CN108852386A - 医用图像处理装置、医用图像处理方法及x射线诊断装置 - Google Patents

Abstract

实施方式提供能够对伴随运动的对象物应用参数成像的医用图像处理装置、医用图像处理方法及X射线诊断装置。实施方式的医用图像处理装置具备处理部、生成部及显示控制部。处理部从基于按时序取得的多个造影图像的多个血管图像选择基准图像，以使上述基准图像中的血管形状与其他的血管图像中的血管形状一致的方式，对上述其他的血管图像进行变形处理。生成部基于上述变形处理后的上述多个血管图像，生成对各像素分配了与像素值的随时间的变化对应的彩色而得到的彩色图像。显示控制部使上述彩色图像显示于显示部。

Description

医用图像处理装置、医用图像处理方法及X射线诊断装置

关联申请的参照

本申请享受2017年3月28日申请的日本国专利申请号2017－63713及2018年3月27日申请的日本国专利申请号2018－060553的优先权的利益，该日本国专利申请的全部内容引用于本申请。

技术领域

实施方式涉及医用图像处理装置、医用图像处理方法及X射线诊断装置。

背景技术

以往，在X射线诊断装置中，例如，存在应用将与造影剂的流入时间有关的参数图像化的被称为彩色参数成像的技术的情况。在彩色参数成像中，例如，将DSA图像的任意的像素的像素值的变化视为造影剂浓度的变化，计算像素值的时序变化达到峰值或者特定的值的时间作为流入时间。并且，在彩色参数成像中，通过对算出的时间分配彩色信息，从而显示为彩色图像或者彩色动态图像。

发明内容

本发明解决的课题在于，提供能够对伴随运动的对象物应用参数成像的医用图像处理装置、医用图像处理方法及X射线诊断装置。

实施方式的医用图像处理装置具备处理部、生成部及显示控制部。处理部从基于按时序取得的多个造影图像的多个血管图像选择基准图像，以使上述基准图像中的血管形状与其他的血管图像中的血管形状一致的方式，对上述其他的血管图像进行变形处理。生成部，基于上述变形处理后的上述多个血管图像，生成对各像素分配了与像素值的随时间的变化对应的彩色而得到的彩色图像。显示控制部使上述彩色图像显示于显示部。

效果

根据实施方式的医用图像处理装置，能够对伴随运动的对象物应用参数成像。

附图说明

图1是表示第1实施方式的X射线诊断装置的构成例的框图。

图2是表示第1实施方式的X射线诊断装置的处理的步骤的一例的流程图。

图3是表示第1实施方式的X射线诊断装置的图像收集处理的处理步骤的流程图。

图4是用于说明第1实施方式的图(1)。

图5是表示第1实施方式的生成功能的彩色图像生成处理的处理步骤的流程图。

图6是用于说明第1实施方式的图(2)。

图7是用于说明第1实施方式的图(3)。

图8是用于说明第1实施方式的图(4)。

图9是用于说明第1实施方式的图(5)。

具体实施方式

以下，参照附图，对实施方式的医用图像处理装置、医用图像处理方法及X射线诊断装置进行说明。另外，实施方式并不限定于以下的实施方式。此外，一个实施方式中记载的内容，原则上同样也适用于其他的实施方式。

图1是表示第1实施方式的X射线诊断装置1的构成的一例的图。如图1所示，第1实施方式的X射线诊断装置1具有X射线摄像机构10及医用图像处理装置100。例如，X射线诊断装置1使用X射线收集造影图像，并基于收集到的造影图像，生成血管图像。在本实施方式中，作为血管图像的一例，对造影图像与非造影图像的差分图像进行说明。

X射线摄像机构10具有X射线管球11、检测器(Flat Panel Detector：FPD)12、C型臂13及诊视床14，并连接注射器60。

注射器60是用于从插入到被检体P的探针注入造影剂的装置。这里，从注射器60开始注入造影剂，既可以是在按照经由后述的医用图像处理装置100接收到的注入开始指示执行的情况下，也可以是在按照做手术者等操作者直接对注射器60输入的注入开始指示来执行的情况下。

C型臂13支承X射线管球11及检测从X射线管球11照射的X射线的检测器12。C型臂13通过未图示的马达，在横卧于诊视床14上的被检体P的周围以螺旋的方式高速旋转。这里，C型臂13被支承为能够关于正交的3轴即XYZ轴分别旋转，在未图示的驱动电路的作用下在各轴独立地旋转。

X射线管球11，是使用从未图示的高电压产生器供给的高电压产生X射线的X射线源。检测器12，是用于检测透射被检体P后的X射线的多个X射线检测元件排列成矩阵状的装置。该检测器12具有的各X射线检测元件，将透射被检体P后的X射线向后述的A/D变换器21输出。

医用图像处理装置100如图1所示，具有A/D(Analog/Digital)变换器21、图像存储器22、减法电路23、滤波电路24、仿射变换电路25、LUT(Look Up Table)26、摄像控制电路27、三维重构电路31、三维图像处理电路32、处理电路33、监视器40及输入接口50。另外，减法电路23是血管图像生成部的一例。

监视器40显示通过医用图像处理装置100处理的各种图像、GUI(Graphical UserInterface)等的各种信息。例如，监视器40是CRT(Cathode Ray Tube)监视器、液晶监视器等。

输入接口50例如与鼠标、键盘、按钮、面板开关、触摸命令屏幕、光开关、跟踪球、操纵杆等输入装置对应。输入接口50受理来自操作者的各种指示，并将受理到的各种指示对医用图像处理装置100的各电路适当转送。

此外，例如，输入接口50包括用于指示X射线的照射的X射线触发按钮。在X射线触发按钮被操作者按下时，X射线诊断装置1开始X射线图像的摄像。

A/D变换器21与检测器12连接，将从检测器12输入的模拟信号变换为数字信号，将变换后的数字信号作为X射线收集图像保存在图像存储器22中。

图像存储器22存储X射线收集图像(投影数据)。此外，图像存储器22存储通过后述的三维重构电路31重构出的重构数据(体数据)、通过三维图像处理电路32生成的三维图像。另外，图像存储器22能够存储计算机可执行的程序。

减法电路23生成DSA(Digital Subtraction Angiography)图像等的差分图像。例如，减法电路23生成根据在造影剂不存在下对被检体摄像而收集到的X射线信号生成的收集图像与根据在造影剂存在下对被检体摄像而收集到的X射线信号生成的收集图像的差分图像。更具体而言，减法电路23，使用在图像存储器22中所存储的、从大致同一方向收集的掩模图像(根据在造影剂非存在下对被检体摄像而收集到的X射线信号生成的收集图像)及对比图像(根据在造影剂存在下对被检体摄像而收集到的X射线信号生成的收集图像)的投影数据，生成DSA图像。

滤波电路24进行高频增强滤波等。仿射变换电路25进行图像的放大、缩小、移动等。LUT26进行灰度变换。

摄像控制电路27，在后述的处理电路33的控制下，对X射线摄像机构10的摄像涉及的各种处理进行控制。例如，摄像控制电路27对一边使C型臂13旋转一边以规定的帧率摄像出X射线图像的旋转摄像进行控制。举出一例，摄像控制电路27，以从注射器60开始注入造影剂时输出的信号为契机，在单一的造影剂注入后控制多次的旋转摄像。这里，摄像控制电路27通过根据以单一的造影剂的注入开始时刻为起点的经过时间控制多次的旋转摄像的开始，从而进行与造影剂到达各旋转摄像的对象的定时一致的旋转摄像。此外，摄像控制电路27对不使C型臂13旋转而以规定的帧率收集投影数据的摄像进行控制。

此外，摄像控制电路27在对C型臂13进行旋转控制期间，以如下方式进行控制，即，控制未图示的高电压产生器而从X射线管球11连续地或断续地产生X射线，并通过检测器12检测透射被检体P后的X射线。这里，摄像控制电路27基于通过后述的处理电路33按每个旋转摄像设定的X射线的产生条件，从X射线管球11产生X射线。

三维重构电路31根据通过X射线摄像机构10收集到的投影数据重构出重构数据(以下，记为三维图像数据或体数据)。例如，三维重构电路31通过减法电路23计算掩模图像与对比图像的差分，将通过图像存储器22存储的减法后的差分图像作为投影数据，根据该投影数据重构出体数据。或者，三维重构电路31将通过A/D变换器21变换为数字数据并存储在图像存储器22中的掩模图像、对比图像作为投影数据，根据该投影数据重构出体数据。并且，三维重构电路31将重构出的体数据保存于图像存储器22。

三维图像处理电路32，根据通过图像存储器22存储的体数据，生成三维医用图像数据。例如，三维图像处理电路32根据体数据生成体绘制(volume rendering)图像数据、MPR(Multi Planar Reconstruction)图像数据。并且，三维图像处理电路32将所生成的三维图像保存于图像存储器22。

处理电路33对X射线诊断装置1整体进行控制。具体而言，处理电路33对基于X射线摄像机构10的X射线图像的摄像、显示图像的生成、监视器40中的显示图像的显示等涉及的各种处理进行控制。例如，处理电路33根据通过基于X射线摄像机构10的旋转摄像、旋转摄像而摄像到的X射线图像生成三维图像并显示于监视器40。

此外，处理电路33如图1所示，执行变形处理功能33a、生成功能33b及显示控制功能33c。这里，例如，作为图1所示的处理电路33的构成要素的变形处理功能33a、生成功能33b及显示控制功能33c执行的各处理功能，以计算机可执行的程序的方式记录在X射线诊断装置1的存储装置(例如，图像存储器22)中。处理电路33是从存储装置读出并执行各程序从而实现与各程序对应的功能的处理器。换言之，读出各程序的状态的处理电路33，具有图1的处理电路33内所示的各功能。

另外，图像存储器22例如是RAM(Random Access Memory)、闪存存储器(FlashMemory)等半导体存储器元件、或硬盘、光盘等存储装置等。此外，减法电路23、滤波电路24、仿射变换电路25、LUT26、摄像控制电路27、三维重构电路31、三维图像处理电路32及处理电路33，例如是CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)等的电子电路、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable GateArray)等的集成电路。

以上，对第1实施方式的X射线诊断装置1的构成的一例进行了说明。在这样构成的X射线诊断装置1中，例如，存在应用将与造影剂的流入时间有关的参数图像化的被称为参数成像的技术的情况。在参数成像中，例如，将DSA图像的各位置的像素值的变化视为造影剂浓度的变化，计算像素值的时序变化达到峰值或者特定的值的时间作为流入时间。并且，在参数成像中，通过使与所算出的流入时间对应的彩色映射于各位置，从而生成参数成像图像数据(也标记为“参数图像数据”)或者参数成像动画数据。

然而，在现有技术中，在如腹部血管、心脏那样有运动的部位，无法追踪DSA图像的各位置的像素值的变化，无法应用彩色参数成像。因此，在第1实施方式中，为了对如腹部、心脏那样有运动的部位应用彩色参数成像，处理电路33执行变形处理功能33a、生成功能33b及显示控制功能33c。

以下，使用图2对本实施方式的X射线诊断装置1的彩色参数成像的一例进行说明。图2是表示第1实施方式的X射线诊断装置1的处理的步骤的一例的流程图。另外，在图2中，对摄像对象是将如腹部血管、心脏那样的具有周期性的运动的血管为对象的情况进行说明。如图2所示，X射线诊断装置1执行图像收集处理(步骤S1)。例如，在步骤S1中，X射线诊断装置1经由输入接口50从操作者受理参数成像专用的摄像程序的选择。更具体而言，操作者在进行血管造影检查或者介入治疗的过程中，选择对伴随运动的对象物的参数成像专用的摄像程序。

使用图3，对步骤S1的图像收集处理进行说明。图3是表示第1实施方式的X射线诊断装置1的图像收集处理的处理步骤的流程图。图3所示的图像收集处理与图2的步骤S1对应。

图3所示的步骤S101，是通过处理电路33实现的步骤。在步骤S101中，处理电路33判定是否受理了X射线摄像开关的按下。这里，处理电路33未判定为受理了X射线摄像开关的按下的情况下(步骤S101中为否)，反复步骤S101的判定处理。另一方面，处理电路33判定为受理了X射线摄像开关的按下的情况下(步骤S101中为是)，使摄像控制电路27执行步骤S102。另外，希望在步骤S101的开始前，在注射器中准备造影剂，并进行注入造影剂的准备。

步骤S102及步骤S103是通过摄像控制电路27实现的步骤。在步骤S102中，摄像控制电路27收集掩模图像。例如，操作者按下X射线摄像开关时，摄像控制电路27控制C型臂13，开始掩模图像的收集。另外，摄像控制电路27不使C型臂13旋转，而以规定的帧率在一定时间内反复进行收集投影数据的摄像。这里，一定时间根据脏器的移动时间和摄像间隔来决定。具体而言，例如如果是呼吸性移动，则5秒左右为1个周期，如果是伴随心搏的运动则1秒左右为1个周期。因此，收集1个周期量以上，通常2～3个周期量的图像。

在步骤S103中，摄像控制电路27判定是否收集了规定枚数的掩模图像。该规定枚数能够预设于摄像程序中。这里，摄像控制电路27未判定为收集到规定枚数的掩模图像的情况下(步骤S103中为否)，反复步骤S103的判定处理。另一方面，摄像控制电路27判定为收集到规定枚数的掩模图像的情况下(步骤S103中为是)，处理电路33执行步骤S104。

步骤S104是通过处理电路33实现的步骤。在步骤S104中，处理电路33指示造影剂的注入。例如，处理电路33在步骤S103中收集规定枚数的掩模图像后，对做手术者等的操作者指示造影开始。该指示既可以在监视器40上显示表示造影的图标，也可以用声音指示。或者在监视器40上进行造影开始定时的倒计时。由此，做手术者在被指示定时时用注射器开始造影剂的注入。

步骤S105是通过摄像控制电路27实现的步骤。在步骤S105中，摄像控制电路27收集对比图像。这里，摄像控制电路27对不使C型臂13旋转而以规定的帧率收集投影数据的摄像进行控制。收集到的对比图像，通过处理电路33大致实时地显示于监视器40。

步骤S106是通过处理电路33实现的步骤。在步骤S106中，处理电路33判定是否受理了X射线摄像开关的释放。这里，处理电路106未判定为受理了X射线摄像开关的释放的情况下(步骤S106中为否)，转移到步骤S105。另一方面，处理电路106判定为受理了X射线摄像开关的释放的情况下(步骤S107中为是)，使摄像结束，并转移到步骤S107。例如，做手术者等的操作者，在观察在监视器40上显示的图像的同时，如果确认目的部位已造影则释放摄像开关。

步骤S107是通过A/D变换器21实现的步骤。在步骤S107中，A/D变换器21将收集到的图像全部转送至图像存储器22。另外，A/D变换器21也可以在收集X射线图像的过程中并行地将X射线图像转送至图像存储器22。

返回到图2。图2所示的步骤S2是通过减法电路23实现的步骤。在步骤S2中，减法电路23执行DSA图像生成处理。例如，减法电路23读出保存于图像存储器22的掩模图像及对比图像，并对于对比图像和掩模图像进行减法而生成DSA图像。这里，减法电路23对于对比图像减去全部相位的掩模图像，并选择最佳的DSA图像。图4是用于说明第1实施方式的图。

在图4的上段，示出了通过图3所示的步骤S105收集到的对比图像C1至C8，在图4的中段，示出了在步骤S102中收集到的掩模图像M1至M8。这里，减法电路23例如对于对比图像C1，将掩模图像M1至M8全部减去，分别生成DSA图像C1M1至C1M8。并且，减法电路23，通过图像处理从所生成的DSA图像中确定相对于对比图像C1为最佳的DSA图像。

关于确定最佳的DSA图像的图像处理进行说明。在X射线诊断装置1中，X射线衰减多的路径上的像素表示低的像素值，X射线衰减少的路径上的像素表示高的像素值。此外，在DSA图像中，由于造影剂流入而像素值降低的部分的像素，示出负极性(－)。这里，在对比图像的收集时与掩模图像的收集时之间，由于呼吸等的体动而脏器、横隔膜等构造物移动了的情况下，在DSA图像中在对比图像与掩模图像间脏器重叠的像素在原理上示出零值或零的近似值。另一方面，在DSA图像中在对比图像与掩模图像间脏器不重叠的像素示出正极性(+)或者负极性(－)。

因此，在DSA图像中示出正极性(+)的像素，能够判定为是在对比图像的收集时与掩模图像的收集时之间发生了脏器、组织的位置偏移的像素。因为该情况，减法电路23将生成的DSA图像中、示出正极性(+)的像素数最少的DSA图像，确定为对于对比图像C1最佳的DSA图像。换言之，减法电路23将造影图像与相对于血管图像中各位置的像素值为相反相位的像素数最少的非造影图像的差分，而生成血管图像。即，通过图像处理确定相位相等的掩模图像和对比图像。

减法电路23对于所收集到的全部对比图像也同样地，生成DSA图像。即，对于对比图像C2至C8，分别将掩模图像M1至M8全部减去，确定对于各对比图像C2至C8最佳的DSA图像。

返回到图2。图2所示的步骤S3是与变形处理功能33a对应的步骤。是处理电路33从图像存储器22调用并执行与变形处理功能33a对应的规定的程序，从而实现变形处理功能33a的步骤。在步骤S3中，变形处理功能33a执行变形处理。另外，变形处理功能33a是处理部的一例。

即，变形处理功能33a，从按时序对伴随运动的对象物摄像而得到的造影图像与非造影图像进行差分而生成的多个差分图像，选择基准图像。例如，变形处理功能33a确定出运动最少的相位的减法图像彼此。这里，变形处理功能33a基于多个差分图像间的相关运算的结果选择基准图像。例如，变形处理功能33a在时间上连续的减法图像彼此间进行相关运算，将其中相关值高的图像最多的图像选择为运动最少的图像。

并且，变形处理功能33a对于多个差分图像，将基准图像作为基准，对其他的差分图像进行变形处理。具体而言，变形处理功能33a对于多个差分图像，以基准图像以外的其他的差分图像中的部位的位置与基准图像中的该部位的位置大致一致的方式，对该其他的差分图像进行变形处理。即，变形处理功能33a从基于按时序取得的多个造影图像的多个血管图像选择基准图像，并以所选择的基准图像中的血管形状与其他的血管图像中的血管形状一致的方式对其他的血管图像进行变形处理。例如，变形处理功能33a以其他的血管图像中的血管形状与基准图像中的血管形状一致的方式对其他的血管图像进行卷绕(warping)处理。这里，所谓的卷绕处理，是使在规定周期量的DSA图像间形状不同的部位，以基准图像中的像素单位局部地变形(卷绕)从而进行对位的处理。更具体而言，变形处理功能33a配置多个基准图像与基准图像以外的其他的DSA图像(也称为处理对象图像)局部一致的关注区域，并基于关注区域导出移动向量。并且，变形处理功能33a，基于导出的移动向量，导出例如像素单位的移动向量，并基于此使处理对象图像上所显示的规定部位变形(卷绕)。

这里，变形处理功能33a为，在例如多个DSA图像中的相位为第N个的DSA图像为基准图像的情况下，对于多个减法图像的每个减法图像，将第N个DSA图像作为基准进行卷绕处理。

图2所示的步骤S4是与生成功能33b对应的步骤。是处理电路33从图像存储器22调用并执行与生成功能33b对应的规定的程序，从而实现生成功能33b的步骤。在步骤S4中，生成功能33b执行彩色图像生成处理。另外，生成功能33b是生成部的一例。例如，生成功能33b生成对卷绕处理后的各差分图像的各位置分配了与像素值的随时间的变化对应的彩色而得到的彩色图像。即，生成功能33b基于变形处理后的多个血管图像，生成对各像素分配了与像素值的随时间的变化对应的彩色而得到的彩色图像。这里，生成功能33b制作彩色参数成像图像作为彩色图像。使用图5，对彩色图像生成处理进行说明。

图5是表示第1实施方式的生成功能33b的彩色图像生成处理的处理步骤的流程图。另外，图5所示的彩色图像生成处理的处理步骤与图2所示的步骤S4对应。

如图5所示，生成功能33b进行卷绕处理，根据对由运动的影响引起的位置偏移进行校正而得到的DSA图像确定流入时间(步骤S301)。这里，流入时间是将DSA图像的各位置处的像素值的变化视为造影剂浓度的变化，并基于各像素值的时序变化来定义的参数。换言之，生成功能33b基于多个差分图像的各位置的像素值的随时间的变化，确定对对象物注入的造影剂的流入时间。即，生成功能33b，基于变形处理后的多个血管图像的各位置处的像素值的随时间的变化，确定对对象物注入的造影剂的流入时间。另外，流入时间的算出方法能够选择任意的方法。例如，作为流入时间的算出方法，能够选择将像素值的时间变化最大的时间确定为流入时间的方法即TTP(Time-to-Peak)。此外，例如，作为流入时间的算出方法，能够选择将像素值的时间变化达到规定值的时间，或者相对于像素值的时间变化的最大值达到规定比例的时间确定为流入时间的方法即TTA(Time-to-Arrival)。

图6是用于说明第1实施方式的图。图6的横轴表示时间，图6的纵轴表示像素值。在图6的例子中，例示了对于DSA图像包括的任意的像素解析的时间浓度分布图。另外，在图6中，对流入时间的确定方法是TTA的情况进行说明。

如图6所示，例如，生成功能33b对于DSA图像中包括的各像素，通过解析时间浓度分布图来确定流入时间。在图6的例子中，生成功能33b将相对于最大的像素值(Cmax)达到20％(0.2×Cmax)的时间确定为流入时间。

另外，图6的内容只不过是一例，并不限定于图6的例子。例如，在图6中，对作为通过TTA确定流入时间所用的比例而设定了“20％”的情况进行了说明，但不限于此，可以设定任意的比例(或者值)。此外，流入时间的确定方法不限于TTA，也可以是TTP。

接下来，生成功能33b生成色码(步骤S302)。例如，生成功能33b将参数图像数据生成为静态图像的情况下，生成1个色码。此外，生成功能33b将参数图像数据生成为动画的情况下，生成与动画中包括的帧数对应的数量的色码。以下，依次说明静态图像生成中的色码生成处理和动画生成中的色码生成处理。另外，用于生成色码的生成条件，预先设定了默认的条件，但可以由操作者适当设定。

图7是用于说明第1实施方式的图。另外，在图7中，对流入时间的确定方法是TTA的情况进行说明。TTA中，色码的周期及初期值设定“Auto”作为默认。另外，“Auto”表示根据DSA图像的收集时间(摄像期间)自动地设定。

如图7所示，例如，生成功能33b，在DSA图像的收集时间是0～T秒的情况，将色码的周期设定为“T”，将色码的初期值设定为“0”。在该色码中，规定了，在流入时间t为“0”时为“红”，在从“0”到“T/2”，从“红”向“绿”逐渐地变化，在“T/2”时成为“绿”。此外，在该色码中，规定了，从“T/2”到“T”，从“绿”向“蓝”逐渐地变化，在“T”时成为“蓝”。

这样，生成功能33b生成静态图像用的色码。另外，图7的内容只不过是一例，并不限定于图7的例子。例如，在图7中，对流入时间的确定方法是TTA的情况进行了说明，但不限于此，也可以是TTP。此外，色码中规定的彩色的顺序，并不限定于图7的例子，可以任意设定。此外到造影剂最初流入为止需要一定的时间，所以也可以将色码的初期值设定为“D”。该初期值“D”既可以默认设定，或者也可以从DSA图像中自动地确定。作为确定方法，只要将DSA图像中最初为一定等级以上的变化在一定范围以上发生的时间设定为“D”即可。

图8是用于说明第1实施方式的图。在图8中，对将参数图像数据生成为动画的生成方法是CCC(Circular Color Coding)的情况进行说明。另外，CCC中的流入时间的确定方法可以是TTA，也可以是TTP。

如图8所示，例如，生成功能33b，在DSA图像的收集时间为0～T秒的情况下，将色码的周期设定为“L(L＜T)”，将色码的初期值设定为“0”，将色码的步长为“ΔT”。并且，生成功能33b生成与动画中包括的帧数对应的数量的色码。例如，若动画的帧数设为“N＝L/ΔT”时，生成功能33b分别生成从第1帧到第N帧的N个色码。

例如，在第1帧的色码中，规定为，流入时间t为“0”时为“红”，从“0”到“L/3”，从“红”向“绿”逐渐地变化，在“L/3”时为“绿”。此外，在第1帧的色码中，规定为，从“L/3”到“2L/3”，从“绿”向“蓝”逐渐地变化，在“2L/3”时，为“蓝”。此外，在第1帧的色码中，规定为，从“2L/3”到“L”，从“蓝”向“红”逐渐地变化，在“L”时，返回到“红”。这样，在第1帧的色码中，流入时间t从“0”向“L”变化期间，为“红→绿→蓝→红”的变化。此外，关于“L”以后，为从“0”到“L”的彩色的变化的反复。即，在第1帧的色码中，在流入时间t从“L”向“2L”变化期间，为“红→绿→蓝→红”的变化。此外，在第1帧的色码中，流入时间t从“2L”向“3L”变化期间，为“红→绿→蓝→红”的变化。这以后也同样地，在第1帧的色码中，流入时间t到达“T”之前，为“红→绿→蓝→红”的变化。

第2帧的色码，通过使第1帧的色码偏移“ΔT”而生成。例如，在第2帧的色码中，规定为，流入时间t为“Δt”时，为“红”，从“Δt”到“L/3+Δt”，从“红”向“绿”逐渐地变化，在“L/3+Δt”时，为“绿”。此外，在第2帧的色码中，规定为，从“L/3+Δt”到“2L/3+Δt”，从“绿”向“蓝”逐渐地变化，在“2L/3+Δt”时，为“蓝”。此外，在第2帧的色码中，规定为，从“2L/3+Δt”向“L+Δt”，从“蓝”向“红”逐渐地变化，在“L+Δt”时，返回到“红”。另外，关于“L+Δt”以后，与第1帧的色码同样地，为从“ΔT”到“L+ΔT”的彩色的变化的反复。

即，第N帧的色码，通过将第N－1帧的色码偏移“ΔT”而生成。换言之，第N帧的色码通过将第1帧的色码偏移“ΔT×(N－1)”而生成。

另外，图8的内容只不过是一例，并不限定于图8的例子。例如，色码中规定的彩色的顺序，并不限定于图8的例子，可以任意地设定。

这样，生成功能33b生成与动画的帧数对应的数量的色码作为动画用的色码。动画用的色码可以说是对相对于流入时间的变化的彩色的周期性的变化进行了规定的周期性的色码。另外，参数图像生成处理中的处理条件，预先登记在参数成像专用的摄像程序中。这里作为登记的处理条件，包括例如流入时间的确定方法、色码的周期、色码的相位、色码的初期值及表示是静态图像还是动画的信息等。

返回到图5。生成功能33b生成参数图像数据(步骤S303)。例如，生成功能33b通过对DSA图像的各像素分配与像素值的随时间的变化对应的彩色，生成参数图像数据。即，生成功能33b，生成对各位置分配了与所确定的流入时间对应的彩色而得到的彩色图像。

图9是用于说明第1实施方式的图。图9中例示了描绘出被检体P的心脏的血管的参数图像数据。

如图9所示，例如，生成功能33b参照在步骤S302中生成的色码，分配与各像素的流入时间对应的彩色，并生成参数图像数据。

具体而言，生成功能33b生成静态图像的参数图像数据。例如，生成功能33b参照图7所示的静态图像用的色码，分配与各像素的流入时间对应的彩色，生成参数图像数据。

此外，生成功能33b生成动画的参数图像数据。例如，生成功能33b参照图8所示的动画用的色码，分别生成与动画中包括的帧数对应的数量的参数图像数据。具体而言，生成功能33b基于第1帧的色码分配与各像素的流入时间对应的彩色，从而生成第1帧的参数图像数据。此外，生成功能33b基于第2帧的色码分配与各像素的流入时间对应的彩色，从而生成第2帧的参数图像数据。这样，生成功能33b基于第N帧的色码分配与各像素的流入时间对应的彩色，从而生成第N帧的参数图像数据。

另外，在图9中，对与流入时间对应地分配的彩色进行了说明，但进一步基于各像素(像素)的最大的像素值来调整亮度(明亮度)是优选的。例如，各像素的亮度优选设为，各像素的最大的像素值“D”相对于DSA图像中包括的全部像素中的最大的像素值“Dmax”的比例“D/Dmax”。

这样，生成功能33b生成静态图像或者动画的参数图像数据。并且，生成功能33b将所生成的参数图像数据输出至显示控制功能33c。

返回到图2。图2所示的步骤S5是与显示控制功能33c对应的步骤。是处理电路33通过从图像存储器22调用并执行与显示控制功能33c对应的规定的程序，实现显示控制功能33c的步骤。在步骤S5中，显示控制功能33c使监视器40显示彩色图像。另外，显示控制功能33c是显示控制部的一例。这里，显示控制功能33c将彩色图像显示为静态图像。或者，显示控制功能33c将彩色图像显示为动画。另外动画显示时，只要在显示了第N帧的参数图像数据后，从第1帧的参数图像数据起再次进行显示即可。

如上所述，在第1实施方式中，X射线诊断装置1，从将对伴随运动的对象物按时序摄像而得到的造影图像与非造影图像进行差分而生成的多个差分图像中选择基准图像，对于多个差分图像，以基准图像为基准对其他的差分图像进行卷绕处理。接下来，X射线诊断装置1生成对卷绕处理后的各差分图像的各位置分配了与像素值的随时间的变化对应的彩色而得到的彩色图像。并且，X射线诊断装置1使彩色图像显示于监视器40。由此，根据第1实施方式，能够对伴随运动的对象物应用参数成像。

在上述的第1实施方式中，对减法电路23生成DSA图像时，通过图像处理确定相位相等的掩模图像和对比图像的情况进行了说明，但实施方式并不限定于此。例如，减法电路23可以以来自生物体信号取得装置的信号为基础确定与造影图像相同相位的非造影图像，来生成DSA图像。换言之，减法电路23对造影图像与相位和该造影图像的生物体信号相同的非造影图像进行差分来生成差分图像。另外，该情况下，X射线诊断装置1与从伴随周期性的运动的对象物取得生物体信号的生物体信号取得装置连接。这里，生物体信号取得装置例如可以是计测呼吸相位的呼吸检测装置。该情况下，呼吸检测装置具有呼吸传感器，取得被检体P的呼吸波形。或者，生物体信号取得装置例如可以是如ECG(Electrocardiogram)/EKG(Elektrokardiogramm)那样的计测心脏相位的心电图计。另外，对呼吸检测装置、心电图计等的生物体信号取得装置作为X射线诊断装置1的非构成要素，而为外部设备的情况进行了说明，但也可以作为X射线诊断装置1的构成要素，装入到该X射线诊断装置1中。

并且，减法电路23也可以，基于来自生物体信号取得装置的信号，确定相位与对比图像类似的掩模图像，对于所确定的掩模图像及相位与所确定的掩模图像相位相近的掩模图像，进行与对比图像的图像处理，从而确定最佳的掩模图像。

此外，在上述的第1实施方式中，对变形处理功能33a通过相关运算确定基准图像的情况进行了说明，但实施方式并不限定于此。例如，在X射线诊断装置1与生物体信号取得装置连接的情况下，变形处理功能33a也可以基于生物体信号选择基准图像。即，变形处理功能33a也可以从基于对伴随周期性的运动的对象物摄像而得到的多个造影图像的上述多个血管图像，基于生物体信号而选择基准图像。这里，变形处理功能33a将生物体信号中再现性好地表现的时相作为基准时相，并选择该基准时相的DSA图像作为基准图像。另外，在生物体信号中存在多个基准时相的情况下，从存在多个的基准时相中选择运动少的时相作为基准时相。

举出一例，生物体信号取得装置取得心脏相位作为生物体信号。此外，变形处理功能33a基于心脏相位将扩张中期附近的相位的血管图像选择为基准图像。更具体而言，变形处理功能33a从EKG信号确定心脏相位最稳定的扩张中期的DSA图像，并将与该扩张中期相近的DSA图像选择为基准图像。

或者，生物体信号取得装置取得呼吸相位作为生物体信号。此外，变形处理功能33a基于呼吸相位将最大呼气附近的相位的血管图像选择为基准图像。更具体而言，变形处理功能33a确定呼吸波形最稳定的最大呼气的DSA图像，并将与该最大呼气相近的DSA图像选择为基准图像。即，变形处理功能33a从将对伴随周期性的运动的对象物摄像而得到的造影图像与非造影图像进行差分而生成的多个差分图像中，基于生物体信号来选择基准图像。

实施方式并不限于上述的实施方式。

在上述的实施方式中，对摄像对象是将如腹部血管、心脏那样有周期性的运动的血管为对象的情况进行了说明，但实施方式并不限定于此。例如，摄像对象的运动也可以不是周期性的。更具体而言，上述的彩色参数成像也能够应用于将肠道的蠕动等作为摄像对象的情况。另外，该情况下，变形处理功能33a将肠道的蠕动中再现性好地表现的时相作为基准时相，并将该基准时相的DSA图像选择为基准图像。另外，在肠道的蠕动中存在多个基准时相的情况下，从存在多个的基准时相中选择运动少的时相作为基准时相。

此外，在上述的实施方式中，作为血管图像的一例，对通过减法电路23生成的差分图像进行了说明。然而，实施方式并不限定于此。例如，医用图像处理装置100可以代替减法电路23或者在减法电路23的基础上，具备血管图像生成电路，血管图像生成电路可以生成基于对比图像的血管图像。另外，血管图像生成电路是血管图像生成部的一例。

例如，血管图像生成电路可以使用机器学习生成血管图像。举出一例，血管图像生成电路，首先取得多个由基于对比图像及掩模图像的差分图像与对比图像的组合构成的学习用数据。接下来，血管图像生成电路通过将对比图像作为输入，并将差分图像作为输出的使用了学习用数据的监督学习，生成将对比图像上的血管以外的背景成分(骨、软组织等)去除的学习完毕模型。接下来，血管图像生成电路将按时序取得的多个对比图像输入至学习完毕模型。由此，血管图像生成电路从对比图像将背景成分去除，生成血管图像。

举出其他的例子，血管图像生成电路通过对对比图像实施低频处理，生成与各对比图像中的低频成分(软组织等)对应的图像。接下来，血管图像生成电路将对比图像与实施了低频处理的图像进行差分，从各对比图像将高频成分(血管等)以外的低频成分去除。由此，血管图像生成电路从对比图像将背景成分去除，生成血管图像。即，血管图像生成电路将造影图像与对造影图像实施了低频处理的图像进行差分，生成血管图像。

另外，造影图像中的高频成分中，有时除了血管外，还包括骨组织的边缘成分。并且，在将包括骨组织的边缘成分的造影图像与对造影图像实施了低频处理后的图像进行差分而生成血管图像的情况下，血管图像中有时残留骨组织的边缘成分。然而，骨组织的边缘成分与血管(造影剂成分)不同，在时序方向上不变化。因此，即使血管图像中残留骨组织的边缘成分，对参数成像的影响也较小。

上述说明中使用的“处理器”这一用语，意味着例如，CPU(Central ProcessingUnit)、GPU(Graphics Processing Unit)或者面向特定用途的集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit：ASIC)、可编程逻辑器件(例如，简单可编程逻辑器件(Simple Programmable Logic Device：SPLD)、复杂可编程逻辑器件(ComplexProgrammable Logic Device：CPLD)及现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray：FPGA))等的电路。处理器通过读出并执行保存在存储电路中的程序来实现功能。另外，可以构成为，代替在存储电路中保存程序，而将程序直接装入到处理器的电路内。该情况下，处理器通过读出并执行装入到电路内的程序来实现功能。另外，本实施方式的各处理器，不限于按每个处理器构成为单一的电路的情况，也可以将多个独立的电路组合而构成为1个处理器，实现其功能。并且，也可以将图1中的多个构成要素综合为1个处理器来实现其功能。

另外，图1所图示的内容只不过是一例。例如，图1中例示了减法电路23、滤波电路24、仿射变换电路25、LUT26、摄像控制电路27、三维重构电路31、三维图像处理电路32及处理电路33的多个电路(处理器)，但这些电路也可以不是必须独立地构成。例如，也可以将这些电路中的任意的电路适当组合而构成。

在上述的实施方式的说明中，图示的各装置的各构成要素是功能概念性的，不需要必须在物理上如图示那样构成。即，各装置的分散·综合的具体的方式不限于图示的方式，也能够将其全部或一部分，根据各种负荷、使用状况等，以任意的单位在功能上或物理上分散·综合而构成。并且，各装置进行的各处理功能，其全部或者任意的一部分，能够通过CPU及通过该CPU解析执行的程序来实现，或者能够作为基于布线逻辑的硬件来实现。

此外，上述的实施方式中说明的控制方法，能够通过用个人计算机、工作站等的计算机执行预先准备的控制程序来实现。该控制程序能够经由因特网等网络来发布。此外，该控制程序还能够记录在硬盘、软盘(FD)、CD－ROM、MO、DVD等的计算机可读取的记录介质中，并通过计算机从记录介质中读出来执行。

另外，在上述中，对第1实施方式及第1实施方式的变形例中说明的彩色参数成像通过X射线诊断装置1来执行的情况进行了说明，但实施方式并不限定于此。例如，第1实施方式及第1实施方式的变形例中说明的彩色参数成像，也可以在从X射线诊断装置1取得对比图像和掩模图像的图像处理装置或者从X射线诊断装置1取得差分图像的图像处理装置中执行。

根据以上说明的至少一个实施方式，能够对伴随运动的对象物应用参数成像。

对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子提示的，无意限定发明的范围。这些实施方式，能够以其他各种各样的方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形，包含在发明的范围及主旨中，同样地包含在权利要求书记载的发明及其等同的范围中。

Claims (20)

1.一种医用图像处理装置，具备：

处理部，从基于按时序取得的多个造影图像的多个血管图像选择基准图像，以使上述基准图像中的血管形状与其他的血管图像中的血管形状一致的方式，对上述其他的血管图像进行变形处理；

生成部，基于上述变形处理后的上述多个血管图像，生成对各像素分配了与像素值的随时间的变化对应的彩色而得到的彩色图像；以及

显示控制部，使上述彩色图像显示于显示部。

2.如权利要求1所述的医用图像处理装置，

上述生成部，基于上述变形处理后的上述多个血管图像的各位置处的像素值的随时间的变化，确定对对象物注入的造影剂的流入时间，对各位置分配与所确定的流入时间对应的彩色，生成上述彩色图像。

3.如权利要求1所述的医用图像处理装置，

上述处理部，基于上述多个血管图像间的相关运算的结果，选择基准图像。

4.如权利要求1所述的医用图像处理装置，

与从伴随周期性的运动的对象物取得生物体信号的生物体信号取得装置连接，

上述处理部，从基于对伴随周期性的运动的上述对象物摄像而得到的上述多个造影图像的上述多个血管图像中，基于生物体信号来选择基准图像。

5.如权利要求4所述的医用图像处理装置，

上述生物体信号取得装置取得呼吸相位作为上述生物体信号，

上述处理部，基于上述呼吸相位，将最大呼气附近的相位的血管图像选择为上述基准图像。

6.如权利要求4所述的医用图像处理装置，

上述生物体信号取得装置取得心脏相位作为上述生物体信号，

上述处理部，基于上述心脏相位，将扩张中期附近的相位的血管图像选择为上述基准图像。

7.如权利要求1所述的医用图像处理装置，

还具备生成上述血管图像的血管图像生成部，

上述血管图像生成部，将造影图像与相对于血管图像中的各位置的像素值为相反相位的像素数最少的非造影图像进行差分，生成血管图像。

8.如权利要求4所述的医用图像处理装置，

还具备生成上述血管图像的血管图像生成部，

上述血管图像生成部，将造影图像与相位和该造影图像的生物体信号相同的非造影图像进行差分，生成血管图像。

9.如权利要求1所述的医用图像处理装置，

还具备生成上述血管图像的血管图像生成部，

上述血管图像生成部，将造影图像与对该造影图像实施了低频处理后的图像进行差分，生成血管图像。

10.如权利要求1所述的医用图像处理装置，

上述显示控制部，将上述彩色图像显示为静态图像。

11.如权利要求1所述的医用图像处理装置，

上述显示控制部，将上述彩色图像显示为动画。

12.一种医用图像处理方法，包括如下步骤：

从基于按时序取得的多个造影图像的多个血管图像选择基准图像，以使上述基准图像中的血管形状与其他的血管图像中的血管形状一致的方式，对上述其他的血管图像进行变形处理；

基于上述变形处理后的上述多个血管图像，生成对各像素分配了与像素值的随时间的变化对应的彩色而得到的彩色图像；以及

使上述彩色图像显示于显示部。

13.如权利要求12所述的医用图像处理方法，

基于上述变形处理后的上述多个血管图像的各位置处的像素值的随时间的变化，确定对对象物注入的造影剂的流入时间，对各位置分配与所确定的流入时间对应的彩色，生成上述彩色图像。

14.如权利要求12所述的医用图像处理方法，

基于上述多个血管图像间的相关运算的结果，选择基准图像。

15.如权利要求12所述的医用图像处理方法，

基于生物体信号取得装置从伴随周期性的运动的对象物取得的生物体信号，从基于对上述对象物摄像而得到的上述多个造影图像的上述多个血管图像中，选择基准图像。

16.如权利要求12所述的医用图像处理方法，

将造影图像与相对于血管图像中的各位置的像素值为相反相位的像素数最少的非造影图像进行差分，生成上述血管图像。

17.如权利要求15所述的医用图像处理方法，

将造影图像与相位和该造影图像的生物体信号相同的非造影图像进行差分，生成上述血管图像。

18.如权利要求12所述的医用图像处理方法，

将造影图像与对该造影图像实施了低频处理的图像进行差分，生成上述血管图像。

19.如权利要求12所述的医用图像处理方法，

将上述彩色图像显示为静态图像或动态图像。

20.一种X射线诊断装置，具备：

处理部，从基于按时序取得的多个造影图像的多个血管图像选择基准图像，以使上述基准图像中的血管形状与其他的血管图像中的血管形状一致的方式，对上述其他的血管图像进行变形处理；

生成部，基于上述变形处理后的上述多个血管图像，生成对各像素分配了与像素值的随时间的变化对应的彩色而得到的彩色图像；以及

显示控制部，使上述彩色图像显示于显示部。