JP6381959B2 - 画像処理装置、及び、x線診断装置 - Google Patents
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Description
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
この後、ステップS7に進む。
この後、ステップS9に進む。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
この後、ステップS49に進む。
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。
[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。
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。
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
Claims (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画像を生成するとともに、時系列的な複数の前記DSA画像の画素ごとの画素値の時間変化に応じた血流解析処理が可能な画像処理装置であって、
画像処理条件に前記血流解析処理が含まれ、又は、撮影条件が前記血流解析処理を前提とした撮影条件である場合において、複数の前記コントラスト画像データを前記DSA画像の生成時の位置ズレ補正対象として選択し、画像処理条件に前記血流解析処理が含まれず、かつ、撮影条件が前記血流解析処理を前提とした撮影条件でない場合において、前記マスク画像データを前記DSA画像の生成時の前記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、前記選択部により選択された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1記載の画像処理装置において、
前記血流解析処理として、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生成された時系列的な複数の前記DSA画像の画素ごとに、画素値の時間変化によって決まる特徴量を求め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2記載の画像処理装置において、
前記血流解析部は、前記画素ごとに決定した前記特徴量にもとづいてパラメータ画像の画像データを生成する、
画像処理装置。 - 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。 - 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、このシフト後の時系列的な複数の前記DSA画像の画素ごとに、画素値の時間変化によって決まる特徴量を求める血流解析部と
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 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、
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。 - 造影剤投与の前後において前記被検体を透過した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7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。
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