(57)【要約】【課題】  長尺画像データを構成する個々の画像データの連続性を改善するとともに、この長尺画像データの階調を補正することによって最適表示を行なう。【解決手段】  長尺画像データ生成部７の画像合成回路７１は、Ｘ線発生部１及びＸ線検出部２を被検体１５０の体軸方向に移動することによって収集した複数の画像データを貼り合わせて長尺画像データを生成する。次いで、画素値補正回路７２は、張り合わされた前記画像データの体軸方向に設定された関心領域（ＲＯＩ）において生成された画素値プロフィールに基づいて隣接した画像データ間の階調、あるいは隣接部位における画像濃度を一致させるための画素値補正を行ない、更に、ダイナミックレンジ圧縮回路７３は、画素値補正された長尺画像データのダイナミックレンジを表示ダイナミックレンジに合わせるためのダイナミックレンジ圧縮処理を行なう。【選択図】  図１
2005296332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に対して設定された複数の撮影位置においてＸ線撮影を行ない、複数の画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記複数の画像データを前記撮影位置の位置情報に基づいて所定方向に貼り合わせ長尺画像データを生成する画像合成手段と、
前記長尺画像データに設定された関心領域の代表画素値に基づいて前記画像データの貼り合わせ方向における第１の画素値プロフィールを生成する第１の画素値プロフィール生成手段と、
前記第１の画素値プロフィールに基づいて補正関数を算出する補正関数算出手段と、
算出された前記補正関数を用いて前記長尺画像データの画素値を補正する画素値演算手段を
備えたことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項２】
被検体に対して設定された複数の撮影位置においてその端部が重複するようにＸ線撮影を行なって複数の画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記複数の画像データを前記撮影位置の位置情報に基づいて所定方向に貼り合わせ長尺画像データを生成する画像合成手段と、
前記画像データの重複領域に設定された関心領域の代表画素値に基づいて前記複数の画像データの各々に対する補正関数を算出する補正関数算出手段と、
算出された前記補正関数を用いて前記長尺画像データの画素値を補正する画素値演算手段を
備えたことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項３】
前記画像データ生成手段は、前記撮影手段によって得られたＸ線情報に基づいてＤＡ画像データ、ＤＳＡ画像データ、全脊椎画像データ、全下肢画像データの少なくとも何れかを生成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載したＸ線診断装置。
【請求項４】
代表画素値算出手段を備え、前記代表画素値算出手段は、前記画像データにおいてその貼り合わせ方向と略直角な方向に配列された１つあるいは複数の関心領域における画素値を用いて前記代表画素値を算出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載したＸ線診断装置。
【請求項５】
前記代表画素値は、前記関心領域における画素値の平均値、最大値、最小値、中央値、最頻値の少なくとも何れかであることを特徴とする請求項４記載のＸ線診断装置。
【請求項６】
前記第1の画素値プロフィール生成手段は、前記貼り合わせ方向における前記代表画素値の変化に基づいて前記第1の画素値プロフィールを生成することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項７】
前記補正関数算出手段は、前記長尺画像データを構成する前記複数の画像データの貼り合わせ境界領域における前記代表画素値、あるいはこの代表画素値の体軸方向における勾配値の少なくとも何れかに基づいて前記補正関数を算出することを特徴とする請求項１叉は請求項２に記載したＸ線診断装置。
【請求項８】
前記補正関数算出手段は、前記長尺画像データの前記貼り合わせ方向と略直角の方向に複数設定された関心領域の各々において生成された複数の画素値プロフィールに基づいて前記補正関数を算出することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項９】
前記補正関数算出手段は、前記画像データ生成手段によって生成された前記画像データの前記重複領域に複数個設定された関心領域の各々において算出された代表画素値に基づいて前記補正関数を算出することを特徴とする請求項２記載のＸ線診断装置。
【請求項１０】
前記補正関数算出手段は、前記貼り合わせ方向に隣接した前記画像データの前記重複領域において算出された各々の代表画素値を一致させるための補正関数を算出することを特徴とする請求項９記載のＸ線診断装置。
【請求項１１】
前記画素値演算手段は、前記複数の画像データの中の特定の画像データを基準として連鎖的に隣接する画像データの画素値補正を行なうことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載したＸ線診断装置。
【請求項１２】
ダイナミックレンジ圧縮手段を備え、このダイナミックレンジ圧縮手段は、前記画素値演算手段によって画素値補正された前記長尺画像データのダイナミックレンジを表示手段の表示ダイナミックレンジ内に圧縮するための処理を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載したＸ線診断装置。
【請求項１３】
前記ダイナミックレンジ圧縮手段は、前記長尺画像データに対して設定した関心領域に基づいて生成された第２の画素値プロフィールの大きさが予め設定された範囲に含まれるように前記長尺画像データの画素値に対してダイナミックレンジ圧縮処理を行うことを特徴とする請求項１２記載のＸ線診断装置。
【請求項１４】
前記関心領域は、前記被検体の下肢血管部分、脊柱部分、下肢骨部分の少なくとも何れかに設定されることを特徴とする請求項１３記載のＸ線診断装置。
【請求項１５】
前記ダイナミックレンジ圧縮手段は、前記第２の画素値プロフィールに対して低域通過フィルタ処理あるいは移動平均処理を行なうことによって平滑化することを特徴とする請求項１３記載のＸ線診断装置。
【請求項１６】
前記貼り合わせ方向に生成された第２の画素値プロフィールを所定範囲内に圧縮するための補正係数を決定する補正係数決定手段と、この補正係数と前記長尺画像データの画素値との演算によって前記長尺画像データのダイナミックレンジ変換を行なうダイナミックレンジ変換手段を備え、前記画像データの貼り合わせ方向における所定位置の補正係数とこの位置において前記貼り合わせ方向と略直交する方向における前記長尺画像データの画素値との演算によってダイナミックレンジ圧縮を行なうことを特徴とする請求項１２記載のＸ線診断装置。
【請求項１７】
被検体に対して設定された複数の撮影位置において得られた画像データを保存する画像データ記憶手段と、
この画像データ記憶手段によって保存された複数の前記画像データを前記撮影位置の位置情報に基づいて所定方向に貼り合わせ長尺画像データを生成する画像データ合成手段と、
前記長尺画像データに設定された関心領域において算出した代表画素値に基づいて前記画像データの貼り合わせ方向における画素値プロフィールを生成する第１の画素値プロフィール生成手段と、
前記第１の画素値プロフィールに基づいて算出された前記補正関数を用いて前記長尺画像データの画素値を補正する画素値演算手段と、
この画素値演算手段によって画素値が補正された長尺画像データに設定された関心領域の画素値に基づいて前記貼り合わせ方向の第２の画素値プロフィールを生成する第２の画素値プロフィール生成手段と、
前記第２の画素値プロフィールを所定のダイナミックレンジ内に圧縮させるための補正係数を用いて前記長尺画像データの画素値を変換してダイナミックレンジ圧縮を行なうダイナミックレンジ変換手段を備えた
ことを特徴とする画像生成装置。
【請求項１８】
被検体の所定方向に設定された複数の撮影位置においてその端部が重複するように得られた画像データを保管する画像データ記憶手段と、
前記複数の画像データを前記撮影位置の位置情報に基づいて所定方向に貼り合わせ長尺画像データを生成する画像合成手段と、
この画像データ記憶手段によって保存された前記画像データの重複領域に設定した関心領域の代表画素値に基づいて前記複数の画像データの各々に対する補正関数を算出する補正関数算出手段と、
算出された前記補正関数を用いて前記長尺画像データの画素値を補正する画素値演算手段と、
この画素値演算手段によって画素値が補正された長尺画像データに設定された関心領域の画素値に基づいて前記貼り合わせ方向の第２の画素値プロフィールを生成する第２の画素値プロフィール生成手段と、
前記第２の画素値プロフィールを所定のダイナミックレンジ内に圧縮させるための補正係数を用いて前記長尺画像データの画素値を変換してダイナミックレンジ圧縮を行なうダイナミックレンジ変換手段を備えた
ことを特徴とする画像生成装置。
【請求項１９】
被検体に対して設定された複数の撮影位置においてＸ線撮影を行ない複数の画像データを生成するステップと、
前記複数の画像データを所定方向に貼り合わせて長尺画像データを生成するステップと、
前記長尺画像データに設定された関心領域において算出した代表画素値に基づいて前記画像データの貼り合わせ方向における画素値プロフィールを生成するステップと、
前記画素値プロフィールに基づいて前記複数の画像データの各々に対する補正関数を算出するステップと、
前記補正関数を用いて前記長尺画像データの画素値を補正するステップと、
画素値補正後の長尺画像データに設定された関心領域の画素値に基づいて前記貼り合わせ方向の第２の画素値プロフィールを生成するステップと、
前記第２の画素値プロフィールを所定のダイナミックレンジ内に圧縮させるための補正係数を決定するステップと、
前記補正係数を用いて前記画素値補正後の長尺画像データの画素値を変換してダイナミックレンジ圧縮を行なうステップを
有することを特徴とする画像生成装置。
【請求項２０】
被検体の所定方向に設定された複数の撮影位置においてその端部が重複するようにＸ線撮影を行ない重複領域を有する複数の画像データを生成するステップと、
前記複数の画像データを所定方向に貼り合わせて長尺画像データを生成するステップと、
前記画像データの前記重複領域に設定された関心領域において算出した代表画素値に基づいて前記複数の画像データの各々に対する補正関数を算出するステップと、
前記補正関数を用いて前記長尺画像データの画素値を補正するステップと、
画素値補正後の長尺画像データに設定された関心領域の画素値に基づいて前記画像データの貼り合わせ方向に対して第２の画素値プロフィールを生成するステップと、
前記第２の画素値プロフィールを所定のダイナミックレンジ内に圧縮させるための補正係数を決定するステップと、
前記補正係数を用いて前記画素値補正後の長尺画像データの画素値を変換してダイナミックレンジ圧縮を行なうステップを
有することを特徴とする画像生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線撮影位置を体軸方向に移動して得られる複数枚のＸ線画像データを用いて長尺画像データの生成を行なうＸ線診断装置、画像生成装置及び画像生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線診断装置やＭＲＩ装置、あるいはＸ線ＣＴ装置などを用いた医用画像診断技術は、１９７０年代のコンピュータ技術の発展に伴って急速な進歩を遂げ、今日の医療において必要不可欠なものとなっている。
【０００３】
Ｘ線診断は、近年ではカテーテル手技の発展に伴い循環器分野を中心に進歩を遂げている。循環器領域におけるＸ線診断は心血管系をはじめ、全身の動静脈の診断を対象としており、血管内に造影剤を注入した状態でＸ線透過像を撮影する場合が多い。循環器診断用のＸ線診断装置は、通常、Ｘ線発生部とＸ線検出部、これらを保持する保持機構と、寝台（天板）及び信号処理部を備えている。そして、保持機構はＣアームあるいはΩアームが用いられ、カテーテル寝台と組み合わせることによって患者（以下、被検体と呼ぶ。）に対して最適な位置や角度からのＸ線透視を可能にしている。
【０００４】
Ｘ線診断装置のＸ線検出部に用いられる検出器として通常Ｘ線Ｉ．Ｉ．（イメージ・インテンシファイア）が使用されている。このＸ線Ｉ．Ｉ．を用いた撮影方法では、Ｘ線発生部のＸ線管から発生したＸ線によって被検体を照射し、このとき被検体を透過して得られるＸ線の画像情報は、Ｘ線Ｉ．Ｉ．において光学画像に変換され、更に、この光学画像はＸ線ＴＶカメラによって撮影されて電気信号に変換される。そして、電気信号に変換されたＸ線画像情報はＡ／Ｄ変換後、表示部のモニタに表示される。このため、Ｘ線Ｉ．Ｉ．を用いた撮影方法は、フィルム方式では不可能であったリアルタイム撮影を可能にし、又、デジタル信号で画像データの収集ができるため、種々の画像処理が可能となっている。尚、前記Ｘ線Ｉ．Ｉ．に替わるものとして、近年、２次元配列のＸ線検出器によって構成されるＸ線平面検出器が注目を集め、その一部は既に実用化の段階に入っている。
【０００５】
特に、上記Ｃアームを有したＸ線診断装置では、前記Ｘ線発生部及びＸ線検出部あるいは被検体を載置した天板を被検体の体軸方向（天板の長手方向）に移動することによって得られるボーラスＤＡ（ディジタル・アンギオグラフィ）画像データ、あるいはボーラスＤＳＡ（ディジタル・サブトラクション・アンギオグラフィ）画像データを用いて長尺画像データを生成する方法が広く行なわれている。
【０００６】
例えば、ＤＡ撮影では、所定の血管に対して造影剤を注入した後のコントラスト画像を収集することによって血管像が強調されたＤＡ画像データの生成を行なう。
【０００７】
腹部大動脈からカテーテルを介して注入された造影剤が足先まで流れる状態を上述のＤＡ撮影によって観察する場合、腹部から足先までの広い範囲におけるＤＡ画像データを1枚のコントラスト画像データから得ることは現状のＸ線検出部の撮影サイズでは不可能である。
【０００８】
このため、Ｃアームあるいは天板を被検体の体軸方向に順次移動させながら複数の撮影位置においてＤＡ画像データの収集を行ない、得られた複数枚のＤＡ画像データを体軸方向に貼り合わせて長尺画像データを生成する方法が用いられている。
【０００９】
即ち、図２３（ａ）に示すように、図示しないＣアームによって保持されたＸ線発生部及びＸ線検出部、あるいは天板の被検体体軸方向（図の左右方向）への移動により、下肢血管内に注入された造影剤を追跡し複数枚の撮影位置においてＤＡ画像データを生成する。そして、生成された複数枚のＤＡ画像データを体軸方向に貼り合わせて長尺画像データを生成することによって、広い下肢領域における血管を１枚のＸ線画像で観察することが可能となる。尚、長尺画像データの生成において、各々のＤＡ画像データの付帯情報である撮影位置情報（即ち、ＤＡ画像データの撮影位置情報）に基づいて複数枚のＤＡ画像データを体軸方向に貼り合わせることにより貼り合わせ時の位置精度を向上させることができる（例えば、特許文献１参照。）。
【００１０】
ところで上述の長尺画像データの撮影方法として、ステッピング撮影とボーラスチェース撮影がある。ステッピング撮影によるＤＡ画像データの収集では、例えば、図２３（ｂ）に示すように、Ｘ線発生部とＸ線検出部を備えた撮像系を造影剤の到達より早く所定の撮影部位まで移動し、この撮影位置に一旦静止させた状態で下肢血管内に注入された造影剤の到達を待つ。そして、造影剤が到達した時点で撮影を行なったならば前記撮像系を次の撮影位置へ速やかに移動させる。このような方法を繰り返すことによって複数の撮影位置におけるＤＡ画像データの収集を行なう。一方、ボーラスチェース撮影によるＤＡ画像データの収集では、図２３（ｃ）に示すように、撮像系を体軸方向に連続的に移動させて下肢血管内の造影剤を追跡し、予め設定された複数の撮影位置において撮影を行なうことによって複数枚のＤＡ画像データを収集する。
【特許文献１】特開２００３−２３４９５６号公報（第５−６頁、第１−３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述の長尺画像データの生成では、この長尺画像データを構成する複数枚の画像データ（例えば、ＤＡ画像データ）を張り合わせる際に、その境界領域における位置ズレあるいは濃度ズレを極力低減させる必要があり、位置ズレについては上述の特許文献１に記載された方法によって改善することが可能となる。
【００１２】
しかしながら、画像の濃度ズレについては未だ十分な対応がとられていない。特に、上述の下肢血管撮影においては、腹部と脚部は体厚やＸ線吸収率が著しく異なるため、撮影ごとのＸ線照射量の制御が困難であり、従って画像間に許容できない濃度ズレが発生する。このような理由により、体軸方向の複数の部位で得られた複数の画像データをそのまま用いて貼り合わせ処理を行った場合、境界領域における画像濃度が不連続となり診断能を低下させる原因となる。
【００１３】
従って、医師や検査技師（以下、操作者と呼ぶ。）は、ステッピング撮影あるいはボーラスチェース撮影によって得られた複数枚の画像データを貼り合わせて長尺画像データを生成する際に、その境界領域において連続した画像濃度が得られるように上記複数枚の画像データの濃度補正を手動で行なってきた。
【００１４】
しかしながら、このとき貼り合わせに用いられる画像データの枚数は通常１０枚以上となるため、手動による濃度補正の作業は操作者にとって大きな負担となり、又、検査効率あるいは診断効率を著しく低下させていた。更に、下肢血管に対するＸ線撮影では既に述べたように、例えば腹部から脚部に移行する際に体厚等の変化に伴ってＸ線吸収量が著しく変化するため、体軸方向に隣接した画像データ間では画像濃度のみならず、画像濃度のコントラストも大きく異なる。このため、上述の境界領域における画像濃度が等しくなるような補正のみでは体軸方向に連続した長尺画像データを得ることができなかった。又、画像データ間の画像濃度のコントラストを注意深く調整することによって滑らかに繋がった長尺画像データを生成することが可能となるが、大きなＸ線吸収量の差異に伴なって上記画像濃度は大きなダイナミックレンジを有するようになる。このため、長尺画像データの全体を診断に最適な濃度のコントラストで表示することは困難であった。
【００１５】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、被検体の体軸方向において撮影された画像データを貼り合わせることによって長尺画像データの生成を行なう際に、隣接した画像データの境界領域における画像濃度及びコントラストを合わせ、これらの画像データにおけるダイナミックレンジを圧縮するための補正処理を自動的に行なうことによって、診断能に優れた長尺画像データを効率よく生成することが可能なＸ線診断装置、画像生成装置及び画像生成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明のＸ線診断装置は、被検体に対して設定された複数の撮影位置においてＸ線撮影を行ない、複数の画像データを生成する画像データ生成手段と、前記複数の画像データを前記撮影位置の位置情報に基づいて所定方向に貼り合わせ長尺画像データを生成する画像合成手段と、前記長尺画像データに設定された関心領域の代表画素値に基づいて前記画像データの貼り合わせ方向における第１の画素値プロフィールを生成する第１の画素値プロフィール生成手段と、前記第１の画素値プロフィールに基づいて補正関数を算出する補正関数算出手段と、算出された前記補正関数を用いて前記長尺画像データの画素値を補正する画素値演算手段を備えたことを特徴としている。
【００１７】
又、請求項２に係る本発明のＸ線診断装置は、被検体に対して設定された複数の撮影位置においてその端部が重複するようにＸ線撮影を行なって複数の画像データを生成する画像データ生成手段と、前記複数の画像データを前記撮影位置の位置情報に基づいて所定方向に貼り合わせ長尺画像データを生成する画像合成手段と、前記画像データの重複領域に設定された関心領域の代表画素値に基づいて前記複数の画像データの各々に対する補正関数を算出する補正関数算出手段と、算出された前記補正関数を用いて前記長尺画像データの画素値を補正する画素値演算手段を備えたことを特徴としている。
【００１８】
更に、請求項１７に係る本発明の画像生成装置は、被検体に対して設定された複数の撮影位置において得られた画像データを保存する画像データ記憶手段と、この画像データ記憶手段によって保存された複数の前記画像データを前記撮影位置の位置情報に基づいて所定方向に貼り合わせ長尺画像データを生成する画像データ合成手段と、前記長尺画像データに設定された関心領域において算出した代表画素値に基づいて前記画像データの貼り合わせ方向における画素値プロフィールを生成する第１の画素値プロフィール生成手段と、前記第１の画素値プロフィールに基づいて算出された前記補正関数を用いて前記長尺画像データの画素値を補正する画素値演算手段と、この画素値演算手段によって画素値が補正された長尺画像データに設定された関心領域の画素値に基づいて前記貼り合わせ方向の第２の画素値プロフィールを生成する第２の画素値プロフィール生成手段と、前記第２の画素値プロフィールを所定のダイナミックレンジ内に圧縮させるための補正係数を用いて前記長尺画像データの画素値を変換してダイナミックレンジ圧縮を行なうダイナミックレンジ変換手段を備えたことを特徴としている。
【００１９】
又、請求項１８に係る本発明の画像生成装置は、被検体の所定方向に設定された複数の撮影位置においてその端部が重複するように得られた画像データを保管する画像データ記憶手段と、前記複数の画像データを前記撮影位置の位置情報に基づいて所定方向に貼り合わせ長尺画像データを生成する画像合成手段と、この画像データ記憶手段によって保存された前記画像データの重複領域に設定した関心領域の代表画素値に基づいて前記複数の画像データの各々に対する補正関数を算出する補正関数算出手段と、算出された前記補正関数を用いて前記長尺画像データの画素値を補正する画素値演算手段と、この画素値演算手段によって画素値が補正された長尺画像データに設定された関心領域の画素値に基づいて前記貼り合わせ方向の第２の画素値プロフィールを生成する第２の画素値プロフィール生成手段と、前記第２の画素値プロフィールを所定のダイナミックレンジ内に圧縮させるための補正係数を用いて前記長尺画像データの画素値を変換してダイナミックレンジ圧縮を行なうダイナミックレンジ変換手段を備えたことを特徴としている。
【００２０】
一方、請求項１９に係る本発明の画像生成方法は、被検体に対して設定された複数の撮影位置においてＸ線撮影を行ない複数の画像データを生成するステップと、前記複数の画像データを所定方向に貼り合わせて長尺画像データを生成するステップと、前記長尺画像データに設定された関心領域において算出した代表画素値に基づいて前記画像データの貼り合わせ方向における画素値プロフィールを生成するステップと、前記画素値プロフィールに基づいて前記複数の画像データの各々に対する補正関数を算出するステップと、前記補正関数を用いて前記長尺画像データの画素値を補正するステップと、画素値補正後の長尺画像データに設定された関心領域の画素値に基づいて前記貼り合わせ方向の第２の画素値プロフィールを生成するステップと、前記第２の画素値プロフィールを所定のダイナミックレンジ内に圧縮させるための補正係数を決定するステップと、前記補正係数を用いて前記画素値補正後の長尺画像データの画素値を変換してダイナミックレンジ圧縮を行なうステップを有することを特徴としている。
【００２１】
又、請求項２０に係る本発明の画像生成方法は、被検体の所定方向に設定された複数の撮影位置においてその端部が重複するようにＸ線撮影を行ない重複領域を有する複数の画像データを生成するステップと、前記複数の画像データを所定方向に貼り合わせて長尺画像データを生成するステップと、前記画像データの前記重複領域に設定された関心領域において算出した代表画素値に基づいて前記複数の画像データの各々に対する補正関数を算出するステップと、前記補正関数を用いて前記長尺画像データの画素値を補正するステップと、画素値補正後の長尺画像データに設定された関心領域の画素値に基づいて前記画像データの貼り合わせ方向に対して第２の画素値プロフィールを生成するステップと、前記第２の画素値プロフィールを所定のダイナミックレンジ内に圧縮させるための補正係数を決定するステップと、前記補正係数を用いて前記画素値補正後の長尺画像データの画素値を変換してダイナミックレンジ圧縮を行なうステップを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、被検体の体軸方向において得られた複数枚の画像データを貼り合わせて長尺画像データを生成する際に、体軸方向に隣接して得られた画像データ間の境界領域における画像濃度及びコントラストを揃え、全体のダイナミックレンジを圧縮するための補正処理を自動的に行なうことができるため、診断能に優れた長尺画像データを効率よく生成することが可能となり、この補正処理に対する操作者の負担を大幅に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２４】
以下に示す本発明の第１の実施例の第1の特徴は、造影剤注入後の被検体における体軸方向の複数撮影部位にてボーラスＤＡ画像データを生成し、これらのＤＡ画像データを体軸方向に貼り合わせて長尺画像データを生成する際に、各々のＤＡ画像データの体軸方向において生成された画素値プロフィールに基づいて隣接したＤＡ画像データのコントラストや画像濃度（以下では、画素値と呼ぶ。）が一致するように画素値補正を行なうことにある。
【００２５】
又、本実施例の第２の特徴は、上述の方法によって画素値補正された長尺画像データのダイナミックレンジを表示ダイナミックレンジ等で規定される診断に適した範囲に設定するためのダイナミックレンジ圧縮を行なうことにある。
【００２６】
尚、以下に述べる第１の実施例では、ボーラスチェース撮影により体軸方向における複数枚のＤＡ画像データを収集する場合について述べるが、これに限定されるものではなく、例えば、ボーラスチェース撮影の代りに既に述べたステッピング撮影を適用してもよく、又、ＤＡ画像データの代りにＤＡ画像データや造影剤を用いずに収集されるＸ線画像データを用いて長尺画像データの生成を行なってもよい。
【００２７】
（装置の構成）
本発明の第１の実施例におけるＸ線診断装置の構成につき図１乃至図１３を用いて説明する。尚、図１は、Ｘ線診断装置の全体構成を示すブロック図であり、図２は、このＸ線診断装置を構成する画素値補正回路及びダイナミックレンジ圧縮回路のブロック図である。
【００２８】
図１に示したＸ線診断装置１００は、被検体１５０に対してＸ線を照射するためのＸ線発生部１と、このＸ線発生部１におけるＸ線照射に必要な高電圧を供給する高電圧発生部４と、被検体１５０を透過したＸ線を検出するＸ線検出部２と、Ｘ線発生部１及びＸ線検出部２を保持するＣアーム５と、Ｃアーム５の所定方向への回動及び移動やＸ線検出部２及び被検体１５０を載置した天板１８の所定方向への移動を行なう機構部３を備えている。
【００２９】
又、Ｘ線診断装置１００は、Ｘ線検出部２で生成されたＤＡ画像データの保存や必要に応じて輪郭強調等の画像処理を行なう画像演算記憶部６と、生成されたＤＡ画像データを体軸方向に貼り合わせて長尺画像データを生成すると共に、この長尺画像データに対して画素値補正やダイナミックレンジ圧縮を行なう長尺画像データ生成部７と、画素値補正前の長尺画像データ、この長尺画像データに設定された関心領域（以下、ＲＯＩ（region of interest）と呼ぶ。）に基づいて生成された画素値プロフィール、更には、ダイナミックレンジ圧縮後の長尺画像データ等の表示を行なう表示部８と、被検体情報や各種コマンドの入力、Ｘ線照射条件、撮影条件、表示条件等の初期設定を行なう操作部９と、上述の各ユニットを統括して制御するシステム制御部１０を備えている。
【００３０】
Ｘ線発生部１は、被検体１５０に対しＸ線を照射するＸ線管１５と、Ｘ線管１５から照射されたＸ線に対してＸ線錘（コーンビーム）を形成するＸ線絞り器１６を備えている。Ｘ線管１５は、Ｘ線を発生する真空管であり、陰極（フィラメント）より放出された電子を高電圧によって加速させてタングステン陽極に衝突させＸ線を発生する。又、Ｘ線絞り器１６は、Ｘ線管１５から放射されたＸ線ビームを被検体１５０、更にはＸ線検出部２における所望の照射領域に絞り込む機能を有している。
【００３１】
次に、前記Ｘ線発生部１から照射され被検体１５０を透過したＸ線を検出するＸ線検出部２には、既に述べたＸ線Ｉ．Ｉ．を用いた方式やＸ線検出器を２次元配列した、所謂Ｘ線平面検出器を用いた方式等がある。以下では、Ｘ線Ｉ．Ｉ．を用いた方式について述べるが、Ｘ線平面検出器を用いた方式であっても構わない。即ち、図１に示したＸ線検出部２は、Ｘ線Ｉ．Ｉ．２１と、Ｘ線テレビカメラ２２と、Ａ／Ｄ変換器２３を備えている。そして、Ｘ線Ｉ．Ｉ．２１は、被検体１５０を透過したＸ線を可視光に変換し、更に、光−電子−光変換の過程で輝度の増倍を行なって感度のよい投影データを形成する。一方、Ｘ線テレビカメラ２２は、ＣＣＤ撮像素子を用いて上述の光学的な投影データを電気信号に変換し、Ａ／Ｄ変換器２３は、Ｘ線テレビカメラ２２から出力された時系列的な電気信号（ビデオ信号）をデジタル信号に変換する。
【００３２】
次に、機構部３は、被検体１５０を体軸方向（図１の紙面に垂直な方向）及び上下方向（図１における上下方向）に移動させるために、被検体１５０を載置した天板１８を上述の方向に移動する天板移動機構３２と、Ｘ線発生部１及びＸ線検出部２を保持するＣアーム５の被検体１５０の周囲における回動や被検体１５０の体軸方向への移動、更には、Ｘ線検出部２の被検体方向への移動を行なう撮像系移動機構３１と、これらの移動機構を制御する機構制御回路３３を備えている。
【００３３】
そして、機構制御回路３３は、システム制御部１０から供給される制御信号に従がって撮像系移動機構３１を制御し、Ｃアーム５やＸ線検出部２の回動／移動における方向、大きさ、あるいは速度などを設定する。更に、天板移動機構３２や撮像系移動機構３１に設けられたエンコーダから出力される位置信号を受け、被検体１５０とＸ線発生部１及びＸ線検出部２との相対位置の検出を行なう図示しない位置検出器を備えている。そして、このとき得られる撮影位置情報は、システム制御部１０を介して画像演算記憶部６及び長尺画像データ生成部７に供給される。
【００３４】
一方、高電圧発生部４は、Ｘ線管１５の陰極から発生する熱電子を加速するために、陽極と陰極の間に印加する高電圧を発生させる高電圧発生器４２と、システム制御部１０からの指示信号に従い、高電圧発生器４２における管電流、管電圧、Ｘ線パルス幅、照射周期（レート間隔）、撮影区間、照射時間等からなるＸ線照射条件の制御を行なう高電圧制御回路４１を備えている。
【００３５】
一方、画像演算記憶部６は、Ｘ線発生部１及びＸ線検出部２の移動に伴ってＸ線検出部２のＡ／Ｄ変換器２３より順次供給される複数の撮影部位におけるＤＡ画像データを保存する画像データ記憶回路６１と、画像データ記憶回路６１にて保存された所定の撮影部位のＤＡ画像データに対して所望の画像処理を行なう画像演算回路６２を備えている。
【００３６】
又、長尺画像データ生成部７は、画像演算記憶部６において生成された複数のＤＡ画像データを体軸方向に貼り合わせて画素値補正前の長尺画像データを生成する画像合成回路７１と、この長尺画像データの体軸方向に設定したＲＯＩにおける画素値プロフィールに基づいて、前記長尺画像データを構成する複数枚のＤＡ画像データの連続性を改善するための画素値補正を行なう画素値補正回路７２と、前記長尺画像データのダイナミックレンジを圧縮するダイナミックレンジ圧縮回路７３を備えている。
【００３７】
画像合成回路７１は、被検体の体軸方向の複数の撮影位置において生成された複数枚（Ｎ枚）のＤＡ画像データをその付帯情報である撮影位置情報に基づいて貼り合わせ画素値補正前の長尺画像データを生成する。尚、このとき貼りあわされた各々のＤＡ画像データの位置は、操作部９の入力デバイスによって微調整することが可能である。
【００３８】
図３は、画像合成回路７１によって生成される画素値補正前の長尺画像データを示したものであり、画像合成回路７１は、例えば図３（ａ）に示すように撮影位置Ｘ１で得られたＤＡ画像データ１と撮影位置Ｘ２において得られたＤＡ画像データ２を、重複した領域を削除して貼り合わせる（図３（ｂ））。同様な貼り合わせをＤＡ画像データ３乃至ＤＡ画像データＮに対しても行ない図３（ｃ）に示す補正前長尺画像データ３００を生成する。
【００３９】
次に、図２に示した画素値補正回路７２は、画像合成回路７１が複数枚のＤＡ画像データを体軸方向に貼り合わせて生成した画素値補正前の長尺画像データに対して１つあるいは複数のＲＯＩを設定するＲＯＩ設定回路７２１と、設定されたＲＯＩにおいて後述する代表画素値を算出し、この代表画素値の体軸方向における分布を示す画素値プロフィールを生成する画素値プロフィール生成回路７２２と、前記画素値補正前長尺画像データを構成するＤＡ画像データの境界領域において発生する画素値プロフィールの不連続を改善するための補正関数を算出する補正関数算出回路７２３と、算出された補正関数を用いてＤＡ画像データの各々における画素値を補正するための演算を行なう画素値演算回路７２４を備えている。
【００４０】
ＲＯＩ設定回路７２１は、画像合成回路７１によって生成された画素値補正前の長尺画像データに対して所定のＲＯＩを設定する。図４は、画素値補正前の長尺画像データ３００に対して設定された２つのＲＯＩ（ＲＯＩＡ及びＲＯＩＢ）を示しており、このＲＯＩＡ及びＲＯＩＢは、通常図４（ａ）に示すように被検体１５０の体軸３０４に並行して設定されるが、ＲＯＩＡ及びＲＯＩＢの長手方向が下肢の方法あるいは血管の走行方向と異なる場合には、図４（ｂ）に示すようにこれらの方向と一致させたＲＯＩＡａ及びＲＯＩＢａを設定してもよい。又、血管が複雑に走行する場合には、その走行に対応させて折れ線状に設定することが望ましい。
【００４１】
即ち、図４（ａ）に示したＲＯＩＡあるいはＲＯＩＢの下端部のように、Ｘ線発生部１から放射されたＸ線が被検体１５０の下肢を介さずに直接Ｘ線検出部２にて検出される領域が前記ＲＯＩに含まれる場合には、この領域の画素値は特異に大きな値を呈するため、補正関数算出回路７２３が行なう補正関数の算出において大きな誤差が発生する可能性がある。従って、上述のようにＲＯＩの方向と下肢の方向は一致させることが望ましい。
【００４２】
尚、上述のＲＯＩの設定において左右何れかの下肢にＲＯＩＡあるいはＲＯＩＢを設定してもよい。又、上記ＲＯＩは、予め設定されたＲＯＩの位置、形状、傾き、大きさ（幅Ｗと長さＬ）に基づいて補正前長尺画像データ上に自動設定してもよいが、表示部８に表示された前記画素値補正前の長尺画像データに対し操作者が後述する操作部９の入力デバイスを用いて任意に設定してもよい。更に、この長尺画像データから被検体１５０の下肢の位置や形状を認識し、認識した下肢情報と予め設定されたＲＯＩの形状や大きさなどに基づいて自動設定してもよい。
【００４３】
次に、画素値プロフィール生成回路７２２は、画素値補正前の長尺画像データに設定されたＲＯＩの幅方向における複数の画素値から１種類あるいは２種類の代表画素値を設定する。尚、代表画素値として、例えば前記複数の画素値から求められた平均値、最大値、最小値、中央値、最頻値などがあり、これらの中から選択された１種類あるいは２種類の代表画素値に基づいて画素値プロフィールが生成される。
【００４４】
以下の説明では、平均値を代表画素値に設定した場合につき図５を用いて説明する。図５は、図４（ａ）の画素値補正前の長尺画像データ３００に設定されたＲＯＩＡに含まれるＤＡ画像データ１乃至ＤＡ画像データ３の画素と、これらの画素における画素値から算出される代表画素値を模式的に示したものであり、説明を簡単にするために、ＲＯＩＡに含まれる各々のＤＡ画像データは体軸方向に４画素、幅方向に５画素で構成されている。
【００４５】
そして、画素値プロフィール生成回路７２２は、まずＤＡ画像データ１の幅方向に配列された画素Ａ１１乃至Ａ１５の画素値の平均値ａ１を算出し、代表画素値に設定する。同様にして画素Ｂ１１乃至Ｂ１５の平均画素値ｂ１、画素Ｃ１１乃至Ｃ１５の平均値画素値ｃ１、画素Ｄ１１乃至Ｄ１５の平均画素値ｄ１を算出し代表画素値に設定する。更に、ＤＡ画像データ２に対し同様にして算出された平均画素値ａ２、ｂ２、ｃ２、ｄ２、ＤＡ画像データ３に対して算出された平均画素値ａ３、ｂ３、ｃ３、ｄ３を夫々代表画素値に設定する。又、同様の手順によって図示しないＤＡ画像データ４乃至ＤＡ画像データＮについても代表画素値の算出を行なう。
【００４６】
次に、画素値プロフィール生成回路７２２は、算出された代表画素値に基づいて図６に示すような画素値プロフィールＰ１を生成する。尚、図５では、各ＤＡ画像データにおける体軸方向の画素数を４としたが、実際には極めて多くの画素数から構成されている。従って、ＤＡ画像データ１の代表画素値ｄ１と隣接したＤＡ画像データ２の代表画素値ａ２、ＤＡ画像データ２の代表画素値ｄ２と隣接したＤＡ画像データ３の代表画素値ａ３等は略同一部位における代表画素値であり、ＤＡ画像データ間における画像濃度に変動が無い場合には同一の値を示すべきものである。しかしながら、既に述べた理由によりＤＡ画像データ間の画像濃度及びコントラストが異なるため、図６に示すようにその境界領域における代表画素値に差異が発生する。
【００４７】
一方、図４（ａ）あるいは図４（ｂ）において、補正前長尺画像データに２つのＲＯＩ（ＲＯＩＡ及びＲＯＩＢ）が設定される場合には、画素値プロフィール生成回路７２２は、図７に示すようにＲＯＩＡによる画素値プロフィールＰ１とＲＯＩＢによる画素値プロフィールＰ２を生成する。尚、画素値プロフィールＰ２におけるａ１’、ｂ１’、ｃ１’、ｄ１’、ａ２’、ｂ２’、・・・・はＲＯＩＢにおけるＤＡ画像データ１乃至ＤＡ画像データＮの代表画素値を示している。
【００４８】
次いで、補正関数算出回路７２３は、画素値プロフィール生成回路７２２が生成した画素値プロフィールに基づいて、各ＤＡ画像データの境界領域における代表画素値（例えば、ｄ１とａ２、ｄ２とａ３・・・）を一致させるための補正関数を算出する。以下に、このとき算出される補正関数を図８乃至図１０を用いて説明する。
【００４９】
図８は、補正前長尺画像データ３００に設定されたＲＯＩＡにおける代表画素値が１種類の場合の補正関数を示したものである。例えば、ＤＡ画像データｎ−１を基準にＤＡ画像データｎ（ｎ＝２乃至Ｎ）の画素値を補正する場合、その貼り合わせ部位におけるＤＡ画像データｎ−１の代表画素値をｄｎ−１、ＤＡ画像データｎの代表画素値をａｎ、ＤＡ画像データｎにおける補正前の画素値をＸｎとすれば、ＤＡ画像データｎの補正後の画素値Ｙｎは下式（１）あるいは下式（２）を示す図８（ｂ）あるいは図８（ｂ）の補正関数に基づいて算出することができる。
【数１】
2005296332.tif 000003
【数２】
2005296332.tif 000004
【００５０】
特に、式（１）による方法は、ＤＳＡ画像データに対して好適であり、式（２）による方法は、サブトラクション処理を行なわずに得られる画像データ（例えば、本実施例のＤＡ画像データや造影剤を用いずに得られるＸ線画像データ）に対して好適である。
【００５１】
次に、上述のＲＯＩにおける代表画素値が１種類の場合、この代表画素値と画素値プロフィールの勾配を用いた補正方法について述べる。ＤＡ画像データｎ−１の代表画素値ｄｎ−１における画素値プロフィールの勾配をＧｄｎ−１、又、ＤＡ画像データｎの代表画素値ａｎにおける画素値プロフィールの勾配をＧａｎとすれば、このときの補正関数（Ｘｎ，Ｙｎ）は図９に示すように（ａｎ、ｄｎ−１）を通り、勾配がＧｄｎ−１／Ｇａｎの直線となる。代表画素値のみならず画素値プロフィールの勾配の連続性を持たせることによって画素値プロフィール、更にはＤＡ画像データの境界領域における画素値を連続かつ滑らかに繋ぐことが可能となる。
【００５２】
一方、図１０は、補正前長尺画像データに２つのＲＯＩＡ及びＲＯＩＢを設定することによって２つの代表画素値が得られる場合の補正関数を示したものである。即ち、ＤＡ画像データｎ−１とＤＡ画像データｎの境界領域におけるＤＡ画像データｎ−１の代表画素値をｄｎ−１及びｄｎ−１’、ＤＡ画像データｎの代表画素値をａｎ及びａｎ’とすれば、ＤＡ画像データｎの画素値Ｘｎを画素値Ｙｎに補正するための補正関数（Ｘｎ、Ｙｎ）は、座標（ａｎ、ｄｎ−１）と座標（ａｎ’、ｄｎ−１’）の２点を通る直線関数となる。
【００５３】
このように同一種類の２つの代表画素値を用いることによって、図７に示した画素値プロフィールＰ１及び画素値プロフィールＰ２を連続して繋げることが可能となる。即ち、画素値演算回路７２４は、図１０の補正関数を用いてＤＡ画像データｎの画素値Ｘｎを補正することにより、ＤＡ画像データｎ−１に連続した画素値とコントラストを有したＤＡ画像データｎを生成する。このとき、図６に示した補正前長尺画像データにおける画素値プロフィールＰ１は、図１１に示す連続した画素値プロフィールＰｘに補正される。
【００５４】
次に、図２の画素値演算回路７２４は、画素値補正前の長尺画像データを構成するＤＡ画像データｎの各画素値Ｘｎを式（１）や式（２）、あるいは図８乃至図１０において示した補正関数に基づいて補正を行なう。このとき、先ずＤＡ画像データ１を基準に隣接したＤＡ画像データ２の画素値の補正を行ない、次いで、補正後のＤＡ画像データ２を基準にＤＡ画像データ３の補正を行なう。このような動作をＤＡ画像データＮの画素値補正が終了するまで繰り返し行なう。尚、上記補正は、ＤＡ画像データ１を基準に行なう代わりに、ＤＡ画像データＮあるいは任意のＤＡ画像データｎを基準に行なってもよい。
【００５５】
図２に戻って、長尺画像データ生成部７のダイナミックレンジ圧縮回路７３は、ＲＯＩ設定回路７３１と、画素値プロフィール生成回路７３２と、補正係数決定回路７３３と、ダイナミックレンジ変換回路７３４を備えている。
【００５６】
ＲＯＩ設定回路７３１は、貼り合わせ位置調整及び画素値補正を行ない滑らかに繋がった長尺画像データの画素値プロフィールを得るためのＲＯＩを設定する。この場合のＲＯＩは、特に診断における主要部位に設定されることが望ましく、例えば、下肢ＤＡ検査の場合には下肢血管、全脊柱検査の場合には脊柱、全下肢検査の場合には下肢の骨を中心に設定される。
【００５７】
このとき、上記ＲＯＩは、観察部位が直線状の場合には図４の場合と同様にして長方形ＲＯＩが設定され、非直線状の場合には、折れ線状ＲＯＩあるいは曲線状ＲＯＩが設定される。何れの場合においても、長尺画像データの上端部から下端部まで体軸方向の全長にわたり設定される。尚、画素値補正回路７２のＲＯＩ設定回路７２１によって設定されたＲＯＩが上記条件を満たしているならば、このＲＯＩを引き続き用いることも可能である。
【００５８】
このＲＯＩ設定の目的は、濃度変化が体軸方向に大きく、この体軸方向と直交する方向（横方向）に小さい長尺画像データに対するダイナミックレンジ圧縮を比較的簡単な演算で行ない観察可能な範囲に確実に納めることにある。
【００５９】
画素値プロフィール生成回路７３２は、ＲＯＩ設定回路７３１によって設定されたＲＯＩ内における前記横方向の画素値に対して平均値を算出する。この平均値演算を画素値補正後の長尺画像データの体軸方向に対して順次行ないダイナミックレンジ圧縮用の画素値プロフィールを生成する。但し、ここで生成された画素値プロフィールはノイズ等の影響が含まれているため、図示しないフィルタ回路により、体軸方向に対して低域通過フィルタ処理あるいは移動平均処理を行なって更に滑らかな画素値プロフィールを生成する。
【００６０】
一方、補正係数決定回路７３３は、ダイナミックレンジ圧縮を行なう際の補正係数の決定を行なう。Ｘ線診断装置において従来使用されてきた増感紙−フィルムに比べ本実施例で用いるモニタやレーザイメージャは表示ダイナミックレンジが狭く、高輝度信号（白側）及び低輝度信号（黒側）のレンジに余裕が無い。このため、これらの信号の観察が困難になる階調カーブにならざるを得ない。
【００６１】
図１２（ａ）は、既に図１１において示した画素値補正後の長尺画像データのダイナミックレンジ圧縮前の画素値プロフィールＰｘであり、この画素値プロフィールＰｘに示した破線Ｌ１及びＬ２の範囲ＤＲから外れた部分は白あるいは黒につぶれて観察が困難になる。
【００６２】
本実施例では、主に観察する部位における白側や黒側の何れに対しても観察を可能とするために画素値プロフィールＰＸを図１２（ａ）の破線α及びβの内側に圧縮する。このステップでは、画素値プロフィールＰＸを図１３の変換テーブルに基づいて変換し、図１２（ｂ）に示した長手方向の補正係数カーブを求める。
【００６３】
次に、ダイナミックレンジ変換回路７３４は、画素値補正後の長尺画像データにおいて、同一の体軸方向位置の横方向に配列された各画素の画素値に対して図１２（ｂ）に示した補正係数カーブの補正値を乗算してダイナミックレンジの圧縮を行なう。
【００６４】
上述のダイナミックレンジ圧縮を図１４を用いて説明する。ここでは、説明を簡単にするために１２画素ｘ５画素で構成されるダイナミックレンジ圧縮前の長尺画像データ３１０に対して上述の乗算処理を行なう。
【００６５】
図１４における圧縮前の長尺画像データ３１０の第１行画素の画素値がＰ１１乃至Ｐ１５、第２行画素の画素値がＰ２１乃至Ｐ２５，第３行画素の画素値がＰ３１乃至Ｐ３５、・・・で構成され、夫々の行に対応する前記補正係数カーブの補正係数が１、ａ，ｂ，・・・とすれば、圧縮後の長尺画像データ３２０の第１行画素の画素値ａＰ１１乃至ａＰ１５、第２行画素の画素値ａＰ２１乃至ａＰ２５，第３行画素の画素値ａＰ３１乃至ａＰ３５、・・・は夫々次式（３）によって算出される。
【数３】
2005296332.tif 000005
【００６６】
このような乗算処理を画素値補正後の長尺画像データの全ての画素に対して行なうことによって、少なくともＲＯＩ内のダイナミックレンジが所定の範囲内に圧縮された長尺画像データ（ダイナミックレンジ圧縮後の長尺画像データ）を得ることができる。その結果、ダイナミックレンジ圧縮後の長尺画像データの前記ＲＯＩにおける圧縮後画素値プロフィールは、図１２（ｃ）に示すように破線α及びβで囲まれた範囲に圧縮することができる。尚、上述の補正では、基準値を「１」とした補正関数を乗ずることによってダイナミックレンジ圧縮を行なったが、基準値を「０」とした補正関数の加減によりダイナミックレンジ圧縮を行なってもよい。
【００６７】
次に、図１に戻って、操作部９は、キーボード、トラックボール、ジョイスティック、マウスなどの入力デバイスや表示パネル、あるいは各種スイッチ等を備えたインターラクティブなインターフェイスである。そして、操作部９は、被検体情報の入力、被検体１５０の周囲におけるＸ線発生部１及びＸ線検出部２の回動角度の設定、被検体１５０の体軸方向におけるＸ線発生部１及びＸ線検出部２あるいは天板１８の移動位置の設定、Ｘ線絞り器１６によるＸ線照射角度αやＸ線Ｉ．Ｉ．２１におけるＸ線投影範囲の設定等を行ない、更に、各種コマンドの入力、撮影対象臓器あるいは撮影対象部位に対するＸ線照射条件の初期設定などを行なう。
【００６８】
又、被検体１５０に注入された造影剤の移動速度に合わせてＸ線発生部１及びＸ線検出部２、あるいは天板１８の体軸方向における移動速度や移動方向の指示を行なう機能を有している。尚、上記Ｘ線照射条件として、管電流、管電圧、照射時間等があり、被検体情報として年齢、性別、体型（身長及び体重）、撮影対象部位（臓器）、過去の診断履歴等がある。
【００６９】
一方、表示部８は、長尺画像データ生成部７において生成された画素値補正前及び画素値補正後の長尺画像データ、ダイナミックレンジ圧縮後の長尺画像データ、更には、画素値補正やダイナミックレンジ圧縮のための画素値プロフィール等の表示を行なう。
【００７０】
そして、この表示部８は、長尺画像データ生成部７において得られた上述の画像データ及び画素値プロフィールとその付帯情報を必要に応じて合成し表示用データを生成する表示用データ生成回路８１と、上記表示用画像データに対してＤ／Ａ変換とＴＶフォーマット変換を行なって映像信号を生成する変換回路８２と、生成された映像信号を表示する液晶、あるいはＣＲＴのモニタ８３を備えている。
【００７１】
次いで、システム制御部１０は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、操作部９において入力される情報や各種の設定条件は前記記憶回路に保存される。例えば、操作部９において初期設定されたＸ線発生部１、Ｘ線検出部２及び天板１８の回動／移動情報やＸ線照射条件を前記記憶回路に記憶した後、当該ユニットに供給する。
【００７２】
又、前記記憶回路にはボーラスＤＡのためのＮ箇所の撮影位置情報が予め保存されており、機構部３の機構制御回路３３から供給される撮影位置情報と予め設定された撮影位置情報とが一致した場合には、高電圧発生部４に対してＸ線照射の制御信号を供給する。
【００７３】
（ＤＡ画像データの生成手順）
次に、図１及び図２と図１５及び図１６を用い、本実施例のＸ線診断装置１００におけるボーラスＤＡ画像データの生成手順について説明する。尚、図１５は、ボーラスＤＡ画像データの生成手順を示すフローチャートであり、図１６は、ボーラスＤＡ画像データの収集方法を示した図である。但し、図１６では、静止した被検体１５０の体軸方向にＸ線発生部１及びＸ線検出部２（以下、これらを纏めて撮像系と呼ぶ。）を移動することによってボーラスＤＡ画像データの生成を行なう場合について述べるが、天板１８と共に被検体１５０を移動してもよい。
【００７４】
先ず、Ｘ線診断装置１００の操作者は、操作部９において被検体１５０に関する被検体情報の入力を行ない、更に、撮影位置（撮像系の移動位置）、Ｘ線照射条件、Ｘ線照射角度及びＸ線投影範囲等の初期設定を行なう。そして、これらの被検体情報や初期設定条件はシステム制御部１０の記憶回路に保存される（図１５のステップＳ１）。
【００７５】
次いで、システム制御部１０は、上記撮影位置の情報に基づいて機構部３の機構制御回路３３に対して制御信号を供給し、機構制御回路３３は、撮像系移動機構３１に対して駆動信号を供給して初期位置（図１６のＸ０）に撮像系を移動する。
【００７６】
次いで、操作者は、被検体１５０の鼠ケイ部大動脈に造影剤を注入した後（図１５のステップＳ２）操作部９より撮影開始コマンドを入力する。操作部９より撮影開始コマンド信号の供給を受けたシステム制御部１０は、機構部３の機構制御回路３３に対して制御信号を送り、機構制御回路３３は、撮像系移動機構３１に駆動信号を供給して撮像系を最初の撮影位置（図１６のＸ１）に対して任意の速度で移動する。
【００７７】
一方、機構制御回路３３の位置検出器は、撮像系移動機構３１に設けられたエンコーダから送られてくる信号に基づいて撮像系の位置検出を継続的に行ない、その検出位置（Ｘ）が最初の撮影位置（Ｘ１）に一致したならば、一致信号を発生する。そして、この一致信号を受信したシステム制御部１０は、高電圧発生部４に対してＸ線発生のための制御信号を供給する。
【００７８】
次いで、システム制御部１０からの前記制御信号を受信した高電圧発生部４の高電圧制御回路４１は、既に設定されているＸ線照射条件に基づいて高電圧発生器４２を制御して高電圧をＸ線発生部１のＸ線管１５に印加する。そして、高電圧が印加されたＸ線管１５は、所定パルス幅のＸ線を、Ｘ線絞り器１６を介して被検体１５０に照射し、被検体１５０を透過したＸ線は、その後方に設けられたＸ線検出部２のＸ線Ｉ．Ｉ．２１に投影される。
【００７９】
一方、Ｘ線Ｉ．Ｉ．２１は、被検体１５０を透過したＸ線を光学画像に変換し、更に、Ｘ線テレビカメラ２２は、前記光学画像を電気信号（ビデオ信号）に変換する。そして、Ｘ線テレビカメラ２２から時系列的に出力されるビデオ信号は、Ａ／Ｄ変換器２３にてデジタル信号に変換された後、画像演算記憶部６の画像データ記憶回路６１に撮影位置Ｘ１のＤＡ画像データとして保存される。更に、このときの撮影位置情報（Ｘ１）も前記ＤＡ画像データの付帯情報として保存される（図１５のステップＳ３）。
【００８０】
以下、同様の手順によって撮像系を撮影位置Ｘ２乃至ＸＮに移動させ、このとき得られたＤＡ画像データとその撮影位置情報を画像データ記憶回路６１に順次保存する（図１５のステップＳ３及びＳ４）
（長尺画像データの生成手順）
次に、本実施例のＸ線診断装置１００による長尺画像データの生成手順につき図１乃至図１４と図１７乃至図１９を用いて説明する。尚、図１７は、長尺画像データの生成手順を示すフローチャートである。
【００８１】
操作者は、操作部９よりＤＡ画像データによる長尺画像データの生成開始コマンドを入力し、このコマンド信号が操作部９よりシステム制御部１０に送られると、システム制御部１０は長尺画像データ生成部７の各ユニットに対して指示信号を供給する。
【００８２】
この指示信号を受信した長尺画像データ生成部７の画像合成回路７１は、既に、撮影位置Ｘ１乃至ＸＮにおいて得られ、画像演算記憶部６の画像データ記憶回路６１におけるＤＡ画像データ記憶領域に保存されているＮ枚のＤＡ画像データとその撮影位置情報を読み出し、この撮影位置情報に基づいて前記ＤＡ画像データを体軸方向に貼り合わせて画素値補正前の長尺画像データを生成する（図１７のステップＳ５）。そして、システム制御部１０は、画像合成回路７１によって供給された前記長尺画像データを、例えば図３（ｃ）に示した形態によって表示部８のモニタ８３に表示する。
【００８３】
一方、図２の画素値補正回路７２におけるＲＯＩ設定回路７２１は、前記画像合成回路７１において生成された前記長尺画像データに対してＲＯＩを設定する（図１７のステップＳ６）。
【００８４】
次に、画素値プロフィール生成回路７２２は、補正前長尺画像データに設定されたＲＯＩの幅方向における複数の画素値を用いて代表画素値を設定し、体軸方向に得られた複数の代表画素値から画素値プロフィールを生成する（図１７のステップＳ７）。そして、生成された画素値プロフィールを、必要に応じて前記補正前長尺画像データと共に表示部８に表示する。
【００８５】
一方、補正関数算出回路７２３は、画素値プロフィール生成回路７２２が生成した画素値プロフィールに基づいて、前記長尺画像データを構成する複数のＤＡ画像データの階調とその境界における画素値を一致させるための補正関数を算出する（図１７のステップＳ８）。次いで、画素値演算回路７２４は、補正関数算出回路７２３が算出した補正関数を用いて前記ＤＡ画像データの各画素値の補正を行なう（図１７のステップＳ９）。
【００８６】
次いで、ダイナミックレンジ圧縮回路７３のＲＯＩ設定回路７３１は、画素値補正後の長尺画像データに対して再度画素値プロフィールを得るためのＲＯＩを設定し（図１７のステップＳ１０）、画素値プロフィール生成回路７３２は、ＲＯＩ設定回路７３１によって設定されたＲＯＩにおける横方向の平均画素値の算出を前記長尺画像データの体軸方向に対して順次行ないダイナミックレンジ圧縮用の画素値プロフィールを生成する（図１７のステップＳ１１）。
【００８７】
次に、補正係数決定回路７３３は、生成された画素プロフィールを所定のレンジに納めるための補正係数カーブを予め設定された変換テーブルに基づいて求め（図１７のステップＳ１２）、ダイナミックレンジ変換回路７３４は、前記長尺画像データの画素値に前記補正係数カーブの補正係数を乗算してダイナミックレンジ圧縮を行なう（図１７のステップＳ１３）。
【００８８】
そして、システム制御部１０は、ダイナミックレンジ圧縮後の長尺画像データを表示部８の表示用データ生成回路８１に供給し、表示用データ生成回路８１は、この長尺画像データとシステム制御部１０から供給される被検体情報などの付帯情報を合成して表示用画像データを生成する。次いで、変換回路８２は、前記表示用画像データに対してＤ／Ａ変換とＴＶフォーマット変換を行なって映像信号を生成しモニタ８３に表示する（図１７のステップＳ１４）。
【００８９】
以上述べた本実施例によれば、被検体の体軸方向の複数の部位において得られたボーラスＤＡ画像データを体軸方向に貼り合わせて長尺画像データを生成する際に、各々のＤＡ画像データの体軸方向における画素値プロフィールに基づいてＤＡ画像データの画素値を補正することにより画素値やコントラストの連続性に優れた長尺画像データを生成することが可能となる。
【００９０】
又、上述の方法によって各ＤＡ画像データの境界領域における画像濃度及びコントラストを揃えるための補正処理や全体のダイナミックレンジを圧縮するための補正処理を自動的に行うことができるため、診断能に優れた長尺画像データを効率よく生成することが可能となる。
【００９１】
更に、上述の補正処理は、画素値プロフィールに基づいて自動的に行なわれるため、診断効率が向上すると共に、長尺画像データの生成における操作者の負担が大幅に軽減する。
【００９２】
尚、本実施例の補正前長尺画像データにおけるＲＯＩは体軸方向に連続して設定したが、例えば、図１８に示すように貼り合わされたＤＡ画像データの境界領域に設定してもよい。このときのＲＯＩの位置は初期設定された撮影位置Ｘ１乃至ＸＮによって一義的に決定される。ＤＡ画像データの境界領域にのみ設定したＲＯＩに基づいて生成される画素値プロフィールを図１９に示す。このようなＲＯＩの設定方法によれば、画素値の補正に必要な代表画素値やその勾配等を過不足なく得ることができ、しかも画素値プロフィールの生成に要する時間を短縮することが可能となる。
【実施例２】
【００９３】
次に、本発明の第２の実施例について述べる。この第２の実施例の特徴は、被検体の体軸方向の複数の部位において得られたボーラスＤＡ画像データを体軸方向に貼り合わせて長尺画像データを生成する際に、各々のＤＡ画像データの端部に設定されたＲＯＩにおける代表画素値に基づいて、隣接したＤＡ画像データのコントラストあるいは貼り合わせ部における画素値が連続するようにＤＡ画像データの画素値補正を行なうことにある。
【００９４】
尚、この場合も第１の実施例と同様にして、ボーラスチェース撮影によって体軸方向における複数枚のＤＡ画像データの収集を行なう場合について述べるが、ボーラスチェース撮影の代りにステッピング撮影を適用してもよく、又、ＤＡ画像データの代りにＤＳＡ画像データや造影剤を用いないＸ線画像データを用いて長尺画像データを生成してもよい。
【００９５】
（装置の構成）
本発明の第２の実施例におけるＸ線診断装置の構成につき図２０及び図２１を用いて説明する。尚、図２０は、図１に示したＸ線診断装置１００の長尺画像データ生成部７における画素値補正回路７２の構成を示すブロック図であり、既に図２に示した上述の第１の実施例における画素値補正回路７２との差異は、画素値プロフィール生成回路７２２に代わって代表画素値算出回路７２７が設けられていることである。
【００９６】
即ち、図２０の画素値補正回路７２は、画像合成回路７１が生成した画素値補正前の長尺画像データを構成するＤＡ画像データ１乃至Ｎの端部にＲＯＩを設定するＲＯＩ設定回路７２６と、このＲＯＩに含まれる複数の画素の画素値から代表画素値を算出する代表画素値算出回路７２７と、隣接したＲＯＩにおいて算出された代表画素値を一致させるための補正関数を算出する補正関数算出回路７２８と、算出された補正関数を用いてＤＡ画像データの画素値を補正する画素値演算回路７２９を備えている。尚、本実施例における上記重複部位のＲＯＩは２つとするが１つであっても構わない。
【００９７】
図２１は、ＤＡ画像データ１乃至Ｎを貼り合わせて生成された画素値補正前の長尺画像データ３００を示しており、ＲＯＩ設定回路７２６は、例えば、ＤＡ画像データ２と多少重複するように撮影されたＤＡ画像データ１の端部にＲＯＩ−１ｂ及びＲＯＩ−１ｂ’を設定し、このＲＯＩ−１ｂ及びＲＯＩ−１ｂ’と同じ位置におけるＤＡ画像データ２にＲＯＩ−２ａ及びＲＯＩ−２ａ’を設定する。同様にして、ＤＡＤＡ画像データｎにＲＯＩ−ｎｂ及びＲＯＩ−ｎｂ’ＤＡ画像データｎ＋１にＲＯＩ−（ｎ＋１）ａ及びＲＯＩ−（ｎ＋１）ａ’を設定する。
【００９８】
次に、代表画素値算出回路７２７は、ＤＡ画像データｎに設定されたＲＯＩ−ｎａ、ＲＯＩ−ｎａ’、ＲＯＩ−ｎｂ、ＲＯＩ−ｎｂ’の各々における複数の画素値から代表画素値を算出する。そして、補正関数算出回路７２８は、ＤＡ画像データの重複したＲＯＩにおいて算出された代表画素値を一致させるための補正関数を例えば図８あるいは図１０に基づいて算出し、画素値演算回路７２９は、ＤＡ画像データの各画素値を前記補正関数に基づいて補正する。
【００９９】
（長尺画像データの生成手順）
次に、本実施例のＸ線診断装置１００による長尺画像データの生成手順につき図２０乃至図２２を用いて説明する。尚、図２２は、本実施例における長尺画像データの生成手順を示すフローチャートである。
【０１００】
操作者は、操作部９よりＤＡ画像データによる長尺画像データの生成開始コマンドを入力し、このコマンド信号が操作部９よりシステム制御部１０に送られると、システム制御部１０は長尺画像データ生成部７の各ユニットに対して指示信号を供給する。
【０１０１】
この指示信号を受信した長尺画像データ生成部７の画像合成回路７１は、既に、撮影位置Ｘ１乃至ＸＮにおいて得られ、画像演算記憶部６の画像データ記憶回路６１に保存されているＮ枚のＤＡ画像データとその撮影位置情報を読み出し、この撮影位置情報に基づいて前記ＤＡ画像データを貼り合わせて画素値補正前の長尺画像データを生成する（図２２のステップＳ２１）。
【０１０２】
一方、画素値補正回路７２におけるＲＯＩ設定回路７２６は、前記画像合成回路７１において生成された前記長尺画像データを構成するＤＡ画像データに対してＲＯＩを設定する（図２２のステップＳ２２）。
【０１０３】
次に、画素値補正回路７２の代表画素値算出回路７２７は、前記長尺画像データに設定されたＲＯＩの幅方向における複数の画素値を用いて代表画素値を算出し（図２２のステップＳ２３）、補正関数算出回路７２８は、代表画素値算出回路７２７が算出した代表画素値に基づいて、ＤＡ画像データの隣接領域に設定された夫々のＲＯＩにおける代表画素値を一致させるための補正関数を算出する（図２２のステップＳ２４）。そして、画素値演算回路７２９は、補正関数算出回路７２８が算出した補正関数を用いて前記ＤＡ画像データの各画素値の補正を行なう（図２２のステップＳ２５）。
【０１０４】
次いで、ダイナミックレンジ圧縮回路７３のＲＯＩ設定回路７３１は、画素値補正後の長尺画像データに対して再度画素値プロフィールを得るためのＲＯＩを設定し（図２２のステップＳ２６）、画素値プロフィール生成回路７３２は、ＲＯＩ設定回路７３１によって設定されたＲＯＩの横方向における平均画素値の算出を前記長尺画像データの体軸方向に対して順次行ないダイナミックレンジ圧縮用の画素値プロフィールを生成する（図２２のステップＳ２７）。
【０１０５】
次に、補正係数決定回路７３３は、生成された画素プロフィールを所定のレンジに納めるための補正係数カーブの補正係数を予め設定された変換テーブルに基づいて決定し（図２２のステップＳ２８）、ダイナミックレンジ変換回路７３４は、前記長尺画像データの画素値に対して前記補正係数カーブの補正係数を乗算してダイナミックレンジ圧縮を行なう（図２２のステップＳ２９）。
【０１０６】
そして、ダイナミックレンジ圧縮後の長尺画像データは、表示部８に表示される（図２２のステップＳ３０）が、これらの手順は第１の実施例と同様であるため説明を省略する。
【０１０７】
以上述べた第２の実施例によれば、被検体の体軸方向の複数の部位において得られたボーラスＤＡ画像データを体軸方向に貼り合わせて長尺画像データを生成する際に、各々のＤＡ画像データの隣接領域に設定されたＲＯＩにおける代表画素値に基づいてＤＡ画像データの画素値を補正するため、画素値やコントラストの連続性に優れた長尺画像データをより簡単な処理によって生成することが可能となる。従って、診断効率が向上すると共に、長尺画像データの生成における操作者の負担が軽減する。
【０１０８】
以上、本発明の実施例について述べてきたが、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、変形して実施することが可能である。例えば、上記実施例では、長尺画像データ生成機能を備えたＸ線診断装置について述べたが、長尺画像データ生成機能を有した画像生成装置であってもよい。例えば、図２３に示した画像生成装置２００は、Ｘ線診断装置によって得られ、ネットワークあるいは記憶媒体によって供給されたＤＡ画像データとその撮影位置情報を保存する画像データ記憶部１１と、上述の第1の実施例あるいは第２の実施例の機能を有する長尺画像データ生成部７と、この長尺画像データを表示する表示部８と、各種の初期設定やコマンドを入力するための操作部９と、これらのユニットを統括的に制御するシステム制御部１２を備えている。尚、これらの各ユニットは既に述べた実施例と同様であるため詳細な説明は省略する。
【０１０９】
更に、上述の実施例では、一旦得られたＮ枚のＤＡ画像データに対して長尺画像データを生成するための補正処理を行なったが、所定部位におけるＤＡ画像データの生成に後続して長尺画像データの生成をリアルタイムで行なってもよい。但し、同一位置で複数回の撮影が行なわれるような場合には、最初の撮影で得られた第１のＤＡ画像データにおいて隣接ＤＡ画像データとの代表画素値あるいは画素値プロフィールを比較し、この比較結果に基づいて更新したＸ線照射条件によって得られた第２のＤＡ画像データを用いて上述の補正処理を行なうことにより補正精度を高めることができる。
【０１１０】
更に、Ｘ線Ｉ．Ｉ．を用いた方式では、本実施例による画素値補正と通常行なわれているシェーディング補正を同時に行なうことにより、画素値補正の精度を向上させることができる。
【０１１１】
尚、上記の説明では、ＤＡ画像データを用いて長尺画像データを生成する場合について述べたが、これに限定されるものではなく、例えば、ＤＡ画像データや全脊椎データ、全下肢画像データの生成であっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の第１の実施例におけるＸ線診断装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】同実施例における画素値補正回路及びダイナミックレンジ圧縮回路の構成を示すブロック図。
【図３】同実施例における画素値補正前の長尺画像データを説明するための図。
【図４】同実施例における画素値補正前の長尺画像データに対するＲＯＩの設定方法を示す図。
【図５】同実施例における代表画素値の算出方法を示す図。
【図６】同実施例の補正前長尺画像データに設定されたＲＯＩに基づいて生成された画素値プロフィール。
【図７】同実施例の補正前長尺画像データにおいて２つのＲＯＩが設定された場合の画素値プロフィール。
【図８】同実施例の補正前長尺画像データにおける代表画素値が１種類の場合の補正関数を示す図。
【図９】同実施例の補正前長尺画像データにおける代表画素値とその勾配を用いた場合の補正関数を示す図。
【図１０】同実施例の補正前長尺画像データにおいて２つのＲＯＩが設定された場合の補正関数を示す図。
【図１１】同実施例の画素値補正後の長尺画像データにおける画素値プロフィール。
【図１２】同実施例における長尺画像データのダイナミックレンジ圧縮を説明するための図。
【図１３】同実施例におけるダイナミックレンジ圧縮のための変換テーブルを示す図。
【図１４】同実施例におけるダイナミックレンジ圧縮を説明するための図。
【図１５】同実施例におけるＤＡ画像データの生成手順を示すフローチャート。
【図１６】同実施例におけるＤＡ画像データの収集方法を示す図。
【図１７】同実施例における長尺画像データの生成手順を示すフローチャート。
【図１８】同実施例の変形例における補正前長尺画像データに対するＲＯＩの設定方法を示す図。
【図１９】同変形例において生成される画素値プロフィール。
【図２０】本発明の第２の実施例における画素値補正回路の構成を示すブロック図。
【図２１】同実施例の補正前長尺画像データに対するＲＯＩの設定方法を示す図。
【図２２】同実施例における長尺画像データの生成手順を示すフローチャート。
【図２３】本発明の第１の実施例及び第２の実施例の変形例における画像生成装置の構成を示すブロック図。
【図２４】長尺画像データ生成のためのステッピング撮影及びボーラスチェース撮影を示す図。
【符号の説明】
【０１１３】
１…Ｘ線発生部
２…Ｘ線検出部
３…機構部
４…高電圧発生部
５…Ｃアーム
６…画像演算記憶部
７…長尺画像データ生成部
８…表示部
９…操作部
１０、１２…システム制御部
１１…画像データ記憶部
１５…Ｘ線管
１６…Ｘ線絞り器
１８…天板
２１…Ｘ線Ｉ．Ｉ．
２２…Ｘ線テレビカメラ
２３…Ａ／Ｄ変換器
３１…撮像系移動機構
３２…天板移動機構
３３…機構制御回路
４１…高電圧制御回路
４２…高電圧発生器
６１…画像データ記憶回路
６２…画像演算回路
７１…画像合成回路
７２…画素値補正回路
７３…ダイナミックレンジ圧縮回路
８１…表示用データ生成回路
８２…変換回路
８３…モニタ
１００…Ｘ線診断装置
２００…画像生成装置
７２１、７２６…ＲＯＩ設定回路
７２２…画素値プロフィール生成回路
７２３、７２８…補正関数算出回路
７２４、７２９…画素値演算回路
７２７…代表画素値算出回路
７３１…ＲＯＩ設定回路
７３２…画素値プロフィール生成回路
７３３…補正係数決定回路
７３４…ダイナミックレンジ変換回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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