CN102258379B - X射线图像诊断装置 - Google Patents

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Abstract

一种X射线图像诊断装置，包括：照射X射线的照射X射线照射单元和基于上述X射线拍摄X射线图像的拍摄单元，其特征在于还包括：对由上述拍摄单元拍摄的第一X射线图像和第二X射线图像进行减影，生成表示血管的信息的第一减影图像的第一减影单元；求出由上述拍摄单元拍摄的上述第一X射线图像和第三X射线图像之间的像素位移量的计算单元；对基于上述像素位移量进行了位置偏离修正的上述第一X射线图像和第三X射线图像进行减影，生成表示插入器具的信息的第二减影图像的第二减影单元；以及基于上述像素位移量进行位置偏离修正，生成把上述第一减影图像和上述第二减影图像合成得到的合成图像的合成单元。

Description

X射线图像诊断装置
(本申请基于2010年5月28日递交的在先日本专利申请2010-123524并要求其优先权，其全部内容在此引入作为参考。)
技术领域
本发明涉及对X射线图像进行拍摄的X射线图像诊断装置。
背景技术
通过对被检测体照射X射线，检测透过被检测体的X射线而对被检测体进行透视拍摄的所谓X射线图像诊断装置的普及正在推进。在使用X射线图像诊断装置进行血管内治疗时，尤其在血管分布复杂的头部区域等处，广泛使用称为透视路线图的方法，即，医生在一边观察进行透视拍摄而得到的透视图像一边使导丝(guide wire)前进时，把刚刚拍摄的血管造影图像重叠起来作为血管的导向而显示。
作为透视路线图的一种，有称为透视减影的方法，即，在进行透视图像与血管造影图像的减法运算等而骨骼等的背景消失的状态下，在血管显示为白色的图像中，探针、导丝等显示为黑色。在透视减影中，首先，通过向目标血管注入造影剂进行透视或拍摄，生成血管造影图像。然后，进行由进行透视得到的透视图像与血管造影图像的减法运算等，生成减影图像。该减影图像是骨骼等的背景消失、将血管造影图像重叠起来得到的图像。医生一边用该减影图像确认血管一边进行探针、导丝等的操作。
随着使用了探针的血管内治疗的普及，该减影对于今天的医疗也是必不可缺的，已提出了用来制作减影图像的各种方法(参照日本特开2002-199279号公报)。
在上述的减影图像中，在透视图像和血管造影图像中共同地映入的骨骼等的背景消失，显示作为差值的血管和向被检测体内部插入的探针等的插入器具。但是，如果在手动操作中被检测体因身体运动等而移动，则在透视图像中映入的背景的位置移动，其结果，移动了的背景就会被显示在减影图像中。把这样的因被检测体的身体运动等而在减影图像中显示的物体叫做运动伪影(motion artifact)，它会妨碍医生的手动操作。
为了抑制在减影图像中映入的运动伪影，考虑了对身体运动后的被检测体重新拍摄血管造影图像，用该重新拍摄的血管造影图像进行减影图像的显示的方法。但是，血管造影图像的再次拍摄导致X射线照射量增加。
发明内容
本发明正是为了解决上述问题而提出的，所以可以减少X射线照射量且抑制运动伪影。
为了解决上述问题，在本发明中提供一种X射线图像诊断装置，包括：照射X射线的照射单元；和基于上述X射线拍摄X射线图像的拍摄单元，其特征在于还包括：对由上述拍摄单元拍摄的第一X射线图像和第二X射线图像进行减影，生成表示血管的信息的第一减影图像的第一减影单元；求出由上述拍摄单元拍摄的上述第一X射线图像和第三X射线图像之间的像素位移量的计算单元；对基于上述像素位移量进行了位置偏离修正的上述第一X射线图像和第三X射线图像进行减影，生成表示插入器具的信息的第二减影图像的第二减影单元；以及基于上述像素位移量进行位置偏离修正，生成把上述第一减影图像和上述第二减影图像合成得到的合成图像的合成单元。
附图说明
图1是示出根据各实施方式的X射线图像诊断装置的构成的框图。
图2是示出根据实施方式1的各X射线图像的图。
图3是示出根据实施方式1的减影图像的生成处理的图。
图4是示出根据实施方式1的在减影图像上出现的运动伪影的图。
图5是示出根据实施方式1的使用了像素位移的减影图像的生成处理的图。
图6是示出根据实施方式1的减影图像的生成处理的流程图。
图7是示出根据实施方式2的各X射线图像的图。
图8是示出根据实施方式2的减影图像的生成处理的图。
图9是示出根据实施方式2的在减影图像上出现的运动伪影的图。
图10是示出根据实施方式2的使用了像素位移的减影图像的生成处理的图。
图11是示出根据实施方式3的各X射线图像的图。
图12是示出根据实施方式3的实况图像的合成处理的图。
图13是示出根据实施方式4的减影图像的生成处理的图。
图14是示出根据实施方式4的使用了像素位移的减影图像的生成处理的图。
具体实施方式
(实施方式1)
下面，参照附图说明本发明的实施方式1。图1是示出根据实施方式1的X射线图像诊断装置1的构成的图。
(X射线图像诊断装置1的构成)
控制部100由CPU(中央处理单元)、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)构成。控制部100由拍摄控制部101、X射线图像生成部102、图像处理部103、存储部106、显示部107和输入部108构成。控制部100通过对从各部供给的信号进行处理，并生成各种控制信号供给到各部分，对X射线图像诊断装置1进行总体控制。
拍摄控制部101在X射线图像诊断装置1拍摄后述的掩蔽图像和实况图像时，向X射线控制部201、C臂驱动部202和顶板驱动部203输出各种控制信号。具体地说，向X射线控制部201输出向X射线管301照射X射线的X射线束照射信号和用来移动准直器300改变X射线照射范围的准直器移动信号。另外，拍摄控制部101向C臂驱动部202输出用来移动C臂400而改变拍摄位置的C臂驱动信号。另外，拍摄控制部101向顶板驱动部203输出用来移动顶板500的顶板驱动信号。
X射线图像生成部102基于X射线检测器302在检测到X射线时输出的X射线检测信号生成透视图像(以下把基于X射线检测信号生成的图像统一地简称为X射线图像)。X射线图像生成部102一旦生成X射线图像，就把它输出到显示部107或存储部106。
图像处理部103读出在存储部106中存储的X射线图像，对X射线图像进行减影处理、像素位移处理之类的图像处理。
在图像处理部103进行减影处理时，首先针对图像处理部103读出的两个X射线图像，抽出在同一坐标上分配的像素值，计算像素值的差值。然后对进行了像素值抽出的坐标映射(mapping)该差值。通过针对各像素进行该像素值差值的计算和映射，图像处理部103进行减影处理。通过该减影处理实质上可得到显示了两个图像的差异的X射线图像。另外，在本实施方式中把减影处理描述为计算在同一坐标上分配的像素值的差值，但X射线图像诊断装置1的构成不仅限于此，对于用任意的方法形成对应关系的坐标的像素值也可以进行同样的处理。
在图像处理部103进行像素位移处理时，首先针对图像处理部103读出的一个X射线图像，抽出在某坐标上分配的像素值，对从该坐标向任意方向移动得到的另一坐标映射抽出的像素值。通过针对各像素进行该像素值的抽出和映射，图像处理部103进行像素位移处理。通过该像素位移处理实质上可得到向任意方向移动图像而得到的X射线图像。
存储部106是将例如ROM、RAM、可电气改写和删除的非易失性存储器即闪存、或HDD(硬驱)等的存储媒体组合起来而构成的。存储部106存储从X射线图像生成部102或图像处理部103输出的X射线图像。
显示部107由例如液晶显示器等构成，显示从X射线图像生成部102或图像处理部103输出的X射线图像。另外，显示部107显示用来操作X射线图像诊断装置1的操作画面等。
输入部108由例如触摸屏显示器、机械按钮等构成，接收由X射线图像诊断装置1的使用者向输入部108进行的输入。输入部108根据输入向拍摄控制部101输出X射线束照射指示、准直器移动指示、C臂驱动指示以及顶板驱动指示等各种指示信号。
X射线控制部201接收从拍摄控制部101输出的X射线束照射信号，向X射线管301施加用来照射X射线的高电压。根据X射线束照射信号指定的X射线参数进行该高电压的施加，X射线参数指定管电压、管电流和X射线脉冲宽度等的参数。另外，X射线控制部201接收从拍摄控制部101输出的准直器移动信号，施加驱动安装在准直器300上的马达的电气信号。根据准直器移动信号指定的照射范围参数进行该电气信号的施加，照射范围参数指定拍摄X射线图像时的准直器300的位置。
X射线管301接收从X射线控制部201施加的高电压，向设置成与X射线管301相对置的X射线检测器302照射X射线。通过用准直器300遮挡被照射的X射线，使其照射范围变小。穿过准直器300的开口部的X射线透过被检测体P，入射到X射线检测器302。X射线由于透过被检测体P而其强度发生变化。
X射线检测器302检测从X射线管301照射的X射线，向X射线图像生成部102输出X射线检测信号。该X射线检测器302由二维状地排列了X射线检测元件得到的所谓平面检测器构成，该X射线检测元件检测入射的X射线并输出与检测量相应的电气信号。另外，在本实施方式中针对用平面检测器构成X射线检测器302的例子进行了描述，但X射线图像诊断装置1的构成不仅限于此，也可以用例如图像放大器、远程相机等的各种装置构成X射线检测器302。
准直器300是由铅、钨等遮挡X射线的物质构成的板。准直器300设置成堵塞X射线管301的照射方向，遮挡被照射的X射线的一部分。在准直器300上安装未图示的马达，马达根据从X射线控制部201输出的准直器移动信号移动准直器300的位置。
C臂驱动部202由多个旋转马达组合起来构成，是用来移动C臂400以及在C臂上安装的准直器300、X射线管301、X射线检测器302的马达。C臂驱动部202由例如以图1的y轴为旋转中心相对于被检测体P使C臂400旋转的旋转马达、以z轴为旋转中心相对于被检测体P使C臂400旋转的旋转马达、以图1的x轴为旋转中心相对于被检测体P使准直器300、X射线管301、X射线检测器302旋转的旋转马达、以及以图1的x轴为旋转中心相对于台床面使C臂400旋转的旋转马达等组合起来构成。C臂驱动部202根据从拍摄控制部101输出的C臂驱动指示信号驱动各马达，移动C臂以及其上安装的准直器300、X射线管301、X射线检测器302。
C臂400是C臂驱动部202上安装的C字型部件。在C臂400的一端安装准直器300和X射线管301，在另一端以与X射线管301相对置的方式安装X射线检测器302。
顶板500是可以横躺地载置被检测体P的板状部件。顶板500安装在顶板驱动部203上，后述的顶板驱动部203沿顶板500的长度方向(图1的z轴方向)移动顶板500。
顶板驱动部203是由未图示的马达等构成的、用来移动顶板500的装置。顶板驱动部203通过例如在顶板500上安装与马达连结的带而构成。顶板驱动部203根据从拍摄控制部101输出的顶板驱动指示信号使马达旋转，沿顶板500的长度方向(图1的z轴方向)移动顶板500。
图2示出X射线图像诊断装置1拍摄或生成的X射线图像的例子。
图2(a)是针对手动操作前的被检测体的诊断部位，在注入了造影剂的状态下进行拍摄得到的X射线图像(以下简称为造影图像)。从X射线管301照射的X射线因透过在被检测体的血管内存在的造影剂而使其强度大大改变，入射到X射线检测器302。因此，在从X射线图像生成部102输出的造影图像上，除了被检测体的骨骼等的背景以外还映入了被检测体的血管。
图2(b)是针对手动操作中的被检测体的诊断部位，在插入了探针、线圈、气囊、或导丝等的各种治疗用或检查用的插入器具(以下简称为器件)的状态下进行拍摄得到的X射线图像(以下简称为实况图像)。从X射线管301照射的X射线因透过器件而其强度大大改变，入射到X射线检测器302。因此，在从X射线图像生成部102输出的实况图像上，除了被检测体的骨骼等的背景以外还映入了插入被检测体内的器件。
图2(c)是通过进行造影图像与实况图像的减影处理得到的X射线图像(以下简称为减影图像)。如果图像处理部103用造影图像和实况图像进行减影处理，则在造影图像和实况图像中共同地映入的骨骼等的背景消失，而在造影图像中映入的血管和在实况图像中映入的器件显现出来。因此，在图像处理部103输出的减影图像中映入血管和插入血管内的器件。进行手动操作的X射线图像诊断装置1的使用者基于实时地进行该减影图像的生成和显示而作为运动图像显示的减影图像，一边确认血管和器件的位置关系一边进行手动操作。
图3是示出实施方式1中的减影图像的生成处理的图。下面，针对图像处理部103进行的减影图像的生成处理进行描述。另外，在图3中，为了简化说明，省略了后述的像素位移处理地进行说明。
首先，作为减影图像生成的前阶段，X射线图像诊断装置1进行造影图像(a)的拍摄。为了进行造影图像(a)的拍摄，拍摄控制部101驱动C臂400和顶板500，使X射线管301和X射线检测器302的拍摄位置与被检测体P的诊断部位一致。在拍摄位置与诊断部位一致了的状态下，拍摄控制部101针对被注入了造影剂的被检测体P进行X射线图像的拍摄。X射线图像生成部102把被拍摄的X射线图像即造影图像(a)输出到存储部106。
如果造影图像(a)的拍摄结束，开始向被检测体P插入器件，则X射线图像诊断装置1对手动操作中的被检测体P进行实况图像(b)的拍摄。用与造影图像(a)相同的拍摄位置进行实况图像(b)的拍摄。拍摄控制部101对被插入了探针等的器件的被检测体P进行X射线图像的拍摄。X射线图像生成部102把被拍摄的X射线图像即实况图像(b)输出到存储部106。在此，基于用输入部108进行的使用者的指示实时地进行实况图像(b)的拍摄。在进行实时的运动图像即实况图像(b)的拍摄时，X射线管301继续向被检测体P照射X射线，X射线检测器302向X射线图像生成部102一次次地输出X射线检测信号。因此，X射线图像生成部102输出的实况图像(b)与插入到被检测体内的器件的移动、被检测体的身体运动等造成的被检测体自身的移动对应地，每时每刻都在变化。
然后，图像处理部103对被拍摄的造影图像(a)和实况图像(b)实施减影处理，生成减影图像(c)，输出到显示部107。通过减影处理，在造影图像(a)和实况图像(b)中共同地映入的骨骼等的背景被删除，在减影图像(c)中重叠地反映作为造影图像(a)和实况图像(b)的差值的血管和器件。
图像处理部103针对每时每刻都在变化的实况图像(b)，用事先已拍摄的造影图像(a)进行减影处理。因此，生成的减影图像(c)也与实况图像(b)的变化对应地，每时每刻都在变化。X射线图像诊断装置1的使用者可以一边辨认在显示部107上显示的减影图像(c)，确认器件位于血管中的哪个位置，一边进行手动操作。
通过以上的处理，图像处理部103进行减影图像(c)的生成。在此，如果被检测体P因身体运动等而移动，则不能正确地进行减影处理时的背景消除和重叠的显示，在减影图像(c)上出现运动伪影。
图4示出针对在实况图像的拍摄中移动了的被检测体P，不进行后述的用来抑制运动伪影的像素位移处理而生成减影图像(c″)的情形。
如果被检测体P在实况图像的拍摄中移动，则从X射线图像生成部102输出背景移动到了与造影图像(a)中的背景位置不同的位置上的实况图像(b”)。图像处理部103对造影图像(a)和该实况图像(b”)实施减影处理。为了通过实施减影处理而映射两X射线图像的差值，在减影图像(c”)上，重叠显示在造影图像(a)中映入的移动前的背景和在实况图像(b”)中映入的移动后的背景。而且，由于在减影图像(c”)上，在与移动前的被检测体P对应的位置上显示血管，而在与移动后的被检测体P对应的位置上显示插入到被检测体P内的器件，所以在减影图像(c”)中显示位置错离地进行显示。由于不能正确地掌握器件位于血管中的哪个位置，且重叠显示的背景妨碍图像辨认，所以X射线图像诊断装置1的使用者难以用减影图像(c”)进行手动操作。
于是，在实施方式1中通过对造影图像(a)实施像素位移处理，进行抑制了运动伪影的减影图像(c’)的生成。图5示出针对在实况图像的拍摄中移动了的被检测体P，用实施了像素位移处理的造影图像(a’)进行减影处理而生成减影图像(c’)的情形。下面，针对图像处理部103进行的减影图像(c’)的生成处理进行描述。
如果被检测体P在实况图像的拍摄中移动，则像前面所述的那样，从X射线图像生成部102输出背景移动到了与造影图像(a)中的背景位置不同的位置上的实况图像(b”)。首先，图像处理部103用该实况图像(b”)和造影图像(a)进行像素位移量的计算。图像处理部103通过该像素位移量的计算，实质上在实况图像(b”)中计算被检测体P移动的方向和移动的距离。
像素位移量的计算可以通过例如以下的处理来实现。例如，针对造影图像(a)和实况图像(b”)的各像素计算差值的二次方值或绝对值，将把它加起来得到的值作为指标值。然后，对造影图像(a)实施预定量的像素位移处理，在实施了像素位移处理的造影图像(a)与实况图像(b”)之间再次计算指标值。一边使像素位移处理的方向和距离变成各种值，一边进行该指标值的计算，求出指标值为最小的方向和距离。该指标值为最小的位置可以视为造影图像(a)与实况图像(b”)的重叠程度最大的位置。即，指标值为最小的方向和距离可以视为实况图像(b”)拍摄时被检测体移动的方向和距离。
另外，在本实施方式中描述了用上述的指标值计算像素位移处理的方向和距离的例子，但X射线图像诊断装置1的构成不仅限于此，也可以例如通过检测在造影图像(a)与实况图像(b”)中共同地映入的特征点，计算该特征点之间的位置关系，从而计算像素位移处理的方向和距离。
如果图像处理部103计算像素位移处理的方向和距离，则基于计算的方向和距离生成实施了像素位移处理的造影图像(a’)。造影图像(a’)实质上可以视为，把在造影图像(a)中映入的背景、血管移动到与在实况图像(b”)中映入的背景重叠的位置上而得到的图像。
如果图像处理部103生成造影图像(a’)，则对造影图像(a’)和实况图像(b”)实施减影处理，生成减影图像(c’)，向显示部107输出。由于造影图像(a’)中的背景、血管与实况图像(b”)中的背景一致地移动，所以在造影图像(a’)和实况图像(b”)中共同地映入的骨骼等的背景被删除，在减影图像(c’)中正确重叠并反映作为造影图像(a’)和实况图像(b”)的差值的血管和器件。
通过以上的处理，图像处理部103通过像素位移处理和减影处理生成减影图像。即使在实况图像的拍摄中被检测体P移动了时，由于图像处理部103计算其移动量，根据该移动量对造影图像实施像素位移处理，所以也可以获得抑制了运动伪影的减影图像。另外，由于在被检测体P移动了时无须再次重新拍摄造影图像，所以可以减轻伴随造影剂注入、X射线暴露的对被检测体P的危害。而且，由于没有伴随再次拍摄造影图像的手动操作的中断，所以可以缩短手动操作的时间。
在用图5说明的减影图像的生成处理中，进行了使用了造影图像和实况图像的像素位移量的计算处理。由于该像素位移量的计算处理需要计算的负担，所以针对从X射线图像生成部102输出的全部实况图像进行图5所示的减影图像的生成处理可能会妨碍减影图像的实时生成。
为了避免这样的情况发生，在各实施方式中，进行图3所示那样的不伴随有像素位移处理的减影图像的生成处理，仅仅在被检测体P移动了时才进行图5所示那样的伴随有像素位移处理的减影图像的生成处理。
图6是示出伴随有像素位移处理的判断的减影图像的生成处理的流程图。下面，用图6描述处理的流程。
首先，如果X射线图像诊断装置1开始减影图像的生成处理(步骤1000)，则X射线图像生成部102进行造影图像的拍摄，作为减影图像生成的前阶段(步骤1001)。如果X射线图像生成部102结束造影图像的拍摄，则X射线图像生成部102接着开始实况图像的拍摄(步骤1002)。然后，控制部100判断是否有从输入部108输入的像素位移指示(步骤1003)。像素位移指示由X射线图像诊断装置1的使用者用输入部108进行，在例如使用者观察到被检测体P的移动时或使用者从减影图像观察到了运动伪影时等进行。
如果控制部100判断为没有输入像素位移指示(步骤1003的“否”)，则图像处理部103用造影图像和实况图像进行图3所述的不伴随有像素位移处理的减影图像生成处理(步骤1004)。而如果控制部100判断为输入了像素位移指示(步骤1003的“是”)，则图像处理部103用造影图像和实况图像进行图5所述的伴随有像素位移处理的减影图像的生成处理(步骤1005)。图像处理部103在生成减影图像的同时把造影图像更新成已进行像素位移了的造影图像(步骤1006)。即，在步骤1006以后的处理中，进行减影图像的生成时使用已进行了像素位移的造影图像。
如果步骤1004或步骤1006的处理结束，则控制部100判断是否有从输入部108输入的拍摄结束指示(步骤1007)。在控制部100判断为没有输入拍摄结束指示(步骤1007的“否”)时，控制部100返回X射线图像生成部102进行实况图像的拍摄的步骤1002，继续进行处理。而判断为有拍摄结束指示(步骤1007的“是”)时，控制部100结束处理。
通过以上的处理，控制部100区分使用伴随有像素位移处理的减影图像生成处理和不伴随有像素位移处理的减影图像生成处理。通过仅仅在有来自输入部108的指示时进行伴随有像素位移处理的减影图像生成处理，可以减轻针对控制部100的计算负担。
另外，描述了步骤1003中的判断基于是否从输入部108输入了像素位移指示来进行。但本实施方式的动作不仅限于此，也可以例如取代像素位移指示，进行根据从输入部108输入了暂时停止实况图像的拍摄的控制信号而转到步骤1005的处理的判断。通过伴随着实况图像拍摄的暂时停止进行像素位移量的计算处理，可以在伴随着实况图像拍摄的处理负担少的状态下进行像素位移量的计算处理。或者，也可以计测不进行步骤1005的处理而继续进行步骤1004的处理的时间，进行根据计测的时间超过了预定的时间(例如30秒等)而转到步骤1005的处理的判断。
另外，用图6描述的像素位移处理的判断，在后述的各实施方式中也可以同样地适用。此时，也可以把用步骤1006更新的造影图像适当替换成后述的掩蔽图像、血管图像、路线图像。
(实施方式2)
下面，说明X射线图像诊断装置1的实施方式2。在实施方式2中，由于X射线图像诊断装置1的构成与实施方式1相同，所以省略说明，下面对与实施方式1不同的减影图像的生成处理进行描述。
首先，图7示出X射线图像诊断装置1拍摄或生成的X射线图像的例子。
图7(d)是针对手动操作前的被检测体的诊断部位在未注入造影剂的状态下或造影剂流走了的状态下进行拍摄得到的非造影的X射线图像(以下简称为掩蔽图像)。在该掩蔽图像中映入被检测体的骨骼等的背景。
图7(e)是通过进行造影图像与掩蔽图像的减影处理得到的X射线图像(以下简称为血管图像)。如果图像处理部103用造影图像和掩蔽图像进行减影处理，则在造影图像和掩蔽图像中共同地映入的骨骼等的背景消失，而仅在造影图像中映入的血管显现出来。因此，在图像处理部103输出的血管图像中只抽出地反映造影图像中的血管。
图7(f)是通过进行实况图像与掩蔽图像的减影处理得到的X射线图像(以下简称为丝线图像)。如果图像处理部103如果用实况图像和掩蔽图像进行减影处理，则在实况图像和掩蔽图像中共同地映入的骨骼等的背景消失，而仅在实况图像中映入的器件显现出来。因此，在图像处理部103输出的丝线图像中只抽出地反映实况图像中的器件。
图8是示出实施方式2中的减影图像的生成处理的图。下面，针对图像处理部103进行的减影图像的生成处理进行描述。另外，在图8中，为了简化说明，省略了后述的像素位移处理而进行说明。
首先，作为减影图像生成的前阶段，X射线图像诊断装置1进行掩蔽图像(d)和造影图像(a)的拍摄。为了进行掩蔽图像(d)的拍摄，拍摄控制部101驱动C臂400和顶板500，使X射线管301和X射线检测器302的拍摄位置与被检测体P的诊断部位一致。在拍摄位置与诊断部位一致了的状态下，拍摄控制部101针对未注入造影剂的被检测体P进行X射线图像的拍摄。X射线图像生成部102把被拍摄的X射线图像即掩蔽图像(d)输出到存储部106。
如果X射线图像生成部102把掩蔽图像(d)输出到存储部106，则X射线图像诊断装置1接着进行造影图像(a)的拍摄。造影图像(a)的拍摄位置与掩蔽图像(d)相同。在拍摄位置与掩蔽图像(d)的拍摄位置一致了的状态下，拍摄控制部101针对被注入了造影剂的被检测体P进行X射线图像的拍摄。X射线图像生成部102把被拍摄的X射线图像即造影图像(a)输出到存储部106。
如果把掩蔽图像(d)和造影图像(a)输出到存储部106，则图像处理部103对掩蔽图像(d)和造影图像(a)实施减影处理，生成血管图像(e)，输出到存储部106。通过减影处理，在掩蔽图像(d)和造影图像(a)中共同地映入的骨骼等的背景被删除，在血管图像(e)中显示仅在造影图像(a)中映入的血管。
如果血管图像(e)的生成结束并开始针对被检测体P的手动操作，则X射线图像诊断装置1对手动操作中的被检测体P进行实况图像(b)的拍摄。用与造影图像(a)和掩蔽图像(d)相同的拍摄位置进行实况图像(b)的拍摄。拍摄控制部101对被插入了器件的被检测体P进行作为实时运动图像的实况图像(b)的拍摄，把它一次次地输出到存储部106。因此，实况图像(b)与插入到被检测体内的器件的移动、被检测体的身体运动等造成的被检测体自身的移动对应地，每时每刻都在变化。
然后，图像处理部103对被拍摄的掩蔽图像(d)和实况图像(b)实施减影处理，生成丝线图像(f)，输出到存储部106。通过减影处理，在掩蔽图像(d)和实况图像(b)中共同地映入的骨骼等的背景被删除，在丝线图像(f)中显示仅在实况图像(b)中映入的器件。另外，丝线图像(f)根据与被检测体和器件的位置关系对应而每时每刻都在变化的实况图像(b)进行变化。
如果图像处理部103生成丝线图像(f)，则把丝线图像(f)和血管图像(e)相加而生成减影图像(c)。更具体地说，图像处理部103把丝线图像(f)的某坐标处映射的像素值与血管图像(e)的同一坐标处映射的像素值相加，把它映射到减影图像(c)的同一坐标。通过对减影图像(c)的各坐标反复进行该像素值的相加和映射，从而进行减影图像(c)的生成。通过该相加处理，在减影图像(c)中显示把在丝线图像(f)中映入的器件和在血管图像(e)中映入的血管重叠起来的图像。由于像前面所述的那样，丝线图像(f)根据实况图像(b)变化而变化，所以减影图像(c)也根据与被检测体和器件的位置关系对应而每时每刻都在变化的实况图像(b)进行变化。
如果图像处理部103生成减影图像(c)，就把它向显示部107输出。X射线图像诊断装置1的使用者可以一边辨认在显示部107上显示的减影图像(c)，确认器件位于血管中的哪个位置，一边进行手动操作。在实施方式2中，与实施方式1中的所述的减影图像的生成不同，通过把只映入了血管的血管图像(e)和只映入了器件的丝线图像(f)相加起来而生成减影图像(c)。通过根据从输入部108等输入的指示信号对血管图像(e)和丝线图像(f)的像素值加权，可以使在减影图像(c)中显现的血管和器件的显示浓度变化成适当的浓度。
通过以上的处理，图像处理部103进行减影图像(c)的生成。在此，如果被检测体P因身体移动等而移动，则在丝线图像(f)和减影图像(c)中出现运动伪影。
图9示出针对在实况图像的拍摄中移动了的被检测体P，不进行后述的用来抑制运动伪影的像素位移处理而生成丝线图像(f”)和减影图像(c”)的情形。
如果被检测体P在实况图像的拍摄中移动，则从X射线图像生成部102输出背景移动到了与掩蔽图像(d)中的背景位置不同的位置上的实况图像(b”)。图像处理部103对掩蔽图像(d)和该实况图像(b”)实施减影处理。为了通过实施减影处理而映射两X射线图像的差值，在丝线图像(f”)中，分别重叠显示在掩蔽图像(d)中映入的移动前的背景、在实况图像(b”)中映入的移动后的背景和插入到被检测体P内的器件。
而且，图像处理部103基于该丝线图像(f”)和血管图像(e)进行减影图像(c”)的生成。在减影图像(c”)中，分别重叠显示与移动前的被检测体P对应的位置的背景和血管、与移动后的被检测体P对应的位置的背景和器件。由于在减影图像(c”)中重叠显示的背景、血管与器件的位置错离会妨碍图像辨认，所以X射线图像诊断装置1的使用者难以用减影图像(c”)进行手动操作。
于是，在实施方式2中通过对掩蔽图像(d)和血管图像(e)实施像素位移处理，进行抑制了运动伪影的减影图像(c’)的生成。下面，用图10针对图像处理部103进行的减影图像(c’)的生成处理进行描述。另外，作为减影图像(c’)生成的前阶段，对造影图像(a)、掩蔽图像(d)的拍摄和血管图像(e)的生成都已结束了的情形进行描述。
如果手动操作中的被检测体P在实况图像的拍摄中移动，则像前面所述的那样，从X射线图像生成部102输出背景移动到了与掩蔽图像(d)中的背景位置不同的位置上的实况图像(b”)。首先，图像处理部103用该实况图像(b”)和掩蔽图像(d)进行像素位移量的计算。图像处理部103通过该像素位移量的计算，实质上在实况图像(b”)中计算背景移动的方向和移动的距离。另外，像素位移量的计算方法与实施方式1中描述过的相同。
如果图像处理部103计算像素位移处理的方向和距离，则基于计算的方向和距离生成实施了像素位移处理的掩蔽图像(d’)。掩蔽图像(d’)实质上可以视为将掩蔽图像(d)根据被检测体P移动而移动得到的。
如果图像处理部103生成掩蔽图像(d’)，则对掩蔽图像(d’)和实况图像(b”)实施减影处理，生成丝线图像(f’)，向存储部106输出。由于掩蔽图像(d’)中的背景根据实况图像(b”)移动，所以得到在掩蔽图像(d’)和实况图像(b”)中共同地映入的背景被删除、而显示仅在实况图像(b”)中映入的器件的丝线图像(f’)。
除了进行丝线图像(f’)的生成以外，图像处理部103还对血管图像(e)进行像素位移处理，生成血管图像(e’)。此时，对血管图像(e)进行的像素位移处理的方向和距离与生成掩蔽图像(d’)时进行的像素位移处理的方向和距离相同。因此，血管图像(e’)实质上可以视为将血管图像(e)根据被检测体P移动而移动得到的。
如果图像处理部103进行丝线图像(f’)和血管图像(e’)的生成，就把两个X射线图像相加而生成减影图像(c’)。虽然丝线图像(f’)与被检测体P的移动而在图像中移动，但血管图像(e’)也与被检测体P的移动对应地移动。因此，通过进行丝线图像(f’)和血管图像(e’)的相加，可以获得器件和血管在正确的位置上重叠的减影图像(c’)。
通过以上的处理，图像处理部103通过像素位移处理和减影处理生成减影图像。与实施方式1同样地，无须进行掩蔽图像的再次拍摄，就可以生成抑制了运动伪影的减影图像。其结果，可以减轻由于造影剂注入、X射线照射造成的对被检测体P的危害，缩短手动操作的时间。另外，在分别生成血管图像和丝线图像并通过把两个X射线图像相加而生成减影图像时也是，由于基于计算的像素位移量进行掩蔽图像的像素位移处理和血管图像的像素位移处理，所以可在正确的位置上重叠显示丝线和血管。
(实施方式3)
下面，说明X射线图像诊断装置1的实施方式3。在实施方式3中，由于X射线图像诊断装置1的构成和减影图像的生成处理的流程与实施方式2相同，所以省略说明。与实施方式2的第一个不同点在于，随着减影图像的生成处理的进行，控制部100进行从存储部106删除对于生成处理不需要的造影图像(a)和实况图像(b)的动作。与实施方式2的第二个不同点在于，图像处理部103进行再次生成进行像素位移处理所需的实况图像(b)的处理。
首先，用图11说明从存储部106删除造影图像(a)和实况图像(b)的处理。图11是针对实施方式2中的减影图像的生成处理进行描述的图。在图11中，与图8不同，存储部106中暂时保存、在减影图像的生成结束的同时从存储部106中删除的图像用虚线加框表示。下面，用图11描述实况图像的重构处理。
在上述的实施方式2中已经描述过，如果图像处理部103进行了造影图像(a)和掩蔽图像(d)的拍摄就把它输出到存储部106。图像处理部103用在存储部106中存储的造影图像(a)和掩蔽图像(d)进行后述的血管图像(e)的生成。由于随后的减影图像(c)的生成用实况图像(b)、掩蔽图像(d)和血管图像(e)进行，所以一旦进行了血管图像(e)的生成，在以后的减影图像的生成处理中就不再使用造影图像(a)了。由于在存储部106中继续保存不使用的造影图像(a)的图像数据会挤占存储部106的存储容量，对后面的计算处理、生成的X射线图像的存储处理造成不便，所以如果控制部100进行血管图像(e)的形成，就从存储部106中删除不使用的造影图像(a)。
另一方面，在上述的实施方式2中已经描述过，实况图像(b)是实时拍摄的运动图像。因此，与X射线检测器302持续进行X射线信号的检测对应地，X射线图像生成部102也一次次地进行实况图像(b)和丝线图像(f)的生成和向存储部106的输出。在此，由于X射线图像诊断装置1的使用者通常一边参照拍摄时刻的减影图像(c)一边进行手动操作，所以对于进行手动操作来说，并不需要过去拍摄的实况图像(b)和过去生成的丝线图像(f)。把一次次地输出的实况图像(b)和丝线图像(f)都存储到存储部106中去，就会挤占存储部106的存储容量，对后面的计算处理、生成的X射线图像的存储处理造成不便，所以如果减影图像(c)的生成处理结束，控制部100就从存储部106中删除在减影图像(c)的生成中使用的实况图像(b)和丝线图像(f)。
因此，图11上的用虚线框住的造影图像(a)、实况图像(b)和丝线图像(f)仅仅暂时存储在存储部106中，在减影图像(c)的生成结束的同时被删除。在生成了减影图像(c)的时刻，在存储部106中存储着掩蔽图像(d)、血管图像(e)和减影图像(c)。
在此，考虑在从存储部106中删除了造影图像(a)、实况图像(b)和丝线图像(f)的状态下，发生了被检测体P的移动的情况。图像处理部103必须按照图10中所述的处理进行像素位移量的计算和像素位移处理，但由于进行像素位移量的计算处理所必需的实况图像(b”)被从存储部106中删除，所以图像处理部103不能继续处理。为此，在实施方式3中，作为像素位移处理的前阶段，进行实况图像(b”)的重构处理。下面，用图12描述图像处理部103进行的实况图像(b”)的重构处理。
如果手动操作中的被检测体P在实况图像的拍摄中移动，则像用图9已描述的那样，从图像处理部103向存储部106输出出现了运动伪影的减影图像(c”)。
如果图像处理部103向存储部106输出减影图像(c”)，则对减影图像(c”)和血管图像(e)进行减影处理，生成丝线图像(f”)。在减影图像(c”)中，重叠地反映与移动前的被检测体P对应的位置的背景和血管、与移动后的被检测体P对应的位置的背景和器件。如果对该减影图像(c”)，用映入了与移动前的被检测体P对应的位置的血管的血管图像(e)进行减影处理，则在生成的丝线图像(f”)中，重叠地反映与移动前的被检测体P对应的位置的背景、与移动后的被检测体P对应的位置的背景和器件。该丝线图像(f”)，像用图9已描述的那样，实质上可以视为再生成出现了运动伪影的丝线图像(f”)的处理。
如果图像处理部103再生成丝线图像(f”)，则对丝线图像(f”)和掩蔽图像(d)进行减影处理，生成实况图像(b”)。像前面所述的那样，在丝线图像(f”)中，重叠地反映与移动前的被检测体P对应的位置的背景、与移动后的被检测体P对应的位置的背景和器件。如果对该丝线图像(f”)，用映入了与移动前的被检测体P对应的位置的背景的掩蔽图像(d)进行减影处理，则在生成的实况图像(b”)中，重叠地反映与移动后的被检测体P对应的位置的背景和器件。该实况图像(b”)，像用图9已描述的那样，实质上可以视为再生成在手动操作中移动了的被检测体P的实况图像(b”)的处理。
如果图像处理部103再生成实况图像(b”)，则基于已用图10描述的像素位移处理进行抑制了运动伪影的减影图像(c’)的生成。
通过以上的处理，作为像素位移处理的前阶段，实施方式3中的图像处理部103进行从存储部106删除的实况图像的再生成处理。由此，除了实施方式2的效果以外，还可以进行避免了一次次作为实时运动图像生成的实况图像对存储部106的存储区域的挤占并且抑制了运动伪影的减影图像的生成。
(实施方式4)
下面，说明X射线图像诊断装置1的实施方式4。在实施方式4中，由于X射线图像诊断装置1的构成与实施方式1相同，所以省略说明，下面对与实施方式1不同的减影图像的生成处理进行描述。
图13是示出实施方式4中的减影图像的生成处理的图。下面，针对图像处理部103进行的减影图像的生成处理进行描述。另外，在图13中，为了简化说明，省略了后述的像素位移处理而进行说明。
首先，作为减影图像生成的前阶段，X射线图像诊断装置1进行掩蔽图像(d)和造影图像(a)的拍摄。为了进行掩蔽图像(d)的拍摄，拍摄控制部101驱动C臂400和顶板500，使X射线管301和X射线检测器302的拍摄位置与被检测体P的诊断部位一致。在拍摄位置与诊断部位一致了的状态下，拍摄控制部101针对未注入造影剂的被检测体P进行X射线图像的拍摄。X射线图像生成部102把被拍摄的X射线图像即掩蔽图像(d)输出到存储部106。
如果X射线图像生成部102把掩蔽图像(d)输出到存储部106，则接着X射线图像诊断装置1进行造影图像(a)的拍摄。造影图像(a)的拍摄位置与掩蔽图像(d)相同。在拍摄位置与掩蔽图像(d)的拍摄位置一致了的状态下，拍摄控制部101针对被注入了造影剂的被检测体P进行X射线图像的拍摄。X射线图像生成部102把被拍摄的X射线图像即造影图像(a)输出到存储部106。
如果把掩蔽图像(d)和造影图像(a)输出到存储部106，则图像处理部103对掩蔽图像(d)和造影图像(a)实施减影处理，生成血管图像(e)，输出到存储部106。通过减影处理，在掩蔽图像(d)和造影图像(a)中共同地映入的骨骼等的背景消失，在血管图像(e)中显示仅在造影图像(a)中映入的血管。
如果X射线图像生成部102生成血管图像(e)，则图像处理部103生成把掩蔽图像(d)和血管图像(e)相加得到的X射线图像(以下简称为路线图像(g))。此时，图像处理部103基于来自输入部108的输入，对在血管图像(e)中映射的各像素值实施加权处理，使血管图像(e)的图像上的浓度变化。该加权通过例如以下的方式进行。即，X射线图像生成部102的使用者想以低浓度显示减影图像(c)中出现的血管的浓度时，减小血管图像(e)的像素值，而想以深浓度显示减影图像(c)中出现的血管的浓度时，增大血管图像(e)的像素值。由此，实施方式4也与实施方式2同样地，可以使在减影图像(c)中的血管的显示浓度变化成适当的浓度。
如果图像处理部103结束路线图像(g)的生成并开始针对被检测体P的手动操作，则X射线图像诊断装置1对手动操作中的被检测体P进行实况图像(b)的拍摄。用与造影图像(a)和掩蔽图像(d)相同的拍摄位置进行实况图像(b)的拍摄。拍摄控制部101对被插入了器件的被检测体P进行作为实时运动图像的实况图像(b)的拍摄，把它一次次地输出到存储部106。因此，实况图像(b)与插入到被检测体内的器件的移动、被检测体的身体运动等造成的被检测体自身的移动对应而每时每刻都在变化。
然后，图像处理部103对被拍摄的路线图像(g)和实况图像(b)实施减影处理，生成减影图像(c)，输出到存储部106。通过减影处理，在路线图像(g)和实况图像(b)中共同地映入的骨骼等的背景被删除，在减影图像(c)中重叠地显示在路线图像(g)中映入的浓度变化的血管和在实况图像(b)中映入的器件。减影图像(c)根据与被检测体和器件的位置关系对应而每时每刻都在变化的实况图像(b)变化。
如果图像处理部103生成减影图像(c)，就把它向显示部107输出。X射线图像诊断装置1的使用者可以一边辨认在显示部107上显示的减影图像(c)而确认器件位于血管中的哪个位置，一边进行手动操作。
通过以上的处理，图像处理部103进行减影图像(c)的生成。在此，如果被检测体P因身体运动等而移动，则在减影图像(c)中出现运动伪影。于是，在实施方式4中通过对路线图像(g)实施像素位移处理，进行抑制了运动伪影的减影图像(c’)的生成。下面，用图14针对图像处理部103进行的减影图像(c’)的生成处理进行描述。另外，在图14中，为了简化说明，对路线图像(g)的生成处理省略说明。
如果手动操作中的被检测体P在实况图像的拍摄中移动，则像前面所述的那样，从X射线图像生成部102输出背景移动到了与路线图像(g)中的背景位置不同的位置上的实况图像(b”)。首先，图像处理部103用该实况图像(b”)和路线图像(g)进行像素位移量的计算。图像处理部103通过该像素位移量的计算，实质上在实况图像(b”)中计算背景移动的方向和移动的距离。
如果图像处理部103计算像素位移处理的方向和距离，则基于计算的方向和距离生成实施了像素位移处理的路线图像(g’)。路线图像(g’)实质上可以视为把路线图像(g)与被检测体P移动对应地移动得到的。
如果图像处理部103生成路线图像(g’)，则对路线图像(g’)和实况图像(b”)实施减影处理，生成减影图像(c’)，向显示部107输出。由于路线图像(g’)中的背景、血管与实况图像(b”)中的背景对应地移动，所以得到在造影图像(a’)和实况图像(b”)中共同地映入的骨骼等的背景被删除，在减影图像(c’)中正确地重叠并反映作为造影图像(a’)和实况图像(b”)的差值的血管和器件。
通过以上的处理，实施方式4中的图像处理部103通过对路线图像实施像素位移处理，生成抑制了运动伪影的减影图像。即使在为了避免挤压存储部106中的存储容量而从存储部106删除掩蔽图像和造影图像时，也可以基于路线图像进行使用了像素位移处理的运动伪影的抑制。另外，实施方式4中的像素位移量的计算处理不仅限于此，也可以取代路线图像而基于例如掩蔽图像等的其它图像和实况图像计算像素位移的方向和距离。
另外，本发明不限于上述实施方式中公开的情形，也可以把各实施方式中公开的多个构成要素适当组合。例如，也可以适当替换各实施方式中所述的X射线图像拍摄的顺序、减影处理、重叠处理和像素位移处理等的处理的顺序。另外，虽然已描述为实况图像的拍摄位置与掩蔽图像或造影图像等的拍摄位置相同，但也可以根据台床、被检测体等的移动量适当地改变实况图像的拍摄位置。另外，在各实施方式中已描述了用C臂400构成X射线图像诊断装置1的例子，但X射线图像诊断装置1的构成不仅限于此，也可以是例如X射线管301和X射线检测器302独立地动作，也可以是X射线检测器302与顶板500作为台床而一体化。另外，也可以例如，从各实施方式中公开的多个构成要素删除几个构成要素。或者，也可以把不同实施方式中的构成要素适当组合。

Claims (6)

1.一种X射线图像诊断装置，包括：照射X射线的X射线照射单元和基于上述X射线拍摄X射线图像的拍摄单元，其特征在于，还包括：
第一减影单元，对由上述拍摄单元拍摄的第一X射线图像和第二X射线图像进行减影，生成表示血管的信息的第一减影图像；
计算单元，求出由上述拍摄单元拍摄的上述第一X射线图像和第三X射线图像之间的像素位移量；
第二减影单元，对基于上述像素位移量进行了位置偏离修正的上述第一X射线图像和上述第三X射线图像进行减影，生成表示插入器具的信息的第二减影图像；
图像处理单元，基于上述像素位移量对上述第一减影图像进行位置偏离修正，以及
合成单元，生成把由上述图像处理单元进行了位置偏离修正的第一减影图像和上述第二减影图像合成得到的合成图像。
2.如权利要求1所述的X射线图像诊断装置，其特征在于：
上述合成单元对上述第一减影图像和上述第二减影图像中的至少一方进行合成中的加权。
3.一种X射线图像诊断装置，包括：照射X射线的X射线照射单元和基于上述X射线拍摄X射线图像的拍摄单元，其特征在于，还包括：
第一减影单元，对由上述拍摄单元拍摄的第一X射线图像和第二X射线图像进行减影，生成表示血管的信息的第一减影图像；
第二减影单元，对上述第一X射线图像和在上述第一X射线图像拍摄后由上述拍摄单元拍摄的第三X射线图像进行减影，生成表示插入器具的信息的第二减影图像；
合成单元，生成把上述第一减影图像和上述第二减影图像合成得到的合成图像；
第三减影单元，对上述合成图像和上述第一减影图像进行减影，生成第三减影图像；以及
第四减影单元，对上述第三减影图像和上述第一X射线图像进行减影，生成第四减影图像。
4.如权利要求3所述的X射线图像诊断装置，其特征在于，还包括：
对上述第二X射线图像、上述第三X射线图像和上述第二减影图像中的至少一个进行删除的删除单元。
5.一种X射线图像诊断装置，包括：照射X射线的X射线照射单元和基于上述X射线拍摄X射线图像的拍摄单元，其特征在于，还包括：
第一减影单元，对由上述拍摄单元拍摄的第一X射线图像和第二X射线图像进行减影，生成表示血管的信息的第一减影图像；
合成单元，生成把上述第一X射线图像和上述第一减影图像合成得到的合成图像；
像素位移单元，计算上述合成图像和在上述第一X射线图像拍摄后由上述拍摄单元拍摄的第三X射线图像之间的像素位移量，基于上述像素位移量对上述合成图像进行像素位移；以及
第二减影单元，对上述进行了像素位移的合成图像和上述第三X射线图像进行减影，生成第二减影图像。
6.如权利要求5所述的X射线图像诊断装置，其特征在于：
上述合成单元使上述第一减影图像中的上述血管的信息的像素值变化。
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