JP2017000253A - Ｘ線診断装置及び画像処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】被曝量を増加させることなく画像の動きを滑らかにすること。
【解決手段】実施形態に係るＸ線診断装置は、Ｘ線発生器と、Ｘ線検出器と、第１の画像生成部と、測定部と、第２の画像生成部と、表示制御部とを備える。Ｘ線発生器は、所定の間隔でＸ線を発生させる。Ｘ線検出器は、前記Ｘ線を検出する。第１の画像生成部は、前記所定の間隔で検出されるＸ線毎に、第１の画像を生成する。測定部は、前記Ｘ線検出器に対する被検体の位置が、前記Ｘ線が検出された時点から前記所定の間隔より短い時間である所定時間が経過するまでの間に移動した移動量を測定する。第２の画像生成部は、前記第１の画像の画素位置を、前記移動量に応じて変更した第２の画像を生成する。表示制御部は、前記所定の間隔で前記第１の画像を表示させるとともに、前記第１の画像が表示されてから前記所定時間が経過した後に、前記第２の画像を表示させる。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置及び画像処理プログラムに関する。

従来、Ｘ線診断装置において、Ｘ線による被検体への被曝量を低減することが求められている。例えば、連続透視やパルス透視を行う場合には、被曝量を低減するためにフレームレートを下げることがある。

一例としては、フレームレートを２分の１にすることで、被曝量をおよそ２分の１に低減することができる。この場合、１フレームの画像化に用いるＸ線量を変えなければ、１枚１枚の透視画像の画質は変化しない（低下しない）。しかしながら、被写体の動き（若しくは、Ｘ線検出器の移動による被写体の相対的な動き）がある場合には、透視画像にコマ送り感が生じ、動きの滑らかさが低下してしまう場合がある。

特開２００７−９７６６６号公報

本発明が解決しようとする課題は、被曝量を増加させることなく画像の動きを滑らかにすることができるＸ線診断装置及び画像処理プログラムを提供することである。

実施形態に係るＸ線診断装置は、Ｘ線発生器と、Ｘ線検出器と、第１の画像生成部と、測定部と、第２の画像生成部と、表示制御部とを備える。Ｘ線発生器は、所定の間隔でＸ線を発生させる。Ｘ線検出器は、前記Ｘ線を検出する。第１の画像生成部は、前記所定の間隔で検出されるＸ線毎に、第１の画像を生成する。測定部は、前記Ｘ線検出器に対する被検体の位置が、前記Ｘ線が検出された時点から前記所定の間隔より短い時間である所定時間が経過するまでの間に移動した移動量を測定する。第２の画像生成部は、前記第１の画像の画素位置を、前記移動量に応じて変更した第２の画像を生成する。表示制御部は、前記所定の間隔で前記第１の画像を表示させるとともに、前記第１の画像が表示されてから前記所定時間が経過した後に、前記第２の画像を表示させる。

図１は、実施形態に係るＸ線診断装置の構成例を示す図である。 図２は、実施形態に係るＸ線診断装置の構成の一例を示す機能ブロック図である。 図３Ａは、実施形態に係る測定部の処理を説明するための図である。 図３Ｂは、実施形態に係る測定部の処理を説明するための図である。 図３Ｃは、実施形態に係る測定部の処理を説明するための図である。 図３Ｄは、実施形態に係る測定部の処理を説明するための図である。 図４は、実施形態に係るシフト画像生成部の処理を説明するための図である。 図５は、実施形態に係るシフト画像生成部の処理を説明するための図である。 図６は、実施形態に係る表示制御部の処理を説明するための図である。 図７は、実施形態に係る表示制御部の処理を説明するための図である。 図８は、実施形態に係るＸ線診断装置における処理を説明するためのフローチャートである。

以下、図面を参照して、実施形態に係るＸ線診断装置及び画像処理プログラムを説明する。なお、以下に説明する実施形態はあくまで一例であり、本願に係る実施形態はこれに限定されるものではない。

（実施形態）
図１は、実施形態に係るＸ線診断装置１の構成例を示す図である。図１に示すように、実施形態に係るＸ線診断装置１は、例えば、Ｘ線発生器、寝台等を備える撮影装置１０と、透視モニタ等を備える近接操作卓２０と、画像処理装置１００、システムモニタ、透視モニタ等を備える遠隔操作卓３０とが、有線通信又は無線通信により相互に接続される。なお、寝台は、内部にＸ線検出器を備える。

例えば、操作室にいる操作者が遠隔操作卓３０を操作することで、患者（被検体）を乗せた寝台を起倒させたり、映像系機器を上下動させたりするといった動作を撮影装置１０に実行させて、透視や撮影を行う。そして、操作者は、遠隔操作卓３０に備えられた透視モニタに表示された透視画像や、システムモニタに表示された撮影画像、透視画像等を観察する。また、例えば、検査室にいる操作者が、近接操作卓２０を操作することで撮影装置１０に対して上述した処理と同様の処理を実行させて、近接操作卓２０に備えられた透視モニタや、検査室モニタに表示された各種画像を観察する。

図２は、実施形態に係るＸ線診断装置１の構成の一例を示す機能ブロック図である。図２に示すように、Ｘ線診断装置１において、撮影装置１０は、例えば、高電圧発生器１１と、Ｘ線管１２と、Ｘ線可動絞り１３と、天板１４と、ＦＰＤ（Flat Panel Detector）１５と、寝台制御部１６と、Ｘ線制御部１７とを備える。また、遠隔操作卓３０は、例えば、入力部３１と、出力部３２と、画像処理装置１００とを備える。なお、図示しないが、近接操作卓２０は、例えば、透視モニタを備え、撮影装置１０及び遠隔操作卓３０の機能により生成された画像を表示するとともに、撮影装置１０を操作する各種操作を受け付ける。また、被検体Ｐは、Ｘ線診断装置１の構成に含まれない。

高電圧発生器１１は、Ｘ線制御部１７による制御の下、高電圧を発生させ、発生させた高電圧をＸ線管１２に供給する。例えば、透視においては、高電圧発生器１１は、連続的又は周期的に高電圧を発生させ、発生させた高電圧をＸ線管１２に供給する。

Ｘ線管１２は、高電圧発生器１１から供給される高電圧を用いて、Ｘ線を発生させる。例えば、Ｘ線管１２は、連続的又は周期的に供給される高電圧に応じて、連続的又は周期的にＸ線を発生させる。なお、Ｘ線管１２は、Ｘ線発生器の一例である。

Ｘ線可動絞り１３は、後述するシステム制御部１４０による制御の下、Ｘ線管１２が発生させたＸ線を、被検体Ｐの関心領域に対して選択的に照射されるように絞り込む。例えば、Ｘ線可動絞り１３は、スライド可能な４枚の絞り羽根を有し、これらの絞り羽根をスライドさせることで、Ｘ線管１２が発生させたＸ線を絞り込み、被検体Ｐに照射させる。

天板１４は、被検体Ｐを載置させるベッドであり、寝台の上に配置される。例えば、天板１４は、寝台制御部１６による制御の下、被検体Ｐを乗せたまま起倒されたり、移動されたりする。

ＦＰＤ１５は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。例えば、ＦＰＤ１５は、マトリックス状に配列された検出素子を有する。各検出素子は、図示しないグリッドを透過したＸ線を電気信号に変換して蓄積する。そして、ＦＰＤ１５は、検出素子に蓄積された電気信号をＡ（Analog）／Ｄ（Digital）変換し、変換したデジタル信号（投影データ）を遠隔操作卓３０の画像処理装置１００に転送する。なお、ＦＰＤ１５は、Ｘ線検出器の一例である。

寝台制御部１６は、システム制御部１４０による制御の下、天板１４を起倒させたり、移動させたりする。

Ｘ線制御部１７は、システム制御部１４０による制御の下、高電圧発生器１１に高電圧を発生させ、発生させた高電圧をＸ線管１２に供給させる。例えば、Ｘ線制御部１７は、システム制御部１４０から供給されるＸ線照射条件に基づいて、高電圧発生器１１の印加電圧、印加時間、印加タイミングなどを制御することにより、Ｘ線管１２の管電流、管電圧、Ｘ線照射時間、Ｘ線照射タイミング、パルス幅などを制御する。

入力部３１は、操作室に配置され、Ｘ線診断装置１を操作する操作者から各種指示を受け付ける。例えば、入力部３１は、マウス、キーボード、ボタン、トラックボール、ジョイスティック、タッチパネル等に対応する入力部３１は、操作者から受け付けた指示を、画像処理装置１００に転送する。

出力部３２は、Ｘ線診断装置１によって生成された画像を表示するとともに、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）等を表示する。例えば、出力部３２は、図１に示す透視モニタ、或いは、システムモニタに対応する。

画像処理装置１００は、図２に示すように、画像生成部１１０と、画像記憶部１２０と、画像処理部１３０と、システム制御部１４０とを備える。

画像生成部１１０は、ＦＰＤ１５から転送される投影データから原画像データ（Ｘ線画像データ）を生成する。例えば、画像生成部１１０は、ＦＰＤ１５から転送される投影データのデータ要素を画像記憶部１２０に順次格納することによって、２次元の原画像データを生成する。

画像記憶部１２０は、画像生成部１１０によって生成された原画像データや、画像処理部１３０によって生成された表示画像データを記憶する。

画像処理部１３０は、画像記憶部１２０に記憶される原画像データに対して各種の画像処理を行う。例えば、画像処理部１３０は、原画像データに対して、表示のための画像処理（空間フィルタ処理、ウィンドウ変換、ガンマカーブ処理等）を実行する。なお、画像処理部１３０が備える判定部１３１、シフト画像生成部１３２及び表示制御部１３３については、後述する。

システム制御部１４０は、Ｘ線診断装置１全体の動作を制御する。例えば、システム制御部１４０は、近接操作卓２０の入力部や、入力部３１から転送された操作者の指示に従ってＸ線制御部１７を制御し、Ｘ線管１２に供給する電圧を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量やＯＮ／ＯＦＦを制御する。また、例えば、システム制御部１４０は、操作者の指示に従って寝台制御部１６を制御し、天板１４の起倒や移動等を調整する。

また、システム制御部１４０は、操作者の指示に従って、画像生成部１１０による原画像データ生成処理、画像処理部１３０による画像処理、解析処理、或いは補正処理等を制御する。また、システム制御部１４０は、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩや画像記憶部１２０が記憶する表示画像等を、出力部３２が備えるモニタ等に表示させる。

ところで、透視においてＸ線による被曝量を低減させるために、フレームレートを下げることが行われている。例えば、フレームレートを２分の１にすることで、被曝量をおよそ２分の１に低減することができる。この場合、１フレームの画像化に用いるＸ線量を変えなければ、１枚１枚の透視画像の画質は変化しない（低下しない）。

しかしながら、フレームレートを下げると、透視画像の動きの滑らかさが低下してしまう場合がある。例えば、透視画像において被写体（被検体Ｐ）の動き、若しくは、映像系機器（Ｘ線発生器及びＸ線検出器）や天板１４の移動による被写体の相対的な動きがある場合には、透視画像にコマ送り感が生じ、動きの滑らかさが低下してしまう場合がある。

一例として、消化管造影検査が行われる場合を説明する。消化管造影検査では、被検体に経口投与された造影剤が口腔から食道、胃へと順に広がっていく様子が観察される。この様子を観察するために、例えば、経口投与のタイミングに合わせて映像系機器や天板１４を動かし、撮像範囲を被検体Ｐの口腔付近から腹部付近へと移動させる。このように、撮像範囲に対する被検体Ｐの動きがある場合に、フレームレートを下げると、１フレームごとの被検体の移動量が大きくなる結果、透視画像間のズレが大きくなることによってコマ送り感が生じ、透視画像における動きの滑らかさが低下してしまう場合がある。

また、透視においては１フレームの画像化に用いるＸ線量が少ないため、透視画像のカンタムノイズが目立ってしまう場合がある。カンタムノイズとは、量子ノイズとも呼ばれ、Ｘ線検出器に到達するＸ線の揺らぎにより生じるノイズである。カンタムノイズは、時間的にも空間的にもランダムに生じ、Ｘ線量が少ないほど生じやすいことが知られている。

例えば、カンタムノイズを低減させるために、リカーシブフィルタ処理が利用されている。リカーシブフィルタ処理とは、最新の透視画像と１フレーム前の表示画像とを所定の割合で加算することで、時間的にランダムなカンタムノイズを低減するフィルタ処理である。例えば、最新の透視画像に対する１フレーム前の表示画像の加算割合を大きくすると（リカーシブフィルタ処理を強める）、ノイズ低減効果は大きくなるが、１フレーム前の表示画像の残像が目立つことになる。これに対して、上記加算割合を小さくすると（リカーシブフィルタ処理を弱める）、残像が目立たなくなるものの、ノイズ低減効果も小さくなってしまう。

したがって、リカーシブフィルタ処理が利用される際にフレームレートを下げると、被検体Ｐの移動量が大きくなるので、加算対象である２つの画像間で被検体Ｐの位置が明確に異なってしまい、残像が目立ちやすくなる。このため、リカーシブフィルタ処理を弱めざるを得ず、透視画像のカンタムノイズが目立ってしまう場合がある。

そこで、本実施形態に係るＸ線診断装置１は、被曝量を増加させることなく画像の動きを滑らかにし、更に、カンタムノイズを低減するために、以下の構成を備える。なお、以下の説明では一例として、フレームレートが１５ｆｐｓ（frames per second）であるパルス透視（以下、ＰＦ１５ｆｐｓとも記載する）において、本実施形態に係るＸ線診断装置１が適用される場合を説明するが、実施形態はこれに限定されるものではない。また、以下の説明では一例として、本実施形態に係るＸ線診断装置１が消化管造影検査にて利用される場合を説明するが、実施形態はこれに限定されるものではない。

図２に示すように、実施形態に係るＸ線診断装置１において、システム制御部１４０は、測定部１４１を備える。また、画像処理部１３０は、判定部１３１、シフト画像生成部１３２及び表示制御部１３３を備える。

測定部１４１は、ＦＰＤ１５に対する被検体の位置が、Ｘ線が検出される時点から所定の時間が経過するまでの間に移動した移動量を測定する。ここで、所定の時間とは、パルス透視のフレームレートの間隔よりも短い時間である。例えば、ＰＦ１５ｆｐｓでは、フレームレートの間隔は１５分の１秒（以下、「１／１５秒」とも記載する）である。このため、所定の時間は、例えば、３０分の１秒（以下、「１／３０秒」とも記載する）である。なお、以下の説明では、所定の時間が１／３０秒である場合を説明するが、実施形態はこれに限定されるものではない。

例えば、測定部１４１は、ＰＦ１５ｆｐｓにおいて、Ｘ線の検出タイミングから１／３０秒が経過するまでの間の移動量を測定する。具体的には、測定部１４１は、映像系機器と天板１４との位置関係から移動量を測定する。なお、映像系機器とは、Ｘ線管１２、Ｘ線可動絞り１３及びＦＰＤ１５等の総称である。また、Ｘ線が検出される時点は、例えば、Ｘ線照射条件から取得可能であるが（つまり、Ｘ線の曝射タイミング）、実際にＸ線がＦＰＤ１５によって検出されたタイミングが用いられてもよい。

図３Ａ〜図３Ｄは、実施形態に係る測定部１４１の処理を説明するための図である。図３Ａには、映像系機器を寝台の長手方向に移動させる映像系長手動が行われる場合を例示する。また、図３Ｂには、天板１４を左右方向に移動させる天板左右動が行われる場合を例示する。また、図３Ｃには、Ｘ線の検出タイミングにおける撮影位置の一例を示す。また、図３Ｄには、Ｘ線の検出タイミングから１／３０秒後の撮影位置の一例を示す。

図３Ａ〜図３Ｄに示すように、例えば、測定部１４１は、ＰＦ１５ｆｐｓの検出タイミングで、映像系機器の位置「Ｙ０」と、天板１４の位置「Ｘ０」とを取得（記録）する（図３Ｃ）。そして、測定部１４１は、その１／３０秒後に、映像系機器の位置「Ｙ１」と、天板１４の位置「Ｘ１」とを取得する（図３Ｄ）。そして、測定部１４１は、検出タイミングから１／３０秒後までの左右方向の移動量「Ｘｄ」と、長手方向の移動量「Ｙｄ」とを、下記の式（１）及び式（２）によりそれぞれ算出する。

このように、測定部１４１は、ＰＦ１５ｆｐｓにおいて、Ｘ線が検出されるごとに、その検出タイミングから１／３０秒後の移動量を測定する。言い換えると、測定部１４１は、Ｘ線検出器に対する被検体Ｐの位置が、Ｘ線が検出された時点から所定の間隔（例えば、１／１５秒間隔）より短い時間である所定時間（例えば、１／３０秒）が経過するまでの間に移動した移動量を測定する。

なお、上記の例では、映像系機器が長手方向に移動し、天板１４が左右方向に移動する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、映像系機器が左右方向に移動する場合であってもよいし、天板１４が長手方向に移動する場合であっても良い。

判定部１３１は、移動量が閾値以上であるか否かを判定する。例えば、判定部１３１は、測定部１４１によって測定された移動量（Ｘｄ，Ｙｄ）を取得する。そして、判定部１３１は、下記の式（３）を用いて、移動量（Ｘｄ，Ｙｄ）から直線距離の移動量に対応する直線移動量Ｄを算出する。

そして、判定部１３１は、式（３）により算出した直線移動量Ｄと、閾値とを比較し、直線移動量Ｄが閾値以上であるか否かを判定する。ここで、この閾値は、閲覧する者に対してコマ送り感を与える可能性があると考えられる値として設定される。直線移動量Ｄが閾値以上である場合には、判定部１３１は、後述するシフト画像生成部１３２による処理を「ＯＮ」にする。一方、直線移動量Ｄが閾値未満である場合には、判定部１３１は、シフト画像生成部１３２による処理を「ＯＦＦ」にする。

このように、判定部１３１は、移動量が閾値以上であるか否かを判定し、判定結果をシフト画像生成部１３２に送る。なお、上記の例では、判定部１３１が直線距離の移動量を用いて判定する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、判定部１３１は、左右方向の移動量「Ｘｄ」と、長手方向の移動量「Ｙｄ」とを、それぞれ閾値と比較してもよい。

シフト画像生成部１３２は、移動量に応じて、透視画像の画素位置を変更したシフト画像を生成する。例えば、シフト画像生成部１３２は、判定部１３１によって直線移動量Ｄが閾値以上であると判定された場合（処理が「ＯＮ」にされた場合）に、シフト画像を生成する。なお、シフト画像生成部１３２は、直線移動量Ｄが閾値未満であると判定された場合（処理が「ＯＦＦ」にされた場合）には、以下に説明する処理を実行しない。

図４及び図５は、実施形態に係るシフト画像生成部１３２の処理を説明するための図である。図４には、シフト画像生成部１３２によってシフト画像が生成される処理の手順を例示する。図５には、シフト画像が生成されるタイミングを例示する。

図４に示すように、シフト画像生成部１３２は、ＰＦ１５ｆｐｓにおいて生成された透視画像（ＰＦ１５ｆｐｓ透視画像）のうち直前のフレームの透視画像の画像データ（適宜、透視画像データと表記する）を、画像記憶部１２０から取得する。そして、シフト画像生成部１３２は、取得した透視画像データと、測定部１４１によって測定された移動量（Ｘｄ，Ｙｄ）とを用いて、透視画像をシフト（平行移動）させたシフト画像の画像データ（適宜、シフト画像データと表記する）を生成する。具体的には、シフト画像生成部１３２は、透視画像データの各画素位置を、左右方向に「Ｘｄ」、長手方向に「Ｙｄ」移動させることで、表示範囲が移動したシフト画像データを生成する。

続いて、シフト画像生成部１３２は、各画素位置を移動させることにより、画像として表示される表示範囲から逸脱した画素を削除（カット）する。そして、シフト画像生成部１３２は、各画素位置を移動させることにより、表示範囲のうち画素が不足した部分（図４の表示範囲内の左側と下側）を補完する。

例えば、シフト画像生成部１３２は、空間的にランダムな画素値の画素で補完する。具体的には、シフト画像生成部１３２は、直前のフレームの透視画像の平均画素値を算出する。そして、シフト画像生成部１３２は、算出した平均画素値を用いて、補完する画素の画素値のヒストグラム（分布）を決定する。ここで、このヒストグラムは、正規分布であり、補完する画素の画素値の平均値が実画像（透視画像）の平均画素値であり、補完する画素の画素値の標準偏差が実画像の平均画素値に対するノイズ（カンタムノイズ）の揺らぎと同等である。このヒストグラムが正規分布となるのは、カンタムノイズが正規分布となるからであり、補完する画素の画素値の標準偏差はノイズの強さに対応する。また、カンタムノイズが表れる程度は、映像系機器の性能で決まるため、上記のヒストグラムは映像系機器ごとに既知（測定可能）である。すなわち、シフト画像生成部１３２は、既知のヒストグラムの平均値を、算出した平均画素値に設定することで、補完する画素の画素値のヒストグラムを決定する。これにより、補完される補完画像にも実画像と同様のカンタムノイズが表されるので、閲覧する者にとって自然な画像となる。

この結果、図５に示すように、シフト画像生成部１３２は、１５ｆｐｓ（１／１５秒間隔）で生成される透視画像の１／３０秒後に、その１／３０秒の間の移動量が反映されたシフト画像データを生成する。すなわち、１／３０秒の時点で透視画像データが生成されると、シフト画像生成部１３２は、２／３０秒の時点でシフト画像データを生成する。３／３０秒の時点で透視画像データが生成されると、シフト画像生成部１３２は、４／３０秒の時点でシフト画像データを生成する。なお、上述した判定部１３１によって直線移動量Ｄが閾値未満であると判定された場合には、シフト画像データは生成されないため、透視画像データが１５ｆｐｓの間隔で連続して生成される。

このように、シフト画像生成部１３２は、移動量に応じて、透視画像データからシフト画像データを生成する。そして、シフト画像生成部１３２は、生成したシフト画像データを表示制御部１３３へ送る。言い換えると、シフト画像生成部１３２は、第１の画像（例えば、透視画像）の画素位置を、移動量に応じて変更した第２の画像（例えば、シフト画像）を生成する。

なお、上記の例では、シフト画像生成部１３２が、透視画像を平行移動させることでシフト画像を生成する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、シフト画像生成部１３２は、映像系機器や天板１４が回転移動された場合には、その移動に応じて透視画像を回転移動させることでシフト画像を生成しても良い。

また、上記の例では、シフト画像生成部１３２が、画素値が不足した部分を空間的にランダムな画素値で補完する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、シフト画像生成部１３２は、画素が不足したままにしてもよいし、均一な画素値の画素（例えば、前のフレームの透視画像の平均画素値の画素）で補完してもよい。

また、補完する他の方法として、移動した画像の端辺の画素の複製（コピー）に基づく画素を補完する方法が挙げられる。例えば、図４において、シフト画像生成部１３２は、透視画像の左辺の画素の画素値を表示範囲の左辺まで複製し、透視画像の下辺の画素の画素値を表示範囲の下辺まで複製する。そして、シフト画像生成部１３２は、複製した範囲の画像を端辺の方向にローパスフィルタをかけ、更に、実画像と同等のノイズ（画素値の揺らぎ）を付加することで、画素が不足した部分を補完する。なお、画素値の揺らぎは、予め設定された標準偏差に含まれる任意の値を各画素の画素値に加算することで、付加される。

また、補完する他の方法として、前のフレームの透視画像に基づく画素を補完する方法が挙げられる。例えば、シフト画像生成部１３２は、前のフレームの透視画像（つまり、画素位置を移動させる前の透視画像）から、画素が不足した部分に対応する画像（図４の場合、Ｌ字型の画像）を切り出す。そして、シフト画像生成部１３２は、切り出した画像に対してローパスフィルタをかけ、更に、実画像と同等のノイズ（画素値の揺らぎ）を付加することで、画素が不足した部分を補完する。

表示制御部１３３は、所定のフレームレートで透視画像を表示させるとともに、所定の時間が経過した後に、シフト画像を表示させる。例えば、表示制御部１３３は、透視画像データ及びシフト画像データに対してリカーシブフィルタ処理を行い、リカーシブフィルタ処理後の透視画像データ及びシフト画像データをそれぞれのタイミングで表示させる。

図６及び図７は、実施形態に係る表示制御部１３３の処理を説明するための図である。図６には、リカーシブフィルタ処理の処理内容を例示する。また、図７には、表示画像が表示されるタイミングを例示する。

図６に示すように、表示制御部１３３は、透視画像を表示させる場合には、透視画像データと前のフレームの表示画像データとを所定の割合「α」で加算する処理を行う。具体的には、表示制御部１３３は、表示画像データの各画素値にαを乗算した値と、透視画像データの各画素値に（１−α）を乗算した値とを加算することで、次の表示画像を生成する。次に、シフト画像を表示させる場合には、シフト画像データと前のフレームの表示画像データとを所定の割合「α」で加算する処理を行う。具体的には、表示制御部１３３は、表示画像データの各画素値にαを乗算した値と、シフト画像データの各画素値に（１−α）を乗算した値とを加算することで、次の表示画像を生成する。

ここで、シフト画像データもリカーシブフィルタ処理の処理対象とするのは、カンタムノイズの低減効果が見込めるからである。具体的には、カンタムノイズは、上述したように、空間的にランダムである。このため、透視画像の画素位置を移動させることで生成されたシフト画像を元の透視画像（表示画像）に加算することは、本来、時間的にランダムな画像同士を加算することでノイズを低減する場合と同等のノイズ低減効果が見込める。

そして、表示制御部１３３は、図７に示すように、リカーシブフィルタ処理後の透視画像データ及びシフト画像データを表示させる。具体的には、表示制御部１３３は、１５ｆｐｓでリカーシブフィルタ処理後の透視画像データを間欠的に表示させる。そして、表示制御部１３３は、シフト画像データが生成された場合には、リカーシブフィルタ処理後のシフト画像データを、透視画像データが表示されてから１／３０秒後に表示させる。

すなわち、表示制御部１３３は、１／３０秒の時点でリカーシブフィルタ処理後の透視画像を表示させ、２／３０秒の時点でリカーシブフィルタ処理後のシフト画像を表示させる。続いて、表示制御部１３３は、３／３０秒の時点でリカーシブフィルタ処理後の透視画像を表示させ、４／３０秒の時点でリカーシブフィルタ処理後のシフト画像を表示させる。なお、上述した判定部１３１によって直線移動量Ｄが閾値未満であると判定された場合には、シフト画像は生成されないため、透視画像が１５ｆｐｓの間隔で連続して表示される。

このように、表示制御部１３３は、所定のフレームレートで透視画像を表示させるとともに、所定の時間が経過した後に、シフト画像を表示させる。言い換えると、表示制御部１３３は、所定の間隔で第１の画像を表示させるとともに、第１の画像が表示されてから所定時間が経過した後に、第２の画像を表示させる。

なお、上記の例では、表示制御部１３３がリカーシブフィルタ処理を行い、リカーシブフィルタ処理後の画像を表示させる場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、表示制御部１３３は、リカーシブフィルタ処理を行わずに、透視画像データ及びシフト画像データを表示させてもよい。また、例えば、表示制御部１３３は、リカーシブフィルタ処理以外にも、表示対象である画像と前のフレームの画像とを加算する処理を含む各種のフィルタ処理を行った画像を表示させてもよい。言い換えると、表示制御部１３３は、第１の画像を表示させる場合には、第１の画像と直前に表示された画像とを所定の割合で加算する処理を含むフィルタ処理を行った画像を表示させ、第２の画像を表示させる場合には、第２の画像と直前に表示された画像とを所定の割合で加算する処理を含むフィルタ処理を行った画像を表示させる。

図８は、実施形態に係るＸ線診断装置１における処理を説明するためのフローチャートである。図８に示すように、Ｘ線診断装置１の測定部１４１は、例えば、ＰＦ１５ｆｐｓの実行中にＸ線の検出タイミングから１／３０秒が経過すると、処理タイミングであるとして（ステップＳ１０１肯定）、移動量を測定する（ステップＳ１０２）。例えば、測定部１４１は、ＰＦ１５ｆｐｓにおいて、Ｘ線の検出タイミングから１／３０秒が経過するまでの間の移動量を測定する。なお、測定部１４１は、処理タイミングになるまで（ステップＳ１０１否定）、待機状態である。

続いて、判定部１３１は、測定部１４１によって測定された移動量が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。ここで、移動量が閾値以上である場合には（ステップＳ１０３肯定）、シフト画像生成部１３２は、シフト画像データを生成する（ステップＳ１０４）。例えば、シフト画像生成部１３２は、移動量に応じて、透視画像データからシフト画像データを生成する。なお、移動量が閾値未満である場合には（ステップＳ１０３否定）、以下に説明するステップＳ１０４〜Ｓ１０６の処理は実行されない。

そして、表示制御部１３３は、シフト画像生成部１３２によって生成されたシフト画像データに対して、リカーシブフィルタ処理を実行する（ステップＳ１０５）。そして、表示制御部１３３は、リカーシブフィルタ処理後のシフト画像データを出力部３２に表示させる（ステップＳ１０６）。例えば、表示制御部１３３は、ＰＦ１５ｆｐｓの実行中にＸ線の検出タイミングから１／３０秒が経過した時点で、リカーシブフィルタ処理後のシフト画像データを表示させる。そして、Ｘ線診断装置１は、１フレームごとのシフト画像生成処理を終了する。なお、図８に示した一連の処理は、透視において、透視を終了する指示を受け付けるまで、１フレームごとに繰り返し実行される。

なお、図８に示した処理手順は、一例に過ぎない。例えば、判定部１３１による処理は、必ずしも実行されなくてもよい。この場合、ステップＳ１０４からステップＳ１０６の各処理は、ＰＦ１５ｆｐｓの実行中にＸ線の検出タイミングから１／３０秒が経過するごとに、毎回実行される。

上述してきたように、実施形態に係るＸ線診断装置１において、測定部１４１は、ＦＰＤ１５に対する被検体Ｐの位置が、Ｘ線が検出される時点から所定の時間が経過するまでの間に移動した移動量を測定する。そして、シフト画像生成部１３２は、移動量に応じて、透視画像の画素位置を変更したシフト画像を生成する。そして、表示制御部１３３は、所定のフレームレートで透視画像を表示させるとともに、所定の時間が経過した後に、シフト画像を表示させる。このため、実施形態に係るＸ線診断装置１は、被曝量を増加させることなく画像の動きを滑らかにすることを可能にする。

例えば、実施形態に係るＸ線診断装置１は、ＰＦ１５ｆｐｓで透視画像を表示する場合に、それぞれの透視画像の間（１／３０秒ごと）に、１／３０秒後の移動量に応じてシフトさせたシフト画像を生成し、表示する。すなわち、Ｘ線診断装置１は、被曝量についてはＰＦ１５ｆｐｓのまま、シフト画像を用いて擬似的な３０ｆｐｓ表示を実現する。このため、Ｘ線診断装置１は、被曝量を増加させることなく画像の動きを滑らかにすることを可能にする。

また、例えば、実施形態に係るＸ線診断装置１は、シフト画像に対してリカーシブフィルタ処理を実行する。このため、Ｘ線診断装置１は、カンタムノイズを低減することを可能にする。

また、例えば、実施形態に係るＸ線診断装置１は、移動量が閾値以上である場合に、シフト画像を生成し、移動量が閾値未満である場合には、シフト画像を生成しない。このため、Ｘ線診断装置１は、コマ送り感が生じる可能性がある場合に、シフト画像を生成／表示することが可能となる。言い換えると、Ｘ線診断装置１は、コマ送り感が生じる可能性がない場合には、シフト画像を生成／表示しないので、必要以上に処理負荷がかかるのを抑制することが可能となる。

（その他の実施形態）
上述した実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてもよい。

（フレームレートの調整）
例えば、上記の実施形態では、ＰＦ１５ｆｐｓを擬似的に２倍のフレームレートで表示する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、擬似的に３倍のフレームレートで表示してもよい。

例えば、シフト画像生成部１３２は、ＰＦ１５ｆｐｓにおいて透視画像が表示されてから、１／４５秒後、及び、２／４５秒後に、それぞれの経過時間に応じたシフト画像を生成する。これにより、Ｘ線診断装置１は、擬似的に３倍のフレームレートで表示することができる。

（ＬＩＨ（Last Image Hold））
また、例えば、実施形態に係るＸ線診断装置１において、表示制御部１３３は、表示（透視）を停止する場合に、透視画像を表示させる。例えば、図７において、４／３０秒が経過した後に透視が停止された場合には、表示制御部１３３は、４／３０秒のシフト画像ではなく、３／３０秒の透視画像を表示させる。これにより、操作者は、ＬＩＨを閲覧する際に、擬似的な画像であるシフト画像ではなく、実画像である透視画像を閲覧することができる。

（透視画像の保存）
また、例えば、実施形態に係るＸ線診断装置１は、透視画像を画像記憶部１２０に保存する。言い換えると、Ｘ線診断装置１は、シフト画像を保存させない。これにより、Ｘ線診断装置１は、必要以上に画像記憶部１２０にかかる負荷（データ量）を抑えることができる。

また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

また、上記の実施形態で説明した画像処理方法は、予め用意された画像処理プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この画像処理プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この画像処理プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、被曝量を増加させることなく画像の動きを滑らかにすることができる。

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

１ Ｘ線診断装置
１３０ 画像処理部
１３１ 判定部
１３２ シフト画像生成部
１３３ 表示制御部
１４０ システム制御部
１４１ 測定部

Claims (11)

1. 所定の間隔でＸ線を発生させるＸ線発生器と、
   前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、
   前記所定の間隔で検出されるＸ線毎に、第１の画像を生成する第１の画像生成部と、
   前記Ｘ線検出器に対する被検体の位置が、前記Ｘ線が検出された時点から前記所定の間隔より短い時間である所定時間が経過するまでの間に移動した移動量を測定する測定部と、
   前記第１の画像の画素位置を、前記移動量に応じて変更した第２の画像を生成する第２の画像生成部と、
   前記所定の間隔で前記第１の画像を表示させるとともに、前記第１の画像が表示されてから前記所定時間が経過した後に、前記第２の画像を表示させる表示制御部と
   を備える、Ｘ線診断装置。
2. 前記表示制御部は、前記第１の画像を表示させる場合には、当該第１の画像と直前に表示された画像とを所定の割合で加算する処理を含むフィルタ処理を行った画像を表示させ、前記第２の画像を表示させる場合には、当該第２の画像と直前に表示された画像とを所定の割合で加算する処理を含むフィルタ処理を行った画像を表示させる、請求項１に記載のＸ線診断装置。
3. 前記表示制御部は、前記フィルタ処理として、リカーシブフィルタ処理が行われた画像を表示させる、請求項２に記載のＸ線診断装置。
4. 前記移動量が閾値以上であるか否かを判定する判定部を更に備え、
   前記第２の画像生成部は、前記判定部により前記移動量が前記閾値以上であると判定された場合に、前記第２の画像を生成し、
   前記表示制御部は、前記所定の間隔で前記第１の画像を表示させるとともに、前記判定部により前記移動量が前記閾値以上であると判定された場合に、前記第１の画像が表示されてから前記所定時間が経過した後に、前記第２の画像を表示させる、請求項１〜３のいずれか一つに記載のＸ線診断装置。
5. 前記測定部は、前記Ｘ線検出器と前記被検体が載置される天板との位置関係から前記移動量を測定する、請求項１〜４のいずれか一つに記載のＸ線診断装置。
6. 前記第２の画像生成部は、前記第１の画像の画素位置の変更により画素が不足した部分に対して、ランダムに設定される画素値の画素を補完する、請求項１〜５のいずれか一つに記載のＸ線診断装置。
7. 前記第２の画像生成部は、前記第１の画像の画素位置の変更により画素が不足した部分に対して、前記第２の画像の端辺の画素の複製に基づく画素を補完する、請求項１〜５のいずれか一つに記載のＸ線診断装置。
8. 前記第２の画像生成部は、前記第１の画像の画素位置の変更により画素が不足した部分に対して、前記第１の画像に基づく画素を補完する、請求項１〜５のいずれか一つに記載のＸ線診断装置。
9. 前記表示制御部は、表示を停止する場合に、前記第１の画像を表示させる、請求項１〜８のいずれか一つに記載のＸ線診断装置。
10. 前記第１の画像を所定の画像記憶部に保存する、請求項１〜９のいずれか一つに記載のＸ線診断装置。
11. 所定の間隔で検出されるＸ線毎に、第１の画像を生成し、
    前記Ｘ線を検出するＸ線検出器に対する被検体の位置が、前記Ｘ線が検出された時点から前記所定の間隔より短い時間である所定時間が経過するまでの間に移動した移動量を測定し、
    前記第１の画像の画素位置を、前記移動量に応じて変更した第２の画像を生成し、
    前記所定の間隔で前記第１の画像を表示させるとともに、前記第１の画像が表示されてから前記所定時間が経過した後に、前記第２の画像を表示させる
    各処理をコンピュータに実行させる、画像処理プログラム。

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