JP2014161674A - Ｘ線診断装置及び画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】造影剤の残留の有無を容易に判定することを可能にするＸ線診断装置及び画像処理装置を提供すること。
【解決手段】実施の形態のＸ線診断装置においては、強調画像生成部は、造影剤が投与された被検体の所定の領域が時系列に沿って撮影された複数のフレームのうち、所定の領域において造影剤が流れきった基準フレームと、基準フレームに連続して時系列上前に並ぶ逆順フレームとを用いて、造影剤が残留した領域を強調させた強調画像を生成する。そして、システム制御部は、基準フレームの後に強調画像を連続して表示部にて表示させる。
【選択図】図４

Description

本発明の実施の形態は、Ｘ線診断装置及び画像処理装置に関する。

従来、Ｘ線診断装置においては、被検体の血管内に造影剤を注入して撮影が行われ、撮影された血管のＸ線画像を読影して診断や治療が行われる。例えば、Ｘ線診断装置による循環器検査では、造影剤を血管に注入して血管にコントラストをつけた画像を参照しながら、ガイドワイヤや、カテーテルが血管に沿って進められる。

ここで、循環器検査においては、造影剤によるコントラストをより強調するために、造影剤の流れが観察される数秒間に相当する複数のフレームを用いた画像処理が実行される。例えば、複数のフレームにおける同一画素の各値を加算平均した１枚の画像を生成する画像処理や、複数のフレームにおける同一画素の各値のうち、最大値又は最小値を選択して１枚の画像を生成する画像処理などが実行される。しかしながら、上述した従来技術においては、造影剤の残留の有無を判定することが困難となる場合があった。

特開２００６−２３０４８４号公報

本発明が解決しようとする課題は、造影剤の残留の有無を容易に判定することを可能にするＸ線診断装置及び画像処理装置を提供することである。

実施の形態のＸ線診断装置は、造影剤が投与された被検体の所定の領域が時系列に沿って撮影された複数のＸ線画像のうち、前記所定の領域において前記造影剤が流れきった第１の画像と、前記第１の画像に連続して時系列上前に並ぶ第２の画像とを用いて、前記造影剤が残留した領域を強調させた強調画像を生成する強調画像生成手段と、前記第１の画像の後に前記強調画像を連続して所定の表示部にて表示させる表示制御手段と、を備える。

図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成の一例を示す図である。 図２Ａは、第１の実施形態に係るステントグラフトのエンドリークを説明するための図である。 図２Ｂは、第１の実施形態に係るステントグラフトのエンドリークを説明するための図である。 図３は、従来技術に係る課題を説明するための図である。 図４は、第１の実施形態に係る画像処理部の構成の一例を示す図である。 図５は、第１の実施形態に係るフレーム抽出部による処理の一例を説明するための図である。 図６は、第１の実施形態に係る強調画像生成部による処理の一例を説明するための図である。 図７は、第１の実施形態に係る残留造影剤領域抽出部による処理の一例を説明するための図である。 図８は、第１の実施形態に係るシステム制御部による処理の一例を説明するための図である。 図９は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置による処理の手順を示すフローチャートである。 図１０は、第２の実施形態に係る強調画像生成部による処理の一例を説明するための図である。 図１１は、第３の実施形態に係る強調画像生成部による処理の一例を説明するための図である。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００の構成の一例を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、高電圧発生器１１と、Ｘ線管１２と、Ｘ線絞り装置１３と、天板１４と、Ｃアーム１５と、Ｘ線検出器１６とを備える。また、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、Ｃアーム回転・移動機構１７と、天板移動機構１８と、Ｃアーム・天板機構制御部１９と、絞り制御部２０と、システム制御部２１と、入力部２２と、表示部２３とを備える。また、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、画像データ生成部２４と、画像データ記憶部２５と、画像処理部２６とを備える。

高電圧発生器１１は、システム制御部２１による制御の下、高電圧を発生し、発生した高電圧をＸ線管１２に供給する。Ｘ線管１２は、高電圧発生器１１から供給される高電圧を用いて、Ｘ線を発生する。

Ｘ線絞り装置１３は、絞り制御部２０による制御の下、Ｘ線管１２が発生したＸ線を、被検体Ｐの関心領域に対して選択的に照射されるように絞り込む。例えば、Ｘ線絞り装置１３は、スライド可能な４枚の絞り羽根を有する。Ｘ線絞り装置１３は、絞り制御部２０による制御の下、これらの絞り羽根をスライドさせることで、Ｘ線管１２が発生したＸ線を絞り込んで被検体Ｐに照射させる。天板１４は、被検体Ｐを載せるベッドであり、図示しない寝台の上に配置される。なお、被検体Ｐは、Ｘ線診断装置１００に含まれない。

Ｘ線検出器１６は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。例えば、Ｘ線検出器１６は、マトリックス状に配列された検出素子を有する。各検出素子は、被検体Ｐを透過したＸ線を電気信号に変換して蓄積し、蓄積した電気信号を画像データ生成部２４に送信する。

Ｃアーム１５は、Ｘ線管１２、Ｘ線絞り装置１３及びＸ線検出器１６を保持する。Ｘ線管１２及びＸ線絞り装置１３とＸ線検出器１６とは、Ｃアーム１５により被検体Ｐを挟んで対向するように配置される。

Ｃアーム回転・移動機構１７は、Ｃアーム１５を回転及び移動させるための機構であり、天板移動機構１８は、天板１４を移動させるための機構である。Ｃアーム・天板機構制御部１９は、システム制御部２１による制御の下、Ｃアーム回転・移動機構１７及び天板移動機構１８を制御することで、Ｃアーム１５の回転や移動、天板１４の移動を調整する。絞り制御部２０は、システム制御部２１による制御の下、Ｘ線絞り装置１３が有する絞り羽根の開度を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の照射範囲を制御する。

画像データ生成部２４は、Ｘ線検出器１６によってＸ線から変換された電気信号を用いて画像データを生成し、生成した画像データを画像データ記憶部２５に格納する。例えば、画像データ生成部２４は、Ｘ線検出器１６から受信した電気信号に対して、電流・電圧変換やＡ（Analog）／Ｄ（Digital）変換、パラレル・シリアル変換を行い、画像データを生成する。

画像データ記憶部２５は、画像データ生成部２４によって生成された画像データを記憶する。例えば、画像データ記憶部２５は、造影剤が投与された被検体Ｐの所定の領域が時系列に沿って撮影された画像データを記憶する。

画像処理部２６は、画像データ記憶部２５が記憶する画像データに対して各種画像処理を行う。画像処理部２６による画像処理については後に詳述する。

入力部２２は、Ｘ線診断装置１００を操作する医師や技師などの操作者から各種指示を受け付ける。例えば、入力部２２は、マウス、キーボード、ボタン、トラックボール、ジョイスティックなどを有する。入力部２２は、操作者から受け付けた指示を、システム制御部２１に転送する。

表示部２３は、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）や、画像データ記憶部２５が記憶する画像データなどを表示する。例えば、表示部２３は、モニタを有する。なお、表示部２３は、複数のモニタを有してもよい。

システム制御部２１は、Ｘ線診断装置１００全体の動作を制御する。例えば、システム制御部２１は、入力部２２から転送された操作者の指示に従って高電圧発生器１１を制御し、Ｘ線管１２に供給する電圧を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量やＯＮ／ＯＦＦを制御する。また、例えば、システム制御部２１は、操作者の指示に従ってＣアーム・天板機構制御部１９を制御し、Ｃアーム１５の回転や移動、天板１４の移動を調整する。また、例えば、システム制御部２１は、操作者の指示に従って絞り制御部２０を制御し、Ｘ線絞り装置１３が有する絞り羽根の開度を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の照射範囲を制御する。

また、システム制御部２１は、操作者の指示に従って、画像データ生成部２４による画像データ生成処理や、画像処理部２６による画像処理、あるいは解析処理などを制御する。また、システム制御部２１は、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩや画像データ記憶部２５が記憶する画像などを、表示部２３のモニタに表示するように制御する。

ここで、本実施形態に係るＸ線診断装置１００は、造影剤によって血管が造影された画像において、血管内の造影剤が濃い状態から薄い状態へと遷移する画像をより詳細に観察することを可能にする。具体的には、Ｘ線診断装置１００は、以下、詳細に説明する画像処理部２６の処理によって、血管に残留した残留造影剤の有無を容易に判定することを可能にする。

まず、血管内の造影剤が濃い状態から薄い状態へと遷移する画像を観察する場合の一例として、ステントグラフトのエンドリークについて、図２Ａ及び図２Ｂを用いて説明する。図２Ａ及び図２Ｂは、第１の実施形態に係るステントグラフトのエンドリークを説明するための図である。なお、図２Ｂは、図２Ａを上方から見た場合の図である。

ステントグラフトは、例えば、図２Ａに示すように、人工血管２がステント１の内側に貼り付けられたものであり、大動脈２００に形成された大動脈瘤２０１の内側に貼り付けられることで大動脈瘤２０１の破裂を防止する治療に用いられる。このステントグラフトは、例えば、カテーテルの先端に込められ、脚の付け根の動脈から大動脈瘤２０１の位置まで挿入される。そして、ステントグラフトは、ステントのバネと、血圧によって大動脈瘤２０１が形成された大動脈２００の内側に貼り付けられる。これにより、大動脈瘤２０１への血液の流入を抑止することができ、大動脈瘤２０１の破裂を防止する。

上述したステントグラフト内挿術を行った場合、ステントグラフトが適切な位置に留置されたか、また、エンドリークが生じていないかが、造影画像によって確認される。ここで、ステントグラフトの大動脈２００への密着が不十分である場合に、隙間から大動脈瘤２０１へ血液が流入するエンドリークが生じる。すなわち、図２Ｂに示すように、ステント１と人工血管２とから形成されるステントグラフトの端において、ステントグラフトと大動脈２００との間に隙間３０１が形成されると、図２Ａの矢印３００の向きで流れる血液が隙間３０１に流入し、さらに大動脈瘤２０１へと流入することとなる。

そこで、造影画像を観察することで、エンドリークの発生の有無が確認される。すなわち、仮にステントグラフトと大動脈２００との間に隙間３０１が形成されていた場合には、隙間３０１に造影剤が流入する。そして、隙間３０１に流入した造影剤は、大動脈２００内を造影剤が通過した後も、隙間３０１に残留することとなる。観察者は、この残留造影剤の有無を判定することによって、ステントグラフトと大動脈２００との間に隙間ができていないか、すなわち、エンドリークが生じていないかを確認する。

上述したように、ステントグラフト内挿術が行われた場合、エンドリークの有無の確認が行われるが、隙間３０１に流入した残留造影剤は少ないため、造影剤を強調させた画像を表示することが望ましい。しかしながら、造影剤を強調させる従来技術では、残留造影剤のみを強調させることが難しい。図３は、従来技術に係る課題を説明するための図である。なお、図３においては、造影剤が流れている間に撮影された５フレーム分の画像を用いて造影剤を強調する場合について示す。また、図３では、フレーム１からフレーム５の順に撮影された画像を示す。すなわち、造影剤が図の上から下へと流れている様子を示す。なお、ここでいうフレームとは、画像に相当する。

例えば、従来技術では、図３に示すように、造影剤３０２が流れている状態を示す各画像を用いて造影剤を強調させた場合、残留造影剤３０３は、造影剤３０２に埋もれてしまう。すなわち、例えば、従来技術における加算平均処理を行った場合には、フレーム１〜フレーム５それぞれにおける同一画素の画素値を加算し、「フレーム数：５」で除算することで、造影剤３０２が流れた領域全体が平均の画素値で描出された画像となる。また、例えば、フレーム１〜フレーム５における同一画素の各値のうち、最大値を選択して造影剤を強調させた場合には、造影剤３０２が流れた領域全体が最大の画素値で描出された画像となる。

従って、従来技術では、残留造影剤３０３のみを強調させた画像を表示させることが難しく、造影剤の残留の有無を判定することが困難となる場合があった。そこで、本実施形態のＸ線診断装置１００は、画像処理部２６の処理によって、残留造影剤のみを強調させた画像を生成することで、血管に残留した残留造影剤の有無を容易に判定することを可能にする。

図４は、第１の実施形態に係る画像処理部２６の構成の一例を示す図である。図４に示すように、第１の実施形態に係る画像処理部２６は、フレーム抽出部２６１と、強調画像生成部２６２と、残留造影剤領域抽出部２６３とを有し、システム制御部２１と接続される。

フレーム抽出部２６１は、造影剤が投与された被検体の所定の領域が時系列に沿って撮影された画像のうち、所定の領域において造影剤が流れきった第１のフレーム（以下、基準フレームと記す）を抽出する。具体的には、フレーム抽出部２６１は、画像データ記憶部２５から造影剤が濃い状態から薄い状態へと遷移して流れきった後のフレームを含む複数のフレームを読み出し、読み出した複数のフレームから基準フレームを抽出する。

例えば、フレーム抽出部２６１は、造影剤を用いて撮影された１検査分のすべてのフレームを画像データ記憶部２５から読み出す。そして、フレーム抽出部２６１は、抽出したすべてのフレームにおいて、時系列で連続する２つのフレームの前のフレームの画素値から後ろのフレームの画素値を減算した値を算出する。

そして、フレーム抽出部２６１は、算出した値がプラスになるフレーム以降のフレームに対して次の処理を実行する。すなわち、フレーム抽出部２６１は、造影剤が濃い状態から薄い状態へと遷移して流れきった後のフレームを含む複数のフレームに対して処理を実行する。図５は、第１の実施形態に係るフレーム抽出部２６１による処理の一例を説明するための図である。

例えば、フレーム抽出部２６１は、図５に示すように、造影剤が濃い状態であるフレームＡから造影剤が流れきった後のフレームＦまでの各フレームに対して、上述した減算処理を実行して、処理結果の所定の閾値以下となるフレームを抽出する。一例を挙げると、フレーム抽出部２６１は、フレームＡの画素値からフレームＢの画素値を減算した値が所定の閾値以下であるか否かを判定する。同様に、フレーム抽出部２６１は、時系列的に前後する２つのフレームの前のフレームの画素値から後ろのフレームの画素値を減算し、減算した値が所定の閾値以下であるか否かを判定する。

ここで、フレームＥの画素値からフレームＦの画素値を減算した値が所定の閾値以下であった場合、フレーム抽出部２６１は、フレームＥを基準フレームとして抽出する。すなわち、フレーム抽出部２６１は、残留造影剤を含むすべての造影剤が流れきった直後のフレームを抽出する。なお、フレーム間の画素値の減算及び値と閾値の比較は、同一画素における画素値を減算して閾値と比較する処理であれば、どのような処理でもよい。すなわち、例えば、すべての画素において画素値を減算した後、算出したすべての値の平均値を所定の閾値と比較する場合でもよく、或いは、所定の領域に含まれる画素において画素値を減算した後、算出したすべての値の平均値を所定の閾値と比較する場合でもよい。また、算出したすべての値をそれぞれ閾値と比較して、すべての値が閾値以下であるか否かを判定する場合であってもよい。

フレーム抽出部２６１は、上述した処理以外の処理によっても基準フレームを抽出することが可能である。例えば、フレーム抽出部２６１は、フレーム内の所定の領域の画素値が所定の閾値以下となるフレームを基準フレームとして抽出する。このとき、フレーム抽出部２６１は、まず、フレームの同一画素それぞれについて、１検査分のすべてのフレームにおける最大画素値を選択した場合に、値が所定の閾値以上となる領域を抽出する。

そして、フレーム抽出部２６１は、抽出した領域の画素値が所定の閾値以下となるフレームを基準フレームとして抽出する。すなわち、フレーム抽出部２６１は、まず、フレーム内から造影剤によって造影された血管領域を抽出して、抽出した血管領域の画素値が所定の閾値以下となるフレームを基準フレームとして抽出する。

図４に戻って、強調画像生成部２６２は、造影剤が投与された被検体の所定の領域が時系列に沿って撮影された画像のうち、所定の領域において造影剤が流れきった基準フレームと、基準フレームに連続して時系列上前に並ぶ第２のフレーム（以下、逆順フレームと記す）とを用いて、造影剤が残留した領域を強調させた強調画像を生成する。

具体的には、強調画像生成部２６２は、基準フレーム及び逆順フレームにおける同一画素の最大画素値によって画素それぞれを示すトレース処理によって強調画像を生成する。図６は、第１の実施形態に係る強調画像生成部２６２による処理の一例を説明するための図である。なお、図６においては、基準フレームであるフレームＡから画像が撮影された時系列の逆順にフレームＮまでを示す。また、図６においては、各フレームの残留造影剤を濃く示しているが、実際には、各フレームで観察される残留造影剤は薄いものである。

例えば、強調画像生成部２６２は、図６の（Ａ）に示す基準フレームであるフレームＡからフレームＦまでの各フレームに対して順次トレース処理を実行する。すなわち、強調画像生成部２６２は、図６の（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、まず、基準フレームであるフレームＡと、フレームＡの直前に撮影されたフレームＢ（逆順フレーム）との同一画素の画素値を比較して、最大となる画素値を当該画素の画素値とした強調画像Ｂ１を生成する。

そして、強調画像生成部２６２は、図６の（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、生成した強調画像Ｂ１と、フレームＢの直前に撮影されたフレームＣ（逆順フレーム）との同一画素の画素値を比較して、最大となる画素値を当該画素の画素値とした強調画像Ｃ１を生成する。このように、強調画像生成部２６２は、基準フレームから時系列の逆順にトレース処理を次々実行する。例えば、強調画像生成部２６２は、図６の（Ｂ）に示すように、造影剤の主流が流れた直後のフレームＦまでトレース処理を実行する。これにより、強調画像生成部２６２は、図６の（Ｃ）に示すように、造影剤が濃い部分を埋めあうような強調画像を生成することができる。

一般に、ステントグラフトと大動脈との間の隙間に流入した血液は流れを有しているため、造影剤の濃度も図６の（Ｂ）に示すように、ムラが生じる。強調画像生成部２６２は、トレース処理を実行することで、このようなムラを補完しあう強調画像を生成することができる。

図４に戻って、残留造影剤領域抽出部２６３は、強調画像生成部２６２によって生成された強調画像内の残留造影剤の領域を抽出する。具体的には、残留造影剤領域抽出部２６３は、強調画像の画素値プロファイルの変曲点の数、或いは、強調画像における画素値の分布に基づいて、強調画像内の残留造影剤の領域を抽出する。

図７は、第１の実施形態に係る残留造影剤領域抽出部２６３による処理の一例を説明するための図である。図７においては、プロファイルの変曲点の数に基づく造影剤領域の抽出について示す。なお、図７においては、左側にプロファイルを実行するフレームを示し、右側にフレームのプロファイル例を示す。例えば、残留造影剤領域抽出部２６３は、プロファイルの変曲点の数によって造影剤領域を抽出する場合には、まず、プロファイルを実行する位置を決定する。

一例を挙げると、残留造影剤領域抽出部２６３は、図７の左上の図に示すように、基準フレーム、或いは、造影剤が流れきった後のフレームから血液が流れこむ側のステントグラフトの端部（矢印４）を抽出する。そして、残留造影剤領域抽出部２６３は、図７の左上の図に示すように、抽出した端部を血管方向に対して垂直となる方向で通過するライン５でプロファイルを実行する。このとき、残留造影剤領域抽出部２６３は、ステントによるプロファイルの変曲点を除去する。そして、残留造影剤領域抽出部２６３は、変曲点の数を計数して、変曲点が複数ある場合に、残留造影剤領域があると判定する。例えば、残留造影剤領域抽出部２６３は、図７の右上の図において変曲点が１つであることから、残留造影剤領域を含まないと判定する。

残留造影剤領域抽出部２６３は、上述したプロファイルを強調画像生成部２６２によって生成された強調画像に対して順次実行することで、残留造影剤領域を抽出する。例えば、残留造影剤領域抽出部２６３は、基準フレームであるフレームＡのプロファイルをとった後、図７の左下の図に示すように、強調画像Ｂ１のライン５のプロファイルをとる。ここで、図７の右下の図に示すように、プロファイルの変曲点が２つあることから、残留造影剤領域抽出部２６３は、残留造影剤領域が含まれると判定して、プロファイルの位置から残留造影剤領域を抽出する。

なお、上述したプロファイルは、ステントの端部の領域（矢印４）について１回行う場合であってもよく、或いは、ステントの端部の領域（矢印４）について少しずつ位置をずらしながら複数のラインで実行される場合であってもよい。

また、残留造影剤領域抽出部２６３は、強調画像生成部２６２によって生成された強調画像それぞれの画素値の分布を解析することで残留造影剤領域を抽出することもできる。すなわち、残留造影剤領域抽出部２６３は、各フレーム内で周囲の画素値よりも高い画素値を有する所定の大きさの領域がある場合に、当該領域を残留造影剤領域として抽出する。

図４に戻って、システム制御部２１は、基準フレームの後に強調画像生成部２６２によって生成された強調画像を連続して表示部２３にて表示させる。具体的には、システム制御部２１は、基準フレームを開始画像として、強調画像生成部２６２によって生成された強調画像を生成された順に表示部２３にて表示する。言い換えると、システム制御部２１は、画像が撮影された時系列の逆である逆時系列で基準フレームから順に強調画像を表示させる。

図８は、第１の実施形態に係るシステム制御部２１による処理の一例を説明するための図である。なお、図８においては、図６におけるトレース処理によって生成された強調画像の逆時系列再生を示す。例えば、システム制御部２１は、図８の矢印に示すように、基準フレームであるフレームＡを開始画像として、フレームＢ１〜フレームＦ１を順に表示部２３に表示させる。すなわち、システム制御部２１は、トレース処理によって残留造影剤が強調されたフレームＢ１〜フレームＦ１を逆時系列順に表示部２３にて再生する。言い換えると、システム制御部２１は、フレームＡからフレームＦまでの動画像を再生する。これにより、Ｘ線診断装置１００は、残留造影剤が徐々に濃くなっていく動画像を表示することができ、観察者に造影剤の残留の有無を容易に判定させることが可能である。

なお、フレームＡからフレームＦ１までの表示方法は、上記した動画像による表示に限られず、例えば、表示されるフレームが所定の時間おきに切り替わるように表示する場合であってもよい。かかる場合においても、Ｘ線診断装置１００は、残留造影剤の領域が徐々に濃くなっていく画像を表示することができ、観察者に造影剤の残留の有無を容易に判定させることができる。

ここで、システム制御部２１は、残留造影剤領域抽出部２６３によって残留造影剤領域が抽出された場合に、図８に示すように、例えば、残留造影剤領域を丸６で囲んだ警告表示を行う。これにより、Ｘ線診断装置１００は、残留造影剤の有無を明示することができ、観察者に造影剤の残留の有無をより容易に判定させることが可能である。なお、図８に示す警告表示はあくまでも一例であり、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、システム制御部２１は、丸以外の形で残留造影剤領域を囲んでもよく、或いは、画像の色を変化させたり、テキスト表示させたりする場合であってもよい。

なお、上述した第１の実施形態における、基準フレームの決定、基準フレームを抽出する際の対象領域の決定、強調画像を生成する逆順フレームの数などは、観察者が入力部２２を介して任意に設定、操作することが可能である。

次に、図９を用いて、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００の処理について説明する。図９は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００による処理の手順を示すフローチャートである。図９に示すように、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００においては、強調画像表示モードであると（ステップＳ１０１肯定）、フレーム抽出部２６１は、対象のフレーム群から基準フレームを抽出する（ステップＳ１０２）。

そして、強調画像生成部２６２は、抽出された基準フレームから撮影時の時系列とは逆順に強調画像を生成する（ステップＳ１０３）。続いて、システム制御部２１は、基準フレームの画像から強調画像生成部２６２によって生成された生成順（逆時系列順）に強調画像を表示部２３に表示させる（ステップＳ１０４）。

ここで、残留造影剤領域抽出部２６３は、強調画像生成部２６２によって強調画像が生成されるごとに残留造影剤の抽出処理を実行する。そして、システム制御部２１は、残留造影剤領域抽出部２６３によって残留造影剤が抽出されたか否かを判定する（ステップＳ１０５）。

ここで、残留造影剤が抽出された場合には（ステップＳ１０５肯定）、システム制御部２１は、警告を表示して（ステップＳ１０６）、処理を終了する。一方、残留造影剤が抽出されなかった場合には（ステップＳ１０５否定）、システム制御部２１は、処理を終了する。なお、強調画像表示モードではない場合には（ステップＳ１０１否定）、Ｘ線診断装置１００は、造影画像を生成して表示し（ステップＳ１０７）、処理を終了する。

上述したように、第１の実施形態によれば、強調画像生成部２６２は、造影剤が投与された被検体の所定の領域が時系列に沿って撮影された複数のフレームのうち、所定の領域において造影剤が流れきった基準フレームと、基準フレームに連続して時系列上前に並ぶ逆順フレームとを用いて、造影剤が残留した領域を強調させた強調画像を生成する。そして、システム制御部２１は、基準フレームの後に強調画像を連続して表示部２３にて表示させる。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、残留造影剤が濃くなっていく画像を表示させることができ、造影剤の残留の有無を容易に判定することを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、強調画像生成部２６２は、複数の逆順フレームを時系列の逆順に用いて複数の強調画像を生成する。そして、システム制御部２１は、強調画像生成部２６２によって生成された複数の強調画像を、基準フレームの後に時系列の逆順に表示部２３にて表示させる。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、残留造影剤が徐々に濃くなっていく様子を示した動画像などを表示させることができ、造影剤の残留をより明確に判定することを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、強調画像生成部２６２は、基準フレーム及び逆順フレームにおける同一画素の最大画素値によって強調画像に含まれる画素それぞれを示すトレース処理を実行することにより強調画像を生成する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、残留造影剤の領域のみを徐々に濃くした画像を表示させることを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、フレーム抽出部２６１は、造影剤が投与された被検体の所定の領域が時系列に沿って撮影された複数のフレームから基準フレームを抽出する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、自動で基準フレームを抽出することを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、フレーム抽出部２６１は、造影剤が投与された被検体の所定の領域が時系列に沿って撮影された複数のフレームにおいて、時系列で連続するフレーム間の画素値の差が所定の閾値以下となる当該時系列で前となるフレームを基準フレームとして抽出する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、対象となるフレームの画素値に基づいて、基準フレームを抽出することができ、高精度で造影剤が流れきった画像を抽出することを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、フレーム抽出部２６１は、造影剤が投与された被検体の所定の領域が時系列に沿って撮影された複数のフレームにおいて、所定の領域の画素値が所定の閾値以下となるフレームを基準フレームとして抽出する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、所望の領域を基準フレームの抽出判定対象とすることを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、フレーム抽出部２６１は、複数のフレームにおいて、画素値が所定の閾値以上となる領域を所定の領域とする。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、造影剤が流れる領域のみを基準フレームの抽出判定対象とすることができ、処理速度を向上させるとともに、抽出の精度を向上させることを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、残留造影剤領域抽出部２６３は、強調画像生成部２６２によって生成された強調画像における画素値の分布解析、又は、強調画像のプロファイルにおける変曲点の数に基づいて、造影剤が残留した領域を抽出する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、残留造影剤の領域を自動で抽出することを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、残留造影剤領域抽出部２６３は、フレームに含まれるステントの端部を抽出して、抽出したステントの端部近傍のプロファイルを実行する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、ステントグラフトのエンドリークを抽出することを可能にする。

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、トレース処理により強調画像を生成する場合について説明した。第２の実施形態では、加算平均処理により強調画像を生成する場合について説明する。すなわち、第２の実施形態では、図４に示す強調画像生成部２６２の処理内容が異なる。以下、これを中心に説明する。

第２の実施形態に係る強調画像生成部２６２は、基準フレーム及び逆順フレームにおける同一画素の画素値を加算し、加算した画像の枚数で除算する加算平均処理を実行することにより前記強調画像を生成する。図１０は、第２の実施形態に係る強調画像生成部２６２による処理の一例を説明するための図である。なお、図１０においては、図６の（Ａ）に示すフレームＡ〜フレームＮに対して加算平均処理を実行する場合について示す。

例えば、強調画像生成部２６２は、図１０に示すように、フレームＡからフレームＦまでの６枚のフレームにおける同一画素の画素値を加算して、フレーム数の「６」で除算した強調画像を生成する。そして、強調画像生成部２６２は、図１０に示すように、フレームＮまでの順に加算平均処理を実行して、強調画像を生成する。すなわち、強調画像生成部２６２は、基準フレームから時系列とは逆順に１枚のフレームを加えるごとに加算平均処理を実行して、その都度強調画像を生成する。これにより、強調画像生成部２６２は、背景に対してよりコントラストが強調された強調画像を生成することができる。

システム制御部２１は、基準フレームを開始画像として、強調画像生成部２６２の加算平均処理によって生成された強調画像を生成順に表示部２３に表示させる。すなわち、システム制御部２１は、各フレームが生成された時系列とは逆の逆時系列順に強調画像を再生する。ここで、第２の実施形態に係るシステム制御部２１においても、上述した第１の実施形態と同様に、強調画像を動画像として表示することもでき、或いは、強調画像を所定の時間間隔で切り替えて表示することもできる。

上述したように、第２の実施形態によれば、強調画像生成部２６２は、基準フレーム及び逆順フレームにおける同一画素の画素値を加算し、加算したフレームの枚数で除算する加算平均処理を実行することにより強調画像を生成する。従って、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、背景に対するコントラストをより強調させた画像を、造影剤が徐々に濃くなっていくように表示させることができ、造影剤の残留の有無を容易に判定することを可能にする。

（第３の実施形態）
上述した第２の実施形態では、加算平均処理により強調画像を生成する場合について説明した。第３の実施形態では、加算平均処理に加重をかけて強調画像を生成する場合について説明する。すなわち、第３の実施形態では、図４に示す強調画像生成部２６２の処理内容が異なる。以下、これを中心に説明する。

第３の実施形態に係る強調画像生成部２６２は、加算平均処理を実行する場合に、基準フレームに対して最大の重み付けを実行し、逆順フレームに対して段階的に小さくした重み付けを実行する。図１１は、第３の実施形態に係る強調画像生成部２６２による処理の一例を説明するための図である。なお、図１１においては、図６の（Ａ）に示すフレームＡ〜フレームＮに対して加重した加算平均処理を実行する場合について示す。

例えば、強調画像生成部２６２は、図１１に示すように、フレームＡからフレームＦまでの６枚のフレームにおける同一画素の画素値を加算平均する際に、各画素値に係数α１〜αｎを積算する。ここで、係数α１〜αｎは、α１を最大値として徐々に小さい値となるように設定される。これにより、背景に残留造影剤以外の造影剤がある可能性の高いフレームに小さい係数をかけることができ、仮に背景に造影剤があったとしてもよりコントラストを強調させることができる。

そして、強調画像生成部２６２は、図１１に示すように、フレームＮまでの順に加重をした加算平均処理を実行して、強調画像を生成する。すなわち、強調画像生成部２６２は、基準フレームから時系列とは逆順に１枚のフレームを加えるごとに、徐々に小さくした係数を加重した加算平均処理を実行して、その都度強調画像を生成する。これにより、強調画像生成部２６２は、背景に対してさらにコントラストが強調された強調画像を生成することができる。

システム制御部２１は、基準フレームを開始画像として、強調画像生成部２６２の加重した加算平均処理によって生成された強調画像を生成順に表示部２３に表示させる。すなわち、システム制御部２１は、各フレームが生成された時系列とは逆の逆時系列順に、加算平均処理によって生成された強調画像を再生する。ここで、第２の実施形態に係るシステム制御部２１においても、上述した第１の実施形態と同様に、強調画像を動画像として表示することもでき、或いは、強調画像を所定の時間間隔で切り替えて表示することもできる。

上述したように、第３の実施形態によれば、強調画像生成部２６２は、加算平均処理を実行する場合に、基準フレームに対して最大の重み付けを実行し、逆順フレームに対して段階的に小さくした重み付けを実行する。従って、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、背景に対するコントラストをさらに強調させた画像を、造影剤が徐々に濃くなっていくように表示させることができ、造影剤の残留の有無を容易に判定することを可能にする。

（第４の実施形態）
さて、これまで第１の実施形態について説明したが、上述した第１の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。

上述した第１〜第３の実施形態では、残留造影剤を観察する例としてステントグラフトのエンドリークを観察する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、残留造影剤を観察する検査であればどのような検査にも用いることができる。

上述した第１〜第３の実施形態では、Ｘ線診断装置が強調画像を生成する場合について説明したが、上述した処理は、ワークステーションなどの画像処理装置によって実行される場合であってもよい。かかる場合には、例えば、ネットワークを介してＸ線診断装置や、画像保管装置などと接続されたワークステーションが、Ｘ線診断装置や、画像保管装置などから画像データを取得する。そして、ワークステーションは、取得した画像データを用いて上述した処理を実行する。

以上説明したとおり、第１〜４の実施形態によれば、本実施形態のＸ線診断装置及び画像処理装置は、造影剤の残留の有無を容易に判定することを可能にする。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

２１ システム制御部
２２ 入力部
２３ 表示部
２６ 画像処理部
１００ Ｘ線診断装置
２６１ フレーム抽出部
２６２ 強調画像生成部
２６３ 残留造影剤領域抽出部

Claims (11)

1. 造影剤が投与された被検体の所定の領域が時系列に沿って撮影された複数のＸ線画像のうち、前記所定の領域において前記造影剤が流れきった第１の画像と、前記第１の画像に連続して時系列上前に並ぶ第２の画像とを用いて、前記造影剤が残留した領域を強調させた強調画像を生成する強調画像生成手段と、
   前記第１の画像の後に前記強調画像を連続して所定の表示部にて表示させる表示制御手段と、
   を備えたことを特徴とするＸ線診断装置。
2. 前記強調画像生成手段は、複数の前記第２の画像を前記時系列の逆順に用いて複数の強調画像を生成し、
   前記表示制御手段は、前記強調画像生成手段によって生成された前記複数の強調画像を、前記第１の画像の後に前記時系列の逆順に所定の表示部にて表示させることを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
3. 前記強調画像生成手段は、前記第１の画像及び前記第２の画像における同一画素の最大画素値によって前記強調画像に含まれる画素それぞれを示すトレース処理、又は、前記第１の画像及び前記第２の画像における同一画素の画素値を加算し、加算した画像の枚数で除算する加算平均処理を実行することにより前記強調画像を生成することを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線診断装置。
4. 前記強調画像生成手段は、前記加算平均処理を実行する場合に、前記第１の画像に対して最大の重み付けを実行し、前記第２の画像に対して段階的に小さくした重み付けを実行することを特徴とする請求項３に記載のＸ線診断装置。
5. 前記造影剤が投与された被検体の所定の領域が時系列に沿って撮影された複数のＸ線画像から前記第１の画像を抽出する抽出手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のＸ線診断装置。
6. 前記抽出手段は、造影剤が投与された被検体の所定の領域が時系列に沿って撮影された複数のＸ線画像において、前記時系列で連続するＸ線画像間の画素値の差が所定の閾値以下となる当該時系列で前となるＸ線画像を前記第１の画像として抽出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のＸ線診断装置。
7. 前記抽出手段は、造影剤が投与された被検体の所定の領域が時系列に沿って撮影された複数のＸ線画像において、所定の領域の画素値が所定の閾値以下となるＸ線画像を前記第１の画像として抽出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のＸ線診断装置。
8. 前記抽出手段は、前記複数のＸ線画像において、前記画素値が所定の閾値以上となる領域を前記所定の領域とすることを特徴とする請求項７に記載のＸ線診断装置。
9. 前記強調画像生成手段によって生成された強調画像における画素値の分布解析、又は、前記強調画像のプロファイルにおける変曲点の数に基づいて、前記造影剤が残留した領域を抽出する残留造影剤領域抽出手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のＸ線診断装置。
10. 前記残留造影剤領域抽出手段は、前記Ｘ線画像に含まれるステントの端部を抽出して、抽出したステントの端部近傍のプロファイルを実行することを特徴とする請求項９に記載のＸ線診断装置。
11. 造影剤が投与された被検体の所定の領域が時系列に沿って撮影された複数のＸ線画像のうち、前記所定の領域において前記造影剤が流れきった第１の画像と、前記第１の画像に連続して時系列上前に並ぶ第２の画像とを用いて、前記造影剤が残留した領域を強調させた強調画像を生成する強調画像生成手段と、
    前記第１の画像の後に前記強調画像を連続して所定の表示部にて表示させる表示制御手段と、
    を備えたことを特徴とする画像処理装置。