CN102481134B - 医用图像诊断装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种医用图像诊断装置，适用于在血管内治疗中，医师等设备操作者识别导线、导管、线圈等，并有效地进行医疗行为的情况。该医用图像诊断装置根据体数据生成体绘制图像。还具有存储透视掩模图像的掩模图像存储部。另外，针对每个时间序列收集实时透视图像。另外，进行透视掩模图像与实时透视图像的减影处理并生成减影图像。另外，根据透视掩模图像生成线圈图像。另外，具有生成将各图像合成了的图像的图像合成部。

Description

医用图像诊断装置
技术领域
本发明的一实施方式涉及医用图像诊断装置。
背景技术
使用有X射线诊断装置等的医用图像技术取得了急速的发展。在作为动脉瘤的治疗方法之一的介入治疗(血管内治疗)等中，医师例如将从腹股沟等插入的导管使用穿过导管内的导线引导至患部。
并且，从导管的顶端将线圈那样的密闭物质保留在动脉瘤之中。通过保留该线圈阻碍血流，其结果使血流在动脉瘤内凝固来进行治疗。此时，可以注入造影剂并在X射线透视图像上识别出血管。
另一方面，如果继续注入造影剂，则存在患者的负荷变得过大的问题。因此，使用一次流入造影剂并摄影得到的X射线图像与实时的X射线透视图像重叠显示的二维路径图。
但是，该二维路径图需要根据床移动、摄影方向的变更、患者的身体动作来重新制成。重新制成复杂的二维路径图存在招致检查时间的增加与造影剂使用量的增加的问题。
为了解决这样的问题，使用体绘制图像制成路径图图像，期待与实时透视图像重叠显示的三维路径图具有缩短检查时间与降低造影剂量的效果。
但是，在将实时透视图像与体绘制图像重叠显示的三维路径图中，由于导线或导管等设备与骨骼等人体组织构造重叠显示，因此，存在很难看得到设备的图像的课题。
为了提高设备的图像的识别性，在专利文献1中公开了以下技术：即，通过将实时透视图像与透视掩模图像进行减影处理，从而提取出设备信息，并将该设备信息与体绘制图像重叠。但是，在该技术中，变更摄影角度时，由于在重新收集的透视掩模图像中也存在线圈，所以存在不能表示已经被保留的线圈的课题。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2009-39521号公报
发明内容
本发明的一实施方式是鉴于上述课题而形成，其目的在于提供一种能够提高设备(导管、导线、线圈等)的识别性的医用图像诊断装置。
本实施方式的医用图像诊断装置具有体绘制图像生成部、掩模图像存储部、实时透视图像生成部、减影图像生成部、线圈图像生成部、图像合成部。体绘制图像生成部根据体数据生成表示被检体内部的血管的信息的体绘制图像。掩模图像存储部存储透视掩模图像。实时透视图像生成部针对伴随着设备插入的时间序列的每一个来收集实时透视图像。减影图像生成部将由上述掩模图像存储部存储的透视掩模图像与针对每个时间序列收集的实时透视图像进行减影处理，生成减影图像。线圈图像生成部根据上述透视掩模图像生成线圈图像。图像合成部生成将上述体数据、上述减影图像、上述线圈图像合成的图像。
附图说明
图1是表示第1实施方式涉及的X射线摄影装置的结构的概略框图。
图2是示意性地表示通过第1实施方式的X射线摄影装置生成3D路径图图像的步骤的概略框图。
图3是表示第1实施方式涉及的图像处理装置的功能性结构的概略框图。
图4是表示生成基于第1实施方式的X射线摄影装置的体数据的处理步骤的概略流程图。
图5是表示基于第1实施方式的X射线摄影装置的设备强调图像的生成处理步骤的概略流程图。
图6是表示基于第1实施方式的X射线摄影装置的3D路径图图像的生成处理步骤的概略流程图。
图7是示意性地表示通过第2实施方式的X射线摄影装置生成3D路径图图像的步骤的概略框图。
图8是表示第2实施方式涉及的图像处理装置的功能性结构的概略框图。
图9是表示基于第2实施方式的X射线摄影装置的3D路径图图像的生成处理步骤的概略流程图。
图10是示意性地表示通过第3实施方式的X射线摄影装置生成3D路径图图像的步骤的概略框图。
图11是表示基于第2实施方式的图像处理装置的3D路径图图像的生成处理步骤的概略流程图。
符号说明
1  图像处理装置
10  X射线摄影机构
12  X射线管球
14  X射线检测器
26  A/D转换器
27  控制部
28  输入设备
29  三维图像存储器
30  二维图像存储器
31  滤波部
32  仿射转换部
34  减影处理部
35  图像合成部
36  三维图像取得部
37  查找表(LUT)
38  D/A转换器(数字模拟转换器)
39  显示器
40  体绘制图像生成部
41  减影图像生成部
42  透视掩模图像生成部
43  血管信息提取部
47  重建部
48  线圈图像生成部
具体实施方式
参照图1～11说明第1实施方式～第3实施方式涉及的X射线摄影装置。
[第1实施方式]
(动作概要)
首先，参照图1说明第1实施方式涉及的图像处理装置1及X射线摄影机构10的动作概要。图1是表示第1实施方式涉及的X射线摄影装置的结构的概略框图。图1所示的X射线摄影机构10作为一个例子，如下那样获得体数据(三维血管图像数据)。体数据是用于生成体绘制图像V的数据。
第1实施方式涉及的X射线摄影装置一边使X射线摄影机构10围绕被检体高速旋转，一边收集多帧二维的掩模图像的投影数据。然后，再一边使X射线摄影机构围绕被注入了造影剂的被检体高速旋转，一边收集多帧二维的造影图像的投影数据。
对以某角度收集到的掩模图像与在相同角度收集到的造影图像进行减影处理。通过减影处理获得DSA(Digital Subtraction Angiography：数字减影血管造影)数据。
然后进行DSA数据的重建，得到被强调了血管图像的体数据。被重建的体数据被存储在三维图像存储器中。
然后，X射线摄影装置例如如下那样生成体绘制图像V，并生成与透视减影图像的合成图像。
X射线摄影装置根据用户进行的操作开始透视摄影。X射线摄影装置在透视摄影开始后，收集透视掩模图像数据。另外，X射线摄影装置收集实时透视图像数据。X射线摄影装置还通过减影处理来生成透视减影数据。X射线摄影装置与这些处理一起，(1)使被检体内的导线、导管等强调显示。另外，(2)判断是否存在3D路径图生成指示。(3)还判断是否存在摄影的条件变更。以下，针对(1)～(3)的处理概要进行说明。
(1)透视摄影开始后，医师等一边参照透视图像一边将导线、导管等设备插入被检体内。此时，图像处理装置1对于透视减影数据实施线状成分的检测处理等。其结果在透视减影数据中抑制表示导线、导管等设备的部分以外的部分、即抑制噪音。其结果在透视减影数据中，表示设备的部分与其他的部分相比被相对强调地进行显示。
(2)X射线摄影装置例如在向被检体内插入设备后，判断是否存在3D路径图生成指示。该指示是基于医师等的操作产生的。当接受到该生成指示时，X射线摄影装置从三维图像存储器取得体数据。另外，X射线摄影装置对体数据实施体绘制等处理，并生成体绘制图像V。该体绘制等处理例如与根据观察的角度·视野·放大率·位置等信息所表示的状况相对应而被执行。
另外，X射线摄影装置根据上述(1)的透视减影数据与(2)的体绘制图像等生成并显示3D路径图图像。
(3)X射线摄影装置根据观察角度、放大率或床的移动、患者的动作来判断是否存在摄影中的条件变更。另外，判断是否存在透视掩模图像M的再生成的指示。当判断存在条件变更或指示时，X射线摄影装置取得体数据，并配合条件变更重新生成体绘制图像V。X射线摄影装置还配合条件变更生成透视掩模图像M与实时透视图像R。
然后，参照图2，针对根据摄影中的变更条件、透视掩模图像M的再生成的指示的图像处理装置1的动作概要进行说明。另外，该动作是根据对于动脉瘤的线圈栓塞术的例子。
《线圈提取图像的生成》
如图2所示，如果存在摄影中的变更条件或透视掩模图像M的再生成的指示，则X射线摄影机构10再次取得透视掩模图像M及实时透视图像R。另外，从再次取得的透视掩模图像M提取线圈，并生成线圈提取图像C(S101)。
《设备强调图像的生成》
图像处理装置1通过将再次取得的透视掩模图像M与实时透视图像R进行减影处理，获得透视减影数据(S102)。在图2中，实时透视图像R与透视掩模图像M之间显示的记号“-”表示减影处理。另外，图像处理装置1对于透视减影数据实施噪音抑制处理(S103)。
图像处理装置1对于实施了噪音控制处理的透视减影数据实施线状成分的检测处理等(导线强调)。其结果生成在透视图像中相对地强调了导线等设备的设备强调图像D(S104)。
《掩模处理》
图像处理装置1对于实时透视图像R实施掩模处理。例如，图像处理装置1只针对实时透视图像R与体绘制图像V中的血管所存在的部分重叠的部分进行降低实时透视图像R的合成比率的处理。通过该处理，即使在提高了实时透视图像R的合成比率的情况下，也能够回避体绘制图像V的识别性降低的情况(S105)。
《3D路径图图像》
图像处理装置1进行线圈提取图像C、设备强调图像D、被掩模处理后的实时透视图像R的合成处理(步骤S106)。再将体绘制图像V与被进行了该合成处理的图像数据进一步进行合成处理，生成3D路径图图像S。另外，图像处理装置1使3D路径图图像S显示在显示器39上。
这样，第1实施方式涉及的X射线摄影装置将实时透视图像R与体绘制图像V、设备强调图像D等合成并显示。由此，用户可以把握血管与被检体体内的构造的位置关系。因而，即使被检体与摄影机构的相对位置发生变化，用户也能够把握。另外，如果存在摄影中的条件变更或透视掩模图像M的再生成的指示，则X射线摄影机构10再次取得透视掩模图像M及实时透视图像R。进一步还生成线圈提取图像C。因而，再次生成3D路径图图像S时，可以回避图像内的线圈会消失的情况。
(X射线摄影装置的整体结构)
接着，参照图1，说明第1实施方式涉及的X射线摄影装置的结构。如图1所示，第1实施方式涉及的X射线摄影装置包含X射线摄影机构10、图像处理装置1、显示器39来构成。另外，X射线摄影装置具备未图示的系统控制部。
未图示的系统控制部控制图像处理装置1、X射线摄影机构10等X射线摄影装置整体。
输入设备28例如具有键盘、鼠标、还有路径图开关。路径图开关是对于现在的透视图像输入合成血管的路径图(3D路径图图像S)的意思的指示的设备。
显示器39从图像处理装置1接收各图像数据，并显示透视图像、设备强调图像D、3D路径图图像S等。
(X射线摄影机构的结构)
接着，参照图1，说明第1实施方式涉及的X射线摄影机构10的结构。X射线摄影机构10具有未图示的系统控制部、机构控制部、床、X射线高电压发生装置。未图示的X射线高电压发生装置具有X射线控制部与高电压发生部。另外，X射线摄影机构10具有未图示的X射线源装置、臂11、X射线检测器14。X射线源装置具有X射线管球12与未图示的X射线光阑装置。
臂11支承X射线源装置(X射线管球12)及X射线检测器14。例如，C型的臂11通过设置在基座上的电动机像螺旋桨那样高速旋转。被检体躺在床上。床被机构控制部控制，能够保持载置有被检体的状态地移动被检体。
X射线管球12使用由X射线高电压发生装置供给的高电压来发生X射线。X射线光阑装置通过遮蔽由X射线管球12发生的X射线的一部分来控制照射区域。
X射线检测器14将透过被检体的X射线转换成电荷并进行检测。作为X射线检测器14，可以使用由平面型X射线检测器(Flat PanelDetector)或图像增强器与TV摄像机的组合构成的装置。通过X射线检测器14检测出的电荷作为二维投影数据，被传送至图像处理装置1。如后所述，二维投影数据通过A/D(Analog/Digital)转换器26转换成数字信号，并存储在二维图像存储器30中。
未图示的系统控制部接收收集体数据的指示。X射线摄影机构10根据该指示收集注入造影剂前的投影数据(掩模图像)。即，系统控制部经由机构控制部，在将造影剂注入被检体的血管之前，例如使臂11以每秒50度像螺旋桨那样高速旋转。
由此，X射线控制部通过控制高电压发生部，来控制由X射线管球12发生的X射线。高电压发生部生成向X射线管球12供给的高电压。进而，系统控制部经由机构控制部利用X射线光阑装置控制X射线的照射区域。由此，X射线摄影机构10例如按照2度的间隔来进行摄影，并通过X射线检测器14收集例如100帧二维投影数据。
然后，X射线摄影机构10的机构控制部驱动臂11，返回到掩模摄影开始位置。之后，系统控制部经由机构控制部及X射线控制部，与掩模图像的投影数据的收集一样，收集注入造影剂之后的造影图像的投影数据。造影剂通过造影剂注入器(Injector)注入被检体，经过一定时间之后，X射线摄影机构10例如以2度的间隔进行摄影，并通过X射线检测器14收集例如100帧二维投影数据。
被收集的掩模图像及造影剂图像的二维投影数据与后述的图像处理装置1在造影剂注入之前收集的二维投影数据一样，由图像处理装置1中的后述的A/D转换器26转换成数字信号，并存储在二维图像存储器30中。
(图像处理装置的结构)
然后，参照图1及图3，说明第1实施方式涉及的图像处理装置1的结构。图3是表示第1实施方式涉及的图像处理装置1的功能性结构的概略框图。图像处理装置1经由A/D转换器26与X射线摄影机构10的X射线检测器14连接。
如图3所示，图像处理装置1包含A/D转换器26、控制部27、三维图像存储器29、二维图像存储器30、滤波部31、仿射转换部32、减影处理部34、图像合成部35、三维图像取得部36、LUT(Look-up Table)37、体绘制图像生成部40、减影图像生成部41、透视掩模图像生成部42、血管信息提取部43、重建部47、线圈图像生成部48、D/A转换部(Digital/Analog)38而构成。显示器39经由D/A转换部38与图像处理装置1连接。另外，包含路径图开关的输入设备28与图像处理装置1连接。控制部27进行图像处理装置1的各部的控制。
《二维图像存储器、滤波部、仿射转换部》
二维图像存储器30存储由X射线摄影机构10发生、通过A/D转换器26转换成数字信号的二维投影数据(X射线图像数据)。在存储于二维图像存储器30的投影数据中，包含有在滤波部31中接受了高频率强调等滤波的二维X射线图像数据。另外，作为被存储的投影数据，包含有在仿射转换部32中接受了图像放大、移动等仿射转换的投影数据等。
《减影处理部》
减影处理部34根据存储于二维图像存储器30的造影图像的投影数据来减影处理掩模图像的投影数据。在说明该处理中，假设第1～N帧的掩模图像与第1～N帧的造影图像分别按顺序以相同的角度进行摄影得到的。
例如，减影处理部34从二维图像存储器30读取第N帧摄影的掩模图像与第N帧摄影的造影图像。另外，减影处理部34将它们转换成自然对数。减影处理部34在此之上实施减影处理。其结果变成减影处理部34根据某掩模图像，将该掩模图像和投影方向相同的造影图像进行减影处理。这样，减影处理部34从相同角度彼此之间的掩模图像减影处理造影图像。另外，该减影处理在转换成双方自然对数之后进行。以下，将被减影处理了的投影数据记载为“DSA(Digital Subtraction Angiography)数据)”。
减影处理部34将N帧(例如100帧)大小的DSA数据发送至重建部47。
《重建部》
重建部47从减影处理部34接收N帧大小的DSA数据。重建部47根据该多个二维DSA数据来进行体数据的重建。作为重建法，存在由Feldkamp等提出的滤波反投影法等。当表示滤波反投影法的情况时，则例如对于100帧的DSA数据，施加适当的褶积滤波。作为褶积滤波例如有Shepp&Logan或Ramachandran那样的滤波。
重建部47接下来通过逆投影运算来得到体数据(重建数据)。在此，重建区域被定义为内接于X射线管球向全部方向放射的X射线束的圆筒。该圆筒内例如以投影于X射线检测器14的1个检测元件的宽度的重建区域中心部中的长度d按照三维的方式离散化，需要得到离散点的数据的重建图像。其中，在此示出了离散间隔的一个例子，但也可以使用由装置定义的离散间隔。
重建部47将体数据存储在三维图像存储器29中。另外，在上述通过将被减影处理的DSA数据重建来生成体数据。但是，并不限定于该结构，也能够采用以下结构。例如，图像处理装置1生成根据掩模图像的投影数据通过重建部47而重建的体数据。另外，图像处理装置1生成根据造影图像通过重建部47重建的体数据。减影处理部34也可以将掩模图像的体数据与造影图像的体数据进行减影处理。
《三维图像存储器》
三维图像存储器29存储从重建部47接收到的体数据。
另外，在三维图像存储器29中也可以代替从该重建部47接收到的体数据而存储从外部装置取得的体数据。作为外部装置，例如有X射线CT装置、MRI装置等医用图像诊断装置或PACS等。从X射线CT装置取得CTA(Computed Tomography Angiography)。从MRI装置取得MRA(Magnetic Resonance Angiography)、非造影MRA(MagneticResonance Angiography)等。另外，取得从外部装置取得的体数据时，三维图像取得部36例如可以经由网络，取得来自外部的体数据。
另外，在来自外部的体数据中包含有血管信息以外的人体信息时，另外使用阈值处理或像素值的范围指定、区域生长法等方法，通过血管信息提取部43提取出血管信息，并生成体数据。或者，也可以通过阈值处理或像素值的范围指定、区域生长法等方法的组合等来提取出血管信息，并生成体数据。
《透视掩模图像生成部》
透视掩模生成部42从控制部27接收透视掩模图像M的生成指示。例如该指示根据操作者经由输入设备28进行指示透视摄影的开始的操作而形成。即，X射线摄影装置接收透视摄影的开始的指示，并通过X射线摄影机构10将被检体摄影。通过该摄影收集多帧投影数据。投影数据被转换成数字信号，并发送至图像处理装置1。图像处理装置1的控制部27对透视掩模图像生成部42进行生成透视掩模图像M的指示。
透视掩模图像生成部42取得由透视摄影收集的多帧量的该投影数据，生成例如在1秒中内进行相加平均得到的透视掩模图像M并存储在二维图像存储部30中。
另外，未图示的运动图像生成部与透视掩模图像M的生成相对应，生成实时透视图像R。即，X射线摄影装置通过X射线摄影机构10以规定间隔对被检体进行摄影。通过该摄影依次收集投影数据。被依次收集的投影数据被发送至图像处理装置1。图像处理装置1接收投影数据并转换成数字信号。另外，图像处理装置1的控制部27对运动图像生成部进行生成实时透视图像R的指示。运动图像生成部取得通过透视摄影依次收集的该投影数据，依次生成实时透视图像R并存储在二维图像存储器30中。如果转移到实时透视图像收集阶段，则根据来自X射线摄影装置的指示，开始导管、导线等的设备操作。
《减影图像生成部》
如果透视掩模图像M及实时透视图像R存储在二维图像存储器30中，则控制部27使减影图像生成部41生成透视减影数据。即，控制部27从二维图像存储器30读取透视掩模图像M与继续收集的实时透视图像R的图像数据或投影数据。控制部27将这些数据送至减影图像生成部41。减影图像生成部41从透视掩模图像M减影处理实时透视图像R，生成根据透视摄影的透视减影图像。另外，如果向被检体内插入导线或导管等设备、且设备从透视掩模图像M的收集时起发生移动，则在该透视减影图像中还包含有表示设备的数据。
另外，在透视减影图像中，最好实施强调导管或导线等插入被检体内的设备的处理。通过在透视减影图像中进行强调设备的处理，从而生成设备强调图像D(参照图2)。例如，作为强调设备的处理实施噪音降低处理。该噪音降低处理可以采用中央值滤波处理。
另外，作为进一步的设备的强调处理，能够对透视减影图像或设备强调图像D实施线状成分的检测处理。通过实施线状部分的检测处理，不使图像中的线状成分劣化而降低噪音成分。其结果可以相对强调图像中导线、导管等设备的部分。
在图2中，在实时透视图像与透视掩模图像之间显示的记号“-”表示减影处理。另外，在图2中，示出了对于透视减影图像实施噪音抑制处理与导线强调处理，并制成设备强调图像D的步骤。作为导线强调处理，例如有强调透视减影图像中的高频率成分的处理等。
另外，存在这些透视减影图像或设备强调图像D与其他图像(体绘制图像V等)合成之后而发送至显示器39的情况。另外，还存在透视减影图像或设备强调图像D不与其他图像合成而发送至显示器39的情况。
《体绘制图像生成部》
体绘制图像生成部40从三维图像存储器29读取体数据，并生成体绘制图像V。即，如果操作者按下3D路径图开关，则图像处理装置1的控制部27指示体绘制图像生成部40生成体绘制图像V。
体绘制图像生成部40如果从控制部27接收体绘制图像V的生成指示，则实施体绘制等处理并生成体绘制图像(三维血管显示图像)。根据表示X射线摄影装置(医用图像诊断装置)的状况的信息而进行该体绘制等处理。即，体绘制图像生成部40以与X射线摄影装置的状况、例如通过观察角度、观察视野、观察放大率、观察位置等信息所表示的状况一致的方式来进行上述处理。
《线圈图像生成部》
线圈图像生成部48对于透视掩模图像M实施线圈提取处理。通过该线圈提取处理，在透视掩模图像M中提取出表示载置在被检体内的线圈的部分并生成线圈提取图像C。作为该线圈提取处理可以采用针对透视掩模图像M的低通滤波处理。通过线圈图像生成部48的低通滤波处理，得到从透视掩模图像M除去了低频率成分的图像。线圈图像生成部48将该图像送至减影处理部34，并使减影处理部34进行该图像与透视掩模图像的减影处理。
线圈图像生成部48接收使减影处理部34进行了减影处理得到的图像数据或实施了设备强调处理等的图像数据。另外，线圈图像生成部48对于该图像数据实施阈值处理。即，线圈图像生成部48根据该图像数据中的像素值，进行分成图像中的表示线圈的部分与其他部分的处理。
由于线圈的X射线吸收率与其他部分相比较明显较高，因此与其他部位的像素值不同。因此，线圈图像生成部48通过从实施了低通滤波处理的图像中减影处理原来的透视掩模图像M，从而能够压缩背景。并且，通过线圈图像生成部48对于减影处理后的图像数据实施阈值处理，从而能够根据与像素值对应的阈值来提取出线圈所表示的部分。这样，线圈图像生成部48生成线圈提取图像C。
《图像合成部》
图像合成部35如图2所示累积合成透视减影图像或设备强调图像D、体绘制图像V、实时透视图像R、线圈提取图像C的任意组合。另外，图2所表示的记号“+”表示合成处理。
另外，图像合成部35可以通过未图示的合成比率变更部来变更各图像的合成比率。即，如果通过输入设备28进行变更各图像的合成比率的操作，则合成比率变更部根据操作变更各图像(图层)的透明度。例如为了把握导线等动作，在透视摄影开始时，使在3D路径图图像S中提取出的设备强调图像D(导线图像等)的图层的透明度下降，接近于不透明。如果图像合成部35在该条件下合成各图像，则在图像中强调导线等设备的部分，提高设备的识别性。同样地，合成比率变更部可以使3D路径图图像S中的其他部分(实时透视图像R等)的图层接近于透明，并相对地强调设备的部分。
换而言之，图像合成部35根据各图像的合成比率的初始值(默认值)来合成显示各图像，并在通过合成比率变更部变更了合成比率之后，可以根据变更后的合成比率来合成各图像。例如，为了从体数据收集时把握透视开始时间的被检体的动作，在透视开始时(默认值)使实时透视图像的图层的比率较高地显示。并且，确认为被检体没有动作之后，还可以通过合成比率变更部使实时透视图像的图层的比率降低，并提高导线等设备图像或体绘制图像的识别性。
通过这些处理，图像合成部35生成3D路径图图像S。另外，可以将线圈提取图像C以与背景或设备强调图像D、实时透视图像R、体绘制图像V不同的颜色来表示的方式进行合成。图像合成部35可以使用LUT，对该合成图像的路径图部分分配特殊的颜色，还可以进行灰度变换。
另外，操作者按照指示透视摄影开始、插入设备、按下路径图开关、配置线圈的顺序进行介入治疗等时，图像合成部35如下动作。
如果图像处理装置1经由输入设备28接收透视摄影开始的指示，则图像合成部35接收透视减影图像或设备强调图像D与实时透视图像R。图像合成部35将它们合成并显示在显示器39上。
如果操作者将导线及导管插入被检体，并经由输入设备28指示强调这些设备，则图像合成部35接收设备强调图像D与实时透视图像R。合成比率变更部如上述那样调整这些图像的透明度。图像合成部35将它们合成并显示在显示器39上。
如果操作者按下路径图开关39，图像合成部35则接收设备强调图像D、实时透视图像R、体绘制图像V。图像合成部35将它们合成并显示在显示器39上。
如果操作者对被检体的动脉瘤等载置线圈，并经由输入设备28进行再摄影的指示及线圈提取的指示，则图像合成部35接收设备强调图像D、实时透视图像R、体绘制图像V、线圈提取图像C。合成比率变更部如上述那样调整这些图像的透明度。图像合成部35将它们合成并显示在显示器39上。
(图像处理装置的动作)
然后，参照从图4至图6的流程图对参照图2进行上述说明了的图像处理装置1的处理的详细内容进行说明。
《体数据的生成》
参照图4针对生成基于本实施方式的X射线摄影装置的体数据的步骤进行说明。图4是表示生成基于第1实施方式的X射线摄影装置的体数据的处理步骤的概略框图。
(S111)
首先，根据操作者对输入设备28的操作，X射线摄影机构10接受体数据收集的指示。X射线摄影机构10的系统控制部根据该指示，经由机构控制部，在造影剂注入前例如以每秒50度使臂11像螺旋桨那样高速旋转，对被检体进行X射线摄影。由此，X射线摄影装置收集造影剂注入前的掩模图像的投影数据。该投影数据被发送至图像处理装置1。图像处理装置1通过A/D转换器26将该投影数据转换成数字信号，并存储在二维图像存储器30中。
(S112)
如果收集掩模图像的投影数据，则造影剂被注入被检体。造影剂注入后，X射线摄影机构10的系统控制部经由机构控制部，与掩模图像一样对被检体进行X射线摄影。由此，X射线摄影装置收集造影图像的投影数据。该投影数据被发送至图像处理装置1。图像处理装置1通过A/D转换器26将该投影数据转换成数字信号，并存储在二维图像存储器30中。
(S113)
减影处理部34从二维图像存储器30读取第N帧摄影的掩模图像与第N帧摄影的造影图像。另外，减影处理部34将它们转换成自热对数。并且，减影处理部34将这些彼此角度相同的图像进行减影处理。通过该处理，生成DSA数据。减影处理部34将该处理重复规定数量的帧量。减影处理部34完成规定数量的帧量的处理之后，将DSA数据发送至重建部47。
(S114)
重建部47接收DSA数据。重建部47根据DSA数据来进行体数据的重建。重建部47通过该处理生成被重建的体数据。体数据被存储在三维图像存储器29中。
《透视摄影》
如果在X射线摄影装置中体数据的收集完成，则接下来转移至治疗阶段。首先参照图5针对表示被插入被检体的设备的设备强调图像D的生成步骤进行说明。图5是表示基于第1实施方式的X射线摄影装置的设备强调图像D的生成处理的步骤的概略流程图。
(S201)
为了将导线、导管等插入至被检体内的动脉瘤附近，医师等按下输入设备28上的透视摄影开关(未图示)。X射线摄影机构10判断是否接受到按下透视摄影开关。
(S202)
当X射线摄影机构10判断为接受到透视摄影开关的按下时(S201；是)，则摄影多帧被检体。图像处理装置1接收X射线检测器14检测到的多帧量的投影数据，转换成数字信号之后，送至透视掩模图像生成部42。透视掩模图像生成部42将掩模图像的投影数据进行相加平均，生成透视掩模图像M并存储在二维图像存储器30中。
(S203)
X射线摄影装置10以规定间隔对被检体进行摄影。通过该摄影依次收集到的投影数据由图像处理装置1转换成数字信号，并被送至未图示的运动图像生成部。运动图像生成部取得根据透视摄影依次收集到的该投影数据，依次生成实时透视图像R并存储在二维图像存储器30中。
(S204)
控制部27从二维图像存储器30读取透视掩模图像M与继续收集的实时透视图像R的图像数据或投影数据，并送至减影图像生成部41。减影图像生成部41从透视掩模图像减影处理实时透视图像R，并生成基于透视摄影的透视减影图像。
(S205)
另外，减影图像生成部41根据需要，对于透视减影图像实施强调设备的处理。例如，作为强调设备的处理实施中央值滤波处理等噪音降低处理。进而减影图像生成部41实施线状成分的检测处理等噪音降低处理。减影图像生成部41通过在透视减影图像中进行噪音抑制处理来生成噪音抑制图像(未图示)。
(S206)
减影图像生成部41实施在噪音抑制图像中强调高频率成分的处理等导线强调处理，并制成设备强调图像D。另外，设备强调图像D有时直到执行3D路径图图像S的生成指示为止，不与体绘制图像V合成，而是送至显示器39。
《图像的合成(3D路径图图像的生成)》
然后，参照图6对于治疗阶段的3D路径图图像S的生成步骤进行说明。图6是表示基于第1实施方式的X射线摄影装置的3D路径图图像S的生成处理的步骤的概略流程图。
(S207)
在按下透视摄影开关显示透视减影图像或设备强调图像D前后，医师等在参照该显示的图像的同时将导线、导管等插入至动脉瘤附近。如果设备被插入至动脉瘤附近，则操作者为了正确把握动脉瘤的位置，还为了确认对动脉瘤的线圈的插入状况，按下输入设备28中的3D路径图开关。图像处理装置1判断是否按下了3D路径图开关。
(S208)
当图像处理装置1判断为3D路径图开关被按下了时(S207；是)，使体绘制图像生成部40生成体绘制图像V。即，体绘制图像生成部40从三维图像存储器29读取体数据。体绘制图像生成部40对体数据实施体绘制等处理并生成体绘制图像V。该体绘制等处理以与通过X射线摄影装置中的观察角度、观察视野、观察放大率、观察位置等信息所表示的状况一致的方式来进行。
(S209)
图像处理装置1在步骤206之后，判断是否存在X射线摄影装置(X射线摄影机构10)中的摄影条件的变更。所谓摄影条件的变更是指观察角度、放大率或床的移动、患者的动作等。这些信息基于来自X射线摄影装置10的信息或者根据透视图像等通过控制部27等来判断。另外，针对上述条件的变更的判断在图6中为了便于记载在步骤207或步骤208之后进行了记载，但判断的时机并不限于图6的模式。另外，摄影条件的变更有时也经由输入设备28来指示。
(S210)
当图像处理装置1判断为存在摄影条件的变更时(S209；是)，使X射线摄影机构10摄影多帧被检体。图像处理装置1接收X射线检测器14检测到的多帧量的投影数据，转换成数字信号之后发送至透视掩模图像生成部42。透视掩模图像生成部42将掩模图像的投影数据进行相加平均，生成透视掩模图像M并存储在二维图像存储器30中。
(S211)
线圈图像生成部48从二维图像存储器30读取透视掩模图像M。线圈图像生成部48对于读取出的透视掩模图像M实施线圈提取处理。例如，线圈图像生成部48例如对于透视掩模图像M通过低通滤波处理除去低频率成分。另外，将该图像与透视掩模图像M进行减影处理。进而，线圈生成部48通过实施阈值处理，利用与线圈的像素值对应的阈值提取出线圈所示的部分。由此，线圈图像生成部48生成线圈提取图像C。
(S212)
图像合成部35直到3D路径图开关被按下为止(S207；否)，累积合成设备强调图像D(减影图像)及实时透视图像R。
图像合成部25直到摄影条件发生变更为止(S209；否)，累积合成设备强调图像D(减影图像)、实时透视图像R及体绘制图像V。由此，生成3D路径图图像S。
如果生成线圈提取图像C，则图像合成部35累积合成设备强调图像D(减影图像)、实时透视图像R、体绘制图像V及线圈提取图像C。由此，生成3D路径图图像S。
另外，图像合成部35能够以将各个图像由不同的颜色显示的方式来合成。另外，可以通过合成比率变更部来变更各图像的合成比率。通过变更各图像的合成比率可以使各图像(图层)的透明度不同。各图像的透明度可以适当地变更。即，在透视开始时(默认值)，为了把握被检体的动作，使实时透视图像R的图层的比率较高地显示。并且，确认为没有被检体的动作之后，可以通过合成比率变更部使实时透视图像R的图层的比率降低，使导线等设备图像或体绘制图像的识别性提高。
被合成的图像数据通过D/A转换部38来进行模拟转换并送至显示器39。另外，有时利用显示器39也可以不进行模拟转换的处理。显示器39根据从图像处理装置1接收的模拟或数字的图像数据，来显示3D路径图图像或设备强调图像等。
如上所述，第1实施方式对用于帮助医疗行为的装置有用，特别适用于在血管内治疗中，医师等设备操作者识别导线、导管、线圈等，有效地进行医疗行为的情况。
[第2实施方式]
接下来，针对第2实施方式涉及的X射线摄影装置进行说明。
(动作概要)
首先，参照图1说明第1实施方式涉及的图像处理装置1及X射线摄影机构10的动作概要。图1所示的X射线摄影机构10作为一个例子，如下那样得到体数据(三维血管图像数据)。体数据是用于生成体绘制图像V的数据。
第2实施方式涉及的X射线摄影装置一边使X射线摄影机构10围绕被检体高速旋转，一边收集多帧二维掩模图像的投影数据。然后，再次一边使X射线摄影机构围绕注入有造影剂的被检体高速地旋转一边收集多帧二维造影图像的投影数据。
将以某角度收集到的掩模图像与以相同角度收集到的造影图像进行减影处理。通过减影处理得到DSA(Digital Subtraction Angiography)数据。
然后进行DSA数据的重建，得到被强调了血管图像的体数据。被重建的体数据存储在三维图像存储器中。
然后，X射线摄影装置如下那样生成体绘制图像V并生成与透视减影图像的合成图像。
X射线摄影装置根据用户的操作开始透视摄影。X射线摄影装置在透视摄影开始后，收集透视掩模图像数据。另外，X射线摄影装置收集实时透视图像数据。进而，X射线摄影装置通过减影处理来生成透视减影数据。X射线摄影装置与这些处理一起，(1)使被检体内的导线、导管等强调显示。另外，(2)判断是否存在3D路径图生成指示。(3)还判断是否存在摄影中的条件变更。(4)使实时透视图像R的合成比率随着透视开始时间的经过自动地减少。以下，针对(1)～(4)的处理的概要进行说明。
(1)透视摄影开始后，医师等一边参照透视图像一边将导线、导管等设备插入被检体内。此时，图像处理装置1对于透视减影数据实施线状成分的检测处理等。其结果在透视图像中抑制表示导线、导管等设备的部分以外的部分、即抑制噪音。其结果在透视减影数据中，表示设备的部分与其他的部分相比相对地被强调显示。
(2)X射线摄影装置例如在向被检体内插入设备后，判断是否存在3D路径图生成指示。该指示基于医师等的操作。当接受到该生成指示时，X射线摄影装置从三维图像存储器取得体数据。另外，X射线摄影装置对体数据实施体绘制等处理并生成体绘制图像V。该体绘制等处理例如与通过观察的角度、视野、放大率、位置等信息所表示出的状况相对应地被执行。
另外，X射线摄影装置根据上述(1)的透视减影数据与(2)的体绘制图像等生成并显示3D路径图图像。
(3)X射线摄影装置根据观察角度、放大率或床的移动、患者的动作等来判断是否存在摄影中的条件变更。另外，判断是否存在透视掩模图像M的再生成的指示。在判断为存在条件变更或指示时，X射线摄影装置取得体数据并与条件变更配合地重新生成体绘制图像V。X射线摄影装置进一步配合条件变更来生成透视掩模图像M与实时透视图像R。
(4)X射线摄影装置使实时透视图像的合成比率随着透视开始时间的经过而自动地减少。由此强调三维血管图像与设备强调图像，导线等变得容易识别。
然后，参照图7，针对与摄影中的条件变更、透视掩模图像M的再生成的指示相应的图像处理装置1的动作概要进行说明。另外，该动作是基于针对动脉瘤的线圈栓塞术的例子。图7是示意性地表示利用第2实施方式的X射线摄影装置来生成3D路径图图像S的步骤的概略框图。
《设备强调图像的生成》
图像处理装置1通过将透视掩模图像M与实时透视图像R进行减影处理来获得透视减影数据(S301)。在图7中，实时透视图像R与透视掩模图像M之间显示的记号“-”表示减影处理。另外，图像处理装置1对于透视减影数据实施噪音抑制处理(S302)。
图像处理装置1对于实施了噪音控制处理的透视减影数据实施线状成分的检测处理等(导线强调)。其结果生成在透视图像中相对地强调了导线等设备的设备强调图像D(S303)。
《掩模处理·合成比率的调整》
图像处理装置1对于实时透视图像R实施掩模处理。例如，图像处理装置1只针对实时透视图像R与体绘制图像V中的血管所存在的部分重叠的部分进行降低实时透视图像R的合成比率的处理。根据该处理，即使在提高了实时透视图像R的合成比率的情况下，也能够回避体绘制图像V的识别性降低的情况(S304)。图像处理装置1进一步对实时透视图像R乘以识别性系数k，随着时间的变化降低实时透视图像R的合成比率，相对地强调合成图像中的设备(S305)。
《3D路径图图像》
图像处理装置1进行设备强调图像D、被掩模处理了的实时透视图像R的合成处理(步骤S306)。进一步将体绘制图像V与被进行了该合成处理的图像数据进行进一步合成处理，并生成3D路径图图像S。另外，图像处理装置1使3D路径图图像S显示在显示器39上。
这样，第2实施方式涉及的X射线摄影装置合成并显示实时透视图像R与体绘制图像V、设备强调图像D等。由此，用户可以把握血管与被检体内的构造的位置关系。从而，即使被检体与摄影机构的相对位置发生位移用户也能够把握。进而，图像处理装置1还使实时透视图像R的合成比率随着时间的变化而减少。由此能够相对地强调合成图像中的设备。
(X射线摄影装置的整体结构)
然后，参照图1，说明第2实施方式涉及的X射线摄影装置的结构。如图1所示，第2实施方式涉及的X射线摄影装置包含X射线摄影机构10、图像处理装置1、显示器39而构成。另外，X射线摄影装置具备未图示的系统控制部。
未图示的系统控制部控制图像处理装置1、X射线摄影机构10等X射线摄影装置整体。
输入设备28例如具有键盘、鼠标、还有路径图开关。路径图开关是对于现在的透视图像输入合成血管的路径图(3D路径图图像S)的意思的指示的设备。
显示器39从图像处理装置1接收各图像数据，并显示透视图像、设备强调图像D、3D路径图图像S等。
另外，针对X射线摄影装置的具体内容，与第1实施方式相同，因此省略其说明。
(图像处理装置的结构)
然后，参照图1及图8，说明第1实施方式涉及的图像处理装置1的结构。图8是表示第2实施方式涉及的图像处理装置1的功能性结构的概略框图。图像处理装置1经由A/D转换器26与X射线摄影机构10的X射线检测器14连接。
如图8所示，图像处理装置1包含A/D转换器26、控制部27、三维图像存储器29、二维图像存储器30、滤波部31、仿射转换部32、减影处理部34、图像合成部35、三维图像取得部36、LUT(Look-up Table)37、体绘制图像生成部40、减影图像生成部41、透视掩模图像生成部42、血管信息提取部43、重建部47、D/A转换部(Digital/Analog)38而构成。显示器39经由D/A转换部38与图像处理装置1连接。另外，包含路径图开关的输入设备28与图像处理装置1连接。控制部27进行图像处理装置1的各部的控制。另外，在第2实施方式中不包含线圈图像生成部48。
《二维图像存储器、滤波部、仿射转换部》
二维图像存储器30存储由X射线摄影机构10发生的并通过A/D转换器26转换成数字信号的二维投影数据(X射线图像数据)。在存储于二维图像存储器30的投影数据中，包含有在滤波部31中接受了高频率强调等的滤波的二维X射线图像数据。另外，作为被存储的投影数据包含有在仿射转换部32中接受了图像放大、移动等仿射转换的投影数据等。
《减影处理部》
减影处理部34根据存储于二维图像存储器30的造影图像的投影数据来减影处理掩模图像的投影数据。在说明该处理中，假设第1～N帧的掩模图像与第1～N帧的造影图像分别按顺序以相同的角度摄影得到的。
例如，减影处理部34从二维图像存储器30读取第N帧摄影的掩模图像与第N帧摄影的造影图像。另外，减影处理部34将它们转换成自然对数。在此之上，减影处理部34实施减影处理。其结果变成减影处理部34从某掩模图像减影处理与该掩模图像投影方向相同的造影图像。这样，减影处理部34从相同角度彼此之间的掩模图像减影处理造影图像。另外，该减影处理在转换成双方自然对数之后进行。以下，将被减影处理了的投影数据记载为“DSA(Digital Subtraction Angiography)数据)”。
减影处理部34将N帧(例如100帧)量的DSA数据发送至重建部47。
《重建部》
重建部47从减影处理部34接收N帧量的DSA数据。重建部47根据该多个二维DSA数据来进行体数据的重建。作为重建法，存在由Feldkamp等提出的滤波反投影法等。如果表示滤波反投影法的情况，则例如对于100帧的DSA数据，施加适当的褶积滤波。作为褶积滤波例如是Shepp&Logan或Ramachandran那样的滤波。
接着，重建部47通过逆投影运算来得到体数据(重建数据)。在此，重建区域被定义为内接于X射线管球向全部方向照射的X射线束的圆筒。该圆筒内例如以投影于X射线检测器14的1个检测元件的宽度的重建区域中心部的长度d以三维方式进行离散化，需要得到离散点的数据的重建图像。其中，在此示出了离散间隔的一个例子，但也可以使用由装置定义的离散间隔。
重建部47将体数据存储在三维图像存储器29中。另外，在上述通过将被减影处理的DSA数据重建来生成体数据。但是，并不限于该结构，也能够采用以下那样结构。例如，图像处理装置1生成根据掩模图像的投影数据通过重建部47而重建的体数据。另外，图像处理装置1生成根据造影图像由重建部47重建的体数据。减影处理部34也可以将掩模图像的体数据与造影图像的体数据进行减影处理。
《三维图像存储器》
三维图像存储器29存储从重建部47接收到的体数据。
另外，也可以在三维图像存储器29中代替从该重建部47接收到的体数据而存储从外部装置取得的体数据。作为外部装置，例如有X射线CT装置、MRI装置等医用图像诊断装置或PACS等。从X射线CT装置取得CTA(Computed Tomography Angiography)。从MRI装置取得MRA(Magnetic Resonance Angiography)、非造影MRA(MagneticResonance Angiography)等。另外，取得从外部装置取得的体数据时，三维图像取得部36例如可以经由网络，取得来自外部的体数据。
另外，在来自外部的体数据中包含有血管信息以外的人体信息时，另外使用阈值处理或像素值的范围指定、区域生长法等方法，通过血管信息提取部43提取出血管信息，并生成体数据。或者，也可以通过阈值处理、像素值的范围指定、区域生长法等方法的组合等来提取出血管信息，并生成体数据。
《透视掩模图像生成部》
透视掩模图像生成部42从控制部27接收透视掩模图像M的生成指示。例如该指示根据操作者经由输入设备28进行指示透视摄影的开始的操作而形成。即，X射线摄影装置接受透视摄影的开始的指示，并通过X射线摄影机构10对被检体进行摄影。通过该摄影收集多帧量的投影数据。投影数据被转换成数字信号并发送至图像处理装置1。图像处理装置1的控制部27对透视掩模图像生成部42进行透视掩模图像M的生成的指示。
透视掩模图像生成部42取得由透视摄影收集到的多帧量的该投影数据，生成例如在1秒内进行相加平均的透视掩模图像M并存储在二维图像存储部30中。
另外，未图示的运动图像生成部与透视掩模图像M的生成相对应地生成实时透视图像R。即，X射线摄影装置通过X射线摄影机构10按规定间隔对被检体进行摄影。通过该摄影依次收集投影数据。被依次收集到的投影数据被发送至图像处理装置1。图像处理装置1接收投影数据并转换成数字信号。另外，图像处理装置1的控制部27对运动图像生成部进行生成实时透视图像R的指示。运动图像生成部取得通过透视摄影依次收集到的该投影数据，依次生成实时透视图像R并存储在二维图像存储器30中。
《减影图像生成部》
如果透视掩模图像M及实时透视图像R存储在二维图像存储器30中，则控制部27使减影图像生成部41生成DSA数据。即，控制部27从二维图像存储器30读取透视掩模图像M与继续收集的实时透视图像R的图像数据或投影数据。控制部27将这些数据送至减影图像生成部41。减影图像生成部41从透视掩模图像M减影处理实时透视图像R，并生成基于透视摄影的透视减影图像。另外，如果向被检体内插入导线或导管等设备，则在该透视减影图像中还包含有表示设备的数据。
另外，在透视减影图像中，最好实施强调导管或导线等插入被检体内的设备的处理。通过在透视减影图像中进行强调设备的处理，从而生成设备强调图像D(参照图2)。例如，作为强调设备的处理，实施噪音降低处理。作为该噪音降低处理可以采用中央值滤波处理。
另外，作为进一步的设备的强调处理，能够对透视减影图像或设备强调图像D实施线状成分的检测处理。通过实施线状成分的检测处理，不使图像中的线状成分劣化而降低噪音成分。其结果在图像中可以相对地强调导线、导管等设备的部分。
在图7中，在实时透视图像与透视掩模图像之间显示的记号“-”表示减影处理。另外，在图7中，示出了对于透视减影图像实施噪音抑制处理与导线强调处理，并制成设备强调图像D的步骤。作为导线强调处理，例如有强调透视减影图像中的高频率成分的处理等。
另外，这些透视减影图像、设备强调图像D与其他图像(体绘制图像V等)合成之后，有时送至显示器39。另外，透视减影图像、设备强调图像D也有时不与其他图像合成而送至显示器39。
《体绘制图像生成部》
体绘制图像生成部40从三维图像存储器29读取体数据，并生成体绘制图像V。即，如果操作者按下3D路径图开关，则图像处理装置1的控制部27指示体绘制图像生成部40生成体绘制图像V。
体绘制图像生成部40如果从控制部27接收到生成体绘制图像V的指示，则实施体绘制等处理并生成体绘制图像(三维血管显示图像)。该体绘制等处理根据表示X射线摄影装置(医用图像诊断装置)的状况的信息而进行。即，体绘制图像生成部40以与X射线摄影装置的状况、例如通过观察角度、观察视野、观察放大率、观察位置等信息所表示的状况一致的方式来进行上述处理。
《图像合成部》
图像合成部35如图2所示累积合成透视减影图像或设备强调图像D、体绘制图像V、实时透视图像R的任意组合。另外，图2中所示出的记号“+”表示合成处理。另外，在图2中，记号“k”表示透视图像的识别性。使k从一定水平随时间的变化而变小，经过一定时间后，可以设定为0或比初始值小的值。对于时间及识别性可以适当地设定。
进而，图像合成部35可以将各图像的合成比率通过未图示的合成比率变更部来变更。即，如果通过输入设备28进行变更各图像的合成比率的操作，则合成比率变更部根据操作来变更各图像(图层)的透明度。例如为了把握导线等的动作，在透视摄影开始时，使在3D路径图图像S中提取出的设备强调图像D(导线图像等)的图层的透明度下降，接近于不透明。如果图像合成部35在该条件下合成各图像，则导线等设备的部分在图像中被强调出，设备的识别性提高。同样地，合成率变更部可以使3D路径图图像S中的其他部分(实时透明图像R等)的图层接近于透明，并相对地强调设备的部分。
换而言之，图像合成部35根据各图像的合成比率的初始值(默认值)来合成显示各图像，并在通过合成比率变更部变更合成比率之后，可以根据变更后的合成比率来合成各图像。例如，为了从体数据收集时把握透视开始时的被检体的动作，而在透视开始时(默认值)使实时透视图像的图层的比率较高地显示。并且，确认了没有被检体的动作之后，可以通过合成比率变更部使实时透视图像的图层的比率降低，并提高导线等设备图像或体绘制图像的识别性。
另外，合成比率变更部还可以使各图像的图层的透明度沿时间序列而变化。例如，如果合成比率变更部阶阶梯式地提高实时透视图像R的透明度，则3D路径图图像S中的设备的识别性被提高。随着设备被插入，使3D路径图图像S中的设备的周围的部分(背景部分)的合成比率降低，如果主要显示三维血管图像与强调设备的图像，则相对地提高设备等的识别性。
即，合成比率变更部对实时透视图像R实时掩模处理。例如，图像处理装置1只针对实时透视图像R与体绘制图像V中的血管所存在的部分重叠的部分进行降低实时透视图像R的合成比率的处理。例如，提高了实时透视图像R的合成比率时，相对体绘制图像V的合成比率降低。其结果在体绘制图像V中表示血管的部分的合成比率降低。由此，会发生在显示的3D路径图图像S中的体绘制图像中，表示血管的部分的识别性降低的情况。因此，进行上述掩模处理。由此，即使在提高了实时透视图像R的合成比率时，也能够回避体绘制图像V的识别性降低的情况。
另外，合成比率变更部以透视摄影开始或设备强调图像D的生成为契机，开始计量到使合成比率变化为止的时间。该时间被预先设定。合成比率变更部开始计时之后经过了上述的设定时间时，开始变更合成比率。即，合成比率变更部进一步对实时透视图像R的合成比率乘以识别性系数k。针对合成比率的变化，预先设定变化曲线，并确定单位时间的识别性的系数k的减少率。进而，合成比率变更部开始变更合成比率之后，开始计量到合成比率的变更完成为止的时间。该时间也可预先设定。
这样，合成比率变更部计量时间的同时，根据规定的时间及规定的变化曲线，随时间的变化而减少对于实时透视图像R的合成比率进行累积计算的识别性的系数k的值。其结果与透视摄影的进行状况相配合地，合成图像发生变化，相对地强调了图像中的设备的识别性。
随时间的变化而减少识别性的系数k的时机可以基于如上所述那样从透视摄影开始经过规定时间的情况。其中，也可以以操作者对输入设备28进行操作为契机。另外，识别性的系数k的值优选随时间的变化而减少，但也可以根据操作者对输入设备28的操作来阶段性地减少。
通过这些处理，图像合成部35生成3D路径图图像S。另外，可以以将背景或设备强调图像D、实时透视图像R、体绘制图像V由不同的颜色来表示的方式进行合成。图像合成部35可以使用LUT37，对该合成图像的路径图部分分配特殊的颜色，还可以进行灰度变换。
另外，操作者按照指示透视摄影开始、插入设备、按下路径图开关、配置线圈的顺序进行介入治疗时，图像合成部35如下那样动作。
如果图像处理装置1经由输入设备28接受透视摄影开始的指示，则图像合成部35接收透视减影图像或设备强调图像D与实时透视图像R。图像合成部35将它们合成显示在显示器39上。
如果操作者将导线及导管插入被检体，并经由输入设备28指示强调这些设备，则图像合成部35接收设备强调图像D与实时透视图像R。合成比率变更部如上述那样调整这些图像的透明度。图像合成部35将它们合成并显示在显示器39上。
如果操作者按下路径图开关，则图像合成部35接收设备强调图像D、实时透视图像R、体绘制图像V。图像合成部35将它们合成并显示在显示器39上。
如果操作者对被检体的动脉瘤等载置线圈，并经由输入设备28进行再摄影的指示及线圈提取的指示，则图像合成部35接收设备强调图像D、实时透视图像R、体绘制图像V。合成比率变更部如上述那样调整这些图像的透明度。图像合成部35将它们合成并显示在显示器39上。
(图像处理装置的动作)
然后，参照图9的流程图对参照图7之前叙述的图像处理装置1的处理的详细内容进行说明。
《体数据的生成》
生成基于第2实施方式的X射线摄影装置的体数据的步骤与第1实施方式中说明的内容(图4/S111～S114)相同。因此，省略其说明。
《透视摄影》
基于第2实施方式的X射线摄影装置的设备强调图像D的生成步骤与第1实施方式中说明的内容(图5/S201～S206)相同。因此，省略其说明。
《图像的合成(3D路径图图像的生成)》
然后，参照图9对于治疗阶段中的3D路径图图像S的生成步骤进行说明。图9是表示基于第2实施方式的X射线摄影装置的3D路径图图像S的生成处理的步骤的概略流程图。
(S251)
在按下透视摄影开关显示透视减影图像或设备强调图像D前后，医师等一边参照该显示的图像一边将导线、导管等插入至动脉瘤附近。如果设备被插入至动脉瘤附近，则操作者为了正确把握动脉瘤的位置，还为了确认向动脉瘤的线圈的插入状况，按下输入设备28中的3D路径图开关。图像处理装置1判断是否按下了3D路径图开关。
(S252)
当图像处理装置1判断为3D路径图开关被按下了时(S251；是)，使体绘制图像生成部40生成体绘制图像V。即，体绘制图像生成部40从三维图像存储器29读出体数据。体绘制图像生成部40对体数据实施体绘制等处理并生成体绘制图像V。该体绘制等处理以与通过X射线摄影装置中的观察角度、观察视野、观察放大率、观察位置等信息所表示的状况一致的方式来进行。
(S253)
图像处理装置1在透视摄影开始后或生成设备强调图像后，判断是否经过了规定时间。所谓该规定时间是指实时透视图像R的识别性的系数k开始减少的时间。该时间通过图像处理装置1的控制部27等来判断。另外，针对上述条件的变更的判断，在图9中为了便于记载而记载在步骤251或步骤252之后，但判断的时机并不限于图9的模式。另外，摄影条件的变更有时经由输入设备28来指示。
(S254)
当图像处理装置1判断为经过了规定时间时(S253；是)，合成比率变更部(未图示)随时间的变化而减少对实时透视图像R的合成比率进行累积计算的识别性的系数k的值。该系数k的减少率被适当地进行设定。由此，相对地强调通过图像合成部35合成的合成图像中的设备的部分。
(S255)
直到3D路径图开关被按下为止(S251；否)，图像合成部35累积地合成设备强调图像D(减影图像)及实时透视图像R。
如果3D路径图开关被按下，并生成体绘制图像V，则图像合成部35累积地合成设备强调图像D(减影图像)、实时透视图像R及体绘制图像V。由此，生成3D路径图图像S。
另外，图像合成部35可以以将各个的图像由不同的颜色来显示的方式合成。另外，可以通过合成比率变更部来变更各图像的合成比率。通过变更各图像的合成比率可以使各图像(图层)的透明度不同。各图像的透明度可以适当地进行变更。即，在透视开始时(默认值)，为了把握被检体的动作，使实时透视图像R的图层的比率较高地显示。并且，确认为没有被检体的动作之后，可以通过合成比率变更部使实时透视图像R的图层的比率降低，并提高导线等设备图像、体绘制图像的识别性。
被合成的图像数据通过D/A转换部38来进行模拟转换并送至显示器39。另外，有时也可以不通过显示器39来进行模拟转换的处理。显示器39根据从图像处理装置1接收到的模拟或数字的图像数据，来显示3D路径图图像S和设备强调图像D等。
如上所述，第2实施方式对用于帮助医疗行为的装置有用，特别适用于在血管内治疗中，医师等设备操作者识别导线、导管、线圈等，并有效地进行医疗行为的情况。
[第3实施方式]
然后，针对第3实施方式涉及的X射线摄影装置进行说明。另外，在第3实施方式中，对于与第1实施方式及第2实施方式重复的部分，省略适当的说明。
在第3实施方式中，与第1实施方式同样地，如果在透视摄影中存在摄影的条件变更，则进行线圈提取图像C的生成，并反映在3D路径图图像S的生成中。另外，在第3实施方式中，与第2实施方式同样地，随着透视开始时间的经过使实时透视图像的合成比率自动地减少。
然后，参照图10，针对与摄影中的条件变更、透视掩模图像M的再生成的指示相应的图像处理装置1的动作概要进行说明。另外，该动作是基于针对动脉瘤的线圈栓塞术的例子。图10是示意性地表示通过第3实施方式的X射线摄影装置生成3D路径图图像S的步骤的概略框图。
《线圈提取图像的生成》
如图10所示，如果存在摄影中的条件变更或透视掩模图像M的再生的指示，则X射线摄影机构10再次取得透视掩模图像M及实时透视图像R。进而，从再次取得的透视掩模图像M提取出线圈，生成线圈提取图像C(S401)。
《设备强调图像的生成》
图像处理装置1通过将再次取得的透视掩模图像M与实时透视图像R进行减影处理来获得透视减影数据(S402)。在图10中，实时透视图像R与透视掩模图像M之间显示的记号“-”表示减影处理。另外，图像处理装置1对于透视减影数据实施噪音抑制处理(S403)。
图像处理装置1对于实施了噪音控制处理的透视减影数据实施线状成分的检测处理等(导线强调)。其结果生成在透视图像中相对地强调了导线等设备的设备强调图像D。
《掩模处理·合成比率的调整》
图像处理装置1对于实时透视图像R实施掩模处理(S405)。例如，图像处理装置1进一步对于实时透视图像R乘以识别性系数k，随时间的变换而降低实时透视图像R的合成比率，相对地强调合成图像中的设备(S406)。
《3D路径图图像》
图像处理装置1进行设备强调图像D、被掩模处理后的实时透视图像R的合成处理(步骤S407)。进而将体绘制图像V与被进行了该合成处理的图像数据进一步进行合成处理，并生成3D路径图图像S。另外，图像处理装置1使3D路径图图像S显示在显示器39上。
这样，第3实施方式涉及的X射线摄影装置进行第1实施方式中的线圈提取图像C的生成。另外，使第2实施方式中的实时透视图像R的合成比率随时间变化而变化。通过这些处理，在透视摄影下，提高导线、导管、线圈等设备的识别性。
第3实施方式中的X射线摄影装置的整体结构及各部的具体结构与第1实施方式及第2实施方式相同。
第3实施方式中的图像处理装置1的结构与第1实施方式及第2实施方式相同。即，图像处理装置1包含A/D转换器26、控制部27、三维图像存储器29、二维图像存储器30、滤波部31、仿射转换部32、减影处理部34、图像合成部35、三维图像取得部36、LUT(Look-up Table)37、体绘制图像生成部40、减影图像生成部41、透视掩模图像生成部42、血管信息提取部43、重建部47、线圈图像生成部48、D/A转换部(Digital/Analog)38而构成。显示器39经由D/A转换部38与图像处理装置1连接。另外，包含路径图开关的输入设备28与图像处理装置1连接。控制部27进行图像处理装置1的各部的控制。另外，在第3实施方式中，与第2实施方式不同，包含线圈图像生成部48。
第3实施方式中的图像处理装置1的各部的具体结构与第1实施方式及第2实施方式相同。
(图像处理装置的动作)
然后，参照图11的流程图对参照图10之前叙述了的图像处理装置1的处理的详细内容进行说明。
第3实施方式中的图像处理装置1的体数据的生成步骤与第1实施方式及第2实施方式相同(参照图4/S111～S114)。
对于基于第3实施方式的X射线摄影装置的设备强调图像D的生成步骤，与第1实施方式中说明的内容(图5/S201～S206)相同。
《图像的合成(3D路径图图像的生成)》
然后，参照图11对于治疗阶段中的3D路径图图像S的生成步骤进行说明。图11是表示基于第3实施方式的X射线摄影装置的3D路径图图像S的生成处理的步骤的概略流程图。
(S271)
在按下透视摄影开关，显示透视减影图像或设备强调图像D前后，医师等一边参照该显示的图像一边将导线、导管等插入至动脉瘤附近。如果设备被插入至动脉瘤附近，则操作者为了正确把握动脉瘤的位置，还为了确认向动脉瘤插入的线圈的插入状况，按下输入设备28中的3D路径图开关。图像处理装置1判断是否按下3D路径图开关。
(S272)
当图像处理装置1判断为3D路径图开关被按下时(S271；是)，使体绘制图像生成部40生成体绘制图像V。即，体绘制图像生成部40从三维图像存储器29读出体数据。体绘制图像生成部40对体数据实施体绘制等处理并生成体绘制图像V。该体绘制等处理以与通过X射线摄影装置中的观察角度、观察视野、观察放大率、观察位置等信息所表示的状况一致的方式来进行。
(S273)
图像处理装置1在透视摄影开始后或生成设备强调图像D后，判断是否经过了规定时间。所谓该规定时间是指实时透视图像R的识别性的系数k开始减少的时间。该时间通过图像处理装置1的控制部27等来判断。另外，针对上述条件的变更的判断，在图11中为了便于记载而记载在步骤271、步骤272之后，但判断的时机并不限于图11的模式。另外，摄影条件的变更有时经由输入设备28来指示。
(S274)
当图像处理装置1判断为经过了规定时间时(S273；是)，则合成比率变更部(未图示)随时间经过而减少对实时透视图像R的合成比率进行累积计算的识别性的系数k的值。该系数k的减少率被适当地进行设定。由此，相对地强调通过图像合成部35合成的合成图像中的设备的部分。
(S275)
图像处理装置1在生成设备强调图像D之后，判断X射线摄影装置(X射线摄影机构10)中的摄影条件是否存在变更。所谓摄影条件的变更是指观察角度、放大率或床的移动、患者的动作等。这些信息基于来自X射线摄影装置10的信息或者通过控制部27等根据透视图像等来进行判断。另外，针对上述条件的变更的判断在图11中，为了便于记载而记载在步骤271～步骤274之后，但判断的时机并不限定于图11的模式。
(S276)
当图像处理装置1判断为摄影条件存在变更时(S275；是)，则线圈图像生成部48对于透视掩模图像M实施线圈提取处理。例如，线圈图像生成部48对于透视掩模图像M通过低通滤波处理除去低频率成分。另外，将该图像与透视掩模图像M进行减影处理。进而，线圈图像生成部48通过实施阈值处理，根据与线圈的像素值对应的阈值来提取出线圈所表示的部分。由此，线圈图像生成部48生成线圈提取图像C。
(S277)
直到3D路径图开关被按下为止(S271；否)，图像合成部35累积合成设备强调图像D(减影图像)及实时透视图像R。
如果3D路径图图像被按下，并生成体绘制图像V，则图像合成部35累积合成设备强调图像D(减影图像)、实时透视图像R及体绘制图像V。由此，生成3D路径图图像S。
如果生成线圈提取图像D(S275；是)，则图像合成部35累积合成设备强调图像D(减影图像)、实时透视图像R、体绘制图像V及线圈提取图像C。由此生成3D路径图图像S。
另外，图像合成部35可以以将各个图像由不同的颜色来显示的方式进行合成。另外，可以通过合成比率变更部来变更各图像的合成比率。通过变更各图像的合成比率可以使各图像(图层)的透明度不同。各图像的透明度可以适当地进行变更。总之，在透视开始时(默认值)，为了把握被检体的动作，使实时透视图像R的图层的比率较高地显示。并且，确认没有被检体的动作之后，可以通过合成比率变更部使实时透视图像R的图层的比率降低，并提高导线等设备图像或体绘制图像的识别性。
被合成的图像数据通过D/A转换部38来进行模拟转换并送至显示器39。另外，有时也可以不通过显示器39来进行模拟转换的处理。显示器39根据从图像处理装置1接收到的模拟或数字的图像数据，来显示3D路径图图像S和设备强调图像D等。
如上所述，第3实施方式对用于帮助医疗行为的装置有用，特别适用于在血管内治疗中，医师等设备操作者识别导线、导管、线圈等，并有效地进行医疗行为的情况。

Claims (13)

1.一种医用图像诊断装置，其特征在于，具有：
体绘制图像生成部，根据体数据生成表示被检体内部的血管的信息的体绘制图像；
掩模图像存储部，存储透视掩模图像；
实时透视图像生成部，针对伴随设备插入的时间序列的每一个来收集实时透视图像；
减影图像生成部，将由上述掩模图像存储部存储的透视掩模图像与针对每个上述时间序列收集的实时透视图像进行减影处理，并生成减影图像；
线圈图像生成部，根据上述透视掩模图像生成线圈图像；以及
图像合成部，生成将上述体绘制图像、上述减影图像以及上述线圈图像合成的图像。
2.根据权利要求1所述的医用图像诊断装置，其特征在于，
上述线圈图像生成部对于透视掩模图像实施低通滤波处理，并通过将透视掩模图像与滤波图像进行减影处理来提取出线圈。
3.根据权利要求1所述的医用图像诊断装置，其特征在于，
上述图像合成部对线圈图像、减影图像、体绘制图像中的一个或两个赋予与剩余的图像的颜色不同的色相或彩度的颜色来显示。
4.根据权利要求2所述的医用图像诊断装置，其特征在于，
上述图像合成部对线圈图像、减影图像、体绘制图像中的一个或两个赋予与剩余的图像的颜色不同的色相或彩度的颜色来显示。
5.根据权利要求1所述的医用图像诊断装置，其特征在于，
上述减影图像生成部对于从实时透视图像减影处理了透视掩模图像而生成的图像实施噪音降低处理。
6.根据权利要求5所述的医用图像诊断装置，其特征在于，
上述噪音降低处理为中央值滤波处理。
7.根据权利要求1所述的医用图像诊断装置，其特征在于，
上述减影图像生成部对于从实时透视图像减影处理了透视掩模图像而生成的图像实施线状成分的检测处理。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的医用图像诊断装置，其特征在于，
上述图像合成部具有合成比率变更部，该合成比率变更部变更体绘制图像、通过实时透视图像与透视掩模图像的减影处理而生成的减影图像、线圈图像的各图像的合成比率。
9.根据权利要求8所述的医用图像诊断装置，其特征在于，
上述图像合成部根据预先设定的合成比率来合成显示各图像，在通过上述合成比率变更部将该合成比率变更了之后，根据变更后的合成比率来合成各图像。
10.一种医用图像诊断装置，其特征在于，具备：
体绘制图像生成部，基于体数据，生成与医用图像诊断装置的状态相应的体绘制图像；
透视掩模图像生成部，生成透视掩模图像；
实时透视图像生成部，针对伴随设备插入的时间序列的每一个来生成实时透视图像；
减影图像生成部，将由上述透视掩模图像生成部生成的透视掩模图像与针对每个上述时间序列生成的实时透视图像进行减影处理，并生成减影图像；
图像合成部，使上述体绘制图像、实时透视图像以及上述减影图像合成显示；以及
合成比率变更部，使上述实时透视图像的合成比率随时间变化而变化。
11.根据权利要求10所述的医用图像诊断装置，其特征在于，
上述合成比率变更部将预先设定的合成比率的初始值、合成比率的最终值、合成比率的变化开始时间、合成比率的变化结束时间、合成比率的变化曲线中的多个组合、或它们全部作为因子来变更实时透视图像的合成比率。
12.根据权利要求10所述的医用图像诊断装置，其特征在于，
上述合成率变更部使实时透视图像的合成比率根据透视图像收集时间而变化。
13.根据权利要求10所述的医用图像诊断装置，其特征在于，
伴随着观察区域的变更，上述合成比率变更部使实时透视图像的合成比率根据变更后的透视图像收集时间而变化。
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