JP2015112293A - Medical image processor and x-ray diagnostic device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a medical image processor capable of removing unerased remains (artifact) other than a blood vessel due to a three-dimensional movement from a difference image even though the movement of a subject exists.SOLUTION: The medical image processor of this embodiment includes a difference image generation part for performing difference processing of a mask image picked up before inputting a contrast medium into a subject and a contrast image picked up after inputting the contrast medium to generate a difference image, a white and black pair determination part for determining whether a pair of a white part and a black part exists within the predetermined range of the difference image when a part in which a pixel value is higher than a prescribed first threshold is made to be the white part and a part in which a pixel value is lower than a prescribed second threshold is made to be the black part on the difference image, and a removal processing part for removing pixels of the white part from the difference image in the case that the pair of a white part and a black part exists.

Description

本発明の一態様としての本実施形態は医用画像処理装置及びX線診断装置に関する。   The present embodiment as one aspect of the present invention relates to a medical image processing apparatus and an X-ray diagnostic apparatus.

従来から、同一被検体に対して撮像時期が異なる2以上の画像を比較読影し、両画像間の差異に基づいて被検体の検査を行うことが行われている(例えば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, two or more images with different imaging timings are compared and read for the same subject, and the subject is inspected based on the difference between the two images (see, for example, Patent Document 1). .

また、X線医用画像診断の分野では、被検体の血管の閉塞状態や開通状態等を診断するために造影剤を用いた撮像が行われている。この種の造影剤撮像では、造影剤を注入する前に撮像した画像(以下、マスク画像と呼ぶ)と、造影剤を注入した後に撮像した画像(以下、コントラスト画像と呼ぶ)との間で差分処理を行って差分画像を生成する手法がしばしば用いられている。   In the field of X-ray medical image diagnosis, imaging using a contrast agent is performed in order to diagnose the occlusion state or open state of a blood vessel of a subject. In this type of contrast agent imaging, there is a difference between an image captured before injection of the contrast agent (hereinafter referred to as a mask image) and an image captured after injection of the contrast agent (hereinafter referred to as a contrast image). A method of generating a difference image by performing processing is often used.

差分画像では、造影剤の投入前後で輝度がほとんど変化しない骨部や実質部が消去される一方、造影剤投入の前後で輝度が変化する血管部を目立たせることができる。このため、差分画像は造影剤投入後の血管を観察する上で非常に有用である。なお、この造影剤投入前後の差分画像から血管画像を得る手法を、DSA(Digital Subtraction Angiography)と呼ぶ。   In the difference image, the bone part and the substantial part where the luminance hardly changes before and after the injection of the contrast agent are erased, while the blood vessel part whose luminance changes before and after the injection of the contrast agent can be made conspicuous. For this reason, the difference image is very useful for observing the blood vessel after the contrast medium is introduced. A technique for obtaining a blood vessel image from the difference images before and after the contrast medium is introduced is called DSA (Digital Subtraction Angiography).

特開2002−157593号公報JP 2002-157593 A

差分画像において骨部等の背景を完全に消去するためには、マスク画像の撮像時と、コントラスト画像の撮像時において、被検体に全く動きが無いことが前提条件となる。しかしながら、現実には、マスク画像の撮像時とコントラスト画像の撮像時との間で被検体(患者)には何らかの動きがあり、この動きによってマスク画像とコントラスト画像との位置ずれが生じる。位置ずれが生じると、差分画像において骨部等の背景(血管以外の部分)が、位置ずれした分だけ消え残ることになり、この消え残りが差分画像におけるアーチファクトとなる。   In order to completely erase the background such as the bone in the difference image, it is a precondition that the subject does not move at all when the mask image is captured and the contrast image is captured. However, in reality, there is some movement of the subject (patient) between when the mask image is captured and when the contrast image is captured, and this movement causes a positional shift between the mask image and the contrast image. When the position shift occurs, the background (part other than the blood vessel) such as a bone portion disappears in the difference image as much as the position shift occurs, and this disappearance becomes an artifact in the difference image.

このアーチファクトを低減するために、マスク画像とコントラスト画像のいずれか一方の画像を上下左右方向に移動させて、或いは回転移動させて位置合わせする手法が用いられている。しかしながら、被検体の動きは、マスク画像やコントラスト画像の投影面に平行な方向の動き(2次元面内での平行移動や回転移動)だけではなく、ねじれ等を伴う3次元的な動きであるのが一般的である。そして、マスク画像やコントラスト画像は、このような3次元的な動きが2次元面内に投影された画像である。このため、マスク画像やコントラスト画像を上下左右方向に平行移動させたり、回転移動させたりするだけでは、位置ずれによる消え残り(アーチファクト)を完全には除去することができない。   In order to reduce this artifact, a technique is used in which one of the mask image and the contrast image is moved in the vertical and horizontal directions, or is rotated and aligned. However, the movement of the subject is not only a movement in a direction parallel to the projection plane of the mask image or contrast image (a parallel movement or a rotational movement in a two-dimensional plane), but also a three-dimensional movement accompanied by a twist or the like. It is common. The mask image and the contrast image are images in which such a three-dimensional movement is projected in a two-dimensional plane. For this reason, it is not possible to completely eliminate the disappearance (artifact) due to the positional deviation simply by translating the mask image and the contrast image in the vertical and horizontal directions or by rotating the mask image.

そこで、被検体の3次元的な動きがあったとしても、この動きによる血管以外の消え残り(アーチファクト)を差分画像から除去することができる医用画像処理装置及びX線診断装置が要望されている。   Therefore, there is a need for a medical image processing apparatus and an X-ray diagnostic apparatus that can remove unremoved artifacts (artifacts) other than blood vessels due to this movement from the difference image even if the subject has a three-dimensional movement. .

本実施形態の医用画像処理装置は、被検体に造影剤を投入する前に撮像したマスク画像と、前記造影剤の投入後に撮像したコントラスト画像とを差分処理して差分画像を生成する差分画像生成部と、前記差分画像上において、画素値が所定の第1の閾値よりも高い部位を白部とし、画素値が所定の第2の閾値よりも低い部位を黒部とするとき、前記差分画像の所定範囲内に前記白部と前記黒部のペアが存在するか否かを判定する白黒ペア判定部と、前記白黒ペアが存在する場合、前記差分画像から前記白部の画素を除去する除去処理部と、備えたことを特徴とする。   The medical image processing apparatus according to the present embodiment generates a difference image by performing a difference process between a mask image captured before injection of a contrast agent into a subject and a contrast image acquired after injection of the contrast agent. And a portion of the difference image having a pixel value higher than a predetermined first threshold value as a white portion, and a portion having a pixel value lower than the predetermined second threshold value as a black portion. A black and white pair determination unit that determines whether or not the white portion and the black portion pair exist within a predetermined range, and a removal processing portion that removes the white portion pixel from the difference image when the black and white pair exists. It is characterized by having provided.

本実施形態のX線診断装置の外観構造を示す概略図。Schematic which shows the external appearance structure of the X-ray diagnostic apparatus of this embodiment. 床置き式Cアームのみを有する方式のX線診断装置のより具体的な構成例を示す図。The figure which shows the more specific structural example of the X-ray diagnostic apparatus of the system which has only a floor-standing type C arm. 医用画像処理装置の機能構成例を示す機能ブロック図。The functional block diagram which shows the function structural example of a medical image processing apparatus. 本実施形態に係る医用画像処理装置の動作の一例を示すフローチャート。6 is a flowchart showing an example of the operation of the medical image processing apparatus according to the present embodiment. 従来の医用画像処理装置での位置合わせ方法を説明する図。The figure explaining the position alignment method in the conventional medical image processing apparatus. 従来の医用画像処理装置での位置合わせ方法の問題点を説明する図。The figure explaining the problem of the alignment method in the conventional medical image processing apparatus. 本実施形態に係る医用画像処理装置の第1の実施形態の仮想直線の設定及び白部と黒部とを説明した図。The figure explaining the setting of the virtual straight line of the 1st Embodiment of the medical image processing apparatus which concerns on this embodiment, and the white part and the black part. 本実施形態に係る医用画像処理装置の第1の実施形態の白黒ペア判定部における判定方法を説明した図。The figure explaining the determination method in the black-and-white pair determination part of 1st Embodiment of the medical image processing apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る医用画像処理装置の第1の実施形態の除去処理部の処理を説明した図。The figure explaining the process of the removal process part of 1st Embodiment of the medical image processing apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る医用画像処理装置の第1の実施形態において、差分画像に複数の方向の仮想直線を設定する例を説明した図。The figure explaining the example which sets the virtual straight line of several directions to a difference image in 1st Embodiment of the medical image processing apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る医用画像処理装置の第2の実施形態の差分画像への仮想帯状領域の設定を説明した図。The figure explaining the setting of the virtual strip | belt-shaped area | region to the difference image of 2nd Embodiment of the medical image processing apparatus which concerns on this embodiment.

本実施形態の医用画像処理装置及びX線診断装置について、添付図面を参照して説明する。   A medical image processing apparatus and an X-ray diagnostic apparatus according to this embodiment will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は、本実施形態の医用画像処理装置1を含むX線診断装置2の外観構造を示す。図1に示すX線診断装置2は、天井走行式Ωアーム及び床置き式Cアームを備える、所謂バイプレーン型のX線診断装置2である。   FIG. 1 shows an external structure of an X-ray diagnostic apparatus 2 including a medical image processing apparatus 1 of the present embodiment. The X-ray diagnostic apparatus 2 shown in FIG. 1 is a so-called biplane type X-ray diagnostic apparatus 2 including an overhead traveling Ω arm and a floor-standing C arm.

X線診断装置2は、床置き式Cアーム20を保持する保持装置21、天井走行式Ωアーム23を保持する天井機構24、画像モニタ25、寝台装置26、操作制御部27、医用画像処理装置1(図1では図示を省略)等を備えている。   The X-ray diagnostic apparatus 2 includes a holding device 21 that holds a floor-mounted C-arm 20, a ceiling mechanism 24 that holds an overhead traveling Ω arm 23, an image monitor 25, a bed device 26, an operation control unit 27, and a medical image processing device. 1 (not shown in FIG. 1).

実施形態のX線診断装置2は、図1の構成に限定されるものではなく、床置き式Cアーム20のみ、或いは天井走行式Ωアーム23のみを備える構成でもよい。   The X-ray diagnostic apparatus 2 of the embodiment is not limited to the configuration of FIG. 1, and may be configured to include only the floor-standing C arm 20 or only the ceiling traveling type Ω arm 23.

図2は、床置き式Cアーム20のみを有する方式のX線診断装置2のより具体的な構成例を示す図である。図2に示すように、Cアーム20の下方側にはX線照射装置200が設けられ、Cアーム20の上方側にはX線検出装置210が設けられている。   FIG. 2 is a diagram illustrating a more specific configuration example of the X-ray diagnostic apparatus 2 of a system having only the floor-standing C-arm 20. As shown in FIG. 2, an X-ray irradiation device 200 is provided below the C arm 20, and an X-ray detection device 210 is provided above the C arm 20.

X線照射装置200は、X線管(X線源)201と可動絞り装置202とを有して構成されている。X線管201は、高電圧供給装置203から高電圧電力の供給を受けて、高電圧電力の条件に応じてX線を発生する。X線管201によって発生したX線は、寝台装置26の天板261に横臥する被検体Sを透過して、Cアーム20の上部にあるX線検出装置210に達する。   The X-ray irradiation apparatus 200 includes an X-ray tube (X-ray source) 201 and a movable diaphragm device 202. The X-ray tube 201 receives supply of high voltage power from the high voltage supply device 203 and generates X-rays according to the conditions of high voltage power. X-rays generated by the X-ray tube 201 pass through the subject S lying on the top plate 261 of the bed apparatus 26 and reach the X-ray detection apparatus 210 at the top of the C arm 20.

X線検出装置210は、FPD(平面検出器:flat panel detector)211及びA/D(analog to degital)変換回路212を備えている。FPD211で検出されたX線は電気信号に変化され、さらにA/D変換回路212によってデジタル化され、医用画像処理装置1に送られる。   The X-ray detection apparatus 210 includes an FPD (Flat Panel Detector) 211 and an A / D (analog to digital) conversion circuit 212. The X-ray detected by the FPD 211 is converted into an electric signal, further digitized by the A / D conversion circuit 212, and sent to the medical image processing apparatus 1.

操作制御部27は、図示しない操作パネルを介したユーザの操作によって、或いは医用画像処理装置1からの指示に応じて、Cアーム20や寝台装置26を駆動する他、X線照射装置200やX線検出装置210を制御する。   The operation control unit 27 drives the C arm 20 and the couch device 26 by a user operation via an operation panel (not shown) or in response to an instruction from the medical image processing apparatus 1, as well as the X-ray irradiation apparatus 200 and X The line detector 210 is controlled.

なお、X線診断装置2から医用画像処理装置1を除いた構成により、X線診断部3を構成する。   Note that the X-ray diagnostic unit 3 is configured by a configuration obtained by removing the medical image processing apparatus 1 from the X-ray diagnostic apparatus 2.

図3は、医用画像処理装置1の機能構成例を示す機能ブロック図である。図3に示す各機能は、医用画像処理装置1が具備するプロセッサに所定のプログラムを実行させることによるソフトウェア処理で実現することができる。この他、各機能はASIC等のハードウェアで実現しても良いし、ハードウェアによる処理とソフトウェア処理とを組み合わせて実現してもよい。   FIG. 3 is a functional block diagram illustrating a functional configuration example of the medical image processing apparatus 1. Each function shown in FIG. 3 can be realized by software processing by causing a processor included in the medical image processing apparatus 1 to execute a predetermined program. In addition, each function may be realized by hardware such as ASIC, or may be realized by combining hardware processing and software processing.

図3に示すように、医用画像処理装置1は、X線画像生成部110、X線画像記憶部120、差分画像生成部130、ピクセルシフト処理部140、白黒ペア判定部150、除去処理部160、表示部170の機能を有する。   As illustrated in FIG. 3, the medical image processing apparatus 1 includes an X-ray image generation unit 110, an X-ray image storage unit 120, a difference image generation unit 130, a pixel shift processing unit 140, a monochrome pair determination unit 150, and a removal processing unit 160. The function of the display unit 170 is provided.

X線画像生成部110は、X線検出装置210で検出され、A/D変換回路212によってデジタル化されたX線信号に基づき、X線画像を生成する。X線画像生成部110で生成されるX線画像には、造影剤を注入する前に撮像した、マスク画像と、造影剤を注入した後に撮像したコントラスト画像とがある。   The X-ray image generation unit 110 generates an X-ray image based on the X-ray signal detected by the X-ray detection device 210 and digitized by the A / D conversion circuit 212. The X-ray image generated by the X-ray image generation unit 110 includes a mask image captured before injecting the contrast agent and a contrast image captured after injecting the contrast agent.

X線画像記憶部120は、X線画像生成部110で生成したマスク画像とコントラスト画像とを記憶する。   The X-ray image storage unit 120 stores the mask image and contrast image generated by the X-ray image generation unit 110.

差分画像生成部130は、X線画像記憶部120からマスク画像とコントラスト画像とを取得し、マスク画像とコントラスト画像との間で差分処理を行って差分画像を生成する。   The difference image generation unit 130 acquires a mask image and a contrast image from the X-ray image storage unit 120, and performs a difference process between the mask image and the contrast image to generate a difference image.

ピクセルシフト処理部140は、差分画像生成部130を生成する際に、マスク画像とコントラスト画像の2次元的な位置ずれを補正する、ピクセルシフト処理を行う。ピクセルシフト処理については後述する。   The pixel shift processing unit 140 performs pixel shift processing for correcting a two-dimensional positional shift between the mask image and the contrast image when generating the difference image generation unit 130. The pixel shift process will be described later.

白黒ペア判定部150は、ピクセルシフト処理部140で処理した差分画像に、アーチファクトが残存している場合、そのアーチファクトを検出するための白黒ペア判定を行う。白黒ペア判定については後述する。   When the artifact remains in the difference image processed by the pixel shift processing unit 140, the monochrome pair determination unit 150 performs monochrome pair determination for detecting the artifact. The monochrome pair determination will be described later.

除去処理部160は、白黒ペア判定部150で検出したアーチファクトを取り除く処理を行う。白黒ペア判定に基づきアーチファクトを取り除く処理については後述する。   The removal processing unit 160 performs processing to remove the artifact detected by the black and white pair determination unit 150. Processing for removing artifacts based on the black and white pair determination will be described later.

表示部170は、たとえば液晶ディスプレイやOLED(Organic Light Emitting Diode)ディスプレイなどの一般的な表示出力装置により構成され、差分画像生成部130、ピクセルシフト処理部140、除去処理部160、で処理された画像がそれぞれ表示される。   The display unit 170 includes a general display output device such as a liquid crystal display or an OLED (Organic Light Emitting Diode) display, and is processed by the difference image generation unit 130, the pixel shift processing unit 140, and the removal processing unit 160. Each image is displayed.

図4は、本実施形態に係る医用画像処理装置1の動作の一例を示すフローチャートである。   FIG. 4 is a flowchart showing an example of the operation of the medical image processing apparatus 1 according to the present embodiment.

S101では、X線画像生成部110が造影剤投入前のX線画像であるマスク画像を生成し、X線画像記憶部120に格納する。   In S <b> 101, the X-ray image generation unit 110 generates a mask image that is an X-ray image before the contrast agent is input, and stores the mask image in the X-ray image storage unit 120.

S103では、X線画像生成部110が造影剤投入後のX線画像であるコントラスト画像を生成し、X線画像記憶部120に格納する。   In step S <b> 103, the X-ray image generation unit 110 generates a contrast image that is an X-ray image after the contrast agent is charged and stores the contrast image in the X-ray image storage unit 120.

S105では、ピクセルシフト処理部140が、X線画像記憶部120から取得したマスク画像とコントラスト画像の位置ずれを補正するピクセルシフト処理を行う。マスク画像とコントラスト画像の位置ずれによって生じるアーチファクトはミスレジストレーションアーチファクトと呼ばれる(以下、ミスレジアーチファクトと略称する)。ミスレジアーチファクトは、マスク画像とコントラスト画像とで位置ずれが生じている部位の輪郭部分に生じる。   In S <b> 105, the pixel shift processing unit 140 performs pixel shift processing that corrects the positional deviation between the mask image acquired from the X-ray image storage unit 120 and the contrast image. Artifacts caused by misalignment between the mask image and the contrast image are called misregistration artifacts (hereinafter abbreviated as misregistration artifacts). Misregistration artifacts occur in the contour portion of the portion where the positional deviation occurs between the mask image and the contrast image.

S107では、差分画像生成部130がマスク画像とコントラスト画像とを差分処理して差分画像を生成し、表示部170に表示する。   In step S <b> 107, the difference image generation unit 130 generates a difference image by performing difference processing between the mask image and the contrast image, and displays the difference image on the display unit 170.

図5は、従来の医用画像処理装置での位置合わせ方法を説明する図である。図5では、骨部と血管部が投影されたX線画像を取得した例を示している。図5(a)は、造影剤投入前の「マスク画像A」を示しており、図5(b)は、造影剤投入後の「コントラスト画像B」を示している。図5(a)は造影剤投入前であるため、血管部は破線で示すように、X線画像に投影されない。一方、図5(b)は造影剤投入後であるため、血管部は実線で示すように、X線画像に投影されており、骨部と血管部の双方が黒く投影される。このように、X線を透過しにくい部分は画素値が小さな信号として黒く投影される。血管を造影する検査では、造影箇所のみを観察するために、造影剤投入前の画像(マスク画像)から造影剤投入後の画像(コントラスト画像)を差し引き、血管部以外の部分(たとえば、骨部)を除去した画像を取得する。   FIG. 5 is a diagram for explaining an alignment method in a conventional medical image processing apparatus. FIG. 5 shows an example in which an X-ray image in which a bone part and a blood vessel part are projected is acquired. FIG. 5A shows a “mask image A” before contrast medium injection, and FIG. 5B shows a “contrast image B” after contrast medium injection. Since FIG. 5A is before the contrast medium is charged, the blood vessel portion is not projected onto the X-ray image as indicated by a broken line. On the other hand, since FIG. 5B is after the contrast medium is charged, the blood vessel part is projected on the X-ray image as shown by the solid line, and both the bone part and the blood vessel part are projected in black. In this way, the portion that is difficult to transmit X-rays is projected in black as a signal having a small pixel value. In the examination for contrasting blood vessels, in order to observe only the contrasted part, the image after contrast medium injection (contrast image) is subtracted from the image before contrast medium injection (mask image), and the part other than the blood vessel part (for example, bone part) ) Is removed.

造影剤が撮像領域に到達するには一定の時間が必要である。そのため、それぞれの画像を取得する間に被検体Sの体動などにより、撮像位置がずれる場合がある。図5(b)では、「コントラスト画像B」における骨部と血管部の画像(いずれも黒く描画されている)の他、「マスク画像A」の撮像時と「コントラスト画像B」の撮像時との間で位置ずれが生じたことを示すために、「マスク画像A」における骨部と血管部の位置を破線で参考表示している(破線が「コントラスト画像B」に実際に表示されるわけではない)。   A certain time is required for the contrast agent to reach the imaging region. Therefore, there are cases where the imaging position is shifted due to the body movement of the subject S while acquiring each image. In FIG. 5B, in addition to the images of the bone and blood vessels in the “contrast image B” (both drawn in black), the “mask image A” and the “contrast image B” are imaged. In order to show that a positional shift has occurred between the two, the positions of the bone part and the blood vessel part in the “mask image A” are indicated by a broken line for reference (the broken line is actually displayed in the “contrast image B”). is not).

図5(b)では、「マスク画像A」の撮像時と、「コントラスト画像B」の撮像時との間で、被検体Sが矢印Xで示した方向に投影面に沿って平行移動した例を示している。   In FIG. 5B, an example in which the subject S is translated along the projection plane in the direction indicated by the arrow X between the time of capturing the “mask image A” and the time of capturing the “contrast image B”. Is shown.

図5(c)は、図5(a)の「マスク画像A」と、位置ずれが生じた図5(b)の「コントラスト画像」とを位置ずれ補正等の処理を行うことなくそのまま差分処理して生成した差分画像(A−B)を示している。   FIG. 5C shows the difference processing between the “mask image A” in FIG. 5A and the “contrast image” in FIG. 5B in which the positional deviation has occurred without performing positional deviation correction or the like. The difference image (AB) generated in this way is shown.

なお、以下の説明では、造影剤投入前の画像(マスク画像A)から造影剤投入後の画像(コントラスト画像B)を減算した差分画像(A−B)を生成するものとして説明するが、逆に、造影剤投入後の画像(コントラスト画像B)から造影剤投入前の画像(マスク画像A)を減算して差分画像(B−A)を生成しても良い。   In the following description, it is assumed that a difference image (AB) is generated by subtracting the image after contrast medium injection (contrast image B) from the image before contrast medium injection (mask image A). Alternatively, the difference image (B-A) may be generated by subtracting the image (mask image A) before contrast medium injection from the image after contrast medium injection (contrast image B).

図5(a)のマスク画像Aの撮像時には血管に造影剤が投入されていないため、マスク画像Aの画素値はほぼ背景と等価となる。このため、差分画像(A−B)の血管部においては、「コントラスト画像B」に描画された血管部の黒部(低い画素値)だけが反映された白部のみの画像となる。つまり、位置ずれがあったとしても、差分画像(A−B)上の血管部では、位置ずれによるミスレジアーチファクトは発生しない。   When the mask image A in FIG. 5A is imaged, no contrast agent is introduced into the blood vessel, so that the pixel value of the mask image A is substantially equivalent to the background. For this reason, in the blood vessel portion of the difference image (AB), only the white portion image in which only the black portion (low pixel value) of the blood vessel portion drawn in the “contrast image B” is reflected. That is, even if there is a position shift, no misregistration artifact due to the position shift occurs in the blood vessel portion on the difference image (AB).

これに対して、図5(a)及び図5(b)に示すように、骨部は、造影剤投入の前後のいずれにおいても、黒い画像(即ち、低い画素値をもつ画像)として描画される。このため、「マスク画像A」と「コントラスト画像B」との間に位置ずれが発生すると、差分画像(A−B)では骨部の一部が除去されないことになる。つまり、図5(c)に示したように、「マスク画像A」の骨部と「コントラスト画像B」骨部とが重ならない部分が白く、或いは黒く表示されることになる。このように、体動により生じた位置ずれによって、コントラスト画像から除去できない部分が生じると、差分画像に白色或いは黒色のミスレジアーチファクトが混入することになる。差分画像上では、血管部が白色で描画されるため、特に白色のミスレジアーチファクトが存在すると読影する際に観察対象である血管部を正しく判別できなくなる。   In contrast, as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), the bone portion is rendered as a black image (that is, an image having a low pixel value) both before and after the contrast medium is introduced. The For this reason, if a positional shift occurs between the “mask image A” and the “contrast image B”, a part of the bone portion is not removed in the difference image (AB). That is, as shown in FIG. 5C, a portion where the bone portion of the “mask image A” and the bone portion of the “contrast image B” do not overlap is displayed in white or black. As described above, when a portion that cannot be removed from the contrast image is generated due to the position shift caused by the body movement, white or black misregistration artifacts are mixed into the difference image. On the difference image, since the blood vessel portion is drawn in white, particularly when a white misregistration artifact exists, it becomes impossible to correctly determine the blood vessel portion to be observed at the time of interpretation.

そこで、差分画像を生成する際に、取得したコントラスト画像及びマスク画像のいずれか一方の位置に合わせて、他方の画像を上下あるいは左右方向に平行移動させて、或いは回転移動させて、2つの画像を幾何学的に位置合わせする処理を行う。このような位置合わせ処理をピクセルシフト処理と呼んでいる。図5(c)に示した例では、「コントラスト画像B」時と「マスク画像A」時とで被検体Sは矢印Xの方向に平行移動していることから、「コントラスト画像B」を矢印Xと逆方向に同じだけ平行移動させた「コントラスト画像B’」を生成し、「マスク画像A」と重ね合わせることで位置ずれを解消することができる。このように、ピクセルシフト処理は、撮像位置のずれを補正することで被検体Sの体動による2次元的な画像のずれを補正することができる。   Therefore, when generating the difference image, the other image is translated in the vertical and horizontal directions or rotated in accordance with the position of one of the acquired contrast image and mask image, and two images are obtained. To perform geometric alignment. Such alignment processing is called pixel shift processing. In the example shown in FIG. 5C, the subject S moves in the direction of the arrow X between the “contrast image B” and the “mask image A”. A “contrast image B ′” that is translated by the same amount in the opposite direction to X is generated and superimposed on the “mask image A” to eliminate the positional deviation. As described above, the pixel shift processing can correct a two-dimensional image shift due to the body movement of the subject S by correcting the shift of the imaging position.

ピクセルシフト処理は、公知の位置合わせ技術を用いて装置が自動的に行ってもよいし、表示部170に「マスク画像A」と「コントラスト画像B」とを表示させ、ユーザが一方の画像をマウス等のポインティングデバイスを利用して平行移動や回転移動をさせ、手動で位置合わせしてもよい。   The pixel shift process may be automatically performed by the apparatus using a known alignment technique, or the display unit 170 displays “mask image A” and “contrast image B”, and the user selects one image. Manual positioning may be performed by using a pointing device such as a mouse for parallel movement or rotational movement.

図5(d)は、図5(b)で取得したコントラスト画像Bをマスク画像Aの位置に合わせてピクセルシフト処理を施した「コントラスト画像B’」と、「マスク画像A」との差分画像を示している。図5(d)では、図5(c)で観察されるような骨部のミスレジアーチファクトが差分画像から除去されていることがわかる。   FIG. 5D shows a difference image between “contrast image B ′” obtained by subjecting the contrast image B acquired in FIG. 5B to pixel mask processing according to the position of the mask image A and “mask image A”. Is shown. In FIG. 5D, it can be seen that the bone misregistration artifacts as observed in FIG. 5C are removed from the difference image.

しかしながら、被検体Sの体動は、マスク画像やコントラスト画像の投影面に平行な方向の動き(2次元面内での平行移動や回転移動)だけではなく、ねじれ等を伴う3次元的な動きであるのが一般的である。   However, the body movement of the subject S is not only a movement in a direction parallel to the projection plane of the mask image or the contrast image (a parallel movement or a rotational movement in a two-dimensional plane) but also a three-dimensional movement accompanied by a twist or the like. It is common that.

図6は、このような3次元的な動きに起因するミスレジアーチファクトが、上記のピクセルシフト処理だけでは除去できないことを説明する図である。   FIG. 6 is a diagram for explaining that misregistration artifacts caused by such three-dimensional movement cannot be removed only by the pixel shift process.

図6(a)は、図5(a)と同様の「マスク画像A」である。図6(b)は「コントラスト画像B」である。図6(b)は、図6(a)の「マスク画像A」の撮像時に対して、「コントラスト画像B」の撮像時では、被検体Sは左側(矢印Xで示した方向)に投影面に沿って平行移動し、かつ、骨部の上部と下部の間の角度が矢印Yの方向に広がる動きを取っている。   FIG. 6A is a “mask image A” similar to FIG. FIG. 6B is a “contrast image B”. FIG. 6B shows the projection surface of the subject S on the left side (in the direction indicated by the arrow X) when the “contrast image B” is imaged, compared to the “mask image A” imaged in FIG. And the angle between the upper part and the lower part of the bone part spreads in the direction of arrow Y.

図6(c)は、位置ずれが生じた図6(a)の「マスク画像A」と、図6(b)の「コントラスト画像B」とをピクセルシフト処理を行わずに生成した差分画像(A−B)を示している。図6(c)の差分画像においては、図5(c)で示した差分画像よりも骨部下部の部分に大きなミスレジアーチファクトが観察される。   FIG. 6C shows a difference image (“mask image A” in FIG. 6A in which the positional deviation has occurred and “contrast image B” in FIG. 6B generated without performing pixel shift processing. A-B). In the difference image in FIG. 6C, a larger misregistration artifact is observed in the lower part of the bone than in the difference image shown in FIG.

一方、図6(d)は、図6(a)の「マスク画像A」と、図6(b)の「コントラスト画像B」にピクセルシフト処理を施した後の「コントラスト画像B’」と図6(a)の「マスク画像A」とを差分処理した差分画像(A−B’)を示している。図6(d)は「コントラスト画像B」を矢印Xと逆方向に平行移動させたピクセルシフト処理を施した「コントラスト画像B’」を用いた差分画像(A−B’)である。図6(d)の左上に示す骨部上部のミスレジアーチファクトはピクセルシフト処理により解消されたが、左下に示す骨部下部のミスレジアーチファクトは解消されていない。このように、ピクセルシフト処理は被検体Sの投影面に対して平行な動きによる位置ずれよって生じたミスレジアーチファクトは除去することができるものの、骨の関節部の回転等に起因する骨部全体の形状の変化(関節部の角度の変化)による位置ずれや、投影面に沿う方向とは異なる方向の3次元的な動きが2次元面内に投影されたことによる位置ずれよって生じたミスレジアーチファクトは除去することができない。   On the other hand, FIG. 6D shows “mask image A” in FIG. 6A and “contrast image B ′” after pixel shift processing is applied to “contrast image B” in FIG. 6B. A difference image (AB ′) obtained by performing a difference process on “mask image A” in FIG. FIG. 6D is a difference image (A−B ′) using “contrast image B ′” obtained by performing pixel shift processing in which “contrast image B” is translated in the direction opposite to arrow X. Although the misregistration artifact in the upper part of the bone shown in the upper left of FIG. 6D has been eliminated by the pixel shift process, the misregistration artifact in the lower part of the bone shown in the lower left is not eliminated. As described above, the pixel shift process can remove misregistration artifacts caused by the positional shift caused by the movement parallel to the projection surface of the subject S, but the entire bone part caused by the rotation of the joint part of the bone or the like. Misregistration caused by position shift due to a change in shape of the image (change in angle of the joint) or a position shift caused by projection of a three-dimensional movement in a direction different from the direction along the projection plane onto the two-dimensional plane Artifacts cannot be removed.

図4に戻り、図4のS109では、ミスレジアーチファクトの除去処理を実施するか否かを判定する。ピクセルシフト処理後に差分処理を行った差分画像を表示部170に表示させ、差分画像に残留したミスレジアーチファクトの発生状況をユーザが判断し、その判断結果に基づいてユーザが入力した実施指令信号等に基づいて、ミスレジアーチファクトの除去処理を実施するか否かが判定される。ミスレジアーチファクトの除去処理を実施する場合は、S111以降の処理が行われ、除去処理を実施しない場合は、S123の除去処理後の差分画像、すなわちピクセルシフト処理のみを実施した差分画像が表示部170に表示される。   Returning to FIG. 4, in S <b> 109 of FIG. 4, it is determined whether or not to perform a miss registration artifact removal process. The difference image that has been subjected to the difference process after the pixel shift process is displayed on the display unit 170, the user determines the occurrence status of misregistration artifacts remaining in the difference image, and the execution command signal input by the user based on the determination result Based on the above, it is determined whether or not to perform the miss registration artifact removal process. When the misregistration artifact removal processing is performed, the processing after S111 is performed, and when the removal processing is not performed, the difference image after the removal processing of S123, that is, the difference image obtained by performing only the pixel shift processing is displayed on the display unit. 170.

S111では、白黒ペア判定部150が、差分画像生成部130で生成した差分画像上の画素値に基づき、差分画像の所定範囲内に白部と黒部のペアが存在するか否かを判定する。差分画像上において画素値が所定の閾値よりも高い部位を白部とし、画素値が所定の閾値よりも低い部位を黒部とする。S111では、この白部と黒部の判定を行うに当たり、差分画像上に差分画像を密に覆う複数の仮想直線を設定する。   In S <b> 111, the black and white pair determination unit 150 determines whether or not a white and black part pair exists within a predetermined range of the difference image based on the pixel value on the difference image generated by the difference image generation unit 130. On the difference image, a part where the pixel value is higher than a predetermined threshold is set as a white part, and a part where the pixel value is lower than the predetermined threshold is set as a black part. In S111, when determining the white portion and the black portion, a plurality of virtual straight lines that cover the difference image densely are set on the difference image.

図7は、本実施形態に係る医用画像処理装置1の第1の実施形態の仮想直線の設定、及び骨部の位置ずれによって生じる白部と黒部について説明した図である。図7(a)は、差分画像への仮想直線の設定を説明した図である。このうち、図7(a)に示した差分画像は、図6(d)で示したピクセルシフト処理を施した差分画像(A−B’)と同じものである。白黒ペア判定部150で、白黒ペア判定の際に仮想直線の設定が行われる。図7(a)に示した差分画像上の複数の横線が仮想直線である。このように、仮想直線は、差分画像を覆うように、所定の1方向に沿う平行直線群として設定されている。設定された複数の仮想直線のそれぞれに対して白部と黒部の判定が実施される。   FIG. 7 is a diagram for explaining the setting of the virtual straight line and the white portion and the black portion caused by the positional deviation of the bone portion of the first embodiment of the medical image processing apparatus 1 according to the present embodiment. FIG. 7A is a diagram illustrating the setting of a virtual straight line to the difference image. Among these, the difference image shown in FIG. 7A is the same as the difference image (A−B ′) subjected to the pixel shift process shown in FIG. In the black and white pair determination unit 150, a virtual straight line is set when the black and white pair is determined. A plurality of horizontal lines on the difference image shown in FIG. 7A are virtual straight lines. Thus, the virtual straight line is set as a group of parallel straight lines along one predetermined direction so as to cover the difference image. The white portion and the black portion are determined for each of the set virtual lines.

図7(b)の上段の図は、図7(a)にX−X’で示した1本の仮想直線に対応するマスク画像Aの画素値のグラフであり、図7(b)の下段の図はピクセルシフト処理を施したコントラスト画像B’の画素値のグラフを示している。いずれも、横軸は差分画像の横幅を示しており、縦軸は画素値の大きさを示している。グラフ上で画素値がプラス方向に大きな値を示す部分は、投影画像上に白く表示され、マイナス方向に大きな値を示す部分は黒く表示される。また、画素値がゼロとなる部分は背景部分であり、白と黒の中間の明度として、灰色に表示される。   The upper diagram in FIG. 7B is a graph of pixel values of the mask image A corresponding to one virtual straight line indicated by XX ′ in FIG. 7A, and the lower diagram in FIG. This figure shows a graph of pixel values of a contrast image B ′ subjected to pixel shift processing. In either case, the horizontal axis indicates the horizontal width of the difference image, and the vertical axis indicates the size of the pixel value. A portion where the pixel value shows a large value in the plus direction on the graph is displayed in white on the projected image, and a portion showing a large value in the minus direction is displayed in black. Further, the portion where the pixel value is zero is the background portion, and is displayed in gray as lightness between white and black.

図6(a)で示したように、マスク画像Aでは、骨部は黒く表示され、血管部は表示されていない。したがって、図7(b)の上段に示したマスク画像Aの画素値の変化は、骨部に該当する箇所に画素値がマイナスとなる部分があり、血管部の部分には画素値の変化が見られない。   As shown in FIG. 6A, in the mask image A, the bone part is displayed in black and the blood vessel part is not displayed. Therefore, in the change of the pixel value of the mask image A shown in the upper part of FIG. 7B, there is a portion where the pixel value is negative in the portion corresponding to the bone portion, and the change of the pixel value is in the blood vessel portion. can not see.

一方、図6(b)で示したように、コントラスト画像Bでは、骨部も血管部も黒く表示されている。コントラスト画像Bをピクセルシフト処理したコントラスト画像B’においても同様に、骨部も血管部も黒く表示される。したがって、図7(b)の下段に示したコントラスト画像B’の画素値の変化は、骨部に該当する箇所に画素値がマイナスとなる部分があり、血管部の部分にも画素値がマイナスとなる部分がある。   On the other hand, as shown in FIG. 6B, in the contrast image B, the bone part and the blood vessel part are displayed in black. Similarly, in the contrast image B ′ obtained by subjecting the contrast image B to pixel shift processing, both the bone part and the blood vessel part are displayed in black. Accordingly, in the change in the pixel value of the contrast image B ′ shown in the lower part of FIG. 7B, there is a portion where the pixel value is negative in the portion corresponding to the bone portion, and the pixel value is also negative in the blood vessel portion. There is a part that becomes.

また、骨部を示す画素値の範囲は、被検体Sの動きにより、図7(b)上段に示したマスク画像Aより、図7(b)下段に示したコントラスト画像B’のほうが、左にずれている。したがって、図7(b)上段に示したマスク画像Aと、図7(b)下段に示したコントラスト画像B’との差分画像(A−B’)を生成すると、図7(c)に示すように、骨部の画素値は、画素値が重複する箇所を除き、プラスの画素値を示す範囲と、マイナスの画素値を示す範囲とになる。一方、血管部はマスク画像Aにおいて画素値はほぼゼロであるため、コントラスト画像B’のプラスの画素値の符号が反転してプラスとなる。   Further, the range of pixel values indicating the bone portion is such that the contrast image B ′ shown in the lower part of FIG. 7B is more left than the mask image A shown in the upper part of FIG. It is shifted to. Therefore, when a difference image (AB ′) between the mask image A shown in the upper part of FIG. 7B and the contrast image B ′ shown in the lower part of FIG. 7B is generated, the difference image (A−B ′) shown in FIG. As described above, the pixel value of the bone portion is a range indicating a positive pixel value and a range indicating a negative pixel value except for a portion where the pixel values overlap. On the other hand, since the pixel value of the blood vessel portion is almost zero in the mask image A, the sign of the positive pixel value of the contrast image B ′ is inverted and becomes positive.

図4のS113では、白黒ペア判定部150が仮想直線上の画素値の大きさに基づき、白部と黒部とを判定し、それらがペアであるかどうか判定するために、白部及び黒部の領域を仮想直線上で両方向に所定の範囲まで拡大し、重複領域を求める。   In S113 of FIG. 4, the black and white pair determination unit 150 determines the white portion and the black portion based on the size of the pixel value on the virtual straight line, and determines whether the white portion and the black portion are a pair in order to determine whether they are a pair. The region is expanded to a predetermined range in both directions on the virtual straight line, and an overlapping region is obtained.

S115では、重複領域内に白部が存在するか否か判定し、重複領域内に白部が存在する場合は、S117で除去処理部160がミスレジアーチファクトの除去を行う。   In S115, it is determined whether or not there is a white part in the overlapping area. If there is a white part in the overlapping area, the removal processing unit 160 removes misregistration artifacts in S117.

一方、重複領域内に白部が存在しない場合は、S121ですべての仮想直線を処理したかが判定され、すべての仮想直線を処理していない場合は、S119で次の仮想直線に移動し、S113から同じ処理をすべての仮想直線について処理が完了するまで繰り返す。S121ですべての仮想直線を処理したと判定される場合は、除去処理後の差分画像が表示部170に表示される。   On the other hand, if there is no white portion in the overlapping area, it is determined whether all virtual straight lines have been processed in S121. If all virtual straight lines have not been processed, the process moves to the next virtual straight line in S119, The same process is repeated from S113 until the process is completed for all virtual straight lines. If it is determined in S121 that all virtual straight lines have been processed, the difference image after the removal process is displayed on the display unit 170.

図8は、本実施形態に係る医用画像処理装置1の第1の実施形態の白黒ペア判定部150における判定方法を説明した図である。図8(a)は、図7(c)と実質的に同じ図であり、マスク画像Aと、コントラスト画像B’との差分画像(A−B’)における骨部の画素値のグラフを示している。図8(a)では、プラスの画素値を示す部位が、所定の第1の閾値よりも高いことが示されている。したがって、図8(a)に示されたプラスの画素値を示す部位は、白部であると判定することができる。同様に、マイナスの画素値を示す部位は、所定の第2の閾値よりも低いことが示されている。したがって、図8(a)に示されたマイナスの画素値を示す部位は黒部と判定することができる。   FIG. 8 is a diagram illustrating a determination method in the monochrome pair determination unit 150 of the first embodiment of the medical image processing apparatus 1 according to the present embodiment. FIG. 8 (a) is substantially the same as FIG. 7 (c), and shows a graph of the pixel value of the bone in the difference image (AB ′) between the mask image A and the contrast image B ′. ing. FIG. 8A shows that a portion showing a positive pixel value is higher than a predetermined first threshold value. Therefore, it can be determined that the portion showing the positive pixel value shown in FIG. 8A is a white portion. Similarly, it is indicated that the portion showing a negative pixel value is lower than a predetermined second threshold value. Therefore, the part showing the negative pixel value shown in FIG. 8A can be determined as a black part.

白黒ペア判定部150は、白部と黒部とを判定した後、それらがペアであることを判定する。図8(b)から図8(d)は白黒ペアの判定方法を説明した図である。まず、図8(b)に示されるように、白部の領域をその中心から仮想直線に沿って所定の範囲まで両方向に拡大する。所定の範囲とは、ユーザによりミスレジアーチファクトを除去するために指定された範囲に基づいて定められてもよいし、骨部の解剖学的な大きさ等に基づいて定められてもよい。同様に、黒部の領域もその中心から仮想直線に沿って所定の範囲まで両方向に、白部の領域と同じだけ、拡大する。このように拡大した領域を、それぞれ、拡大白部領域及び拡大黒部領域とよぶ。白黒ペア判定部150は、それぞれの拡大領域が重なり合う重複領域を検出する(図4のS113)。   The black and white pair determination unit 150 determines a white part and a black part and then determines that they are a pair. FIGS. 8B to 8D are diagrams for explaining a method for determining a black and white pair. First, as shown in FIG. 8B, the white area is enlarged in both directions from the center thereof to a predetermined range along a virtual straight line. The predetermined range may be determined based on a range designated by the user for removing misregistration artifacts, or may be determined based on an anatomical size or the like of the bone portion. Similarly, the black area is enlarged in the same direction as the white area in both directions from the center to a predetermined range along the virtual straight line. The areas enlarged in this way are referred to as an enlarged white area and an enlarged black area, respectively. The black and white pair determination unit 150 detects an overlapping area where the respective enlarged areas overlap (S113 in FIG. 4).

図8(c)に示されたように、白部及び黒部を拡大していくと、その拡大白部領域及び拡大黒部領域とが重なり合う重複領域内に、白部または黒部が存在するようなる。図8(d)に示すように、斜線で示された重複領域内に白部(格子線で示した箇所)が存在する場合、白黒ペア判定部150は仮想直線上に白部と黒部のペアが存在すると判定する(図4のS115のYes)。一方、仮想直線上で黒部とペアとならない白部は、ミスレジアーチファクトとは判定されない(図4のS115のNo)。   As shown in FIG. 8C, when the white portion and the black portion are enlarged, the white portion or the black portion is present in the overlapping region where the enlarged white portion region and the enlarged black portion region overlap. As shown in FIG. 8D, when a white portion (a portion indicated by a grid line) is present in the overlapping area indicated by diagonal lines, the black and white pair determination unit 150 sets a pair of white and black portions on the virtual straight line. (Yes in S115 in FIG. 4). On the other hand, the white portion that does not pair with the black portion on the virtual straight line is not determined to be a misregistration artifact (No in S115 in FIG. 4).

この重複領域内に存在する白部が、図7(a)で示された骨部のミスレジアーチファクトであり、除去すべきアーチファクトとして特定される。これに対して、上述したように、血管部は差分画像上において白部のみとして描画されるため、仮想直線上の血管部周辺において白黒のペアは存在しない。このため、血管部の白い画像は、ミスレジアーチファクトとして判定されることはない。このように、白黒ペア判定部150は、白部と黒部を判定し、さらに、それらが所定の範囲内に存在するペアであることを判定することで、ミスレジアーチファクトとしての白部、即ち、除去すべき白部を特定する。   The white portion existing in the overlapping region is the bone misregistration artifact shown in FIG. 7A, and is specified as the artifact to be removed. On the other hand, as described above, since the blood vessel part is drawn as only a white part on the difference image, there is no black and white pair around the blood vessel part on the virtual straight line. For this reason, the white image of the blood vessel part is not determined as a misregistration artifact. In this way, the black and white pair determination unit 150 determines the white portion and the black portion, and further determines that they are pairs that exist within a predetermined range, so that the white portion as a misregistration artifact, that is, Identify the white parts to be removed.

図9は、本実施形態に係る医用画像処理装置1の第1の実施形態の除去処理部160の処理をさらに説明する図である。図9(a)は、図8(d)と同じ図を示しており、重複領域に除去対象の白部が含まれることを示している。図9(b)は、図7(c)と同様に、除去対象の白部を除去する前の差分画像(A−B’)の画素値を示している。図9(d)は、図9(b)の除去対象の白部を除去する前の差分画像(A−B’)である。図9(d)が示すように、除去処理を行う前では、骨部の投影箇所に白く表示されたミスレジアーチファクトが混入している。図9(b)において白部と判定される部位は、差分画像(A−B’)上で白く表示され、黒部と判定される部位は黒く表示される。それ以外の画素値がゼロとなる背景部分は灰色で表示される。血管部を造影した場合、白く投影される血管部のみを観察対象とするため、同様に白く表示されるミスレジアーチファクトが混入すると、投影画像の読影に支障をきたす。   FIG. 9 is a diagram for further explaining the processing of the removal processing unit 160 of the first embodiment of the medical image processing apparatus 1 according to the present embodiment. FIG. 9A shows the same diagram as FIG. 8D, and shows that a white part to be removed is included in the overlapping region. FIG. 9B shows the pixel values of the difference image (A−B ′) before removing the white part to be removed, as in FIG. 7C. FIG. 9D is a difference image (A−B ′) before removing the white part to be removed in FIG. As shown in FIG. 9D, before performing the removal process, a misregistration artifact displayed in white is mixed in the projection portion of the bone. In FIG. 9B, the part determined to be a white part is displayed white on the difference image (A-B ′), and the part determined to be a black part is displayed black. The background portion where the other pixel values are zero is displayed in gray. When the blood vessel part is contrasted, only the blood vessel part projected in white is set as an observation target. Therefore, if misregistration artifacts displayed in white are mixed, the interpretation of the projected image is hindered.

そこで、本実施形態に係る医用画像処理装置1の除去処理部160で、このミスレジアーチファクトに相当する箇所を除去する。   Therefore, the removal processing unit 160 of the medical image processing apparatus 1 according to the present embodiment removes a portion corresponding to this misregistration artifact.

図9(c)は、除去すべき白部の画素値をゼロにした場合を示している。このように、除去すべき白部の画素値をゼロにすることによって、図9(e)に示すように、骨部の投影箇所に白く表示されたミスレジアーチファクトを除去することができる。   FIG. 9C shows a case where the pixel value of the white portion to be removed is set to zero. In this way, by setting the pixel value of the white part to be removed to zero, it is possible to remove the misregistration artifact displayed in white at the projection part of the bone part as shown in FIG. 9 (e).

図9(c)では同時に、黒部の画素値もゼロにしている。黒部と判定される部位は、差分画像上で血管部とは区別することができるが、他のX線透過率の高い部分、たとえば空気など、と誤認する場合があるため無いほうが好ましい。そこで、除去すべき白部とペアとなる黒部の画素値もゼロにすることで、差分画像(A−B’)から骨部を完全に除去することができる。   In FIG. 9C, at the same time, the pixel value of the black portion is set to zero. The part determined to be a black part can be distinguished from the blood vessel part on the difference image, but it is preferably not present because it may be misidentified as another part having a high X-ray transmittance, such as air. Therefore, by setting the pixel value of the black part paired with the white part to be removed to zero, the bone part can be completely removed from the difference image (A-B ′).

上述したように、本実施形態に係る医用画像処置装置1は、白部と黒部とのペアを識別し、ペアとなる白部と黒部の画素値をゼロとし、背景部分と同じ扱いとすることで差分画像上からミスレジアーチファクトを除去している。このように、ピクセルシフト処理で完全に除去することができない、体動による体の角度の変化やねじれ等を伴う3次元的な動きにより生じたミスレジアーチファクトを除去することで、造影対象である血管部を観察しやすい、より良好な差分画像を生成することができる。   As described above, the medical image processing apparatus 1 according to the present embodiment identifies a white part and black part pair, sets the pixel values of the white part and black part as a pair to zero, and treats the same as the background part. Thus, the miss registration artifact is removed from the difference image. In this way, it is an object to be contrasted by removing misregistration artifacts caused by three-dimensional movements accompanied by changes in body angles and torsion caused by body movement that cannot be completely removed by pixel shift processing. It is possible to generate a better difference image that allows easy observation of the blood vessel portion.

ここまで説明してきた第1の実施形態では、仮想直線の設定は1方向のみであったが、その変形例として、複数の方向にそれぞれ沿った複数の平行直線群を設定してもよい。   In the first embodiment described so far, the virtual straight line is set in only one direction. However, as a modification thereof, a plurality of parallel straight line groups along a plurality of directions may be set.

図10は、本実施形態に係る医用画像処理装置1の第1の実施形態において、差分画像に複数の方向の仮想直線を設定する例を説明した図である。図10には、図7(a)で示した差分画像(A−B’)と同じ差分画像が表示されている。図10に示す第1の仮想直線群は、図7(a)で示した仮想直線群と同じである。これに対して、第2の仮想直線群は、第1の仮想直線群とは異なる方向に設定する。例えば、第1の仮想直線群に対して45度だけ回転させた方向に設定する。   FIG. 10 is a diagram illustrating an example in which virtual straight lines in a plurality of directions are set in the difference image in the first embodiment of the medical image processing apparatus 1 according to the present embodiment. In FIG. 10, the same difference image as the difference image (A−B ′) illustrated in FIG. 7A is displayed. The first virtual straight line group shown in FIG. 10 is the same as the virtual straight line group shown in FIG. On the other hand, the second virtual straight line group is set in a direction different from that of the first virtual straight line group. For example, it is set in a direction rotated by 45 degrees with respect to the first virtual straight line group.

たとえば、被検体Sの動きの方向と、第1の仮想直線群の方向とが直交するような場合、第1の仮想直線群の直線上では、白部と黒部のペアが形成できないため、ミスレジアーチファクトを削除することができない。そこで、図10に示すように、複数の方向で仮想直線群を設定し、白黒ペア判定を行うことで、ミスレジアーチファクトの検出精度を向上させることができる。図10では、2方向の仮想直線群を示したが、2方向にかぎらず、ミスレジアーチファクトの検出精度と、それを処理する白黒ペア判定部150の性能に応じて最適な方向数を設定すればよい。   For example, when the direction of movement of the subject S and the direction of the first virtual straight line group are orthogonal, a white part and black part pair cannot be formed on the straight line of the first virtual straight line group. The registration artifact cannot be deleted. Therefore, as shown in FIG. 10, by setting a group of virtual straight lines in a plurality of directions and performing monochrome pair determination, it is possible to improve the detection accuracy of misregistration artifacts. FIG. 10 shows a virtual straight line group in two directions, but the optimal number of directions can be set according to the detection accuracy of misregistration artifacts and the performance of the black-and-white pair determination unit 150 for processing the misregistration artifacts. That's fine.

さらに、第2の実施形態として、仮想直線を一定の幅を持たせた帯状の仮想帯状領域として設定してもよい。   Furthermore, as a second embodiment, the virtual straight line may be set as a band-like virtual belt-like region having a certain width.

図11は、本実施形態に係る医用画像処理装置1の第2の実施形態の差分画像への仮想帯状領域の設定を説明した図である。図11には、図7(a)で示した差分画像(A−B’)と同じ差分画像が表示されている。図11に示すように、この差分画像を密に覆う複数の仮想帯状領域を設定し、それぞれの仮想帯状領域上において、白部と黒部の判定を行う。図8(a)と同様に、画素値が所定の第1の閾値よりも高い部位を白部とし、画素値が所定の第2の閾値よりも低い部位を黒部とする。そして、仮想帯状領域上に白部と黒部の重複領域があるペアが存在するか否かを複数の仮想帯状領域のそれぞれに対して判定する。   FIG. 11 is a diagram for explaining the setting of the virtual band-like area to the difference image in the second embodiment of the medical image processing apparatus 1 according to this embodiment. In FIG. 11, the same difference image as the difference image (A−B ′) shown in FIG. 7A is displayed. As shown in FIG. 11, a plurality of virtual band-like areas that densely cover the difference image are set, and the white part and the black part are determined on each virtual band-like area. Similarly to FIG. 8A, a portion where the pixel value is higher than the predetermined first threshold is set as a white portion, and a portion where the pixel value is lower than the predetermined second threshold is set as a black portion. Then, it is determined for each of the plurality of virtual strip regions whether or not there is a pair having a white portion and a black portion overlap region on the virtual strip region.

図11に示したように、仮想直線群ではなく、仮想帯状領域群を設定することにより、白黒ペア判定部150で行う処理量が減少し、効率よく判定を行うことができる。また、図10で示した複数方向から仮想直線群を設定する変形例を仮想帯状領域群に適用する場合も、白黒ペア判定部150で行う処理量が減少しているため、より多くの方向の仮想帯状領域群を設定し、白黒ペア判定を行うことができる。   As shown in FIG. 11, by setting a virtual belt-like region group instead of a virtual straight line group, the amount of processing performed by the black-and-white pair determination unit 150 is reduced, and the determination can be performed efficiently. In addition, when the modification example in which the virtual straight line group is set from a plurality of directions illustrated in FIG. 10 is applied to the virtual belt-like region group, the processing amount performed by the black and white pair determination unit 150 is reduced, A black and white pair determination can be performed by setting a virtual band-like region group.

以上、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。これら新規な実施形態は、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、変更を行なうことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。   Although several embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1 医用画像処理装置
2 X線診断装置
20 床置き式Cアーム
25 画像モニタ
26 寝台装置
27 操作制御部
110 X線画像生成部
120 X線画像記憶部
130 差分画像生成部
140 ピクセルシフト処理部
150 白黒ペア判定部
160 除去処理部
170 表示部
200 X線照射装置
201 X線管(X線源)
202 可動絞り装置
203 高電圧供給装置
211 FPD
212 A/D変換回路
261 天板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Medical image processing apparatus 2 X-ray diagnostic apparatus 20 Floor-standing C arm 25 Image monitor 26 Bed apparatus 27 Operation control part 110 X-ray image generation part 120 X-ray image memory | storage part 130 Difference image generation part 140 Pixel shift process part 150 Black and white Pair determination unit 160 Removal processing unit 170 Display unit 200 X-ray irradiation apparatus 201 X-ray tube (X-ray source)
202 Movable diaphragm device 203 High voltage supply device 211 FPD
212 A / D conversion circuit 261 Top plate

Claims (9)

被検体に造影剤を投入する前に撮像したマスク画像と、前記造影剤の投入後に撮像したコントラスト画像とを差分処理して差分画像を生成する差分画像生成部と、
前記差分画像上において、画素値が所定の第1の閾値よりも高い部位を白部とし、画素値が所定の第2の閾値よりも低い部位を黒部とするとき、前記差分画像の所定範囲内に前記白部と前記黒部のペアが存在するか否かを判定する白黒ペア判定部と、
前記白黒ペアが存在する場合、前記差分画像から前記白部の画素を除去する除去処理部と、
を備えたことを特徴とする医用画像処理装置。
A difference image generation unit that generates a difference image by performing a difference process between a mask image captured before injection of a contrast medium into a subject and a contrast image captured after injection of the contrast medium;
On the difference image, when a portion where the pixel value is higher than the predetermined first threshold is a white portion and a portion where the pixel value is lower than the predetermined second threshold is a black portion, the difference image is within a predetermined range. A black-and-white pair determination unit that determines whether or not a pair of the white part and the black part exists,
If the black and white pair exists, a removal processing unit for removing the white pixels from the difference image;
A medical image processing apparatus comprising:
前記白黒ペア判定部は、
前記差分画像を密に覆う複数の仮想直線を設定し、前記仮想直線上において前記白部と前記黒部のペアが存在するか否かを、前記複数の仮想直線の夫々に対して判定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の医用画像処理装置。
The black and white pair determination unit
Setting a plurality of virtual lines that cover the difference image densely, and determining whether or not a pair of the white part and the black part exists on the virtual line for each of the plurality of virtual lines;
The medical image processing apparatus according to claim 1.
前記白黒ペア判定部は、
前記白部の領域をその中心から前記仮想直線に沿って所定の範囲まで両方向に拡大した拡大白部領域と、前記黒部の領域をその中心から前記仮想直線に沿って所定の範囲まで両方向に拡大した拡大黒部領域とを求め、前記拡大白部領域と前記拡大黒部領域とが重なりあう重複領域内に前記白部が存在する場合に、前記仮想直線上に前記白部と前記黒部のペアが存在すると判定する、
ことを特徴とする請求項2に記載の医用画像処理装置。
The black and white pair determination unit
The white area is enlarged in both directions from the center to the predetermined range along the virtual straight line, and the black area is enlarged in both directions from the center to the predetermined range along the virtual straight line. A pair of the white part and the black part exists on the virtual straight line when the white part exists in an overlapping area where the enlarged white part area and the enlarged black part area overlap. It is determined that
The medical image processing apparatus according to claim 2.
前記除去処理部は、
前記白部の画素値を最小値又はゼロに設定することにより、前記白部の画素を除去する、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の医用画像処理装置。
The removal processing unit
Removing the white pixel by setting the white pixel value to a minimum value or zero;
The medical image processing apparatus according to claim 1, wherein the medical image processing apparatus is a medical image processing apparatus.
前記除去処理部は、
前記黒部の画素値がゼロでない場合は、前記黒部の画素値をゼロに設定する、
ことを特徴とする請求項4に記載の医用画像処理装置。
The removal processing unit
When the pixel value of the black portion is not zero, the pixel value of the black portion is set to zero.
The medical image processing apparatus according to claim 4.
前記白黒ペア判定部は、
前記複数の仮想直線を、所定の1方向に沿った1つの平行直線群として設定する、ことを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1項に記載の医用画像処理装置。
The black and white pair determination unit
6. The medical image processing apparatus according to claim 2, wherein the plurality of virtual straight lines are set as one parallel straight line group along a predetermined direction.
前記白黒ペア判定部は、
前記複数の仮想直線を、複数の方向にそれぞれ沿った複数の平行直線群として設定する、ことを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1項に記載の医用画像処理装置。
The black and white pair determination unit
6. The medical image processing apparatus according to claim 2, wherein the plurality of virtual straight lines are set as a plurality of parallel straight line groups respectively along a plurality of directions.
前記白黒ペア判定部は、
前記差分画像を密に覆う複数の仮想帯状領域を設定し、それぞれの前記仮想帯状領域上において、画素値が所定の第1の閾値よりも高い部位を白部とし、画素値が所定の第2の閾値よりも低い部位を黒部とするとき、前記仮想帯状領域上に前記白部と前記黒部のペアが存在するか否かを前記複数の仮想帯状領域の夫々に対して判定し、
前記除去処理部は、前記白黒ペアが存在する場合、その仮想帯状領域上における前記白部の画素を除去する、
ことを特徴とする請求項1に記載の医用画像処理装置。
The black and white pair determination unit
A plurality of virtual band-like areas that densely cover the difference image are set, and on each of the virtual band-like areas, a part having a pixel value higher than a predetermined first threshold is set as a white portion, and the pixel value is set to a predetermined second value. When a portion lower than the threshold value is a black portion, it is determined whether or not a pair of the white portion and the black portion exists on the virtual strip region, for each of the plurality of virtual strip regions,
The removal processing unit removes the white pixel on the virtual belt-like region when the black-and-white pair exists;
The medical image processing apparatus according to claim 1.
被検体に対してX線透視撮像を行うX線撮像部と、
前記被検体に造影剤を投入する前にX線透視撮像したマスク画像と、前記造影剤の投入後にX線透視撮像したコントラスト画像とを差分処理して差分画像を生成する差分画像生成部と、
前記差分画像上において、画素値が所定の第1の閾値よりも高い部位を白部とし、画素値が所定の第2の閾値よりも低い部位を黒部とするとき、前記差分画像の所定範囲内に前記白部と前記黒部のペアが存在するか否かを判定する白黒ペア判定部と、
前記白黒ペアが存在する場合、前記差分画像から前記白部の画素を除去する除去処理部と、
を備えたことを特徴とするX線診断装置。
An X-ray imaging unit that performs X-ray fluoroscopic imaging on a subject;
A difference image generation unit that generates a difference image by performing a difference process between a mask image obtained by fluoroscopic imaging before injection of a contrast agent into the subject and a contrast image obtained by fluoroscopic imaging after injection of the contrast agent;
On the difference image, when a portion where the pixel value is higher than the predetermined first threshold is a white portion and a portion where the pixel value is lower than the predetermined second threshold is a black portion, the difference image is within a predetermined range. A black-and-white pair determination unit that determines whether or not a pair of the white part and the black part exists,
If the black and white pair exists, a removal processing unit for removing the white pixels from the difference image;
An X-ray diagnostic apparatus comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10145676A (en) * 1996-11-05 1998-05-29 Hitachi Medical Corp Digital blood vessel image pickup device
JP2007215930A (en) * 2006-02-20 2007-08-30 Toshiba Corp Image diagnostic apparatus, image processor and program
US20100172474A1 (en) * 2009-01-08 2010-07-08 Florian Vogt Method for pixel shift calculation in digital subtraction angiography and x-ray diagnostic imaging system for generating images in digital subtraction angiography
JP2013233227A (en) * 2012-05-07 2013-11-21 Canon Inc Image processing apparatus, image processing method and program

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10145676A (en) * 1996-11-05 1998-05-29 Hitachi Medical Corp Digital blood vessel image pickup device
JP2007215930A (en) * 2006-02-20 2007-08-30 Toshiba Corp Image diagnostic apparatus, image processor and program
US20100172474A1 (en) * 2009-01-08 2010-07-08 Florian Vogt Method for pixel shift calculation in digital subtraction angiography and x-ray diagnostic imaging system for generating images in digital subtraction angiography
JP2013233227A (en) * 2012-05-07 2013-11-21 Canon Inc Image processing apparatus, image processing method and program

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10568587B2 (en) 2017-03-28 2020-02-25 Canon Medical Systems Corporation X-ray diagnostic apparatus, image processing apparatus, and image processing method

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