JP2015213536A - Image processor and x-ray diagnostic apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel art which suppresses artifacts due to movement of a subject before and after administration of a contrast medium in DSA (Digital Subtraction Angiography).SOLUTION: An image processor in one embodiment includes a selection part, a positional deviation calculation part and an image generation part. The selection part selects one of respective contrast image data (after administration of a contrast medium) or mask image (before administration of the contrast medium) as a positional deviation correction target when generating a DSA image, on the basis of selection input, an image processing condition or a photographing condition for the image processor. The positional deviation calculation part calculates a positional deviation having occurred due to movement of a subject before or after administration of the contrast medium between the contrast image data and the mask image data, on the basis of the contrast image data and the mask image data. The image generation part generates a DSA image by calculating each difference between each of the contrast image data and the mask image data, while shifting the object for correcting the positional deviation on the basis of the positional deviation.

Description

本発明の実施形態は、画像処理装置、及び、X線診断装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to an image processing apparatus and an X-ray diagnostic apparatus.

近年、被検体内の血管構造を把握するためのデータとして、DSA(Digital Subtraction Angiography)画像が用いられている。DSA画像は、造影剤投与の前後においてそれぞれ、例えば被検体の同一領域を時系列的にX線診断装置等で撮影することで得られる。具体的には、造影剤投与後の各時相のコントラスト画像から、マスク画像をそれぞれ差し引くことで得られる各時相に対応した複数の差分画像がDSA画像とされる。   In recent years, DSA (Digital Subtraction Angiography) images have been used as data for grasping the blood vessel structure in a subject. A DSA image is obtained by, for example, imaging the same region of a subject with an X-ray diagnostic apparatus or the like in time series before and after administration of a contrast medium. Specifically, a plurality of difference images corresponding to each time phase obtained by subtracting the mask image from each time phase contrast image after contrast medium administration are DSA images.

なお、上記コントラスト画像とは、造影剤を含んだ画像の意味であり、上記マスク画像とは、基準として用いられる造影剤投与前の画像である。また、上記X線診断装置とは、被検体を透過したX線の強弱を例えばマトリクス状に配列された多数の検出素子で検出し、検出素子毎のX線透過量を画素毎の濃淡として反映した画像を生成する画像診断装置である。   In addition, the said contrast image is the meaning of the image containing a contrast agent, and the said mask image is an image before contrast agent administration used as a reference | standard. The X-ray diagnostic apparatus detects the intensity of X-rays that have passed through the subject using, for example, a large number of detection elements arranged in a matrix, and reflects the amount of X-ray transmission for each detection element as the density of each pixel. This is an image diagnostic apparatus for generating a processed image.

DSA画像を生成する撮影の間に被検体が動いた場合に体動アーチファクト(motion artifacts)を抑制する技術として、例えば特許文献1に記載のピクセルシフトと呼ばれる手法が知られている。この手法は、マスク画像をシフトすることで、DSA画像における体動アーチファクトを抑制するものである。
コントラスト画像をシフトしても同様の効果があるが、コントラスト画像をシフトすると細かい血管情報が失われるおそれがある。シフトの中で一般的には補間処理を適用するが、この補間処理は高周波信号を低減する効果があるためである。従って、血管情報を観察する際、動き補正でコントラスト画像をシフトすることはない。
As a technique for suppressing motion artifacts when a subject moves during imaging for generating a DSA image, for example, a technique called pixel shift described in Patent Document 1 is known. This technique suppresses body motion artifacts in the DSA image by shifting the mask image.
Shifting the contrast image has the same effect, but shifting the contrast image may cause loss of fine blood vessel information. Interpolation processing is generally applied during the shift, because this interpolation processing has the effect of reducing high-frequency signals. Therefore, when the blood vessel information is observed, the contrast image is not shifted by the motion correction.

また、Functional Imagingと呼ばれる技術が近年注目されている。Functional Imagingでは、時系列的な複数のDSA画像を通して、造影剤濃度の時間変化のプロファイルが画素毎に作成され、このプロファイルに基づいて血流情報を評価するための各パラメータが算出される。例えばTTP(Time To Peak)と呼ばれるパラメータでは、どの時相のDSA画像において造影剤濃度がピークに達するかが画素毎に算出される。   In addition, a technique called Functional Imaging has attracted attention in recent years. In Functional Imaging, a temporal change profile of contrast agent concentration is created for each pixel through a plurality of time-series DSA images, and each parameter for evaluating blood flow information is calculated based on this profile. For example, in a parameter called TTP (Time To Peak), the time phase DSA image in which the contrast agent concentration reaches the peak is calculated for each pixel.

特開2003−250087号公報JP 2003-250087 A

Functional ImagingにおけるDSA画像用の撮影時に被検体が動いた場合を考える。この場合、体動アーチファクトを抑制するために特許文献1の手法でマスク画像をシフトすることでDSA画像を生成しても、被検体内の同一位置毎の造影剤濃度の時間変化を正確に算出できない。例えば複数のコントラスト画像の時相毎に被検体Pの移動量が異なる場合、被検体内の異なる領域のデータから造影剤濃度の時間変化が作成されうるからである。   Consider a case in which a subject moves during imaging for DSA images in Functional Imaging. In this case, even if a DSA image is generated by shifting the mask image using the method of Patent Document 1 to suppress body movement artifacts, the temporal change in contrast agent concentration at each same position in the subject is accurately calculated. Can not. This is because, for example, when the amount of movement of the subject P is different for each time phase of a plurality of contrast images, a change in contrast agent concentration over time can be created from data in different regions in the subject.

このため、DSAにおいて、造影剤投与の前と後における被検体の動きによるアーチファクトを抑制する新たな技術が要望されていた。   For this reason, in DSA, a new technique for suppressing artifacts due to movement of the subject before and after contrast medium administration has been desired.

以下、本発明の実施形態が取り得る態様の数例を、態様毎に説明する。
(1)一実施形態では、画像処理装置は、造影剤投与前の被検体の画像データであるマスク画像データと、同一の被検体に対する造影剤投与後の時系列的な複数の画像データである複数のコントラスト画像データとに基づいてDSA画像を生成するものである。この画像処理装置は、選択部と、位置ズレ算出部と、画像生成部とを有する。
選択部は、画像処理装置に対する選択入力、画像処理条件、又は、撮影条件に基づいて、複数のコントラスト画像データ又はマスク画像データの一方をDSA画像の生成時の位置ズレ補正対象として選択する。
位置ズレ算出部は、複数のコントラスト画像データとマスク画像データとの間に、造影剤投与の前後の被検体の動きにより発生した位置ズレを、複数のコントラスト画像データ及びマスク画像データに基づいて算出する。
画像生成部は、複数のコントラスト画像データ又はマスク画像データの内、位置ズレ補正対象を位置ズレに基づいてシフトさせつつ、各々のコントラスト画像データと、マスク画像データとの各差分を算出することで、時系列的な複数のDSA画像の画像データを生成する。
Hereinafter, several examples of the modes that the embodiments of the present invention can take will be described for each mode.
(1) In one embodiment, the image processing device includes mask image data that is image data of a subject before contrast medium administration and a plurality of time-series image data after contrast agent administration to the same subject. A DSA image is generated based on a plurality of contrast image data. The image processing apparatus includes a selection unit, a positional deviation calculation unit, and an image generation unit.
The selection unit selects one of a plurality of contrast image data or mask image data as a position shift correction target at the time of generating a DSA image based on a selection input to the image processing apparatus, an image processing condition, or an imaging condition.
The positional deviation calculation unit calculates a positional deviation caused by the movement of the subject before and after the contrast medium administration between the plurality of contrast image data and the mask image data based on the plurality of contrast image data and the mask image data. To do.
The image generation unit calculates each difference between the contrast image data and the mask image data while shifting the position shift correction target based on the position shift among the plurality of contrast image data or mask image data. Then, image data of a plurality of time-series DSA images is generated.

(2)別の一実施形態では、画像処理装置は、造影剤投与前の被検体の画像データであるマスク画像データと、同一の被検体に対する造影剤投与後の時系列的な複数の画像データである複数のコントラスト画像データとに基づいてDSA画像を生成するものである。この画像処理装置は、画像生成部と、血流解析部とを有する。
画像生成部は、各々のコントラスト画像データと、マスク画像データとの各差分に基づいて、時系列的な複数のDSA画像の画像データを生成する。
血流解析部は、複数のDSA画像に含まれる動脈情報量を解析するか、又は、画像処理装置に対する選択入力を取得することで、複数のDSA画像の1つを基準時相として選択する。また、血流解析部は、各時相のDSA画像と、基準時相のDSA画像との差分画像における、画素値の二乗の合算値又は画素値の絶対値の合算値を最小化するように、各時相のDSA画像に対するシフト量をそれぞれ算出する。さらに、血流解析部は、算出されたシフト量に基づいて画素位置を時相毎にシフトさせつつ、時系列的な複数のDSA画像に亘って被検体の同位置に対応する画素毎の造影剤濃度の時間変化を算出する。
(2) In another embodiment, the image processing apparatus includes: mask image data that is image data of a subject before contrast medium administration; and a plurality of time-series image data after contrast medium administration for the same subject. A DSA image is generated based on a plurality of contrast image data. The image processing apparatus includes an image generation unit and a blood flow analysis unit.
The image generation unit generates image data of a plurality of time-sequential DSA images based on each difference between the contrast image data and the mask image data.
The blood flow analysis unit selects one of the plurality of DSA images as a reference time phase by analyzing the amount of arterial information included in the plurality of DSA images or by acquiring a selection input to the image processing apparatus. Further, the blood flow analysis unit minimizes the sum of squares of pixel values or the sum of absolute values of pixel values in a difference image between each time phase DSA image and a reference time phase DSA image. The shift amount for each time phase DSA image is calculated. Further, the blood flow analysis unit shifts the pixel position for each time phase based on the calculated shift amount, and contrasts for each pixel corresponding to the same position of the subject over a plurality of time-series DSA images. The time change of the agent concentration is calculated.

(3)別の一実施形態では、X線診断装置は、X線撮影部と、上記(1)又は(2)の画像処理装置とを備える。
X線撮影部は、造影剤投与の前後において被検体を透過したX線を検出することで、造影剤投与前のX線画像を示すマスク画像データと、造影剤投与後の時系列的な複数のX線画像をそれぞれ示す複数のコントラスト画像データとを生成する。
画像処理装置は、複数のコントラスト画像データとマスク画像データとに基づいて、複数のDSA画像の画像データを生成する。
(3) In another embodiment, an X-ray diagnostic apparatus includes an X-ray imaging unit and the image processing apparatus according to (1) or (2).
The X-ray imaging unit detects X-rays transmitted through the subject before and after the contrast agent administration, thereby providing mask image data indicating an X-ray image before the contrast agent administration and a plurality of time series after the contrast agent administration. And a plurality of contrast image data respectively representing the X-ray images.
The image processing device generates image data of a plurality of DSA images based on the plurality of contrast image data and the mask image data.

(4)別の一実施形態では、サーバは、造影剤投与の前後の撮影によってマスク画像データ及び複数のコントラスト画像データを生成する少なくとも1つの画像診断装置と、転送された画像データを画像表示する表示端末とが接続される医用画像保管通信システムのサーバであって、画像保管部と、上記(1)又は(2)の画像処理装置とを有する。
画像保管部は、画像診断装置で生成されたマスク画像データ及び複数のコントラスト画像データを記憶する。
画像処理装置は、画像保管部から取得する複数のコントラスト画像データ及びマスク画像データに基づいて、複数のDSA画像の画像データを生成し、DSA画像の画像データを表示端末に転送する。
(4) In another embodiment, the server displays at least one image diagnostic apparatus that generates mask image data and a plurality of contrast image data by imaging before and after contrast medium administration, and the transferred image data as an image. A server for a medical image archiving communication system connected to a display terminal, which includes an image archiving unit and the image processing apparatus according to (1) or (2).
The image storage unit stores mask image data and a plurality of contrast image data generated by the image diagnostic apparatus.
The image processing apparatus generates image data of a plurality of DSA images based on the plurality of contrast image data and mask image data acquired from the image storage unit, and transfers the image data of the DSA images to the display terminal.

第1の実施形態におけるX線診断装置の構成の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of a structure of the X-ray diagnostic apparatus in 1st Embodiment. DSA画像の画像データから、造影剤濃度の時間変化を画素毎に算出する方法の一例、及び、血流解析部により算出される血流解析パラメータの数例を示す模式図。The schematic diagram which shows an example of the method of calculating the time change of contrast agent density | concentration for every pixel from the image data of a DSA image, and several examples of the blood flow analysis parameter calculated by the blood flow analysis part. Functional Imagingが実行されない場合における、マスク画像とコントラスト画像との間の位置ズレの算出方法の模式的説明図。FIG. 6 is a schematic explanatory diagram of a method for calculating a positional deviation between a mask image and a contrast image when Functional Imaging is not executed. 時相毎に位置ズレ量が異なる場合のマスク画像及びコントラスト画像の模式図。FIG. 6 is a schematic diagram of a mask image and a contrast image when a positional shift amount is different for each time phase. Functional Imagingが実行される場合における、マスク画像とコントラスト画像との間の位置ズレの算出方法の模式的説明図。FIG. 7 is a schematic explanatory diagram of a method for calculating a positional deviation between a mask image and a contrast image when Functional Imaging is executed. 第1の実施形態のX線診断装置の動作の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of operation | movement of the X-ray diagnostic apparatus of 1st Embodiment. 第2の実施形態のX線診断装置の動作の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of operation | movement of the X-ray diagnostic apparatus of 2nd Embodiment. 第3の実施形態において、全時相のDSA画像から1つの基準画像を選択する画像処理装置のアルゴリズムの一例を示す模式図。FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an example of an algorithm of an image processing apparatus that selects one reference image from DSA images of all time phases in the third embodiment. 第3の実施形態において、各時相のDSA画像と、基準時相のDSA画像とのシフト量の規定方法の一例を示す模式図。FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an example of a method for defining a shift amount between a DSA image of each time phase and a DSA image of a reference time phase in the third embodiment. 第3の実施形態における造影剤濃度の時間変化曲線の生成アルゴリズムの一例を示す模式図。The schematic diagram which shows an example of the production | generation algorithm of the time change curve of the contrast agent density | concentration in 3rd Embodiment. 第3の実施形態のX線診断装置の動作の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of operation | movement of the X-ray diagnostic apparatus of 3rd Embodiment. 第4の実施形態における画像保管通信システムの構成の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of a structure of the image storage communication system in 4th Embodiment.

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。第1〜第3の実施形態ではX線診断装置に本発明の画像処理装置が搭載される例を述べ、第4の実施形態では画像保管通信システムのワークステーション(画像処理サーバ)に本発明の画像処理装置が搭載される例を述べる。なお、各図において同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the first to third embodiments, an example in which the image processing apparatus of the present invention is mounted on an X-ray diagnostic apparatus will be described. In the fourth embodiment, the workstation of the image storage communication system (image processing server) An example in which an image processing apparatus is mounted will be described. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same element and the overlapping description is abbreviate | omitted.

<第1の実施形態>
図1は、第1の実施形態におけるX線診断装置10の構成の一例を示すブロック図である。図1に示すように、X線診断装置10は、操作部22と、画像解析装置24と、システム制御部26と、投影データ記憶部28と、投影データ生成部30と、X線検出器34と、Cアーム36と、天板38と、絞り装置40と、X線管42と、高電圧発生器44と、絞り制御機構46と、天板移動機構48と、Cアーム動作機構50と、検出器移動機構54とを有する。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the X-ray diagnostic apparatus 10 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the X-ray diagnostic apparatus 10 includes an operation unit 22, an image analysis device 24, a system control unit 26, a projection data storage unit 28, a projection data generation unit 30, and an X-ray detector 34. A C arm 36, a top plate 38, an aperture device 40, an X-ray tube 42, a high voltage generator 44, an aperture control mechanism 46, a top plate moving mechanism 48, a C arm operating mechanism 50, And a detector moving mechanism 54.

X線診断装置10の主な特徴は画像解析装置24の機能にあるため、以下、他の構成要素の機能を簡単に説明後、画像解析装置24の機能について詳細に説明する。   Since the main feature of the X-ray diagnostic apparatus 10 is the function of the image analysis apparatus 24, the functions of the image analysis apparatus 24 will be described in detail after briefly describing the functions of the other components.

天板38上には被検体Pが載置される。
Cアーム36は、X線管42、絞り装置40、X線検出器34を保持するアームである。Cアーム36によって、X線管42及び絞り装置40と、X線検出器34とは、被検体Pを挟んで互いに対向するように配置される。
A subject P is placed on the top plate 38.
The C arm 36 is an arm that holds the X-ray tube 42, the diaphragm device 40, and the X-ray detector 34. By the C arm 36, the X-ray tube 42, the diaphragm device 40, and the X-ray detector 34 are arranged to face each other with the subject P interposed therebetween.

高電圧発生器44は、高電圧を発生して、発生した高電圧をX線管42に供給する。
X線管42は、高電圧発生器44から供給される高電圧を用いてX線を発生する。
The high voltage generator 44 generates a high voltage and supplies the generated high voltage to the X-ray tube 42.
The X-ray tube 42 generates X-rays using the high voltage supplied from the high voltage generator 44.

絞り装置40は、例えば複数の絞り羽根をスライドさせることで、発生したX線が被検体Pの撮影領域に対して選択的に照射されるように絞り込む。   The diaphragm device 40 narrows the generated X-rays so as to be selectively irradiated to the imaging region of the subject P by sliding a plurality of diaphragm blades, for example.

絞り制御機構46は、絞り装置40の絞り羽根の開度を調整することで、X線の照射範囲を制御する。   The aperture control mechanism 46 controls the X-ray irradiation range by adjusting the aperture of the aperture blades of the aperture device 40.

X線検出器34は、例えばマトリクス状に配列された多数のX線検出素子によって、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投影データ生成部30に入力する。   The X-ray detector 34 converts, for example, the X-rays transmitted through the subject P into an electrical signal by using a large number of X-ray detection elements arranged in a matrix, and accumulates the accumulated electrical signal. To enter.

投影データ生成部30は、X線検出器34から入力される電気信号を用いて撮影領域の投影データを生成し、生成した投影データを投影データ記憶部28に記憶させる。投影データは例えば、各画素が1つの画素値を有するX線画像の画像データであり、投影データの各画素値は、被検体の撮影領域のX線透過率を反映したものとなる。   The projection data generation unit 30 generates projection data of the imaging region using the electrical signal input from the X-ray detector 34 and stores the generated projection data in the projection data storage unit 28. The projection data is, for example, image data of an X-ray image in which each pixel has one pixel value, and each pixel value of the projection data reflects the X-ray transmittance of the imaging region of the subject.

ここでは一例として、被検体Pが天板38上で動かないとの仮定した場合の被検体Pの同一領域(即ち、X線診断装置10の装置座標系における同一領域)が造影剤投与の前後に時系列的に撮影され、撮影後に被検体Pの動き補正が実行される。そして、造影剤投与後の各時相のX線画像をコントラスト画像と称し、コントラスト画像の投影データをコントラスト画像データと称する。また、基準として用いられる造影剤投与前のX線画像をマスク画像と称し、マスク画像の投影データをマスク画像データと称する。   Here, as an example, the same region of the subject P (that is, the same region in the apparatus coordinate system of the X-ray diagnostic apparatus 10) when it is assumed that the subject P does not move on the top plate 38 is before and after contrast agent administration. The movement of the subject P is corrected after the imaging. An X-ray image at each time phase after administration of the contrast agent is referred to as a contrast image, and projection data of the contrast image is referred to as contrast image data. Further, an X-ray image before contrast medium administration used as a reference is referred to as a mask image, and projection data of the mask image is referred to as mask image data.

マスク画像は、造影剤投与前の複数のX線画像の平均画像でもよいし、造影剤投与の瞬間(時刻t0)に撮影された1のX線画像でもよい。造影剤は、投与したら瞬間的に被検体内に行き亘るわけではないので、造影剤が投与される時刻t0での画素値は、造影剤投与前の画素値に等しいからである。   The mask image may be an average image of a plurality of X-ray images before administration of the contrast agent, or may be one X-ray image taken at the instant of contrast agent administration (time t0). This is because the contrast agent does not reach the subject instantaneously after administration, and the pixel value at time t0 when the contrast agent is administered is equal to the pixel value before administration of the contrast agent.

操作部22は、操作者が撮影条件等の各種コマンドを入力するためのモニタ、キーボード、操作ボタンなどを有し、入力された内容をシステム制御部26に転送する。   The operation unit 22 includes a monitor, a keyboard, operation buttons, and the like for the operator to input various commands such as shooting conditions, and transfers the input contents to the system control unit 26.

システム制御部26は、撮影条件の設定、撮影動作、表示処理においてX線診断装置10全体を制御する。   The system control unit 26 controls the entire X-ray diagnostic apparatus 10 in setting of imaging conditions, imaging operation, and display processing.

次に、画像解析装置24の各構成要素について説明する。
画像解析装置24は、システムバスSBと、選択部24aと、位置ズレ算出部24bと、画像生成部24cと、血流解析部24dと、GUI(Graphical User Interface)24eとを有する。
Next, each component of the image analysis device 24 will be described.
The image analysis device 24 includes a system bus SB, a selection unit 24a, a positional deviation calculation unit 24b, an image generation unit 24c, a blood flow analysis unit 24d, and a GUI (Graphical User Interface) 24e.

システムバスSBは、画像解析装置24の各構成要素を互いに電気的に接続する通信配線である。   The system bus SB is a communication wiring that electrically connects the components of the image analysis device 24 to each other.

選択部24a、位置ズレ算出部24b、画像生成部24cは、造影剤投与の前と後における被検体Pの動きによるアーチファクトが抑制されたDSA画像を生成する。   The selection unit 24a, the positional deviation calculation unit 24b, and the image generation unit 24c generate DSA images in which artifacts due to movement of the subject P before and after contrast agent administration are suppressed.

具体的には、選択部24aは、画像処理装置24に対する選択入力、画像処理条件、又は、撮影条件に基づいて、複数のコントラスト画像データ又はマスク画像データの一方をDSA画像の生成時の位置ズレ補正対象として選択する。   Specifically, the selection unit 24a shifts one of the plurality of contrast image data or mask image data at the time of DSA image generation based on the selection input to the image processing device 24, the image processing conditions, or the imaging conditions. Select as correction target.

位置ズレ算出部24bは、コントラスト画像データとマスク画像データとの間に、造影剤投与の前後の被検体Pの動きにより発生した位置ズレを、取得した画像データに基づいて算出する。   The positional deviation calculation unit 24b calculates a positional deviation caused by the movement of the subject P before and after the contrast agent administration between the contrast image data and the mask image data based on the acquired image data.

画像生成部24cは、複数のコントラスト画像データ又はマスク画像データの内、位置ズレ補正対象を位置ズレに基づいてシフトさせつつ、各コントラスト画像データとマスク画像データとの各差分を算出することで、時系列的な複数のDSA画像の画像データを生成する。   The image generation unit 24c calculates each difference between the contrast image data and the mask image data while shifting the position shift correction target based on the position shift among the plurality of contrast image data or mask image data. Image data of a plurality of time-series DSA images is generated.

GUI24eは、操作者が各種コマンドを入力するためのモニタ、操作ボタン等を有し、画像処理装置24に対する選択入力、及び、画像処理条件の入力を受け付ける。上記画像処理装置24に対する選択入力とは、上記DSA画像の生成時の位置ズレ補正対象(シフト対象)として、複数のコントラスト画像データ、又は、マスク画像データの一方を選択する入力である。   The GUI 24e includes a monitor for the operator to input various commands, operation buttons, and the like, and accepts selection input and image processing condition input to the image processing device 24. The selection input to the image processing device 24 is an input for selecting one of a plurality of contrast image data or mask image data as a position shift correction target (shift target) when the DSA image is generated.

血流解析部24dは、画像処理条件としてFunctional Imagingが選択された場合、画像生成部24cにより生成された時系列的な複数のDSA画像の画像データに基づいて、血流解析パラメータの値を算出する。この血流解析パラメータについて、以下の図2で説明する。   When Functional Imaging is selected as the image processing condition, the blood flow analysis unit 24d calculates the value of the blood flow analysis parameter based on the image data of a plurality of time-series DSA images generated by the image generation unit 24c. To do. The blood flow analysis parameters will be described with reference to FIG.

図2は、DSA画像の画像データから、造影剤濃度の時間変化を画素毎に算出する方法の一例、及び、血流解析部24dにより算出される血流解析パラメータの数例を示す模式図である。図2の上段は、各時相のDSA画像を示し、図2の下段は、一画素に着目した造影剤濃度の時間変化の一例を示す。   FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a method for calculating the temporal change in contrast agent concentration for each pixel from the image data of the DSA image, and several examples of blood flow analysis parameters calculated by the blood flow analysis unit 24d. is there. The upper part of FIG. 2 shows a DSA image of each time phase, and the lower part of FIG. 2 shows an example of a temporal change in contrast agent concentration focusing on one pixel.

例えば、X線診断装置10の撮影により、同一の被検体Pの同一領域に対して、造影剤投与前の時刻t=0、造影剤投与後の時刻t=1,2,3,4,5で順に6のX線画像の投影データが投影データ生成部30により生成される場合を考える。   For example, by imaging with the X-ray diagnostic apparatus 10, for the same region of the same subject P, time t = 0 before contrast medium administration, time t = 1, 2, 3, 4, 5 after contrast medium administration Consider the case where the projection data generation unit 30 generates the projection data of 6 X-ray images in order.

動き補正を省略する場合、造影剤投与後の各コントラスト画像と、t=0のマスク画像との各差分画像を生成することで、t=1,2,3,4,5にそれぞれ対応する5コマのDSA画像の画像データが得られる(図2の上段参照)。なお、図2の上段では、t=1を時相1(Time Phase 1)、t=2を時相2(Time Phase 2)としている(以下同様)。   When motion correction is omitted, each difference image between each contrast image after administration of a contrast agent and a mask image at t = 0 is generated, thereby corresponding to t = 1, 2, 3, 4, 5 respectively. Image data of a frame DSA image is obtained (see the upper part of FIG. 2). In the upper part of FIG. 2, t = 1 is time phase 1 (Time Phase 1), and t = 2 is time phase 2 (Time Phase 2) (the same applies hereinafter).

上記差分画像としてのDSA画像は、例えば、次式のように自然対数に基づく差分を画素毎に算出することで生成される。   The DSA image as the difference image is generated, for example, by calculating a difference based on a natural logarithm for each pixel as in the following equation.

(1)式において、(i,j)のiは画像座標として何行目の画素であるかを示し、jは何列目の画素であるかを示す。また、(1)式の左辺のDSA(i,j)は、nフレーム目(n時相目)のDSA画像における、i行目j列目の画素の画素値を示す。同様に、(1)式の右辺のcontrast(i,j)は、nフレーム目のコントラスト画像における、i行目j列目の画素の画素値を示す。同様に、mask(i,j)は、マスク画像における、i行目j列目の画素の画素値を示す。以上の表記は、後述の(2)式〜(6)式についても同様である。 In equation (1), i in (i, j) indicates what row of pixels as image coordinates, and j indicates what column of pixels. Further, DSA n (i, j) on the left side of the expression (1) indicates the pixel value of the pixel in the i-th row and the j-th column in the DSA image in the n-th frame (n-th phase). Similarly, contrast n (i, j) on the right side of equation (1) indicates the pixel value of the pixel in the i-th row and j-th column in the n-th frame contrast image. Similarly, mask (i, j) indicates the pixel value of the pixel in the i-th row and j-th column in the mask image. The above description is the same for the expressions (2) to (6) described later.

血流解析部24dは、5コマのDSA画像を通して、同位置の画素毎に画素値の時相変化(t=1〜5まで)を算出することで、画素毎の造影剤濃度の時間変化を算出する。図2の下段は、各DSA画像(この例では、画素数5×5)の左下の一画素に着目した造影剤濃度の時間変化の一例を示す。図2の下段において、縦軸はピーク値で正規化した造影剤濃度(Intensity of Contrast Medium)を示し、横軸は時相(経過時刻t)を示す。   The blood flow analysis unit 24d calculates the temporal change of the pixel value (from t = 1 to 5) for each pixel at the same position through the five-frame DSA image, thereby calculating the temporal change in the contrast agent concentration for each pixel. calculate. The lower part of FIG. 2 shows an example of temporal change in contrast agent concentration focusing on one pixel at the lower left of each DSA image (in this example, the number of pixels is 5 × 5). In the lower part of FIG. 2, the vertical axis indicates the contrast medium concentration (Intensity of Contrast Medium) normalized by the peak value, and the horizontal axis indicates the time phase (elapsed time t).

より詳細には、造影剤は、X線吸収率が体組織よりも高いので、造影剤濃度が高い位置に対応するX線検出素子の受線量は少なく、造影剤はX線画像において周囲よりも暗く投影される。DSA画像の各画素値は、(造影剤投与前の)マスク画像における同位置の画素値との差分であるから、同位置の一画素に着目し、この画素の画素値の時相変化に符号反転等の適切な処理を施せば、造影剤濃度の時間変化と等価になる。   More specifically, since the contrast agent has an X-ray absorption rate higher than that of the body tissue, the dose received by the X-ray detection element corresponding to the position where the contrast agent concentration is high is small, and the contrast agent is higher than the surrounding in the X-ray image Projected darkly. Since each pixel value of the DSA image is a difference from the pixel value at the same position in the mask image (before contrast agent administration), attention is paid to one pixel at the same position, and the time phase change of the pixel value of this pixel is encoded. Appropriate processing such as inversion is equivalent to a change in contrast agent concentration over time.

血流解析部24dは、上記のように算出される造影剤濃度の時間変化に基づいて、各画素に対して例えば以下の血流解析パラメータを算出する。   The blood flow analysis unit 24d calculates, for example, the following blood flow analysis parameters for each pixel based on the temporal change in the contrast agent concentration calculated as described above.

第1には、TTP(Time To Peak)であり、これは、造影剤濃度が注入開始されてからピークに達するまでの時間を示す。   The first is TTP (Time To Peak), which indicates the time from the start of injection of the contrast agent to the peak.

第2には、MTT(Mean Transit Time)であり、これは、造影剤濃度がピーク値の50%の値まで上昇した時刻から、ピークを過ぎてピーク値の50%まで下降した時刻までの時間間隔を示す。   The second is MTT (Mean Transit Time), which is the time from the time when the contrast agent concentration rises to 50% of the peak value to the time when it passes the peak and falls to 50% of the peak value. Indicates the interval.

第3には、PH(Peak Height)であり、これは、造影剤濃度(DSA値)のピーク値を示す。上記の左下の一画素の例では、時相3における縦軸の値に該当する。なお、縦軸の値の範囲は、例えばダイナミックレンジに合わせて任意に設定することができる。   Third is PH (Peak Height), which indicates the peak value of the contrast agent concentration (DSA value). In the example of the one pixel on the lower left, this corresponds to the value on the vertical axis in time phase 3. Note that the range of values on the vertical axis can be arbitrarily set according to, for example, the dynamic range.

第4には、AUC(Area Under Curve)であり、これは、DSA画像の最初の時相から最後の時相までの造影剤濃度(DSA値)の時間積分値を示す。上記の左下の一画素の例では、図2の下段において、右下がりの破線の斜線で示した領域の面積に相当する。   The fourth is AUC (Area Under Curve), which shows the time integration value of the contrast agent concentration (DSA value) from the first time phase to the last time phase of the DSA image. In the example of the one pixel on the lower left, it corresponds to the area of the region indicated by the diagonal line of the lower right broken line in the lower part of FIG.

なお、上記4つは、血流解析パラメータの数例にすぎず、他の血流解析パラメータが算出される構成でもよい。血流解析部24dは、残りの全ての画素についても、同様に造影剤濃度の時間変化を算出することで、血流解析パラメータを算出する。   The above four are just a few examples of blood flow analysis parameters, and other blood flow analysis parameters may be calculated. The blood flow analysis unit 24d calculates blood flow analysis parameters by calculating the temporal change in contrast agent concentration in the same manner for all remaining pixels.

血流解析部24dは、上記Functional Imagingとして、例えばTTPに基づくパラメトリック画像を生成してGUI24eに表示させる。ここでのパラメトリック画像とは、ある血流解析パラメータをカラー画像化したものである。例えば、時相1でTTPに達する画素には赤色、時相2でTTPに達する画素には黄色、時相3でTTPに達する画素には緑色、のように任意に定められたカラーマップに基づいて各画素に有彩色が割り当てられる。これにより、血流解析パラメータとしてのTTPが、カラー画像としてGUI24eに表示される。   The blood flow analysis unit 24d generates a parametric image based on, for example, TTP as the functional imaging and displays the parametric image on the GUI 24e. The parametric image here is a color image of a certain blood flow analysis parameter. For example, based on an arbitrarily determined color map such as red for pixels that reach TTP at time phase 1, yellow for pixels that reach TTP at time phase 2, and green for pixels that reach TTP at time phase 3. Thus, a chromatic color is assigned to each pixel. Thereby, TTP as a blood flow analysis parameter is displayed on the GUI 24e as a color image.

TTPに基づくパラメトリック画像は、Functional Imagingの一例にすぎない。血流解析部24dは、画像処理条件に応じて、他の血流解析パラメータについても画像化してGUI24eに表示することができる。   Parametric images based on TTP are just one example of Functional Imaging. The blood flow analysis unit 24d can image other blood flow analysis parameters and display them on the GUI 24e according to the image processing conditions.

次に、選択部24a、位置ズレ算出部24b、画像生成部24cによる動き補正の原理について、Functional Imagingが実行されない場合、Functional Imagingが実行される場合、の順に説明する。   Next, the principle of motion correction by the selection unit 24a, the positional deviation calculation unit 24b, and the image generation unit 24c will be described in the order of when Functional Imaging is not executed and when Functional Imaging is executed.

図3は、Functional Imagingが実行されない場合における、マスク画像とコントラスト画像との間の位置ズレの算出方法の模式的説明図である。ここでは一例として、長方形状の画像座標(i,j)を以下のように定義する。即ち、画像の縦方向をi行目とし、画像の横方向をj列目とする。図3では、左側に点線でマスク画像Imaskのみを示す。また、図3の右側には、コントラスト画像Icontを実線で示すと共に、シフトさせたマスク画像Imaskを点線で示す。図3では簡単化のため、マスク画像Imask、コントラスト画像Icont共に10行10列の画素数で記載している。   FIG. 3 is a schematic explanatory diagram of a method for calculating a positional deviation between a mask image and a contrast image when Functional Imaging is not executed. Here, as an example, rectangular image coordinates (i, j) are defined as follows. That is, the vertical direction of the image is the i-th row and the horizontal direction of the image is the j-th column. In FIG. 3, only the mask image Imask is shown by a dotted line on the left side. On the right side of FIG. 3, the contrast image Icont is indicated by a solid line, and the shifted mask image Imask is indicated by a dotted line. In FIG. 3, for simplification, both the mask image Imask and the contrast image Icont are described with the number of pixels of 10 rows and 10 columns.

まず、Functional Imagingが実行されない場合、位置ズレ算出部24bは、造影剤投与前後の被検体Pの動きによってnフレーム目のコントラスト画像と、マスク画像との間に生じた位置ズレの程度(乖離度)をMRn(Δi,Δj)として、次式で算出する。   First, when Functional Imaging is not executed, the positional deviation calculation unit 24b determines the degree of deviation (degree of divergence) between the nth frame contrast image and the mask image due to the movement of the subject P before and after the contrast agent administration. ) As MRn (Δi, Δj), and is calculated by the following equation.

(2)式の右辺において、iに関するΣに対応する始めのNは、画像の行数であり、jに関するΣに対応する2番目のNは、画像の列数である。また、(2)式において、Δiは、画像の縦方向の位置ズレ量であり、Δjは、画像の横方向の位置ズレ量である。   In the right side of equation (2), the first N corresponding to Σ related to i is the number of rows of the image, and the second N corresponding to Σ related to j is the number of columns of the image. In equation (2), Δi is the amount of positional deviation in the vertical direction of the image, and Δj is the amount of positional deviation in the horizontal direction of the image.

(2)式において、例えば暫定シフト量(暫定的な位置ズレ)としてΔi=2,Δj=1である場合を考える。この場合、図3の右側のように、例えばマスク画像Imaskの1行目の画素群が3行目の画素群となるように、且つ、マスク画像Imaskの1列目の画素列が2列目の画素群となるように、マスク画像をシフトしつつ、(2)式の差分演算が実行される。これにより、図3の右側のハッチング領域で示すマスク画像Imask及びコントラスト画像Icontの重複領域に対して、両画像の対数的な差分画像の画素値の二乗の総和がMRn(Δi,Δj)として算出される。   In the equation (2), for example, consider a case where Δi = 2 and Δj = 1 as a provisional shift amount (provisional positional deviation). In this case, as shown on the right side of FIG. 3, for example, the pixel group in the first row of the mask image Imask becomes the pixel group in the third row, and the first pixel column of the mask image Imask is the second column. The difference calculation of equation (2) is executed while shifting the mask image so as to be the pixel group. Thereby, for the overlapping area of the mask image Imask and the contrast image Icont shown by the hatched area on the right side of FIG. 3, the sum of the squares of the logarithmic difference image pixel values of both images is calculated as MRn (Δi, Δj). Is done.

位置ズレ算出部24bは、(2)式のΔi,Δjを変化させながら、MRn(Δi,Δj)を最小化させるΔi,Δjを、時相毎に算出する。これらΔi,Δjがnフレーム目のコントラスト画像と、マスク画像との間の縦方向、横方向の各位置ズレ量である。
なお、MRn(Δi,Δj)は、上記差分画像の画素値の二乗の総和ではなく、差分画像の各画素値の絶対値の総和でもよいし、差分画像の各画素値の絶対値の平均値でもよい。この点、後述の(4)式についても同様である。
The positional deviation calculation unit 24b calculates Δi 0 and Δj 0 for minimizing MRn (Δi, Δj) for each time phase while changing Δi and Δj in equation (2). These Δi 0 and Δj 0 are the positional shift amounts in the vertical and horizontal directions between the contrast image of the nth frame and the mask image.
MRn (Δi, Δj) may not be the sum of the squares of the pixel values of the difference image, but may be the sum of the absolute values of the pixel values of the difference image, or the average value of the absolute values of the pixel values of the difference image. But you can. This also applies to the later-described equation (4).

位置ズレ算出部24bは、コントラスト画像の時相数だけΔi,Δjのペアを算出後、動き補正がされたDSA画像の各画素の画素値を次式で算出する。 After calculating the number of pairs of Δi 0 and Δj 0 corresponding to the number of time phases of the contrast image, the position shift calculation unit 24b calculates the pixel value of each pixel of the DSA image subjected to motion correction by the following equation.

(3)式において、n=1として、i,jに関しては画像の行数、列数分だけ算出すれば、n=1のフレームのDSA画像の全画素の画素値が算出される。同様にして、位置ズレ算出部24bは、全時相のDSA画像の画像データを生成する。
Functional Imagingが実行されない場合、上記(3)式及び図3の右側に示すように、コントラスト画像をシフトさせずに、位置ズレの分だけマスク画像をシフトすることで、DSA画像生成の差分演算が実行される。
In equation (3), if n = 1 and i and j are calculated by the number of rows and columns of the image, the pixel values of all the pixels of the DSA image of the n = 1 frame are calculated. Similarly, the positional deviation calculation unit 24b generates image data of DSA images of all time phases.
When Functional Imaging is not executed, the difference calculation for DSA image generation is performed by shifting the mask image by the amount of positional deviation without shifting the contrast image as shown in the above equation (3) and the right side of FIG. Executed.

次に、Functional Imagingが実行される場合を考える。まず、被検体の動きは1度だけとは限らないので、マスク画像と、各時相のコントラスト画像との各位置ズレの量は、時相毎に異なることがある。そのような場合であっても、画素毎に算出される造影剤濃度の時間変化曲線が、被検体内の同一位置毎の造影剤濃度の時間変化となることが望ましい。   Next, consider a case where Functional Imaging is executed. First, since the movement of the subject is not limited to one time, the amount of each positional deviation between the mask image and the contrast image of each time phase may differ for each time phase. Even in such a case, it is desirable that the time-varying curve of the contrast agent concentration calculated for each pixel is the time change of the contrast agent concentration at the same position in the subject.

図4は、時相毎に位置ズレ量が異なる場合のマスク画像及びコントラスト画像の模式図である。図4では簡単化のため、時刻t=0で撮影されたマスク画像に対し、被検体Pが横方向にのみ動いた場合を考える。ここでは一例として、t=1のコントラスト画像ではΔj=−1,t=2のコントラスト画像ではΔj=−2,t=3のコントラスト画像ではΔj=−3,t=4のコントラスト画像ではΔj=−4,となる場合を考える。 FIG. 4 is a schematic diagram of a mask image and a contrast image when the amount of positional deviation differs for each time phase. In FIG. 4, for the sake of simplification, consider a case where the subject P moves only in the horizontal direction with respect to the mask image taken at time t = 0. Here, as an example, Δj 0 = −1 for a contrast image with t = 1, Δj 0 = −2 for a contrast image with t = 2, and Δj 0 = −3 for a contrast image with t = 3, and a contrast image with t = 4. Let us consider a case where Δj 0 = −4.

この場合、例えば右眼球の中心などの被検体Pの特定位置として定義されるQ−POINTは、マスク画像では最も右下の画素に投影されていると仮定する。そして、Q−POINTは、t=1のコントラスト画像では、右下の画素より左に1画素シフトし、t=2のコントラスト画像では、右下の画素より左に2画素シフトし、t=3のコントラスト画像では、右下の画素より左に3画素シフトし、t=4のコントラスト画像では、右下の画素より左に4画素シフトする。   In this case, it is assumed that Q-POINT, which is defined as a specific position of the subject P such as the center of the right eyeball, is projected on the lower right pixel in the mask image. Q-POINT shifts one pixel to the left from the lower right pixel in the contrast image at t = 1, and shifts two pixels to the left from the lower right pixel in the contrast image at t = 2, and t = 3 The contrast image is shifted by 3 pixels to the left from the lower right pixel, and the contrast image at t = 4 is shifted by 4 pixels to the left from the lower right pixel.

この場合、従来のように、時相毎に異なる位置ズレ量でマスク画像をシフトさせつつ、マスク画像とコントラスト画像との差分を得ることで各時相のDSA画像を生成すると仮定する。この場合、Functional ImagingにおけるDSA画像の各画素の造影剤濃度の時間変化は、被検体の同一位置の造影剤濃度ではなく、被検体の異なる領域の造影剤濃度を反映したものとなる。理由は以下になる。   In this case, it is assumed that the DSA image of each time phase is generated by obtaining the difference between the mask image and the contrast image while shifting the mask image by a positional shift amount different for each time phase as in the prior art. In this case, the temporal change in the contrast agent concentration of each pixel of the DSA image in Functional Imaging reflects the contrast agent concentration in a different region of the subject, not the contrast agent concentration at the same position of the subject. The reason is as follows.

図4ではDSA画像は示さないが、t=4のコントラスト画像と、シフトされたマスク画像との差分で得られる4時相目のDSA画像の最も左下の画素は、Q−POINTの被検体位置の造影剤濃度を反映する。しかし、他の時相のDSA画像の最も左下の画素は、被検体のQ−POINT以外の領域の造影剤濃度を反映する。DSA画像生成時の差分演算において各時相のコントラスト画像の位置が固定されるところ、左下の画素がQ−POINTとなるコントラスト画像は、t=4のコントラスト画像のみだからである。   Although the DSA image is not shown in FIG. 4, the lower leftmost pixel of the fourth phase DSA image obtained by the difference between the contrast image of t = 4 and the shifted mask image is the subject position of the Q-POINT. Reflect the contrast agent concentration. However, the lower leftmost pixel of the other phase DSA image reflects the contrast agent concentration in the region other than the Q-POINT of the subject. This is because the position of the contrast image in each time phase is fixed in the difference calculation at the time of DSA image generation, and the contrast image in which the lower left pixel is Q-POINT is only the contrast image of t = 4.

反対に、全時相のDSA画像を生成する差分演算において、どの時相のDSA画像生成時にも共通に用いられるマスク画像の位置を全時相に亘って統一すれば、上記不具合はない。即ち、マスク画像を固定すると共にコントラスト画像を時相毎にシフトさせつつ、差分演算により各時相のDSA画像を生成する方が、Functional Imagingには適していると考えられる。   On the contrary, in the difference calculation for generating all time phase DSA images, if the positions of the mask images that are commonly used at the time of generating any time phase DSA image are unified over all time phases, the above-described problem does not occur. That is, it is considered suitable for Functional Imaging to generate a DSA image of each time phase by difference calculation while fixing the mask image and shifting the contrast image for each time phase.

そこで、第1の実施形態では、Functional Imagingが実行される場合、マスク画像の位置を固定して位置ズレを算出し、DSA画像生成の差分演算の際にはコントラスト画像をシフトさせる。   Therefore, in the first embodiment, when Functional Imaging is executed, the position of the mask image is fixed to calculate the positional shift, and the contrast image is shifted in the difference calculation for DSA image generation.

図5は、Functional Imagingが実行される場合における、マスク画像とコントラスト画像との間の位置ズレの算出方法の模式的説明図である。表記は図3と同様であり、図5の左側に点線でマスク画像Imaskのみを示す。図5の右側には、マスク画像Imaskを点線で示すと共に、シフトさせたコントラスト画像Icontを実線で示す。   FIG. 5 is a schematic explanatory diagram of a method for calculating a positional deviation between a mask image and a contrast image when Functional Imaging is executed. The notation is the same as in FIG. 3, and only the mask image Imask is shown by a dotted line on the left side of FIG. On the right side of FIG. 5, the mask image Imask is indicated by a dotted line, and the shifted contrast image Icont is indicated by a solid line.

Functional Imagingが実行される場合、nフレーム目のコントラスト画像と、マスク画像との間の位置ズレの程度(乖離度)MRn(Δi,Δj)は、次式で算出される。   When Functional Imaging is executed, the degree of deviation (degree of deviation) MRn (Δi, Δj) between the contrast image of the nth frame and the mask image is calculated by the following equation.

(4)式において、例えばΔi=3,Δj=2である場合を考える。この場合、図5の右側のように、コントラスト画像Icontの各行を3行分シフトさせると共に各列を2行分シフトさせ、(4)式の差分演算が実行される。このようにして、位置ズレ算出部24bは、前述同様に、(4)式のMRn(Δi,Δj)を最小化させるΔi,Δjを、位置ズレ量として時相毎に算出する。 In the equation (4), for example, consider a case where Δi = 3 and Δj = 2. In this case, as shown on the right side of FIG. 5, each row of the contrast image Icont is shifted by 3 rows and each column is shifted by 2 rows, and the difference calculation of Expression (4) is executed. As described above, the positional deviation calculation unit 24b calculates Δi 0 and Δj 0 that minimize MRn (Δi, Δj) in the equation (4) for each time phase as the positional deviation amount.

位置ズレ算出部24bは、コントラスト画像の時相数だけΔi,Δjのペアを算出後、動き補正がされたDSA画像の各画素の画素値を次式で算出する。 After calculating the number of pairs of Δi 0 and Δj 0 corresponding to the number of time phases of the contrast image, the position shift calculation unit 24b calculates the pixel value of each pixel of the DSA image subjected to motion correction by the following equation.

なお、(2)式及び(4)式では説明の簡単化のため、縦横のシフトだけを考慮しているが、実際には回転の影響も入れて位置ズレを算出してもよい。   Note that in the formulas (2) and (4), only vertical and horizontal shifts are taken into account for the sake of simplification of description, but in reality, the positional deviation may be calculated with the influence of rotation.

また、(2)式及び(4)式では、画像全体を対象として位置ズレΔi,Δjが決定されるが、これは一例にすぎない。着目領域の画素群に絞って位置ズレΔi,Δjを算出してもよい。例えば、着目領域が21行目〜40行目、31列目〜50列目である場合、(2)式の始めのΣにおいて21行目から40行目までの総和を求めると共に、2番目のΣにおいて31列目から50列目までの総和を求めることで、位置ズレΔi,Δjを決定してもよい。これにより、位置ズレ演算の負荷を軽減できる。 Further, in Expressions (2) and (4), the positional deviations Δi 0 and Δj 0 are determined for the entire image, but this is only an example. The positional deviations Δi 0 and Δj 0 may be calculated by focusing on the pixel group in the region of interest. For example, if the region of interest is the 21st row to the 40th row and the 31st column to the 50th column, the sum total from the 21st row to the 40th row is calculated in the Σ at the beginning of the equation (2) and the second The positional deviations Δi 0 and Δj 0 may be determined by calculating the sum total from the 31st column to the 50th column in Σ. Thereby, the load of position shift calculation can be reduced.

また、Δi,Δjが小数となる場合、(3)式における差分演算では、補間処理等を用いればよい。例えば、Δi=0.2,Δj=0.2の場合、コントラスト画像の10行目10列目の画素値との間で対数差分が実行されるのは、理論的にはマスク画像の9.8行目9.8列目の画素値である。即ち、(3)式の対数内の分子において、マスク画像の画像座標が整数とはならない。 When Δi 0 and Δj 0 are decimal numbers, interpolation processing or the like may be used in the difference calculation in equation (3). For example, when Δi 0 = 0.2 and Δj 0 = 0.2, the logarithmic difference is executed between the pixel value of the 10th row and the 10th column of the contrast image. This is the pixel value in the 9.8th row and the 9.8th column. That is, in the numerator in the logarithm of the expression (3), the image coordinates of the mask image are not integers.

このような場合、(3)式の分子は、補間処理で算出される。第1の例としては、マスク画像における9.8行目9.8列目近傍の(9,9),(9,10),(10,9),(10,10)の4画素の画素値の単純な平均値にしてもよい。第2の例としては、これら4画素の画素値を重み付け平均した値にしてもよい。ここでの重み付けとは、理論的には、マスク画像の9.8行目9.8列目の画素値であるから、9行目よりは10行目の方が重みが多くなるように、9列目よりは10列目の方が重みが多くなるようにすることである。Δi,Δjが小数となる場合、(5)式についても上記同様である。 In such a case, the numerator of equation (3) is calculated by interpolation processing. As a first example, four pixels of (9, 9), (9, 10), (10, 9), (10, 10) in the vicinity of the 9.8th row and the 9.8th column in the mask image It may be a simple average value. As a second example, the pixel values of these four pixels may be weighted average values. The weighting here is theoretically the pixel value in the 9.8th row and the 9.8th column of the mask image, so that the weight in the 10th row is larger than that in the 9th row. This is to increase the weight in the 10th column rather than the 9th column. When Δi 0 and Δj 0 are decimal numbers, the same applies to equation (5).

なお、上記説明では、コントラスト画像の時相数nの分だけΔi,Δjのペアを算出するとしたが、被検体Pの体動が1回だけであれば、コントラスト画像の全時相を通して、画一的なΔi,Δjを算出して用いてもよい。或いは、1時相目から10時相目でΔi,Δjを算出し、11時相目から20時相目でΔi,Δjを別途算出するように、連続した時相群毎に、一つの位置ズレを同定してもよい。 In the above description, a pair of Δi 0 and Δj 0 is calculated for the number n of time phases of the contrast image. However, if the subject P is moved only once, the entire time phase of the contrast image is obtained. , Uniform Δi 0 and Δj 0 may be calculated and used. Alternatively, .DELTA.i from 1:00 phase first at 10 time phases eyes 0, calculates .DELTA.j 0, .DELTA.i 0 at 20 time phases counted from 11:00 phase eyes, to separately calculate the .DELTA.j 0, for each phase group when successive One positional deviation may be identified.

図6は、第1の実施形態のX線診断装置10の動作の一例を示すフローチャートである。以下、前述の各図を参照しながら、図6に示すフローチャートのステップ番号に従って、X線診断装置10の動作を説明する。   FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of the operation of the X-ray diagnostic apparatus 10 according to the first embodiment. Hereinafter, the operation of the X-ray diagnostic apparatus 10 will be described according to the step numbers in the flowchart shown in FIG.

[ステップS1]システム制御部26(図1参照)は、操作部22を介して入力された撮影領域、管電流、管電圧、X線パルス幅等の一部の撮影条件に基づいて、造影剤投与の前後における各時相での全撮影条件を設定する。この後、ステップS2に進む。   [Step S1] The system control unit 26 (see FIG. 1) determines the contrast agent based on some imaging conditions such as the imaging region, tube current, tube voltage, and X-ray pulse width input via the operation unit 22. Set all imaging conditions at each time phase before and after administration. Thereafter, the process proceeds to step S2.

[ステップS2]造影剤投与の前後において、被検体Pの同一領域に対して、公知の動作により時系列的なX線画像の投影データが生成される。具体的には、高電圧発生器44は、システム制御部26の制御に従って高電圧をX線管42に供給し、X線管42はX線を発生し、絞り装置40によって被検体Pに対するX線照射範囲が制御される。   [Step S2] Before and after contrast medium administration, time-series X-ray image projection data is generated for the same region of the subject P by a known operation. Specifically, the high voltage generator 44 supplies a high voltage to the X-ray tube 42 according to the control of the system control unit 26, and the X-ray tube 42 generates X-rays. The irradiation range is controlled.

X線検出器34は、被検体Pを透過したX線を検出して電気信号に変換し、これを投影データ生成部30に入力する。投影データ生成部30は、入力された電気信号からX線画像の投影データを生成して、投影データ記憶部28に記憶させる。   The X-ray detector 34 detects X-rays that have passed through the subject P, converts them into electrical signals, and inputs them to the projection data generation unit 30. The projection data generation unit 30 generates projection data of an X-ray image from the input electrical signal and stores it in the projection data storage unit 28.

このようにして、造影剤投与の前後において、各画素の輝度がX線検出器34のX線検出素子(図示せず)毎の受線量に応じた輝度となるように、被検体Pの同一領域に対して多時相の投影データが生成される。即ち、造影剤投与前のマスク画像の画像データと、造影剤投与後の時系列的な複数のコントラスト画像の画像データとが生成され、投影データ記憶部28に記憶される。   In this way, before and after contrast medium administration, the subject P is the same so that the luminance of each pixel becomes the luminance according to the dose received for each X-ray detection element (not shown) of the X-ray detector 34. Multi-phase projection data is generated for the region. That is, image data of the mask image before administration of the contrast agent and image data of a plurality of time-series contrast images after administration of the contrast agent are generated and stored in the projection data storage unit 28.

なお、造影剤投与後のX線画像は複数の時相に対応するように複数必要であるが、造影剤投与前のX線画像は1つのみでもよい。この後、ステップS3に進む。   Note that a plurality of X-ray images after contrast medium administration are required so as to correspond to a plurality of time phases, but only one X-ray image before contrast medium administration may be provided. Thereafter, the process proceeds to step S3.

[ステップS3]画像処理装置24のGUI24e(図1参照)を介して、DSA画像における被検体Pの動き補正を実行することが操作者の入力により指示された場合、ステップS5に進む。それ以外の場合、ステップS4に進む。   [Step S3] When it is instructed by the operator's input to perform motion correction of the subject P in the DSA image via the GUI 24e (see FIG. 1) of the image processing device 24, the process proceeds to Step S5. Otherwise, the process proceeds to step S4.

[ステップS4]画像生成部24cは、マスク画像データと、各時相のコントラスト画像データとを投影データ記憶部28から取得する。画像生成部24cは、動き補正を実行せずに、(1)式に基づく対数差分によって各時相のDSA画像の画像データを生成及び記憶する。画像生成部24cは、各時相のDSA画像の画像データをGUI24eに入力し、GUI24eは各DSA画像を表示する。
ステップS3で動き補正が実行されないと選択された場合、以上で終了する。
[Step S4] The image generation unit 24c acquires mask image data and contrast image data of each time phase from the projection data storage unit 28. The image generation unit 24c generates and stores the image data of the DSA image of each time phase based on the logarithmic difference based on the equation (1) without executing the motion correction. The image generation unit 24c inputs the image data of the DSA image at each time phase to the GUI 24e, and the GUI 24e displays each DSA image.
If it is selected in step S3 that the motion correction is not performed, the process ends here.

[ステップS5]GUI24eを介して、Functional Imagingを実行することが操作者の入力により選択された場合、ステップS8に進む。それ以外の場合、ステップS6に進む。   [Step S5] If execution of Functional Imaging is selected by the operator's input via the GUI 24e, the process proceeds to Step S8. Otherwise, the process proceeds to step S6.

[ステップS6]画像処理条件としてFunctional Imagingが実行されないので、選択部24aは、位置ズレ補正対象としてマスク画像を選択し、この選択結果を位置ズレ算出部24bに入力する。   [Step S6] Since Functional Imaging is not executed as the image processing condition, the selection unit 24a selects a mask image as a position shift correction target, and inputs the selection result to the position shift calculation unit 24b.

位置ズレ算出部24bは、マスク画像データと、各時相のコントラスト画像データとを投影データ記憶部28から取得する。位置ズレ補正対象がマスク画像であるので、位置ズレ算出部24bは、前述の(2)式を最小化するように、コントラスト画像データと、マスク画像データとの位置ズレを規定するΔi,Δjを時相毎に算出及び記憶する(図3参照)。位置ズレ算出部24bは、Δi,Δjを画像生成部24cに入力する。 The positional deviation calculation unit 24 b acquires the mask image data and the contrast image data of each time phase from the projection data storage unit 28. Since the position shift correction target is a mask image, the position shift calculation unit 24b defines Δi 0 and Δj that define the position shift between the contrast image data and the mask image data so as to minimize the above-described equation (2). 0 is calculated and stored for each time phase (see FIG. 3). The positional deviation calculation unit 24b inputs Δi 0 and Δj 0 to the image generation unit 24c.

画像生成部24cは、Δi,Δjと、(3)式とに基づいて、マスク画像を位置ズレ補正対象としてシフトさせつつ、各コントラスト画像と、マスク画像との対数差分を算出する。これにより、画像生成部24cは、コントラスト画像の各時相にそれぞれ対応する時系列的な複数のDSA画像の画像データ(動き補正済)を生成する。
この後、ステップS7に進む。
The image generation unit 24c calculates the logarithmic difference between each contrast image and the mask image while shifting the mask image as a position shift correction target based on Δi 0 , Δj 0 and Equation (3). Thereby, the image generation unit 24c generates a plurality of time-series image data (motion corrected) corresponding to each time phase of the contrast image.
Thereafter, the process proceeds to step S7.

[ステップS7]画像生成部24cは、ステップS6で生成した動き補正後の各時相のDSA画像の画像データをGUI24eに入力し、GUI24eは各DSA画像を表示する。Functional Imagingが実行されない場合、以上で終了する。   [Step S7] The image generation unit 24c inputs the image data of the DSA image of each time phase after the motion correction generated in Step S6 to the GUI 24e, and the GUI 24e displays each DSA image. If Functional Imaging is not executed, the process ends.

[ステップS8]画像処理条件としてFunctional Imagingが実行されるので、選択部24aは、位置ズレ補正対象として各々のコントラスト画像を選択し、この選択結果を位置ズレ算出部24bに入力する。   [Step S8] Since Functional Imaging is executed as an image processing condition, the selection unit 24a selects each contrast image as a position shift correction target, and inputs the selection result to the position shift calculation unit 24b.

位置ズレ算出部24bは、マスク画像データと、各時相のコントラスト画像データとを投影データ記憶部28から取得する。位置ズレ補正対象が各コントラスト画像であるので、位置ズレ算出部24bは、前述の(4)式を最小化するように、コントラスト画像データと、マスク画像データとの位置ズレを規定するΔi,Δjを時相毎に算出及び記憶する(図5参照)。位置ズレ算出部24bは、Δi,Δjを画像生成部24cに入力する。 The positional deviation calculation unit 24 b acquires the mask image data and the contrast image data of each time phase from the projection data storage unit 28. Since the positional deviation correction target is each contrast image, the positional deviation calculation unit 24b defines Δi 0 , which defines the positional deviation between the contrast image data and the mask image data so as to minimize the above-described equation (4). Δj 0 is calculated and stored for each time phase (see FIG. 5). The positional deviation calculation unit 24b inputs Δi 0 and Δj 0 to the image generation unit 24c.

画像生成部24cは、Δi,Δjと、(5)式とに基づいて、各コントラスト画像を位置ズレ補正対象としてシフトさせつつ、各コントラスト画像と、マスク画像との対数差分を算出する。これにより、画像生成部24cは、コントラスト画像の各時相にそれぞれ対応する時系列的な複数のDSA画像の画像データ(動き補正済)を生成する。
この後、ステップS9に進む。
The image generation unit 24c calculates the logarithmic difference between each contrast image and the mask image while shifting each contrast image as a position shift correction target based on Δi 0 , Δj 0 and Equation (5). Thereby, the image generation unit 24c generates a plurality of time-series image data (motion corrected) corresponding to each time phase of the contrast image.
Thereafter, the process proceeds to step S9.

[ステップS9]画像生成部24cは、ステップS8で生成した動き補正後の各時相のDSA画像の画像データを血流解析部24d(図1参照)に入力する。
血流解析部24dは、前述のように、時系列的なDSA画像の同位置の画素毎に、造影剤濃度の時間変化曲線を算出及び記憶する(図2参照)。
この後、ステップS10に進む。
[ステップS10]血流解析部24dは、ステップS9で算出した造影剤濃度の時間変化に基づいて、各画素に対して前述の血流解析パラメータを算出する。この後、ステップS11に進む。
[Step S9] The image generation unit 24c inputs the image data of the DSA image of each time phase after the motion correction generated in step S8 to the blood flow analysis unit 24d (see FIG. 1).
As described above, the blood flow analysis unit 24d calculates and stores a temporal change curve of the contrast agent concentration for each pixel at the same position in the time-series DSA image (see FIG. 2).
Thereafter, the process proceeds to step S10.
[Step S10] The blood flow analysis unit 24d calculates the blood flow analysis parameter described above for each pixel based on the temporal change in the contrast agent concentration calculated in step S9. Thereafter, the process proceeds to step S11.

[ステップS11]血流解析部24dは、Functional Imagingとして、例えばTTPに基づくパラメトリック画像などの血流解析結果を生成し、血流解析結果をGUI24eに表示させる。   [Step S11] The blood flow analysis unit 24d generates a blood flow analysis result such as a parametric image based on TTP as Functional Imaging, and displays the blood flow analysis result on the GUI 24e.

以上が第1の実施形態のX線診断装置10の動作説明である。以下、従来技術と第1の実施形態との違いについて説明する。   The above is the description of the operation of the X-ray diagnostic apparatus 10 of the first embodiment. Hereinafter, the difference between the prior art and the first embodiment will be described.

従来技術(ピクセルシフト)では、コントラスト画像をシフトさせるとDSA画像における血管情報がぼけるという理由で、DSA画像生成の差分演算の実行時には、マスク画像をシフトすることで体動アーチファクトを抑制していた。しかし、上記手法では、図4で説明したように、DSA画像としての同位置の画素毎に造影剤濃度の時間変化を算出する場合に、被検体の異なる領域の造影剤濃度が反映される。   In the prior art (pixel shift), when the contrast image is shifted, blood vessel information in the DSA image is blurred. Therefore, when performing the difference calculation for generating the DSA image, the body movement artifact is suppressed by shifting the mask image. . However, in the above method, as described with reference to FIG. 4, when the temporal change of the contrast agent concentration is calculated for each pixel at the same position as the DSA image, the contrast agent concentration in a different region of the subject is reflected.

そこで第1の実施形態では、画像処理条件としてFunctional Imagingが実行される場合、DSA画像生成の差分演算においてコントラスト画像をシフトさせる前提の下、(4)式を最小化する位置ズレが時相毎に算出される。そして、画像生成部24cは、時相毎の位置ズレ量に応じてコントラスト画像をシフトさせつつ、全時相に亘ってマスク画像を固定して(5)式の差分演算を実行することで、動き補正済のDSA画像を生成する(ステップS8)。
このように生成されるDSA画像の場合、全時相に亘って同位置の画素毎に画素値の時相変化を算出すれば、被検体の同一領域の造影剤濃度の時間変化が正確に得られる。
Therefore, in the first embodiment, when Functional Imaging is executed as an image processing condition, a positional shift that minimizes the expression (4) is set for each time phase on the premise that the contrast image is shifted in the difference calculation for DSA image generation. Is calculated. Then, the image generation unit 24c shifts the contrast image in accordance with the positional deviation amount for each time phase, and fixes the mask image over all time phases, and executes the difference calculation of Expression (5). A motion-corrected DSA image is generated (step S8).
In the case of the DSA image generated in this way, if the temporal change of the pixel value is calculated for each pixel at the same position over the entire temporal phase, the temporal change of the contrast agent concentration in the same region of the subject can be accurately obtained. It is done.

第1の実施形態では、被検体における同一領域の造影剤濃度の時間変化が正確に得られる結果、Functional Imagingの各血流解析パラメータも正確に算出される(ステップS10)。従って、Functional Imagingの精度を従来よりも向上することができる。このように高精度の血流解析結果を表示できる結果(ステップS11)、画像診断の精度も向上することができる。   In the first embodiment, as a result of accurately obtaining the temporal change of the contrast agent concentration in the same region in the subject, each blood flow analysis parameter of Functional Imaging is also accurately calculated (step S10). Therefore, the accuracy of Functional Imaging can be improved as compared with the prior art. Thus, the result of displaying the blood flow analysis result with high accuracy (step S11) and the accuracy of the image diagnosis can be improved.

また、第1の実施形態では、Functional Imagingが実行されない場合には、DSA画像生成の差分演算の実行時において、マスク画像をシフトすることで体動アーチファクトを抑制する。   Further, in the first embodiment, when Functional Imaging is not executed, body motion artifacts are suppressed by shifting the mask image when executing the difference calculation for DSA image generation.

このように第1の実施形態によれば、造影剤投与前後の被検体の動きによるアーチファクトを、従来とは異なる手法により、例えば画像処理条件に応じて適正に抑制することができる。   As described above, according to the first embodiment, artifacts due to the movement of the subject before and after the contrast agent administration can be appropriately suppressed according to, for example, image processing conditions by a method different from the conventional method.

なお、第1の実施形態では、画像処理条件に応じて、マスク画像、コントラスト画像の内の一方を選択部24aが自動的に位置ズレ補正対象(DSA画像生成時の差分演算におけるシフト対象)として選択する例を述べた。本発明の実施形態は、かかる態様に限定されるものではない。   In the first embodiment, the selection unit 24a automatically sets one of the mask image and the contrast image as a position misalignment correction target (a shift target in the difference calculation at the time of DSA image generation) according to the image processing conditions. An example to choose was described. The embodiment of the present invention is not limited to such an aspect.

例えばステップS5において、マスク画像、コントラスト画像のどちらが位置ズレ補正対象(シフト対象)とされるかを、GUI24eを介して操作者の入力により選択する構成でもよい。或いは、次の第2の実施形態のように、撮影条件に応じて、マスク画像、コントラスト画像の内の一方を選択部24aが位置ズレ補正対象(シフト対象)として選択する構成でもよい。   For example, in step S5, it may be configured to select which of the mask image and the contrast image is to be subjected to position shift correction (shift target) by an operator input via the GUI 24e. Alternatively, as in the second embodiment, the selection unit 24a may select one of the mask image and the contrast image as a position shift correction target (shift target) according to the shooting conditions.

<第2の実施形態>
第2の実施形態では、撮影条件の一例として、撮影プログラムの種類に応じて、マスク画像、コントラスト画像の内の一方が位置ズレ補正対象(シフト対象)として選択される。X線診断装置10のハードウェア上の構成や、その他の点は、第1の実施形態と同様である。
<Second Embodiment>
In the second embodiment, as an example of the shooting condition, one of the mask image and the contrast image is selected as a position shift correction target (shift target) according to the type of the shooting program. The hardware configuration and other points of the X-ray diagnostic apparatus 10 are the same as those in the first embodiment.

図7は、第2の実施形態のX線診断装置10の動作の一例を示すフローチャートである。以下、図7に示すフローチャートのステップ番号に従って、第2の実施形態のX線診断装置10の動作を説明する。   FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the operation of the X-ray diagnostic apparatus 10 according to the second embodiment. Hereinafter, the operation of the X-ray diagnostic apparatus 10 of the second embodiment will be described according to the step numbers of the flowchart shown in FIG.

[ステップS21]システム制御部26(図1参照)は、操作部22を介して入力された撮影領域、管電流、管電圧、X線パルス幅等の撮影条件に基づいて、造影剤投与の前後における各時相での全撮影条件を設定する。この撮影条件には、撮影プログラムの選択も含まれる。   [Step S21] The system control unit 26 (see FIG. 1) performs before and after contrast medium administration based on imaging conditions such as the imaging region, tube current, tube voltage, and X-ray pulse width input via the operation unit 22. Sets all shooting conditions for each time phase in. This shooting condition includes selection of a shooting program.

例えばFunctional Imagingのように血流解析を前提とする撮影プログラムでは、DSA画像の画素毎の造影剤濃度の時間変化が正確に得られるように、各コントラスト画像の撮影間隔等の撮影条件がシステム制御部26によって適正に設定される。具体的には空間分解能より時間分解能が優先され、例えば512×512[pixel2]、15[fps]で撮影されるようなプログラムが構成される。 For example, in an imaging program based on blood flow analysis such as Functional Imaging, the imaging conditions such as the imaging interval of each contrast image are controlled by the system so that the temporal change in contrast agent concentration for each pixel of the DSA image can be obtained accurately. It is set appropriately by the unit 26. Specifically, a temporal resolution is prioritized over a spatial resolution, and a program that captures, for example, 512 × 512 [pixel 2 ], 15 [fps] is configured.

一方、血流解析を前提としない撮影プログラムでは、十分な解像度のDSA画像が得られるような撮影条件がシステム制御部26によって適正に設定される。具体的には時間分解能より空間分解能が優先され、例えば1024×1024[pixel2]、7.5[fps]で撮影されるようなプログラムが構成される。この後、ステップS22に進む。 On the other hand, in an imaging program that does not assume blood flow analysis, the system control unit 26 appropriately sets imaging conditions that allow a DSA image with sufficient resolution to be obtained. More specifically, a spatial resolution is given priority over a temporal resolution, and a program that shoots at, for example, 1024 × 1024 [pixel 2 ], 7.5 [fps] is configured. Thereafter, the process proceeds to step S22.

[ステップS22〜S24]第1の実施形態の図6のステップS2〜S4とそれぞれ同様であるので、重複する説明を省略する。   [Steps S22 to S24] Steps S2 to S4 are the same as steps S2 to S4 of FIG.

[ステップS25]選択部24aは、マスク画像データ、コントラスト画像データを投影データ記憶部28から取得し、これらの画像の撮影時に用いられた撮影プログラムの種類を例えば画像データの付帯情報から判別する。なお、撮影プログラムの種類について、選択部24aは、システム制御部26からその情報を取得してもよい。   [Step S25] The selection unit 24a acquires the mask image data and the contrast image data from the projection data storage unit 28, and determines the type of the shooting program used when shooting these images, for example, from the incidental information of the image data. Note that the selection unit 24 a may acquire information about the type of the shooting program from the system control unit 26.

これらマスク画像データ、コントラスト画像データが血流解析を前提とする撮影プログラムによりステップS22で撮影されたものである場合、選択部24eは、ステップS28に画像処理装置24の処理を移行させる。それ以外の場合、ステップS26に進む。   When the mask image data and the contrast image data are those captured in step S22 by an imaging program based on blood flow analysis, the selection unit 24e shifts the processing of the image processing device 24 to step S28. Otherwise, the process proceeds to step S26.

[ステップS26〜S31]第1の実施形態の図6のステップS6〜S11とそれぞれ同様であるので、重複する説明を省略する。   [Steps S26 to S31] Steps S6 to S11 of FIG. 6 of the first embodiment are the same as those of FIG.

以上が第2の実施形態のX線診断装置10の動作説明である。このように第2の実施形態においても、第1の実施形態と同様の効果が得られる。   The above is the description of the operation of the X-ray diagnostic apparatus 10 of the second embodiment. Thus, also in 2nd Embodiment, the effect similar to 1st Embodiment is acquired.

<第3の実施形態>
第1の実施形態及び第2の実施形態では、画像処理機能や撮影プログラムに応じて動き補正の手法が選択される例を述べた。これに対し第3の実施形態の動き補正では、条件に拘らず(2)式、(3)式に基づいてマスク画像をシフトさせることでDSA画像が生成される。その場合、全時相に亘るDSA画像の同位置の画素の画素値の時間変化は、図4で述べたように、被検体の同位置の造影剤濃度の時間変化とはならない。
<Third Embodiment>
In the first embodiment and the second embodiment, the example in which the motion correction method is selected according to the image processing function and the shooting program has been described. On the other hand, in the motion correction of the third embodiment, a DSA image is generated by shifting the mask image based on the equations (2) and (3) regardless of the conditions. In that case, the temporal change of the pixel value of the pixel at the same position of the DSA image over the entire time phase does not become the temporal change of the contrast agent concentration at the same position of the subject as described in FIG.

そこで第3の実施形態の画像処理装置24は、Functional Imagingが実行される場合、マスク画像をシフトさせることで生成されたDSA画像に対して動き補正を適用することで、被検体の同一領域の造影剤濃度の時間変化を取得する。   Therefore, when Functional Imaging is executed, the image processing apparatus 24 according to the third embodiment applies motion correction to the DSA image generated by shifting the mask image, so that the same region of the subject can be detected. The time change of the contrast agent concentration is acquired.

具体的には、例えば動脈が最も多く投影された1つのDSA画像が基準時相として選択される。次に、他の時相のDSA画像と、基準時相のDSA画像との差分画像の合算画素値を最小化するシフト量が、位置ズレ量として時相毎に算出される。このようにして算出された時相毎の位置ズレ量と、DSA画像とに基づいて、被検体の同一領域毎に、造影剤濃度の時間変化が算出される。以下、より詳細に説明する。   Specifically, for example, one DSA image on which most arteries are projected is selected as the reference time phase. Next, a shift amount that minimizes the summed pixel value of the difference image between the DSA image of the other time phase and the DSA image of the reference time phase is calculated for each time phase as a positional deviation amount. Based on the positional shift amount for each time phase calculated in this way and the DSA image, the temporal change in contrast agent concentration is calculated for each same region of the subject. This will be described in more detail below.

図8は、第3の実施形態において、全時相のDSA画像から1つの基準時相のDSA画像を選択する画像処理装置24のアルゴリズムの一例を示す模式図である。図8では、第1の実施形態の(2)式、(3)式に基づいて生成された5個のDSA画像の模式図を左から順に示す。最も左は時相1のDSA画像であり、その右隣が時相10のDSA画像であり、その右隣が時相20のDSA画像であり、その右隣が時相30のDSA画像であり、最も右が時相40のDSA画像である。煩雑となるので、途中の時相のDSA画像は省略する。   FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an example of an algorithm of the image processing device 24 that selects one reference time phase DSA image from all time phase DSA images in the third embodiment. FIG. 8 shows a schematic diagram of five DSA images generated based on the equations (2) and (3) of the first embodiment in order from the left. The leftmost is the DSA image of time phase 1, the right neighbor is the DSA image of time phase 10, the right neighbor is the DSA image of time phase 20, and the right neighbor is the DSA image of time phase 30 The rightmost is a DSA image of time phase 40. Since it becomes complicated, the DSA image of the time phase in the middle is omitted.

ここでは一例として、血流解析部24dは、主幹動脈が最も強く表れた時相のDSA画像を1つ選択する。その選択アルゴリズムとしては、血流解析部24dは例えば、各DSA画像において共通位置となる判定領域JUDを設定する。判定領域JUDは、図8では、一点鎖線の枠で示す。また、図8の各時相のDSA画像の模式図では、動脈を実線で示し、静脈を点線で示す。   Here, as an example, the blood flow analysis unit 24d selects one DSA image at a time phase in which the main trunk artery appears most strongly. As the selection algorithm, for example, the blood flow analysis unit 24d sets a determination area JUD that is a common position in each DSA image. The determination area JUD is indicated by a one-dot chain line in FIG. In the schematic diagram of the DSA image at each time phase in FIG. 8, the artery is indicated by a solid line and the vein is indicated by a dotted line.

判定領域JUDの設定方法としては、血流解析部24dは例えば、DSA画像の生成元となったマスク画像から、人体の各組織領域を抽出するセグメンテーション処理を実行後、セグメンテーション処理の結果に基づいて推定動脈領域を判定する。セグメンテーション処理は、頭蓋骨の形状、大きさ等を含む標準的な人体組織モデルに基づいてマスク画像とのテンプレートマッチングを行う、といった画像処理によって可能である。   As a determination region JUD setting method, the blood flow analysis unit 24d performs, for example, a segmentation process for extracting each tissue region of a human body from a mask image that is a generation source of a DSA image, and then based on the result of the segmentation process. An estimated arterial region is determined. The segmentation process can be performed by image processing such as template matching with a mask image based on a standard human tissue model including the shape and size of the skull.

次に、血流解析部24dは、人体組織モデルに基づいて、マスク画像の推定動脈領域において、血液の走行方向を判定し、動脈の末端側を判定領域JUDとして設定する。   Next, the blood flow analysis unit 24d determines the running direction of blood in the estimated artery region of the mask image based on the human tissue model, and sets the distal side of the artery as the determination region JUD.

次に、血流解析部24dは、DSA画像の判定領域JUDの全画素値の合算値を時相毎にそれぞれ算出する。そして、血流解析部24dは、例えば判定領域JUDの合算画素値が閾値を超えた最先の時相を基準時相として選択する。或いは、判定領域JUDの合算画素値が極大値となる最先の時相、又は、最大値となる時相を基準時相として選択してもよい。なお、判定領域JUDの合算画素値の代わりに、判定領域JUDの平均画素値を用いてもよい。   Next, the blood flow analysis unit 24d calculates a total value of all the pixel values of the determination area JUD of the DSA image for each time phase. Then, the blood flow analysis unit 24d selects, for example, the earliest time phase at which the total pixel value of the determination region JUD exceeds the threshold as the reference time phase. Alternatively, the earliest time phase at which the total pixel value of the determination area JUD becomes the maximum value or the time phase at which the sum value becomes the maximum value may be selected as the reference time phase. Note that the average pixel value of the determination area JUD may be used instead of the summed pixel value of the determination area JUD.

撮影領域が頭部の場合、血流解析部24dは例えば、人体組織モデルに基づいて頭頂部を判定し、DSA画像における頭頂部近辺の画素値の変化が所定値以上のなった最先の時相を基準時相として選択してもよい。   When the imaging region is the head, the blood flow analysis unit 24d determines, for example, the top of the head based on the human tissue model, and the first time when the change in the pixel value near the top of the DSA image is equal to or greater than a predetermined value. A phase may be selected as a reference time phase.

また、基準時相の選択に際しては、全時相のDSA画像をGUI24eに表示し、GUI24eに対するユーザの入力によって選択する構成でもよい。或いは、全時相のDSA画像をGUI24eに表示し、GUI24eを介してユーザが判定領域JUDを設定後、上記のように血流解析部24dが閾値処理等によって基準時相を選択してもよい。   Further, when selecting the reference time phase, a configuration may be adopted in which DSA images of all time phases are displayed on the GUI 24e and are selected by a user input to the GUI 24e. Alternatively, DSA images of all time phases may be displayed on the GUI 24e, and after the user sets the determination area JUD via the GUI 24e, the blood flow analysis unit 24d may select the reference time phase by threshold processing or the like as described above. .

図9は、第3の実施形態において、各時相のDSA画像と、基準時相のDSA画像DSAcrとのシフト量の規定方法の一例を示す模式図である。図9の左側は基準時相のDSA画像DSAcrを示し、図9の右側は、基準時相のDSA画像DSAcrを実線で、時相1のDSA画像DSAを破線で示す。また、図9の右側において、基準時相のDSA画像DSAcrと、時相1のDSA画像DSAをとの重複領域はハッチング領域で示す。 FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an example of a method for defining the shift amount between each time phase DSA image and the reference time phase DSA image DSAcr in the third embodiment. The left side of FIG. 9 shows the DSA image DSAcr of the reference time phase, and the right side of FIG. 9 shows the DSA image DSAcr of the reference time phase by a solid line and the DSA image DSA 1 of the time phase 1 by a broken line. On the right side of FIG. 9, the overlapping area between the DSA image DSAcr in the reference time phase and the DSA image DSA 1 in the time phase 1 is indicated by a hatching area.

血流解析部24dは、次式により、基準時相以外の各時相のDSA画像と、基準時相のDSA画像DSAcrとのシフト量をそれぞれ算出する。   The blood flow analysis unit 24d calculates the shift amount between the DSA image of each time phase other than the reference time phase and the DSA image DSAcr of the reference time phase according to the following equations.

(6)式におけるNは、DSA画像の行数、列数であり、nは時相を示す。即ち、時相1のDSA画像DSAに対しては、(6)式の左辺であるMR(Δi,Δj)を最小化するΔi,Δjが、時相1のDSA画像DSAの行方向、列方向の各シフト量Δi,Δjとして算出される。
時相2のDSA画像DSAに対しては、(6)式の左辺であるMR(Δi,Δj)を最小化するΔi,Δjが、時相2のDSA画像DSAの行方向、列方向の各シフト量Δi,Δjとして算出される。他の時相についても同様である。
In Equation (6), N is the number of rows and columns of the DSA image, and n is the time phase. That is, for DSA images DSA 1 time phase 1, (6) of the left side and is MR 1 (.DELTA.i, .DELTA.j) .DELTA.i that minimizes, .DELTA.j is, the row direction of the DSA images DSA 1 time phase 1 , The shift amounts Δi 1 and Δj 1 in the column direction are calculated.
For the phase 2 DSA image DSA 2 , Δi and Δj that minimize MR 2 (Δi, Δj), which is the left side of equation (6), are the row direction and column of the phase 2 DSA image DSA 1. Calculated as the respective shift amounts Δi 2 and Δj 2 in the direction. The same applies to other time phases.

なお、(6)式のMRn(Δi,Δj)は、上記のように差分画像の画素値の二乗の総和ではなく、差分画像の各画素値の絶対値の総和でもよいし、差分画像の各画素値の絶対値の平均値でもよい。   Note that MRn (Δi, Δj) in equation (6) is not the sum of the squares of the pixel values of the difference image as described above, but may be the sum of the absolute values of the pixel values of the difference image, It may be an average value of absolute values of pixel values.

図10は、第3の実施形態における造影剤濃度の時間変化曲線の生成アルゴリズムの一例を示す模式図である。図10の上側は、図8と同様の時相1,10,20,30,40の各DSA画像の模式図であり、ここでは一例として、時相20が基準時相として選択された場合を考える。
図10の下側は、(6)式で算出される時相毎のシフト量に基づいて、基準時相のDSA画像DSAcrの3行目3列目の画素と同一の被検体領域に該当する画素の画素値の時間変化曲線である。即ち、図10の下側が、同一の被検体領域の造影剤濃度の時間変化曲線である。
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an example of an algorithm for generating a time change curve of a contrast agent concentration according to the third embodiment. The upper side of FIG. 10 is a schematic diagram of each DSA image of time phases 1, 10, 20, 30, and 40 similar to FIG. 8. Here, as an example, the case where time phase 20 is selected as the reference time phase is shown. Think.
The lower side of FIG. 10 corresponds to the same subject area as the pixel in the third row and the third column of the DSA image DSAcr of the reference time phase based on the shift amount for each time phase calculated by the equation (6). It is a time change curve of the pixel value of a pixel. That is, the lower side of FIG. 10 is a time change curve of the contrast agent concentration in the same subject region.

ここでは一例として、時相1のシフト量がΔi=2,Δj=2であり、時相10のシフト量がΔi10=1,Δj10=1であり、時相30のシフト量がΔi30=−1,Δj30=−1であり、時相40のシフト量がΔi40=−2,Δj40=−2であるものとする。この場合、基準時相のDSA画像DSAcrについては、シフト量はないので、3行目3列目の画素について、その画素値が時相20の時点の造影剤濃度としてプロットされる。 As an example, the shift amount of time phase 1 is Δi 1 = 2 and Δj 1 = 2, the shift amount of time phase 10 is Δi 10 = 1, Δj 10 = 1, and the shift amount of time phase 30 is It is assumed that Δi 30 = −1, Δj 30 = −1, and the shift amount of the time phase 40 is Δi 40 = −2, Δj 40 = −2. In this case, since there is no shift amount for the DSA image DSAcr in the reference time phase, the pixel value of the pixel in the third row and the third column is plotted as the contrast agent concentration at the time of the time phase 20.

基準時相のDSA画像DSAcrの3行目3列目の画素と同一の被検体領域に該当する画素は、時相1のDSA画像DSA1では、3+Δi行目、3+Δj列目の画素であり、この画素の画素値が時相1の造影剤濃度としてプロットされる。他の時相の画像についても、同様である。血流解析部24dは、このようなにして得られる造影剤濃度の時間変化曲線を、基準時相の画素毎に算出する。
シフト量が多い程、基準時相のDSA画像と、他の時相のDSA画像との重複領域が少なくなるので、造影剤濃度の時間変化曲線の数は、1つのDSA画像の画素数より少なくなる(ここでの「重複」とは、被検体Pの同一領域に該当する、という意味である)。
In the DSA image DSA1 in the time phase 1, the pixel corresponding to the same subject area as the pixel in the third row and the third column of the DSA image DSAcr in the reference time phase is a pixel in the 3 + Δi first row and the 3 + Δj first column. The pixel value of this pixel is plotted as the contrast agent concentration of time phase 1. The same applies to other time phase images. The blood flow analysis unit 24d calculates the time change curve of the contrast agent concentration obtained in this way for each pixel in the reference time phase.
The larger the shift amount, the smaller the overlapping area between the DSA image of the reference time phase and the DSA image of the other time phase, so the number of contrast agent concentration time change curves is smaller than the number of pixels of one DSA image. ("Duplicate" here means that it corresponds to the same region of the subject P).

なお、ここでは一例として、図8のDSA画像において静脈のみが投影された時相40まで造影剤濃度の時間変化曲線を得ているが、これは一例にすぎない。DSA画像において動脈の投影量ある程度多い時相まで、造影剤濃度の時間変化曲線を得る構成でもよい。   Here, as an example, the time change curve of the contrast agent concentration is obtained up to the time phase 40 when only the vein is projected in the DSA image of FIG. 8, but this is only an example. In the DSA image, a configuration in which a time change curve of the contrast agent concentration is obtained up to a time phase in which the amount of arterial projection is somewhat large may be used.

図11は、第3の実施形態のX線診断装置10の動作の一例を示すフローチャートである。以下、前述の各図を参照しながら、図11に示すフローチャートのステップ番号に従って、第3の実施形態のX線診断装置10の動作を説明する。   FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of the operation of the X-ray diagnostic apparatus 10 according to the third embodiment. Hereinafter, the operation of the X-ray diagnostic apparatus 10 of the third embodiment will be described in accordance with the step numbers of the flowchart shown in FIG.

[ステップS41〜S44]第1の実施形態の図6のステップS1〜S4と同様であるので、重複する説明を省略する。   [Steps S41 to S44] Steps S41 to S44 are the same as steps S1 to S4 in FIG. 6 of the first embodiment.

[ステップS45]ステップS45に到達する場合、ステップS43において動き補正の実行が選択されている。従って、画像生成部24c(図1参照)は、条件に拘らず、(2)式、(3)式に基づいてマスク画像をシフトさせることでDSA画像を生成及び記憶する。この後、ステップS46に進む。   [Step S45] When step S45 is reached, execution of motion correction is selected in step S43. Therefore, the image generation unit 24c (see FIG. 1) generates and stores a DSA image by shifting the mask image based on the equations (2) and (3) regardless of the conditions. Thereafter, the process proceeds to step S46.

[ステップS46]GUI24eを介して、Functional Imagingを実行することが操作者の入力により選択された場合、ステップS47に進む。それ以外の場合、ステップS48に進む。   [Step S46] When it is selected by the operator's input to execute Functional Imaging via the GUI 24e, the process proceeds to Step S47. Otherwise, the process proceeds to step S48.

[ステップS47]GUI24eは、ステップS45で生成されたDSA画像を表示する。Functional Imagingが実行されない場合、これで終了する。   [Step S47] The GUI 24e displays the DSA image generated in step S45. If Functional Imaging is not executed, this is the end.

[ステップS48]血流解析部24dは、全時相のDSA画像の画像データを画像生成部24cから取得する。次に、血流解析部24dは、判定領域JUDを設定して閾値処理を行う等の手法により、基準時相のDSA画像を選択する。この選択方法は、図8で説明済みであり、ユーザの選択入力によって選択してもよい。
この後、ステップS49に進む。
[Step S48] The blood flow analysis unit 24d acquires image data of DSA images of all time phases from the image generation unit 24c. Next, the blood flow analysis unit 24d selects a reference time phase DSA image by a method such as setting a determination region JUD and performing threshold processing. This selection method has been described with reference to FIG. 8, and may be selected by a user's selection input.
Thereafter, the process proceeds to step S49.

[ステップS49]血流解析部24dは、図9で説明したように、基準時相以外の各時相のDSA画像と、基準時相のDSA画像DSAcrとのシフト量を(6)式に基づいてそれぞれ算出する。この後、ステップS50に進む。   [Step S49] As described with reference to FIG. 9, the blood flow analysis unit 24d sets the shift amount between the DSA image of each time phase other than the reference time phase and the DSA image DSAcr of the reference time phase based on the equation (6). Respectively. Thereafter, the process proceeds to step S50.

[ステップS50]血流解析部24dは、図10で説明したように、ステップS49で得られた各シフト量に基づいて、DSA画像の各時相に亘って同一の被検体領域に該当する画素毎に造影剤濃度の時間変化曲線を算出する。この後、ステップS51に進む。   [Step S50] As described with reference to FIG. 10, the blood flow analysis unit 24d, based on each shift amount obtained in Step S49, pixels corresponding to the same subject region over each time phase of the DSA image. A time change curve of the contrast agent concentration is calculated for each time. Thereafter, the process proceeds to step S51.

[ステップS51〜S52]第1の実施形態の図6のステップS10、S11とそれぞれ同様であるので、重複する説明を省略する。   [Steps S51 to S52] Steps S51 and S52 are the same as steps S10 and S11 of FIG.

以上が第3の実施形態のX線診断装置10の動作説明である。このように第3の実施形態においても、第1の実施形態と同様の効果が得られる。   The above is the description of the operation of the X-ray diagnostic apparatus 10 of the third embodiment. Thus, also in 3rd Embodiment, the effect similar to 1st Embodiment is acquired.

<第4の実施形態>
図12は、第4の実施形態における画像保管通信システム(PACS:Picture Archiving and Communication Systems)200の構成の一例を示すブロック図である。
<Fourth Embodiment>
FIG. 12 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a picture archiving communication system (PACS: Picture Archiving and Communication Systems) 200 according to the fourth embodiment.

図12に示すように、画像保管通信システム200では、複数の表示端末300と、ワークステーション400と、X線診断装置10、磁気共鳴イメージング装置500などの複数のモダリティとがネットワークケーブルNCを介して互いに接続されている。   As shown in FIG. 12, in the image storage communication system 200, a plurality of display terminals 300, a workstation 400, and a plurality of modalities such as the X-ray diagnostic apparatus 10 and the magnetic resonance imaging apparatus 500 are connected via a network cable NC. Are connected to each other.

X線診断装置10や磁気共鳴イメージング500は、撮影により生成した医用の画像データをネットワークケーブルNC経由で例えばDICOM型式のファイルとしてワークステーション400に転送する。画像データは、例えばDICOM型式のファイルとして保管され、そのファイルの付帯情報には、被検体である患者を特定する情報や撮影条件などが含まれる。なお、DICOMは、ネットワーク規格である「Digital Imaging and Communications in Medicine」のことである。   The X-ray diagnostic apparatus 10 and the magnetic resonance imaging 500 transfer medical image data generated by imaging to the workstation 400 as, for example, a DICOM type file via the network cable NC. The image data is stored as, for example, a DICOM type file, and the incidental information of the file includes information for specifying a patient as a subject, imaging conditions, and the like. DICOM is a network standard “Digital Imaging and Communications in Medicine”.

表示端末300は、入力部304と、モニタ308とを有する。操作者は、入力部304を介して、サーバ300に保管された画像データをネットワークケーブルNC経由でモニタ308に転送させ、モニタ308に表示させることができる。   The display terminal 300 includes an input unit 304 and a monitor 308. The operator can transfer the image data stored in the server 300 to the monitor 308 via the network cable NC via the input unit 304 and display the image data on the monitor 308.

また、操作者は、入力部304を介して、サーバ300に保管された画像データに対して、サーバ300内の画像処理装置24により画像処理を実行させ、画像処理後の画像を同様にモニタ308に表示させることができる。   In addition, the operator causes the image processing apparatus 24 in the server 300 to perform image processing on the image data stored in the server 300 via the input unit 304, and similarly monitors the image 308 after the image processing. Can be displayed.

ワークステーション400は、ここでは一例として、画像処理機能を提供するものである。なお、本明細書でのワークステーションとは、例えば、科学技術計算などの業務上の高度に専門的で処理負荷の高い作業を実行するために、一般向けのパーソナルコンピュータよりも高性能に組み上げられたコンピュータの意味である。   The workstation 400 provides an image processing function as an example here. Note that the workstation in this specification is constructed with higher performance than a personal computer for general use, for example, in order to carry out highly specialized work with high processing load such as scientific calculation. Is the meaning of the computer.

ワークステーション400は、CPU(Central Processor Unit)402と、通信部404と、画像保管部406と、操作部408と、上記第1〜第3の実施形態の画像処理装置24とがシステムバス430により相互接続された構成である。   The workstation 400 includes a CPU (Central Processor Unit) 402, a communication unit 404, an image storage unit 406, an operation unit 408, and the image processing apparatus 24 according to the first to third embodiments via a system bus 430. It is an interconnected configuration.

CPU402は、システムバス430を介して、ワークステーション400の各部を制御し、そのシステム制御を行う。   The CPU 402 controls each part of the workstation 400 via the system bus 430 and performs system control thereof.

通信部404は、例えばEthernet(登録商標) Cardなどのネットワークインターフェースに対応する。通信部404は、CPU402の制御の下、各モダリティや表示端末300と、ワークステーション400との間でデータ送受信等の交信を行う。   The communication unit 404 corresponds to a network interface such as an Ethernet (registered trademark) card. The communication unit 404 performs communication such as data transmission / reception between each modality and the display terminal 300 and the workstation 400 under the control of the CPU 402.

画像保管部406は、X線診断装置10や磁気共鳴イメージング500などのモダリティから転送される画像データを原画像の画像データとして保管する。従って、ワークステーション400は、画像サーバ或いは画像処理サーバとして捉えてもよい。なお、サーバとは例えば、コンピュータネットワークにおいて、クライアントコンピュータに対し、自身の持つ機能やデータを提供するコンピュータであり、ワークステーションの上位概念であるものとする。   The image storage unit 406 stores image data transferred from modalities such as the X-ray diagnostic apparatus 10 and the magnetic resonance imaging 500 as image data of the original image. Therefore, the workstation 400 may be regarded as an image server or an image processing server. For example, a server is a computer that provides its own functions and data to a client computer in a computer network, and is a superordinate concept of a workstation.

画像処理装置24は、例えば、画像保管部406に保管されたマスク画像データ、コントラスト画像データを取得して、第1〜第3の実施形態と同様にDSA画像の生成及び表示、や、DSA画像に基づく血流解析を実行する。   The image processing device 24 acquires, for example, mask image data and contrast image data stored in the image storage unit 406, and generates and displays DSA images and DSA images as in the first to third embodiments. To perform blood flow analysis based on.

操作部408は、ワークステーション400に対するユーザの直接の指示入力を受け付けるキーボード、モニタ等を有する。   The operation unit 408 includes a keyboard, a monitor, and the like that accept a user's direct instruction input to the workstation 400.

ユーザは、操作部408を介して、ワークステーション400(の画像処理装置24)を第1の実施形態と同様に機能させることを選択できる。   The user can select that the workstation 400 (the image processing apparatus 24 thereof) functions in the same manner as in the first embodiment via the operation unit 408.

或いは、ユーザは、操作部408を介して、ワークステーション400(の画像処理装置24)を第2の実施形態と同様に機能させることを選択できる。   Alternatively, the user can select that the workstation 400 (the image processing apparatus 24) functions via the operation unit 408 in the same manner as in the second embodiment.

或いは、ユーザは、操作部408を介して、ワークステーション400(の画像処理装置24)を第3の実施形態と同様に機能させることを選択できる。   Alternatively, the user can select the function of the workstation 400 (the image processing apparatus 24) via the operation unit 408 in the same manner as in the third embodiment.

従って、第4の実施形態においても、第1〜第3の実施形態と同様の効果を得ることができる。以上説明した各実施形態によれば、DSAにおいて、造影剤投与の前と後における被検体の動きによるアーチファクトを、従来とは異なる技術によって抑制することができる。   Therefore, also in 4th Embodiment, the effect similar to 1st-3rd embodiment can be acquired. According to each embodiment described above, in DSA, artifacts due to the movement of the subject before and after contrast agent administration can be suppressed by a technique different from the conventional technique.

<実施形態の補足事項>
[1]第1〜第3の実施形態では、X線診断装置10に画像処理装置24が搭載される例を述べ、第4の実施形態では画像保管通信システム200のワークステーション400に画像処理装置24が搭載される例を述べた。本発明の実施形態は、かかる態様に限定されるものではない。画像処理装置24は、造影剤投与の前後の血流像の撮影(撮像)が可能なX線CT装置(X-ray Computed Tomography Apparatus)や磁気共鳴イメージング装置などの他の画像診断装置に搭載されてもよい。
<Supplementary items of the embodiment>
[1] In the first to third embodiments, an example in which the image processing apparatus 24 is mounted on the X-ray diagnostic apparatus 10 will be described. In the fourth embodiment, the image processing apparatus is installed in the workstation 400 of the image storage communication system 200. An example in which 24 is mounted has been described. The embodiment of the present invention is not limited to such an aspect. The image processing device 24 is mounted on other diagnostic imaging apparatuses such as an X-ray computed tomography apparatus (X-ray CT) and a magnetic resonance imaging apparatus that can take blood flow images before and after contrast medium administration. May be.

[2]請求項の用語と実施形態との対応関係を説明する。なお、以下に示す対応関係は、参考のために示した一解釈であり、本発明を限定するものではない。
位置ズレ補正対象(シフト対象)を選択するための情報を表示する不図示のモニタを含むと共に、位置ズレ補正対象の選択入力を受け付けるGUI24eの機能は、請求項記載の入力部の一例である。
[2] A correspondence relationship between the terms of the claims and the embodiment will be described. In addition, the correspondence shown below is one interpretation shown for reference, and does not limit the present invention.
The function of the GUI 24e that includes a monitor (not shown) that displays information for selecting a position shift correction target (shift target) and that accepts a position shift correction target selection input is an example of an input unit described in the claims.

[3]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。   [3] Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

10:X線診断装置,24:画像処理装置,
24a:選択部,24b:位置ズレ算出部,24c:画像生成部,
24d:血流解析部,24e:GUI,
200:画像保管通信システム,400:ワークステーション
10: X-ray diagnostic device, 24: Image processing device,
24a: selection unit, 24b: position shift calculation unit, 24c: image generation unit,
24d: blood flow analysis unit, 24e: GUI,
200: Image storage communication system, 400: Workstation

Claims (10)

造影剤投与前の被検体の画像データであるマスク画像データと、同一の前記被検体に対する造影剤投与後の時系列的な複数の画像データである複数のコントラスト画像データとに基づいてDSA画像を生成する画像処理装置であって、
画像処理装置に対する選択入力、画像処理条件、又は、撮影条件に基づいて、複数の前記コントラスト画像データ又は前記マスク画像データの一方を前記DSA画像の生成時の位置ズレ補正対象として選択する選択部と、
複数の前記コントラスト画像データと前記マスク画像データとの間に、造影剤投与の前後の前記被検体の動きにより発生した位置ズレを、複数の前記コントラスト画像データ及び前記マスク画像データに基づいて算出する位置ズレ算出部と、
複数の前記コントラスト画像データ又は前記マスク画像データの内、前記位置ズレ補正対象を前記位置ズレに基づいてシフトさせつつ、各々の前記コントラスト画像データと前記マスク画像データとの各差分を算出することで、時系列的な複数の前記DSA画像の画像データを生成する画像生成部と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
A DSA image is obtained based on mask image data that is image data of a subject before administration of a contrast agent and a plurality of contrast image data that is a plurality of time-series image data after administration of the contrast agent for the same subject. An image processing device to generate,
A selection unit that selects one of a plurality of the contrast image data or the mask image data as a position shift correction target when generating the DSA image based on a selection input to the image processing apparatus, an image processing condition, or an imaging condition; ,
A positional deviation caused by the movement of the subject before and after contrast medium administration is calculated between the plurality of contrast image data and the mask image data based on the plurality of contrast image data and the mask image data. A positional deviation calculation unit;
By calculating each difference between each of the contrast image data and the mask image data while shifting the position shift correction target based on the position shift among a plurality of the contrast image data or the mask image data. An image processing apparatus comprising: an image generation unit configured to generate image data of a plurality of time-sequential DSA images.
請求項1記載の画像処理装置において、
前記位置ズレ補正対象を選択する情報を表示するモニタを含むと共に、前記位置ズレ補正対象の選択入力を受け付ける入力部をさらに備え、
画像処理装置に対する前記選択入力を前記入力部が受け付けた場合、前記選択部は、前記選択入力に基づいて前記位置ズレ補正対象を選択する
ことを特徴とする画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 1.
A monitor that displays information for selecting the position shift correction target, and further includes an input unit that receives a selection input of the position shift correction target;
When the input unit receives the selection input to the image processing apparatus, the selection unit selects the position shift correction target based on the selection input.
請求項1記載の画像処理装置において、
前記選択部は、前記マスク画像データ及び前記複数のコントラスト画像データの撮影に用いられた前記撮影条件としての撮影プログラムに基づいて、前記位置ズレ補正対象を選択する
ことを特徴とする画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 1.
The image processing apparatus, wherein the selection unit selects the misalignment correction target based on a shooting program as the shooting condition used for shooting the mask image data and the plurality of contrast image data.
請求項1記載の画像処理装置において、
前記画像処理条件としてのFunctional Imagingを画像処理装置が実行する場合、前記選択部は、複数の前記コントラスト画像データを前記位置ズレ補正対象として選択する
ことを特徴とする画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 1.
When the image processing apparatus executes Functional Imaging as the image processing condition, the selection unit selects a plurality of the contrast image data as the position shift correction target.
請求項4記載の画像処理装置において、
前記Functional Imagingとして、時系列的な複数の前記DSA画像間での同位置の画素毎の造影剤濃度の時間変化を算出する血流解析部をさらに備える
ことを特徴とする画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 4.
An image processing apparatus, further comprising: a blood flow analysis unit that calculates a temporal change in contrast agent concentration for each pixel at the same position between the plurality of time-series DSA images as the functional imaging.
請求項1記載の画像処理装置において、
前記選択部が前記マスク画像データを前記位置ズレ補正対象として選択した場合、前記位置ズレ算出部は、任意の暫定シフト量で位置的にずらした前記マスク画像データと、前記コントラスト画像データとの差分画像データにおける、画素値の二乗の合算値又は画素値の絶対値の合算値を最小化させる前記暫定シフト量を前記位置ズレとして算出する処理を、各時相の前記コントラスト画像データに対してそれぞれ実行する
ことを特徴とする画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 1.
When the selection unit selects the mask image data as the position shift correction target, the position shift calculation unit calculates a difference between the mask image data shifted in position by an arbitrary temporary shift amount and the contrast image data. In the image data, a process of calculating the provisional shift amount that minimizes the sum of squares of pixel values or the sum of absolute values of pixel values as the positional deviation is performed on the contrast image data of each time phase, respectively. An image processing apparatus characterized by being executed.
請求項1記載の画像処理装置において、
前記選択部が複数の前記コントラスト画像データを前記位置ズレ補正対象として選択した場合、前記位置ズレ算出部は、任意の暫定シフト量で位置的にずらした前記コントラスト画像データと、前記マスク画像データとの差分画像データにおける、画素値の二乗の合算値又は画素値の絶対値の合算値を最小化させる前記暫定シフト量を前記位置ズレとして算出する処理を、各時相の前記コントラスト画像データに対してそれぞれ実行する
ことを特徴とする画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 1.
When the selection unit selects a plurality of the contrast image data as the position shift correction target, the position shift calculation unit includes the contrast image data shifted by an arbitrary provisional shift amount, the mask image data, In the difference image data, the process of calculating the provisional shift amount that minimizes the sum of squares of pixel values or the sum of absolute values of pixel values as the positional deviation is performed on the contrast image data of each time phase. Each of the image processing devices is executed.
造影剤投与前の被検体の画像データであるマスク画像データと、同一の前記被検体に対する造影剤投与後の時系列的な複数の画像データである複数のコントラスト画像データとに基づいてDSA画像を生成する画像処理装置であって、
各々の前記コントラスト画像データと、前記マスク画像データとの各差分に基づいて、時系列的な複数の前記DSA画像の画像データを生成する画像生成部と、
複数の前記DSA画像に含まれる動脈情報量を解析するか、又は、画像処理装置に対する選択入力を取得することで、複数の前記DSA画像の1つを基準時相として選択し、各時相の前記DSA画像と、前記基準時相の前記DSA画像との差分画像における、画素値の二乗の合算値又は画素値の絶対値の合算値を最小化するように、各時相の前記DSA画像に対するシフト量をそれぞれ算出し、前記シフト量に基づいて画素位置を時相毎にシフトさせつつ、時系列的な複数の前記DSA画像に亘って前記被検体の同位置に対応する画素毎の造影剤濃度の時間変化を算出する血流解析部と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
A DSA image is obtained based on mask image data that is image data of a subject before administration of a contrast agent and a plurality of contrast image data that is a plurality of time-series image data after administration of the contrast agent for the same subject. An image processing device to generate,
An image generation unit configured to generate image data of the plurality of DSA images in a time series based on each difference between each of the contrast image data and the mask image data;
Analyzing the amount of arterial information included in the plurality of DSA images, or obtaining a selection input to the image processing device, thereby selecting one of the plurality of DSA images as a reference time phase, In the difference image between the DSA image and the DSA image in the reference time phase, the sum of squares of pixel values or the sum of absolute values of pixel values is minimized with respect to the DSA image of each time phase. A contrast agent for each pixel corresponding to the same position of the subject over a plurality of time-series DSA images while calculating the shift amount and shifting the pixel position for each time phase based on the shift amount An image processing apparatus comprising: a blood flow analysis unit that calculates a temporal change in concentration.
請求項8記載の画像処理装置において、
前記血流解析部は、時系列的な複数の前記DSA画像に対して共通の判定領域を設定し、前記判定領域の合算画素値に対する閾値処理を前記DSA画像毎に実行することで、前記動脈情報量が所定量以上の1の前記DSA画像を前記基準時相として選択する
ことを特徴とする画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 8.
The blood flow analysis unit sets a common determination region for a plurality of time-sequential DSA images, and executes threshold processing for the summed pixel values of the determination region for each DSA image. An image processing apparatus, wherein one DSA image whose information amount is a predetermined amount or more is selected as the reference time phase.
造影剤投与の前後において被検体を透過したX線を検出することで、造影剤投与前のX線画像を示す前記マスク画像データと、造影剤投与後の時系列的な複数のX線画像をそれぞれ示す複数の前記コントラスト画像データとを生成するX線撮影部と、
複数の前記コントラスト画像データと前記マスク画像データとに基づいて複数の前記DSA画像の画像データを生成する請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の画像処理装置と
を備えることを特徴とするX線診断装置。
By detecting X-rays transmitted through the subject before and after contrast medium administration, the mask image data indicating the X-ray image before contrast medium administration and a plurality of time-series X-ray images after contrast medium administration are obtained. An X-ray imaging unit that generates a plurality of contrast image data respectively shown;
The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein image data of the plurality of DSA images is generated based on the plurality of contrast image data and the mask image data. X-ray diagnostic equipment.
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