JP2016131754A - Ｘ線装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザが画像を確認する時の余分な情報を軽減することができるＸ線装置を提供することを目的とする。
【解決手段】血管輪郭像を含むマスク像Ｐ_３を表示する際に、透視画像の一部領域のみにマスク像Ｐ_３を重畳して表示画像を生成して表示する。よって、不必要な部分を除いた関心領域ＲＯＩのみをユーザが確認することができるようにし、ユーザの（認識や操作）ミスを軽減する。その結果、マスク像における不必要な表示を軽減することができ、ユーザが画像を確認する時の余分な情報を軽減することができる。
【選択図】図２

Description

この発明は、検出されたＸ線に基づいて透視画像を取得するＸ線装置に係り、特に、血管構造などを確認しながら手技を行う技術に関する。

医用Ｘ線装置では、リアルタイムの透視画像の他に、血管輪郭像を含むマスク像を透視前に予め取得し、マスク像を透視画像に重ね合わせる重畳処理（加算処理）、もしくは減算処理することで、血管構造などを確認しながら手技を行うことができる機能（マップモードまたはマップ機能）が搭載されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１：国際公開第２００８／０１３２５５号では、造影剤投与前のＸ線画像における画素値から、造影剤投与後のＸ線画像における画素値を減算することによって、得られた造影サブトラクション画像をマスク像としている。

そして、リアルタイムの透視画像（例えば背景的箇所が除かれた非造影透視画像）とマスク像（造影サブトラクション画像）とを重ね合わせる重畳処理を行う。ＣＯ_２以外の造影剤を用いた場合には、造影剤投与によって血管が黒っぽく写って血管の画素値が低くなるので、マスク像において画素値の反転（白黒反転）を行って重畳処理、もしくは減算処理を行う。なお、造影サブトラクション画像はＤＳＡ（DSA: Digital Subtraction Angiography）画像とも呼ばれている。

Ｘ線装置のマップ機能は、１フレームもしくは数フレームのＸ線画像を積算した画像全体をマスク像として用いている。なお、ＤＳＡ画像以外にも、造影剤投与後のＸ線画像における画素値の最大値あるいは最小値をホールドしたピークホールド像をマスク像として用いる場合がある。ピークホールド像をマスク像として用いる場合には、上述したような数フレームのＸ線画像が必要になる。

また、透視画像の範囲よりも広い範囲の参照画像（例えばＤＳＡ画像）を形成して、透視範囲に対応する範囲の参照画像を切り出して読み出して、透視画像と（切り出された）参照画像とを表示する技術がある（例えば、特許文献２参照）。特許文献２：特開２０００−３４２５６５号公報では、透視範囲が変更された場合に追従して参照画像の読み出し（切り出し）範囲を変更するので、透視視野の変更に伴う参照画像の再撮影や、それに付随する装置の操作を不要とすることができる。

国際公開第２００８／０１３２５５号 特開２０００−３４２５６５号公報

しかしながら、特許文献１：国際公開第２００８／０１３２５５号の場合には、マップを使用して血管形状を確認しながら手技を行う際に、現状のマップは、関心領域(ROI: Region Of Interest)外の余分な血管やノイズがマスク像には含まれている。よって、これらの余分な血管やノイズを含む多くの不必要な情報から必要な情報をユーザは抽出しなければならないので、手技の妨げとなる。また、マスク像は血管輪郭像であるので、関心領域（ＲＯＩ）外の余分な血管やノイズを含む不必要な線がとても多くなり、ユーザの認識ミスや操作ミスの恐れも考えられる。

また、特許文献２：特開２０００−３４２５６５号公報の場合には、透視範囲に対応して参照画像が切り出されて読み出されるので、切り出された参照画像において不必要な部分が多く含まれていると、同じく手技の妨げになる。また、透視範囲は方形状で検出されてしまうので、たとえ関心領域（ＲＯＩ）内であっても、切り出された参照画像には不必要な部分が含まれてしまい、フレキシブルに手技を行うことができない。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ユーザが画像を確認する時の余分な情報を軽減することができるＸ線装置を提供することを目的とする。

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、この発明に係るＸ線装置は、検出されたＸ線に基づいて透視画像を取得する画像取得手段と、前記透視画像に血管輪郭像を含むマスク像を重畳する画像重畳手段と、前記透視画像に前記マスク像を重畳した表示画像を生成する表示画像生成手段と、当該生成された画像を表示する表示手段とを備え、前記画像重畳手段は、前記マスク像を前記透視画像の一部領域のみに重畳することを特徴とするものである。

［作用・効果］この発明に係るＸ線装置によれば、血管輪郭像を含むマスク像を表示する際に、透視画像の一部領域のみにマスク像を重畳して表示画像を生成して表示する。よって、不必要な部分を除いた一部領域（例えば関心領域）のみをユーザが確認することができるようにし、ユーザの（認識や操作）ミスを軽減する。その結果、マスク像における不必要な表示を軽減することができ、ユーザが画像を確認する時の余分な情報を軽減することができる。

上述したこの発明に係るＸ線装置において、マスク像自体を全領域に生成した後に、画像重畳手段による重畳処理のときに一部領域（例えば関心領域）にのみに重畳してもよい。後述する関心領域設定手段を備えることで、マスク像の生成自体を関心領域の部分に限定した後に、画像重畳手段による重畳処理を行ってもよい。すなわち、上述したこの発明に係るＸ線装置において、予め撮影した透視画像中における関心領域を設定する関心領域設定手段をさらに備え、画像重畳手段は、マスク像を設定された関心領域のみに重畳してもよい。

ここで、設定される関心領域の形状や設定される個数については特に限定されない。関心領域の形状については、閉じられた図形であれば、方形以外に多角形や三角形でもよいし、星形であってもよいし、不必要な部分を除いた血管周りに沿った形状であってもよい。また、関心領域の個数については、単数であってもよいし、複数であってもよい。また、後述するように関心領域以外の領域を直接的に指定することで、当該指定された領域以外に該当する関心領域を設定してもよい。この場合には、関心領域以外の領域を複数に直接的に指定することで、複雑な形状の関心領域を簡易に設定することができる。

上述した関心領域設定手段を備えたＸ線装置において、関心領域設定手段を、関心領域以外の領域に対応する画素の画素値を所定の画素値に設定する電子シャッタで構成してもよい。マスク像の撮像後（設定後）に、電子シャッタにより関心領域を任意に設定変更することができる。また、関心領域設定手段を、関心領域以外の領域でのＸ線を遮光する機械シャッタで構成してもよい。マスク像の撮像前（設定前）に、機械シャッタにより関心領域を予め設定することができる。

上述した関心領域設定手段を備えたＸ線装置において、関心領域設定手段の前者の一例は、入力に基づいて関心領域を設定してもよい。ユーザが入力することによって、入力に基づいて関心領域を手動で設定することができる。もちろん、関心領域設定手段の後者の一例は、初期値に基づいて関心領域を予め設定してもよい。また、前者の一例および後者の一例を両方組み合わせもよい。例えば、後者の一例において、上述した初期値に基づく関心領域を、入力に基づいて設定変更するように、関心領域設定手段を構成する。このように構成することで、ユーザが入力しない場合には初期値に基づく関心領域で設定され、ユーザが入力する場合には入力に基づいて関心領域を手動で設定変更することができる。

また、関心領域以外の領域を直接的に指定することで、当該指定された領域以外に該当する関心領域を設定するように、関心領域設定手段を構成してもよい。上述したように、関心領域以外の領域を複数に直接的に指定することで、複雑な形状の関心領域を簡易に設定することができる。

上述したこれらの発明に係るＸ線装置において、マスク像における画素値の反転を行う反転手段を備えてもよい。特に、ＣＯ_２以外の造影剤を用いた場合には、造影剤投与によって血管が黒っぽく写って血管の画素値が低くなるので、マスク像において画素値の反転（白黒反転）を行うことで、反転後ではマスク像における血管に該当する画素の画素値は高くなって、血管が白っぽく写る。

上述したこれらの発明に係るＸ線装置において、透視画像における画素値から、マスク像における画素値を減算する減算手段を備えてもよい。上述した反転手段を備えてなくても、ＣＯ_２以外の造影剤を用いた場合において、透視画像における画素値からマスク像における画素値を減算することで、反転手段および画像重畳手段を備えた場合と同等の効果を奏する。すなわち、ＣＯ_２以外の造影剤を用いた場合に、透視画像における画素値からマスク像における画素値を減算することで、血管に該当する画素の画素値が高い状態で透視画像に重ね合わされる。

この発明に係るＸ線装置によれば、血管輪郭像を含むマスク像を表示する際に、透視画像の一部領域のみにマスク像を重畳して表示画像を生成して表示するので、マスク像における不必要な表示を軽減することができ、ユーザが画像を確認する時の余分な情報を軽減することができる。

実施例に係るＣアームを備えたＸ線装置の正面図である。 実施例に係るＸ線装置における画像処理系のブロック図である。 コリメータの平面図である。 各画像データの模式図である。 実施例に係る一連の撮影のフローチャートである。 （ａ）〜（ｃ）は、関心領域の設定の各々の一態様である。 （ａ）は初期値に基づく関心領域の設定の態様、（ｂ）は関心領域の設定変更の態様である。 変形例に係るＸ線装置の側面図である。 さらなる変形例に係るＸ線装置における画像処理系のブロック図である。

以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
図１は、実施例に係るＣアームを備えたＸ線装置の正面図であり、図２は、その装置における画像処理系のブロック図であり、図３は、コリメータの平面図であり、図４は、各画像データの模式図である。なお、図２のブロック図では、各画像データの流れを併記している。

本実施例に係るＸ線装置は、図１に示すように、被検体Ｍを載置する天板１と、その被検体Ｍの透視、あるいは透視よりも事前の撮影を行う映像系２とを備えるとともに、図２に示すように、画像処理系３を備えている。天板１は、図１に示すように、昇降および水平移動可能に構成されている。

先ず、映像系２について図１を参照して説明する。映像系２は、床面（図中のｘｙ平面）に設置された基台部２１と、基台部２１に支持されたＣアーム支持部２２と、Ｃアーム支持部２２に支持されたＣアーム２３と、Ｃアーム２３の一端に支持されたＸ線管２４と、他端に支持されたフラットパネル型Ｘ線検出器（FPD: Flat Panel Detector）２５とを備えている。Ｃアーム２３の一端に支持されたＸ線管２４のＸ線照射側にはＸ線の照視野を制御するコリメータ２６を配設している。フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）２５は、この発明における画像取得手段に相当する。コリメータ２６は、後述する機械シャッタの機能を有しており、この発明における関心領域設定手段に相当する。

また、床面に対して基台部２１を鉛直軸（図中のｚ軸）心周りに回転移動させる第１映像系移動部２７を備えている。第１映像系移動部２７は、モータ２７ａと、モータ２７ａの回転を伝達するベルト２７ｂと、ベルト２７ｂに伝達された回転を鉛直軸心周りの回転に変換するギヤボックス２７ｃと、ギヤボックス２７ｃからの鉛直軸心周りの回転を伝達するギヤ２７ｄと、このギヤ２７ｄに噛合されたギヤ２７ｅとを備えている。ギヤ２７ｅは、図示を省略するベアリングが介在された状態で、床面に固定されている。モータ２７ａが回転駆動することで、ベルト２７ｂ，ギヤボックス２７ｃおよびギヤ２７ｄを介して、ギヤ２７ｅが鉛直軸心周りに回転して、このギヤ２７ｅの回転によって、床面に対して基台部２１が鉛直軸心周りに回転移動する。また、第１映像系移動部２７によって基台部２１が鉛直軸心周りに回転移動することで、基台部２１に支持されたＣアーム支持部２２も鉛直軸心周りに回転移動し、Ｃアーム支持部２２に支持されたＣアーム２３も鉛直軸心周りに回転移動し、Ｃアーム２３に支持されたＸ線管２４およびフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）２５も鉛直軸心周りに回転移動する。以上のように、第１映像系移動部２７は、映像系２を鉛直軸心周りに回転移動させる。

また、基台部２１に対してＣアーム支持部２２を被検体Ｍの体軸（図中のｘ軸）に対して水平面で直交する軸（図中のｙ軸）心周りに回転移動させる第２映像系移動部２８を備えている。第２映像系移動部２８は、モータ２８ａと、モータ２８ａの回転を伝達するベルト２８ｂと、ベルト２８ｂに伝達された回転を体軸に対して水平面で直交する軸心周りの回転に変換するギヤボックス２８ｃと、ギヤボックス２８ｃからの体軸に対して水平面で直交する軸心周りの回転を伝達するギヤ２８ｄと、このギヤ２８ｄに噛合されたギヤ２８ｅとを備えている。ギヤ２８ｅは、図示を省略するベアリングが介在された状態で、基台部２１に固定されている。モータ２８ａが回転駆動することで、ベルト２８ｂ，ギヤボックス２８ｃおよびギヤ２８ｄを介して、ギヤ２８ｅが体軸に対して水平面で直交する軸心周りに回転して、このギヤ２８ｅの回転によって、基台部２１に対してＣアーム支持部２２が体軸に対して水平面で直交する軸心周りに回転移動する。また、Ｃアーム支持部２２に支持されたＣアーム２３も体軸に対して水平面で直交する軸心周りに回転移動し、Ｃアーム２３に支持されたＸ線管２４およびＦＰＤ２５も体軸に対して水平面で直交する軸心周りに回転移動する。以上のように、第２映像系移動部２８は、映像系２を体軸に対して水平面で直交する軸心周りに回転移動させる。

また、Ｃアーム２３を被検体Ｍの体軸（図中のｘ軸）心周りに回転移動させる第３映像系移動部２９を備えている。Ｃアーム２３はレール形状で形成されており、第３映像系移動部２９は、Ｃアーム２３の溝部に嵌合した２つのベアリング２９ａと、Ｃアーム２３の外周面に沿って付設されたベルト２９ｂと、ベルト２９ｂの一部を巻き取るモータ２９ｃとを備えている。モータ２９ｃが回転駆動することで、ベルト２９ｂが周回し、それに伴ってベアリング２９ａに対してＣアーム２３が摺動する。この摺動によりＣアーム２３が、体軸心周りに回転移動する。また、Ｃアーム２３に支持されたＸ線管２４およびＦＰＤ２５も体軸心周りに回転移動する。以上のように、第３映像系移動部２９は、映像系２を体軸心周りに回転移動させる。

このように、Ｘ線管２４を支持しＦＰＤ２５を支持するＣアーム２３は、第３映像系移動部２９による体軸心周りの回転移動の方向に沿って「Ｃ」の字で湾曲されて形成されており、Ｃアーム２３の湾曲方向に沿ってＸ線管２４およびＦＰＤ２５が体軸心周りに回転移動するとも言える。また、第２映像系移動部２８は、Ｃアーム２３の体軸心周りの回転移動とは別の方向である体軸に対して水平面で直交する軸心周りの回転移動の方向にＣアーム２３を回転移動させることで、映像系２を体軸に対して水平面で直交する軸心周りに回転移動させるとも言える。

この他に、基台部２１、Ｃアーム支持部２２あるいはＣアーム２３を水平方向（例えば図中のｘ方向またはｙ方向）に平行移動させることで、映像系２を水平方向に平行移動させる映像系移動部（図示省略）や、Ｃアーム２３がＦＰＤ２５を支持する支持軸心周りに回転移動させるＦＰＤ移動部（図示省略）などを備えている。また、Ｃアーム２３自体、またはＣアーム２３に支持されたＸ線管２４やＦＰＤ２５の自重によるたわみ（位置ズレ）を調整するために、たわみ方向に回転移動させる映像系調整部（図示省略）を備えてもよい。また、Ｃアーム支持部２２またはＣアーム２３を鉛直軸に沿って昇降移動させることで、映像系２を鉛直軸に沿って平行移動させる映像系昇降部（図示省略）を備えてもよい。

なお、Ｃアーム２３がＦＰＤ２５を支持する支持軸方向に沿って、ＦＰＤ２５を平行移動させるＦＰＤ移動部（図示省略）を備えてもよい。この場合には、Ｃアーム２３がＦＰＤ２５を支持する支持軸が、Ｘ線管２４からＦＰＤ２５に下ろした垂線（すなわち照射中心軸）方向に平行であるので、ＦＰＤ移動部が支持軸方向に沿ってＦＰＤ２５を平行移動させることで、ＦＰＤ２５を垂線方向に沿って平行移動させることになる。すなわち、Ｘ線管２４からＦＰＤ２５に垂線を下ろした距離（すなわちＳＩＤ）をＦＰＤ移動部が可変にして、映像系２を垂線方向に沿って平行移動させる。

天板１や映像系２を上述のように移動させて、Ｘ線管２４から照射されたＸ線をＦＰＤ２５が検出して得られたＸ線検出信号を、後述する画像処理系３で処理することで被検体ＭのＸ線画像を得る。特に、透視よりも事前の撮影では、所望の位置にＸ線管２４およびＦＰＤ２５を設置して、造影剤を投与する前の被検体Ｍを天板１に載置して、所望の姿勢に被検体Ｍをセッティングした状態で造影剤投与前の被検体ＭのＸ線画像（元画像）を取得する。さらに、Ｘ線管２４およびＦＰＤ２５の設置位置や被検体Ｍの姿勢を変えずに造影剤を投与して５秒〜２０秒経過後に、造影剤投与後の被検体ＭのＸ線画像を取得する。造影剤投与後の被検体ＭのＸ線画像からピークホールド像を求め、ピークホールド像と元画像との差分を求めることで血管輪郭像を含むマスク像を取得する。一方、造影剤投与後のＸ線画像を取得した後にＸ線管２４およびＦＰＤ２５の設置位置や被検体Ｍの姿勢を変えずに、透視により複数のＸ線画像（透視画像）を取得する。各々の画像やそれらに基づく画像処理については、詳しく後述する。このようにして、ＦＰＤ２５は、検出されたＸ線に基づいて透視画像を取得する。

次に、画像処理系３について図２を参照して説明する。画像処理系３は、Ｘ線検出信号に基づくＦＰＤ２５の検出面に投影されたＸ線画像を検出する画像検出部３１と、Ｘ線画像を一旦記憶する画像メモリ部３２と、造影剤投与後のＸ線画像からピークホールド像Ｐ_２（図４も参照）を求めるピークホールド３３と、ピークホールド像Ｐ_２と元画像Ｐ_１（図４も参照）との差分を求める減算器３４と、血管輪郭像を含むマスク像Ｐ_３（図４も参照）を一旦記憶するマスク像メモリ部３５と、マスク像Ｐ_３の局所的な関心領域ＲＯＩ（図４を参照）を設定する電子シャッタ３６と、電子シャッタ３６で設定された関心領域ＲＯＩに限定したマスク像Ｐ_４（図４も参照）を生成するマスク像生成部３７と、マスク像生成部３７で生成されたマスク像Ｐ_４における画素値の反転を行う反転部３８と、透視によりその後に取得された複数の透視画像における画素値と、マスク像生成部３７で生成され、かつ反転部３８での反転後のマスク像Ｐ_５（図４も参照）における画素値とを加算することで、透視画像にマスク像Ｐ_５を重ね合わせる重畳処理を行う重畳処理部３９とを備えている。

電子シャッタ３６は、この発明における関心領域設定手段に相当し、上述したようにコリメータ２６（図１および図３も参照）も、この発明における関心領域設定手段に相当する。よって、本実施例では、関心領域設定手段は、機械シャッタの機能を有したコリメータ２６、および電子シャッタ３６で構成されている。なお、反転部３８は、この発明における反転手段に相当し、重畳処理部３９は、この発明における画像重畳手段に相当する。また、重畳処理部３９は、この発明における表示画像生成手段にも相当する。

その他に、画像処理系３は、関心領域ＲＯＩを手動で設定する入力部４１と、画像処理系３の各構成を統括制御するコントローラ４２と、重畳処理部３９での重畳処理後のＸ線画像を表示するモニタ４３とを備えている。入力部４１は、ユーザが入力したデータや命令を入力するためであって、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成されている。コントローラ４２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されている。なお、図２では、図示の便宜上、コントローラ４２から、コントローラ４２が制御する構成を結ぶ結線については、図示を省略する。なお、コントローラ４２は電子シャッタ３６を制御する他に映像系２のコリメータ２６等も制御する。モニタ４３は、この発明における表示手段に相当する。

コリメータ２６（図１も参照）は、図３に示すようにＸ線を遮光する部材（例えば鉛）で構成されている。図３の矢印に示す方向に各々の部材を動かすことで、Ｘ線の照視野の大きさを設定変更する。よって、関心領域ＲＯＩ以外の領域でのＸ線を遮光する機械シャッタとしてコリメータ２６は機能する。

図２の説明に戻って画像処理系３の各構成について説明する。
画像検出部３１は、ＦＰＤ２５で取得されたＸ線画像の画素値情報に基づいて、造影剤投与前の被検体Ｍ（図１を参照）のＸ線画像（元画像），造影剤投与後の被検体ＭのＸ線画像（最終的にはピークホールド像）または透視によりその後に取得された複数のＸ線画像（透視画像）のいずれかとして画像を検出する。具体的には、ＣＯ_２以外の造影剤を用いた場合には、造影剤投与によって血管が黒っぽく写って血管の画素値が低くなる。よって、最初に取得される造影剤投与前の元画像は画素値が全体的に高く、次に取得される造影剤投与後のピークホールド像は画素値が全体的に低く、造影剤が流れ切った後において透視によりその後に取得された各々のＸ線画像（透視画像）は画素値が全体的に高くなる。このようにして画像検出部３１で検出された画像のうち、透視によりその後に取得された複数のＸ線画像（透視画像）についてはモニタ４３にリアルタイムに表示するために、画像メモリ部３２に記憶せずに、重畳処理部３９を介してモニタ４３に送り込む。一方、画像検出部３１で検出された画像のうち、透視よりも事前の撮影で取得された造影剤投与前のＸ線画像（元画像）や造影剤投与後のＸ線画像については画像メモリ部３２に送り込む。

上述した元画像や造影剤投与後のＸ線画像を画像メモリ部３２に書き込んで記憶する。図４に示すように、元画像Ｐ_１にはガイドワイヤＧやガイドワイヤＧに取り付けられたステントＳやステントＳに付属するマーカＭが写り込むとともに、血管外においてクリップやペースメーカー等の人工構造物Ｃも写り込む。組織（図示省略）や人工構造物Ｃを除外するために、画像メモリ部３２に記憶された元画像Ｐ_１を読み出して減算器３４に送り込む。

一方、画像メモリ部３２に記憶された造影剤投与後のＸ線画像を読み出してピークホールド３３に送り込む。ピークホールド３３は、造影剤投与後のＸ線画像における画素値の最大値あるいは最小値をホールドして、図４に示すようなピークホールド像Ｐ_２を取得する。具体的には、ＣＯ_２以外の造影剤を用いた場合には、造影剤投与によって血管が黒っぽく写って血管の画素値が低くなるので、造影剤投与後のＸ線画像において画素値の最小値をホールドして、画素値が閾値以下のピクセル（画素）を血管とすることによりピークホールド像Ｐ_２を取得する。図４に示すように、ピークホールド像Ｐ_２には造影剤によって血管Ｂが影となって写り込む。このようにして取得されたピークホールド像Ｐ_２を減算器３４に送り込む。

減算器３４は、ピークホールド像Ｐ_２と元画像Ｐ_１との差分を求めることにより、図４に示すような血管像Ｐ_３を取得する。具体的には、ピークホールド像Ｐ_２および元画像Ｐ_１において同一画素毎に差分を求めることにより、組織（図示省略）や人工構造物Ｃを除外して、図４に示すように血管Ｂのみが写り込んだ画像を、血管輪郭像を含むマスク像Ｐ_３として取得する。このようにして取得されたマスク像Ｐ_３をマスク像メモリ部３５に送り込む。

マスク像Ｐ_３をマスク像メモリ部３５に書き込んで記憶する。局所的な関心領域を設定するために、マスク像メモリ部３５に記憶されたマスク像Ｐ_３を読み出して電子シャッタ３６に送り込む。

電子シャッタ３６は、図４に示すようにマスク像Ｐ_３の関心領域ＲＯＩを設定する。具体的には、関心領域以外の領域に対応する画素の画素値を所定の画素値（図４では“０”の画素値）に設定する。もちろん、それ以外にも、ユーザが図４中の点線に示す関心領域ＲＯＩを手動で設定してもよい。このように電子シャッタ３６で設定された関心領域ＲＯＩをマスク像生成部３７に送り込む。

マスク像生成部３７は、電子シャッタ３６で設定された関心領域ＲＯＩに限定したマスク像を生成する。図４に示すように関心領域ＲＯＩに限定したマスク像をＰ_４とする。マスク像生成部３７で生成されたマスク像Ｐ_４を反転部３８に送り込む。

反転部３８は、マスク像生成部３７で生成されたマスク像Ｐ_４における画素値の反転を行う。具体的には、関心領域ＲＯＩに限定したマスク像Ｐ_４において画素値の反転（白黒反転）を行うことで、反転後のマスク像を取得する。図４に示すように反転後のマスク像をＰ_５とする。反転部３８での反転後のマスク像Ｐ_５を透視時に重畳処理部３９に送り込む。

重畳処理部３９は、透視によりその後に取得された複数の透視画像における画素値と、マスク像生成部３７で生成され、かつ反転部３８での反転後のマスク像Ｐ_５における画素値とを加算することで、透視画像とマスク像Ｐ_５とを重ね合わせる重畳処理を行う。重畳処理部３９での重畳処理後の各々のＸ線画像を表示画像としてモニタ４３に送り込む。

コントローラ４２と同様に、上述した画像検出部３１や電子シャッタ３６やマスク像生成部３７や反転部３８や重畳処理部３９は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されている。画像メモリ部３２やマスク像メモリ部３５は、ＲＡＭ（Random-Access Memory）などに代表される記憶媒体で構成されている。ピークホールド３３はピークホールド回路で構成されている。減算器３４はオペアンプや抵抗で構成されている。

次に、一連の撮影について、図１〜図４とともに、図５〜図７を参照して説明する。図５は、実施例に係る一連の撮影のフローチャートであり、図６（ａ）〜図６（ｃ）は、関心領域の設定の各々の一態様であり、図７（ａ）は、初期値に基づく関心領域の設定の態様であり、図７（ｂ）は、関心領域の設定変更の態様である。

（ステップＳ１）造影剤投与前の撮影
造影剤を投与する前の被検体Ｍの撮影を行う。ＦＰＤ２５の検出面に投影されたＸ線画像を画像検出部３１（図２を参照）は造影剤投与前のＸ線画像（元画像）として検出する。元画像Ｐ_１（図２および図４を参照）を画像メモリ部３２（図２を参照）に書き込んで記憶する。

なお、機械シャッタの機能を有したコリメータ２６（図１および図３を参照）により関心領域ＲＯＩ（図４を参照）を予め設定した後に、ステップＳ１を行ってもよい。ただし、コリメータ２６により関心領域ＲＯＩを狭めすぎると、電子シャッタ３６（図２を参照）で関心領域ＲＯＩを設定変更する際に、コリメータ２６による関心領域ＲＯＩよりも拡げて、電子シャッタ３６で関心領域ＲＯＩを設定変更することができない。よって、コリメータ２６で関心領域ＲＯＩを設定する場合には、Ｘ線の照視野を広めに設定するのが好ましい。

（ステップＳ２）造影剤投与
被検体Ｍに造影剤を投与する。ここでは、ＣＯ_２以外の造影剤を投与するとして以下を説明する。

（ステップＳ３）造影剤投与後の撮影
造影剤を投与後の被検体Ｍの撮影を行う。造影剤を投与して５秒〜２０秒経過後に撮影を自動的に行う。もちろん、造影剤を投与して５秒〜２０秒経過後にユーザが曝射スイッチ（図示省略）を押して撮影を手動で行ってもよい。ＦＰＤ２５の検出面に投影されたＸ線画像を画像検出部３１は造影剤投与後のＸ線画像として検出する。上述したようにＣＯ_２以外の造影剤を用いた場合には、造影剤投与によって血管が黒っぽく写って血管の画素値が低くなるので、画素値情報に基づいて造影剤投与後のＸ線画像として検出すればよい。造影剤投与後のＸ線画像を画像メモリ部３２に書き込んで記憶する。

ステップＳ４の透視、およびステップＳ１１のピークホールド像の取得・ステップＳ１２のマスク像の取得・ステップＳ１３の関心領域の設定・ステップＳ１４のマスク像の生成・ステップＳ１５の反転については、ほぼ並列的に行う。なお、後述するステップＳ５の重畳処理をステップＳ４の後に直ぐに行うので、ステップＳ５までにステップＳ１１〜Ｓ１５が済んでいればよく、ステップＳ４の後にステップＳ１１を開始してもよいし、ステップＳ４の前にステップＳ１１を開始してもよいし、ステップＳ４と同時にステップＳ１１を開始してもよい。

（ステップＳ１１）ピークホールド像の取得
画像メモリ部３２に記憶された造影剤投与後のＸ線画像を読み出してピークホールド３３（図２を参照）に送り込む。ピークホールド３３は、造影剤投与後のＸ線画像における画素値の最小値をホールドして、画素値が閾値以下のピクセル（画素）を血管とすることによりピークホールド像Ｐ_２（図２および図４を参照）を取得する。このようにして取得されたピークホールド像Ｐ_２を減算器３４（図２を参照）に送り込む。

（ステップＳ１２）マスク像の取得
画像メモリ部３２に記憶された元画像Ｐ_１を読み出して減算器３４に送り込み、減算器３４はピークホールド像Ｐ_２と元画像Ｐ_１との差分を求めることにより、血管輪郭像を含むマスク像Ｐ_３（図２および図４を参照）を取得する。このようにして取得されたマスク像Ｐ_３をマスク像メモリ部３５（図２を参照）に送り込む。

（ステップＳ１３）関心領域の設定
マスク像メモリ部３５に記憶されたマスク像Ｐ_３を読み出して電子シャッタ３６（図２を参照）に送り込み、電子シャッタ３６は、マスク像Ｐ_３の関心領域ＲＯＩを設定する。具体的には、図４でも述べたように、関心領域以外の領域に対応する画素の画素値を“０”の画素値に設定、あるいは図４中の点線に示す関心領域ＲＯＩを手動で設定する。ここでは、所定の画素値として、“０”の画素値に設定することにより黒となるような画素値としたが、白や灰色となるような画素値でもよいし、カラーでもよい。また、必ずしも一様な画素値である必要はなく、関心領域以外の領域をモザイク状としてもよい。

図４では関心領域ＲＯＩを方形状としたが、設定される関心領域ＲＯＩの形状や設定される個数については特に限定されない。関心領域ＲＯＩの形状については、閉じられた図形であれば、方形以外に多角形や三角形でもよいし、星形であってもよいし、図６（ａ）に示すように不必要な部分を除いた血管周りに沿った形状であってもよい。また、関心領域の個数については、図４や図６（ａ）に示すように単数であってもよいし、図６（ｂ）に示すように複数であってもよい。

また、図６（ｃ）に示すように関心領域以外の領域をＥＸとすると、関心領域以外の領域ＥＸを直接的に指定することで、当該指定された領域以外に該当する関心領域ＲＯＩを設定してもよい。すなわち、関心領域以外の領域ＥＸを直接的に指定することで、当該指定された領域以外に該当する関心領域ＲＯＩを設定するように、電子シャッタ３６を構成する。この場合には、関心領域以外の領域ＥＸを複数に直接的に指定することで、複雑な形状の関心領域ＲＯＩを簡易に設定することができる。図６（ｃ）では、血管以外の領域を、関心領域以外の領域ＥＸとして複数に直接的に指定することで、血管周りの関心領域ＲＯＩを簡易に設定することができる。

なお、入力に基づいて関心領域ＲＯＩを設定するように電子シャッタ３６を構成する（「前者の構成」とする）。すなわち、ユーザが入力部４１に入力することによって、入力に基づいて関心領域ＲＯＩを手動で設定する。また、初期値に基づいて関心領域ＲＯＩを設定するように電子シャッタ３６を構成する（「後者の構成」とする）。

また、前者の構成および後者の構成を両方組み合わせてもよい。例えば、後者の構成において、上述した初期値に基づく関心領域ＲＯＩを、入力に基づいて設定変更するように、電子シャッタ３６を構成する。例えば、図７（ａ）では初期値に基づいて関心領域ＲＯＩを設定するとして、図７（ｂ）では入力に基づいて関心領域ＲＯＩを設定変更するとする。このように構成することで、ユーザが入力しない場合には初期値に基づく関心領域ＲＯＩで設定され、ユーザが入力する場合には入力に基づいて関心領域ＲＯＩを手動で設定変更することができる。

このようにして設定された関心領域ＲＯＩをマスク像生成部３７（図２を参照）に送り込む。

（ステップＳ１４）マスク像の生成
電子シャッタ３６で設定された関心領域ＲＯＩに限定したマスク像Ｐ_４（図２および図４を参照）をマスク像生成部３７が生成する。このようにして設定された関心領域ＲＯＩに限定したマスク像Ｐ_４を反転部３８（図２を参照）に送り込む。

（ステップＳ１５）反転
マスク像生成部３７で生成されたマスク像Ｐ_４における画素値の反転を反転部３８は行う。特に、ＣＯ_２以外の造影剤を用いた場合には、造影剤投与によって血管が黒っぽく写って血管の画素値が低くなるので、マスク像Ｐ_４において画素値の反転（白黒反転）を行うことで、反転後ではマスク像における血管に該当する画素の画素値は高くなって、血管が白っぽく写る。このようにして反転後のマスク像Ｐ_５（図２および図４を参照）を重畳処理部３９（図２を参照）に送り込む。

（ステップＳ４）透視
一方、上述したステップＳ１１のピークホールド像の取得・ステップＳ１２のマスク像の取得・ステップＳ１３の関心領域の設定・ステップＳ１４のマスク像の生成・ステップＳ１５の反転と並行して、ステップＳ１やＳ３の撮影よりも弱い線量のＸ線を照射する透視を行う。ステップＳ３の造影剤投与後の撮影から所定時間経過後に透視を自動的に行う。ステップＳ３の造影剤投与後の撮影からステップＳ４の透視の開始までの所定時間については、造影剤が流れ切る時間を当該所定時間としてユーザが予め設定すればよい。もちろん、ステップＳ３の造影剤投与後の撮影から造影剤が流れ切った後にユーザが透視開始スイッチ（図示省略）を押して透視の開始を手動で行ってもよい。

ＦＰＤ２５の検出面に投影されたＸ線画像を画像検出部３１は透視により得られたＸ線画像として検出する。上述したように造影剤が流れ切った後において透視によりその後に取得されたＸ線画像は画素値が全体的に高くなるので、画素値情報に基づいて透視によりその後に取得されたＸ線画像として検出すればよい。透視によりその後に取得されたＸ線画像（透視画像）についてはモニタ４３（図２を参照）にリアルタイムに表示するために、画像メモリ部３２に記憶せずに、重畳処理部３９を介してモニタ４３に送り込む。

（ステップＳ５）重畳処理
先ず、重畳処理部３９は、ステップＳ４の透視によりその後に取得されたＸ線画像（透視画像）における画素値と、ステップＳ１４のマスク像生成部３７で生成され、かつステップＳ１５の反転部３８での反転後のマスク像Ｐ_５における画素値とを加算することで、Ｘ線画像（透視画像）とマスク像Ｐ_５とを重ね合わせる重畳処理を行う。このようにして重畳処理後の各々のＸ線画像を表示画像としてモニタ４３に送り込む。

（ステップＳ６）重畳処理後のＸ線画像の表示
重畳処理後のＸ線画像（表示画像）をモニタ４３に表示する。これによって、ステップＳ１４のマスク像生成部３７で生成され、かつステップＳ１５の反転部３８での反転後のマスク像Ｐ_５とともに、ステップＳ４の透視によりその後に取得されたＸ線画像をモニタ４３にリアルタイムに表示する。なお、ステップＳ４の透視からステップＳ６の重畳処理後のＸ線画像の表示までにステップＳ５の重畳処理を挟むが、ステップＳ５は複雑な演算処理ではないので、ステップＳ４の透視・ステップＳ５の重畳処理・ステップＳ６の重畳処理後のＸ線画像の表示をほぼ同時に行うことができ、ステップＳ４の透視によりその後に取得されたＸ線画像をモニタ４３にリアルタイムに表示することができる。

（ステップＳ７）所定フレーム？
複数フレームにわたって透視を行うので、透視を行う複数フレームを所定フレームとしてユーザは予め設定する。そして、所定フレームに達したか否かを判断する。所定フレームに達していない場合には透視が終了していないとしてステップＳ４の透視に戻って、ステップＳ４〜Ｓ７を繰り返し行う。所定フレームに達した場合には透視が終了したとして一連の撮影を終了する。なお、図５のフローチャートでは固定の所定フレームを設定して、設定された所定フレームにわたって透視を行ったが、ユーザが透視を終了する指令を与えるまで複数フレームにわたって透視を行ってもよい。何れの場合においても、ステップＳ４〜Ｓ７を繰り返し行うことにより、透視によりその後に取得された各々のＸ線画像を動画として表示することができる。

上述の本実施例に係るＸ線装置によれば、血管輪郭像を含むマスク像Ｐ_３（図２および図４を参照）を表示する際に、透視画像（透視によりその後に取得されたＸ線画像）の一部領域のみにマスク像Ｐ_３を重畳して表示画像を生成して表示する。よって、不必要な部分を除いた一部領域（例えば関心領域ＲＯＩ）のみをユーザが確認することができるようにし、ユーザの（認識や操作）ミスを軽減する。その結果、マスク像における不必要な表示を軽減することができ、ユーザが画像を確認する時の余分な情報を軽減することができる。

本実施例では、関心領域設定手段（本実施例ではコリメータ２６や電子シャッタ３６）を備えることで、マスク像Ｐ_３の生成自体を関心領域ＲＯＩの部分に限定した後に、画像重畳手段（本実施例では重畳処理部３９）による重畳処理を行う。すなわち、本実施例では、予め撮影した透視画像中における関心領域ＲＯＩを設定する関心領域設定手段（コリメータ２６や電子シャッタ３６）をさらに備え、画像重畳手段（重畳処理部３９）は、マスク像Ｐ_３を設定された関心領域のみに重畳する。

上述したように、関心領域設定手段を、関心領域以外の領域に対応する画素の画素値を所定の画素値（図４では“０”の画素値）に設定する電子シャッタ３６で構成してもよい。マスク像の撮像後（設定後）に、電子シャッタ３６により関心領域ＲＯＩを任意に設定変更することができる。また、関心領域設定手段を、関心領域以外の領域でのＸ線を遮光する機械シャッタ（コリメータ２６）で構成してもよい。マスク像の撮像前（設定前）に、機械シャッタ（コリメータ２６）により関心領域ＲＯＩを予め設定することができる。また、本実施例のように電子シャッタ３６および機械シャッタ（コリメータ２６）を両方組み合わせてもよい。

本実施例では、マスク像Ｐ_４における画素値の反転を行う反転手段（本実施例では反転部３８）を備えている。特に、ＣＯ_２以外の造影剤を用いた場合には、造影剤投与によって血管が黒っぽく写って血管の画素値が低くなるので、マスク像において画素値の反転（白黒反転）を行うことで、反転後ではマスク像における血管に該当する画素の画素値は高くなって、血管が白っぽく写る。

この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した実施例では、放射線検出手段としてフラットパネル型Ｘ線検出器を例に採って説明したが、イメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ）などに例示されるように、通常において用いられるＸ線を検出するＸ線検出器であれば、特に限定されない。

（２）関心領域については特に限定されず、例えば脳が関心領域であってもよい。また、造影剤についても特に限定されず、ＣＯ_２の造影剤を用いてもよい。

（３）上述した実施例では、映像系２を回転移動させるＣアーム２３を備えたＸ線装置であったが、図８に示すように、Ｘ線管２４およびＦＰＤ２５を平行移動させてＸ線画像を得るＸ線装置に適用してもよい。

（４）上述した実施例では、マスク像における画素値の反転を行う反転手段（実施例では反転部３８）を備えたが、必ずしも反転する必要はない。例えば、ＣＯ_２の造影剤を用いた場合には、造影剤投与によって血管が白っぽく写って血管の画素値が高くなるので、マスク像を反転せずに、透視画像とマスク像とを重ね合わせる重畳処理を行うことが可能である。また、図２の反転部３８や重畳処理部３９の替わりに、図９に示すように、透視画像（透視によりその後に取得されたＸ線画像）における画素値から、マスク像における画素値を減算する減算手段（図９では減算器４４）を備えてもよい。上述した反転手段（反転部３８）を備えてなくても、ＣＯ_２以外の造影剤を用いた場合において、透視画像における画素値からマスク像における画素値を減算することで、反転手段および画像重畳手段（実施例では重畳処理部３９）を備えた場合と同等の効果を奏する。すなわち、ＣＯ_２以外の造影剤を用いた場合に、透視画像における画素値からマスク像における画素値を減算することで、血管に該当する画素の画素値が高い状態で透視画像に重ね合わされる。

（５）上述した実施例では、関心領域設定手段は、機械シャッタの機能を有したコリメータ２６、および電子シャッタ３６の両方で組み合わせて構成されていたが、必ずしも両方である必要はない。ただ、マスク像の撮像後（設定後）に電子シャッタにより関心領域ＲＯＩを任意に設定変更することを考慮すれば、少なくとも電子シャッタで関心領域設定手段を構成するのが好ましい。コリメータについては、関心領域より広いＸ線の照視野のみを制御するために備えるだけでよい。

（６）上述した実施例では、造影剤投与前のＸ線画像（元画像）および造影剤投与後のＸ線画像（最終的にはピークホールド像）に基づいて血管輪郭像を含むマスク像を取得したが、造影剤投与後のＸ線画像のみをマスク像として取得し、そのマスク像（造影剤投与後のＸ線画像）の関心領域を設定してもよい。血管における画素値とそれ以外の部分における画素値との間に隔たりがある場合には、造影剤投与後のＸ線画像において組織や人工構造物などが写り込んだとしても、造影剤投与後のＸ線画像であるマスク像から関心領域を設定することが可能である。例えばＣＯ_２以外の造影剤を用いた場合には、造影剤投与によって血管が黒っぽく写って血管の画素値が低くなる。人工構造物が反射物の場合には人工構造物が白っぽく写って人工構造物の画素値が高くなる。よって、造影剤投与後のＸ線画像において人工構造物などが写り込んだとしても、血管での画素値は低く、人工構造物での画素値は高く両者の画素値との間に隔たりがあり、造影剤投与後のＸ線画像であるマスク像から関心領域を設定することが可能である。

（７）上述した実施例では、取得された画像の画素値情報に基づいて、造影剤投与前のＸ線画像（元画像），造影剤投与後のＸ線画像または透視によりその後に取得されたＸ線画像（透視画像）のいずれかとして画像を検出する画像検出手段（実施例では画像検出部３１）を備えることで、各々の画像を自動的に検出したが、必ずしも自動的に検出する必要はない。取得された画像を、造影剤投与前のＸ線画像（元画像），造影剤投与後のＸ線画像または透視によりその後に取得されたＸ線画像（透視画像）のいずれかに分類する入力設定を行う入力部（図示省略）を備えてもよい。各々の画像を手動で分類するためにユーザが入力部に入力設定を行い、コントローラ４２（図２を参照）を介して造影剤投与前のＸ線画像（元画像），造影剤投与後のＸ線画像または透視によりその後に取得されたＸ線画像（透視画像）のいずれかに、取得された画像を分類する。上述の入力設定を、入力部を介してユーザが手動で行う。

（８）上述した実施例では、関心領域設定手段（実施例ではコリメータ２６や電子シャッタ３６）については、関心領域を手動で設定する構成であったが、中央演算処理装置（ＣＰＵ）で関心領域設定手段を構成し、血管輪郭像での画素値に基づいて不要な部分を除外した関心領域を演算することにより、関心領域を自動で設定してもよい。

（９）上述した実施例では、関心領域設定手段（実施例ではコリメータ２６や電子シャッタ３６）を備えることで、マスク像の生成自体を関心領域の部分に限定した後に、画像重畳手段による重畳処理を行ったが、マスク像自体を全領域に生成した後に、重畳処理のときに一部領域（例えば関心領域）にのみに重畳してもよい。このときには、当該一部領域は関心領域に一致する必要はなく、関心領域よりも広い領域を一部領域として重畳して、必要に応じて関心領域のみに狭めて重畳してもよい。

２５ … フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）
２６ … コリメータ
３６ … 電子シャッタ
３８ … 反転部
３９ … 重畳処理部
４３ … モニタ
Ｐ_３ … マスク像
ＲＯＩ … 関心領域
ＥＸ … 関心領域以外の領域
Ｍ … 被検体

Claims (10)

1. 検出されたＸ線に基づいて透視画像を取得する画像取得手段と、
   前記透視画像に血管輪郭像を含むマスク像を重畳する画像重畳手段と、
   前記透視画像に前記マスク像を重畳した表示画像を生成する表示画像生成手段と、
   当該生成された画像を表示する表示手段と
   を備え、
   前記画像重畳手段は、前記マスク像を前記透視画像の一部領域のみに重畳することを特徴とするＸ線装置。
2. 請求項１に記載のＸ線装置において、
   予め撮影した透視画像中における関心領域を設定する関心領域設定手段をさらに備え、
   前記画像重畳手段は、前記マスク像を前記設定された関心領域のみに重畳することを特徴とするＸ線装置。
3. 請求項２に記載のＸ線装置において、
   前記関心領域設定手段を、前記関心領域以外の領域に対応する画素の画素値を所定の画素値に設定する電子シャッタで構成することを特徴とするＸ線装置。
4. 請求項２に記載のＸ線装置において、
   前記関心領域設定手段を、前記関心領域以外の領域での前記Ｘ線を遮光する機械シャッタで構成することを特徴とするＸ線装置。
5. 請求項２から請求項４のいずれかに記載のＸ線装置において、
   前記関心領域設定手段は、入力に基づいて前記関心領域を設定することを特徴とするＸ線装置。
6. 請求項２から請求項５のいずれかに記載のＸ線装置において、
   前記関心領域設定手段は、初期値に基づいて前記関心領域を予め設定することを特徴とするＸ線装置。
7. 請求項６に記載のＸ線装置において、
   前記初期値に基づく前記関心領域を、入力に基づいて設定変更するように、前記関心領域設定手段を構成することを特徴とするＸ線装置。
8. 請求項２から請求項７のいずれかに記載のＸ線装置において、
   前記関心領域以外の領域を直接的に指定することで、当該指定された領域以外に該当する関心領域を設定するように、前記関心領域設定手段を構成することを特徴とするＸ線装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれかに記載のＸ線装置において、
   前記マスク像における画素値の反転を行う反転手段を備えることを特徴とするＸ線装置。
10. 請求項１から請求項８のいずれかに記載のＸ線装置において、
    前記透視画像における画素値から、前記マスク像における画素値を減算する減算手段を備えることを特徴とするＸ線装置。

Images