うと、各血管内への造影剤の到達時刻に応じた信号値の変化が生じる。例えば、毛細血管のみが存在する画素位置P1では、造影剤投与直後の期間では造影剤の多くが動脈内に存在する。このため、毛細血管のみが存在する画素位置P1では、信号強度が小さい。そして、造影剤の投与後一定の時間が経過すると、動脈から毛細血管に流出する造影剤の量が徐々に増加する。その後、毛細血管に流入した造影剤は血流とともに静脈に排出される。このため、毛細血管のみが存在する画素位置P1では、図３(A)に示すように信号強度が徐々に増加して最大値が生じ、最大値に対応する時刻後には、徐々に信号強度が低下する。従って、信号強度の時間変化は最大値となるピークが１つ存在するカーブとなる。
【００３０】
一方、毛細血管と静脈とが重なって存在する画素位置P2では、図３(B)に示すように毛細血管内を流れる造影剤の量が最大となる時の信号強度の第１のピークが生じた後に、静脈内を流れる造影剤の量が最大となる時の信号強度の第２のピークが生じる。静脈内を流れる造影剤の量は、毛細血管内を流れる造影剤の量よりも多い。このため、静脈に対応する第２のピークは、毛細血管に対応する第１のピークよりも大きくなる。従って、毛細血管と静脈とが重なって存在する画素位置P2では、極大値の次に最大値が生じる２つのピークを有する信号強度の時間変化が得られる。
【００３１】
また、毛細血管、静脈及び動脈が重なって存在する画素位置P3では、図３(C)に示すように造影剤投与直後において動脈内を流れる造影剤の量が最大となる時の信号強度の第１のピークが生じる。その後、図３(B)と同様な毛細血管に対応する第２のピーク及び静脈に対応する第３のピークが生じる。動脈内を流れる造影剤の量は、毛細血管及び静脈内をそれぞれ流れる造影剤の量よりも多い。従って、毛細血管、静脈及び動脈が重なって存在する画素位置P3では、最大値の後に２つの極大値が現れる３つのピークを有する信号強度の時間変化が得られる。
【００３２】
図３に示すように、血管領域に対応する画素位置では、血管内を流れる造影剤の濃度の時間変化に対応する信号強度の時間変化が生じる。そこで、造影剤の濃度に応じた信号変化を画像化することによって血管を強調した血管画像データを生成することができる。具体的には、信号強度が最大値となるまでの時間Tmax又はフレーム数Fmaxを画素値とするピーク時刻画像データを血管画像データとして生成することができる。特に、最大値に対応する時間Tmax又はフレーム数Fmaxをカラースケールに割り当てて血管画像データを生成すれば、動脈、毛細血管及び静脈をそれぞれ色別にカラー表示させることが可能となる。
【００３３】
図４は、図３に示すような信号強度の時間変化に基づいて生成される血管画像データを模式的に示した図である。
【００３４】
動脈、毛細血管及び静脈において信号強度が最大となる時間Tmax及びフレーム数Fmaxは、互いに異なる。すなわち、動脈では最も早い時間Tmax及びフレーム数Fmaxで信号強度が最大値となり、静脈では最も遅い時間Tmax及びフレーム数Fmaxで信号強度が最大値となる。従って、最大値に対応する時間Tmax又はフレーム数Fmaxの値に応じたカラーで各画素位置を表示させると図４に示すような血管のカラー画像が得られる。すなわち、動脈、毛細血管及び静脈が互いに異なる色で着色された血管画像が得られる。
【００３５】
このため、ピーク時刻画像データを表示装置６に表示させれば、ユーザは血管の種類を色で識別することが可能となる。但し、毛細血管と静脈とが重なって存在する画素位置P2や毛細血管、静脈及び動脈が重なって存在する画素位置P3等では、静脈又は動脈が表示される。従って、毛細血管を視認することができない。
【００３６】
そこで、毛細血管画像生成部２１には、血管造影画像データの信号変化の毛細血管に対応するピークの検出を含むデータ処理によって、毛細血管に対応するピークに応じた画素値を有する画像データとして毛細血管が選択的に描出された毛細血管画像データを生成する機能が備えられる。
【００３７】
ピーク検出部２１Ａは、表示装置６に表示されたピーク時刻画像を参照して入力装置５から入力された関心領域(ROI: region of interest)の設定情報に従ってピーク時刻画像データにROIを設定する機能と、ピーク時刻画像データに設定されたROI内における毛細血管を流れる造影剤による血管造影画像データの信号変化のピークを検出する機能とを有する。すなわち、ピーク検出部２１Ａは、図３(B)及び(C)に示すように毛細血管でない静脈及び動脈に対応する信号変化のピークが存在する場合に、毛細血管に対応する信号変化のピークを特定する機能を有している。
【００３８】
ROI内には、通常、複数の画素位置が存在する。従って、ピーク検出部２１Ａは、ROI内の各画素位置についてそれぞれピークの検出を行うように構成される。これにより、ROIに対応する毛細血管画像データを生成することができる。
【００３９】
信号変化に複数のピークが存在する場合における毛細血管に対応するピークの特定は、自動又は手動で行うことができる。
【００４０】
毛細血管に対応するピークの特定を自動で行う場合には、経験値又は理論値に基づいて毛細血管に対応するピークを自動検出することができる。具体的には、毛細血管に対応するピークが存在し得る期間又はフレーム数の範囲において検出されたピークを、毛細血管に対応するピークとして認識する方法が挙げられる。毛細血管に対応するピークが存在し得る期間又はフレーム数の範囲は、経験的に決定しておくことができる。或いは、シミュレーションによって決定することもできる。
【００４１】
つまり、血管造影画像データの信号変化の時間及びフレーム方向に経験的又は理論的な閾値を設定して範囲を限定し、限定された範囲においてピーク検出を行うことによって、自動的に毛細血管に対応するピークを検出することができる。
【００４２】
一方、自動的に毛細血管に対応するピークを検出することが困難な条件である場合には、毛細血管に対応するピークの特定を手動で行うようにすることができる。毛細血管に対応するピークの特定を手動で行う場合には、ピーク検出部２１Ａにより公知のピーク検出処理によって検出されたピークが候補として表示装置６に提示される。そして、入力装置５の操作によって毛細血管に対応するピークを選択することができる。すなわち、ピーク検出部２１Ａは、入力装置５から入力されたピークの選択情報に従って、毛細血管に対応するピークを特定することができる。
【００４３】
典型的なピーク検出処理では、カーブの探索方向に向かってピークが検出される度に検出結果としてピークが提示される。そして、次のピークの検出指示が与えられると、探索方向に向かって次のピークの探索処理が行われる。従って、毛細血管に対応するピークの確認情報が入力装置５からピーク検出部２１Ａに入力されるまで、ピーク検出部２１Ａがピークの探索を繰返すことによって、毛細血管に対応するピークを手動検出することができる。但し、ピーク検出部２１Ａが全ての極大値を探索し、複数の極大値の候補からユーザが入力装置５の操作によって毛細血管に対応するピークを特定するようにしてもよい。
【００４４】
フィルタ処理部２１Ｂは、ピーク検出部２１Ａにより検出されたピークに応じた時間又はフレーム数の範囲を血管造影画像データの信号変化から抽出するフィルタ処理によって毛細血管に対応する信号変化を抽出する機能を有する。フィルタ処理には、一般的なローパスフィルタ(LPF: low pass filter)及びハイパスフィルタ(HPF: high pass filter)を用いることができる。
【００４５】
フィルタ処理は、毛細血管を流れる造影剤からの信号強度のピークを含む信号領域を抽出するために実行される。従って、LPF及びHPFのカットオフ周波数は、毛細血管を流れる造影剤からの信号強度のピークを含む信号領域が信号強度の時間変化から抽出できるように決定される。例えば、ピークに対応する時間及びフレーム数を中心とする時間及びフレーム方向の所定の範囲における信号変化が抽出されるように、LPF及びHPFのカットオフ周波数を決定することができる。
【００４６】
図５は、図３に示す信号強度の時間変化からフィルタ処理によって毛細血管に対応する信号の時間変化を抽出した状態を示す図である。
【００４７】
図５(A), (B)及び(C)において各縦軸は着目する画素位置における血管造影画像データの信号強度を示し、各横軸は血管造影画像データのフレーム方向及び時間を示す。また、図５の(A), (B)及び(C)は、それぞれ図３の(A), (B)及び(C)に対応している。
【００４８】
図５に示すように、血管造影画像データの信号変化に対する時間及びフレーム方向のフィルタ処理を実行することによって、毛細血管に対応するピーク近傍における信号変化を抽出することができる。
【００４９】
尚、信号変化のピークは、画素位置ごとにそれぞれ検出される。従って、画素位置に応じてピークに対応する時間及びフレームが異なる。このため、毛細血管に対応する信号変化も、画素位置ごとに異なる時間方向の範囲におけるカーブとなる。
【００５０】
カラー画像生成部２１Ｃは、フィルタ処理部２１Ｂにおいて抽出された毛細血管に対応する信号変化に基づいて毛細血管画像データを生成する機能を有する。毛細血管画像データは、ピーク時刻画像データと同様に、毛細血管に対応する信号変化の最大値までの時間に応じたカラーを割り当てたカラー画像データとして生成することができる。
【００５１】
尚、毛細血管に対応するピークの検出によって、ピークまでの時間が既に取得されている。但し、ピークの検出対象となる信号変化が、実際には所定のサンプリング間隔を有するプロットデータであるため、信号変化を表すプロットデータの補間処理によって信号変化の真の最大値を求めることが精度上望ましい。これは、ピーク時刻画像データを生成する場合にも同様である。
【００５２】
そこで、カラー画像生成部２１Ｃは、毛細血管に対応する信号変化に基づいて毛細血管に対応する信号変化の真の最大値を算出し、毛細血管に対応する信号変化の真の最大値に対応する画素値を有する毛細血管画像データを生成するように構成することができる。
【００５３】
但し、ピーク検出部２１Ａにより検出されたピークに対応する時間又はフレームに対応する画素値を用いて毛細血管画像データを生成する場合には、フィルタ処理部２１Ｂにおける毛細血管に対応する信号変化を抽出するためのフィルタ処理を省略することができる。その場合には、カラー画像生成部２１Ｃがピーク検出部２１Ａから取得したピークの検出結果に基づいて毛細血管画像データを生成するように構成される。この場合、ピーク検出部２１Ａにおいて、毛細血管のピークに対応する時間又はフレーム、つまりカーブではなく１点を抽出するフィルタ処理が実行されると言うこともできる。
【００５４】
図６は、図５に示す毛細血管に対応する信号の時間変化を用いて生成された毛細血管画像を模式的に示した図である。
【００５５】
図６に示すように、毛細血管に対応する信号変化のみを用いて最大値までの時間又はフレーム数に応じた画素値を有するカラー画像を生成すると、静脈及び動脈に対応するピークによって描出されるカラーの血管領域が消滅する。従って、ROI内において毛細血管のみがカラーで描出された毛細血管画像を得ることができる。
【００５６】
一方、表示処理部２２は、画像データ記憶部１８に記憶されたＸ線画像データ、DSA画像生成部１９において生成されたDSA画像データ、ピーク時刻画像生成部２０において生成された血管画像データ及び毛細血管画像生成部２１において生成された毛細血管画像データに対して必要な表示処理を施して表示装置６に表示させる機能を有する。
【００５７】
特に、表示処理部２２は、毛細血管画像生成部２１において生成された毛細血管画像データと、DSA画像生成部１９において生成されたDSA画像データとを合成する画像合成部としての機能を備えている。そのために、表示処理部２２には、毛細血管画像データとDSA画像データとの間における位置合わせを行う機能を設けることもできる。
【００５８】
脳の血管は心臓の血管のように大きく動かない。そこで、撮像部位が頭部であれば、毛細血管画像データとDSA画像データとの間における位置合わせ処理を、例えば、頭蓋骨の位置が一致するように毛細血管画像データ及びDSA画像データの一方又は双方を平行移動及び回転移動させることにより行うことができる。もちろん、頭蓋骨以外の物体を基準として位置合わせを行うようにしてもよい。
【００５９】
DSA画像は、通常動画として表示される。従って、DSA画像と毛細血管画像とを合成する場合には、動画であるDSA画像上に、静止画である毛細血管画像が重畳表示されることになる。もちろん、毛細血管画像とDSA画像を、表示装置６に並列表示させることもできる。
【００６０】
次にＸ線診断装置１及び医用画像処理装置１５の動作および作用について説明する。
【００６１】
図７は、図１に示すＸ線診断装置１により毛細血管画像を収集する際の流れの一例を示すフローチャートである。
【００６２】
まずステップＳ１において、血管造影画像データ及びDSA画像データの一方又は双方が収集される。DSA画像データが生成される場合には、血管造影画像データの収集に先だって、Ｘ線透視画像データがマスク画像データとして収集される。
【００６３】
具体的には、寝台１０の天板に被検体Ｏがセットされ、被検体ＯのＸ線撮影が実行される。そして、制御系３の撮影位置制御装置３Ｂから撮像条件に応じた制御信号が出力され、駆動機構９が駆動する。これにより、Ｘ線照射部７及びＸ線検出器８が所定の位置に位置決めされる。一方、制御系３の高電圧発生装置３ＡからＸ線照射部７のＸ線管に高電圧が印加される。これにより、Ｘ線管から被検体Ｏの撮像部位にＸ線が曝射される。そして、被検体Ｏを透過したＸ線がＸ線検出器８で検出される。
【００６４】
次にＸ線検出器８からデジタル化されたＸ線検出信号が医用画像処理装置１５に出力される。これにより、画像生成部１６において、Ｘ線検出データが取得される。そして、画像生成部１６は、Ｘ線検出データに対する公知のデータ処理を行うことによってＸ線画像データを生成する。
【００６５】
画像生成部１６において生成されたＸ線画像データは、画像取得部１７に与えられる。そして、画像取得部１７は取得したＸ線画像データをマスク画像データ用の画像データとして画像データ記憶部１８に書き込んで保存する。
【００６６】
次に、血管造影画像データのダイナミック収集が開始される。そのために、造影剤注入装置１３から被検体Ｏに造影剤が注入される。そして、時系列の複数フレームの血管造影画像データが、Ｘ線透視画像データを収集する際の流れと同様な流れで順次ダイナミック収集される。このため、画像データ記憶部１８には時系列の血管造影画像データが順次保存される。
【００６７】
DSA画像データの生成を行う場合には、DSA画像生成部１９が画像データ記憶部１８からマスク画像データとして取得したＸ線透視画像データと時系列の血管造影画像データとの差分処理によってDSA画像データを順次生成する。この際、必要に応じてマスク画像データと血管造影画像データとの間における位置ずれ補正処理等の必要な処理が実行される。
【００６８】
そして、このように生成された血管造影画像データ又はDSA画像データが表示処理部２を経て順次表示装置６に出力される。これにより、表示装置６には、血管造影画像又はDSA画像が動画として表示される。このため、ユーザは造影剤が血管内に流れ込んでいく様子を観察することができる。具体的には、造影剤が動脈から毛細血管を経て静脈内に流れていく過程を観察することができる。また、血管造影画像データ及びDSA画像データは、画像データ記憶部１８に保存することができる。
【００６９】
次に、ステップＳ２において、ピーク時刻画像生成部２０により時系列の複数フレームの血管造影画像データ又はDSA画像データにおける信号変化の最大値までの時間又はフレーム数に対応する画素値を有するピーク時刻画像データが血管画像データとして生成される。
【００７０】
具体的には、入力装置５からピーク時刻画像の表示指示がピーク時刻画像生成部２０に入力されると、ピーク時刻画像生成部２０は、時系列の複数フレームの血管造影画像データ又はDSA画像データを画像データ記憶部１８から取得する。そして、ピーク時刻画像生成部２０は、図３に示すような時系列の複数フレームの血管造影画像データ又はDSA画像データにおける信号変化の最大値までの時間又はフレーム数を全画素位置について求める。
【００７１】
次に、ピーク時刻画像生成部２０は、信号変化の最大値までの時間又はフレーム数に応じたカラーを全画素位置に割り当てることによって、カラー画像データとしてピーク時刻画像データを生成する。生成されたピーク時刻画像データは、表示処理部２を通じて表示装置６に出力される。これにより、表示装置６には、図４に示すように動脈、毛細血管及び静脈が互いに異なるカラーで描出されたピーク時刻画像が表示される。
【００７２】
次に、ステップＳ３において、表示装置６に表示されたピーク時刻画像を参照した入力装置５の操作によって、ピーク時刻画像上にROIが設定される。すなわち、観察対象となる毛細血管が含まれるようにROIが設定される。具体的には、入力装置５からROIの指定情報が毛細血管画像生成部２１に入力される。
【００７３】
次に、ステップＳ４において、ピーク検出部２１Ａは、ROI内の各画素位置における血管造影画像データ又はDSA画像データの信号変化曲線を取得する。従って、ピーク検出部２１ＡによりROI内における画素の数だけ信号変化曲線が取得される。
【００７４】
次に、ステップＳ５において、ピーク検出部２１Ａは、ROI内における各画素位置に対応する信号変化曲線から、毛細血管に流入した造影剤からの信号によるピークを探索する。ピークの探索処理は、経験的な閾値処理によって抽出した信号変化曲線に対して実行することができる。この場合、ピークの探索処理を自動的に行うことができる。但し、信号変化曲線の閾値処理に用いる閾値をマニュアル設定にしてピークの探索処理を半自動にしたり、複数のピークが検出された場合における毛細血管に対応するピークの特定をマニュアルで行うようにしてもよい。
【００７５】
次に、ステップＳ６において、フィルタ処理部２１Ｂは、探索結果として得られたピーク近傍の信号変化曲線を抽出するためのフィルタ処理を、画素位置ごとに実行する。例えば、ピークに対応する時間又はフレームを中心とする範囲の信号変化曲線が抽出されるように、信号変化曲線全体に対してHPF及びLPFが掛けられる。この結果、毛細血管に対応するピークを含む局所的な信号変化曲線が画素位置ごとに得られる。
【００７６】
次に、ステップＳ７において、カラー画像生成部２１Ｃは、フィルタ処理によって抽出された信号変化曲線から補間処理によって真の最大値を検出し、検出された最大値に対応する時間又はフレーム数に対応するカラーを割り当てる。これにより、毛細血管がカラーで描出される毛細血管画像データが生成される。
【００７７】
次に、ステップＳ８において、毛細血管画像生成部２１は、生成された毛細血管画像データを表示処理部２を通じて表示装置６に出力される。これにより、表示装置６には、図６に示すような毛細血管のみが選択的に描出された毛細血管画像が表示される。尚、必要に応じて、毛細血管画像を、血管造影画像又はDSA画像と重畳表示又は並列表示させることもできる。毛細血管画像を、血管造影画像又はDSA画像と重畳表示させる場合には、表示処理部２において毛細血管画像データと、血管造影画像データ又はDSA画像データとの間における合成処理が実行される。
【００７８】
次に、ステップＳ９において、ピーク検出部２１Ａは、ROIが再設定されたか否かを判定する。入力装置５の操作によってROIが変更された場合には、再びステップＳ４においてピーク検出部２１ＡがROI内における血管造影画像データ又はDSA画像データの信号変化曲線を取得する。そして、同様な流れで毛細血管画像データの生成及び表示が実行される。このため、ユーザは、ROIを繰返し指定して毛細血管を観察することができる。
【００７９】
一方、入力装置５から画像表示の終了指示が入力されるなど、ピーク検出部２１ＡにおいてROIが再設定されないと判定された場合には、毛細血管画像の生成及び表示が終了する。
【００８０】
つまり以上のようなＸ線診断装置１及び医用画像処理装置１５は、血管造影画像データ又はDSA画像データの信号変化曲線を利用して、着目する毛細血管が選択的に描出された毛細血管画像データを生成及び表示できるようにしたものである。具体的には、Ｘ線診断装置１及び医用画像処理装置１５は、信号変化曲線から毛細血管に対応するピークを探索し、探索結果として得られたピーク近傍の局所的な信号変化曲線からピーク時刻画像データとして毛細血管画像データを生成するようにしたものである。
【００８１】
このため、Ｘ線診断装置１及び医用画像処理装置１５によれば、毛細血管のみを強調して表示させることができる。特に、DSA画像と比べて、より明瞭に毛細血管を描出することが可能となる。この結果、従来、DSA画像では確認が困難であった毛細血管における血栓の程度を容易に観察することが可能となる。
【００８２】
以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。
【符号の説明】
【００８３】
１  Ｘ線診断装置
２  撮影系
３  制御系
３Ａ  高電圧発生装置
３Ｂ  撮影位置制御装置
３Ｃ  システム制御部
４  データ処理系
５  入力装置
６  表示装置
７  Ｘ線照射部
８  Ｘ線検出器
９  駆動機構
１０  寝台
１３  造影剤注入装置
１５  医用画像処理装置（コンピュータ）
１６  画像生成部
１７  画像取得部
１８  画像データ記憶部
１９  DSA画像生成部
２０  ピーク時刻画像生成部
２１  毛細血管画像生成部
２１Ａ  ピーク検出部
２１Ｂ  フィルタ処理部
２１Ｃ  カラー画像生成部
２２  表示処理部
Ｏ  被検体
【図１】
2014200616.tif 000003
【図２】
2014200616.tif 000004
【図３】
2014200616.tif 000005
【図４】
2014200616.tif 000006
【図５】
2014200616.tif 000007
【図６】
2014200616.tif 000008
【図７】
2014200616.tif 000009