JP2003000580A - 画像処理装置および医用画像診断装置 - Google Patents

画像処理装置および医用画像診断装置

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JP2003000580A JP2001188237A JP2001188237A JP2003000580A JP 2003000580 A JP2003000580 A JP 2003000580A JP 2001188237 A JP2001188237 A JP 2001188237A JP 2001188237 A JP2001188237 A JP 2001188237A JP 2003000580 A JP2003000580 A JP 2003000580A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、造影剤に起因するビームハードニ
ングに基づく血管像や動脈瘤等の画像のアーチファクト
を防止できる画像処理装置および医用画像診断装置を提
供する。 【解決手段】 被検体に対し多方向からＸ線を曝射して
複数のＸ線投影データを収集し、前記被検体の内部構造
を画像化する処理を行う画像処理装置である。前記投影
データに対して、造影剤の特徴量に起因するビームハー
ドニングの補正を行い、補正済みの補正投影データを得
る処理を行う補正手段を有する。さらに、前記補正手段
にて補正された補正投影データに基づいて、前記被検体
の画像を再構成する処理を行う再構成手段を含む。これ
により、ビームハードニングが生じたとしても補正を行
い血管像等のアーチファクトの少ない画像を提供でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、造影剤を用いて被
検体内部の構造を画像化する画像処理装置および医用画
像診断装置に関し、特に、造影剤に起因するビームハー
ドニングを補正するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来において、造影剤でコントラストを
強調した血管を撮影するため、例えば略Ｃ字形状の支持
器（以下、「Ｃアーム」という）、該略Ｃアームの一端
に備えられたＸ線発生源としてのＸ線管球、他端に備え
られている検出器としてのイメージインテンシファイ
ア、そして、収集された投影データを処理する画像処理
部等からなる（循環器用）Ｘ線画像撮影装置が知られて
いる。これは、一般には「アンギオ装置」とも称呼さ
れ、被検体中へのカテーテルの挿入作業等の医師による
手術、検査と並行してＸ線撮影をも同時に行うことを可
能とする。
【０００３】また、前記Ｘ線画像撮影装置とＸ線ＣＴ装
置とが組み合わされたＩＶＲ（Ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏ
ｎａｌ Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ）―ＣＴ装置（Ｘ線画像診
断システム）が提案されている。このＩＶＲ―ＣＴ装置
においては、Ｘ線ＣＴ装置におけるＣＴ架台とアンギオ
装置におけるＣアームとを同一空間で併存させて動作さ
せ、例えば一方の装置により取得した被検体に関する情
報（例えば断層像又は血管造影像）に基づき、他方の装
置におけるＸ線検査をどのように行うかを決定し、か
つ、比較的長い間をおかずに実行に移すことが可能であ
るという点に特徴がある。乃ち、カテーテルを患部に挿
入すると同時に、一般的なアンギオ検査を行い、腫瘍な
どへの栄養血管を三次元的に同定するためにＣＴ撮影を
行う。
【０００４】このような装置を利用することで、Ｘ線透
視下において、動脈瘤や狭窄等の治療を、外科的な手術
より低侵襲に行う治療法、ＩＶＲを行うことができる。
このＩＶＲは、カテーテルを患部まで挿入し、例えば動
脈瘤の場合はカテーテル先端から動脈瘤内部にコイルを
留置することにより、また狭窄の場合はバルーンを膨ら
ませることにより患部を治療する。
【０００５】このような手技において、予め血管の三次
元構造を把握することは非常に重要であり、前記アンギ
オ装置では、術中に、撮影した造影像から三次元血管構
造を再構成することができるため、ＩＶＲには不可欠な
装置となりつつある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な従来のアンギオ装置においては、例えばある方向に走
行する血管を撮影して画像の再構成を行うと、図１２
（Ａ）に示すように、本来表示されるべき血管像Ｒ１に
対して、本来よりも偏平した状態の血管像Ｒ２が表示さ
れてしまうようなアーチファクト（偽像）が生じるとい
う問題があった。特に、前記「ある方向」がＸ線パス
（透過長）が特に長くなる方向である場合には、前記偏
平が顕著に生じていた。
【０００７】さらには、動脈瘤の場合には、図１２
（Ｂ）に示すように、動脈瘤の径が大きいと動脈瘤自身
の内部のＣＴ値が低くなり動脈瘤内部が中空状態で表示
され、かつ、動脈瘤の付近に走行する他の血管も細く表
示されてしまうような現象も生じていた。
【０００８】この主たる原因は、Ｘ線がマルチスペクト
ルであり、造影剤の吸収に大きく寄与するＸ線スペクト
ルの特定領域に基づく投影データが、Ｘ線スペクトルの
他の領域に基づく投影データに比べて大きく減少する、
いわゆるビームハードニング現象の一種であると考えら
れる。なお、一般的には、骨や軟組織などに起因するビ
ームハードニングは、その補正法も各種提案されている
が、造影剤に起因するものについては、その対処法がな
かった。
【０００９】また、造影剤を用いた検査は、Ｘ線ＣＴ装
置においてもＣＴＡとして行われる。このＣＴＡで使用
される造影剤は、静脈から注入する方式のもので、直接
動脈に注入する場合の造影剤の濃度に対して約１／１０
程度の濃度となっている。このため、Ｘ線ＣＴ装置で
は、造影剤に起因するアーチファクトは見受けられない
ものの、アンギオ装置では、透視下でカテーテルを患部
付近まで挿入して直接造影剤を注入するので造影剤の濃
度が低下せず、コントラストの良い画像を収集すること
ができる反面、造影剤の濃度が高いために、上述のよう
なアーチファクトが多々見受けられるという事態が生じ
ていた。
【００１０】同様に、ＩＶＲ−ＣＴ装置においても、患
部付近に留置したカテーテルから挿入する高濃度の造影
剤を使用するために、前記のようなアーチファクトが発
生していた。
【００１１】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、造影剤に起因するビ
ームハードニングに基づく血管像や動脈瘤等の画像のア
ーチファクトを防止することのできる画像処理装置およ
び医用画像診断装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、被検体に対し多方向から
Ｘ線を曝射して複数の投影データを収集し、前記被検体
の内部構造を画像化する処理を行う画像処理装置であっ
て、前記投影データに対して、造影剤の特徴量に起因す
るビームハードニングの補正を行い、補正済みの補正投
影データを得る補正手段と、前記補正手段にて補正され
た補正投影データに基づいて、前記被検体の画像を再構
成する再構成手段と、を含むことを特徴としている。
【００１３】また、請求項９に記載の発明は、それぞれ
対向するように支持器に備えられたＸ線発生手段および
Ｘ線検出手段を有し種々の撮影位置にて被検体に関する
Ｘ線画像を撮影し、撮影された複数の投影データを収集
して前記被検体に関する画像診断を行う医用画像診断装
置であって、造影剤の注入前に収集された投影データ
と、前記造影剤の注入後に収集された投影データとに基
づいて、対応する各投影データの差分値を算出する処理
を行う処理手段と、造影剤領域の厚みの変化に対する前
記差分値の補正値を定義した補正テーブルに基づいて、
前記投影データに対して、造影剤に起因するビームハー
ドニングの補正を行い、補正済みの補正投影データを得
る補正手段と、前記補正手段にて補正された補正投影デ
ータに基づいて、前記被検体の画像を再構成する再構成
手段と、を含むことを特徴としている。
【００１４】また、請求項１０に記載の発明は、それぞ
れ対向するように支持器に備えられたＸ線発生手段およ
びＸ線検出手段を有し種々の撮影位置にて被検体に関す
るＸ線画像を撮影し、撮影された複数の投影データを収
集して前記被検体に関する画像診断を行う医用画像診断
装置であって、造影剤の注入後に収集された前記複数の
投影データに基づいて、前記被検体の画像を再構成する
再構成手段と、前記再構成手段にて得られた再構成画像
から、所定の閾値に基づいて造影剤領域を抽出する抽出
手段と、抽出した前記造影剤領域を再投影する投影手段
と、前記造影剤領域の厚みの変化に対する補正値を定義
した補正テーブルに基づいて、前記投影データに対し
て、造影剤に起因するビームハードニングの補正を行
い、補正済みの補正投影データを得る補正手段と、を有
し、前記再構成手段は、前記補正手段にて算出された前
記補正投影データに基づいて、再度再構成処理を行うこ
とを特徴としている。
【００１５】また、請求項１１に記載の発明は、略Ｃ字
形状となる支持器並びに該支持器の一端および他端にそ
れぞれ対向するよう備えられたＸ線発生手段およびＸ線
検出手段を有し前記支持器の位置ないし姿勢に応じた種
々の撮影位置にて被検体に関するＸ線画像を撮影し、撮
影された複数の投影データを収集可能なＸ線画像撮影装
置と、前記被検体を挿脱可能な撮影空間部の周囲にＸ線
発生手段およびＸ線検出手段がそれぞれ対向するように
備えられたＣＴ架台を有し前記ＣＴ架台の位置ないし姿
勢に応じた種々のスライス位置にて前記被検体に関する
ＣＴ画像を撮影可能なＣＴ像撮影装置と、を含む医用画
像診断装置であって、造影剤の注入前に収集された投影
データと、前記造影剤の注入後に収集された投影データ
とに基づいて、対応する撮影角度同士の各投影データの
差分値を算出する処理を行う処理手段と、造影剤領域の
厚みの変化に対する前記差分値の補正値を定義した補正
テーブルに基づいて、前記投影データに対して、造影剤
に起因するビームハードニングの補正を行い、補正済み
の補正投影データを得る補正手段と、前記補正手段にて
補正された補正投影データに基づいて、前記被検体の画
像を再構成する再構成手段と、を含むことを特徴として
いる。
【００１６】また、請求項１２に記載の発明は、略Ｃ字
形状となる支持器並びに該支持器の一端および他端にそ
れぞれ対向するよう備えられたＸ線発生手段およびＸ線
検出手段を有し前記支持器の位置ないし姿勢に応じた種
々の撮影位置にて被検体に関するＸ線画像を撮影し、撮
影された複数の投影データを収集可能なＸ線画像撮影装
置と、前記被検体を挿脱可能な撮影空間部の周囲にＸ線
発生手段およびＸ線検出手段がそれぞれ対向するように
備えられたＣＴ架台を有し前記ＣＴ架台の位置ないし姿
勢に応じた種々のスライス位置にて前記被検体に関する
ＣＴ画像を撮影可能なＣＴ像撮影装置と、を含む医用画
像診断装置であって、造影剤の注入後に収集された前記
複数の投影データに基づいて、前記被検体の画像を再構
成する再構成手段と、前記再構成手段にて得られた再構
成画像から、所定の閾値に基づいて造影剤領域を抽出す
る抽出手段と、抽出した前記造影剤領域を再投影する投
影手段と、前記造影剤領域の厚みの変化に対する補正値
を定義した補正テーブルに基づいて、前記投影データに
対して、造影剤に起因するビームハードニングの補正を
行い、補正済みの補正投影データを得る補正手段と、を
有し、前記再構成手段は、前記補正手段にて算出された
前記補正投影データに基づいて、再度再構成処理を行う
ことを特徴としている。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
の一例について、図面を参照して具体的に説明する。
【００１８】［第１の実施の形態］ （全体構成）先ず、本発明の特徴的な構成である造影剤
に起因するビームハードニング補正の原理説明に先立っ
て、本発明の画像処理装置の全体の概略構成について、
図１を参照して説明する。なお、本実施形態において
は、本発明にいう「画像処理装置」ないしは「医用画像
診断装置」を、いわゆる「アンギオ装置」あるいは「３
Ｄアンギオシステム」に適用した場合を例とした説明を
行うこととする。さらに、本実施形態における３Ｄアン
ギオシステム（ないしは単にアンギオ装置）では、画像
作成等においては、例えば、次に記す二つのモード、乃
ち、通常通りのＸ線撮影を実施して、単に造影剤（の流
れ）を含むＸ線画像を取得し、これを表示・記憶する
「ＤＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）モ
ード」と、造影剤（の像）を含まないＸ線画像（マスク
像）と、造影剤（の像）を含むＸ線画像（コントラスト
像又はライブ像）との差分画像を取得（サブトラクショ
ン処理）することで、造影剤ないしその流れ方をより鮮
明に捕らえたＸ線画像を表示・記憶することが可能な
「ＤＳＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ
Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）モード」とを実施しうるが、
以下ではＤＳＡモードの場合について説明する。
【００１９】図１は、本実施形態に係る３Ｄアンギオシ
ステム（ないしは単にアンギオ装置）の全体構成の概要
を示す機能ブロック図を示している。本実施形態の３Ｄ
アンギオシステム（ないしは単にアンギオ装置）１は、
図１に示すように、被検体に対して多方向からＸ線を曝
者してＸ線撮影を行い複数の投影データ（Ｘ線投影像）
を収集するデータ収集部１０、Ｘ線データをデジタル信
号に変換するＡ／Ｄ変換部２１、造影剤注入前・後の各
投影データを各々記憶するサブトラクション処理専用の
第１、第２の画像記憶部２２、２３、造影剤注入前・後
の各投影データを同じ撮影角度同士でサブトラクション
（差分）処理を行うサブトラクション部３１、エッジ強
調、高周波強調等の表示のためのフィルタリング処理な
どを行うフィルタリング部３２、投影データに基づいて
３Ｄ再構成を行う三次元再構成処理部３３、造影剤に起
因するビームハードニングを補正するビームハードニン
グ補正部３４、画像の作成処理及び画像保存などの各種
処理を行う三次元画像処理部３５、画像の拡大・縮小・
回転・移動処理などの処理を行うためにアフィン変換を
行うアフィン変換部３６、階調変換を行うためのＬＵＴ
（Ｌｏｏｋ ＵｐＴａｂｌｅ）３７、Ｄ／Ａ変換部３
８、そして前記データ収集部１０により取得された種々
の画像や、再構成された画像、３Ｄ画像などを表示する
表示部３９、Ｘ線制御ユニット、各画像を記録する記録
装置、操作者の指令を発するための操作部、これら各部
を制御する制御部（いずれも不図示）などから構成され
ている。
【００２０】この制御部は、図示されていないが、上記
操作部から受けた指令内容に基づいて、画像の作成又は
記憶等を実行し、各部の動作を司る。なお、デジタル変
換されたＸ線データに対し、感度補正やＸ線強度補正等
の適当な補正を行って「投影データ」とする種々のキャ
リブレーション処理等を行う前処理部を含んでよい。
【００２１】ここに、前記「ビームハードニング補正
部」は本発明の「補正手段」に該当し、前記「三次元再
構成処理部」は本発明の「再構成手段」に該当し、前記
「サブトラクション部」は本発明の「処理手段」に該当
する。
【００２２】データ収集部１０は、図１に示すように、
その内部に図示しないＸ線源を備えたＸ線管球１１と、
例えばイメージインテンシファイア（Ｉｍａｇｅ Ｉｎ
ｔｅｎｓｉｆｉｅｒ、いわゆる「Ｉ.Ｉ.」）として構成
されるＸ線検出器１２とを、それぞれ両端に備えたＣア
ーム１３、及び、被検体Ｐを載置する寝台１５等から概
略構成されている。このうち、Ｃアーム１３は、図１に
おいて、Ｘ線管球１１が寝台１５の図中下方から図中左
上方にせり出すような、又は、Ｘ線検出器１２が被検体
Ｐに覆い被さるようなスライド動作（図中矢印Ａ及びＢ
参照）をすることが可能な他、回転軸１４を中心として
図中矢印Ｃに示すような回転動作等をすることも可能で
ある。なお、Ｃアーム１３においては、上記した図中矢
印Ａ，Ｂ及びＣに係る動作を実現するための複数の動力
源、該複数の動力源に対応するように、その角度や位置
の情報を検出する状態検出手段（不図示）などがそれぞ
れ備えられている。
【００２３】三次元再構成処理部３３は、「Ｉ．Ｉ．」
などの歪みを補正する歪補正部、逆投影部（いずれも不
図示）などを含んで構成されている。
【００２４】このような構成の３Ｄアンギオシステム１
によれば、その構成要素たるＣアーム１３の外形（図
１）を見るとわかるように、被検体Ｐ周囲の全周を覆う
ようなＸ線ＣＴ装置とは異なり、Ｃアーム開口端を利用
して、医師等が被検体Ｐに対し直接に触れること等が可
能であるから、被検体Ｐ中に対して、カテーテルを挿入
する等の医師による手術ないしは検査を行いつつ、これ
と並行して血管造影等に係るＸ線撮影をも同時に行うこ
とができ、複雑なカテーテル操作等を含むＩＶＲ等を行
うのには、最も適した装置であるということができる。
【００２５】さて、以上のような、データ収集部１０、
Ａ／Ｄ変換部２１乃至Ｄ／Ａ変換部３８、表示部３９に
よれば、Ｘ線管球１１から発せられ被検体Ｐを透過した
Ｘ線をＸ線検出器１２により検出し、この検出した結果
を、後段の各部等において適切に処理することで、種々
の画像を生成・表示ないし観察することが可能となる。
例えば、Ｘ線管球１１から低線量のＸ線を連続して発し
これを連続してＸ線検出器１２で検出すれば、被検体Ｐ
に関する、いわゆる透視像を生成することが可能とな
る。また、Ｃアーム１３を被検体Ｐ周囲で回転させて複
数方向からの投影データを取得することにより、被検体
Ｐに関する、いわゆる断層像を生成（再構成）すること
が可能となる。さらに、本実施形態の上記構成例におい
ては、被検体Ｐに関する、いわゆる３Ｄ画像を生成（再
構成）することが可能となる。
【００２６】具体的には、まず、３Ｄアンギオシステム
１にて、土台に設けられたモーターを用いて被検体Ｐの
周りでＣアーム１３を２００度以上の角度で短時間で回
転させつつ、データを収集する。乃ち、Ｃアーム１３
を、図中矢印Ｃに示すいずれかの方向に回転させながら
（＝投影角度を変化させながら）、例えば１度間隔で撮
影を繰り返し、得られた回転角度、例えば２００度分の
Ｘ線強度分布（つまり、２００パターンのＸ線強度分
布）を収集する。本実施形態では、被検体に対し造影剤
を注入しながらＸ線撮影を行う。投影された２００パタ
ーンは、Ａ／Ｄ変換部２１でデジタル信号に変換され
る。
【００２７】例えば、血管のみを表す画像の再構成を行
う場合は、このような投影データの収集を、造影剤注入
前と造影剤注入後の２回行い、造影剤注入前の投影デー
タは第１の画像記憶部２２に、造影剤注入後の投影デー
タは第２の画像記憶部２３に記憶する。双方の各画像記
憶部２２、２３に投影データが蓄積されると、サブトラ
クション部３１において、造影剤注入前に撮影された画
像（マスク像）と、造影剤注入後に撮影された画像（コ
ントラスト像）とで対応する角度同士の投影データの差
分を取る処理、すなわちサブトラクション（ＤＳＡ；Ｄ
ｉｇｉｔａｌＳｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ Ａｎｉｇｉｏｌ
ｏｇｙ）処理を行い、サブトラクション処理した処理済
のデータを三次元再構成処理部３３に送る。
【００２８】上記サブトラクション処理は、被検体Ｐの
同一位置についてのマスク像及びコントラスト像によっ
て実施しなければならないから、両像に関する位置座標
が必要となり、これらが一致する場合に差分画像が取得
されることになる。そして、この「一致」は、装置側が
マスク像の存在する場所（位置座標）を認識し、当該場
所（位置座標）におけるコントラスト像の収集を行うこ
とにより自動的に実現される。
【００２９】三次元再構成処理部３３における再構成処
理を行う際には、離散化された再構成領域の再構成を行
う。再構成方法の一例として、例えばＦｅｌｄｋａｍｐ
等によって提案されたフィルタードバックプロジェクシ
ョン（フィルター逆投影）法を示すと、得られた２００
フレームのＤＳＡ画像（投影データ）に対して、フィル
タリング部３２により、例えばＳｈｅｅｐ＆Ｌｏｇａｎ
やＲａｍａｃｈａｎｄｒａｎのような適当なコンボリュ
ーションフィルター（補正フィルター）を用いてコンボ
リューションする。
【００３０】次に、かかるコンボリューション結果に対
して、三次元再構成処理部３３により投影データを逆投
影する逆投影演算（逆投影処理）を行うことにより、再
構成画像データ、乃ち３Ｄ画像が得られる。このように
して再構成された３Ｄ画像は、記憶装置に記録され再構
成処理が完了する。
【００３１】また、三次元再構成処理部３３により、こ
の他、歪補正部（不図示）によるイメージインテンシフ
ァイアの歪補正を行い、この処理の後、フィルタリング
部３２により前記ＤＳＡ画像（投影データ）に対してフ
ィルター逆投影法に係る補正フィルターを用いてコンボ
リューションする構成としてもよい。なお、検出器とし
てイメージインテンシファイアを具備しない場合、歪補
正部は不要である。また、検出器としては、イメージイ
ンテンシファイアに限らず、いわゆる「ＦＰＤ（Ｆｌａ
ｔ ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ；平面検出器）」を
採用してよいことは勿論である。
【００３２】なお、上記において、再構成領域は、Ｘ線
管球１１の全方向へのＸ線束に内接する円筒として定義
される。この円筒内は、例えばＸ線検出器１２の一つの
検出素子の幅に投影される再構成領域中心部での長さで
三次元的に離散化され、これにより得られる離散点のデ
ータの集合によって再構成像を得る必要がある。ただ
し、離散間隔はここに述べた例に限らず、基本的にはど
のようなものであってもよい。具体的には、装置構成等
によって違うことがあり、この場合、当該装置構成によ
って定義される離散間隔を用いればよい。
【００３３】かくして、再構成領域は、三次元の格子状
に離散化され、この格子状に離散化されたデータの各素
子は、一般にボクセルと称される。
【００３４】また、三次元再構成処理部３３における画
像再構成処理によって得られた画像、例えば、被検体の
断層像は、閾値処理等により血管領域を抽出し、血管の
表面画像に対する陰影付けのためのシェーディング処理
等を行うことにより、任意の方向から観察した血管の表
面画像を表示できる。
【００３５】以上のようにして、３Ｄ画像の再構成が完
了すると、該３Ｄ画像が表示可能になった旨を表す信号
が表示部３９に送られ、この信号を受けた表示部３９
は、当該３Ｄ画像を、各種の３Ｄ画像表示法により、表
示することになる。ここに各種の３Ｄ画像表示法とは、
ボリュームレンダリング法、サーフェスレンダリング
法、ＭＩＰ法、ＭｉｎＩＰ法、Ｘ線投影法等その他の各
種の画像表示方法のことを指す。また、この３Ｄ画像表
示においては、光学パラメータ変換関数（サーフェスレ
ンダリング法の場合は閾値）、カラー、光源の位置、強
さ等を変更させて表示することも可能である。これら３
Ｄ画像表示法、光学パラメータ変換関数等のパラメータ
については、予めデフォルト条件を定めておくとよく、
以降、操作者の操作によって任意に変更可能な構成にし
ておくとよい。
【００３６】なお、図１に示したＬＵＴ３７及びフィル
タリング部３２は、この３Ｄ画像若しくはもとのＤＳＡ
画像を、よりよい診断・観察等に資するように画像処理
する際、場合に応じて利用される形態としておけばよ
い。
【００３７】（ビームハードニング補正について）ここ
で、本発明の特徴、すなわち、ビームハードニング補正
の具体的内容について、図２〜図３を用いて説明する。
【００３８】ビームハードング補正部３４では、主とし
て造影剤に起因するビームハードニングの補正を行うも
のであり、図２（Ｂ）に示すような相関関係を有する補
正テーブルを用いることにより、ＤＳＡ値を補正する。
なお、図２（Ｂ）において、横軸は実際のＤＳＡ値を、
縦軸は補正値を示している。
【００３９】例えば、真のＤＳＡ値がｂの時は、（図２
（Ａ）に示すように、実際のＤＳＡ値はＮとなり、図２
（Ｂ）に示すように、）その補正値はΔｂとなるので、
補正後のＤＳＡ値をＮ＋Δｂとする。ここで、前記Δｂ
は、以下のように導出される。
【００４０】乃ち、図３に示す実験構成にて、造影剤の
濃度を一定とし、Ｘ線パス（透過長）がその造影剤Ｗを
切る厚みを変化させつつ、その時のＤＳＡ値（造影剤な
しの時のプロジェクション値と造影剤ありの時のプロジ
ェクション値とのサブトラクション値）を算出してプロ
ットすると、図２（Ａ）のようになる。図３は、造影剤
Ｗの厚みに対する各々のサブトラクション値を作成する
ための実験系である。このようにして、造影剤の厚みや
濃度等の物理量に応じたＤＳＡ値を定義しておく。
【００４１】図２（Ａ）において、真のＤＳＡ値がａよ
り小さい場合には、造影剤の厚みが増大するに従い、実
際のＤＳＡ値も線形増加するが、真のＤＳＡ値が所定の
値ａより大きくなると、増加率が減少し非線形（やや緩
やかなカーブ）となる。乃ち、Ｘ線スペクトルが実際に
はマルチスペクトルであるために、ある一定以上の厚さ
を有する造影剤に対してＸ線が通過する場合、造影剤の
吸収に大きく寄与するＸ線スペクトルの特定領域に基づ
く投影データが、Ｘ線スペクトルの他の領域に基づく投
影データ比べて大きく減少する。乃ち、相対的にＸ線の
吸収率が低く見えてしまう。その結果、造影剤の厚みが
厚い領域では、Ｘ線スペクトルの吸収率が、実際の吸収
率よりも低いように見えてしまう。例えば、真のＤＳＡ
値がｂの時は、本来吸収率が線形に変化していれば実際
のＤＳＡ値がＮｃとなるはずであるが、実際にはＮとな
ってしまう。従って補正量Δｂ＝Ｎｃ―Ｎとなる。
【００４２】このようにして、図２（Ａ）に示す、ＤＳ
Ａ値に対する実際のＤＳＡ値を実験的に計測し、その結
果から補正値を算出して、図２（Ｂ）のように実際のＤ
ＳＡ値と補正値との相関関係を導出する。この相関関係
を定義した補正テーブルを予め容易し、収集された画像
の各ピクセルの値（ＤＳＡ値）を、前記補正テーブルに
従って補正量を導出し、導出した当該補正量を真のＤＳ
Ａ値に加えることにより、ビームハードニングの影響を
抑制できる。
【００４３】なお、図２（Ａ）に示す特性は、Ｘ線管の
管電圧に応じての変化率も異なる。従って、図２（Ｂ）
の関係を定義した補正テーブルを、Ｘ線管電圧毎に各々
用意することが好ましい。具体的には、図２（Ａ）に示
す特性において、管電圧が高いほどビームハードンング
の影響が低減するために、Ｓ１のように特性が変化し、
従って、図２（Ｂ）においても、管電圧が高いほどＳ２
のように特性が変化する。そして、補正時には、ビーム
ハードニング補正部３４において、複数の各補正テーブ
ルのうち、対応するＸ線管電圧の補正テーブルを用いる
ように選択制御する構成とすることが好ましい。当然の
ことながら、この場合の「ビームハードング補正部」で
は、投影データの付帯情報に含まれる管電圧情報に基づ
いて、いずれかの補正テーブルを選択する機能を有する
こととなる。
【００４４】なおまた、三次元再構成処理部３３におい
ては、歪補正を行うことが好ましい。この歪補正では、
簡単のために正方格子状にワイヤーが縦横に等間隔で並
べられたファントムを考える。このファントムをイメー
ジインテンシファイア（Ｉ.Ｉ.）前面に張って撮影する
と、本来であれば図４（Ａ）に示すように正方格子状の
投影像が得られるはずであるが、実際にはイメージイン
テンシファイア（Ｉ.Ｉ.）前面の形状に起因する糸巻き
型歪や、地磁気などに起因するＳ字状歪などの影響で、
図４（Ｂ）に示すような投影像になってしまう。
【００４５】そこで、図４（Ｂ）に示す歪んだ投影像の
データを予め収集しておき、この歪んだ投影像のデータ
に基づいてワイヤーとワイヤーの交点を格子点Ｑ１（格
子点情報）として抽出する。前記格子点Ｑ１は、元来歪
がない場合には図４（Ａ）に示す格子点Ｑ２のように等
間隔で並ぶので、先ず、各格子点Ｑ１をＱ２のように等
間隔にするような補正処理を行う（格子点補正処理）。
さらに、各格子点Ｑ２以外の例えば点Ｑ３は、周囲の各
格子点Ｑ１の格子点情報を利用し、近似を用いて図４
（Ａ）の正方格子に対応する位置を推測して算出するこ
とで補正処理を行う（格子点外補正処理）。このように
して、歪補正を行うことができる。なお、歪分布は角度
毎に異なるために、収集した角度毎のファントム投影像
から計測した歪分布テーブルを保持し、当該歪分布テー
ブルをもとに歪を補正することとなる。
【００４６】（処理手順について）次に、上述のような
構成の３Ｄアンギオシステム１についての作用効果につ
いて、図５に示すフローチャートに沿った説明を行う。
なお、本発明は、ビームハードニング補正に関し特徴が
あるものであるから、以下ではこの点を中心とした説明
を、図１〜図５を参照しつつ説明することとする。
【００４７】先ず、サブトラクション処理を行った後、
図５に示すフローチャートに示すように、造影剤に起因
するビームハードニング補正を行う（ステップ、以下
「Ｓ」１０１）。
【００４８】このＳ１０１では、図１に示すビームハー
ドニング補正部３４が図３（Ｂ）に示す相関関係を定義
した補正テーブルを参照しながら、ＤＳＡ値の補正を行
う。具体的には、例えば真のＤＳＡ値がｂであるとする
と、ビームハードング補正部３４は、前記補正テーブル
を参照して、補正値Δｂを抽出し、その結果、ＤＳＡ値
をＮ＋Δｂとする補正演算を行うこととなる。このよう
にして、収集された画像のＤＳＡ値を、補正テーブルに
従って補正量を導出し、導出した補正量を加えることに
より、造影剤の厚み等に起因するビームハードニングの
影響を抑制できる。
【００４９】なお、上述したように、当該補正テーブル
はＸ線管電圧に応じて異なることから、ビームハードン
グ補正部３４が「補正テーブルを参照する」際の前提処
理として、「Ｘ線管電圧に基づいて、Ｘ線管電圧に応じ
た複数の各補正テーブルの中から、対応する補正テーブ
ルを選択する」処理を行う必要がある。このようにし
て、Ｘ線管電圧に応じた最適な補正テーブルを選択し、
選択された当該補正テーブルに基づいて、補正後のＤＳ
Ａ値の算出を行うこととなる。これにより、Ｘ線管電圧
の影響をも鑑みた補正を行うことができる。
【００５０】次に、図５に説明を戻すと、イメージイン
テンシファイアの歪補正処理を行う（Ｓ１０２）。この
Ｓ１０２では、予め図４（Ｂ）に示す歪んだ投影像のデ
ータを収集しておき（歪投影像データ）、三次元再構成
処理部３３に含まれる不図示の歪補正部は、当該歪投影
像データに基づいて、ワイヤーとワイヤーの交点である
格子点Ｑ１（格子点情報）を算出する。
【００５１】そして、前記歪補正部は、各格子点Ｑ１
（図４（Ｂ）参照）を、Ｑ２（図４（Ａ）参照）のよう
に等間隔にするような補正処理を行う（格子点補正処
理）。さらに、前記歪補正部は、周囲の各格子点Ｑ１の
格子点情報に基づいて、各格子点Ｑ２以外の例えば点Ｑ
３を、図４（Ａ）の正方格子に対応する位置を算出する
ことで補正処理を行う（格子点外補正処理）。これらの
各補正処理を行う際には、収集した角度毎のファントム
投影像から計測した歪分布テーブルを容易し、前記歪補
正部が当該歪分布テーブルを参照することによって歪補
正を行うことができる。これによって、イメージインテ
ンシファイアの面の形状に起因する糸巻き型歪や、地磁
気などに起因するＳ字状歪などの影響を考慮した補正を
行うことができる。
【００５２】再び図５に説明を戻すと、次に、三次元再
構成処理を行う（Ｓ１０３）。例えば、Ｆｅｌｄｋａｍ
ｐ等によって提案されたフィルタードバックプロジェク
ション法（フィルター補正逆投影法）を用いた場合に
は、三次元再構成処理部３３に含まれる不図示のフィル
タ処理部により所定フレームのＤＳＡ画像（投影デー
タ）に対して、コンボリューションフィルターを掛け
る。しかる後、三次元再構成処理部３３に含まれる不図
示の逆投影部により、三次元的な逆投影演算を行うこと
により再構成データが得られる。
【００５３】再構成された画像は、（三次元画像）表示
部３９に転送され、例えばボリュームレンダリングなど
の方法により三次元的に表示される。
【００５４】以上のように本実施の形態によれば、ＤＳ
Ａデータを元に再構成する方法（血管のみが抽出された
画像（サブトラクション像）を得る場合）においては、
造影剤の厚みに対するＤＳＡ値の変化を補正テーブルと
して保持しておき、収集されたＤＳＡ値をこのテーブル
を用いて、本来収集されるべき線形に変換することによ
り補正を行い、その補正データを用いて再構成を行うこ
とで、造影剤の濃度や量に関わらず、造影剤に起因する
ビームハードニングによるアーチファクト（偽像）を防
止することができ、特に、回転軸に垂直な方向に走行す
る血管をも正しい形状に表示することができる。
【００５５】なお、本実施の形態においては、３Ｄアン
ギオシステム（アンギオ装置）の中に、三次元再構成処
理部・三次元画像処理部を含む構成について例示した
が、このような構成に限定されるものではなく、アンギ
オ装置において、Ｘ線撮影装置部（本体）と、三次元再
構成処理部および三次元画像処理部とが各々物理的に独
立した装置で構成される場合であってもよい。
【００５６】［第２の実施の形態］次に、本発明にかか
る第２の実施の形態について説明する。なお、以下に
は、前記第１の実施の形態の実質的に同様の構成に関し
ては説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。
【００５７】上述の第１の実施の形態では、補正テーブ
ルとしてＸ線管電圧毎の補正テーブルを用いてビームハ
ードニング補正を行う構成としたが、本実施の形態で
は、補正テーブルとして、ある一定範囲のＸ線管電圧を
代表するテーブルのみを用いた構成としている。
【００５８】具体的には、図１に示すビームハーニング
補正部３４において、当該補正テーブルを、ある一定範
囲のＸ線管電圧を代表するもののみを有するよう構成す
ればよい。ただし、この場合には、Ｘ線管電圧の変化が
小さいことが前提条件となる。この管電圧の変化が小さ
い場合とは、管電圧が例えば８０ｋｅＶ（±５〜±１
０）等の範囲のオーダーとするのが好ましい。
【００５９】このように本実施の形態によれば、Ｘ線管
電圧の変化が小さい場合には、Ｘ線管電圧毎の各補正テ
ーブルは各々類似したものとなるので、一定範囲のＸ線
管電圧を代表する補正テーブルのみを用意し、当該範囲
内である場合には前記代表の補正テーブルのみ用いるこ
とによっても、ビームハーニング補正を行うことがで
き、補正テーブルに要するメモリ領域の低減を図ること
ができる。
【００６０】［第３の実施の形態］次に、本発明にかか
る第３の実施の形態について説明する。上記第１の実施
の形態では、造影剤による影響しか考慮していないが、
実際には部位によって骨や軟組織も大きく変わってくる
場合がある。例えば、頭部では骨の影響が大きく、また
腹部の場合は軟組織の影響が大きい等である。そこで、
本実施の形態では、上述の図１のビームハードニング補
正部３４の構成において、骨や軟組織の代わりとなるも
のを、その厚みは代表的な数値にして補正テーブルを作
成する構成とする。
【００６１】この場合には、撮影部位毎に頭部用、腹部
用等の補正テーブルがそれぞれＸ線管電圧毎に保持され
ることとなり、臨床適用時はそれぞれ対応する部位・管
電圧のテーブルを用いてＤＳＡ値を補正する。
【００６２】このように本実施の形態によれば、造影剤
に起因するビームハードニング補正のみならず、骨や軟
組織の影響をも考慮したビームハードニング補正を行う
ことができる。
【００６３】［第４の実施の形態］（全体構成）次に、
本発明にかかる第４の実施の形態について、図６に基づ
いて説明する。なお、本実施形態においては、本発明に
いう「画像処理装置」ないし「医用画像診断装置」を、
いわゆる「ＩＶＲ―ＣＴシステム」あるいは「ＩＶＲ―
ＣＴ装置」に適用した場合を例とした説明を行うことと
する。図６は、本実施形態に係るＩＶＲ―ＣＴシステム
（ＩＶＲ―ＣＴ装置）の全体の概略構成を示す機能ブロ
ック図である。また、本実施形態のＩＶＲ―ＣＴシステ
ム（あるいは単にＩＶＲ―ＣＴ装置）では、通常のアン
ギオ装置の制御系とＸ線ＣＴ装置の制御系とを各々形成
したものと異なり、双方の制御系を一つの制御系として
構成した場合を例示している。以下、詳述する。
【００６４】本実施形態のＩＶＲ―ＣＴシステム（ある
いは単にＩＶＲ―ＣＴ装置）１００は、図６に示すよう
に、被検体を載置する寝台１１４と、前記寝台１１４を
側部より覆い得るような略Ｃ字形状となるＣアーム１１
１を有するアンギオ装置（＝循環器用のＸ線画像撮影装
置）１１０と、前記寝台１１４に矢印Ｘ方向（被検体の
体軸方向）に移動可能に備えられた天板１１４ａを挿入
可能な空洞部（撮影空間部）Ｈを有するＣＴ架台１３１
を備えたＸ線ＣＴ装置（＝ＣＴ像撮影装置）１３０とを
備えている。ここで、寝台１１４は、アンギオ装置１１
０とＸ線ＣＴ装置１３０とによって共通に使用される。
なお、Ｘ線ＣＴ装置１３０は、螺旋状ＣＴ(スパイラル
ＣＴ、ヘリカルＣＴとも呼ばれている)のようなもので
も良いし、デュアルスライスＣＴや、マルチスライスＣ
Ｔなどでも良い。
【００６５】また、本実施形態におけるＩＶＲ―ＣＴシ
ステムにおけるアンギオ装置１１０では、画像作成等に
おいては、例えば、次に記す二つのモード、乃ち、通常
通りのＸ線撮影を実施して、単に造影剤（の流れ）を含
むＸ線画像を取得し、これを表示・記憶する「ＤＡモー
ド」と、造影剤（の像）を含まないＸ線画像（マスク
像）と、造影剤（の像）を含むＸ線画像（コントラスト
像又はライブ像）との差分画像を取得（サブトラクショ
ン処理）することで、造影剤ないしその流れ方をより鮮
明に捕らえたＸ線画像を表示・記憶することが可能な
「ＤＳＡモード」とを実施しうるが、以下ではＤＡモー
ドを用いる場合について説明する。
【００６６】アンギオ装置１１０は、そのＣアーム１１
１における一端及び他端に、それぞれＸ線管球１１２
と、例えばイメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ．）等
により構成されるＸ線検出器１１３とが、各々対向する
ように備えられている。また、アンギオ装置１１０に
は、前記Ｘ線検出器１１３にて検出された投影データに
基づき、画像処理された画像情報を表示する表示部１１
５等を有する。アンギオ装置１１０では、これらの構成
により、被検体Ｐ中に対して、カテーテルを挿入する等
の医師による手術ないしは検査を行いつつ、これと並行
して血管造影等に係るＸ線撮影をも同時に行うことが可
能である。
【００６７】Ｃアーム１１１は、図６中矢印Ｄで示すス
ライド動作、矢印Ｅで示す回転動作、支点１１１ａに対
し矢印Ｆで示す回転動作が可能である。この上記支点１
１１ａは、図中矢印Ｇに示す方向に移動し、Ｃアーム１
１１が矢印Ｇの方向に並進動作できる。
【００６８】Ｘ線ＣＴ装置１３０は、既述したＣＴ架台
１３１の空洞部Ｈの周囲において、図示しないＸ線発生
装置とＸ線検出器とが当該周囲の部位に沿って回転可能
に備えられている。また、Ｘ線検出器の出力に基づき、
被検体Ｐに関し再構成された断層像は表示する表示部１
３２を有する。
【００６９】ＣＴ架台１３１は、図６の矢印χで示され
ているように、自身の空洞部Ｈ内に前記天板１１４ａを
導入あるいは導出することが可能な方向に並進動作し、
加えて、図６中矢印Ｉ及びＪによって示されているよう
に、前後方向に傾倒するようなチルト動作をすることが
可能とされ、その姿勢が変更可能となっている。このこ
とにより、被検体Ｐに関する、斜め方向に断層したＸ線
画像を取得することが可能となる。
【００７０】ＩＶＲ―ＣＴシステム１００における制御
系は、図７に示すように、上記第１の実施の形態と同様
の構成である、Ａ／Ｄ変換部１２１、第１の画像記憶部
１２２、第２の画像記憶部１２３、サブトラクション部
１２４、フィルタリング部１２５、アフィン変換部１２
６、ＬＵＴ１２７、Ｄ／Ａ変換部１２８、表示部１１
５、１３２を有し、さらに、Ｘ線管球およびＸ線検出器
を高速に回転させる機構を有したＣＴ架台１３１（ガン
トリ）の他、ＣＴ装置側の制御系として、Ａ／Ｄ変換部
１４１、専用の高速再構成ユニットである高速再構成部
１４３、ビームハードング補正部１４４、例えばターゲ
ットの膨張に起因する焦点補正等の種々の補正を行うキ
ャリブレーション部１４５、領域抽出部１４２・投影処
理部１４６などの三次元画像処理ユニット、Ｘ線制御ユ
ニット（不図示）、これら各部の制御を司る制御部（不
図示）などから構成されている。
【００７１】ここで、前記「領域抽出部」は本発明の
「抽出手段」に該当し、「投影処理部」は本発明の「投
影手段」に該当し、「高速再構成部」は本発明の「再構
成手段」に該当し、「ビームハードニング補正部」は本
発明の「補正手段」に該当する。
【００７２】領域抽出部１４２は、再構成処理された３
Ｄデータに対して閾値処理を行い、造影剤の部位（図９
（Ｂ）の血管部Ｌ）を抽出する処理を行うものである。
ここで、一般に、患部近辺に直接造影剤を注入した場
合、Ａｃを造影剤部（血管部Ｌ）のＣＴ値、Ａｂを骨部
ＭのＣＴ値とすると、Ａｃ＞Ａｂであるので、例えば
（Ａｃ―Ａｂ）／２等を閾値として造影剤部（血管部
Ｌ）を抽出できる。この際、当該閾値は、要はＡｃとＡ
ｂとの間の所定の値でもよく、前記「（Ａｃ―Ａｂ）／
２」の閾値に限定されるものではない。また、前記閾値
はプリセットされており、図示しない入力部にて変更す
ることができる構成としてもよい。このようにして造影
剤領域（血管領域）の特定を行うことができる。
【００７３】投影処理部１４６では、抽出された領域の
みを撮影したＣＴと全く同じ光学系Ｎを用いて、図１０
に示すように前記造影剤領域を投影し、造影剤のみの投
影データＯを算出する再投影処理を行うものである。
【００７４】本発明の「再構成手段」に該当する高速再
構成部１４３は、撮影されたプロジェクション（投影）
データに基づいて、通常の条件で再構成処理を行う他、
投影処理部１４６で再投影されたプロジェクションデー
タをビームハードニング補正部１４４にて補正し、この
補正後のプロジェクションデータに基づいて、再度再構
成処理を行う機能を有する。
【００７５】このような構成を有するＩＶＲ―ＣＴシス
テム１００においても、補正テーブルを用いたビームハ
ードング補正部１４４による造影剤に起因するビームハ
ードング補正を行う。
【００７６】（処理手順）次に、上述のような構成を有
するＩＶＲ―ＣＴシステムにおけるビームハードニング
補正を行いつつ再構成を行う場合の処理手順について、
図６〜図１０を参照しつつ説明する。
【００７７】まず、装置使用者は、寝台１１４の天板１
１４ｂ上に被検体Ｐを載置した後、アンギオ装置１１０
によるＸ線画像撮影を実施する。これは、公知の通り、
寝台１１４ないし天板１１４ｂの位置とＣアーム１１１
の位置ないし姿勢とを、図６中矢印Ｘ、あるいは矢印Ｄ
乃至Ｇで示したような各動作を通じて適当あるいは所望
なものとるように調整した後、Ｘ線管球１１２よりＸ線
を曝射し、該Ｘ線が被検体Ｐを透過したものをＸ線検出
器１１３により検出する結果、実現されることになる。
なお、この場合において、被検体Ｐの血管中に、必要に
応じ造影剤を導入する。このようにして、透視（低線量
でのＸ線撮影）を行いながら、カテーテルを目的の患部
近くまで挿入し、そこから造影剤を直接注入しながらＣ
Ｔ像を撮影する。
【００７８】具体的には、図８に示すように、先ず、撮
影されたプロジェクション（投影）データＰθ（Ｕ，
Ｖ）に基づいて、通常の条件で高速再構成部１４３によ
り再構成処理を行う（Ｓ２０１）。なお、本実施の形態
では省略してあるが、上記第１の実施の形態に示したよ
うな歪補正や、キャリブレーション部１４５による補正
等を行う必要がある場合には、このＳ２０１における再
構成処理の前に、前処理として行われることとなる。
【００７９】Ｓ２０１の再構成処理が行われると、図９
（Ａ）（Ｂ）に示すような、３Ｄデータが得られる。次
いで、当該３Ｄデータに対し閾値処理を行い、造影剤の
部位（図９（Ｂ）の血管部Ｌ）を抽出する処理を行う
（Ｓ２０２）。
【００８０】ここで、一般に、患部近辺に直接造影剤を
注入した場合、Ａｃを造影剤部（血管部Ｌ）のＣＴ値、
Ａｂを骨部ＭのＣＴ値とすると、Ａｃ＞Ａｂであるの
で、例えば（Ａｃ―Ａｂ）／２等を閾値として造影剤部
（血管部Ｌ）を抽出できる。このようにして造影剤領域
（血管領域）の特定を行うことができる。
【００８１】次に、抽出された領域のみを撮影したＣＴ
と全く同じ光学系Ｎを用いて、図１０に示すように投影
し、造影剤のみの投影データＯを算出する、再投影処理
を行う（Ｓ２０３）。図１０は、造影剤領域（血管領
域）のみを抽出した投影データ示した説明図である。算
出された投影データＯは、上記第１の実施の形態のＤＳ
Ａ値とほぼ同様のものであるので、第１の実施の形態と
同様に、ビームハードニング補正部１４４により補正値
Ｐθｃ（Ｕ，Ｖ）を求める。但し、上記第１の実施の形
態においては、ＤＳＡモードであるために、補正テーブ
ルはＤＳＡ値を補正するものとしたが、本実施の形態に
おいては、ＤＡモードであるために、補正テーブルは、
通常のプロジェクション値を補正するものとする。この
場合の補正テーブルは、前記第１の実施の形態における
「ＤＳＡ値」を「プロジェクション値」と読み替えたも
のとしてよい。
【００８２】そして、ビームハードニング補正部１４４
は、求めた補正値をプロジェクションデータに加味した
データ（補正投影データ）、Ｐθ（Ｕ，Ｖ）＋Ｐθｃ
（Ｕ，Ｖ）を算出することでビームハードニング補正の
処理を行うこととなる（Ｓ２０４）。さらに、前記デー
タ、Ｐθ（Ｕ，Ｖ）＋Ｐθｃ（Ｕ，Ｖ）に基づいて、高
速再構成部１４３により再度再構成処理を行う（Ｓ２０
５）。
【００８３】以上のように本実施の形態によれば、ＩＶ
Ｒ―ＣＴやＤＡデータをもとに再構成する方法において
は、収集したデータをそのまま用いて再構成を行い、再
構成像から血管部（造影剤部）を閾値処理により抽出
し、抽出した血管部を再投影し、再投影値に対し第１の
実施形態で利用したテーブルを用いて同様に補正（変
換）を行う。この際、変換データと変換前のデータ値と
の差異を、収集データ値に反映して収集データを補正
し、その補正データを用いて再度再構成を行うことによ
り、アーチファクトの少ない画像を再構成する。このよ
うにして二度再構成を行うことにより、造影剤に起因す
るアーチファクトを補正することができる。
【００８４】［第５の実施の形態］次に、本発明にかか
る第５の実施の形態について、図１１を参照して説明す
る。上記第４の実施の形態では、造影剤に起因するビー
ムハードニング補正のみを行う構成としたが、本実施形
態においては、前記補正に加えて、他の例えば骨や軟組
織に起因するビームハードング補正をも行うことが可能
な構成としている。
【００８５】具体的には、上記第４の実施の形態同様、
図１１に示すように、撮影されたプロジェクションデー
タＰθ（Ｕ，Ｖ）に基づいて、通常の条件で再構成処理
を行う（Ｓ３０１）。次いで、得られた３Ｄデータに対
し、閾値処理を行い、造影剤の領域、骨領域、軟組織領
域、バックグランド領域（エアーの領域）に分割する
（Ｓ３０２）。
【００８６】ここで、造影剤を患部近辺に直接注入する
場合など造影剤の濃度が高い場合には、Ａ１を造影剤領
域のＣＴ値、Ａ２を骨領域のＣＴ値、Ａ３を軟組織領域
のＣＴ値とすると、Ａ１（例えば約２０００〜３００
０）＞Ａ２（例えば平均して約１０００前後）＞Ａ３
（例えば平均して０付近）となるので、例えば（Ａ１―
Ａ２）／２等を造影剤領域と骨領域を区分する閾値、例
えば（Ａ２―Ａ３）／２等を骨領域と軟組織領域を区分
する閾値として、各領域を抽出できる。この際、当該各
閾値は、要はＡ１とＡ２との間の所定の値、Ａ２とＡ３
との間の所定の値でもよく、前記「（Ａ１―Ａ２）／
２」の閾値、「（Ａ２―Ａ３）／２」の閾値等に限定さ
れるものではない。
【００８７】次に、抽出された各領域をそれぞれ別々に
再投影する（Ｓ３０３）。この際、造影剤領域のみの投
影データ、骨領域のみの投影データ、軟組織領域のみの
投影データを各々算出する。そして、算出されたそれぞ
れの投影データに対し、造影剤に起因する補正テーブ
ル、骨に起因する補正テーブル、軟組織に起因する補正
テーブルを用いてそれぞれ補正値Ｐθｃ（Ｕ，Ｖ）、Ｐ
θｂ（Ｕ，Ｖ）、Ｐθｓ(Ｕ，Ｖ)を求めることで各ビー
ムハードニング補正を行う（Ｓ３０４）。求めた補正値
をプロジェクションデータに加味したデータ、Ｐθ
（Ｕ，Ｖ）＋Ｐθｃ（Ｕ，Ｖ）＋Ｐθｂ（Ｕ，Ｖ）＋Ｐ
θｓ（Ｕ，Ｖ）を算出する。すなわち、各ビームハード
ニング補正値を加算する処理を行う（Ｓ３０５）。そし
て、このデータＰθ（Ｕ，Ｖ）＋Ｐθｃ（Ｕ，Ｖ）＋Ｐ
θｂ（Ｕ，Ｖ）＋Ｐθｓ（Ｕ，Ｖ）に基づいて、再度再
構成処理を行う（Ｓ３０６）。
【００８８】以上のように本実施形態によれば、上記第
４の実施の形態と同様の作用効果を奏しながらも、造影
剤に起因するビームハードニング補正に加えて、骨、軟
組織に起因するビームハードニングをも補正することが
可能となり、造影剤、骨、軟組織に起因するアーチファ
クトを防止することができ、さらには、これら各補正を
同時に補正することができ効率的である。
【００８９】ところで、本実施の形態ならびに上記第４
の実施の形態において、「再投影処理」における投影に
は、Ｘ線ＣＴ装置とほぼ同様の光学系を用いても良い
が、平行ビームを仮定して投影・再構成を行うと、演算
時間を短縮して高速な処理を行うことができる。
【００９０】なお、本発明にかかる装置と方法（処理手
順）は、そのいくつかの特定の実施の形態に従って説明
してきたが、本発明の主旨および範囲から逸脱すること
なく本発明の本文に記述した実施の形態に対して種々の
変形が可能である。
【００９１】例えば、上述の第１の実施の形態では、３
Ｄアンギオシステム（装置）においてＤＳＡモードでの
補正処理を行う例を、上述の第４の実施の形態では、Ｉ
ＶＲ―ＣＴシステム（装置）においてＤＡモードでの補
正処理を行う例を各々開示したが、このような例に限定
されず、３Ｄアンギオ装置においてＤＡモードでの補正
処理を行う場合や、ＩＶＲ―ＣＴ装置においてＤＳＡモ
ードでの補正処理を行う場合であってもよい。特に、前
者の場合、図１に示す構成に加え、図７に示す「領域抽
出部」「投影処理部」などを構成すればＤＡモードでの
補正処理の機能を達成できる。
【００９２】また、上述の第４の実施の形態では、ＩＶ
Ｒ―ＣＴシステム（装置）における制御系の構成とし
て、アンギオ装置の制御系とＸ線ＣＴ装置の制御系とを
共通化した場合の例を開示したが、アンギオ装置の制御
系とＸ線ＣＴ装置の制御系とを各々独立して構成し、イ
ンターフェースによって各制御系での情報の授受を制御
する構成であってよい。この際、本発明の特徴的な各構
成は、各制御系のうちいずれか一方又は双方もしくは別
の制御系として構成しても構わない。
【００９３】さらにまた、上記各実施の形態では、造影
剤に起因するビームハードニング補正が自動的に処理さ
れる構成としたが、ビームハードニング補正部にて補正
を行う第１モード、補正を行わない第２モードを選択す
る選択手段を設けた構成としてもよい。この場合、選択
手段は、例えば表示部における表示画面から選択できる
構成が好ましく、さらには、再構成条件設定画面などに
構成することが好ましい。また、造影剤に起因するビー
ムハードニング補正処理の実行、不実行を選択する場合
に限らず、骨、軟部組織に起因する各ビームハードニン
グ補正処理の実行、不実行をも選択できる構成としても
よい。このように選択できる構成とすることにより、特
にＩＶＲ―ＣＴの場合に、補正が必要な場合にのみ選択
することで、補正が不要な処理の場合に無駄な処理がな
くなり処理時間の短縮化ならびにスループットの向上が
図れる。ここに補正が不要な場合とは、例えば、低い濃
度の造影剤を静脈に注入し、ＣＴのみを用いる場合等で
ある。
【００９４】また、ＩＶＲ―ＣＴシステムとしては、上
記のような場合に限らず、例えば、Ｘ線ＣＴ装置のガン
トリがアンギオ装置に対して相対的にレール式に移動可
能に構成され、ある場合には、アンギオ装置とＸ線ＣＴ
装置とを各々独立して利用し、必要に応じてガントリを
移動させてアンギオ装置とコンバインし、ＩＶＲ―ＣＴ
装置として利用できるような構成であっても構わない。
このような場合に、ガントリを退避させて他の部屋でＸ
線ＣＴのみの機能を用いる場合に、前記選択手段にてビ
ームハードニング補正機能を停止できると便利である。
【００９５】さらに、本発明にいう「画像処理装置」と
して、「アンギオ装置」「ＩＶＲ―ＣＴ装置」を例にと
った説明を行ったが、本発明は、このような形態に限定
されるものではない。例えば、本発明は、いわゆる「透
視撮影装置」や「多目的Ｘ線画像診断装置」に適用する
ことが可能である。またさらに、医用画像診断装置とし
ては、Ｘ線検査を行うＸ線画像撮影装置とＣＴ検査を行
うＸ線ＣＴ装置とを備えたいわゆるＩＶＲ―ＣＴに限定
されるものではない。例えば、ＣＴ検査を行うことが可
能な（もしくはそのようなＣＴ検査機能を備えた）Ｘ線
画像撮影装置や、Ｘ線検査を行うことが可能な（もしく
はそのようなＸ線画像撮影機能を備えた）Ｘ線ＣＴ装置
であってもよい。具体的には、ドーナツ型の高速回転可
能な支持器（ドーナツ部）と、当該支持器から前方に張
り出したＸ線管球及び検出器（撮影系）を有し、通常は
撮影系が前方に張り出した状態で位置されることにより
作業スペースを確保し、必要に応じてドーナツ部と撮影
系とを一緒に回転させる構成とするのが好ましい。この
場合、前者の状態では、前記作業スペースによりアンギ
オ検査を行い、後者の状態ではドーナツ部と撮影系とを
一緒に回転させてＣＴ検査を行うことが可能となる。
【００９６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、造
影剤の厚みに対する補正値の変化を補正テーブルとして
保持しておき、収集された投影データをこの補正テーブ
ルを用いて補正を行い、その補正投影データを用いて再
構成を行う。これにより、造影剤に起因した血管像の偏
平や動脈瘤の中空表示などのアーチファクト（偽像）を
確実に防止できる。
【００９７】また、投影データがサブトラクション処理
された差分値である場合には、当該差分値を補正テーブ
ルに適用することで、いわゆるＤＳＡデータをもとに再
構成する場合にも補正を行った値に基づいて再構成する
ことができる。
【００９８】さらに、投影データをもとに再構成する場
合には、抽出手段にて閾値処理により造影剤領域を抽出
し、抽出した造影剤領域を再投影し、この再投影データ
に対して補正テーブルを用いて補正を行う。そして、こ
の補正投影データに対して再度再構成を行うことによ
り、アーチファクトの少ない画像を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像処理装置の一例である３Ｄアンギ
オシステム（アンギオ装置）の構成の一例を示す機能ブ
ロック図ある。
【図２】同図（Ａ）（Ｂ）は、図１の装置に用いられる
補正テーブルの一例を示す説明図である。
【図３】補正テーブルを作成するためのデータ収集にお
ける実験系を示す説明図である。
【図４】同図（Ａ）（Ｂ）は、歪補正の原理を説明する
ための説明図である。
【図５】図１の装置における処理手順の一例を示すフロ
ーチャートである。
【図６】本発明の画像処理装置の一例であるＩＶＲ―Ｃ
Ｔシステム（ＩＶＲ―ＣＴ装置）の全体構成を示す概要
図である。
【図７】図６の装置の構成の一例を示す機能ブロック図
である。
【図８】図６の装置における処理手順の一例を示すフロ
ーチャートである。
【図９】同図（Ａ）（Ｂ）は、図６の装置における３Ｄ
データを示す説明図である。
【図１０】図６の装置における再投影処理の原理を説明
するための説明図である。
【図１１】本発明の画像処理装置の一例であるＩＶＲ―
ＣＴシステム（ＩＶＲ―ＣＴ装置）における他の実施形
態の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１２】同図（Ａ）（Ｂ）は、従来技術の問題を説明
するための説明図である。
【符号の説明】
１ ３Ｄアンギオシステム（アンギオ装置） １０ データ収集部 ２１ Ａ／Ｄ変換部 ２２ 第１の画像記憶部 ２３ 第２の画像記憶部 ３１ サブトラクション部 ３２ フィルタリング部 ３３ 三次元再構成処理部 ３４ ビームハードング補正部 ３５ 三次元画像処理部 ３６ アフィン変換部 ３７ ＬＵＴ ３８ Ｄ／Ａ変換部 １００ ＩＶＲ―ＣＴシステム（ＩＶＲ―ＣＴ装置） １１０ アンギオ装置 １３０ Ｘ線ＣＴ装置 １３１ ＣＴ架台 １４２ 領域抽出部 １４３ 高速再構成部 １４４ ビームハードニング補正部 １４６ 投影処理部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｔ 5/00 Ｇ０６Ｔ 5/00 Ｆターム(参考） 4C093 AA08 AA22 AA24 CA13 DA02 EB02 EC16 EC24 EC60 FC24 FD09 FF02 FF34 FF42 5B057 AA08 AA09 BA03 BA19 CA08 CA16 CB08 CB16 CD12 CE06 CF05 CH07

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被検体に対し多方向からＸ線を曝射して
    複数の投影データを収集し、前記被検体の内部構造を画
    像化する処理を行う画像処理装置であって、 前記投影データに対して、造影剤の特徴量に起因するビ
    ームハードニングの補正を行い、補正済みの補正投影デ
    ータを得る補正手段と、 前記補正手段にて補正された補正投影データに基づい
    て、前記被検体の画像を再構成する再構成手段と、 を含むことを特徴とする画像処理装置。
  2. 【請求項２】 前記補正手段は、造影剤領域の厚みの変
    化に対する補正値を定義した補正テーブルに基づいて、
    前記投影データを補正することを特徴とする請求項１に
    記載の画像処理装置。
  3. 【請求項３】 前記補正テーブルは、異なるＸ線管電圧
    に応じて複数形成され、 前記補正手段は、前記Ｘ線管電圧に基づいて、複数の各
    補正テーブルのうちいずれかを選択して前記投影データ
    を補正することを特徴とする請求項２に記載の画像処理
    装置。
  4. 【請求項４】 前記補正手段は、前記Ｘ線管電圧の変化
    が小さい場合に、代表するいずれか一つの補正テーブル
    に基づいて前記投影データを補正することを特徴とする
    請求項３に記載の画像処理装置。
  5. 【請求項５】 前記造影剤の注入前に収集された投影デ
    ータと、前記造影剤の注入後に収集された投影データと
    に基づいて、対応する撮影角度同士の各投影データの差
    分値を算出する処理を行う処理手段をさらに有し、 前記補正手段は、前記造影剤領域の厚みの変化に対する
    前記差分値の補正値を定義した補正テーブルに基づい
    て、前記投影データを補正することを特徴とする請求項
    ２乃至請求項４のいずれか一項に記載の画像処理装置。
  6. 【請求項６】 前記造影剤の注入後に収集された複数の
    投影データに基づいて再構成して得られた再構成画像か
    ら、所定の閾値に基づいて前記造影剤領域を抽出する抽
    出手段と、 抽出した前記造影剤領域を再投影する投影手段と、 をさらに有し、 前記補正手段は、前記補正テーブルに基づいて、前記投
    影手段にて再投影した再投影データを補正して前記補正
    投影データを算出し、 前記再構成手段は、前記補正手段にて算出された前記補
    正投影データに基づいて、再度再構成処理を行うことを
    特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載
    の画像処理装置。
  7. 【請求項７】 前記抽出手段は、所定の各閾値に基づい
    て、前記造影剤領域、骨領域、軟組織領域の各領域を各
    々分別して抽出し、 前記補正手段は、各前記領域毎の各補正テーブルに基づ
    いて、各前記投影データを各々補正して各領域毎の各補
    正値を算出するとともに、前記各補正値に投影データを
    加味した総和を算出して補正投影データとし、 前記再構成手段は、前記補正手段にて算出された前記補
    正投影データに基づいて、前記再度の再構成処理を行う
    ことを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
  8. 【請求項８】 前記補正手段にて補正を行う第１モー
    ド、前記補正手段にて補正を行わない第２モードを選択
    する選択手段をさらに有することを特徴とする請求項１
    乃至請求項７のいずれか一項に記載の画像処理装置。
  9. 【請求項９】 それぞれ対向するように支持器に備えら
    れたＸ線発生手段およびＸ線検出手段を有し種々の撮影
    位置にて被検体に関するＸ線画像を撮影し、撮影された
    複数の投影データを収集して前記被検体に関する画像診
    断を行う医用画像診断装置であって、 造影剤の注入前に収集された投影データと、前記造影剤
    の注入後に収集された投影データとに基づいて、対応す
    る各投影データの差分値を算出する処理を行う処理手段
    と、 造影剤領域の厚みの変化に対する前記差分値の補正値を
    定義した補正テーブルに基づいて、前記投影データに対
    して、造影剤に起因するビームハードニングの補正を行
    い、補正済みの補正投影データを得る補正手段と、 前記補正手段にて補正された補正投影データに基づい
    て、前記被検体の画像を再構成する再構成手段と、 を含むことを特徴とする医用画像診断装置。
  10. 【請求項１０】 それぞれ対向するように支持器に備え
    られたＸ線発生手段およびＸ線検出手段を有し種々の撮
    影位置にて被検体に関するＸ線画像を撮影し、撮影され
    た複数の投影データを収集して前記被検体に関する画像
    診断を行う医用画像診断装置であって、 造影剤の注入後に収集された前記複数の投影データに基
    づいて、前記被検体の画像を再構成する再構成手段と、 前記再構成手段にて得られた再構成画像から、所定の閾
    値に基づいて造影剤領域を抽出する抽出手段と、 抽出した前記造影剤領域を再投影する投影手段と、 前記造影剤領域の厚みの変化に対する補正値を定義した
    補正テーブルに基づいて、前記投影データに対して、造
    影剤に起因するビームハードニングの補正を行い、補正
    済みの補正投影データを得る補正手段と、 を有し、 前記再構成手段は、前記補正手段にて算出された前記補
    正投影データに基づいて、再度再構成処理を行うことを
    特徴とする医用画像診断装置。
  11. 【請求項１１】 略Ｃ字形状となる支持器並びに該支持
    器の一端および他端にそれぞれ対向するよう備えられた
    Ｘ線発生手段およびＸ線検出手段を有し前記支持器の位
    置ないし姿勢に応じた種々の撮影位置にて被検体に関す
    るＸ線画像を撮影し、撮影された複数の投影データを収
    集可能なＸ線画像撮影装置と、 前記被検体を挿脱可能な撮影空間部の周囲にＸ線発生手
    段およびＸ線検出手段がそれぞれ対向するように備えら
    れたＣＴ架台を有し前記ＣＴ架台の位置ないし姿勢に応
    じた種々のスライス位置にて前記被検体に関するＣＴ画
    像を撮影可能なＣＴ像撮影装置と、を含む医用画像診断
    装置であって、 造影剤の注入前に収集された投影データと、前記造影剤
    の注入後に収集された投影データとに基づいて、対応す
    る撮影角度同士の各投影データの差分値を算出する処理
    を行う処理手段と、 造影剤領域の厚みの変化に対する前記差分値の補正値を
    定義した補正テーブルに基づいて、前記投影データに対
    して、造影剤に起因するビームハードニングの補正を行
    い、補正済みの補正投影データを得る補正手段と、 前記補正手段にて補正された補正投影データに基づい
    て、前記被検体の画像を再構成する再構成手段と、 を含むことを特徴とする医用画像診断装置。
  12. 【請求項１２】 略Ｃ字形状となる支持器並びに該支持
    器の一端および他端にそれぞれ対向するよう備えられた
    Ｘ線発生手段およびＸ線検出手段を有し前記支持器の位
    置ないし姿勢に応じた種々の撮影位置にて被検体に関す
    るＸ線画像を撮影し、撮影された複数の投影データを収
    集可能なＸ線画像撮影装置と、 前記被検体を挿脱可能な撮影空間部の周囲にＸ線発生手
    段およびＸ線検出手段がそれぞれ対向するように備えら
    れたＣＴ架台を有し前記ＣＴ架台の位置ないし姿勢に応
    じた種々のスライス位置にて前記被検体に関するＣＴ画
    像を撮影可能なＣＴ像撮影装置と、を含む医用画像診断
    装置であって、 造影剤の注入後に収集された前記複数の投影データに基
    づいて、前記被検体の画像を再構成する再構成手段と、 前記再構成手段にて得られた再構成画像から、所定の閾
    値に基づいて造影剤領域を抽出する抽出手段と、 抽出した前記造影剤領域を再投影する投影手段と、 前記造影剤領域の厚みの変化に対する補正値を定義した
    補正テーブルに基づいて、前記投影データに対して、造
    影剤に起因するビームハードニングの補正を行い、補正
    済みの補正投影データを得る補正手段と、 を有し、 前記再構成手段は、前記補正手段にて算出された前記補
    正投影データに基づいて、再度再構成処理を行うことを
    特徴とする医用画像診断装置。
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