JP2014033813A - 医用画像診断装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撮影部は、X線照射範囲を変更して被検体を反復的に撮影することが可能である。X線画像生成部は、前記撮影に基づいてX線画像を生成する。第1の記憶部は、予め設定された画素値の閾値である第1の閾値を記憶する。算出部は、前記X線画像の画素値の統計値を算出する。また、算出部は、前記撮影において前記X線照射範囲が変更されると、該変更に対応して該統計値の算出対象の画素の範囲を変更する。調整部は、前記統計値を、前記第1の閾値に近づけるように前記撮影部の動作条件を調整する。
【選択図】図1
Description
図1〜図8を参照し、第1実施形態にかかる医用画像診断装置の構成についてX線撮影装置を主な例として説明する。
図1は、第1実施形態〜第7実施形態にかかるX線撮影装置の全体構成を示す概略ブロック図である。同図に示すX線診断装置100は、寝台2、X線管球3、X線絞り4およびX線検出部5を備えている。また、X線診断装置100には、演算制御部11、X線制御部12、絞り制御部13、駆動制御部14、収集データ処理部15、ユーザインターフェース16、表示データ処理部17および透視照射条件設定部18が設けられている。
ユーザインターフェース16は、表示部161と操作部162とを含んで構成される。表示部161は、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイや、LCD(Liquid Crystal Display)等の任意の形態の表示デバイスによって構成される。表示部161は、演算制御部11の制御を受けて各種の画面や画像を表示する。
寝台2の天板には被検体Pが載置される。被検体Pは、その体軸方向を寝台2の天板の長手方向に合わせるようにして載置される。天板は、その駆動部(不図示)により少なくとも寝台2の長手方向(被検体Pの体軸方向)に移動可能である。なお、天板は短手方向に移動されてもよく、被検体と水平に回転移動されてもよい。
図1に示すように、X線制御部12は、高電圧を発生する高電圧発生部122と、この高電圧発生部を制御する主制御部121(マイクロプロセッサ等)とを含んで構成される。なお、X線制御部12はこれら以外の他の機能も有するが、図示を省略する。
主制御部121は、高電圧発生部122を制御して、X線照射に必要な高電圧をX線管球3に印加する。高電圧発生部122による高電圧の印加は、例えば高周波数インバータ方式などを採用することが可能である。すなわち高電圧発生部122は、50/60Hzの交流電源を整流して直流とする。また高電圧発生部122はそれを数kHz以上の高周波数の交流に変換して昇圧する。さらに高電圧発生部122はそれを再度整流して印加する。透視において、X線制御部12はこのような動作を繰り返し行う。これによって反復的に撮影が行われる。
すなわち、主制御部121は透視の制御において、高電圧発生部122を介してパルス状のX線を所定時間間隔で被検体に照射する制御を行う。この透視によって生成されるのが透視像である。なお、当該透視照射条件は「撮影部の動作条件」の一例に該当する。
X線管球3は、高電圧発生部により発生された高電圧の印可を受けて所定強度のX線を発生する。なお、X線管球3に印可される高電圧の電圧値や電流値は、ユーザインターフェース16を用いてユーザが設定することもできるし、自動的に設定されるように構成することもできる。
図2は、X線絞り4の構成の一例を示す概略斜視図である。例えば図2に示すように、X線絞り4は、板状の絞り羽根41、42、43、44を四方に配置して構成されている。絞り羽根41〜44は、タングステンやモリブデン等のX線を吸収する素材で組成される。また絞り羽根41〜44は、その端面が、隣接する羽根の端面に対して互いに直交するように配置されており、絞り羽根41〜44の内側の端面で形成される開口は矩形状となっている。
絞り制御部13は、X線絞り4の絞り羽根41〜44をそれぞれ移動させることにより、様々な形態(サイズ、形状)の照射野を形成させるように機能する。絞り制御部13には、各絞り羽根41〜44を駆動するアクチュエータと、このアクチュエータを制御する制御部(マイクロプロセッサ等)が設けられている。絞り制御部13は、絞り羽根41、42を、寝台2の短手方向2b(長手方向2aに直交する方向)にそれぞれ移動させ、絞り羽根43、44を、寝台2の長手方向2aにそれぞれ移動させるようになっている(図2参照)。なお、絞り制御部13によるX線絞り4の制御は、透視照射条件設定部18から受けた、関心領域の位置情報に基づいて行われる。
X線検出部5は、被検体を透過したX線を検出し、検出結果(以下、「検出データ」と記載する。)を電気信号に変換する。X線検出部5によって検出データは、収集データ処理部15に出力される。このX線検出部5として、平面型X線検出部(Flat Panel Detector)や、イメージ・インテンシファイア(I.I.)とTVカメラとの組み合わせから構成されるものを使用することができる。
移動部6は、X線管球3、X線絞り4およびX線検出部5を一体的に移動可能とする。また、移動部6は駆動制御部14により駆動される。駆動制御部14は、移動部6を駆動する駆動機構と、この駆動機構の動作を制御する制御部(マイクロプロセッサ等)を含んで構成される。なお、以下においてX線管球3、X線絞り4およびX線検出部5をまとめて「X線撮影系」と記載することがある。このX線撮影系は「撮影部」の一例に該当する。
収集データ処理部15は、検出データに各種の画像処理などを行って画像(画像データ)を形成する。収集データ処理部15はこのように機能するコンピュータを含んで構成される。なお、収集データ処理部15の詳細については後述する。また収集データ処理部15は、「X線画像生成部」の機能の一例である。
演算制御部11は、X線診断装置100の各部(X線制御部12、絞り制御部13、駆動制御部14、収集データ処理部15、ユーザインターフェース16、透視照射条件設定部18等)の制御や、各種の演算処理を実行する。
透視照射条件設定部18は、演算制御部11を介して操作部162からの入力を受け、その入力に基づいてX線条件および関心領域(ROI)の位置情報などの透視照射条件や、検出データ収集条件を設定する。例えば、透視の透視照射条件の設定において、被検体の体厚や撮影部位などに応じて操作者が管電圧kVを設定すると、それに応じて透視照射条件設定部18が管電流・照射時間積mAsを設定する。設定された透視照射条件や検出データ収集条件は、演算制御部11を介してX線制御部12、絞り制御部13に送られる。
次に、X線撮影装置における収集データ処理部15の構成について図5を参照して説明する。図5は、実施形態にかかる収集データ処理部15の機能構成の一部を示す概略ブロック図である。収集データ処理部15は、検出データに各種の画像処理などを行って画像(画像データ)を形成する。また、収集データ処理部15はABC制御を行って、処理結果に基づく透視照射条件をX線制御部12に送る。
図1に示すように収集データ処理部15は、X線検出部5に接続されている。インターフェース151は、X線検出部5から検出データを受ける。インターフェース151を介して受けた検出データは記憶部156に記憶される。
画像生成部152は、検出データに基づいてX線画像を生成する。画像生成部152は、例えば検出データに基づいて2次元画像データを生成する。また、画像生成部152は、複数フレームの2次元の検出データに基づいて再構成を行い、ボリュームデータを生成し、記憶部156に記憶させてもよい。また透視により、X線検出部5から順次検出データが送られてくる場合は、検出データを受けることに応じて順次X線画像を生成する。それによって画像生成部152は、透視像を生成する。
次に、収集データ処理部15の概要を説明し、さらに収集データ処理部15の構成および収集データ処理部15が行うABC制御の流れについて図7および図8を参照して説明する。図7は、透視を実行する医用画像診断装置の第1のABC制御の流れを説明する概略フローチャートである。なお、収集データ処理部15は、「調整部」の一例に該当する。また収集データ処理部15はX線制御部12とともに「制御部」の一例に該当する。
画素値演算部153は、通常の関心領域R1において撮影された透視像などのX線画像における画素値の統計値β1を求める。また、画素値演算部153は、部分透視用関心領域R2において撮影された部分透視像の画素値の統計値β2を求める。統計値β1および統計値β2は、例えば画素値の平均値、中間値、標準偏差、最小値、最大値などである。画素値演算部153は、演算制御部11を介して、画像生成部152が生成したX線画像のデータを受ける。具体例として画素値演算部153は、透視像における画素値の平均値または、部分透視像における画素値の平均値を求める。画素値演算部153は、求めた統計値β1、統計値β2の情報を画素値比較部154に送る。透視において画素値演算部153はこの工程を繰り返す。なお、画素値演算部153によって統計値βを求める対象は、上記縮小画像であってもよい。
画素値比較部154は、演算制御部11、インターフェース151等を介して透視照射条件設定部18から画素値の閾値α1の情報を受ける。また画素値比較部154は、画素値演算部153が求めた画素値の統計値β1または統計値β2の情報を受け、当該閾値α1と比較する。さらに比較の結果に基づき、透視照射条件を調整する。当該調整の一例として、「α=300」に対し、「β=200」であった場合、比「300/200」を、あらかじめ透視照射条件設定部18設定されていた条件に反映させる。
記憶部156は、上述の通りインターフェース151を介して受けた2次元の検出データを記憶する。その他、記憶部156はLIH画像や血管造影画像など合成画像に用いられる各X線画像を記憶する。また記憶部156は、ボリュームデータを記憶する。なお、検出データやX線画像は、生成されるたびに継続的に記憶部156に記憶され、操作者の操作に応じて任意に読み出し可能にされていてもよい。また、検出データやX線画像は、記憶部156に一時的に記憶されてもよい。また、記憶されるデータは動画像であっても静止画像であってもよい。
次に図6を参照し、第1のABC制御におけるX線制御部12の動作について、通常の関心領域R1における透視の例を挙げて説明する。
X線制御部12における主制御部121は、予め設定された透視照射条件(X線条件等)を、透視照射条件設定部18から受ける。また、操作者が操作部162によって通常の関心領域R1における透視の開始指示がなされると、演算制御部11を介してX線照射指示信号が主制御部121に送られる。
主制御部121は、透視照射条件設定部18から受けた透視照射条件に基づいて、高電圧発生部122などを制御し、X線管球3に電圧を印加させる。また絞り制御部13は、透視照射条件設定部18から受けた通常の関心領域R1の位置情報に基づいてX線絞り4を移動させ、照射野を形成する。これらの動作の結果、X線が照射される。
X線検出部5が透過X線に基づき検出データを生成すると、検出データは収集データ処理部15に送られる。収集データ処理部15はインターフェース151を介して検出データを受けると、記憶部156に一旦記憶する。画像生成部152は記憶部156から検出データを読み出す。さらに画像生成部152は、透視像を生成し、表示部161に透視像を表示させる。このとき画像生成部152は縮小画像を生成してもよい。
収集データ処理部15は、画像生成部152から透視像のデータを受ける。または収集データ処理部15は、記憶部156から透視像のデータを読み出す。画素値演算部153は、画像生成部152または記憶部156から取得した透視像における画素値の統計値β1(平均値等)を求める。あるいは画素値比較部154は、縮小画像の画素値の統計値β1を求める。
画素値比較部154は、画素値演算部153が求めた画素値の統計値β1と、透視照射条件設定部18から受けた閾値α1とを比較する。画素値比較部154(または主制御部121)は、画素値比較部154による比較結果を参照し、X線条件などの透視照射条件を変更するかについて判断する。なお、画素値比較部154は比較結果が所定の範囲内であるか判断してもよい。
画素値比較部154による比較の結果、画素値の統計値β1と閾値α1との差が大きければ(S05;Yes)、画素値比較部154(または主制御部121)は管電圧kV、管電流・照射時間積mAsに関するパラメータを調整(変更)する。
また画素値比較部154(または主制御部121)は、画素値の統計値β1と閾値α1との差が小さければ(S05;No)、主制御部121は透視照射条件を元のまま維持する。
画素値比較部154(または主制御部121)は、透視を継続するかについて判断する。例えば操作者が操作部162を介して透視停止の指示を行った場合、X線照射停止指示信号が演算制御部11を介して主制御部121に送られる。主制御部121はX線照射停止指示信号を受けるまで、順次S02〜S07の動作を繰り返す。なお、このS08の処理は説明の便宜上S06またはS07の後工程として説明したが、S02〜S05のいずれかの時点で主制御部121がX線照射停止指示信号を受けた場合は、その時点で主制御部121はX線の照射を停止する。
次に、X線撮影装置における表示データ処理部17の構成について図7を参照して説明する。図7は、実施形態にかかる表示データ処理部17の機能構成の一部を示す概略ブロック図である。表示データ処理部17は、収集データ処理部15により生成された画像データに各種の画像処理などを行って画像を形成する。図7に示すように表示データ処理部17は、インターフェース171、サブトラクション処理部172、画像調整部173、および画像合成部174を含んで構成される。
図7に示すように表示データ処理部17は、演算制御部11に接続されている。インターフェース171は、演算制御部11を介して収集データ処理部15からX線画像の画像データを受ける。インターフェース171を介して受けた画像データは一旦、記憶部156に記憶される。
差分画像を生成する場合、サブトラクション処理部172は、性質の異なる画像データをそれぞれ受けて、これらのサブトラクション処理を行う。例えばサブトラクション処理部172は、非造影のX線画像(以下、「マスク像」と記載することがある。)と造影後のX線画像(以下、「コントラスト像」と記載することがある。)のサブトラクション処理を行う。これによって、血管造影(DSA(Digital Subtraction Angiography))画像が生成される。
画像調整部173は、収集データ処理部15または記憶部156から画像データを受け、画像処理を行う。画像調整部173により、画像の鮮鋭化、ノイズの低減、S/N比の向上、エッジ検出、輪郭の強調などの画像処理が行われる。画像調整部173は、いわゆる空間フィルタ、空間周波数フィルタ、時間フィルタ等の機能を有する。空間フィルタ、空間周波数フィルタとして、平滑化処理を行うフィルタ、エッジ検出を行うフィルタなどが挙げられる。例えば平滑化処理を行うフィルタとしては、移動平均化フィルタ(averaging Filter)、加重平均化フィルタ(weighted averagingFilter)、ガウシアンフィルタ(Gaussian Filter)やメディアンフィルタ(median Filter)などが挙げられる。
画像合成部174は、表示しようとする画像に応じて、複数のX線画像データを合成し(貼り合わせ)、合成されたX線画像データを生成する。以下、この合成されたX線画像データについて、単に「合成画像」と記載することがある。画像合成部174は、例えばLIH画像と後述する部分透視像との合成を行う。また、他の例として画像合成部174はボリュームデータに基づくロードマップ画像と透視像の合成を行う。
次に、図8を参照して第1実施形態における部分透視に関するX線制御部12の制御および収集データ処理部15の処理の流れについて説明する。図8は、第1実施形態における部分透視を実行する医用画像診断装置の第2のABC制御の流れを説明する概略フローチャートである。上述の通り、X線撮影系により通常の関心領域R1における透視が行われている状況で、操作者が操作部162により当該透視を中断する操作を行うと、X線制御部12にX線照射停止指示の信号が送られる。さらに操作者が操作部162により部分透視の開始の操作および部分透視用関心領域R2の指定を行うと、X線制御部12は部分透視における制御を行う。
操作者が操作部162により部分透視の開始の操作および部分透視用関心領域R2の指定を行うと、一方の部分透視用関心領域R2の位置情報は絞り制御部13および画素値演算部153に送られる。また、他方の部分透視の開始の指示は主制御部121に送られる。
絞り制御部13は、部分透視用関心領域R2の位置情報に基づいてX線絞り4の絞り羽根41〜44をそれぞれ移動させ、X線の照射野を部分透視用関心領域R2に応じた範囲に限定する。透視照射条件設定部18は、主制御部121に、透視照射条件を送る。
絞り制御部13が、部分透視用関心領域R2の位置情報に基づいて、X線の照射野を絞ることに応じて、透視照射条件設定部18から部分透視用関心領域R2の位置情報が画素値演算部153に送られる。画素値演算部153は、生成されようとしている部分透視像の画素値の統計値の算出対象となる範囲を部分透視用関心領域R2に応じて変更する。
透視照射条件設定部18から受けた透視照射条件に基づいて、X線制御部12が高電圧発生部122などを制御し、部分透視用関心領域R2においてX線が照射される。
X線検出部5が透過X線に基づき検出データを生成すると、検出データは収集データ処理部15に送られる。収集データ処理部15はインターフェース151を介して検出データを受けると、記憶部156に一旦記憶する。画像生成部152は記憶部156から検出データを読み出し、部分透視像を生成する。
画素値演算部153は、画像生成部152から受けた部分透視像における画素値の統計値β2(平均値等)を求める。画素値比較部154は、画素値演算部153が求めた画素値の統計値β2と、透視照射条件設定部18から受けた閾値α1とを比較する。なお、画素値比較部154は比較結果が所定の範囲内であるか判断してもよい。
画素値比較部154(または主制御部121)は、画素値比較部154による比較結果を参照し、画素値の統計値β2と閾値α1との差(または比)が大きいか判断することにより、X線条件などの透視照射条件を変更するかについて判断する。
画素値の統計値β2と閾値α1との差(または比)が大きければ(S17;Yes)、主制御部121は管電圧kV、管電流・照射時間積mAsに関するパラメータを変更する。
また主制御部121は、画素値の統計値β2と閾値α1との差(または比)が小さければ(S17;No)、主制御部121は透視照射条件を元のまま維持する。
主制御部121は、部分透視を継続するかについて判断する。例えば操作者が操作部162を介して部分透視停止の指示を行った場合、X線照射停止指示信号が演算制御部11を介して主制御部121に送られる。主制御部121はX線照射停止指示信号を受けるまで、順次S14〜S19の動作を繰り返す。なお、このS20の処理は説明の便宜上S18またはS19の後工程として説明したが、S14〜S17のいずれかの時点で主制御部121がX線照射停止指示信号を受けた場合は、その時点で主制御部121はX線の照射を停止する。
以上説明した本実施形態にかかる医用画像診断装置の作用および効果について説明する。
次に、第1実施形態にかかる医用画像診断装置の第1変形例について説明する。第1実施形態にかかる医用画像診断装置では、画像生成部152によって生成されたX線画像の輝度に基づいて第1のABC制御および第2のABC制御を行っている。しかしながらこれに限らず、これらのABC制御を検出データに基づいて行ってもよい。
第1実施形態にかかる医用画像診断装置では、収集データ処理部15は、画素値の統計値と閾値を比較する構成である。しかしながらこの構成に限られない。例えば収集データ処理部15は、透視像または部分透視像における各画素と閾値とを比較してから、さらに比較結果の平均値と当該閾値とを比較する構成であってもよい。この例において各画素と比較するための第1の閾値と、平均値と比較するための第2の閾値とをそれぞれに設定してもよい。
第1実施形態にかかる医用画像診断装置では、部分透視の制御においても画素値比較部154の比較結果または当該比較結果に基づき調整された透視照射条件が、主制御部121に送られる。ただし、調整された透視照射条件のパラメータをさらに調整してもよい。例えばこの変形例におけるX線制御部12は、図示しない記憶部に所定の係数を記憶している。この場合、部分透視に切り替わった後に比較結果に基づき透視照射条件を調整するにあたって、主制御部121は、所定の係数を当該記憶部から読み出す。また、主制御部121は、調整した透視照射条件に読み出した所定の係数を反映させ、高電圧発生部122の制御パラメータとして利用する。
次に、第2実施形態にかかる医用画像診断装置について図9および図10を参照して説明する。図9は、第2実施形態にかかる収集データ処理部15の機能構成の一部を示す概略ブロック図である。また、図10は、透視を実行する第2実施形態の医用画像診断装置の第1ゲイン調整の流れを説明する概略フローチャートである。第2実施形態においては、第1実施形態と比較して収集データ処理部15、X線制御部12の内容が異なる。その他の部分は第1実施形態にかかる医用画像診断装置と同様である。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
図9に示すように第2実施形態にかかる収集データ処理部15は、インターフェース151、画像生成部152、画素値演算部153、画素値比較部154の他に、第1ゲイン調整部155を含んで構成されている。第1ゲイン調整部155は、画像生成部152が検出データに基づいて画像データ(生画像データ)を生成した後、当該画像データの画素値の調整すなわち、ゲイン調整を行う。例えば第1ゲイン調整部155は、当該画像データを画像生成部152から受け、あるいは当該画像データを記憶部156から読出し、当該画像データにおける画素値のゲイン調整を行う。第1ゲイン調整部155におけるゲイン調整により、X線画像の階調(輝度)が調整される。なお、生画像データとは、画像生成部152が生成した画像データであって、第1実施形態で述べた所定の画像処理や画像合成が施されていないデータである。
次に図10のフローチャートを参照し、上述の第1ゲイン調整部155によるゲイン調整の流れについて説明する。図10は、通常の関心領域R1における透視の例に関するものである。また、図10においては、透視照射条件の調整についてのABC制御の流れを省略して記載している。
第2実施形態の第1ゲイン調整に関するABC制御においても、透視開始(S21、S22)から透視像の生成(S23)までの処理は、第1実施形態のS01〜S03までと同様である。したがって、これらの処理については説明を割愛する。また、統計値β1(またはβ2)の算出、閾値α1と統計値β1(またはβ2)との比較(S24)についても、第1実施形態のS04と同様であるため、説明を割愛する。
画素値比較部154(または主制御部121)は、画素値比較部154による比較結果を参照し、第1ゲイン調整部155における第1ルックアップテーブル(第1LUT)を変更するかについて判断する。
画素値の統計値β1(またはβ2)と閾値α1との差(絶対値等)が所定の値より大きければ(S25;Yes)、画素値比較部154(または主制御部121)は、第1ゲイン調整部155に、差を示す情報がまたは比を示す情報を送る。第1ゲイン調整部155は、当該情報を受けて第1ルックアップテーブルの設定値を調整(変更)する。第1ゲイン調整部155は、調整後の第1ルックアップテーブルにしたがって、画像生成部152が生成した画像データのゲインを調整する。なお、第1ルックアップテーブルの調整は、画素値比較部154が比較の結果に基づき行ってもよい。
また画素値比較部154(または主制御部121)は、画素値の統計値β1(またはβ2)と閾値α1との差または比が小さければ(S25;No)、第1ルックアップテーブルを元のまま維持する。
画素値比較部154(または主制御部121)による、透視の継続についての判断は、第1実施形態におけるS08の処理と同様であるため、説明を割愛する。
以上説明した第2実施形態にかかる医用画像診断装置の作用および効果について説明する。
次に、第3実施形態にかかる医用画像診断装置について図11および図12を参照して説明する。図11は、第3実施形態にかかる表示データ処理部17の機能構成の一部を示す概略ブロック図である。第3実施形態においては、第1実施形態と比較して収集データ処理部15、X線制御部12の内容が異なる。その他の部分は第1実施形態にかかる医用画像診断装置と同様である。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
図11に示すように第3実施形態にかかる表示データ処理部17は、インターフェース171、サブトラクション処理部172、画像調整部173、画像合成部174の他に、第2ゲイン調整部175を含んで構成されている。第2ゲイン調整部175は、画像生成部152に生成され、さらに第1実施形態で述べた所定の画像処理や画像合成が施されたいわば表示用の画像データのゲイン調整を行う。つまり当該画像データの画素値の調整を行う。表示用の画像データには、例えばデジタル血管造影画像、エネルギーサブトラクション画像、3Dロードマップ画像なども含まれる。
次に図12のフローチャートを参照し、上述の第2ゲイン調整部175に関するゲイン調整の流れについて説明する。図12は、通常の関心領域R1における透視の例に関するものである。また、図12においては、透視照射条件の調整についてのABC制御の流れを省略して記載している。
第3実施形態の第2ゲイン調整に関するABC制御においても、透視開始(S31、S32)から透視像の生成(S33)までの処理は、第1実施形態のS01〜S03までと同様である。したがって、これらの処理については説明を割愛する。また、統計値β1の算出、閾値α1と統計値β1との比較(S34)についても、第1実施形態のS04と同様であるため、説明を割愛する。
画素値比較部154(または主制御部121)は、画素値比較部154による比較結果を参照し、第2ゲイン調整部175における第2ルックアップテーブル(第2LUT)の設定値を変更するかについて判断する。
画素値の統計値β1と閾値α1との差(絶対値等)が所定の値より大きければ(S35;Yes)、画素値比較部154(または主制御部121)は、第2ゲイン調整部175に、差を示す情報または比を示す情報を送る。第2ゲイン調整部175は、当該情報を受けて第2ルックアップテーブルの設定値を調整(変更)する。第2ゲイン調整部175は、調整後の第2ルックアップテーブルにしたがって、画像処理等がなされた画像データのゲインを調整する。なお、第2ルックアップテーブルの調整は、画素値比較部154が比較の結果に基づき行ってもよい。
また画素値比較部154(または主制御部121)は、画素値の統計値β1と閾値α1との差または比が小さい場合(S35;No)、第2ゲイン調整部175に第2ルックアップテーブルの調整の指示を送らない。ただし、第2ゲイン調整部175は、操作部162からのウインドウ変換の操作にかかる指示があったかについて判断する。
第2ゲイン調整部175は、画素値比較部154および操作部162のいずれからも第2ルックアップテーブルの調整の指示がない場合(S35;No∧S37;No)、第2ルックアップテーブルを元のまま維持する。
画素値比較部154(または主制御部121)による、透視の継続についての判断は、第1実施形態におけるS08の処理と同様であるため、説明を割愛する。
また、閾値α1と部分透視像の画素値の統計値β1(またはβ2)との比を求める構成であってもよい。例えば、部分透視におけるゲイン調整のルックアップテーブルの調整値として閾値α1を設定する。この構成において第2ゲイン調整部175は、閾値α1と部分透視像の画素値の統計値β1(またはβ2)との比を求め、求めた比に基づいて第2ルックアップテーブルを変更してもよい。
以上説明した第3実施形態にかかる医用画像診断装置の作用および効果について説明する。
次に、第4実施形態にかかる医用画像診断装置について説明する。第4実施形態においては、第2実施形態と比較してゲイン調整の対象となるデータが異なる。その他の部分は第2実施形態にかかる医用画像診断装置と同様である。以下、第2実施形態との相違点を中心に説明する。
以上説明した第4実施形態にかかる医用画像診断装置の作用および効果について説明する。
次に、第5実施形態にかかる医用画像診断装置について図13および図14を参照して説明する。第5実施形態においては、第1実施形態と比較して透視照射条件設定部18に対する透視照射条件の設定内容ならびに収集データ処理部15およびX線制御部12の処理内容が異なる。その他の部分は第1実施形態にかかる医用画像診断装置と同様である。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
第5実施形態における医用画像診断装置は、部分透視像の画素値の統計値β2を算出するにあたり、所定の画素値を有する画素、例えば閾値未満の画素値を有する画素を除く。これにより、統計値β2の算出値を低くする傾向のある画素、例えば人工弁やペースメーカー等を示す画素を除いて部分透視像の画素値の統計値を算出する。言い換えれば部分透視像において輝度を下げる傾向のある部分を除いて画素値の統計値β2を算出し、第2のABC制御を行う。
収集データ処理部15は、第1実施形態と同様に第1のABC制御において、画像生成部152により生成された透視像を画素値演算部153に送る。また第5実施形態における収集データ処理部15は、第2のABC制御において、画像生成部152により生成された部分透視像を画素値比較部154に送る。
第1実施形態と同様に、透視照射条件設定部18は、演算制御部11を介して操作部162から、統計値β1または統計値β2と比較される閾値α1の入力を受ける。透視照射条件設定部18は閾値α1を記憶する。第5実施形態においては、閾値α1と同様に、閾値α2の入力を受け、記憶する。第5実施形態においては画素値演算部153が、閾値α2に基づいて部分透視像における各画素に対して閾値処理を行う。その閾値処理によって画素値演算部153は、設定された統計値の算出範囲において、所定の画素値を有する画素を特定する。画素値演算部153による部分透視像の画素値の統計値β2の求め方は、次の通りである。
第2のABC制御において、画素値比較部154は部分透視像のデータを画像生成部152から受ける。画素値比較部154は、部分透視像を受けると、透視照射条件設定部18から閾値α2の情報を受ける。さらに画素値比較部154は、部分透視像における各画素の画素値と閾値α2とを比較する。また、画素値比較部154は、例えば当該各画素のうち、閾値α2未満(または閾値α2以下)の画素値を有する画素を特定する。さらに画素値比較部154は、特定した画素の位置情報とともに部分透視像のデータを画素値演算部153に送る。
画素値演算部153は、第1実施形態と同様に統計値β1を求める。また、第5実施形態における画素値演算部153は、画像生成部152からではなく、画素値比較部154から部分透視像のデータを受ける。また画素値演算部153は、画素値比較部154から部分透視像のデータとともに、画素値比較部154が特定した画素の位置情報を受ける。
なお、画素値演算部153は、上述のように画素値比較部154によって特定された画素を除いて統計値β2を求める構成に限られない。例えば、画素値演算部153は、画素値比較部154から受けた特定の画素の位置情報に基づき、当該閾値α2未満の画素値を閾値α2以上の画素値に置き換えて統計値β2を求めてもよい。閾値α2以上の画素値とは、例えば部分透視像の全画素の画素値の平均値、中間値、最小値、最大値などが該当する。また、特定された画素に隣接する、閾値α2以上の画素値を有する画素に置き換えてもよい。
次に、図13および図14を参照して第5実施形態における部分透視に関するX線制御部12の制御および収集データ処理部15の処理の流れについて説明する。図13および図14は、第5実施形態における部分透視に関する医用画像診断装置の第2のABC制御の流れを説明する概略フローチャートである。
部分透視用関心領域R2の位置情報が絞り制御部13および画素値演算部153に送られ、部分透視の開始の指示が主制御部121に送られる。
絞り制御部13は、部分透視用関心領域R2の位置情報に基づいてX線の照射野を部分透視用関心領域R2に応じた範囲に限定する。透視照射条件設定部18は、主制御部121に透視照射条件を送る。
絞り制御部13がX線の照射野を絞ることに応じて、透視照射条件設定部18から部分透視用関心領域R2の位置情報が画素値演算部153に送られる。画素値演算部153は、統計値の算出対象となる範囲を部分透視用関心領域R2に変更する。
透視照射条件設定部18から受けた透視照射条件に基づいて、X線制御部12が高電圧発生部122などを制御し、部分透視用関心領域R2においてX線が照射される。
X線検出部5が透過X線に基づき検出データを生成すると、検出データは収集データ処理部15に送られる。収集データ処理部15は検出データを記憶部156に一旦記憶する。画像生成部152は記憶部156から検出データを読み出す。さらに画像生成部152は、部分透視像を生成する。
画素値比較部154は、部分透視像における各画素の画素値と閾値α2とを比較する。また一例において、画素値比較部154は、当該各画素のうち、閾値α2未満(または閾値α2以下)の画素値を有する画素を特定する。さらに画素値比較部154は、特定した画素の位置情報とともに部分透視像のデータを画素値演算部153に送る。すなわち、ここで画素値比較部154により特定された画素以外の画素が、統計値β2の算出対象となる。
一例において画素値演算部153は、閾値α2未満(または閾値α2以下)の画素値を有する画素を除いて統計値β2を求める。
画素値比較部154は、画素値演算部153が求めた画素値の統計値β2と、透視照射条件設定部18から受けた閾値α1とを比較する。なお、画素値比較部154は比較結果が所定の範囲内であるか判断してもよい。
画素値比較部154(または主制御部121)は、画素値比較部154による比較結果を参照し、画素値の統計値β2と閾値α1との差(または比)が大きいか判断することにより、X線条件などの透視照射条件を変更するかについて判断する。
画素値の統計値β2と閾値α1との差(または比)が大きければ(S49;Yes)、主制御部121は管電圧kV、管電流・照射時間積mAsに関するパラメータを変更する。
また主制御部121は、画素値の統計値β2と閾値α1との差(または比)が小さければ(S49;No)、主制御部121は透視照射条件を元のまま維持する。
主制御部121は、部分透視を継続するかについて判断する。例えば操作者が操作部162を介して部分透視停止の指示を行った場合、X線照射停止指示信号が演算制御部11を介して主制御部121に送られる。主制御部121はX線照射停止指示信号を受けるまで、順次S44〜S51の動作を繰り返す。なお、このS52の処理は説明の便宜上S50またはS51の後工程として説明したが、S44〜S49のいずれかの時点で主制御部121がX線照射停止指示信号を受けた場合は、その時点で主制御部121はX線の照射を停止する。
以上説明した第5実施形態にかかる医用画像診断装置の作用および効果について説明する。
次に、第6実施形態にかかる医用画像診断装置について図15〜図17を参照して説明する。図15は、第6実施形態にかかる収集データ処理部15の機能構成の一部を示す概略ブロック図である。第6実施形態においては、第1実施形態および第5実施形態と比較して収集データ処理部15およびX線制御部12が異なる。その他の部分は第1実施形態および第5実施形態にかかる医用画像診断装置と同様である。以下、第5実施形態との相違点を中心に説明する。
第6実施形態における医用画像診断装置は、部分透視像の画素値の統計値β2を算出するにあたり、部分透視像に示される各部分のパターン認識を行う。例えば医用画像診断装置には、被検体内において統計値β2の算出値を低くする傾向のある各構造物のパターンが複数登録されている。収集データ処理部15は、部分透視像における構造物にあたる画素群を、部分透視像から抽出し、抽出結果と、登録されたパターンとを比較する。収集データ処理部15は、登録されたパターンと相関する構造物を部分透視像から除き、画素値演算部153に送る。これにより、統計値β2の算出値を低くする傾向のある範囲(画素群)を除いて部分透視像の画素値の統計値を算出する。言い換えれば部分透視像において輝度を下げる傾向のある部分を除いて画素値の統計値β2を算出し、第2のABC制御を行う。
収集データ処理部15における記憶部156は、人工弁やペースメーカー、コイル等の被検体内に留置された人工物、カテーテルやガイドワイヤー等の挿入物、または撮影部位ごとに存在する骨等、被検体内の組織などの構造物のパターンを複数記憶している。これらのパターンは、上記構造物の3次元的な形状であるか、または、上記構造物における複数の検出角に基づく2次元的な形状であってもよい。またこれらのパターンは形状の特徴にしたがったカテゴリーごとに記憶されていてもよい。これら記憶部156に記憶されたパターンが示す構造物を、いずれもX線吸収率が高く、画像において輝度が低くなる傾向にあるものとしてもよい。なお、記憶部156に記憶されたパターンについて、以下、「特定構造物パターン」と記載することがある。
図15に示すように、収集データ処理部15は、インターフェース151、画像生成部152、画像演算部153、画素値比較部154、第1ゲイン調整部155、および比較部159を含んで構成される。
画素値演算部153は、第1実施形態と同様に統計値β1を求める。また、第6実施形態における画素値演算部153は、収集データ処理部15における比較部159から、上記所定範囲の画素が除外された部分透視像のデータを受ける。画素値演算部153は、この部分透視像のデータについて上述のように統計値β2を求める。
なお、画素値演算部153は、上述のように比較部159によって所定範囲の画素が除かれた部分透視像の統計値β2を求める構成に限られない。例えば、所定範囲の画素を除外する工程を画素値演算部153が行ってもよい。すなわち比較部159は、部分透視像が示す画素群が、予め記憶した特定構造物パターンに該当すると判断した場合、その部分透視像の画素群が占める範囲の位置情報(部分透視像中の座標等)を特定する。さらに比較部159は、部分透視像全体から当該特定した位置情報と、部分透視像のデータとを画素値演算部153に送る。この構成において画素値演算部153は、受けた位置情報に基づいて所定範囲の画素を除外して統計値β2を求める。
次に、図16および図17を参照して第6実施形態における部分透視に関するX線制御部12の制御および収集データ処理部15の処理の流れについて説明する。図16および図17は、第6実施形態における部分透視に関する医用画像診断装置の第2のABC制御の流れを説明する概略フローチャートである。
部分透視用関心領域R2の位置情報が絞り制御部13および画素値演算部153に送られ、部分透視の開始の指示が主制御部121に送られる。
絞り制御部13は、部分透視用関心領域R2の位置情報に基づいてX線の照射野を部分透視用関心領域R2に応じた範囲に限定する。透視照射条件設定部18は、主制御部121に透視照射条件を送る。
絞り制御部13がX線の照射野を絞ることに応じて、透視照射条件設定部18から部分透視用関心領域R2の位置情報が画素値演算部153に送られる。画素値演算部153は、統計値の算出対象となる範囲を部分透視用関心領域R2に変更する。
透視照射条件設定部18から受けた透視照射条件に基づいて、X線制御部12が高電圧発生部122などを制御し、部分透視用関心領域R2においてX線が照射される。
X線検出部5が透過X線に基づき検出データを生成すると、検出データは収集データ処理部15に送られる。収集データ処理部15は検出データを記憶部156に一旦記憶する。画像生成部152は記憶部156から検出データを読み出す。さらに画像生成部152は、部分透視像を生成する。
一例において、比較部159は、部分透視像から画素群を抽出する。
一例として、比較部159は部分透視像から抽出した画素群の特徴点を抽出する。構造物の特徴点とは、構造物の輪郭形状における特徴点などである。この特徴点を、読み出した特定構造物パターンと照合する。
比較部159は、照合の結果、部分透視像における各画素群と、特定構造物パターンとの類似度等があらかじめ設定した値以上であるか判断する。類似度等が設定した値以上であれば、当該部分透視像における画素群を、特定構造物パターンにかかる構造物(例えばペースメーカ)と判断する。
一例として、比較部159は、部分透視像が示す画素群が、予め記憶した特定構造物パターンに該当すると判断した場合(S68;Yes)、その部分透視像の画素群が占める範囲の画素を特定する。さらに比較部159は、部分透視像全体から当該特定した範囲の画素を除外した上で、部分透視像のデータを画素値演算部153に送る。
比較部159は、部分透視像全体から当該特定した範囲の画素を除外した上で、部分透視像のデータを画素値演算部153に送る。比較部159は、部分透視像が示す画素群のすべてが、予め記憶した特定構造物パターンに該当しないと判断した場合(S68;No)部分透視像の画像データをそのまま画素値演算部153に送る。画素値演算部153は、上記いずれかの部分透視像における画素の画素値の統計値β2を求める。
画素値比較部154は、画素値演算部153が求めた画素値の統計値β2と、透視照射条件設定部18から受けた閾値α1とを比較する。なお、画素値比較部154は比較結果が所定の範囲内であるか判断してもよい。
画素値比較部154(または主制御部121)は、画素値比較部154による比較結果を参照し、画素値の統計値β2と閾値α1との差(または比)が大きいか判断することにより、X線条件などの透視照射条件を変更するかについて判断する。
画素値の統計値β2と閾値α1との差(または比)が大きければ(S72;Yes)、主制御部121は管電圧kV、管電流・照射時間積mAsに関するパラメータを変更する。
また主制御部121は、画素値の統計値β2と閾値α1との差(または比)が小さければ(S72;No)、主制御部121は透視照射条件を元のまま維持する。
主制御部121は、部分透視を継続するかについて判断する。例えば操作者が操作部162を介して部分透視停止の指示を行った場合、X線照射停止指示信号が演算制御部11を介して主制御部121に送られる。収集データ処理部15および主制御部121は、X線照射停止指示信号を受けるまで、順次S64〜S74の動作を繰り返す。なお、このS75の処理は説明の便宜上S73またはS74の後工程として説明したが、S64〜S72のいずれかの時点で主制御部121がX線照射停止指示信号を受けた場合は、その時点で主制御部121はX線の照射を停止する。
以上説明した第6実施形態にかかる医用画像診断装置の作用および効果について説明する。
次に、第7実施形態にかかる医用画像診断装置について図18および図19を参照して説明する。第7実施形態においては、第1実施形態〜第6実施形態と比較してユーザインターフェース16、収集データ処理部15およびX線制御部12が異なる。その他の部分は第1実施形態〜第6実施形態にかかる医用画像診断装置と同様である。以下、第6実施形態との相違点を中心に説明する。
第7実施形態における医用画像診断装置は、部分透視像の画素値の統計値β2を算出するにあたり、表示している部分透視像に対して、操作者の指定により選択された範囲のABC制御を行う。第7実施形態においては、第2のABC制御を行っているとき、例えば図3に示すような合成画像の表示画面上において、操作者が部分透視像に対して操作部162を介して輝度調整をしたい範囲の指定を行うことができる。操作部162を介して、輝度調整をしたい範囲の指定が行われると、演算制御部11は、ユーザインターフェース16から当該指定された範囲の位置情報を受ける。また、演算制御部11は、指定された範囲の位置情報を、画素値演算部153に送る。画素値演算部153は、演算制御部11から位置情報に基づきその指定範囲内の画素値の統計値を算出する。このような構成であれば、合成画像上において操作者が望んだ範囲だけ輝度を調整することができる。
表示部161は、部分透視において図3に示すようなLIH画像と透視像の合成画像を表示する。操作者は、操作部162(例えばマウスのようなポインティングデバイス等)を介して、表示された合成画像のうち、部分透視像上において範囲の指定をする事が可能である。ここで指定される範囲は矩形状に限らず、任意の範囲指定を行うことができる。例えば、操作部162を用いた操作に応じて、表示画面上で移動されたポイントの経路に応じて範囲の指定がなされてもよい。ユーザインターフェース16がタッチパネル等、ディスプレイ上で直接操作を行うことができるように構成されている場合は、直接ディスプレイ上で指定された範囲を、ユーザインターフェース16が位置情報の入力として受ける。
画素値演算部153は、第1実施形態と同様に統計値β1を求める。また、第7実施形態における画素値演算部153は、演算制御部11から、部分透視像の画像データとともに、算出範囲の対象となる範囲の位置情報または算出範囲から除外する範囲の位置情報を受ける。画素値演算部153は、位置情報に基づいて、部分透視像の全画素から、画素値の統計値β2として算出する画素を絞って、統計値β2を求める。なお、位置情報に基づいて、部分透視像の全画素から、画素値の統計値β2として算出する画素を絞る工程は、演算制御部11によって行われてもよい。
なお、画素値演算部153が、指定範囲の位置情報に基づいて統計値β2の算出対象となる画素を絞ってから、部分透視像の統計値β2を求める構成に限られない。例えば、部分透視の開始後から現在までの統計値β2の平均値を、指定範囲(算出対象からの除外範囲)の画素に適用してもよい。また、画素値演算部153は、演算制御部11から受けた特定の画素の位置情報に基づき、当該特定の画素の画素値を他の隣接する画素の画素値に置き換えて統計値β2を求めてもよい。
次に、図18および図19を参照して第7実施形態における部分透視に関するX線制御部12の制御の流れについて説明する。図18および図19は、第7実施形態における部分透視に関する医用画像診断装置の第2のABC制御の流れを説明する概略フローチャートである。
部分透視用関心領域R2の位置情報が絞り制御部13および画素値演算部153に送られ、部分透視の開始の指示が主制御部121に送られる。
絞り制御部13は、部分透視用関心領域R2の位置情報に基づいてX線の照射野を部分透視用関心領域R2に応じた範囲に限定する。透視照射条件設定部18は、主制御部121に透視照射条件を送る。
絞り制御部13がX線の照射野を絞ることに応じて、透視照射条件設定部18から部分透視用関心領域R2の位置情報が画素値演算部153に送られる。画素値演算部153は、統計値の算出対象となる範囲を部分透視用関心領域R2に変更する。
透視照射条件設定部18から受けた透視照射条件に基づいて、X線制御部12が高電圧発生部122などを制御し、部分透視用関心領域R2においてX線が照射される。
X線検出部5が透過X線に基づき検出データを生成すると、検出データは収集データ処理部15に送られる。収集データ処理部15は検出データを記憶部156に一旦記憶する。画像生成部152は記憶部156から検出データを読み出す。さらに画像生成部152は、部分透視像を生成する。
ユーザインターフェース16は、表示された合成画像における部分透視像に対して、操作部162等による範囲の指定操作および指定範囲の確定をする操作があったかを判断する。
また範囲の指定があった場合(S86;Yes)、ユーザインターフェース16は、当該範囲が部分透視像における画素の画素値の統計値β2の除外範囲であるかについて操作部162等の操作に基づき判断する。
ユーザインターフェース16は、確定された指定範囲が統計値β2の算出範囲から除外する範囲であると判断した場合(S87;Yes)、部分透視像のうち、指定範囲を除いた画素の位置情報を演算制御部11へ送る。画素値演算部153は、演算制御部11を介して位置情報を受け、指定範囲が除外された部分透視像の画素値の統計値β2を求める。
ユーザインターフェース16は、確定された指定範囲が統計値β2の算出範囲から除外する範囲であると判断した場合(S87;No)、部分透視像のうち、指定範囲に属する画素の位置情報を演算制御部11へ送る。画素値演算部153は、演算制御部11を介して位置情報を受け、部分透視像のうち、指定範囲に属する画素の画素値の統計値β2を求める。
またS86において範囲の指定が無かった場合(S86;No)、ユーザインターフェース16は位置情報を演算制御部11へ送らない。また画素値演算部153は、部分透視像における全画素の画素値の統計値β2を求める。
画素値比較部154は、画素値演算部153が求めた画素値の統計値β2と、透視照射条件設定部18から受けた閾値α1とを比較する。なお、画素値比較部154は比較結果が所定の範囲内であるか判断してもよい。
画素値比較部154(または主制御部121)は、画素値比較部154による比較結果を参照し、画素値の統計値β2と閾値α1との差(または比)が大きいか判断することにより、X線条件などの透視照射条件を変更するかについて判断する。
画素値の統計値β2と閾値α1との差(または比)が大きければ(S92;Yes)、主制御部121は管電圧kV、管電流・照射時間積mAsに関するパラメータを変更する。
また主制御部121は、画素値の統計値β2と閾値α1との差(または比)が小さければ(S92;No)、主制御部121は透視照射条件を元のまま維持する。
主制御部121は、部分透視を継続するかについて判断する。例えば操作者が操作部162を介して部分透視停止の指示を行った場合、X線照射停止指示信号が演算制御部11を介して主制御部121に送られる。収集データ処理部15および主制御部121はX線照射停止指示信号を受けるまで、順次S84〜S93の動作を繰り返す。なお、このS94の処理は説明の便宜上S92またはS93の後工程として説明したが、S84〜S91のいずれかの時点で主制御部121がX線照射停止指示信号を受けた場合は、その時点で主制御部121はX線の照射を停止する。
以上説明した第7実施形態にかかる医用画像診断装置の作用および効果について説明する。
次に、第8実施形態にかかる医用画像診断装置について図20〜図22を参照して説明する。図20は、第8実施形態にかかるX線撮影装置の全体構成を示す概略ブロック図である。同図に示す第8実施形態のX線診断装置100Aは、寝台2A、X線管球3A、X線絞り4AおよびX線検出部5Aを備えている。ただし、これらの機能・作用は、図1に示す、寝台2、X線管球3、X線絞り4およびX線検出部5と同様である。また、X線診断装置100Aには、演算制御部11A、X線制御部12A、絞り制御部13A、駆動制御部14A、収集データ処理部15A、ユーザインターフェース16A、表示データ処理部17Aおよび透視照射条件設定部18Aが設けられている。このうち、演算制御部11A、絞り制御部13A、ユーザインターフェース16Aおよび表示データ処理部17Aは、第1実施形態における演算制御部11、絞り制御部13、ユーザインターフェース16、表示データ処理部17と同様の構成である。
第8実施形態における医用画像診断装置は、透視像の画素値の統計値を算出する。この算出にあたり、医用画像診断装置は、所定の画素値を有する画素、例えば閾値未満の画素値を有する画素を除く。これにより、統計値の算出値を低くする傾向のある画素、例えば人工弁やペースメーカー等を示す画素を除いて透視像の画素値の統計値を算出する。言い換えれば透視像において輝度を下げる傾向のある部分を除いて画素値の統計値を算出し、ABC制御を行う。
収集データ処理部15Aは、検出データに各種の画像処理などを行って画像(画像データ)を形成する。収集データ処理部15Aは、「X線画像生成部」の機能の一例である。
透視照射条件設定部18Aは、演算制御部11Aを介して操作部162Aからの入力を受け、その入力に基づいてX線条件および関心領域(ROI)の位置情報などの透視照射条件や、検出データの収集条件を設定する。例えば、透視の透視照射条件の設定において、被検体の体厚や撮影部位などに応じて操作者が管電圧kVを設定すると、それに応じて透視照射条件設定部18が管電流・照射時間積mAsを設定する。設定された透視照射条件や検出データ収集条件は、演算制御部11Aを介してX線制御部12A、絞り制御部13Aに送られる。
次に、X線撮影装置における収集データ処理部15Aの閾値処理およびABC制御について説明する。なお、収集データ処理部15Aの構成自体は、第1実施形態にかかる収集データ処理部15の構成と同様である。
画素値比較部154Aは画像生成部152から透視像のデータを受け、また透視照射条件設定部18から閾値α2の情報を受ける。さらに画素値比較部154Aは、透視像における各画素の画素値と閾値α2とを比較する。また、画素値比較部154Aは、例えば当該各画素のうち、閾値α2未満(または閾値α2以下)の画素値を有する画素を特定する。さらに画素値比較部154Aは、特定した画素の位置情報とともに部分透視像のデータを画素値演算部153Aに送る。
画素値比較部154Aは、透視照射条件設定部18Aから画素値の閾値αの情報を受ける。また画素値比較部154Aは、画素値演算部153Aが求めた画素値の統計値βの情報を受け、当該閾値α1と比較する。さらに比較の結果に基づき、透視照射条件を調整する。なお、画素値比較部154Aは、比較の結果を主制御部121Aに送る構成であってもよい。この場合、主制御部121Aは比較の結果に基づいて透視照射条件を調整する。なお、ここでいう比較の結果とは、例えば閾値α1と画素値の統計値βとの差を示す情報であってもよいし、または比を示す情報であってもよい。
主制御部121Aは、高電圧発生部122Aを制御して、X線照射に必要な高電圧をX線管球3Aに印加する。高電圧発生部122Aおよびこれについての制御は、第1実施形態と同様である。また、X線制御部12Aは、収集データ処理部15AによるABC制御にしたがい、調整された透視照射条件を受け、X線照射に関する制御を行う。なお、収集データ処理部15Aの具体的な制御内容に関しては後述する。
次に、図21および図22を参照して第8実施形態の医用画像診断装置における制御および処理の流れについて説明する。図21および図22は、第8実施形態における医用画像診断装置のABC制御の流れを説明する概略フローチャートである。
透視照射条件設定部18Aは、主制御部121Aに透視照射条件を送る。
透視照射条件設定部18Aから受けた透視照射条件に基づいて、X線制御部12Aが高電圧発生部122Aなどを制御し、X線が照射される。
X線検出部5Aが透過X線に基づき検出データを生成すると、検出データは収集データ処理部15Aに送られる。収集データ処理部15Aは検出データを記憶部156Aに一旦記憶する。画像生成部152Aは記憶部156Aから検出データを読み出す。さらに画像生成部152Aは、透視像を生成する。
画素値比較部154Aは、透視像における各画素の画素値と閾値α2とを比較する。また一例において、画素値比較部154Aは、当該各画素のうち、閾値α2未満(または閾値α2以下)の画素値を有する画素を特定する。さらに画素値比較部154Aは、特定した画素の位置情報とともに透視像のデータを画素値演算部153Aに送る。すなわち、ここで画素値比較部154Aにより特定された画素以外の画素が、統計値βの算出対象となる。
一例において画素値演算部153Aは、閾値α2未満(または閾値α2以下)の画素値を有する画素を除いて統計値βを求める。
画素値比較部154Aは、画素値演算部153Aが求めた画素値の統計値βと、透視照射条件設定部18Aから受けた閾値α1とを比較する。なお、画素値比較部154Aは比較結果が所定の範囲内であるか判断してもよい。
画素値比較部154A(または主制御部121A)は、画素値比較部154Aによる比較結果を参照し、画素値の統計値βと閾値α1との差(または比)が大きいか判断することにより、X線条件などの透視照射条件を変更するかについて判断する。
画素値の統計値βと閾値α1との差(または比)が大きければ(S107;Yes)、主制御部121は管電圧kV、管電流・照射時間積mAsに関するパラメータを変更する。
また主制御部121Aは、画素値の統計値βと閾値α1との差(または比)が小さければ(S107;No)、主制御部121Aは透視照射条件を元のまま維持する。
主制御部121Aは、透視を継続するかについて判断する。例えば操作者が操作部162Aを介して部分透視停止の指示を行った場合、X線照射停止指示信号が演算制御部11Aを介して主制御部121Aに送られる。主制御部121AはX線照射停止指示信号を受けるまで、順次S101〜S109の動作を繰り返す。なお、このS110の処理は説明の便宜上S108またはS109の後工程として説明したが、S101〜S106のいずれかの時点で主制御部121AがX線照射停止指示信号を受けた場合は、その時点で主制御部121AはX線の照射を停止する。
以上説明した第8実施形態にかかる医用画像診断装置の作用および効果について説明する。
次に、第9実施形態にかかる医用画像診断装置について図23〜図25を参照して説明する。図23は、第9実施形態にかかる収集データ処理部15Aの機能構成の一部を示す概略ブロック図である。第9実施形態においては、第8実施形態と比較して収集データ処理部15AおよびX線制御部12Aが異なる。医用画像診断装置の処理内容としては、第6実施形態と同様である。その他の部分は第8実施形態にかかる医用画像診断装置と同様である。以下、第8実施形態との相違点を中心に説明する。
第9実施形態における医用画像診断装置は、統計値βを算出するにあたり、透視像に示される各部分のパターン認識を行う。パターン認識については、第6実施形態と同様である。これにより、統計値βの算出値を低くする傾向のある範囲(画素群)を除いて透視像の画素値の統計値を算出する。言い換えれば透視像において輝度を下げる傾向のある部分を除いて画素値の統計値βを算出し、ABC制御を行う。
収集データ処理部15Aにおける記憶部156Aは、第6実施形態における記憶部156Aと同様のパターンを記憶している。
第9実施形態における収集データ処理部15Aは、図15に示す第6実施形態の収集データ処理部15と同様である。すなわち、インターフェース151A、画像生成部152A、画素値演算部153A、画素値比較部154A、第1ゲイン調整部155A、および比較部159Aを含んで構成される(図23参照)。
また、比較部159Aは、画像調整部173Aによって、調整された画像データから各画素群を抽出してもよい。例えば、収集データ処理部15Aは、合成画像となる部分透視像とは別の画像データを、画像調整部173Aに送る。画像調整部173Aは、ノイズ低減、エッジ検出、輪郭強調などの処理を行う。比較部159Aは、この処理済みの部分透視像に示される各画素群の輪郭を抽出する。この部分透視像は、表示部161Aにおける表示態様とは別であるため、画像の見やすさを考慮せずに輪郭抽出をより強調することができる。
画素値演算部153Aは、上述のように比較部159Aによって所定範囲の画素が除かれた透視像の統計値βを求める。
なお、画素値演算部153Aは、所定範囲の画素を除外する工程を画素値演算部153Aが行ってもよい。すなわち比較部159Aは、特定構造物パターンに該当する透視像の画素群を求め、その画素群が占める範囲の位置情報(透視像中の座標等)を特定する。さらに比較部159Aは、当該特定した位置情報と、透視像のデータとを画素値演算部153Aに送る。この構成において画素値演算部153Aは、受けた位置情報に基づいて所定範囲の画素を除外して統計値βを求める。
次に、図24および図25を参照して第9実施形態の医用画像診断装置における制御および処理の流れについて説明する。図24および図25は、第9実施形態における医用画像診断装置のABC制御の流れを説明する概略フローチャートである。
透視照射条件設定部18Aは、主制御部121Aに透視照射条件を送る。
透視照射条件設定部18Aから受けた透視照射条件に基づいて、X線制御部12Aが高電圧発生部122Aなどを制御し、X線が照射される。
X線検出部5Aが透過X線に基づき検出データを生成すると、検出データは収集データ処理部15Aに送られる。収集データ処理部15Aは検出データを記憶部156Aに一旦記憶する。画像生成部152Aは記憶部156Aから検出データを読み出す。さらに画像生成部152Aは、透視像を生成する。
一例において、比較部159Aは、透視像から画素群を抽出する。
一例として、比較部159Aは透視像から抽出した画素群の特徴点を抽出する。構造物の特徴点とは、構造物の輪郭形状における特徴点などである。この特徴点を、読み出した特定構造物パターンと照合する。
比較部159Aは、照合の結果、透視像における各画素群と、特定構造物パターンとの類似度等があらかじめ設定した値以上であるか判断する。類似度等が設定した値以上であれば、当該透視像における画素群を、特定構造物パターンにかかる構造物(例えばペースメーカ)と判断する。
一例として、比較部159Aは、透視像が示す画素群が、予め記憶した特定構造物パターンに該当すると判断した場合(S126;Yes)、その透視像の画素群が占める範囲の画素を特定する。さらに比較部159Aは、透視像全体から当該特定した範囲の画素を除外した上で、透視像のデータを画素値演算部153Aに送る。
比較部159Aは、透視像全体から当該特定した範囲の画素を除外した上で、透視像のデータを画素値演算部153Aに送る。比較部159Aは、透視像が示す画素群のすべてが、予め記憶した特定構造物パターンに該当しないと判断した場合(S126;No)透視像の画像データをそのまま画素値演算部153Aに送る。画素値演算部153Aは、上記いずれかの透視像における画素の画素値の統計値βを求める。
画素値比較部154Aは、画素値演算部153Aが求めた画素値の統計値βと、透視照射条件設定部18Aから受けた閾値α1とを比較する。なお、画素値比較部154Aは比較結果が所定の範囲内であるか判断してもよい。
画素値比較部154A(または主制御部121A)は、画素値比較部154Aによる比較結果を参照し、画素値の統計値βと閾値α1との差(または比)が大きいか判断することにより、X線条件などの透視照射条件を変更するかについて判断する。
画素値の統計値βと閾値α1との差(または比)が大きければ(S130;Yes)、主制御部121Aは管電圧kV、管電流・照射時間積mAsに関するパラメータを変更する。
また主制御部121Aは、画素値の統計値βと閾値α1との差(または比)が小さければ(S130;No)、主制御部121Aは透視照射条件を元のまま維持する。
主制御部121Aは、透視を継続するかについて判断する。例えば操作者が操作部162Aを介して透視停止の指示を行った場合、X線照射停止指示信号が演算制御部11Aを介して主制御部121Aに送られる。収集データ処理部15Aおよび主制御部121Aは、X線照射停止指示信号を受けるまで、順次S122〜S132の動作を繰り返す。なお、このS133の処理は説明の便宜上S131またはS132の後工程として説明したが、S122〜S130のいずれかの時点で主制御部121AがX線照射停止指示信号を受けた場合は、その時点で主制御部121AはX線の照射を停止する。
以上説明した第9実施形態にかかる医用画像診断装置の作用および効果について説明する。
次に、第10実施形態にかかる医用画像診断装置について説明する。第10実施形態においては、第8実施形態と比較してユーザインターフェース16A、収集データ処理部15AおよびX線制御部12Aが異なる。医用画像診断装置の処理内容としては、第7実施形態と同様である。その他の部分は第8実施形態にかかる医用画像診断装置と同様である。以下、第8実施形態との相違点を中心に説明する。
第10実施形態における医用画像診断装置は、統計値βを算出するにあたり、操作者が透視像において選択した範囲のABC制御を行う。第10実施形態においては、ABC制御を行っているとき、例えば操作者が透視像に対して輝度調整をしたい範囲の指定を行うことができる。当該範囲の指定が行われると、演算制御部11Aは、ユーザインターフェース16Aから当該指定された範囲の位置情報を受ける。また、演算制御部11Aは、指定された範囲の位置情報を、画素値演算部153Aに送る。画素値演算部153Aは、演算制御部11Aから位置情報に基づきその指定範囲内の画素値の統計値を算出する。このような構成であれば、画像上において操作者が望んだ範囲だけ輝度を調整することができる。
操作者は、操作部162Aを介して、表示された透視像上において範囲の指定をする事が可能である。ここで指定される範囲は矩形状に限らず、任意の範囲指定を行うことができる。
画素値演算部153Aは、演算制御部11から、画像データと、算出範囲の対象となる範囲の位置情報または算出範囲から除外する範囲の位置情報とを受ける。画素値演算部153Aは、位置情報に基づいて、全画素から、統計値βとして算出する画素を絞って、統計値βを求める。なお、全画素から画素値の統計値βとして算出する画素を絞る工程は、演算制御部11によって行われてもよい。
なお、画素値演算部153Aは、透視を開始してから現在までの統計値βの平均値を、指定範囲(算出対象からの除外範囲)の画素に適用してもよい。また、画素値演算部153Aは、演算制御部11Aから受けた特定の画素の位置情報に基づき、当該特定の画素の画素値を他の隣接する画素の画素値に置き換えて統計値βを求めてもよい。
次に、図26および図27を参照して第10実施形態における透視に関するX線制御部12Aの制御の流れについて説明する。図26および図27は、第10実施形態における透視に関する医用画像診断装置のABC制御の流れを説明する概略フローチャートである。
関心領域の位置情報が絞り制御部13Aおよび画素値演算部153Aに送られ、透視開始の指示が主制御部121Aに送られる。
透視照射条件設定部18Aは、主制御部121Aに透視照射条件を送る。
透視照射条件設定部18Aから受けた透視照射条件に基づいて、X線制御部12Aが高電圧発生部122Aなどを制御し、X線が照射される。
X線検出部5Aが透過X線に基づき検出データを生成すると、検出データは収集データ処理部15Aに送られる。収集データ処理部15Aは検出データを記憶部156Aに一旦記憶する。画像生成部152Aは記憶部156Aから検出データを読み出す。さらに画像生成部152Aは、透視像を生成する。
ユーザインターフェース16Aは、表示された透視像に対して、操作部162A等による範囲の指定操作および指定範囲の確定をする操作があったかを判断する。
また範囲の指定があった場合(S145;Yes)、ユーザインターフェース16Aは、当該範囲が透視像における画素の画素値の統計値βの除外範囲であるかについて操作部162A等の操作に基づき判断する。
ユーザインターフェース16Aは、確定された指定範囲が統計値βの算出範囲から除外する範囲であると判断した場合(S146;Yes)、透視像のうち、指定範囲を除いた画素の位置情報を演算制御部11Aへ送る。画素値演算部153Aは、演算制御部11Aを介して位置情報を受け、指定範囲が除外された透視像の画素値の統計値βを求める。
ユーザインターフェース16Aは、確定された指定範囲が統計値βの算出範囲から除外する範囲であると判断した場合(S146;No)、透視像のうち、指定範囲に属する画素の位置情報を演算制御部11Aへ送る。画素値演算部153Aは、演算制御部11Aを介して位置情報を受け、透視像のうち、指定範囲に属する画素の画素値の統計値βを求める。
またS145において範囲の指定が無かったと判断された場合(S145;No)、ユーザインターフェース16Aは位置情報を演算制御部11へ送らない。また画素値演算部153Aは、透視像における全画素の画素値の統計値βを求める。
画素値比較部154Aは、画素値演算部153Aが求めた画素値の統計値βと、透視照射条件設定部18Aから受けた閾値α1とを比較する。なお、画素値比較部154Aは比較結果が所定の範囲内であるか判断してもよい。
画素値比較部154A(または主制御部121A)は、画素値比較部154Aによる比較結果を参照し、画素値の統計値βと閾値α1との差(または比)が大きいか判断することにより、X線条件などの透視照射条件を変更するかについて判断する。
画素値の統計値βと閾値α1との差(または比)が大きければ(S151;Yes)、主制御部121Aは管電圧kV、管電流・照射時間積mAsに関するパラメータを変更する。
また主制御部121Aは、画素値の統計値βと閾値α1との差(または比)が小さければ(S151;No)、主制御部121Aは透視照射条件を元のまま維持する。
主制御部121Aは、透視を継続するかについて判断する。例えば操作者が操作部162Aを介して透視停止の指示を行った場合、X線照射停止指示信号が演算制御部11Aを介して主制御部121Aに送られる。収集データ処理部15Aおよび主制御部121AはX線照射停止指示信号を受けるまで、順次S144〜S153の動作を繰り返す。なお、このS154の処理は説明の便宜上S152またはS153の後工程として説明したが、S144〜S151のいずれかの時点で主制御部121AがX線照射停止指示信号を受けた場合は、その時点で主制御部121AはX線の照射を停止する。
以上説明した第10実施形態にかかる医用画像診断装置の作用および効果について説明する。
上述した第1実施形態〜第10実施形態の医用画像診断装置は、適宜組み合わせて構成することが可能である。適宜、上記実施形態を組み合わせることにより、被検体の被ばく量の低減と、透視像、部分透視像の視認性の低下の防止の双方をより確実にすることができる。
また、上述した第1実施形態〜第10実施形態は、およびその組み合わせは、X線撮影装置だけでなく、X線CT装置にも適用可能である。
11 演算制御部
12 X線制御部
121 主制御部
122 高電圧発生部
13 絞り制御部
14 駆動制御部
15 収集データ処理部
151 インターフェース
152 画像生成部
153 画素値演算部
154 画素値比較部
155 第1ゲイン調整部
156 記憶部
159 比較部
172 サブトラクション処理部
173 画像調整部
174 画像合成部
175 第2ゲイン調整部
16 ユーザインターフェース
161 表示部
162 操作部
18 透視照射条件設定部
53 投影データ生成部
531 電荷/電圧変換器
532 A/D変換器
533 パラレル/シリアル変換器
R1 関心領域
R2 部分透視用関心領域
T 対象部位
Claims (14)
- X線照射範囲を変更して被検体を反復的に撮影することが可能な撮影部と、
前記撮影に基づいてX線画像を生成するX線画像生成部と、
予め設定された画素値の閾値である第1の閾値を記憶する第1の記憶部と、
前記X線画像の画素値の統計値を算出し、かつ前記撮影において前記X線照射範囲が変更されると、該変更に対応して該統計値の算出対象の画素の範囲を変更する算出部と、
前記統計値を、前記第1の閾値に近づけるように前記撮影部の動作条件を調整する調整部と、を備える
ことを特徴とする医用画像診断装置。 - 前記撮影部は、第1のX線照射範囲において被検体を撮影する第1の撮影と、該第1の撮影の後に、前記第1のX線照射範囲よりも狭い第2のX線照射範囲において前記被検体を反復的に撮影する第2の撮影を実行し、
前記X線画像生成部は、前記第1の撮影に基づいて前記第1のX線照射範囲における第1のX線画像を生成し、前記第2の撮影に基づいて前記第2のX線照射範囲における第2のX線画像を生成し、
前記算出部は、前記第1の撮影においては前記第1のX線画像の画素値の統計値である第1の統計値を算出し、かつ前記第2の撮影においては該第1の統計値の算出対象の画素の範囲よりも狭い範囲の画素に基づいて前記第2のX線画像の画素値の統計値である第2の統計値を算出し、
前記調整部は、前記第1の撮影において前記第1の統計値を前記第1の閾値に近づけ、かつ前記第2の撮影では前記第2の統計値を該第1の閾値に近づけるように前記撮影部の動作条件を調整する
ことを特徴とする請求項1に記載の医用画像診断装置。 - 前記算出部は、前記第2のX線画像における一部の画素の画素値の統計値を算出する
ことを特徴とする請求項2に記載の医用画像診断装置。 - 前記一部の画素は、前記第2のX線画像における前記第2のX線照射範囲内の画素及び前記第1のX線照射範囲内かつ前記第2のX線照射範囲外の画素の少なくとも一方を含む
ことを特徴とする請求項3に記載の医用画像診断装置。 - 予め設定された画素値の閾値である第2の閾値を記憶する第2の記憶部と、
前記第2の閾値に基づき、前記一部の画素を特定する比較部と、を備え、
前記算出部は、前記比較部が特定した前記一部の画素について前記第2の統計値を算出する
ことを特徴とする請求項3または4に記載の医用画像診断装置。 - 予め設定された構造物の形状のパターンを記憶する第2の記憶部と、
前記第2のX線画像が示す各構造物のうち、前記パターンと相関する構造物に対応する画素を特定する比較部と、を備え、
前記算出部は、前記構造物に対応する画素に基づき前記一部の画素を特定し、該一部の画素について前記第2の統計値を算出する
ことを特徴とする請求項3または4に記載の医用画像診断装置。 - 操作部を含み、
前記算出部は、前記操作部を用いて指定された画素を前記一部の画素として、前記第2の統計値を算出する
ことを特徴とする請求項3または4に記載の医用画像診断装置。 - 前記X線画像生成部は、前記第1のX線画像に対応する第1の縮小画像と前記第2のX線画像に対応する第2の縮小画像を生成し、
前記算出部は、前記第1の縮小画像および第2の縮小画像における画素値の統計値を算出する
ことを特徴とする請求項2〜4のいずれか一項に記載の医用画像診断装置。 - X線照射範囲を変更して被検体を反復的に撮影することが可能な撮影部と、
前記撮影に基づいてX線画像を生成するX線画像生成部と、
予め設定された画素値の閾値である第1の閾値を記憶する第1の記憶部と、
前記X線画像の画素値の統計値を算出し、かつ前記撮影において前記X線照射範囲が変更されると、該変更に対応して該統計値の算出対象の画素の範囲を変更する算出部と、
前記統計値を、前記第1の閾値に近づけるように、前記X線画像における各画素の画素値を設定された画素値に補正する調整部と、を備える
ことを特徴とする医用画像診断装置。 - 前記撮影部は、第1のX線照射範囲において被検体を撮影する第1の撮影と、該第1の撮影の後に、前記第1のX線照射範囲よりも狭い第2のX線照射範囲において前記被検体を反復的に撮影する第2の撮影を実行し、
前記X線画像生成部は、前記第1の撮影に基づいて前記第1のX線照射範囲における第1のX線画像を生成し、前記第2の撮影に基づいて前記第2のX線照射範囲における第2のX線画像を生成し、
前記算出部は、前記第1の撮影においては前記第1のX線画像の画素値の統計値である第1の統計値を算出し、かつ前記第2の撮影においては該第1の統計値の算出対象の画素の範囲よりも狭い範囲の画素に基づいて前記第2のX線画像の画素値の統計値である第2の統計値を算出し、
前記調整部は、前記第1の撮影において前記第1の統計値を前記第1の閾値に近づけ、かつ前記第2の撮影では前記第2の統計値を該第1の閾値に近づけるように、前記X線画像における各画素の画素値を前記設定された画素値に補正する
ことを特徴とする請求項9に記載の医用画像診断装置。 - 被検体を反復的に撮影することが可能な撮影部と、
前記撮影に基づいてX線画像を生成するX線画像生成部と、
予め設定された画素値の閾値である第1の閾値を記憶する第1の記憶部と、
前記X線画像の一部の画素値の統計値を算出する算出部と、
前記統計値を、前記第1の閾値に近づけるように前記撮影部の動作条件を調整する調整部と、を備える
ことを特徴とする医用画像診断装置。 - 予め設定された画素値の閾値である第2の閾値を記憶する第2の記憶部と、
前記第2の閾値に基づき、前記一部の画素を特定する比較部と、を備え、
前記算出部は、前記比較部が特定した前記一部の画素について前記統計値を算出する
ことを特徴とする請求項11に記載の医用画像診断装置。 - 予め設定された構造物の形状のパターンを記憶する第2の記憶部と、
前記X線画像が示す各構造物のうち、前記パターンと相関する構造物に対応する画素を特定する比較部と、を備え、
前記算出部は、前記構造物に対応する画素に基づき前記一部の画素を特定し、該一部の画素について前記統計値を算出する
ことを特徴とする請求項11に記載の医用画像診断装置。 - 操作部を含み、
前記算出部は、前記操作部を用いて指定された画素を前記一部の画素として、前記統計値を算出する
ことを特徴とする請求項11に記載の医用画像診断装置。
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