(57)【要約】【課題】ＤＳＡにおいて、造影剤投与前後の被検体の動きによるアーチファクトを抑制する新技術を提供する。【解決手段】一実施形態の画像処理装置は、選択部、位置ズレ算出部、画像生成部を有する。選択部は、画像処理装置に対する選択入力、画像処理条件、又は、撮影条件に基づいて、（造影剤投与後の）各コントラスト画像データ、又は、（造影剤投与前の）マスク画像データの一方をＤＳＡ画像生成時の位置ズレ補正対象として選択する。位置ズレ算出部は、コントラスト画像データとマスク画像データとの間に、造影剤投与前後の被検体の動きにより発生した位置ズレを、コントラスト画像データ及びマスク画像データに基づいて算出する。画像生成部は、位置ズレ補正対象を位置ズレに基づいてシフトさせつつ、各コントラスト画像データとマスク画像データとの各差分を算出することでＤＳＡ画像を生成する。【選択図】  図６
2015213536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
造影剤投与前の被検体の画像データであるマスク画像データと、同一の前記被検体に対する造影剤投与後の時系列的な複数の画像データである複数のコントラスト画像データとに基づいてＤＳＡ画像を生成する画像処理装置であって、
画像処理装置に対する選択入力、画像処理条件、又は、撮影条件に基づいて、複数の前記コントラスト画像データ又は前記マスク画像データの一方を前記ＤＳＡ画像の生成時の位置ズレ補正対象として選択する選択部と、
複数の前記コントラスト画像データと前記マスク画像データとの間に、造影剤投与の前後の前記被検体の動きにより発生した位置ズレを、複数の前記コントラスト画像データ及び前記マスク画像データに基づいて算出する位置ズレ算出部と、
複数の前記コントラスト画像データ又は前記マスク画像データの内、前記位置ズレ補正対象を前記位置ズレに基づいてシフトさせつつ、各々の前記コントラスト画像データと前記マスク画像データとの各差分を算出することで、時系列的な複数の前記ＤＳＡ画像の画像データを生成する画像生成部と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像処理装置において、
前記位置ズレ補正対象を選択する情報を表示するモニタを含むと共に、前記位置ズレ補正対象の選択入力を受け付ける入力部をさらに備え、
画像処理装置に対する前記選択入力を前記入力部が受け付けた場合、前記選択部は、前記選択入力に基づいて前記位置ズレ補正対象を選択する
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像処理装置において、
前記選択部は、前記マスク画像データ及び前記複数のコントラスト画像データの撮影に用いられた前記撮影条件としての撮影プログラムに基づいて、前記位置ズレ補正対象を選択する
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
請求項１記載の画像処理装置において、
前記画像処理条件としてのFunctional Imagingを画像処理装置が実行する場合、前記選択部は、複数の前記コントラスト画像データを前記位置ズレ補正対象として選択する
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
請求項４記載の画像処理装置において、
前記Functional Imagingとして、時系列的な複数の前記ＤＳＡ画像間での同位置の画素毎の造影剤濃度の時間変化を算出する血流解析部をさらに備える
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
請求項１記載の画像処理装置において、
前記選択部が前記マスク画像データを前記位置ズレ補正対象として選択した場合、前記位置ズレ算出部は、任意の暫定シフト量で位置的にずらした前記マスク画像データと、前記コントラスト画像データとの差分画像データにおける、画素値の二乗の合算値又は画素値の絶対値の合算値を最小化させる前記暫定シフト量を前記位置ズレとして算出する処理を、各時相の前記コントラスト画像データに対してそれぞれ実行する
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
請求項１記載の画像処理装置において、
前記選択部が複数の前記コントラスト画像データを前記位置ズレ補正対象として選択した場合、前記位置ズレ算出部は、任意の暫定シフト量で位置的にずらした前記コントラスト画像データと、前記マスク画像データとの差分画像データにおける、画素値の二乗の合算値又は画素値の絶対値の合算値を最小化させる前記暫定シフト量を前記位置ズレとして算出する処理を、各時相の前記コントラスト画像データに対してそれぞれ実行する
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】
造影剤投与前の被検体の画像データであるマスク画像データと、同一の前記被検体に対する造影剤投与後の時系列的な複数の画像データである複数のコントラスト画像データとに基づいてＤＳＡ画像を生成する画像処理装置であって、
各々の前記コントラスト画像データと、前記マスク画像データとの各差分に基づいて、時系列的な複数の前記ＤＳＡ画像の画像データを生成する画像生成部と、
複数の前記ＤＳＡ画像に含まれる動脈情報量を解析するか、又は、画像処理装置に対する選択入力を取得することで、複数の前記ＤＳＡ画像の１つを基準時相として選択し、各時相の前記ＤＳＡ画像と、前記基準時相の前記ＤＳＡ画像との差分画像における、画素値の二乗の合算値又は画素値の絶対値の合算値を最小化するように、各時相の前記ＤＳＡ画像に対するシフト量をそれぞれ算出し、前記シフト量に基づいて画素位置を時相毎にシフトさせつつ、時系列的な複数の前記ＤＳＡ画像に亘って前記被検体の同位置に対応する画素毎の造影剤濃度の時間変化を算出する血流解析部と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
請求項８記載の画像処理装置において、
前記血流解析部は、時系列的な複数の前記ＤＳＡ画像に対して共通の判定領域を設定し、前記判定領域の合算画素値に対する閾値処理を前記ＤＳＡ画像毎に実行することで、前記動脈情報量が所定量以上の１の前記ＤＳＡ画像を前記基準時相として選択する
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
造影剤投与の前後において被検体を透過したＸ線を検出することで、造影剤投与前のＸ線画像を示す前記マスク画像データと、造影剤投与後の時系列的な複数のＸ線画像をそれぞれ示す複数の前記コントラスト画像データとを生成するＸ線撮影部と、
複数の前記コントラスト画像データと前記マスク画像データとに基づいて複数の前記ＤＳＡ画像の画像データを生成する請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の画像処理装置と
を備えることを特徴とするＸ線診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、画像処理装置、及び、Ｘ線診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、被検体内の血管構造を把握するためのデータとして、ＤＳＡ(Digital Subtraction Angiography)画像が用いられている。ＤＳＡ画像は、造影剤投与の前後においてそれぞれ、例えば被検体の同一領域を時系列的にＸ線診断装置等で撮影することで得られる。具体的には、造影剤投与後の各時相のコントラスト画像から、マスク画像をそれぞれ差し引くことで得られる各時相に対応した複数の差分画像がＤＳＡ画像とされる。
【０００３】
なお、上記コントラスト画像とは、造影剤を含んだ画像の意味であり、上記マスク画像とは、基準として用いられる造影剤投与前の画像である。また、上記Ｘ線診断装置とは、被検体を透過したＸ線の強弱を例えばマトリクス状に配列された多数の検出素子で検出し、検出素子毎のＸ線透過量を画素毎の濃淡として反映した画像を生成する画像診断装置である。
【０００４】
ＤＳＡ画像を生成する撮影の間に被検体が動いた場合に体動アーチファクト(motion artifacts)を抑制する技術として、例えば特許文献１に記載のピクセルシフトと呼ばれる手法が知られている。この手法は、マスク画像をシフトすることで、ＤＳＡ画像における体動アーチファクトを抑制するものである。
コントラスト画像をシフトしても同様の効果があるが、コントラスト画像をシフトすると細かい血管情報が失われるおそれがある。シフトの中で一般的には補間処理を適用するが、この補間処理は高周波信号を低減する効果があるためである。従って、血管情報を観察する際、動き補正でコントラスト画像をシフトすることはない。
【０００５】
また、Functional Imagingと呼ばれる技術が近年注目されている。Functional Imagingでは、時系列的な複数のＤＳＡ画像を通して、造影剤濃度の時間変化のプロファイルが画素毎に作成され、このプロファイルに基づいて血流情報を評価するための各パラメータが算出される。例えばＴＴＰ(Time To Peak)と呼ばれるパラメータでは、どの時相のＤＳＡ画像において造影剤濃度がピークに達するかが画素毎に算出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２５００８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
Functional ImagingにおけるＤＳＡ画像用の撮影時に被検体が動いた場合を考える。この場合、体動アーチファクトを抑制するために特許文献１の手法でマスク画像をシフトすることでＤＳＡ画像を生成しても、被検体内の同一位置毎の造影剤濃度の時間変化を正確に算出できない。例えば複数のコントラスト画像の時相毎に被検体Ｐの移動量が異なる場合、被検体内の異なる領域のデータから造影剤濃度の時間変化が作成されうるからである。
【０００８】
このため、ＤＳＡにおいて、造影剤投与の前と後における被検体の動きによるアーチファクトを抑制する新たな技術が要望されていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、本発明の実施形態が取り得る態様の数例を、態様毎に説明する。
（１）一実施形態では、画像処理装置は、造影剤投与前の被検体の画像データであるマスク画像データと、同一の被検体に対する造影剤投与後の時系列的な複数の画像データである複数のコントラスト画像データとに基づいてＤＳＡ画像を生成するものである。この画像処理装置は、選択部と、位置ズレ算出部と、画像生成部とを有する。
選択部は、画像処理装置に対する選択入力、画像処理条件、又は、撮影条件に基づいて、複数のコントラスト画像データ又はマスク画像データの一方をＤＳＡ画像の生成時の位置ズレ補正対象として選択する。
位置ズレ算出部は、複数のコントラスト画像データとマスク画像データとの間に、造影剤投与の前後の被検体の動きにより発生した位置ズレを、複数のコントラスト画像データ及びマスク画像データに基づいて算出する。
画像生成部は、複数のコントラスト画像データ又はマスク画像データの内、位置ズレ補正対象を位置ズレに基づいてシフトさせつつ、各々のコントラスト画像データと、マスク画像データとの各差分を算出することで、時系列的な複数のＤＳＡ画像の画像データを生成する。
【００１０】
（２）別の一実施形態では、画像処理装置は、造影剤投与前の被検体の画像データであるマスク画像データと、同一の被検体に対する造影剤投与後の時系列的な複数の画像データである複数のコントラスト画像データとに基づいてＤＳＡ画像を生成するものである。この画像処理装置は、画像生成部と、血流解析部とを有する。
画像生成部は、各々のコントラスト画像データと、マスク画像データとの各差分に基づいて、時系列的な複数のＤＳＡ画像の画像データを生成する。
血流解析部は、複数のＤＳＡ画像に含まれる動脈情報量を解析するか、又は、画像処理装置に対する選択入力を取得することで、複数のＤＳＡ画像の１つを基準時相として選択する。また、血流解析部は、各時相のＤＳＡ画像と、基準時相のＤＳＡ画像との差分画像における、画素値の二乗の合算値又は画素値の絶対値の合算値を最小化するように、各時相のＤＳＡ画像に対するシフト量をそれぞれ算出する。さらに、血流解析部は、算出されたシフト量に基づいて画素位置を時相毎にシフトさせつつ、時系列的な複数のＤＳＡ画像に亘って被検体の同位置に対応する画素毎の造影剤濃度の時間変化を算出する。
【００１１】
（３）別の一実施形態では、Ｘ線診断装置は、Ｘ線撮影部と、上記（１）又は（２）の画像処理装置とを備える。
Ｘ線撮影部は、造影剤投与の前後において被検体を透過したＸ線を検出することで、造影剤投与前のＸ線画像を示すマスク画像データと、造影剤投与後の時系列的な複数のＸ線画像をそれぞれ示す複数のコントラスト画像データとを生成する。
画像処理装置は、複数のコントラスト画像データとマスク画像データとに基づいて、複数のＤＳＡ画像の画像データを生成する。
【００１２】
（４）別の一実施形態では、サーバは、造影剤投与の前後の撮影によってマスク画像データ及び複数のコントラスト画像データを生成する少なくとも１つの画像診断装置と、転送された画像データを画像表示する表示端末とが接続される医用画像保管通信システムのサーバであって、画像保管部と、上記（１）又は（２）の画像処理装置とを有する。
画像保管部は、画像診断装置で生成されたマスク画像データ及び複数のコントラスト画像データを記憶する。
画像処理装置は、画像保管部から取得する複数のコントラスト画像データ及びマスク画像データに基づいて、複数のＤＳＡ画像の画像データを生成し、ＤＳＡ画像の画像データを表示端末に転送する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態におけるＸ線診断装置の構成の一例を示すブロック図。
【図２】ＤＳＡ画像の画像データから、造影剤濃度の時間変化を画素毎に算出する方法の一例、及び、血流解析部により算出される血流解析パラメータの数例を示す模式図。
【図３】Functional Imagingが実行されない場合における、マスク画像とコントラスト画像との間の位置ズレの算出方法の模式的説明図。
【図４】時相毎に位置ズレ量が異なる場合のマスク画像及びコントラスト画像の模式図。
【図５】Functional Imagingが実行される場合における、マスク画像とコントラスト画像との間の位置ズレの算出方法の模式的説明図。
【図６】第１の実施形態のＸ線診断装置の動作の一例を示すフローチャート。
【図７】第２の実施形態のＸ線診断装置の動作の一例を示すフローチャート。
【図８】第３の実施形態において、全時相のＤＳＡ画像から１つの基準画像を選択する画像処理装置のアルゴリズムの一例を示す模式図。
【図９】第３の実施形態において、各時相のＤＳＡ画像と、基準時相のＤＳＡ画像とのシフト量の規定方法の一例を示す模式図。
【図１０】第３の実施形態における造影剤濃度の時間変化曲線の生成アルゴリズムの一例を示す模式図。
【図１１】第３の実施形態のＸ線診断装置の動作の一例を示すフローチャート。
【図１２】第４の実施形態における画像保管通信システムの構成の一例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。第１〜第３の実施形態ではＸ線診断装置に本発明の画像処理装置が搭載される例を述べ、第４の実施形態では画像保管通信システムのワークステーション（画像処理サーバ）に本発明の画像処理装置が搭載される例を述べる。なお、各図において同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態におけるＸ線診断装置１０の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、Ｘ線診断装置１０は、操作部２２と、画像解析装置２４と、システム制御部２６と、投影データ記憶部２８と、投影データ生成部３０と、Ｘ線検出器３４と、Ｃアーム３６と、天板３８と、絞り装置４０と、Ｘ線管４２と、高電圧発生器４４と、絞り制御機構４６と、天板移動機構４８と、Ｃアーム動作機構５０と、検出器移動機構５４とを有する。
【００１６】
Ｘ線診断装置１０の主な特徴は画像解析装置２４の機能にあるため、以下、他の構成要素の機能を簡単に説明後、画像解析装置２４の機能について詳細に説明する。
【００１７】
天板３８上には被検体Ｐが載置される。
Ｃアーム３６は、Ｘ線管４２、絞り装置４０、Ｘ線検出器３４を保持するアームである。Ｃアーム３６によって、Ｘ線管４２及び絞り装置４０と、Ｘ線検出器３４とは、被検体Ｐを挟んで互いに対向するように配置される。
【００１８】
高電圧発生器４４は、高電圧を発生して、発生した高電圧をＸ線管４２に供給する。
Ｘ線管４２は、高電圧発生器４４から供給される高電圧を用いてＸ線を発生する。
【００１９】
絞り装置４０は、例えば複数の絞り羽根をスライドさせることで、発生したＸ線が被検体Ｐの撮影領域に対して選択的に照射されるように絞り込む。
【００２０】
絞り制御機構４６は、絞り装置４０の絞り羽根の開度を調整することで、Ｘ線の照射範囲を制御する。
【００２１】
Ｘ線検出器３４は、例えばマトリクス状に配列された多数のＸ線検出素子によって、被検体Ｐを透過したＸ線を電気信号に変換して蓄積し、蓄積した電気信号を投影データ生成部３０に入力する。
【００２２】
投影データ生成部３０は、Ｘ線検出器３４から入力される電気信号を用いて撮影領域の投影データを生成し、生成した投影データを投影データ記憶部２８に記憶させる。投影データは例えば、各画素が１つの画素値を有するＸ線画像の画像データであり、投影データの各画素値は、被検体の撮影領域のＸ線透過率を反映したものとなる。
【００２３】
ここでは一例として、被検体Ｐが天板３８上で動かないとの仮定した場合の被検体Ｐの同一領域（即ち、Ｘ線診断装置１０の装置座標系における同一領域）が造影剤投与の前後に時系列的に撮影され、撮影後に被検体Ｐの動き補正が実行される。そして、造影剤投与後の各時相のＸ線画像をコントラスト画像と称し、コントラスト画像の投影データをコントラスト画像データと称する。また、基準として用いられる造影剤投与前のＸ線画像をマスク画像と称し、マスク画像の投影データをマスク画像データと称する。
【００２４】
マスク画像は、造影剤投与前の複数のＸ線画像の平均画像でもよいし、造影剤投与の瞬間（時刻ｔ０）に撮影された１のＸ線画像でもよい。造影剤は、投与したら瞬間的に被検体内に行き亘るわけではないので、造影剤が投与される時刻ｔ０での画素値は、造影剤投与前の画素値に等しいからである。
【００２５】
操作部２２は、操作者が撮影条件等の各種コマンドを入力するためのモニタ、キーボード、操作ボタンなどを有し、入力された内容をシステム制御部２６に転送する。
【００２６】
システム制御部２６は、撮影条件の設定、撮影動作、表示処理においてＸ線診断装置１０全体を制御する。
【００２７】
次に、画像解析装置２４の各構成要素について説明する。
画像解析装置２４は、システムバスＳＢと、選択部２４ａと、位置ズレ算出部２４ｂと、画像生成部２４ｃと、血流解析部２４ｄと、ＧＵＩ(Graphical User Interface)２４ｅとを有する。
【００２８】
システムバスＳＢは、画像解析装置２４の各構成要素を互いに電気的に接続する通信配線である。
【００２９】
選択部２４ａ、位置ズレ算出部２４ｂ、画像生成部２４ｃは、造影剤投与の前と後における被検体Ｐの動きによるアーチファクトが抑制されたＤＳＡ画像を生成する。
【００３０】
具体的には、選択部２４ａは、画像処理装置２４に対する選択入力、画像処理条件、又は、撮影条件に基づいて、複数のコントラスト画像データ又はマスク画像データの一方をＤＳＡ画像の生成時の位置ズレ補正対象として選択する。
【００３１】
位置ズレ算出部２４ｂは、コントラスト画像データとマスク画像データとの間に、造影剤投与の前後の被検体Ｐの動きにより発生した位置ズレを、取得した画像データに基づいて算出する。
【００３２】
画像生成部２４ｃは、複数のコントラスト画像データ又はマスク画像データの内、位置ズレ補正対象を位置ズレに基づいてシフトさせつつ、各コントラスト画像データとマスク画像データとの各差分を算出することで、時系列的な複数のＤＳＡ画像の画像データを生成する。
【００３３】
ＧＵＩ２４ｅは、操作者が各種コマンドを入力するためのモニタ、操作ボタン等を有し、画像処理装置２４に対する選択入力、及び、画像処理条件の入力を受け付ける。上記画像処理装置２４に対する選択入力とは、上記ＤＳＡ画像の生成時の位置ズレ補正対象（シフト対象）として、複数のコントラスト画像データ、又は、マスク画像データの一方を選択する入力である。
【００３４】
血流解析部２４ｄは、画像処理条件としてFunctional Imagingが選択された場合、画像生成部２４ｃにより生成された時系列的な複数のＤＳＡ画像の画像データに基づいて、血流解析パラメータの値を算出する。この血流解析パラメータについて、以下の図２で説明する。
【００３５】
図２は、ＤＳＡ画像の画像データから、造影剤濃度の時間変化を画素毎に算出する方法の一例、及び、血流解析部２４ｄにより算出される血流解析パラメータの数例を示す模式図である。図２の上段は、各時相のＤＳＡ画像を示し、図２の下段は、一画素に着目した造影剤濃度の時間変化の一例を示す。
【００３６】
例えば、Ｘ線診断装置１０の撮影により、同一の被検体Ｐの同一領域に対して、造影剤投与前の時刻ｔ＝０、造影剤投与後の時刻ｔ＝１，２，３，４，５で順に６のＸ線画像の投影データが投影データ生成部３０により生成される場合を考える。
【００３７】
動き補正を省略する場合、造影剤投与後の各コントラスト画像と、ｔ＝０のマスク画像との各差分画像を生成することで、ｔ＝１，２，３，４，５にそれぞれ対応する５コマのＤＳＡ画像の画像データが得られる（図２の上段参照）。なお、図２の上段では、ｔ＝１を時相１(Time Phase 1)、ｔ＝２を時相２(Time Phase 2)としている（以下同様）。
【００３８】
上記差分画像としてのＤＳＡ画像は、例えば、次式のように自然対数に基づく差分を画素毎に算出することで生成される。
【００３９】
【数１】
2015213536.tif 000003
【００４０】
（１）式において、（ｉ，ｊ）のｉは画像座標として何行目の画素であるかを示し、ｊは何列目の画素であるかを示す。また、（１）式の左辺のＤＳＡｎ（ｉ，ｊ）は、ｎフレーム目（ｎ時相目）のＤＳＡ画像における、ｉ行目ｊ列目の画素の画素値を示す。同様に、（１）式の右辺のｃｏｎｔｒａｓｔｎ（ｉ，ｊ）は、ｎフレーム目のコントラスト画像における、ｉ行目ｊ列目の画素の画素値を示す。同様に、ｍａｓｋ（ｉ，ｊ）は、マスク画像における、ｉ行目ｊ列目の画素の画素値を示す。以上の表記は、後述の（２）式〜（６）式についても同様である。
【００４１】
血流解析部２４ｄは、５コマのＤＳＡ画像を通して、同位置の画素毎に画素値の時相変化（ｔ＝１〜５まで）を算出することで、画素毎の造影剤濃度の時間変化を算出する。図２の下段は、各ＤＳＡ画像（この例では、画素数５×５）の左下の一画素に着目した造影剤濃度の時間変化の一例を示す。図２の下段において、縦軸はピーク値で正規化した造影剤濃度(Intensity of Contrast Medium)を示し、横軸は時相（経過時刻ｔ）を示す。
【００４２】
より詳細には、造影剤は、Ｘ線吸収率が体組織よりも高いので、造影剤濃度が高い位置に対応するＸ線検出素子の受線量は少なく、造影剤はＸ線画像において周囲よりも暗く投影される。ＤＳＡ画像の各画素値は、（造影剤投与前の）マスク画像における同位置の画素値との差分であるから、同位置の一画素に着目し、この画素の画素値の時相変化に符号反転等の適切な処理を施せば、造影剤濃度の時間変化と等価になる。
【００４３】
血流解析部２４ｄは、上記のように算出される造影剤濃度の時間変化に基づいて、各画素に対して例えば以下の血流解析パラメータを算出する。
【００４４】
第１には、ＴＴＰ(Time To Peak)であり、これは、造影剤濃度が注入開始されてからピークに達するまでの時間を示す。
【００４５】
第２には、ＭＴＴ(Mean Transit Time)であり、これは、造影剤濃度がピーク値の５０％の値まで上昇した時刻から、ピークを過ぎてピーク値の５０％まで下降した時刻までの時間間隔を示す。
【００４６】
第３には、ＰＨ(Peak Height)であり、これは、造影剤濃度（ＤＳＡ値）のピーク値を示す。上記の左下の一画素の例では、時相３における縦軸の値に該当する。なお、縦軸の値の範囲は、例えばダイナミックレンジに合わせて任意に設定することができる。
【００４７】
第４には、ＡＵＣ(Area Under Curve)であり、これは、ＤＳＡ画像の最初の時相から最後の時相までの造影剤濃度（ＤＳＡ値）の時間積分値を示す。上記の左下の一画素の例では、図２の下段において、右下がりの破線の斜線で示した領域の面積に相当する。
【００４８】
なお、上記４つは、血流解析パラメータの数例にすぎず、他の血流解析パラメータが算出される構成でもよい。血流解析部２４ｄは、残りの全ての画素についても、同様に造影剤濃度の時間変化を算出することで、血流解析パラメータを算出する。
【００４９】
血流解析部２４ｄは、上記Functional Imagingとして、例えばＴＴＰに基づくパラメトリック画像を生成してＧＵＩ２４ｅに表示させる。ここでのパラメトリック画像とは、ある血流解析パラメータをカラー画像化したものである。例えば、時相１でＴＴＰに達する画素には赤色、時相２でＴＴＰに達する画素には黄色、時相３でＴＴＰに達する画素には緑色、のように任意に定められたカラーマップに基づいて各画素に有彩色が割り当てられる。これにより、血流解析パラメータとしてのＴＴＰが、カラー画像としてＧＵＩ２４ｅに表示される。
【００５０】
ＴＴＰに基づくパラメトリック画像は、Functional Imagingの一例にすぎない。血流解析部２４ｄは、画像処理条件に応じて、他の血流解析パラメータについても画像化してＧＵＩ２４ｅに表示することができる。
【００５１】
次に、選択部２４ａ、位置ズレ算出部２４ｂ、画像生成部２４ｃによる動き補正の原理について、Functional Imagingが実行されない場合、Functional Imagingが実行される場合、の順に説明する。
【００５２】
図３は、Functional Imagingが実行されない場合における、マスク画像とコントラスト画像との間の位置ズレの算出方法の模式的説明図である。ここでは一例として、長方形状の画像座標（ｉ，ｊ）を以下のように定義する。即ち、画像の縦方向をｉ行目とし、画像の横方向をｊ列目とする。図３では、左側に点線でマスク画像Ｉｍａｓｋのみを示す。また、図３の右側には、コントラスト画像Ｉｃｏｎｔを実線で示すと共に、シフトさせたマスク画像Ｉｍａｓｋを点線で示す。図３では簡単化のため、マスク画像Ｉｍａｓｋ、コントラスト画像Ｉｃｏｎｔ共に１０行１０列の画素数で記載している。
【００５３】
まず、Functional Imagingが実行されない場合、位置ズレ算出部２４ｂは、造影剤投与前後の被検体Ｐの動きによってｎフレーム目のコントラスト画像と、マスク画像との間に生じた位置ズレの程度（乖離度）をＭＲｎ（Δｉ，Δｊ）として、次式で算出する。
【００５４】
【数２】
2015213536.tif 000004
【００５５】
（２）式の右辺において、ｉに関するΣに対応する始めのＮは、画像の行数であり、ｊに関するΣに対応する２番目のＮは、画像の列数である。また、（２）式において、Δｉは、画像の縦方向の位置ズレ量であり、Δｊは、画像の横方向の位置ズレ量である。
【００５６】
（２）式において、例えば暫定シフト量（暫定的な位置ズレ）としてΔｉ＝２，Δｊ＝１である場合を考える。この場合、図３の右側のように、例えばマスク画像Ｉｍａｓｋの１行目の画素群が３行目の画素群となるように、且つ、マスク画像Ｉｍａｓｋの１列目の画素列が２列目の画素群となるように、マスク画像をシフトしつつ、（２）式の差分演算が実行される。これにより、図３の右側のハッチング領域で示すマスク画像Ｉｍａｓｋ及びコントラスト画像Ｉｃｏｎｔの重複領域に対して、両画像の対数的な差分画像の画素値の二乗の総和がＭＲｎ（Δｉ，Δｊ）として算出される。
【００５７】
位置ズレ算出部２４ｂは、（２）式のΔｉ，Δｊを変化させながら、ＭＲｎ（Δｉ，Δｊ）を最小化させるΔｉ０，Δｊ０を、時相毎に算出する。これらΔｉ０，Δｊ０がｎフレーム目のコントラスト画像と、マスク画像との間の縦方向、横方向の各位置ズレ量である。
なお、ＭＲｎ（Δｉ，Δｊ）は、上記差分画像の画素値の二乗の総和ではなく、差分画像の各画素値の絶対値の総和でもよいし、差分画像の各画素値の絶対値の平均値でもよい。この点、後述の（４）式についても同様である。
【００５８】
位置ズレ算出部２４ｂは、コントラスト画像の時相数だけΔｉ０，Δｊ０のペアを算出後、動き補正がされたＤＳＡ画像の各画素の画素値を次式で算出する。
【００５９】
【数３】
2015213536.tif 000005
【００６０】
（３）式において、ｎ＝１として、ｉ，ｊに関しては画像の行数、列数分だけ算出すれば、ｎ＝１のフレームのＤＳＡ画像の全画素の画素値が算出される。同様にして、位置ズレ算出部２４ｂは、全時相のＤＳＡ画像の画像データを生成する。
Functional Imagingが実行されない場合、上記（３）式及び図３の右側に示すように、コントラスト画像をシフトさせずに、位置ズレの分だけマスク画像をシフトすることで、ＤＳＡ画像生成の差分演算が実行される。
【００６１】
次に、Functional Imagingが実行される場合を考える。まず、被検体の動きは１度だけとは限らないので、マスク画像と、各時相のコントラスト画像との各位置ズレの量は、時相毎に異なることがある。そのような場合であっても、画素毎に算出される造影剤濃度の時間変化曲線が、被検体内の同一位置毎の造影剤濃度の時間変化となることが望ましい。
【００６２】
図４は、時相毎に位置ズレ量が異なる場合のマスク画像及びコントラスト画像の模式図である。図４では簡単化のため、時刻ｔ＝０で撮影されたマスク画像に対し、被検体Ｐが横方向にのみ動いた場合を考える。ここでは一例として、ｔ＝１のコントラスト画像ではΔｊ０＝−１，ｔ＝２のコントラスト画像ではΔｊ０＝−２，ｔ＝３のコントラスト画像ではΔｊ０＝−３，ｔ＝４のコントラスト画像ではΔｊ０＝−４，となる場合を考える。
【００６３】
この場合、例えば右眼球の中心などの被検体Ｐの特定位置として定義されるＱ−ＰＯＩＮＴは、マスク画像では最も右下の画素に投影されていると仮定する。そして、Ｑ−ＰＯＩＮＴは、ｔ＝１のコントラスト画像では、右下の画素より左に１画素シフトし、ｔ＝２のコントラスト画像では、右下の画素より左に２画素シフトし、ｔ＝３のコントラスト画像では、右下の画素より左に３画素シフトし、ｔ＝４のコントラスト画像では、右下の画素より左に４画素シフトする。
【００６４】
この場合、従来のように、時相毎に異なる位置ズレ量でマスク画像をシフトさせつつ、マスク画像とコントラスト画像との差分を得ることで各時相のＤＳＡ画像を生成すると仮定する。この場合、Functional ImagingにおけるＤＳＡ画像の各画素の造影剤濃度の時間変化は、被検体の同一位置の造影剤濃度ではなく、被検体の異なる領域の造影剤濃度を反映したものとなる。理由は以下になる。
【００６５】
図４ではＤＳＡ画像は示さないが、ｔ＝４のコントラスト画像と、シフトされたマスク画像との差分で得られる４時相目のＤＳＡ画像の最も左下の画素は、Ｑ−ＰＯＩＮＴの被検体位置の造影剤濃度を反映する。しかし、他の時相のＤＳＡ画像の最も左下の画素は、被検体のＱ−ＰＯＩＮＴ以外の領域の造影剤濃度を反映する。ＤＳＡ画像生成時の差分演算において各時相のコントラスト画像の位置が固定されるところ、左下の画素がＱ−ＰＯＩＮＴとなるコントラスト画像は、ｔ＝４のコントラスト画像のみだからである。
【００６６】
反対に、全時相のＤＳＡ画像を生成する差分演算において、どの時相のＤＳＡ画像生成時にも共通に用いられるマスク画像の位置を全時相に亘って統一すれば、上記不具合はない。即ち、マスク画像を固定すると共にコントラスト画像を時相毎にシフトさせつつ、差分演算により各時相のＤＳＡ画像を生成する方が、Functional Imagingには適していると考えられる。
【００６７】
そこで、第１の実施形態では、Functional Imagingが実行される場合、マスク画像の位置を固定して位置ズレを算出し、ＤＳＡ画像生成の差分演算の際にはコントラスト画像をシフトさせる。
【００６８】
図５は、Functional Imagingが実行される場合における、マスク画像とコントラスト画像との間の位置ズレの算出方法の模式的説明図である。表記は図３と同様であり、図５の左側に点線でマスク画像Ｉｍａｓｋのみを示す。図５の右側には、マスク画像Ｉｍａｓｋを点線で示すと共に、シフトさせたコントラスト画像Ｉｃｏｎｔを実線で示す。
【００６９】
Functional Imagingが実行される場合、ｎフレーム目のコントラスト画像と、マスク画像との間の位置ズレの程度（乖離度）ＭＲｎ（Δｉ，Δｊ）は、次式で算出される。
【００７０】
【数４】
2015213536.tif 000006
【００７１】
（４）式において、例えばΔｉ＝３，Δｊ＝２である場合を考える。この場合、図５の右側のように、コントラスト画像Ｉｃｏｎｔの各行を３行分シフトさせると共に各列を２行分シフトさせ、（４）式の差分演算が実行される。このようにして、位置ズレ算出部２４ｂは、前述同様に、（４）式のＭＲｎ（Δｉ，Δｊ）を最小化させるΔｉ０，Δｊ０を、位置ズレ量として時相毎に算出する。
【００７２】
位置ズレ算出部２４ｂは、コントラスト画像の時相数だけΔｉ０，Δｊ０のペアを算出後、動き補正がされたＤＳＡ画像の各画素の画素値を次式で算出する。
【００７３】
【数５】
2015213536.tif 000007
【００７４】
なお、（２）式及び（４）式では説明の簡単化のため、縦横のシフトだけを考慮しているが、実際には回転の影響も入れて位置ズレを算出してもよい。
【００７５】
また、（２）式及び（４）式では、画像全体を対象として位置ズレΔｉ０，Δｊ０が決定されるが、これは一例にすぎない。着目領域の画素群に絞って位置ズレΔｉ０，Δｊ０を算出してもよい。例えば、着目領域が２１行目〜４０行目、３１列目〜５０列目である場合、（２）式の始めのΣにおいて２１行目から４０行目までの総和を求めると共に、２番目のΣにおいて３１列目から５０列目までの総和を求めることで、位置ズレΔｉ０，Δｊ０を決定してもよい。これにより、位置ズレ演算の負荷を軽減できる。
【００７６】
また、Δｉ０，Δｊ０が小数となる場合、（３）式における差分演算では、補間処理等を用いればよい。例えば、Δｉ０＝０．２，Δｊ０＝０．２の場合、コントラスト画像の１０行目１０列目の画素値との間で対数差分が実行されるのは、理論的にはマスク画像の９．８行目９．８列目の画素値である。即ち、（３）式の対数内の分子において、マスク画像の画像座標が整数とはならない。
【００７７】
このような場合、（３）式の分子は、補間処理で算出される。第１の例としては、マスク画像における９．８行目９．８列目近傍の（９，９），（９，１０），（１０，９），（１０，１０）の４画素の画素値の単純な平均値にしてもよい。第２の例としては、これら４画素の画素値を重み付け平均した値にしてもよい。ここでの重み付けとは、理論的には、マスク画像の９．８行目９．８列目の画素値であるから、９行目よりは１０行目の方が重みが多くなるように、９列目よりは１０列目の方が重みが多くなるようにすることである。Δｉ０，Δｊ０が小数となる場合、（５）式についても上記同様である。
【００７８】
なお、上記説明では、コントラスト画像の時相数ｎの分だけΔｉ０，Δｊ０のペアを算出するとしたが、被検体Ｐの体動が１回だけであれば、コントラスト画像の全時相を通して、画一的なΔｉ０，Δｊ０を算出して用いてもよい。或いは、１時相目から１０時相目でΔｉ０，Δｊ０を算出し、１１時相目から２０時相目でΔｉ０，Δｊ０を別途算出するように、連続した時相群毎に、一つの位置ズレを同定してもよい。
【００７９】
図６は、第１の実施形態のＸ線診断装置１０の動作の一例を示すフローチャートである。以下、前述の各図を参照しながら、図６に示すフローチャートのステップ番号に従って、Ｘ線診断装置１０の動作を説明する。
【００８０】
［ステップＳ１］システム制御部２６（図１参照）は、操作部２２を介して入力された撮影領域、管電流、管電圧、Ｘ線パルス幅等の一部の撮影条件に基づいて、造影剤投与の前後における各時相での全撮影条件を設定する。この後、ステップＳ２に進む。
【００８１】
［ステップＳ２］造影剤投与の前後において、被検体Ｐの同一領域に対して、公知の動作により時系列的なＸ線画像の投影データが生成される。具体的には、高電圧発生器４４は、システム制御部２６の制御に従って高電圧をＸ線管４２に供給し、Ｘ線管４２はＸ線を発生し、絞り装置４０によって被検体Ｐに対するＸ線照射範囲が制御される。
【００８２】
Ｘ線検出器３４は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出して電気信号に変換し、これを投影データ生成部３０に入力する。投影データ生成部３０は、入力された電気信号からＸ線画像の投影データを生成して、投影データ記憶部２８に記憶させる。
【００８３】
このようにして、造影剤投与の前後において、各画素の輝度がＸ線検出器３４のＸ線検出素子（図示せず）毎の受線量に応じた輝度となるように、被検体Ｐの同一領域に対して多時相の投影データが生成される。即ち、造影剤投与前のマスク画像の画像データと、造影剤投与後の時系列的な複数のコントラスト画像の画像データとが生成され、投影データ記憶部２８に記憶される。
【００８４】
なお、造影剤投与後のＸ線画像は複数の時相に対応するように複数必要であるが、造影剤投与前のＸ線画像は１つのみでもよい。この後、ステップＳ３に進む。
【００８５】
［ステップＳ３］画像処理装置２４のＧＵＩ２４ｅ（図１参照）を介して、ＤＳＡ画像における被検体Ｐの動き補正を実行することが操作者の入力により指示された場合、ステップＳ５に進む。それ以外の場合、ステップＳ４に進む。
【００８６】
［ステップＳ４］画像生成部２４ｃは、マスク画像データと、各時相のコントラスト画像データとを投影データ記憶部２８から取得する。画像生成部２４ｃは、動き補正を実行せずに、（１）式に基づく対数差分によって各時相のＤＳＡ画像の画像データを生成及び記憶する。画像生成部２４ｃは、各時相のＤＳＡ画像の画像データをＧＵＩ２４ｅに入力し、ＧＵＩ２４ｅは各ＤＳＡ画像を表示する。
ステップＳ３で動き補正が実行されないと選択された場合、以上で終了する。
【００８７】
［ステップＳ５］ＧＵＩ２４ｅを介して、Functional Imagingを実行することが操作者の入力により選択された場合、ステップＳ８に進む。それ以外の場合、ステップＳ６に進む。
【００８８】
［ステップＳ６］画像処理条件としてFunctional Imagingが実行されないので、選択部２４ａは、位置ズレ補正対象としてマスク画像を選択し、この選択結果を位置ズレ算出部２４ｂに入力する。
【００８９】
位置ズレ算出部２４ｂは、マスク画像データと、各時相のコントラスト画像データとを投影データ記憶部２８から取得する。位置ズレ補正対象がマスク画像であるので、位置ズレ算出部２４ｂは、前述の（２）式を最小化するように、コントラスト画像データと、マスク画像データとの位置ズレを規定するΔｉ０，Δｊ０を時相毎に算出及び記憶する（図３参照）。位置ズレ算出部２４ｂは、Δｉ０，Δｊ０を画像生成部２４ｃに入力する。
【００９０】
画像生成部２４ｃは、Δｉ０，Δｊ０と、（３）式とに基づいて、マスク画像を位置ズレ補正対象としてシフトさせつつ、各コントラスト画像と、マスク画像との対数差分を算出する。これにより、画像生成部２４ｃは、コントラスト画像の各時相にそれぞれ対応する時系列的な複数のＤＳＡ画像の画像データ（動き補正済）を生成する。
この後、ステップＳ７に進む。
【００９１】
［ステップＳ７］画像生成部２４ｃは、ステップＳ６で生成した動き補正後の各時相のＤＳＡ画像の画像データをＧＵＩ２４ｅに入力し、ＧＵＩ２４ｅは各ＤＳＡ画像を表示する。Functional Imagingが実行されない場合、以上で終了する。
【００９２】
［ステップＳ８］画像処理条件としてFunctional Imagingが実行されるので、選択部２４ａは、位置ズレ補正対象として各々のコントラスト画像を選択し、この選択結果を位置ズレ算出部２４ｂに入力する。
【００９３】
位置ズレ算出部２４ｂは、マスク画像データと、各時相のコントラスト画像データとを投影データ記憶部２８から取得する。位置ズレ補正対象が各コントラスト画像であるので、位置ズレ算出部２４ｂは、前述の（４）式を最小化するように、コントラスト画像データと、マスク画像データとの位置ズレを規定するΔｉ０，Δｊ０を時相毎に算出及び記憶する（図５参照）。位置ズレ算出部２４ｂは、Δｉ０，Δｊ０を画像生成部２４ｃに入力する。
【００９４】
画像生成部２４ｃは、Δｉ０，Δｊ０と、（５）式とに基づいて、各コントラスト画像を位置ズレ補正対象としてシフトさせつつ、各コントラスト画像と、マスク画像との対数差分を算出する。これにより、画像生成部２４ｃは、コントラスト画像の各時相にそれぞれ対応する時系列的な複数のＤＳＡ画像の画像データ（動き補正済）を生成する。
この後、ステップＳ９に進む。
【００９５】
［ステップＳ９］画像生成部２４ｃは、ステップＳ８で生成した動き補正後の各時相のＤＳＡ画像の画像データを血流解析部２４ｄ（図１参照）に入力する。
血流解析部２４ｄは、前述のように、時系列的なＤＳＡ画像の同位置の画素毎に、造影剤濃度の時間変化曲線を算出及び記憶する（図２参照）。
この後、ステップＳ１０に進む。
［ステップＳ１０］血流解析部２４ｄは、ステップＳ９で算出した造影剤濃度の時間変化に基づいて、各画素に対して前述の血流解析パラメータを算出する。この後、ステップＳ１１に進む。
【００９６】
［ステップＳ１１］血流解析部２４ｄは、Functional Imagingとして、例えばＴＴＰに基づくパラメトリック画像などの血流解析結果を生成し、血流解析結果をＧＵＩ２４ｅに表示させる。
【００９７】
以上が第１の実施形態のＸ線診断装置１０の動作説明である。以下、従来技術と第１の実施形態との違いについて説明する。
【００９８】
従来技術（ピクセルシフト）では、コントラスト画像をシフトさせるとＤＳＡ画像における血管情報がぼけるという理由で、ＤＳＡ画像生成の差分演算の実行時には、マスク画像をシフトすることで体動アーチファクトを抑制していた。しかし、上記手法では、図４で説明したように、ＤＳＡ画像としての同位置の画素毎に造影剤濃度の時間変化を算出する場合に、被検体の異なる領域の造影剤濃度が反映される。
【００９９】
そこで第１の実施形態では、画像処理条件としてFunctional Imagingが実行される場合、ＤＳＡ画像生成の差分演算においてコントラスト画像をシフトさせる前提の下、（４）式を最小化する位置ズレが時相毎に算出される。そして、画像生成部２４ｃは、時相毎の位置ズレ量に応じてコントラスト画像をシフトさせつつ、全時相に亘ってマスク画像を固定して（５）式の差分演算を実行することで、動き補正済のＤＳＡ画像を生成する（ステップＳ８）。
このように生成されるＤＳＡ画像の場合、全時相に亘って同位置の画素毎に画素値の時相変化を算出すれば、被検体の同一領域の造影剤濃度の時間変化が正確に得られる。
【０１００】
第１の実施形態では、被検体における同一領域の造影剤濃度の時間変化が正確に得られる結果、Functional Imagingの各血流解析パラメータも正確に算出される（ステップＳ１０）。従って、Functional Imagingの精度を従来よりも向上することができる。このように高精度の血流解析結果を表示できる結果（ステップＳ１１）、画像診断の精度も向上することができる。
【０１０１】
また、第１の実施形態では、Functional Imagingが実行されない場合には、ＤＳＡ画像生成の差分演算の実行時において、マスク画像をシフトすることで体動アーチファクトを抑制する。
【０１０２】
このように第１の実施形態によれば、造影剤投与前後の被検体の動きによるアーチファクトを、従来とは異なる手法により、例えば画像処理条件に応じて適正に抑制することができる。
【０１０３】
なお、第１の実施形態では、画像処理条件に応じて、マスク画像、コントラスト画像の内の一方を選択部２４ａが自動的に位置ズレ補正対象（ＤＳＡ画像生成時の差分演算におけるシフト対象）として選択する例を述べた。本発明の実施形態は、かかる態様に限定されるものではない。
【０１０４】
例えばステップＳ５において、マスク画像、コントラスト画像のどちらが位置ズレ補正対象（シフト対象）とされるかを、ＧＵＩ２４ｅを介して操作者の入力により選択する構成でもよい。或いは、次の第２の実施形態のように、撮影条件に応じて、マスク画像、コントラスト画像の内の一方を選択部２４ａが位置ズレ補正対象（シフト対象）として選択する構成でもよい。
【０１０５】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態では、撮影条件の一例として、撮影プログラムの種類に応じて、マスク画像、コントラスト画像の内の一方が位置ズレ補正対象（シフト対象）として選択される。Ｘ線診断装置１０のハードウェア上の構成や、その他の点は、第１の実施形態と同様である。
【０１０６】
図７は、第２の実施形態のＸ線診断装置１０の動作の一例を示すフローチャートである。以下、図７に示すフローチャートのステップ番号に従って、第２の実施形態のＸ線診断装置１０の動作を説明する。
【０１０７】
［ステップＳ２１］システム制御部２６（図１参照）は、操作部２２を介して入力された撮影領域、管電流、管電圧、Ｘ線パルス幅等の撮影条件に基づいて、造影剤投与の前後における各時相での全撮影条件を設定する。この撮影条件には、撮影プログラムの選択も含まれる。
【０１０８】
例えばFunctional Imagingのように血流解析を前提とする撮影プログラムでは、ＤＳＡ画像の画素毎の造影剤濃度の時間変化が正確に得られるように、各コントラスト画像の撮影間隔等の撮影条件がシステム制御部２６によって適正に設定される。具体的には空間分解能より時間分解能が優先され、例えば512×512[pixel2]、15[fps]で撮影されるようなプログラムが構成される。
【０１０９】
一方、血流解析を前提としない撮影プログラムでは、十分な解像度のＤＳＡ画像が得られるような撮影条件がシステム制御部２６によって適正に設定される。具体的には時間分解能より空間分解能が優先され、例えば1024×1024[pixel2]、7.5[fps]で撮影されるようなプログラムが構成される。この後、ステップＳ２２に進む。
【０１１０】
［ステップＳ２２〜Ｓ２４］第１の実施形態の図６のステップＳ２〜Ｓ４とそれぞれ同様であるので、重複する説明を省略する。
【０１１１】
［ステップＳ２５］選択部２４ａは、マスク画像データ、コントラスト画像データを投影データ記憶部２８から取得し、これらの画像の撮影時に用いられた撮影プログラムの種類を例えば画像データの付帯情報から判別する。なお、撮影プログラムの種類について、選択部２４ａは、システム制御部２６からその情報を取得してもよい。
【０１１２】
これらマスク画像データ、コントラスト画像データが血流解析を前提とする撮影プログラムによりステップＳ２２で撮影されたものである場合、選択部２４ｅは、ステップＳ２８に画像処理装置２４の処理を移行させる。それ以外の場合、ステップＳ２６に進む。
【０１１３】
［ステップＳ２６〜Ｓ３１］第１の実施形態の図６のステップＳ６〜Ｓ１１とそれぞれ同様であるので、重複する説明を省略する。
【０１１４】
以上が第２の実施形態のＸ線診断装置１０の動作説明である。このように第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１１５】
＜第３の実施形態＞
第１の実施形態及び第２の実施形態では、画像処理機能や撮影プログラムに応じて動き補正の手法が選択される例を述べた。これに対し第３の実施形態の動き補正では、条件に拘らず（２）式、（３）式に基づいてマスク画像をシフトさせることでＤＳＡ画像が生成される。その場合、全時相に亘るＤＳＡ画像の同位置の画素の画素値の時間変化は、図４で述べたように、被検体の同位置の造影剤濃度の時間変化とはならない。
【０１１６】
そこで第３の実施形態の画像処理装置２４は、Functional Imagingが実行される場合、マスク画像をシフトさせることで生成されたＤＳＡ画像に対して動き補正を適用することで、被検体の同一領域の造影剤濃度の時間変化を取得する。
【０１１７】
具体的には、例えば動脈が最も多く投影された１つのＤＳＡ画像が基準時相として選択される。次に、他の時相のＤＳＡ画像と、基準時相のＤＳＡ画像との差分画像の合算画素値を最小化するシフト量が、位置ズレ量として時相毎に算出される。このようにして算出された時相毎の位置ズレ量と、ＤＳＡ画像とに基づいて、被検体の同一領域毎に、造影剤濃度の時間変化が算出される。以下、より詳細に説明する。
【０１１８】
図８は、第３の実施形態において、全時相のＤＳＡ画像から１つの基準時相のＤＳＡ画像を選択する画像処理装置２４のアルゴリズムの一例を示す模式図である。図８では、第１の実施形態の（２）式、（３）式に基づいて生成された５個のＤＳＡ画像の模式図を左から順に示す。最も左は時相１のＤＳＡ画像であり、その右隣が時相１０のＤＳＡ画像であり、その右隣が時相２０のＤＳＡ画像であり、その右隣が時相３０のＤＳＡ画像であり、最も右が時相４０のＤＳＡ画像である。煩雑となるので、途中の時相のＤＳＡ画像は省略する。
【０１１９】
ここでは一例として、血流解析部２４ｄは、主幹動脈が最も強く表れた時相のＤＳＡ画像を１つ選択する。その選択アルゴリズムとしては、血流解析部２４ｄは例えば、各ＤＳＡ画像において共通位置となる判定領域ＪＵＤを設定する。判定領域ＪＵＤは、図８では、一点鎖線の枠で示す。また、図８の各時相のＤＳＡ画像の模式図では、動脈を実線で示し、静脈を点線で示す。
【０１２０】
判定領域ＪＵＤの設定方法としては、血流解析部２４ｄは例えば、ＤＳＡ画像の生成元となったマスク画像から、人体の各組織領域を抽出するセグメンテーション処理を実行後、セグメンテーション処理の結果に基づいて推定動脈領域を判定する。セグメンテーション処理は、頭蓋骨の形状、大きさ等を含む標準的な人体組織モデルに基づいてマスク画像とのテンプレートマッチングを行う、といった画像処理によって可能である。
【０１２１】
次に、血流解析部２４ｄは、人体組織モデルに基づいて、マスク画像の推定動脈領域において、血液の走行方向を判定し、動脈の末端側を判定領域ＪＵＤとして設定する。
【０１２２】
次に、血流解析部２４ｄは、ＤＳＡ画像の判定領域ＪＵＤの全画素値の合算値を時相毎にそれぞれ算出する。そして、血流解析部２４ｄは、例えば判定領域ＪＵＤの合算画素値が閾値を超えた最先の時相を基準時相として選択する。或いは、判定領域ＪＵＤの合算画素値が極大値となる最先の時相、又は、最大値となる時相を基準時相として選択してもよい。なお、判定領域ＪＵＤの合算画素値の代わりに、判定領域ＪＵＤの平均画素値を用いてもよい。
【０１２３】
撮影領域が頭部の場合、血流解析部２４ｄは例えば、人体組織モデルに基づいて頭頂部を判定し、ＤＳＡ画像における頭頂部近辺の画素値の変化が所定値以上のなった最先の時相を基準時相として選択してもよい。
【０１２４】
また、基準時相の選択に際しては、全時相のＤＳＡ画像をＧＵＩ２４ｅに表示し、ＧＵＩ２４ｅに対するユーザの入力によって選択する構成でもよい。或いは、全時相のＤＳＡ画像をＧＵＩ２４ｅに表示し、ＧＵＩ２４ｅを介してユーザが判定領域ＪＵＤを設定後、上記のように血流解析部２４ｄが閾値処理等によって基準時相を選択してもよい。
【０１２５】
図９は、第３の実施形態において、各時相のＤＳＡ画像と、基準時相のＤＳＡ画像ＤＳＡｃｒとのシフト量の規定方法の一例を示す模式図である。図９の左側は基準時相のＤＳＡ画像ＤＳＡｃｒを示し、図９の右側は、基準時相のＤＳＡ画像ＤＳＡｃｒを実線で、時相１のＤＳＡ画像ＤＳＡ１を破線で示す。また、図９の右側において、基準時相のＤＳＡ画像ＤＳＡｃｒと、時相１のＤＳＡ画像ＤＳＡ１をとの重複領域はハッチング領域で示す。
【０１２６】
血流解析部２４ｄは、次式により、基準時相以外の各時相のＤＳＡ画像と、基準時相のＤＳＡ画像ＤＳＡｃｒとのシフト量をそれぞれ算出する。
【０１２７】
【数６】
2015213536.tif 000008
【０１２８】
（６）式におけるＮは、ＤＳＡ画像の行数、列数であり、ｎは時相を示す。即ち、時相１のＤＳＡ画像ＤＳＡ１に対しては、（６）式の左辺であるＭＲ１（Δｉ，Δｊ）を最小化するΔｉ，Δｊが、時相１のＤＳＡ画像ＤＳＡ１の行方向、列方向の各シフト量Δｉ１，Δｊ１として算出される。
時相２のＤＳＡ画像ＤＳＡ２に対しては、（６）式の左辺であるＭＲ２（Δｉ，Δｊ）を最小化するΔｉ，Δｊが、時相２のＤＳＡ画像ＤＳＡ１の行方向、列方向の各シフト量Δｉ２，Δｊ２として算出される。他の時相についても同様である。
【０１２９】
なお、（６）式のＭＲｎ（Δｉ，Δｊ）は、上記のように差分画像の画素値の二乗の総和ではなく、差分画像の各画素値の絶対値の総和でもよいし、差分画像の各画素値の絶対値の平均値でもよい。
【０１３０】
図１０は、第３の実施形態における造影剤濃度の時間変化曲線の生成アルゴリズムの一例を示す模式図である。図１０の上側は、図８と同様の時相１，１０，２０，３０，４０の各ＤＳＡ画像の模式図であり、ここでは一例として、時相２０が基準時相として選択された場合を考える。
図１０の下側は、（６）式で算出される時相毎のシフト量に基づいて、基準時相のＤＳＡ画像ＤＳＡｃｒの３行目３列目の画素と同一の被検体領域に該当する画素の画素値の時間変化曲線である。即ち、図１０の下側が、同一の被検体領域の造影剤濃度の時間変化曲線である。
【０１３１】
ここでは一例として、時相１のシフト量がΔｉ１＝２，Δｊ１＝２であり、時相１０のシフト量がΔｉ１０＝１，Δｊ１０＝１であり、時相３０のシフト量がΔｉ３０＝−１，Δｊ３０＝−１であり、時相４０のシフト量がΔｉ４０＝−２，Δｊ４０＝−２であるものとする。この場合、基準時相のＤＳＡ画像ＤＳＡｃｒについては、シフト量はないので、３行目３列目の画素について、その画素値が時相２０の時点の造影剤濃度としてプロットされる。
【０１３２】
基準時相のＤＳＡ画像ＤＳＡｃｒの３行目３列目の画素と同一の被検体領域に該当する画素は、時相１のＤＳＡ画像ＤＳＡ１では、３＋Δｉ１行目、３＋Δｊ１列目の画素であり、この画素の画素値が時相１の造影剤濃度としてプロットされる。他の時相の画像についても、同様である。血流解析部２４ｄは、このようなにして得られる造影剤濃度の時間変化曲線を、基準時相の画素毎に算出する。
シフト量が多い程、基準時相のＤＳＡ画像と、他の時相のＤＳＡ画像との重複領域が少なくなるので、造影剤濃度の時間変化曲線の数は、１つのＤＳＡ画像の画素数より少なくなる（ここでの「重複」とは、被検体Ｐの同一領域に該当する、という意味である）。
【０１３３】
なお、ここでは一例として、図８のＤＳＡ画像において静脈のみが投影された時相４０まで造影剤濃度の時間変化曲線を得ているが、これは一例にすぎない。ＤＳＡ画像において動脈の投影量ある程度多い時相まで、造影剤濃度の時間変化曲線を得る構成でもよい。
【０１３４】
図１１は、第３の実施形態のＸ線診断装置１０の動作の一例を示すフローチャートである。以下、前述の各図を参照しながら、図１１に示すフローチャートのステップ番号に従って、第３の実施形態のＸ線診断装置１０の動作を説明する。
【０１３５】
［ステップＳ４１〜Ｓ４４］第１の実施形態の図６のステップＳ１〜Ｓ４と同様であるので、重複する説明を省略する。
【０１３６】
［ステップＳ４５］ステップＳ４５に到達する場合、ステップＳ４３において動き補正の実行が選択されている。従って、画像生成部２４ｃ（図１参照）は、条件に拘らず、（２）式、（３）式に基づいてマスク画像をシフトさせることでＤＳＡ画像を生成及び記憶する。この後、ステップＳ４６に進む。
【０１３７】
［ステップＳ４６］ＧＵＩ２４ｅを介して、Functional Imagingを実行することが操作者の入力により選択された場合、ステップＳ４７に進む。それ以外の場合、ステップＳ４８に進む。
【０１３８】
［ステップＳ４７］ＧＵＩ２４ｅは、ステップＳ４５で生成されたＤＳＡ画像を表示する。Functional Imagingが実行されない場合、これで終了する。
【０１３９】
［ステップＳ４８］血流解析部２４ｄは、全時相のＤＳＡ画像の画像データを画像生成部２４ｃから取得する。次に、血流解析部２４ｄは、判定領域ＪＵＤを設定して閾値処理を行う等の手法により、基準時相のＤＳＡ画像を選択する。この選択方法は、図８で説明済みであり、ユーザの選択入力によって選択してもよい。
この後、ステップＳ４９に進む。
【０１４０】
［ステップＳ４９］血流解析部２４ｄは、図９で説明したように、基準時相以外の各時相のＤＳＡ画像と、基準時相のＤＳＡ画像ＤＳＡｃｒとのシフト量を（６）式に基づいてそれぞれ算出する。この後、ステップＳ５０に進む。
【０１４１】
［ステップＳ５０］血流解析部２４ｄは、図１０で説明したように、ステップＳ４９で得られた各シフト量に基づいて、ＤＳＡ画像の各時相に亘って同一の被検体領域に該当する画素毎に造影剤濃度の時間変化曲線を算出する。この後、ステップＳ５１に進む。
【０１４２】
［ステップＳ５１〜Ｓ５２］第１の実施形態の図６のステップＳ１０、Ｓ１１とそれぞれ同様であるので、重複する説明を省略する。
【０１４３】
以上が第３の実施形態のＸ線診断装置１０の動作説明である。このように第３の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１４４】
＜第４の実施形態＞
図１２は、第４の実施形態における画像保管通信システム(ＰＡＣＳ：Picture Archiving and Communication Systems)２００の構成の一例を示すブロック図である。
【０１４５】
図１２に示すように、画像保管通信システム２００では、複数の表示端末３００と、ワークステーション４００と、Ｘ線診断装置１０、磁気共鳴イメージング装置５００などの複数のモダリティとがネットワークケーブルＮＣを介して互いに接続されている。
【０１４６】
Ｘ線診断装置１０や磁気共鳴イメージング５００は、撮影により生成した医用の画像データをネットワークケーブルＮＣ経由で例えばＤＩＣＯＭ型式のファイルとしてワークステーション４００に転送する。画像データは、例えばＤＩＣＯＭ型式のファイルとして保管され、そのファイルの付帯情報には、被検体である患者を特定する情報や撮影条件などが含まれる。なお、ＤＩＣＯＭは、ネットワーク規格である「Digital Imaging and Communications in Medicine」のことである。
【０１４７】
表示端末３００は、入力部３０４と、モニタ３０８とを有する。操作者は、入力部３０４を介して、サーバ３００に保管された画像データをネットワークケーブルＮＣ経由でモニタ３０８に転送させ、モニタ３０８に表示させることができる。
【０１４８】
また、操作者は、入力部３０４を介して、サーバ３００に保管された画像データに対して、サーバ３００内の画像処理装置２４により画像処理を実行させ、画像処理後の画像を同様にモニタ３０８に表示させることができる。
【０１４９】
ワークステーション４００は、ここでは一例として、画像処理機能を提供するものである。なお、本明細書でのワークステーションとは、例えば、科学技術計算などの業務上の高度に専門的で処理負荷の高い作業を実行するために、一般向けのパーソナルコンピュータよりも高性能に組み上げられたコンピュータの意味である。
【０１５０】
ワークステーション４００は、ＣＰＵ(Central Processor Unit)４０２と、通信部４０４と、画像保管部４０６と、操作部４０８と、上記第１〜第３の実施形態の画像処理装置２４とがシステムバス４３０により相互接続された構成である。
【０１５１】
ＣＰＵ４０２は、システムバス４３０を介して、ワークステーション４００の各部を制御し、そのシステム制御を行う。
【０１５２】
通信部４０４は、例えばEthernet(登録商標) Cardなどのネットワークインターフェースに対応する。通信部４０４は、ＣＰＵ４０２の制御の下、各モダリティや表示端末３００と、ワークステーション４００との間でデータ送受信等の交信を行う。
【０１５３】
画像保管部４０６は、Ｘ線診断装置１０や磁気共鳴イメージング５００などのモダリティから転送される画像データを原画像の画像データとして保管する。従って、ワークステーション４００は、画像サーバ或いは画像処理サーバとして捉えてもよい。なお、サーバとは例えば、コンピュータネットワークにおいて、クライアントコンピュータに対し、自身の持つ機能やデータを提供するコンピュータであり、ワークステーションの上位概念であるものとする。
【０１５４】
画像処理装置２４は、例えば、画像保管部４０６に保管されたマスク画像データ、コントラスト画像データを取得して、第１〜第３の実施形態と同様にＤＳＡ画像の生成及び表示、や、ＤＳＡ画像に基づく血流解析を実行する。
【０１５５】
操作部４０８は、ワークステーション４００に対するユーザの直接の指示入力を受け付けるキーボード、モニタ等を有する。
【０１５６】
ユーザは、操作部４０８を介して、ワークステーション４００（の画像処理装置２４）を第１の実施形態と同様に機能させることを選択できる。
【０１５７】
或いは、ユーザは、操作部４０８を介して、ワークステーション４００（の画像処理装置２４）を第２の実施形態と同様に機能させることを選択できる。
【０１５８】
或いは、ユーザは、操作部４０８を介して、ワークステーション４００（の画像処理装置２４）を第３の実施形態と同様に機能させることを選択できる。
【０１５９】
従って、第４の実施形態においても、第１〜第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。以上説明した各実施形態によれば、ＤＳＡにおいて、造影剤投与の前と後における被検体の動きによるアーチファクトを、従来とは異なる技術によって抑制することができる。
【０１６０】
＜実施形態の補足事項＞
［１］第１〜第３の実施形態では、Ｘ線診断装置１０に画像処理装置２４が搭載される例を述べ、第４の実施形態では画像保管通信システム２００のワークステーション４００に画像処理装置２４が搭載される例を述べた。本発明の実施形態は、かかる態様に限定されるものではない。画像処理装置２４は、造影剤投与の前後の血流像の撮影（撮像）が可能なＸ線ＣＴ装置(X-ray Computed Tomography Apparatus)や磁気共鳴イメージング装置などの他の画像診断装置に搭載されてもよい。
【０１６１】
［２］請求項の用語と実施形態との対応関係を説明する。なお、以下に示す対応関係は、参考のために示した一解釈であり、本発明を限定するものではない。
位置ズレ補正対象（シフト対象）を選択するための情報を表示する不図示のモニタを含むと共に、位置ズレ補正対象の選択入力を受け付けるＧＵＩ２４ｅの機能は、請求項記載の入力部の一例である。
【０１６２】
［３］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ものである。
【符号の説明】
【０１６３】
１０：Ｘ線診断装置，２４：画像処理装置，
２４ａ：選択部，２４ｂ：位置ズレ算出部，２４ｃ：画像生成部，
２４ｄ：血流解析部，２４ｅ：ＧＵＩ，
２００：画像保管通信システム，４００：ワークステーション
【図１】
2015213536.tif 000009
【図３】
2015213536.tif 000010
【図４】
2015213536.tif 000011
【図５】
2015213536.tif 000012
【図６】
2015213536.tif 000013
【図７】
2015213536.tif 000014
【図８】
2015213536.tif 000015
【図９】
2015213536.tif 000016
【図１０】
2015213536.tif 000017
【図１１】
2015213536.tif 000018
【図１２】
2015213536.tif 000019
【図２】
2015213536.tif 000020