(57)【要約】【課題】被ばく量の低減を支援することができる。【解決手段】画像処理装置は、記憶部、算出部、第１生成部、および表示部を含む。記憶部は、Ｘ線画像を記憶する。算出部は、前記Ｘ線画像の第１ノイズ量を算出する。第１生成部は、ノイズ画像のノイズ量に対するＸ線量の依存性に基づいて、前記第１ノイズ量で示される第１ノイズ画像に対応する第１Ｘ線量を得たのち、前記第１Ｘ線量とは異なる第２Ｘ線量に対応する第２ノイズ画像を少なくとも１つ算出し、前記第２ノイズ画像と前記Ｘ線画像とを加算した第１シミュレーション画像を生成する。表示部は、前記Ｘ線画像と少なくとも１つの前記第１シミュレーション画像とを表示する。【選択図】      図１
2013017511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線画像を記憶する記憶部と、
前記Ｘ線画像の第１ノイズ量を算出する算出部と、
ノイズ画像のノイズ量に対するＸ線量の依存性に基づいて、前記第１ノイズ量で示される第１ノイズ画像に対応する第１Ｘ線量を得たのち、前記第１Ｘ線量とは異なる第２Ｘ線量に対応する第２ノイズ画像を少なくとも１つ算出し、前記第２ノイズ画像と前記Ｘ線画像とを加算した第１シミュレーション画像を生成する第１生成部と、
前記Ｘ線画像と少なくとも１つの前記第１シミュレーション画像とを表示する表示部と、を具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
Ｘ線画像を記憶する記憶部と、
前記Ｘ線画像を撮影したときの第１Ｘ線量を算出する算出部と、
ノイズ画像のノイズ量に対するＸ線量の依存性に基づいて、前記第１Ｘ線量とは異なる第２Ｘ線量に対応するノイズ画像を少なくとも１つ算出し、前記第２Ｘ線量に対応するノイズ画像と前記Ｘ線画像とを加算した第１シミュレーション画像を生成する第１生成部と、
前記Ｘ線画像と少なくとも１つの前記第１シミュレーション画像とを表示する表示部と、を具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
少なくとも１つの前記第１シミュレーション画像について、それぞれ少なくとも１つの画像処理を行い、第２シミュレーション画像を得る第２生成部をさらに具備し、
前記表示部は、前記Ｘ線画像と前記第２シミュレーション画像とを表示することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
Ｘ線量または画像に関する目標値を設定する設定部をさらに具備し、
前記第１生成部は、前記目標値の設定があった場合には、前記依存性に基づいて前記目標値に対応するＸ線量における第３ノイズ画像を抽出し、該第３ノイズ画像と前記Ｘ線画像とを加算した目標画像を少なくとも生成し、
前記表示部は、前記目標値の設定があった場合には、少なくとも前記Ｘ線画像と前記目標画像とを表示することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記生成部は、複数の前記第１シミュレーション画像を生成する場合、それぞれＸ線量が異なる第１シミュレーション画像を生成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項６】
指示信号の入力があった場合、前記Ｘ線画像のノイズ量と前記目標画像のノイズ量との差を計算する第１計算部と、
前記Ｘ線画像が前記目標画像となるように、前記差よりＸ線の照射条件を計算する第２計算部と、をさらに具備することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項７】
Ｘ線画像を記憶する記憶部を用意し、
前記Ｘ線画像の第１ノイズ量を算出し、
ノイズ画像のノイズ量に対するＸ線量の依存性に基づいて、前記第１ノイズ量で示される第１ノイズ画像に対応する第１Ｘ線量を得たのち、前記第１Ｘ線量とは異なる２Ｘ線量に対応する第２ノイズ画像を少なくとも１つ算出し、前記第２ノイズ画像と前記Ｘ線画像とを加算した第１シミュレーション画像を生成し、
前記Ｘ線画像と少なくとも１つの前記第１シミュレーション画像とを表示することを具備することを特徴とする画像処理方法。
【請求項８】
Ｘ線を発生するＸ線発生部と、
該Ｘ線発生部から照射され、被検体を透過したＸ線を検出してＸ線画像を得るＸ線検出部と、
前記被検体に対する前記Ｘ線発生部と前記Ｘ線検出部とのＸ線の照射角度、位置、および範囲を制御する制御部と、
前記Ｘ線画像を記憶する記憶部と、
前記Ｘ線画像の第１ノイズ量を算出する算出部と、
Ｘ線量または画像に関する目標値を設定する設定部と、
ノイズ画像のノイズ量に対するＸ線量の依存性に基づいて、前記目標値に対応するＸ線量または前記目標値に対応する第２ノイズ量におけるノイズ画像を算出し、前記第２ノイズ量におけるノイズ画像と前記Ｘ線画像とを加算した目標画像を生成する生成部と、
前記Ｘ線画像と前記目標画像とを表示する表示部と、
指示信号の入力があった場合、前記第１ノイズ量と前記第２ノイズ量との差を計算する第１計算部と、
前記Ｘ線画像が前記目標画像となるように、前記差よりＸ線の照射条件を計算する第２計算部と、を具備し、
前記制御部は、前記照射条件でＸ線撮影を行うように制御す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】
本開示は、画像処理装置および方法、Ｘ線診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
虚血性心疾患は世界を代表する病気であり、近年その治療方法として、被検体への負担軽減の観点から低侵襲治療である血管内治療が増えている。血管内治療は通常、Ｘ線透視下に行われ、Ｘ線装置はイメージガイドの道具として使われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２５３４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、Ｘ線装置を用いたイメージガイド下での治療においては、症例が困難なケースでは治療時間が２、３時間に及ぶこともある。そのような場合は、長時間の透視が必要となるので、結果として長時間被ばくし続けることとなる。そのため、被検体およびスタッフへの被ばく量が問題となる。  
そのため、ファントム等から模擬画像を作成し、模擬画像をもとにスキャン条件を逐次設定して被ばく量を低減する手法もある。しかし、血管内治療の場合は被検体に対する撮影方向は逐次変化し、被検体および撮影部位によってＸ線の透過状態が異なるため、撮影部位に適したＸ線量を設定することができない。  
本開示の目的は、被ばく量の低減を支援することができる画像処理装置および方法、Ｘ線診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一実施形態に係るＸ線診断装置は、記憶部、算出部、第１生成部、および表示部を含む。記憶部は、Ｘ線画像を記憶する。算出部は、前記Ｘ線画像の第１ノイズ量を算出する。第１生成部は、ノイズ画像のノイズ量に対するＸ線量の依存性に基づいて、前記第１ノイズ量で示される第１ノイズ画像に対応する第１Ｘ線量を得たのち、前記第１Ｘ線量とは異なる第２Ｘ線量に対応する第２ノイズ画像を少なくとも１つ算出し、前記第２ノイズ画像と前記Ｘ線画像とを加算した第１シミュレーション画像を生成する。表示部は、前記Ｘ線画像と少なくとも１つの前記第１シミュレーション画像とを表示する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態に係る画像処理装置を含むＸ線診断装置を示すブロック図。
【図２】第１の実施形態に係る画像処理装置の動作を示すフローチャート。
【図３】（ａ）ノイズ量とＸ線量との関係を示すグラフと、（ｂ）シミュレーション画像の生成例を示す図。
【図４】第１の実施形態に係る画像表示の一例を示す図。
【図５】第１の実施形態の変形例に係る画像処理装置を示すブロック図。
【図６】第２の実施形態に係る画像処理装置を示すブロック図。
【図７】第２の実施形態に係る画像表示の一例を示す図。
【図８】第３の実施形態に係る画像処理装置を示すブロック図。
【図９】第３の実施形態に係る画像表示の一例を示す図。
【図１０】第４の実施形態に係る画像処理装置を示すブロック図。
【図１１】第４の実施形態に係る画像表示の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係る画像処理装置および方法、Ｘ線診断装置について詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、同一の参照符号を付した部分は同様の動作をおこなうものとして、重複する説明を適宜省略する。
【０００８】
本実施形態に係るＸ線診断装置について図１を参照して説明する。  
本実施形態に係るＸ線診断装置１００は、撮影制御部１０１、アーム駆動部１０２、アーム１０３、Ｘ線発生部１０４、Ｘ線検出部１０５、インタフェース部１０６、および画像処理装置１２０を含む。  
また、画像処理装置１２０は、画像受信部１０７、画像記憶部１０８、ノイズ算出部１０９、シミュレーション画像生成部１１０、および画像表示部１１１を含む。
【０００９】
撮影制御部１０１は、外部からのトリガにより、被検体１５０をＸ線撮影するための制御信号を生成し、後述するＸ線発生部１０４とＸ線検出部１０５とアーム駆動部１０２とを制御する。制御信号は、撮影を行う際のＸ線量、撮影方向および位置を決定する信号である。Ｘ線量は、本実施形態では、管電圧、管電流、パルス幅、パルスレート、および線質フィルタのいずれかの撮影条件、またはこれらの組み合わせにより決定される量とする。撮影方向および位置の決定とは、例えば、被検体１５０に対するＸ線の照射角度、Ｘ線検出部１０５とＸ線発生部１０４との距離、Ｘ線発生部１０４からのＸ線の撮影視野を決定することである。
【００１０】
アーム駆動部１０２は、撮影制御部１０１から制御信号を受け取り、制御信号に従ってアーム１０３を回転駆動させる。  
アーム１０３は、Ｘ線発生部１０４とＸ線検出部１０５とが対向するように、一端にＸ線発生部１０４を支持し、もう一端にＸ線検出部１０５を支持する。また、アーム１０３は、アーム駆動部１０２によって回転駆動が可能である。  
Ｘ線発生部１０４は、アーム１０３の一端に支持され、撮影制御部１０１からの制御信号によりＸ線を発生する。なお、Ｘ線発生部１０４は、被検体１５０に対するＸ線の照射野を制限するために、Ｘ線絞り部（図示せず）を含んでもよい。
【００１１】
Ｘ線検出部１０５は、アーム１０３のＸ線発生部１０４とは別の一端に支持され、Ｘ線発生部１０４から発生したＸ線を検出し、Ｘ線画像を生成する。Ｘ線検出部１０５は、例えばＦＰＤ（Flat Panel Detector）を採用すればよい。  
インタフェース部１０６は、Ｘ線検出部１０５からＸ線画像を受け取り、Ａ／Ｄ（Analog-Digital）変換、プロトコル変換などを行う。  
画像受信部１０７は、インタフェース部１０６を介してＸ線画像を受け取る。
【００１２】
画像記憶部１０８は、画像受信部１０７からＸ線画像を受け取って記憶する。  
ノイズ算出部１０９は、画像記憶部１０８からＸ線画像を受け取り、Ｘ線画像に含まれるノイズ量を計算する。  
シミュレーション画像生成部１１０は、ノイズ算出部１０９からＸ線画像およびノイズ量を受け取り、ノイズ画像のノイズ量に対するＸ線量の依存性に基づいて、Ｘ線画像を撮影したＸ線量とは異なるＸ線量の場合の画像を示すシミュレーション画像を少なくとも１つ生成する。すなわち、Ｘ線画像を撮影したときのＸ線量よりも、Ｘ線量が少ない場合、またはＸ線量が多い場合のシミュレーション画像を生成する。シミュレーション画像生成処理については図２および図３を参照して後述する。
【００１３】
画像表示部１１１は、シミュレーション画像生成部１１０から、Ｘ線画像と１以上のシミュレーション画像とを受け取り、Ｘ線画像と１以上のシミュレーション画像とを表示する。
【００１４】
次に、画像処理装置１２０の動作について図２のフローチャートを参照して説明する。
【００１５】
ステップＳ２０１では、画像受信部１０７が、Ｘ線画像を受信する。  
ステップＳ２０２では、ノイズ算出部１０９が、Ｘ線画像のノイズ量（以下、第１ノイズ量ともいう）を算出する。  
ステップＳ２０３では、シミュレーション画像生成部１１０が、ノイズ画像のノイズ量に対するＸ線量の依存性に基づいて、ノイズ量に対応する第１ノイズ画像を得る。また、シミュレーション画像生成部１１０は、第１ノイズ画像および第１ノイズ量に対応した第１Ｘ線量を得る。  
ここで、依存性とは、基準ノイズ画像のノイズ量を基にした計算式であり、第１ノイズ量を計算式に当てはめ、第１ノイズ量に対応するノイズ画像を算出する。基準ノイズ画像は、例えば、Ｘ線検出部１０５において入射線量１μＲでのノイズ画像（平均０、分散σ２）を用いればよい。なお、ノイズ量とＸ線量とは、環境または装置により異なるため、診断を行なうたびに、基準ノイズ画像からノイズ量に対するＸ線量の依存性を生成することが望ましい。
【００１６】
ステップＳ２０４では、シミュレーション画像生成部１１０が、第１Ｘ線量とは異なる第２Ｘ線量に対応する第２ノイズ画像を算出する。  
通常のＸ線画像では、ノイズはポアソン分布に従うため、画像輝度をＬとすると、ノイズの標準偏差は√Ｌとなる。また、暗電流を考慮した場合は、より正確なノイズ推定ができる。つまり、Ｘ線量をＮ分の１とした場合、ノイズ量は√Ｎ分の１なので、Ｘ線量が少ないほどノイズ量が少なくなる。しかし、実際には、Ｘ線量を減らすと画像全体の輝度も減少し画像が見にくくなる。よって、通常は、Ｘ線量を減らした分、ゲインをかけて画像の輝度をほぼ一定に保つようにする。Ｘ線量を２分の１とすると、ノイズ量は√２分の１となるが、元のＸ線量における画像の輝度を保つため、２倍のゲインをかける。すると、ノイズ量は２×１／√２＝√２となり、相対的にノイズが増大する。よって、画像輝度を一定とする条件下では、Ｘ線量が少ないほど画質が劣化した、すなわちノイズ量が相対的に多いＸ線画像となる。  
具体的には、第２Ｘ線量として第１Ｘ線量を２分の１にしたときの第２ノイズ画像を得る場合は、理想的には第１ノイズ画像のノイズ量の√２倍のノイズ量に対応するノイズ画像を算出すればよい。なお、第２ノイズ画像を複数生成する場合は、第２Ｘ線量が第１Ｘ線量の２分の１、４分の１、または２倍、３倍といったようにそれぞれＸ線量が異なる画像を生成してもよい。
【００１７】
ステップＳ２０５では、シミュレーション画像生成部１１０が、第２ノイズ画像とＸ線画像とを加算することによりシミュレーション画像を生成する。第２ノイズ画像が複数生成された場合は、Ｘ線量が異なる（画像のノイズ量が異なる）複数のシミュレーション画像が生成される。例えば、Ｘ線画像を撮影したときのＸ線量の２分の１、３分の１または４分の１となるようなシミュレーション画像が生成される。
【００１８】
ステップＳ２０６では、画像表示部１１１が、Ｘ線画像とシミュレーション画像とを同時に表示する。以上で画像処理装置１２０の動作を終了する。このように、Ｘ線量を減らした場合、または増やした場合に想定されるＸ線画像を模擬的に生成することができる。
【００１９】
なお、上記ステップでは、Ｘ線画像中の部分領域ごとにノイズ量を計算して、上述のステップＳ２０３からステップＳ２０５までの処理を行い、すべての部分領域を合わせることでシミュレーション画像を生成するような場合を想定しているが、これに限られない。例えば、Ｘ線画像についてノイズ均一化処理を行って画像全体のノイズを均一化してから、ステップＳ２０３以降のステップと同様の処理を行なってもよい。ノイズ均一化処理を行う場合は、シミュレーション画像を生成した後に、ノイズ均一化処理の逆変換を行えばよい。
【００２０】
ここで、具体的なシミュレーション画像の生成例について図３を参照して説明する。
【００２１】
図３（ａ）は、画像の輝度を一定にしたときのノイズ量とＸ線量との関係を示すグラフであり、図３（ｂ）は、シミュレーション画像の一例を示す図である。
【００２２】
図３（ａ）に示すように、Ｘ線画像の第１ノイズ量３０１が得られると、第１ノイズ画像３０２および第１Ｘ線量３０３を得ることができる。続いて、得られた第１Ｘ線量３０３をＮ分の１（Ｎは任意の整数）にしたときの第２Ｘ線量３０４に対応する第２ノイズ量３０５（結果として、第１ノイズ量３０１の√Ｎ倍）から、第２ノイズ画像３０６を算出することができる。
【００２３】
その後、図３（ｂ）に示すように、Ｘ線画像と第２ノイズ画像とを加算することにより、所望のＸ線量に相当するシミュレーション画像を生成することができる。
【００２４】
次に、画像表示部１１１における画像表示の一例について図４を参照して説明する。  
図４の例は、Ｘ線画像４０１と、Ｘ線量を２分の１、３分の１、４分の１にした場合の３つのシミュレーション画像４０２とを並べて表示する。このようにすることで、Ｘ線画像４０１の画質と、Ｘ線量を低減させたと仮定した場合のシミュレーション画像４０２の画質とを瞬時に比較することができる。よって、ユーザが、目標物を視認できる範囲のＸ線量の目安が判断しやすくなり、どこまでＸ線量を減らせるかを判断できるため、Ｘ線被ばく量の低減を支援することができる。  
具体的には、ユーザが、例えばステントを視認できるかどうかをシミュレーション画像を見て判断し、「Ｘ線量が４分の１のシミュレーション画像の画質ではステントが見えないが、Ｘ線量が３分の１のシミュレーション画像の画質であればステントが視認できる」ということが容易に判断できる。
【００２５】
なお、図４の例ではシミュレーション画像は３つであるが、これに限らず、さらに多くのシミュレーション画像を同時に表示してもよい。また、ここではメインモニタにＸ線画像を、サブモニタにシミュレーション画像を表示する例を想定しているが、同じモニタ内に別ウィンドウとしてＸ線画像とシミュレーション画像とを表示してもよい。  
さらにシミュレーション画像を表示するタイミングは、常時表示、画像が画像記憶部１０８に記憶されるごと、一定間隔（３０分ごとなど）またはＸ線の照射角度が変わるごと、のいずれでもよい。
【００２６】
また、本実施形態では、画像受信部１０７で受信される画像は静止画であるが、動画であってもよい。このとき、シミュレーション画像も動画で表示することが望ましい。ただし、Ｘ線画像とシミュレーション画像とは、同じフレームレートで処理しなくてもよい。また、動画の場合は、基準ノイズ画像を数フレーム用意することが望ましい。
【００２７】
また、本実施形態では、Ｘ線量の設定は相対値（２分の１、３分の１など）で行なっているが、絶対値（ｍＧｙなど）でもよい。
【００２８】
以上に示した第１の実施形態によれば、Ｘ線画像のノイズ量に対するＸ線量の依存性に基づいて、現在のＸ線画像の第１Ｘ線量とは異なる第２Ｘ線量と対応する第２ノイズ画像を用いてシミュレーション画像を生成し、Ｘ線量（ノイズ量）が異なったシミュレーション画像と現在のＸ線画像とを表示することにより、ユーザがノイズ量の異なるシミュレーション画像を見ることで、画像の視認性を確保しつつどの程度まで被ばく量を低減できるかを容易に判断でき、被ばく量の低減を支援することができる。
【００２９】
（第１の実施形態の変形例）   
上述の画像処理装置１２０では、Ｘ線画像のノイズ量をもとにシミュレーション画像を生成したが、Ｘ線画像を撮像したときのＸ線量を算出してもよい。
【００３０】
本変形例にかかる画像処理装置のブロック図を図５に示す。  
本変形例にかかる画像処理装置５００は、画像受信部１０７、画像記憶部１０８、線量算出部５０１、シミュレーション画像生成部５０２、および画像表示部１１１を含む。  
画像受信部１０７、画像記憶部１０８、および画像表示部１１１の動作については、第１の実施形態と同様の動作を行うためここでの説明は省略する。
【００３１】
線量算出部５０１は、画像記憶部１０８からＸ線画像を受け取り、Ｘ線画像の輝度を計算して第１Ｘ線量を算出する。また、線量算出部５０１は、Ｘ線画像のデータ中に撮影条件（管電流、管電圧、パルス幅など）を示す撮像情報が含まれている場合は、撮像情報を参照してＸ線量を算出してもよい。
【００３２】
シミュレーション画像生成部５０２は、線量算出部５０１から第１Ｘ線量を受け取り、ノイズ画像のノイズ量に対するＸ線量の依存性に基づいて、第１Ｘ線量とは異なる第２Ｘ線量に対応する第２ノイズ画像を算出する。その後、第２ノイズ画像とＸ線画像とを加算してシミュレーション画像を生成する。
【００３３】
以上に示した第１の実施形態の変形例によれば、シミュレーション画像生成の処理量を軽減しつつ第１の実施形態と同様にシミュレーション画像を生成でき、被ばく量の低減を支援することができる。
【００３４】
（第２の実施形態）  
第２の実施形態として、シミュレーション画像にさらに画像処理を行った画像を提示してもよい。こうすることで、より見やすい画像をユーザが選択することができる。
【００３５】
第２の実施形態に係る画像処理装置について図６のブロック図を参照して説明する。  
第２の実施形態に係る画像処理装置６００は、画像受信部１０７、画像記憶部１０８、ノイズ算出部１０９、第１シミュレーション画像生成部６０１、第２シミュレーション画像生成部６０２、および画像表示部６０３を含む。なお、画像受信部１０７、画像記憶部１０８、およびノイズ算出部１０９は、第１の実施形態と同様の処理を行うため、ここでの説明は省略する。
【００３６】
第１シミュレーション画像生成部６０１は、第１の実施形態に係るシミュレーション画像生成部１１０とほぼ同様の動作を行う。  
第２シミュレーション画像生成部６０２は、シミュレーション画像生成部６０１からＸ線画像および１以上のシミュレーション画像を受け取り、１以上のシミュレーション画像についてそれぞれ１以上の画像処理（例えばフィルタ処理など）を行い、複数のシミュレーション画像を得る。ここで便宜上、第１シミュレーション画像生成部６０１で生成されるシミュレーション画像を第１シミュレーション画像、第２シミュレーション画像生成部６０２のシミュレーション画像を第２シミュレーション画像と呼ぶ。例えば、３つの第１シミュレーション画像に対して、２つのフィルタ処理を行う場合は、３×２＝６の第２シミュレーション画像を得ることができる。  
またフィルタ処理は、例えば、エッジ強調、リカーシブフィルタといった一般的な画像処理に関する空間フィルタであればよい。  
画像表示部６０３は、第２シミュレーション画像生成部６０２からＸ線画像と複数の第２シミュレーション画像とを受け取り、Ｘ線画像と複数の第２シミュレーション画像とを表示する。
【００３７】
次に、画像表示部６０３における画像表示の一例を図７に示す。  
図７では、Ｘ線画像７０１と、Ｘ線量が２分の１、３分の１および４分の１となる３つの第１シミュレーション画像のそれぞれに対し画像処理Ａ、画像処理Ｂおよび画像処理Ｃの３つのフィルタ処理を行った９つの第２シミュレーション画像７０２とを同時に表示する。  
このようにすることで、Ｘ線量の違いに加えて画像処理の違いにより、ユーザがより適した画質の画像を選択することができる。例えば、ユーザは、図７に示すような表示を見ることにより「Ｘ線量を２分の１にした場合は画像処理Ａが見やすい。Ｘ線量を３分の１にした場合は画像処理Ｂが見やすい。Ｘ線量を４分の１にした場合は画像処理Ｃが見やすいが、ステントが見えない。よって３分の１の場合の処理Ｂにしよう。」という選択をすることができる。
【００３８】
なお、第２シミュレーション画像を全体ではなく、一部の領域のみ抽出して表示部に表示するようにしてもよい。また、比較のため、第１シミュレーション画像と第２シミュレーション画像とを同時に表示してもよい。  
さらに、画像表示部６０３をタッチパネルなどで構成し、第２シミュレーション画像のうちの１つの第２シミュレーション画像を選択した場合に、選択されたＸ線量が撮影制御部１０１に送られ、選択された画像処理が第２シミュレーション画像生成部６０２へ送られるようにしてもよい。  
なお、第２の実施形態は、Ｘ線量と画像処理とによるシミュレーション画像を生成するが、Ｘ線量に関する撮影条件を変動させたシミュレーション画像でもよい。例えば、第１シミュレーション画像生成部６０１では管電流を増減させた場合のシミュレーション画像を生成する。第２シミュレーション画像生成部６０２では、この第１シミュレーション画像についてパルス幅を増減させたシミュレーション画像を生成する。この場合、第１シミュレーション画像生成部６０１では、管電流に対するノイズ量の依存性を参照すればよく、第２シミュレーション画像生成部６０２では、パルス幅に対するノイズ量の依存性を参照すればよい。
【００３９】
以上に示した第２の実施形態によれば、第１シミュレーション画像に画像処理を行った第２シミュレーション画像を表示することで、シミュレーション画像の中でより見やすい画像をユーザが選択することができ、被ばく量の低減を支援することができる。
【００４０】
（第３の実施形態）  
第３の実施形態では、予め目標値を設定する点が異なる。目標値はＸ線量または画像に関する指標値であり、ノイズ量（ノイズＳＤ（Standard Deviation））、画像ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）、画像ＬＮＲ（Level to Noise Ratio）、Ｘ線量および被ばく量のいずれかであればよい。
【００４１】
第３の実施形態に係る画像処理装置について図８のブロック図を参照して説明する。  
第３の実施形態に係る画像処理装置８００は、画像受信部１０７、画像記憶部１０８、ノイズ算出部１０９、目標値設定部８０１、シミュレーション画像生成部８０２、および画像表示部８０３を含む。なお、画像受信部１０７、画像記憶部１０８、およびノイズ算出部１０９は、第１の実施形態と同様の処理を行うため、ここでの説明は省略する。
【００４２】
目標値設定部８０１は、ユーザ入力または規定値により画像に関する目標値を設定する。目標値は、例えば施設、環境、または被検体ごとに定められた値を用いればよい。  
シミュレーション画像生成部８０２は、シミュレーション画像生成部１１０とほぼ同様の動作を行い、目標値設定部８０１から目標値を受け取り、ノイズ画像のノイズ量に対するＸ線量の依存性に基づいて、目標値に対応するＸ線量でのノイズ画像とＸ線画像とを加算したシミュレーション画像である目標画像を生成する。シミュレーション画像の生成方法は、上述の実施形態と同様であるため説明を省略する。  
画像表示部８０３は、シミュレーション画像生成部８０２から、Ｘ線画像と目標画像とを受け取り、Ｘ線画像と目標画像とＸ線量に関するコメントとを同時に表示する。
【００４３】
次に、画像表示部８０３における画像表示の一例について図９に示す。  
図９では、Ｘ線画像９０１、目標画像９０２、スクロールバー９０３、およびコメント９０４を同時に表示する。  
スクロールバー９０３は、目標値の高低を示す。図９では、目標値をＸ線量として、左端はＸ線量が少なく、右端はＸ線量が高い場合を示す。また、現在のＸ線量の値（スクロールバー９０３中の現在値“○”）でのＸ線画像９０１が示され、目標値であるＸ線被ばく量の値（スクロールバー９０３中の目標値“□”）での目標画像９０２が示される。なお、画像処理装置８００は、スクロールバー９０３上の目標値をスライドさせることにより、目標値設定部８０１の目標値を可変させ、逐次、目標値に対応する目標画像を生成し、表示するようにしてもよい。
【００４４】
また、コメント９０４には、現在値と目標値とを差を表示する。例えば「あと２分の１に減らす必要があります」と表示すればよい。さらに、コメント９０４を表示するかわりに、音声で通知してもよいし、コメント表示と音声とを共に用いてもよい。  
画像表示部８０３は、目標画像に加え、上述した実施形態における他のＸ線照射量におけるシミュレーション画像を表示するようにしてもよい。例えば、Ｘ線画像と目標画像との間のＸ線量に関するシミュレーション画像を表示するようにしてもよい。
【００４５】
以上に示した第３の実施形態によれば、目標値を設定することにより、ユーザに低減すべきＸ線量をわかりやすく提示することができ、被ばく量の低減を支援することができる。
【００４６】
（第４の実施形態）  
第４の実施形態では、目標値を操作する操作部を備え、操作部によりＸ線被ばく量を決定してＸ線撮影制御を行う点が異なる。  
第４の実施形態に係る画像処理装置について図１０を参照して説明する。  
第４の実施形態に係る画像処理装置１０００は、画像受信部１０７、画像記憶部１０８、ノイズ算出部１０９、目標値設定部８０１、シミュレーション画像生成部８０２、画像表示部８０３、操作部１００１、差分計算部１００２、および照射条件計算部１００３を含む。  
なお、画像受信部１０７、画像記憶部１０８、ノイズ算出部１０９、目標値設定部８０１、シミュレーション画像生成部８０２、および画像表示部８０３については同様の動作を行うためここでの説明は省略する。
【００４７】
操作部１００１は、例えばキーボードやマウス、タッチパネルなどであり、ユーザからの目標値の入力を受け付ける。また、操作部１００１は、ユーザからの入力、または規定時間経過した後に指示信号が生成される。  
差分計算部１００２は、ノイズ算出部１０９からＸ線画像の第１ノイズ量を、シミュレーション画像生成部８０２から目標値に対応するノイズ量をそれぞれ受け取り、第１ノイズ量と目標値のノイズ量との差を計算する。  
照射条件計算部１００３は、差分計算部１００２から差を受け取り、差に基づいてＸ撮影におけるＸ線の照射条件を算出する。その後、照射条件計算部１００３が照射条件を撮影制御部１０１へ送る。
【００４８】
次に、画像表示部６０３における画像表示の一例について図１１に示す。  
図１１では、Ｘ線画像１１０１、目標画像１１０２、およびスクロールバー１１０３を同時に表示する。また、図１１に示す例では、スクロールバー１１０３を操作部１００１として、スクロールバー１１０３に示す目標値をスライドさせることにより、操作部１００１が目標値設定部８０１に目標値を入力する。そして目標値設定部８０１からシミュレーション画像生成部８０２に目標値が入力されることで、目標画像が生成されることになる。  
このように目標値を変化させることで、逐次、目標値に対応するＸ線量におけるシミュレーション画像を目標画像１１０２として表示させることができ、目標画像の画質の変化をユーザが認識しやすくなる。
【００４９】
また、ユーザが目標画像でＸ線撮影を行うと判断した場合には、操作部１００１において指示信号が生成される。図１１の例では、例えば、ユーザが目標画像１１０２をタッチすることで指示信号が生成される。または、目標画像が画像表示部８０３に表示され一定時間が経過した後で指示信号が生成される。なお、ユーザが決定ボタンを押す、または音声により応答するなど、目標値を決定できる手法であれば何でもよい。指示信号が生成された場合は、図１に示すようなＸ線診断装置１００の撮影制御部１０１に、照射条件計算部１００３からＸ線画像１１０１が目標画像１１０２となるようなＸ線の照射条件が入力される。この照射条件により目標画像となるようなＸ線撮影を行うことができる。
【００５０】
以上に示した第４の実施形態によれば、目標値を可変させて目標画像を可変的に表示し、指示信号を入力することで目標値に対応するＸ線の照射条件を計算させて撮影制御部にフィードバックすることで、容易にＸ線量を減少させることができ、被検体への被ばく量を低減することができる。
【００５１】
（比較例）  
以下比較例として従来の手法と問題点とを説明する。  
従来手法として、被ばく低減を目的としたＣＴに関するものがある。この従来手法は、ファントム等の「サンプル画像」および所望の「スキャン条件」を入力すると、そのノイズ量になるようにサンプル画像を処理して「模擬画像」を生成する。ユーザは模擬画像を目視しながら、病変が確認できる限界までスキャン条件を逐次再設定することにより被ばくを低減することが可能である。しかし、この従来手法をＸ線診断装置を用いた血管内治療時に採用すると、以下のような問題が生じる。
【００５２】
問題１：「模擬画像」を目視しながら「スキャン条件」を逐次再設定する必要があるため、試行錯誤が必要であり、設定完了までに時間がかかってしまう。血管内治療とは数分を争う治療のため、こうした試行錯誤に要する時間は好ましくない。
【００５３】
問題２：従来手法の場合の断層画像は３次元データであるのに対し、Ｘ線診断装置を用いた血管内治療時に使用されるのは投影された２次元データである。よって入力として用意すべき「サンプル画像」は、ＣＴでは１種類でよいが、Ｘ線診断装置では全方向（例えばＬＡＯ（Left Anterior Oblique）、ＲＡＯ(Right Anterior Oblique）方向に１度おきとして３６０種類×ＣＲＡ（cranial）、ＣＡＵ（caudal）方向に１度おきとして３６０種類＝１２９６００種類）のサンプル画像が必要となってしまい、現実的ではない。
【００５４】
問題３：従来手法で用いる「サンプル画像」とは、ファントム画像もしくは他人の画像のため、当該患者の画像とは異なるため、現実味に欠ける。特に、血管内治療のように治療しようとする被検体の様子はサンプル条件とは異なることが多く、例えば心肥大などがあると、画像濃度などで異なりが大きくなってしまう。
【００５５】
問題４：上述の問題３を解消しようとして、「サンプル画像」ではなく、被検体の画像をＸ線画像としようとすると、その画像の「画像ＳＤ」の値が得られないため、シミュレーションができない。
【００５６】
問題５：従来手法は、Ｘ線画像として動画、すなわち略リアルタイムに次々と新しいフレームが入ってくるような入力を想定していない。
【００５７】
問題６：見たいものの視認性を論じて画質（およびＳＮＲ、被ばく量）を調整する場合、静止画と動画ではノイズの見え方は異なる。従来手法は静止画を対象としたものであり、動画の画質は考慮されていない。
【００５８】
以上のように、血管内治療中とは異なる環境かつ異なるニーズで用いられるものであり、高速に自動にリアルタイムにという観点では上述の問題がある。
【００５９】
本開示は、２次元投影画像を扱うＸ線装置において使用可能であり、被検体のデータを入力として扱うことができ、かつリアルタイム入力に対応できるので、上述の問題点を解消することができる。
【００６０】
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。これら新規な実施形態は、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、変更をおこなうことができる。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ともに、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。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本開示は、画像処理装置またはＸ線診断装置の分野に利用可能性がある。
【符号の説明】
【００６２】
１００・・・Ｘ線診断装置、１０１・・・撮影制御部、１０２・・・アーム駆動部、１０３・・・アーム、１０４・・・Ｘ線発生部、１０５・・・Ｘ線検出部、１０６・・・インタフェース部、１０７・・・画像受信部、１０８・・・画像記憶部、１０９・・・ノイズ算出部、１１０，５０２，８０２・・・シミュレーション画像生成部、１１１，４０３，６０３，８０３・・・画像表示部、１２０，５００，６００，８００、１０００・・・画像処理装置、１５０・・・被検体、３０１・・・第１ノイズ量、３０２・・・第１ノイズ画像、３０３・・・第１Ｘ線量、３０４・・・第２Ｘ線量、３０５・・・第２ノイズ量、３０６・・・第２ノイズ画像、４０１，７０１，９０１，１１０１・・・Ｘ線画像、４０２，７０２・・・シミュレーション画像、５０１・・・線量算出部、６０１・・・第１シミュレーション画像生成部、６０２・・・第２シミュレーション画像生成部、８０１・・・目標値設定部、９０２，１１０２・・・目標画像、９０３，１１０３・・・スクロールバー、９０４・・・コメント、１００１・・・操作部、１００２・・・差分計算部、１００３・・・照射条件計算部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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