(57)【要約】【課題】治療前後等の異なるタイミングでＸ線造影撮影を繰返し実行した場合に、収集された各Ｘ線画像を有効活用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、血管画像生成部と画素値決定部を備える。血管画像生成部は、Ｘ線造影画像データに基づいて造影剤の濃度の時相変化を取得し、カラースケールに従って造影剤の濃度が特定の条件となる時相に対応する画素値を有する時相画像データを生成する画像生成処理を、互いに異なるタイミングで収集されたＸ線造影画像データに基づいて複数回実行することによって第１及び第２の血管画像データを取得する。画素値決定部は、第１の血管画像データと第２の血管画像データとの間において対応する時相の画素値が一致するように、第１及び第２の血管画像データの少なくとも一方の画素値を決定又は補正する。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともＸ線造影画像データに基づいて造影剤の濃度の時相変化を取得し、グレースケール又はカラースケールに従って前記造影剤の濃度が特定の条件となる時相に対応する画素値を有する時相画像データを生成する画像生成処理を、互いに異なるタイミングで収集されたＸ線造影画像データに基づいて複数回実行することによって第１の血管画像データ及び第２の血管画像データを取得する血管画像生成部と、
前記第１の血管画像データと前記第２の血管画像データとの間において対応する時相の画素値が一致するように、前記第１の血管画像データ及び前記第２の血管画像データの少なくとも一方の画素値を決定又は補正する画素値決定部と、
を備える医用画像処理装置。
【請求項２】
前記画素値決定部は、前記第１の血管画像データに生成に用いられたグレースケール又はカラースケールを特定する情報を取得し、取得した前記情報に基づいて前記第１の血管画像データに生成に用いられた前記グレースケール又は前記カラースケールと同一のグレースケール又はカラースケールに従って、前記第２の血管画像データの画素値を決定又は補正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】
前記画素値決定部は、前記第１の血管画像データ上において指定された第１の領域又は第１の位置における第１の時相と、前記第２の血管画像データ上において前記第１の領域又は前記第１の位置に対応する第２の領域又は第２の位置における第２の時相とが前記対応する時相となるように、前記第１の血管画像データ及び前記第２の血管画像データの少なくとも一方の画素値を補正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４】
前記画素値決定部は、前記第１の血管画像データ上において更に指定された第３の領域又は第３の位置における第３の時相と、前記第２の血管画像データ上において前記第３の領域又は前記第３の位置に対応する第４の領域又は第４の位置における第４の時相とが別の前記対応する時相となり、かつ前記第１の領域又は前記第１の位置と前記第３の領域又は前記第３の位置との間における時相と、前記第２の領域又は前記第２の位置と前記第４の領域又は前記第４の位置との間における時相とが対応するように、補間処理を伴って前記第１の血管画像データ及び前記第２の血管画像データの少なくとも一方の画素値を補正するように構成される請求項３記載の医用画像処理装置。
【請求項５】
前記造影剤の濃度の時相変化の初期時相から終了時相までの期間から指定された期間に画素値の連続的な変化を割り当てることによって前記グレースケール又は前記カラースケールを作成する画素値スケール生成部を更に備え、
前記画素値決定部は、前記第１の血管画像データを生成するために指定された第１の期間に割り当てられる第１の画素値の連続的な変化が、前記第２の血管画像データを生成するために指定された第２の期間に割り当てられる第２の画素値の連続的な変化と対応するように、前記第１の血管画像データ及び前記第２の血管画像データの少なくとも一方の画素値を補正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６】
前記画素値決定部は、前記第１の期間の初期時相における画素値を前記第２の期間の初期時相における画素値と一致させ、かつ前記第１の画素値の変化の周期を前記第２の画素値の変化の周期と異なる周期に設定することによって、前記第１の画素値の変化を前記第２の画素値の変化と対応させるように構成される請求項５記載の医用画像処理装置。
【請求項７】
前記第１の血管画像データと前記第２の血管画像データとの間における、前記造影剤の濃度が特定の条件となる時相の差に対応する画素値を有する差分画像データを生成する差分画像生成部を更に備える請求項１乃至６のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
【請求項８】
少なくともＸ線造影画像データに基づいて造影剤の濃度の時相変化を取得し、グレースケール又はカラースケールに従って前記造影剤の濃度が特定の条件となる時相に対応する画素値を有する時相画像データを生成する画像生成処理を、互いに異なるタイミングで収集されたＸ線造影画像データに基づいて複数回実行することによって第１の血管画像データ及び第２の血管画像データを取得する血管画像生成部と、
前記第１の血管画像データと前記第２の血管画像データとの間における、前記造影剤の濃度が特定の条件となる時相の差に対応する画素値を有する差分画像データを生成する差分画像生成部と、
を備える医用画像処理装置。
【請求項９】
前記血管画像生成部は、前記造影剤の濃度が前記特定の条件となるときの前記造影剤の濃度に応じた輝度値を有する時相画像データを生成するように構成される請求項１乃至８のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
【請求項１０】
前記血管画像生成部は、前記造影剤の濃度が最大値、前記最大値の所定の割合又は閾値となる時間を前記特定の条件となる時間として前記時相画像データを生成するように構成される請求項１乃至９のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
【請求項１１】
前記血管画像生成部は、前記造影剤の濃度のサンプリング間隔よりも短いデータ間隔を有する造影剤の濃度の時間変化に基づいて、前記造影剤の濃度が特定の条件となる時間に対応する前記画素値を有する前記時相画像データを生成するように構成される請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
【請求項１２】
前記画素値スケール生成部は、前記画素値の変化として、色相の連続的な変化、カラーの輝度値の連続的な変化又はグレーの輝度値の連続的な変化を割り当てることによって前記グレースケール又は前記カラースケールを作成するように構成される請求項５記載の医用画像処理装置。
【請求項１３】
被検体から少なくともＸ線造影画像データを収集する画像収集系と、
前記Ｘ線造影画像データに基づいて造影剤の濃度の時相変化を取得し、グレースケール又はカラースケールに従って前記造影剤の濃度が特定の条件となる時相に対応する画素値を有する時相画像データを生成する画像生成処理を、互いに異なるタイミングで収集されたＸ線造影画像データに基づいて複数回実行することによって第１の血管画像データ及び第２の血管画像データを取得する血管画像生成部と、
前記第１の血管画像データと前記第２の血管画像データとの間において対応する時相の画素値が一致するように、前記第１の血管画像データ及び前記第２の血管画像データの少なくとも一方の画素値を決定又は補正する画素値決定部と、
を備えるＸ線診断装置。
【請求項１４】
コンピュータを、
少なくともＸ線造影画像データに基づいて造影剤の濃度の時相変化を取得し、グレースケール又はカラースケールに従って前記造影剤の濃度が特定の条件となる時相に対応する画素値を有する時相画像データを生成する画像生成処理を、互いに異なるタイミングで収集されたＸ線造影画像データに基づいて複数回実行することによって第１の血管画像データ及び第２の血管画像データを取得する血管画像生成部、及び
前記第１の血管画像データと前記第２の血管画像データとの間において対応する時相の画素値が一致するように、前記第１の血管画像データ及び前記第２の血管画像データの少なくとも一方の画素値を決定又は補正する画素値決定部、
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血管撮像法の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、治療前後等の異なるタイミングでＸ線造影撮影を繰返し実行した場合に、収集された各Ｘ線画像を有効活用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、血管画像生成部と画素値決定部を備える。血管画像生成部は、少なくともＸ線造影画像データに基づいて造影剤の濃度の時相変化を取得し、グレースケール又はカラースケールに従って前記造影剤の濃度が特定の条件となる時相に対応する画素値を有する時相画像データを生成する画像生成処理を、互いに異なるタイミングで収集されたＸ線造影画像データに基づいて複数回実行することによって第１の血管画像データ及び第２の血管画像データを取得する。画素値決定部は、前記第１の血管画像データと前記第２の血管画像データとの間において対応する時相の画素値が一致するように、前記第１の血管画像データ及び前記第２の血管画像データの少なくとも一方の画素値を決定又は補正する。
【０００７】
また、本発明の実施形態に係る医用画像処理装置は、血管画像生成部と差分画像生成部を備える。血管画像生成部は、少なくともＸ線造影画像データに基づいて造影剤の濃度の時相変化を取得し、グレースケール又はカラースケールに従って前記造影剤の濃度が特定の条件となる時相に対応する画素値を有する時相画像データを生成する画像生成処理を、互いに異なるタイミングで収集されたＸ線造影画像データに基づいて複数回実行することによって第１の血管画像データ及び第２の血管画像データを取得する。差分画像生成部は、前記第１の血管画像データと前記第２の血管画像データとの間における、前記造影剤の濃度が特定の条件となる時相の差に対応する画素値を有する差分画像データを生成する。
【０００８】
また、本発明の実施形態に係るＸ線診断装置は、画像収集系、血管画像生成部及び画素値決定部を備える。画像収集系は、被検体から少なくともＸ線造影画像データを収集する。血管画像生成部は、前記Ｘ線造影画像データに基づいて造影剤の濃度の時相変化を取得し、グレースケール又はカラースケールに従って前記造影剤の濃度が特定の条件となる時相に対応する画素値を有する時相画像データを生成する画像生成処理を、互いに異なるタイミングで収集されたＸ線造影画像データに基づいて複数回実行することによって第１の血管画像データ及び第２の血管画像データを取得する。画素値決定部は、前記第１の血管画像データと前記第２の血管画像データとの間において対応する時相の画素値が一致するように、前記第１の血管画像データ及び前記第２の血管画像データの少なくとも一方の画素値を決定又は補正する。
【０００９】
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画素値決定部として機能させる。血管画像生成部は、少なくともＸ線造影画像データに基づいて造影剤の濃度の時相変化を取得し、グレースケール又はカラースケールに従って前記造影剤の濃度が特定の条件となる時相に対応する画素値を有する時相画像データを生成する画像生成処理を、互いに異なるタイミングで収集されたＸ線造影画像データに基づいて複数回実行することによって第１の血管画像データ及び第２の血管画像データを取得する。画素値決定部は、前記第１の血管画像データと前記第２の血管画像データとの間において対応する時相の画素値が一致するように、前記第１の血管画像データ及び前記第２の血管画像データの少なくとも一方の画素値を決定又は補正する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係るＸ線診断装置及び医用画像処理装置の構成図。
【図２】造影剤の濃度プロファイルに基づいて血管への造影剤の流入時刻又は到達時刻を同定する方法を示す図。
【図３】造影剤の濃度プロファイルの最大値に対応する時相に割り当てられるカラースケールの第１の例を示す図。
【図４】図３(C)に示すカラースケールの配色例を示す図。
【図５】造影剤の濃度プロファイルの最大値に対応する時相に割り当てられるカラースケールの第２の例を示す図。
【図６】図５(C)に示すカラースケールの配色例を示す図。
【図７】図１に示すパラメトリック画像生成部において生成されるパラメトリック画像の例を示す図。
【図８】過去の第１の血管画像データに生成に用いられたカラースケールに従って、第２の血管画像データの画素値を決定又は補正する例を示す図。
【図９】指定された位置又は領域におけるカラーを第１の血管画像データと第２の血管画像データとの間において一致させる例を示す図。
【図１０】第１の血管画像データの第１の位置及び第２の血管画像データの第２の位置にそれぞれ対応する造影剤の濃度プロファイルの一部を用いて濃度プロファイル間における時相差を求める例を示す図。
【図１１】指定された２つの位置又は領域におけるカラーを第１の血管画像データと第２の血管画像データとの間において一致させる例を示す図。
【図１２】第１の血管画像データと第２の血管画像データとの間においてそれぞれ指定された時相区間におけるカラーを一致させる例を示す図。
【図１３】図１に示すＸ線診断装置の動作及び医用画像処理装置における処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
図１は本発明の実施形態に係るＸ線診断装置及び医用画像処理装置の構成図である。
【００１３】
Ｘ線診断装置１は、撮影系２、制御系３、データ処理系４及びコンソール５を備えている。撮影系２は、Ｘ線管６、Ｘ線検出器７、Ｃ型アーム８、土台９及び寝台１０を有する。また、データ処理系４は、A/D (analog to digital)変換器１１、医用画像処理装置１２、D/A (digital to analog)変換器１３及び表示装置１４を有する。尚、A/D変換器１１は、Ｘ線検出器７と一体化される場合もある。
【００１４】
Ｘ線管６及びＸ線検出器７は、寝台１０を挟んで対向配置するようにＣ型アーム８の両端に固定される。Ｃ型アーム８は、土台９によって保持される。土台９は、モータ９Ａ及び回転機構９Ｂを備え、モータ９Ａ及び回転機構９Ｂの駆動により、Ｃ型アーム８とともにＸ線管６及びＸ線検出器７を所望の位置にプロペラのように高速に回転させることができる。
【００１５】
Ｘ線検出器７としては、平面検出器(FPD: flat panel detector)やイメージインテンシファイアテレビ(I.I.-TV: image intensifier TV)を用いることができる。また、Ｘ線検出器７の出力側は、データ処理系４のA/D変換器１１と接続される。
【００１６】
制御系３は、撮影系２を構成する各構成要素に制御信号を出力することによって撮影系２を駆動制御する装置である。制御系３は入力装置としてのコンソール５と接続され、制御系３への撮像条件等の指示情報は、コンソール５から入力することができる。
【００１７】
そして、撮影系２は、制御系３による制御下において回転可能なＸ線管６から寝台１０にセットされた被検体Ｏに向けて互いに異なる角度でＸ線を順次曝射し、複数の方向から被検体Ｏを透過したＸ線をＸ線検出器７によりＸ線投影データとして順次収集できるように構成される。Ｘ線検出器７により収集されたＸ線投影データは、Ｘ線画像データとしてA/D変換器１１に出力される。
【００１８】
また、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１５が設けられる。そして、造影剤注入装置１５から被検体Ｏに造影剤を注入することによって、被検体ＯのＸ線造影撮影を行うことができる。造影剤注入装置１５についても、制御系３により制御することができる。
【００１９】
次に医用画像処理装置１２の構成及び機能について説明する。
【００２０】
医用画像処理装置１２の入力側には、A/D変換器１１の出力側に接続される。また、医用画像処理装置１２の出力側には、D/A変換器１３を介して表示装置１４が接続される。また、医用画像処理装置１２は、コンソール５と接続される。そして、医用画像処理装置１２には、コンソール５の操作によってデータ処理に必要な指示情報を入力することができる。
【００２１】
尚、図１に例示されるようなＸ線診断装置１に内蔵された医用画像処理装置１２とは別に、独立したシステムとして同様な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と接続してもよい。
【００２２】
医用画像処理装置１２は、画像メモリ１６、サブトラクション部１７、フィルタリング部１８、アフィン変換部１９、階調変換部２０及びパラメトリック画像生成部２１を有する。パラメトリック画像生成部２１は、更に、時相特定部２２、カラーコーディング部２３、カラースケール調整部２４、カラー同期表示処理部２５及び時相差画像作成部２６を有する。
【００２３】
このような機能を有する医用画像処理装置１２は、コンピュータに医用画像処理プログラムを読込ませることによって構築することができる。但し、医用画像処理装置１２を構成するために回路を用いてもよい。
【００２４】
画像メモリ１６は、撮影系２によって収集されたＸ線画像データを保存するための記憶装置である。従って、非造影でＸ線撮影を行えば、非造影のＸ線画像データが画像メモリ１６に保存され、造影剤を被検体Ｏに注入してＸ線撮影を行えば、Ｘ線造影画像データが画像メモリ１６に保存される。
【００２５】
サブトラクション部１７は、画像メモリ１６から読み込んだ非造影のＸ線画像データと、時系列のＸ線造影画像データとの差分（サブトラクション）処理によって造影血管が描出された時系列のDSA画像データを生成する機能を有する。
【００２６】
フィルタリング部１８は、高周波強調フィルタ、ローパスフィルタ及び平滑化フィルタ等の所望のフィルタ処理を任意のデータに対して実行する機能を有する。
【００２７】
アフィン変換部１９は、コンソール５から入力される指示情報に従ってＸ線画像データの拡大、縮小、回転移動及び平行移動等のアフィン変換処理を実行する機能を有する。
【００２８】
階調変換部２０は、LUT（Look Up Table）を参照して、Ｘ線画像データの階調変換を行う機能を有する。
【００２９】
パラメトリック画像生成部２１は、時系列のDSA画像データ又はＸ線造影画像データに基づいて造影剤の濃度の時間変化を取得する機能と、造影剤の濃度が特定の条件となる時間に対応する画素値を有するパラメトリック画像データを血管画像データとして生成する機能を有する。パラメトリック画像データは、造影剤の濃度が最大値等の特定の条件となるときの各画素位置における時相に、時相に応じたカラーの画素値を割り当てた時相画像データである。
【００３０】
そのために、時相特定部２２は、造影剤の濃度の時間変化を表すプロファイルに基づいて、造影剤の濃度が特定の条件となる時相を特定する機能を有している。また、カラーコーディング部２３は、時相特定部２２により特定された時相に対応するカラーを割り当てる機能を有している。カラースケール調整部２４は、カラーコーディング部２３におけるカラーコーディングに用いられるカラースケールを決定する機能を有する。
【００３１】
カラーを割り当てるための特定の条件は、着目する血管に造影剤が流入又は到達した時点に対応する造影剤の濃度や逆に着目する血管から造影剤が流出した時点に対応する造影剤の濃度など、診断目的に応じて決定することができる。例えば、特定の条件となる時相は、造影剤の濃度が最大値、最大値の所定の割合又は閾値となる時間とすることができる。
【００３２】
図２は、造影剤の濃度プロファイルに基づいて血管への造影剤の流入時刻又は到達時刻を同定する方法を示す図である。
【００３３】
図２において横軸は、時相方向を示し、縦軸は、造影剤の濃度を表すDSA画像データ又は造影画像データの画像信号の強度を示す。図２に示すように時系列のDSA画像データ又は造影画像データの血管領域に対応するピクセル（画素）に着目すると、時間的に信号強度が変化するカーブとして造影剤の濃度変化プロファイルを取得することができる。
【００３４】
典型的な濃度変化プロファイルは、造影剤の流入に伴って値が次第に増加し、造影剤の流出に伴って値が次第に減少するカーブとなる。従って、濃度変化プロファイルの値に対してカーブの立ち上がりを検出するための閾値THを設定すれば、造影剤の濃度が閾値THに達した時相Tthとして、着目する血管への造影剤の流入開始時相を同定することが可能となる。
【００３５】
但し、ノイズが大きい場合には、造影剤の流入開始時相が誤って同定される恐れがある。そこで、ノイズの影響が抑制されるように、造影剤の濃度プロファイルの最大値の５パーセントから１０パーセントの範囲の所定の割合を閾値としてもよい。或いは、造影剤が血管に到達した時相として、図２に示すように造影剤の濃度が最大値MAXとなった時相Tmaxや最大値MAXの５０パーセントに達した時相Tmax/2を濃度プロファイルから検出するようにしてもよい。以降では、主として造影剤の到達時相を同定する場合を例に説明する。
【００３６】
図２に示すような造影剤の濃度プロファイルに基づく時相の特定を全ての画素に対して実行し、特定された時相に応じたカラーを割り当てると、造影剤の到達時刻等に応じたカラーで各血管が描出されたパラメトリック画像データを生成することができる。
【００３７】
但し、移動平均化処理によって複数の画素を代表する画素について造影剤の濃度の時間変化を求めるようにしてもよい。つまり、平滑化処理を伴って、造影剤の濃度変化を求める対象となる画像データのマトリクスサイズを縮小することができる。また、ローパスフィルタ処理によってノイズを除去した画像データに基づいて造影剤の濃度変化を求めるようにしてもよい。これは、空間方向における造影剤の濃度プロファイルに対する移動平均化処理及びローパスフィルタ処理ということもできる。
【００３８】
移動平均化処理及びローパスフィルタ処理は、空間方向に限らず、時間方向に実行することもできる。移動平均化処理及びローパスフィルタ処理を時間方向に実行する場合には、時間方向における造影剤の濃度プロファイルに対して処理が実行されることとなる。
【００３９】
従って、時間方向及び空間方向の少なくとも一方における移動平均処理後の造影剤の濃度の時間変化に基づいて、パラメトリック画像データを生成することができる。また、時間方向及び空間方向の少なくとも一方におけるローパスフィルタ処理後の造影剤の濃度の時間変化に基づいて、パラメトリック画像データを生成することができる。これにより、ノイズが除去された平滑なパラメトリック画像データを生成することが可能となる。
【００４０】
また、Ｘ線造影画像データの撮影間隔に相当する造影剤の濃度のサンプリング間隔よりも短いデータ間隔を有する造影剤の濃度の時間変化に基づいて、パラメトリック画像データを生成することもできる。造影剤の濃度のサンプリング間隔よりも短いデータ間隔を有する造影剤の濃度の時間変化は、補間処理、特定の関数を用いたカーブフィッティング処理又は重心算出処理等の任意の処理によって取得することができる。これにより、より高精度に各画素における造影剤の到達時刻等を同定することが可能となる。特に、移動平均化処理及びローパスフィルタ処理の少なくとも一方を行う場合は一層効果的である。
【００４１】
図３は、造影剤の濃度プロファイルの最大値に対応する時相に割り当てられるカラースケールの第１の例を示す図である。
【００４２】
図３(A)は２次元の各位置(xi, yj)(i=1, 2, 3, ..., m;j=1, 2, 3, ..., n)における造影剤の濃度プロファイル及び濃度プロファイルの最大値MAXに基づいて特定された造影剤の到達時相Tmax(xi,yj)を示している。造影剤の注入位置に近い位置では相対的に早く造影剤が到達する。従って、特定される時相も相対的に早い時相となる。一方、、造影剤の注入位置から離れた位置では、造影剤の到達時刻が相対的に遅くなる。従って、特定される時相も相対的に遅い時相となる。
【００４３】
図３(B)は、図３(A)に示すように特定された時相に割り当てられるカラースケールの例を示す。図３(B)に示すように、濃度プロファイルとして取得された造影剤の濃度の時間変化の初期時刻から終了時刻までの期間Tallに、R値、B値及びG値で構成されるカラーの画素値の変化を割り当てることによって、カラースケールを作成することができる。すなわち、色相の連続的な変化を、造影剤の濃度の時間変化の初期時刻から終了時刻までの期間Tallに割り当てることによって、カラースケールを作成することができる。
【００４４】
そして、図３(B)に示すようなカラースケールに従って、造影剤の到達時相を表す２次元の時相マップをカラーコーディングすることができる。そうすると、造影剤の到達時相に応じて異なる色で血管が描出されたパラメトリック画像データを生成することができる。
【００４５】
但し、図３(A)に示すように、画素位置(xi, yj)間において造影剤の到達時相Tmax(xi,yj)の相違がカラースケールの範囲に対して相対的に小さい場合には、画素位置(xi, yj)間における色の変化も僅かとなる。このため、色の相違によって血管を区別することが困難となる場合がある。
【００４６】
特に、硬膜動静脈瘻や脳動静脈奇形の診断を目的としてＸ線撮影を行う場合には、動脈と静脈との間における血液の流れを観察することが重要となる。従って、造影剤の到達時刻の差が小さい複数の血管を区別することが必要となる場合が多い。
【００４７】
そこで、複数の血管において造影剤の到達時刻の差が小さい場合であっても、色の相違として血管を区別できるように、カラースケール調整部２４においてカラースケールを変更することができる。図３(C)は、造影剤の濃度の時間変化の初期時刻から終了時刻までの期間Tallに、画素値の変化として色相の連続的な変化を複数回割り当てることによってカラースケールを作成した例を示す。つまり、色相の連続的な変化が周期的に繰返されるカラースケールを作成することができる。
【００４８】
図３(C)に示すようなカラースケールは、コンソール５の操作によって濃度プロファイルの初期時相に対応する画素値、画素値の変化の周期Tscale及び周期Tscale内における初期の画素値を指定することによって作成することができる。これにより、指定された初期の画素値及び指定された周期Tscaleで画素値の変化が繰返されるカラースケールを作成することができる。そして、同じ周期Tscale内において図３(B)に示すような配色を行うことができる。具体的には、１周期Tscale内において最大値を呈する色相が赤、緑及び青の間で変化するカラースケールを作成することができる。
【００４９】
図４は、図３(C)に示すカラースケールの配色例を示す図である。
【００５０】
図４において直交する３軸は、それぞれR値、G値及びB値を示す。図４に示すようなR値の最大値、G値の最大値及びB値の最大値を頂点とする色三角形の辺に沿って、周期Tscale内の各時相に対応するR値、G値及びB値を決定することができる。すなわち、相対時刻がゼロ及びTscaleの時には、G値及びB値がいずれもゼロでR値が最大値、相対時刻がTscale/3の時には、R値及びB値がいずれもゼロでG値が最大値、相対時刻が2Tscale/3の時には、R値及びG値がいずれもゼロでB値が最大値となるように配色を行うことができる。
【００５１】
このような配色を行うと、時相が遅くなるにつれて、色が赤から緑を経由して青に変化し、再び赤に戻るパラメトリック画像データを生成することができる。尚、赤、緑及び青の間の色については、例えば、R値、G値及びB値が線形に変化するように時相に割り当てることができる。或いは、色三角形の中心と辺上の点を結ぶ線分の角度が線形に変化するようにR値、G値及びB値を時相に割り当てることもできる。
【００５２】
このような配色によって作成されたカラースケールに従ってパラメトリック画像データを生成すると、造影剤の到達時刻の差が僅かであっても、色の相違として血管を区別することが可能となる。すなわち、造影剤の到達時刻を詳細に把握することができる。
【００５３】
尚、人間が注意を引く色は赤である。従って、図４に例示されるように、造影剤の到達時刻が最も早い初期時相の色を赤に設定することが視認性の向上に繋がる。すなわち、カラースケールの初期時相に対応するカラー値をR値の最大値とすることが効果的である。また、別の例として、注目する時相が赤になるように初期時相を調整することも有用である。
【００５４】
図５は、造影剤の濃度プロファイルの最大値に対応する時相に割り当てられるカラースケールの第２の例を示す図である。
【００５５】
図５(A)は図３(A)と同様に、２次元の各位置(xi, yj)(i=1, 2, 3, ..., m;j=1, 2, 3, ..., n)における造影剤の濃度プロファイル及び濃度プロファイルの最大値MAXに基づいて特定された造影剤の到達時相Tmax(xi,yj)を示している。
【００５６】
そして、造影剤の濃度の時間変化の初期時刻から終了時刻までの期間Tallにカラーの画素値の変化を割り当てた図５(B)に示すようなカラースケールを図５(C)に示すカラースケールに変更することができる。図５(C)に示すカラースケールは、指定された期間に画素値の変化として色相の連続的な変化を割り当てることによって作成されたものである。画素値の変化を割り当てる期間は、開始時相T1及び終了時相T2を指定することによって決定することができる。開始時相T1及び終了時相T2の指定は、時系列のＸ線造影画像又はDSA画像から選択することによって行うことができる。
【００５７】
図６は、図５(C)に示すカラースケールの配色例を示す図である。
【００５８】
図６において直交する３軸は、それぞれR値、G値及びB値を示す。図４と同様に色三角形の辺に沿って指定された期間内の各時相に対応するR値、G値及びB値を決定することができる。すなわち、図４に例示されるように、開始時相T1ではG値及びB値がいずれもゼロでR値が最大値、開始時相T1と終了時相T2との間における中間時相ではR値及びB値がいずれもゼロでG値が最大値、終了時相T2ではR値及びG値がいずれもゼロでB値が最大値となるように配色を行うことができる。
【００５９】
図６に示すような配色を行うと、開始時相T1と終了時相T2との間において最大値を呈する色相が赤、緑及び青の間で変化するカラースケールを作成することができる。つまり、指定された期間内において色から赤から緑を経て青に変化するカラースケールを作成することができる。
【００６０】
指定された期間以外の期間には、指定された期間における画素値の変化と異なる画素値を割り当てることができる。例えば、指定された期間の内外において色相が変わるようにすることができる。より具体的な例としては、開始時相T1以前の時相では、白から赤へと変化し、終了時相T2以降の時相では、青から白へと変化するようにカラースケールを作成することができる。
【００６１】
また、指定された期間以外の期間には、指定された期間における透過度と異なる透過度を割り当てることもできる。具体例として、開始時相T1以前の時相では、透過度が最大値からゼロに変化し、終了時相T2以降の時相では、透過度がゼロから最大値に変化するようにカラースケールを作成することができる。つまり、指定された期間外の時相において透過度を所定の範囲で変化させることができる。この場合、R値及びB値等のカラー値については、指定された期間外において変化させなくてもよい。
【００６２】
このように、指定された期間外の時相範囲については、R値、G値及びB値を含む画素値及び透過度の少なくとも一方を、指定された期間内と変えることができる。
【００６３】
図３(C)及び図５(C)に示すような変更後のカラースケールは、動的に変化させることもできる。具体的には、図３(C)又は図５(C)に示すようなカラースケールの画素値の変化の位相及び周期の少なくとも一方を変化させることによって複数のカラースケールを作成することができる。画素値の変化の位相を変化させることは、カラースケールを時相方向にシフトさせることに相当する。一方、画素値に変化の周期を変化させることは、カラースケールを時相方向に伸縮させることに相当する。
【００６４】
このように配色が異なる複数のカラースケールを用いてパラメトリック画像データのカラーコーディングを行うと、複数のカラースケールに対応する複数のパラメトリック画像データが生成される。そして、生成された複数のパラメトリック画像データをカラースケール方向に動画として表示させることが可能となる。つまり、画素値の変化の位相及び周期の少なくとも一方を変化させることによって作成された複数のカラースケールに従って動画として血管画像データを生成することができる。これにより、造影剤及び血流の流れを一層容易に把握することが可能となる。特に、人間の目は赤に対する視認性が高いので、注目する開始時相T1から終了時相T2まで赤が移動するような動画像を作成すると注目領域の血流動態が理解し易い。
【００６５】
具体例として、図５(C)に示すように指定された期間において色を変化させる場合であれば、各時相に対応する色を時間的に変化させることができる。この場合、同一の時相であっても、色が赤、緑及び青の間で変化することとなる。尚、指定された期間外については、開始時相T1及び終了時相T2の各色からそれぞれ徐々に白に変化させたり、透過度を変化させることができる。
【００６６】
一方、周期的にカラー値を変化させたカラースケールの場合には、周期内における初期のカラー値を徐々に変化させることによって、複数のカラースケールを作成することができる。
【００６７】
R値、G値及びB値を含むカラー値は、最大値以外の値に変更することもできる。すなわち、上述したカラースケールによってパラメトリック画像データを生成すると、ローパスフィルタ処理等によって造影剤の濃度プロファイルの値がゼロとならなかった画素の輝度値は最大となる。つまり、造影剤の濃度に依らす、造影剤が到達した画素については、輝度値が最大となる。
【００６８】
そこで、造影剤の濃度が把握できるように、パラメトリック画像データの輝度値を変更することができる。換言すれば、造影剤の濃度が最大値等の特定の条件となるときの造影剤の濃度に応じた輝度値を有するパラメトリック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。
【００６９】
具体的には、輝度値の変更前における最大のR値、G値及びB値をそれぞれR0, G0, B0とすると、式(1)に示すように係数kを乗じることによって輝度値の変更後におけるR値、G値及びB値を決定することができる。
(R, G, B)＝(kR0, kG0, kB0)    (1)
【００７０】
式(1)において係数kは、造影剤の濃度に対応するゼロ以上１以下の値に設定される。係数kは、例えば、式(2)により決定することができる。
k=P(x,y)/P0    (2)
但し、式(2)においてP(x, y)は、Ｘ線造影画像データ又はDSA画像データの画像信号値として取得される位置(x, y)における造影剤の濃度プロファイルの最大値等の特定の条件に対応する値であり、P0は、定数である。
【００７１】
式(2)により係数kを設定すると、係数kは、造影剤の濃度プロファイルの値P(x, y)に比例する値となる。従って、パラメトリック画像データの輝度値(R, G, B)についても、造影剤の濃度プロファイルの値P(x, y)に比例する輝度値にすることができる。また、造影剤の濃度がノイズレベルである画素や、実際にノイズが生じている画素における輝度値を十分に小さくすることができる。
【００７２】
尚、定数P0は、造影剤の濃度プロファイルの値P(x, y)の空間方向における最大値或いは経験的に決定した任意の値とすることができる。但し、定数P0を、造影剤の濃度プロファイルの値P(x, y)の最大値よりも小さい値に設定すると、式(2)の計算によって係数kが１よりも大きい値となる場合がある。そのような場合には、係数kを１に設定すればよい。
【００７３】
そして、式(1)によって値が調整された画素値を各画素位置(x, y)に割り当てると、造影剤の到達時相及び濃度に応じたカラー及び輝度で血管が描出されたパラメトリック画像データを生成することができる。尚、式(1)に示す輝度値の調整は、カラーコーディング部２３におけるカラーコーディングの際に実行することができる。
【００７４】
このように、パラメトリック画像生成部２１において生成されたパラメトリック画像データは、Ｘ線造影画像データやDSA画像データと同様に、表示装置１４に表示させることができる。また、必要に応じて、画像メモリ１６にパラメトリック画像データを保存することができる。
【００７５】
図７は、図１に示すパラメトリック画像生成部２１において生成されるパラメトリック画像の例を示す図である。
【００７６】
図７に示すように、パラメトリック画像は、造影剤が注入された血管がカラーで表示され、造影剤が存在しない領域では輝度値がゼロの画像となる。また、血管は、造影剤の到達時刻に応じて色が変化する領域として描出される。このため、色によって造影剤とともに血液が流れる様子を観察することができる。
【００７７】
図７に示すようなパラメトリック画像は、被検体Ｏの経時変化を観察するために異なる日時において繰返し撮影することができる。例えば、被検体Ｏの治療前と治療後においてパラメトリック画像を生成すれば、被検体Ｏの治療経過を観察することができる。
【００７８】
つまり、時相画像データであるパラメトリック画像データを生成する画像生成処理を、互いに異なるタイミングで収集されたＸ線造影画像データに基づいて複数回実行することによって第１の血管画像データ及び第２の血管画像データを取得することができる。そして、第１の血管画像及び第２の血管画像を表示させ、互いに比較読影することができる。
【００７９】
但し、第１の血管画像データと第２の血管画像データとが互いに異なる条件でカラーコーディングされていると、対応する時相が異なるカラーで表示されることとなる。このため、血管画像の比較読影が困難となる恐れがある。
【００８０】
そこで、パラメトリック画像生成部２１のカラー同期表示処理部２５は、カラーコーディング部２３及びカラースケール調整部２４に指示情報を与えることによって、第１の血管画像データと第２の血管画像データとの間において対応する時相の画素値が一致するように、第１の血管画像データ及び第２の血管画像データの少なくとも一方の画素値を決定又は補正するように構成される。
【００８１】
例えば、第１の血管画像データが過去に取得されており、第２の血管画像データを新たに生成する場合には、第２の血管画像データの時相に対応する画素値を、第１の血管画像データの時相に対応する画素値に合わせて決定することができる。また、第１の血管画像データ及び第２の血管画像データの双方が既に生成されている場合には、対応する時相の画素値が一致するように、第１の血管画像データ及び第２の血管画像データの少なくとも一方の画素値を補正することができる。以降では、第１の血管画像データが過去の画像データとして第２の血管画像データよりも前に生成されているものとして説明する。
【００８２】
第２の血管画像データの生成時又は生成後において、過去の第１の血管画像データは、コンソール５の操作によってマニュアルで選択することができる。具体的には、コンソール５の操作によって画像メモリ１６を検索し、過去に同一の方向から略同一の条件で撮影されたパラメトリック画像データを第１の血管画像データとして選択することができる。或いは、過去の時系列のＸ線造影画像データ又はDSA画像データをパラメトリック画像データの元データとして選択するようにしてもよい。
【００８３】
もちろん、カラー同期表示処理部２５に、過去の第１の血管画像データを自動的に選択する機能を設けることもできる。例えば、同一の被検体Ｏに対する過去の検査情報を検索し、同一の撮影プロトコルや同一の撮影角度及び撮影位置で撮影されたパラメトリック画像データ、時系列のDSA画像データ又は時系列のＸ線造影画像データを自動的に取得することができる。
【００８４】
第１の血管画像データと第２の血管画像データとの間において、時相とカラーの画素値との関係を一致させる方法としては、様々な方法が挙げられる。異なる複数の方法で時相と画素値との関係を一致させることができるようにする場合には、方法に応じた複数のカラー同期モードを設定することができる。
【００８５】
図８は、過去の第１の血管画像データに生成に用いられたカラースケールに従って、第２の血管画像データの画素値を決定又は補正する例を示す図である。
【００８６】
図８(A)は、過去に撮影された第１の血管画像データ及び第１の血管画像データの生成に用いられたカラースケールの一例を示している。また、図８(B)は、新たに撮影された第２の血管画像データ及び第２の血管画像データの生成に用いられたカラースケールの一例を示している。
【００８７】
図８に示すように、過去の第１の血管画像データに生成に用いられたカラースケールと同一のカラースケールに従って第２の血管画像データのカラーコーディングを行うことができる。図８に示す例では、図５(C)に示すような開始時相T1から終了時相T2までの指定された期間に色相の連続的な変化を割り当てたカラースケールが用いられている。もちろん、図３(C)に示すような周期的な色相の変化を有するカラースケールや図３(B)及び図５(B)に示すような単調なカラースケールが第１の血管画像データに生成に用いられた場合には、同一の色相の変化を有するカラースケールを用いて第２の血管画像データを生成又は補正することができる。
【００８８】
つまり、カラー同期表示処理部２５は、第１の血管画像データに生成に用いられたカラースケールを特定する情報を取得し、取得した情報に基づいて第１の血管画像データに生成に用いられたカラースケールと同一のカラースケールに従って第２の血管画像データの画素値を決定又は補正することができる。尚、第１の血管画像データに生成に用いられたカラースケールを特定する情報は、第１の血管画像データの付帯情報から取得することができる。逆に言えば、第１の血管画像データに生成に用いられたカラースケールを特定する情報を第１の血管画像データの付帯情報として第１の血管画像データとともに画像メモリ１６に保存することができる。これにより、第２の血管画像データの生成の際に、第１の血管画像データに生成に用いられたカラースケールを特定することができる。
【００８９】
このように共通のカラースケールを用いて生成された第１の血管画像データ及び第２の血管画像データを表示装置１４に並列表示させると、非常に簡易な表示処理で、対応する時相を同一のカラーで表示させることができる。尚、３フレームつ以上の血管画像データが存在する場合においても、選択された１フレームの血管画像データにおける時相とカラーとの関係に一致するように、他のフレームの血管画像データにおける時相とカラーとの関係を調整することができる。
【００９０】
但し、治療前後等の異なる日時にＸ線撮影を行う場合、造影剤の注入開始時刻を基準とする時系列のＸ線造影画像データが同一のタイミングで収集されるとは限らない。また、造影剤を注入するためのカテーテルの位置の相違が撮影日時間において大きい場合においても、同一の位置への造影剤の到達時刻が変化する。従って、同一の位置であっても造影剤の到達時相が、第１の血管画像データと第２の血管画像データとの間において治療以外の原因によって変化する可能性がある。この場合、同一のカラースケールを用いても、第１の血管画像データと第２の血管画像データとの間において同一の位置が異なる色で表示される。
【００９１】
そこで、第１の血管画像データと第２の血管画像データとの間において時相を対応させる補正を行うこともできる。これにより、第１の血管画像データと第２の血管画像データとの間において同一の位置を同一のカラーで表示させることが可能となる。
【００９２】
尚、同一の位置にけるカラーを一致させるために時相を補正することは、時相を変えずにカラースケールの配色を補正することと等価である。従って、時相及びカラースケールの画素値の少なくとも一方を補正することにより、変化のない位置におけるカラーを第１の血管画像データと第２の血管画像データとの間において一致させることができる。時相の補正は、カラーコーディング部２３において行うことができる。また、カラースケール上のカラーの画素値の補正は、カラースケール調整部２４において行うことができる。
【００９３】
図９は、指定された位置又は領域におけるカラーを第１の血管画像データと第２の血管画像データとの間において一致させる例を示す図である。
【００９４】
図９(A)は、血栓が描出された治療前の第１の血管画像と血栓が除去された治療後の第２の血管画像とを並列表示させた例を示す。図９(A)に示すように、例えば、過去に撮影された治療前の第１の血管画像データ上において、コンソール５の操作によって第１の位置P1を指定することができる。第１の位置P1が治療前後において変化のない位置であれば、第１の血管画像の第１の位置P1と、第１の位置P1に対応する第２の血管画像の第２の位置P2を同一のカラーで表示させることが望ましい。
【００９５】
そこで、第１の血管画像データ上において指定された第１の位置P1における第１の時相T(P1)と、第２の血管画像データ上において第１の位置P1に対応する第２の位置P2における第２の時相T(P2)とが、互いに同一の画素値とするべき対応する時相となるように、第１の血管画像データ及び第２の血管画像データの少なくとも一方の画素値を補正することができる。
【００９６】
具体的には、上述したように、時相及び時相に対応するカラースケールの配色の一方又は双方を補正することができる。時相のみを補正する場合には、第１の位置P1における時相が第２の位置P2における時相と一致するように、第１の時相T(P1)及び第２の時相T(P2)の少なくとも一方が補正される。一方、カラースケールのみを変更する場合には、第１の時相T(P1)に対応するカラーが第２の時相T(P2)に対応するカラーと一致するようにカラースケールが調整される。
【００９７】
図９(B)は、第１の血管画像データと第２の血管画像データとの間においてカラースケールを共通とし、第２の血管画像データの第２の位置P2における第２の時相T(P2)を、第１の血管画像データの第１の位置P1における第１の時相T(P1)と一致させる補正を行った場合における造影剤の濃度プロファイル及び対応するカラースケールを示している。図９(B)の点線で示される第２の血管画像データの第２の位置P2における造影剤濃度プロファイルを、実線で示される造影剤濃度プロファイルに補正することができる。図９(B)に示すように、ある位置における時相の補正は視覚的には造影剤濃度プロファイルの平行移動に相当する。このため、第２の位置P2におけるカラーを第１の位置P1におけるカラーと一致させることができる。
【００９８】
一方、図９(C)は、時相を補正する代わりにカラースケールのみを補正した場合の例を示している。この場合、第２の時相T(P2)に対応する画素値が、第１の時相T(P1)に対応する画素値と一致するように、第２の血管画像データに対応するカラースケールを補正すればよい。カラースケールの補正は、視覚的には図９(C)に示すように、カラースケールの色相が連続的に変化する部分の平行移動に相当する。
【００９９】
尚、位置の代わりに領域を指定するようにしてもよい。その場合には、領域を代表する画素値が一致するように時相又はカラースケールの配色を変更すればよい。また、指定された第１の位置P1又は第１の領域に対応する第２の位置P2又は第２の領域は、座標情報に基づいて自動的に検出することもできるし、コンソール５の操作によってマニュアルで指定することもできる。
【０１００】
マニュアルで指定された第１の位置P1又は第１の領域に対応する第２の位置P2又は第２の領域を自動的に同定する方法としては、カラーで描出された血管の輪郭を抽出することによる方法が挙げられる。具体的には、第１の血管画像データにおいて第１の位置P1を中心とする一片の長さがΔの矩形領域内における血管の輪郭をエッジ抽出処理等の画像処理によって抽出し、抽出された血管の輪郭を含む矩形領域を第２の血管画像データにおいて探索することができる。そして、第２の血管画像データにおいて検出された１辺の長さがΔの矩形領域の中心位置を第２の位置P2として同定することができる。第１の領域に対応する第２の領域を自動的に同定する場合についても第１の領域が小さければ同様な方法で第２の領域を同定することができる。また、第１の領域が広い場合には、複数の単位領域に分割し、単位領域ごとに同様な方法を適用することができる。
【０１０１】
また、図９の(B)及び(C)に示す例では、造影剤の濃度を示す信号強度が最大値となる時の時相に対応する画素値を第１の血管画像データと第２の血管画像データとの間において一致させているが、他の方法で濃度プロファイル間の時相シフト量を求めることができる。すなわち、造影剤の濃度プロファイルの最大値間の時相差を補正すべき時相シフト量とせずに、濃度プロファイル間の時相差を補正すべき時相シフト量とすることができる。
【０１０２】
図１０は、第１の血管画像データの第１の位置P1及び第２の血管画像データの第２の位置P2にそれぞれ対応する造影剤の濃度プロファイルの一部を用いて濃度プロファイル間における時相差を求める例を示す図である。
【０１０３】
図１０(A)は、図９(A)と同様に、第１の位置P1が指定された第１の血管画像データと、第１の位置P1に対応する第２の位置P2が特定された第２の血管画像データとを並列表示させた図である。
【０１０４】
図１０(B)は、第１の血管画像データの第１の位置P1における造影剤の濃度プロファイルと、第２の血管画像データの第２の位置P2における造影剤の濃度プロファイルとを比較した第１の例を示す図である。図１０(B)に示すように、第１の位置P1における造影剤の濃度プロファイルの信号強度に閾値を設定することによって任意の時相範囲ΔTの濃度プロファイルを抽出することができる。
【０１０５】
例えば、濃度プロファイルの信号強度が閾値を超えた時相を中心とする所定の範囲を時相範囲ΔTとして決定することができる。閾値は、例えば、造影剤が到達したとみなせる値として予め決定することができる。
【０１０６】
一方、第２の位置P2における造影剤の濃度プロファイルを、シフト量をパラメータとして時相方向にシフトさせ、抽出された時相範囲ΔTにおける相互相関係数が最大となる時のシフト量を求めることができる。このような最適化演算を行うと、第２の位置P2における造影剤の濃度プロファイルのシフト量Tshiftを、２つの濃度プロファイル間における時相差として算出することができる。
【０１０７】
尚、相互相関係数の代わりに、最小２乗誤差等の乖離量を表す指標を用いた最適化演算を行うようにしてもよい。従って、指標によっては、指標を最小化する最適化演算によって２つの濃度プロファイル間における時相差が算出される場合もある。
【０１０８】
図１０(C)は、第１の位置P1における造影剤の濃度プロファイルと、第２の位置P2における造影剤の濃度プロファイルとを比較した第２の例を示す図である。単位時間当たりの造影剤の注入量に対して血流が速い場合には、造影剤が心拍の影響を受けて往復する可能性がある。そのような場合には、図１０(C)に示すように造影剤の濃度プロファイルが複数の極大値を有する波型のカーブとなることがある。
【０１０９】
図１０(C)に示すような波型の濃度プロファイルに対して相互相関係数を最大化する最適化演算を実行すると、濃度プロファイルのシフト量に応じて相互相関係数が増減することとなる。このため、不適切な時相のシフト量が最適解として得られる恐れがある。
【０１１０】
そこで、第１の位置P1における造影剤の濃度プロファイルの信号強度が最初に閾値を超えた時相に基づいて時相範囲ΔTを決定し、かつ相互相関係数の最初のピークに対応する時相方向のシフト量Tshiftを最適解とすることにより、２つの濃度プロファイル間における適切な時相差を算出することができる。
【０１１１】
このような最適化演算を伴う時相差の算出方法によって、より正確な時相差の算出及び時相の補正を行うことができる。もちろん、求めた時相差に従って、図９(C)に示すようなカラースケール側の補正を行うようにしてもよい。
【０１１２】
そして、上述のような時相及びカラースケールの一方又は双方の補正を、全ての画素位置に対して実行することができる。これにより、第１の血管画像データと第２の血管画像データとの間におけるカラーを対応させることができる。すなわち、造影剤を注入するためのカテーテルの位置が異なる場合やＸ線造影撮影のタイミングが異なる場合であっても、変化のない同一の部位であれば同一のカラーで第１の血管画像及び第２の血管画像を表示させることが可能となる。このため、第１の血管画像と第２の血管画像との比較読影が容易となる。
【０１１３】
但し、第１の血管画像データの撮影時と第２の血管画像データの撮影時との間において被検体Ｏの心拍数が異なる等の理由で血流の速度が異なる場合には、造影剤の流速が変化する。その場合、造影剤の注入位置から離れた位置では、造影剤の流速の相異によって造影剤の到達時相が変化する。従って、図９に示すような補正を行っても、変化のない同一の部位におけるカラーが第１の血管画像と第２の血管画像との間において同一とならない恐れがある。そのような場合には、カラーを一致させる対象として複数の位置又は領域を指定することができる。
【０１１４】
図１１は、指定された２つの位置又は領域におけるカラーを第１の血管画像データと第２の血管画像データとの間において一致させる例を示す図である。
【０１１５】
図１１(A)は、血栓が描出された治療前の第１の血管画像と血栓が除去された治療後の第２の血管画像とを並列表示させた例を示す。図１１(A)に示すように、例えば、過去に撮影された治療前の第１の血管画像データ上において、コンソール５の操作によって第１の位置P1に加えて別の第３の位置P3を指定することができる。
【０１１６】
第１の位置P1及び第３の位置P3がいずれも治療前後において変化のない位置であれば、第１の血管画像の第１の位置P1と、第１の位置P1に対応する第２の血管画像の第２の位置P2のみならず、第１の血管画像の第３の位置P3と、第３の位置P3に対応する第２の血管画像の第４の位置P4についても同一のカラーで表示させることが望ましい。
【０１１７】
しかしながら、第１の血管画像の撮影時と第２の血管画像の撮影時において血流速度が異なると、第１の位置P1に造影剤が到達した時相と、第２の位置P2に造影剤が到達した時相が一致しても、第３の位置P3に造影剤が到達した時相と、第４の位置P4に造影剤が到達した時相が一致しない。
【０１１８】
そこで、第１の位置P1及び第２の位置P2に加え、第１の血管画像データ上において更に指定された第３の位置P3における第３の時相T(P3)と、第２の血管画像データ上において第３の位置P3に対応する第４の位置P4における第４の時相T(P4)とが別の対応する時相となるように、第１の血管画像データ及び第２の血管画像データの少なくとも一方の画素値を補正することができる。尚、第４の位置P4についても、第２の位置P2と同様に、マニュアル指定及び自動検出が可能である。この場合、第１の位置P1と第３の位置P3との間における各位置の時相と、第２の位置P2と第４の位置P4との間における各位置の時相とが対応するように、補間処理を伴って画素値を補正することができる。
【０１１９】
補間処理の対象は、時相及びカラースケールにおいて連続的に変化する色相の位相の少なくとも一方となる。補間処理は、線形補間とすることが処理の簡易化に繋がる。
【０１２０】
図１１(B) ,(C), (D), (E)において各縦軸は造影剤の濃度に対応する信号強度Sを示し、各横軸は時相Tを示す。また図１１(F)は、第１の血管画像データ及び第２の血管画像データの表示に用いられるカラースケールを示している。
【０１２１】
図１１(B)から(E)は、第１の血管画像データと第２の血管画像データとの間においてカラースケールを共通とし、時相の線形補間を伴って第２の血管画像データの時相を補正する場合における造影剤の濃度プロファイルの変化を示している。尚、左側の濃度プロファイル及び図１１(F)の左側のカラースケールは第１の血管画像データに対応しており、右側の濃度プロファイル及び図１１(F)の右側のカラースケールは第２の血管画像データに対応している。
【０１２２】
まず、第１の補正として、第２の血管画像データの第２の位置P2における第２の時相T(P2)が第１の血管画像データの第１の位置P1における第１の時相T(P1)となるように、第２の血管画像データの全ての位置における各時相Tを時相方向にシフト量ΔT(P2)だけシフトさせる補正が実行される。これは、視覚的には、第２の血管画像データの各位置における造影剤の濃度プロファイルを時相方向にシフト量ΔT(P2)だけシフトさせることに相当する。
【０１２３】
図１１(B)は第１の血管画像データの第１の位置P1におけるプロファイルを左に、第２の血管画像データの第２の位置P2におけるプロファイル及び第１の補正を行ったプロファイルを右にそれぞれ点線と実線で示している。同様に図１１(C)は第１の血管画像データの第３の位置P3におけるプロファイルを左に、第２の血管画像データの第４の位置P4におけるプロファイル及び第１の補正を行ったプロファイルを右にそれぞれ点線と実線で示している。ここでΔ(P13)はT(P3)とT(P1)との時間差、Δ(P24)はT(P4)に第１の補正を適用した結果とT(P1)との時間差を示している。
【０１２４】
次に、第２の補正として、Δ(P13)とΔ(P24)とは狭窄など血管の状態に起因する要因が無ければ一致するはずである。このような要因が無ければこの差異は血流の速度変化によって発生したと考えられるので、T(P4)'(=T(P4)-ΔT(P2))に対しT(P1)を基準としてΔT(P13)/ΔT(P24)をかけることで伸縮補正される。第２の血管画像データの第４の位置P4におけるプロファイルに対し、第２の補正を適用した結果が図１１(D)の右に示されている。
【０１２５】
これらをまとめると、第２の血管画像データの任意の位置におけるプロファイルは式(3)で補正される。つまり、第２の血管画像データの時相データT2は、時相データT2'に補正される。
T2' = {T2-ΔT(P2)-T(P1)}・{T(P3)-T(P1)}/{T(P4)-T(P2)}+T(P1)  (3)
【０１２６】
このような時相の補間処理を行うと、第１の血管画像データの第１の位置P１における第１の時相T(P1)と第２の血管画像データの第２の位置P2における第２の時相T(P2)が一致し、且つ第１の血管画像データの第３の位置P3における第３の時相T(P3)と第２の血管画像データの第４の位置P4における第４の時相T(P4)が一致する。従って、仮に血流の変化の原因がカテーテルの位置の差異や血流速度に因るものであれば、時相データの補正処理により血流の変化が補正される。
【０１２７】
しかし、血栓が除去されることによって血流の速度が治療前後において変化した場合は、血流の変化は補正されない。このため、図１１(E)に示すように、結果として第１の血管画像データの第５の位置P5における第５の時相T(P5)と第２の血管画像データの第６の位置P6における第６の時相T(P6)の補正後の時相T'(P6)では大きな差異が血流改善の効果として表れる。
【０１２８】
尚、図９に示すようにカラースケールの色相が連続的に変化する部分を補正することによっても同様な表示カラーの補正を行うことができる。その場合、視覚的には、カラースケールの色相が連続的に変化する部分が、時相方向に平行移動及び伸縮変形されることとなる。
【０１２９】
また、上述のように位置を指定する代わりに領域を指定するようにしてもよい。更に、図３(C)に示すような周期的な色相の変化を有するカラースケールや図３(B)及び図５(B)に示すような単調なカラースケールを用いて第１の血管画像データ及び第２の血管画像データを生成する場合においても、同様に図９又は図１１に示すようなカラースケール及び時相の同期処理を実行することができる。
【０１３０】
第１の血管画像データと第２の血管画像データとの間におけるカラースケール及び時相の同期処理は、第１の血管画像データ及び第２の血管画像データに対してそれぞれ同期させるべき時相区間をマニュアルで直接指定することによっても行うことができる。同期させるべき時相区間は、色相の連続的な変化の開始時相及び終了時相として指定することができる。
【０１３１】
図１２は、第１の血管画像データと第２の血管画像データとの間においてそれぞれ指定された時相区間におけるカラーを一致させる例を示す図である。
【０１３２】
図１２(A)は、時系列の第１のDSA画像データ又は第１のＸ線造影画像データの選択によってカラースケールの色相の連続的な変化の初期時相T11及び終了時相T12を第１の期間として指定した例を示している。一方、図１２(B)は、時系列の第２のDSA画像データ又は第２のＸ線造影画像データの選択によってカラースケールの色相の連続的な変化の初期時相T21及び終了時相T22を第２の期間として指定した例を示している。
【０１３３】
この場合、第１の血管画像データを生成するために指定された第１の期間に割り当てられる第１の画素値の連続的な変化が第２の血管画像データを生成するために指定された第２の期間に割り当てられる第２の画素値の連続的な変化と対応するように、第１の血管画像データ及び第２の血管画像データの少なくとも一方の画素値を決定又は補正することができる。具体的には、第１の期間の初期時相T11における画素値を第２の期間の初期時相T21における画素値と一致させ、かつ第１の画素値の変化の周期Tscale1を第２の画素値の変化の周期Tscale2と異なる周期に設定することによって、第１の画素値の変化を第２の画素値の変化と対応させることができる。第１の画素値の変化の周期Tscale1及び第２の画素値の変化の周期Tscale2は、第１の期間の終了時相T12における画素値が第２の期間の終了時相T22における画素値と一致するように調整される。
【０１３４】
つまり、マニュアルで時相を指定することにより、第１の血管画像データ用のカラースケールと、第２の血管画像データ用のカラースケールを、互いに時相と画素値との関係が対応するように決定することができる。従って、各初期時相T11, T21を造影剤の流入時相とし、各終了時相T12, T22を造影剤の濃度の最大値又は流出時相とすれば、比較対象となる時相区間に選択的にカラーコーディング処理を実行することが可能となる。しかも、時相区間の長さに対する画素値の変化率を一致させることができる。その結果、第１の血管画像データと第２の血管画像データとの間において変化がない同一の部位を同一のカラーで表示させることができる。
【０１３５】
尚、別の方法として、時系列のDSA画像データ又は時系列のＸ線造影画像データの選択によって画素値の変化の各初期時相T11, T21のみをそれぞれ第１の血管画像データ及び第２の血管画像データに対して指定し、画素値の変化の周期Tscale1, Tscale2を第１の血管画像データと第２の血管画像データとの間で共通にするカラー同期処理を行うこともできる。
【０１３６】
上述したような様々なカラー表示の同期処理は、コンソール５上に電子キー又はハードキーとして設けた同期スイッチのON/OFFによって切換えられるようにすることができる。また、カラー表示の同期処理の対象は、３フレーム以上の血管画像データとすることもできる。すなわち、コンソール５の操作によって、同期スイッチをON状態に切換える指示がカラー同期表示処理部２５に入力された場合には、カラー同期表示処理部２５が指定された処理方法で複数の血管画像データに対してカラー表示の同期処理を実行し、同期スイッチをOFF状態に切換える指示がカラー同期表示処理部２５に入力された場合には、血管画像データ毎に独立したカラー表示を実行できるようにすることができる。
【０１３７】
また、同期スイッチがON状態となっている時に、カラーコーディングに影響のある条件が変更された場合には、カラー同期表示処理部２５が変更された条件に追従してカラー表示の再同期処理を実行するようにすることができる。例えば、図１１(A)に示す第４の位置P4や図１２に示す終了時相T12が変更された場合には、変更後の第４の位置P4や終了時相T12を条件として再度同期表示のためのカラーコーディング処理を実行することができる。そして、このようなカラーの同期表示によって、互いに異なる日時に撮影された複数の血管画像データを比較し、色の変化として視覚的に血流の変化を観察することができる。
【０１３８】
パラメトリック画像生成部２１の時相差画像作成部２６は、パラメトリック画像データとして生成された第１の血管画像データと第２の血管画像データとの間における、造影剤の濃度が特定の条件となる時相の差に対応する画素値を有する差分画像データを生成する機能を有している。つまり、時相差画像作成部２６では、第１の血管画像データをカラーコーディングするための第１の２次元の時相マップと、第２の血管画像データをカラーコーディングするための第２の２次元の時相マップとの間におけるサブトラクション処理によって２次元の時相差マップデータを取得することができる。そして、２次元の時相差マップデータを所望のカラースケールに従ってカラーコーディングすることによって、カラーの時相差画像データを生成することができる。つまり、２フレームのパラメトリック画像データの差分画像データとして時相差画像データを生成することができる。
【０１３９】
時相差画像データでは、第１の血管画像データと第２の血管画像データとの間において造影剤の到達時相に変化がない位置におけるデータがキャンセルされる。従って、第１の血管画像データと第２の血管画像データとの間において造影剤の到達時相に変化がある部分、つまり経時変化が生じた部分のみが変化の度合いに応じたカラーで表示されることとなる。このため、定量的に第１の血管画像データと第２の血管画像データとを比較することができる。
【０１４０】
尚、サブトラクション処理に先立って、カラー同期表示処理部２５により、第１の血管画像データの時相と第２の血管画像データの時相を対応させるための時相の補正処理が実行されていることが望ましい。これにより、血流速度の相違等に対応することができる。但し、カテーテルの位置のみが異なる場合など、時相区間の伸縮補正が不要な場合には、時相の補正処理をサブトラクション処理の前処理として実行しなくても、経時変化の度合いに応じた画素値を有する時相差画像データを生成することができる。
【０１４１】
また、時相差画像データの生成処理についても、同期スイッチと同様に比較スイッチを準備して処理の要否を指示することができる。その場合においても、条件の変更によって時相が補正された場合には、時相の補正に追従して時相差画像データを更新させることができる。
【０１４２】
以上のような機能及び構成を有するＸ線診断装置１及び医用画像処理装置１２では、撮影系２と制御系３が協働することによって、被検体Ｏから少なくともＸ線造影画像データを収集する画像収集系としての機能が備えられる。また、パラメトリック画像生成部２１の時相特定部２２及びカラーコーディング部２３が協働して、少なくともＸ線造影画像データに基づいて造影剤の濃度の時相変化を取得し、グレースケール又はカラースケールに従って前記造影剤の濃度が特定の条件となる時相に対応する画素値を有する時相画像データを生成する画像生成処理を、互いに異なるタイミングで収集されたＸ線造影画像データに基づいて複数回実行することによって第１の血管画像データ及び第２の血管画像データを取得する血管画像生成部として機能している。
【０１４３】
更に、カラーコーディング部２３、カラースケール調整部２４及びカラー同期表示処理部２５が協働して、第１の血管画像データと第２の血管画像データとの間において対応する時相の画素値が一致するように、第１の血管画像データ及び第２の血管画像データの少なくとも一方の画素値を決定又は補正する画素値決定部として機能している。時相差画像作成部２６は、第１の血管画像データと第２の血管画像データとの間における、造影剤の濃度が特定の条件となる時相の差に対応する画素値を有する差分画像データを生成する差分画像生成部として機能している。
【０１４４】
加えて、パラメトリック画像生成部２１のカラースケール調整部２４が造影剤の濃度の時間変化の初期時刻から終了時刻までの期間から指定された期間等に画素値の連続的な変化を割り当てることによってカラースケールを作成する画素値スケール生成部として機能している。
【０１４５】
但し、同様な画像収集系、血管画像生成部、画素値決定部及び画素値スケール生成部としての機能がＸ線診断装置１及び医用画像処理装置１２に備えられれば、他の構成要素によってＸ線診断装置１及び医用画像処理装置１２を構成することができる。例えば、コンピュータを血管画像生成部、画素値決定部及び画素値スケール生成部として機能させる医用画像処理プログラムをコンピュータに読み込ませることによって医用画像処理装置１２を構成することができる。その場合、医用画像処理プログラムは、汎用コンピュータを医用画像処理装置１２として利用できるように情報記録媒体に記録してプログラムプロダクトとして流通させることができる。
【０１４６】
次にＸ線診断装置１及び医用画像処理装置１２の動作および作用について説明する。ここでは、第１の血管画像データを撮影した後に、第２の血管画像データを撮影し、カラーの同期表示及び時相差画像データの生成を行う場合を例に説明する。
【０１４７】
図１３は、図１に示すＸ線診断装置１の動作及び医用画像処理装置１２における処理を示すフローチャートである。
【０１４８】
まずステップＳ１において、非造影で第１のＸ線画像データが収集される。具体的には、制御系３による制御下において撮影系２が所定の位置に移動し、寝台１０にセットされた被検体Ｏに向けてＸ線管６から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７によりＸ線投影データとして収集される。Ｘ線検出器７により収集されたＸ線投影データは、第１のＸ線画像データとしてA/D変換器１１を通じて医用画像処理装置１２に出力される。
【０１４９】
第１のＸ線画像データは、１フレーム分収集してもよいし、複数フレーム分収集してもよい。複数フレームの第１のＸ線画像データを収集し、フィルタリング部１８において複数フレームの第１のＸ線画像データを加算平均すれば、ノイズが低減された１フレームの非造影Ｘ線画像データを生成することができる。そして、このように取得された第１の非造影Ｘ線画像データは、画像メモリ１６に保存される。
【０１５０】
次に、ステップＳ２において、第１のＸ線造影画像データが連続収集される。そのために、制御系３による制御下において造影剤注入装置１５が動作し、被検体Ｏに造影剤が注入される。そして、造影剤の注入開始から予め設定された時間が経過すると、第１のＸ線造影画像データの撮影が開始される。そして、予め決められた期間において、継続的に第１のＸ線造影画像データの撮影が行われる。これにより、画像メモリ１６には、時系列の第１のＸ線造影画像データが順次保存される。尚、第１のＸ線造影画像データの収集の流れは、第１の非造影Ｘ線画像データの収集の流れと同様である。
【０１５１】
次に、ステップＳ３において、サブトラクション部１７により第１のDSA画像データが生成される。すなわち、第１の非造影Ｘ線画像データをマスク画像データとして時系列の第１のＸ線造影画像データのサブトラクション処理を実行することによって、時系列の第１のDSA画像データが順次生成される。生成された時系列の第１のDSA画像データは、画像メモリ１６に順次保存される。
【０１５２】
また、表示装置１４には、時系列の第１のＸ線造影画像又は第１のDSA画像をライブ像としてリアルタイム表示させることができる。更に、時系列の第１のＸ線造影画像又は第１のDSA画像をＸ線撮影後に事後的に表示装置１４に表示させることもできる。事後的に第１のDSA画像を表示させる場合には、コンソール５の操作によって指定された時相期間についてのみサブトラクション処理による第１のDSA画像データの生成を行うようにすることができる。
【０１５３】
次に、ステップＳ４において、時相特定部２２により、第１の造影剤濃度の時間変化が取得される。具体的には、コンソール５の操作によって指定された時相期間における時系列の第１のＸ線造影画像データ又は第１のDSA画像データが時相特定部２２に取り込まれる。そして、時相特定部２２において図３(A)又は図５(A)に示すような第１の造影剤の濃度の時間変化を示す濃度プロファイルが画素位置ごとに生成される。
【０１５４】
尚、造影剤の濃度プロファイルの生成の前処理又は後処理として、フィルタリング部１８において空間方向及び時間方向の一方又は双方にローパスフィルタ処理及び移動平均処理の一方又は双方を実行することができる。これにより、ノイズが低減された平滑な造影剤の濃度プロファイルを生成することができる。併せて、時相特定部２２において、補間処理、重心の計算又はカーブフィッティングによってサンプリング間隔よりもデータ間隔が短い造影剤の濃度プロファイルを生成することもできる。
【０１５５】
次に、ステップＳ５において、時相特定部２２により、造影剤の濃度プロファイルに基づいて第１の造影剤の到達時相が画素位置ごとに同定される。具体的には、造影剤の濃度プロファイルに対するピーク検出処理や閾値処理等のデータ処理によって第１の造影剤の到達時相を画素位置ごとに同定することができる。
【０１５６】
尚、ピーク検出処理や閾値処理等のデータ処理によって時相が特定された後に、特定された時相近傍の期間についてのみ補間処理、重心の計算又はカーブフィッティングによる連続的な濃度プロファイルの取得を実行するようにしてもよい。その場合には、取得された連続的な濃度プロファイルに対して再度、ピーク検出処理や閾値処理等のデータ処理によって、真の造影剤の到達時相が検出される。
【０１５７】
次に、ステップＳ６において、時相特定部２２により求められた第１の造影剤の到達時相の２次元マップをカラーコーディングするための第１のカラースケールがカラースケール調整部２４において作成される。カラースケール調整部２４では、図３(B)及び図５(B)に示すような一定の変化率で色相が初期時相から最終時相まで連続的に変化する一般的なカラースケールに限らず、図３(C)及び図５(C)に示すように、通常のカラースケールの色相の変化率を増加させたカラースケールを作成することができる。
【０１５８】
図３(C)に示すような、色相が連続的かつ周期的に変化するカラースケールを作成する場合には、コンソール５の操作によって色相が変化する周期Tscaleを特定し、１周期Tscale内における色相を変化させることによってカラースケールを作成することができる。或いは、デフォルト値として、これらの必要な条件を予め設定してもよい。また、１周期Tscale内の開始時相における色相を任意に指定することができる。更に、造影剤の濃度変化の初期時相における色相を、１周期Tscale内の開始時相の色相から開始しない場合には、初期時相に対応する色相の指定が必要である。
【０１５９】
一方、図５(C)に示すような、指定された時相期間内において、指定された時相期間外と異なる色相の連続的な変化を有するカラースケールを作成する場合には、色相の連続的な変化が割り当てられる開始時相T1及び終了時相T2をコンソール５の操作によって指定することによって、カラースケールを作成することができる。開始時相T1及び終了時相T2の指定は、時系列のＸ線造影画像又はDSA画像を表示装置１４に表示させ、コンソール５の操作によって画像を選択することによって行うことができる。
【０１６０】
次に、ステップＳ７において、カラースケール調整部２４により作成された第１のカラースケールに基づく第１の造影剤の到達時相の２次元マップのカラーコーディングがカラーコーディング部２３において実行される。すなわち、カラースケールに従って、第１の造影剤の到達時相に対応するR値、G値及びB値が各画素に画素値として割り当てられる。これにより、第１のパラメトリック画像データが生成される。
【０１６１】
このとき、第１の造影剤の到達時相における造影剤の濃度に対応する係数をR値、G値及びB値に乗じることが望ましい。これにより、第１の造影剤の到達時相における造影剤の濃度が相対的に高い画素については輝度値が相対的に大きく、逆に、造影剤の到達時相における造影剤の濃度が相対的に小さい画素については輝度値が相対的に小さい第１のパラメトリック画像データを生成することができる。
【０１６２】
そして、このようにして生成された第１のパラメトリック画像は表示装置１４に表示させることができる。尚、第１のカラースケールを時相方向にシフト又は伸縮することによって第１のパラメトリック画像を動画として表示することもできる。このため、ユーザは、第１のパラメトリック画像を観察することによって、造影剤が流れ込む複数の血管を確認することができる。特に、第１のカラースケールの色相の変化が短い時相期間に割り当てられているため、造影剤の到達時相が近い複数の血管を色の違いによって容易に区別することができる。
【０１６３】
第１のパラメトリック画像の撮影が終了すると、ステップＳ８において、治療等を実施することができる。その後、第１のパラメトリック画像の撮影日時と異なる日時において被検体Ｏの経過観察のために第２のパラメトリック画像の撮影を開始することができる。
【０１６４】
その場合には、ステップＳ９からステップＳ１３において、第１のパラメトリック画像の撮影と同様な流れで第２の非造影Ｘ線画像データ、時系列の第２のＸ線造影画像データ、時系列の第２のDSA画像データ、第２の造影剤濃度の時間変化及び第２の造影剤の到達時相の２次元マップデータが取得される。
【０１６５】
そして、ステップＳ１４において、カラーコーディング部２３、カラースケール調整部２４及びカラー同期表示処理部２５により、第１のカラースケールに対応する第２のカラースケールの作成及び第１のパラメトリック画像と第２のパラメトリック画像との間における必要な時相合わせが実行される。具体的には、指定された条件設定方法に従って、図８、図９、図１１又は図１２に例示されるように、第１のパラメトリック画像と第２のパラメトリック画像との間において対応する時相の画素値が一致するように、カラースケール及び時相の一方又は双方が調整される。そのために、予め準備されたカラースケールに従って一旦、第２のパラメトリック画像データを生成及び表示させることもできる。
【０１６６】
次に、ステップＳ１５において、時相調整後の第２の造影剤の到達時相の２次元マップデータがカラーコーディング部２３に与えられる。そして、カラーコーディング部２３では、第１のカラースケールに対応する第２のカラースケールに従って、時相調整後の第２の造影剤の到達時相の２次元マップデータのカラーコーディング処理が実行される。これにより、第２のパラメトリック画像データが生成される。
【０１６７】
生成された第２のパラメトリック画像データは、第１のパラメトリック画像データとともに表示装置１４に出力される。これにより、第１のパラメトリック画像及び第２のパラメトリック画像が表示装置１４に並列表示される。この時、第１のパラメトリック画像と第２のパラメトリック画像との間では、対応する時相の画素値が一致している。従って、第１のパラメトリック画像と第２のパラメトリック画像との間において変化のない血管は同一のカラーで表示され、変化のある血管は異なるカラーで表示される。このため、ユーザは、色の相違により経時変化を観察することができる。
【０１６８】
次に、ステップＳ１６において、時相差画像作成部２６により、時相補正後における第１の造影剤の到達時相の２次元マップデータ及び第２の造影剤の到達時相の２次元マップデータのサブトラクション処理が実行される。この結果、造影剤の到達時相に実質的な変化が生じた部分にのみデータが存在する２次元の時相差マップデータが取得される。そして、２次元の時相差マップデータは、カラーコーディング部２３において所望のカラースケールに従ってカラーコーディングされる。これにより、カラーの時相差画像データが生成される。生成された時相差画像データは表示装置１４に表示される。このため、ユーザは、時相差画像データの色によって視覚的に経時変化の定量的な評価を行うことができる。
【０１６９】
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１２は、造影剤の到達時相等の特定の時相を、時相に応じたカラースケールでカラーコーディングすることによってカラーの血流画像データを生成し、かつ異なる日時に撮影された複数の血流画像データを互いに比較できるように、時相及びカラースケールを調整できるようにしたものである。加えて、Ｘ線診断装置１及び医用画像処理装置１２は、カラースケールにおける色相の連続変化を時相方向に縮めることによってカラーによる時相識別能を向上させるようにしたものである。
【０１７０】
このため、Ｘ線診断装置１及び医用画像処理装置１２によれば、撮影日時が異なる複数のパラメトリック画像において、撮影タイミング、造影剤を注入するためのカテーテルの位置及び血流速度等の条件が異なる場合であっても、治療等による経時変化のない部位を同一のカラーで表示させることができる。すなわち、同一の色が実効的に同一の時相を表す複数のパラメトリック画像を並列表示させることができる。これにより、ユーザは、撮影日時が異なる複数のパラメトリック画像を互いに比較することが可能となる。更に、時相差画像データのカラー表示によって、治療等による経時変化の定量的な評価を行うこともできる。
【０１７１】
しかも、Ｘ線診断装置１及び医用画像処理装置１２によれば、隣接する血管の間において造影剤の流入時相、到達時相又は流出時相の差が僅かであっても、色相の違いとして血管を容易に区別することが可能となる。
【０１７２】
特に、脳動静脈奇形又は硬膜動静脈瘻の診断では、動脈と静脈との間における疾患部への血流の流れを観察することが重要である。従って、造影剤が流れ込む複数の血管を区別することが必要となる。しかしながら、DSA画像は、グレースケールで表示されるため、造影血管の区別が困難となる。
【０１７３】
これに対して、Ｘ線診断装置１及び医用画像処理装置１２では、カラースケールにおける色相変化の周期を識別すべき時相差に合わせて短く設定することができる。その結果、着目する複数の血管に殆ど同時に造影剤が流入しても血管ごとに色が変わるため、血管の区別を容易に行うことが可能となる。
【０１７４】
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。
【０１７５】
例えば、上述した実施形態では、カラースケールを用いてカラーのパラメトリック画像データとして血管画像データを生成する例について説明したが、グレースケールを用いて血管画像データを生成するようにしてもよい。すなわち、グレースケール又はカラースケールに従って造影剤の濃度が特定の条件となる時間に対応する画素値を有する時相画像データ及び時相差画像データを生成することができる。また、造影剤の濃度の時間変化の初期時刻から終了時刻までの期間よりも短い期間に画素値の変化を割り当てることによってグレースケール又はカラースケールを作成することができる。
【０１７６】
グレースケールを用いて時相画像データ又は時相差画像データを生成する場合には、造影剤の濃度の時間変化の初期時刻から終了時刻までの期間よりも短い期間に画素値の変化として色相の変化の代わりに輝度値の連続的な変化が割り当てられることとなる。その場合であっても、造影剤の濃度に応じた係数kを輝度値に乗じることによって輝度値を造影剤の濃度に応じた値にすることができる。
【０１７７】
同様に、カラースケールを用いて時相画像データ又は時相差画像データを生成する場合においても、画素値の変化として上述したように色相の連続的な変化に限らず、輝度値の連続的な変化を割り当てることもできる。その場合においても、造影剤の濃度に応じた係数kを輝度値に乗じることによって輝度値を造影剤の濃度に応じた値にすることができる。
【０１７８】
以上のように、造影剤の濃度の時間変化の初期時刻から終了時刻までの期間よりも短い期間に割り当てられる画素値の変化を、色相の連続的な変化、カラーの輝度値の連続的な変化又はグレーの輝度値の連続的な変化とすることができる。
【符号の説明】
【０１７９】
１、１Ａ  Ｘ線診断装置
２  撮影系
３  制御系
４  データ処理系
５  コンソール
６  Ｘ線管
７  Ｘ線検出器
８  Ｃ型アーム
９  土台
９Ａ  モータ
９Ｂ  回転機構
１０  寝台
１１  A/D変換器
１２  コンピュータ
１３  D/A変換器
１４  表示装置
１５  造影剤注入装置
１６  画像メモリ
１７  サブトラクション部
１８  フィルタリング部
１９  アフィン変換部
２０  階調変換部
２１  パラメトリック画像生成部
２２  時相特定部
２３  カラーコーディング部
２４  カラースケール調整部
２５  カラー同期表示処理部
２６  時相差画像作成部
Ｏ  被検体
【図１】
2014200593.tif 000003
【図２】
2014200593.tif 000004
【図３】
2014200593.tif 000005
【図４】
2014200593.tif 000006
【図５】
2014200593.tif 000007
【図６】
2014200593.tif 000008
【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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