JP2017093646A - X-ray image diagnostic apparatus and image processing method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray image diagnostic apparatus and an image processing method capable of improving the efficiency of examination using X-ray images.SOLUTION: An X-ray image diagnostic apparatus includes an X-ray detector, an image generation unit, a calculation unit, and a control unit. The X-ray detector detects X-rays applied from an X-ray tube during a prescribed time, and generates output signals corresponding to the prescribed time as output signals per unit time. The image generation unit generates pieces of first X-ray image data based on the output signals generated per unit time respectively, and generates second X-ray image data corresponding to the prescribed time using the plurality of pieces of first X-ray image data. The calculation unit calculates imaging conditions on the basis of the X-ray image data collected before collecting the plurality of pieces of first X-ray image data. The control unit controls the X-ray detector and the image generation unit on the basis of the calculated imaging conditions.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施の形態は、X線画像診断装置及び画像処理方法に関する。   Embodiments described herein relate generally to an X-ray diagnostic imaging apparatus and an image processing method.

近年、X線検出器によるX線入射情報の読み出し速度が高速化されている。また、高速読み出しが可能なX線検出器の出現に伴って、X線入射情報の収集を短時間で行ったX線画像データを複数用いる事により、撮影の対象が動くことによって生じる動体ボケを補正したX線画像データを生成する技術が考えられている。具体的には、X線検出器が表示画像(X線画像)を出力する出力レート(表示レート)よりも短い収集レートで複数のX線画像データを収集し、X線画像診断装置が、X線検出器によって収集された複数のX線画像データを用いて動体ボケなどを補正した1つの表示画像を生成する。   In recent years, the reading speed of X-ray incident information by an X-ray detector has been increased. In addition, with the advent of X-ray detectors capable of high-speed readout, moving object blurring caused by the movement of an imaging target is obtained by using a plurality of X-ray image data obtained by collecting X-ray incident information in a short time. A technique for generating corrected X-ray image data has been considered. Specifically, a plurality of X-ray image data is collected at an acquisition rate shorter than an output rate (display rate) at which the X-ray detector outputs a display image (X-ray image). One display image in which moving object blur is corrected is generated using a plurality of X-ray image data collected by the line detector.

特開2011−139903号公報JP 2011-139903 A 特開2014−117368号公報JP 2014-117368 A 特開2011−224331号公報JP 2011-224331 A 特開2010−201103号公報JP 2010-201103 A

本発明が解決しようとする課題は、X線画像を用いる検査の効率を向上させることができるX線画像診断装置及び画像処理方法を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide an X-ray image diagnostic apparatus and an image processing method capable of improving the efficiency of examination using an X-ray image.

実施の形態のX線画像診断装置は、X線検出器と、画像生成部と、算出部と、制御部とを備える。X線検出器は、X線管から曝射された所定時間のX線を検出して、前記所定時間に対応する出力信号を単位時間ごとの出力信号で生成する。画像生成部は、前記単位時間ごとに生成された出力信号に基づく第1のX線画像データをそれぞれ生成し、複数の前記第1のX線画像データを用いて前記所定時間に対応する第2のX線画像データを生成する。算出部は、前記第1のX線画像データを収集する前に収集されたX線画像データに基づいて、撮影条件を算出する。制御部は、前記算出した撮影条件に基づいて前記X線検出器及び前記画像生成部を制御する。   The X-ray image diagnostic apparatus according to the embodiment includes an X-ray detector, an image generation unit, a calculation unit, and a control unit. The X-ray detector detects X-rays emitted from the X-ray tube for a predetermined time, and generates an output signal corresponding to the predetermined time as an output signal for each unit time. The image generation unit generates first X-ray image data based on the output signal generated every unit time, and uses the plurality of first X-ray image data to correspond to the second time. X-ray image data is generated. The calculation unit calculates an imaging condition based on the X-ray image data collected before collecting the first X-ray image data. The control unit controls the X-ray detector and the image generation unit based on the calculated imaging conditions.

図1は、第1の実施形態に係るX線画像診断装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of the X-ray image diagnostic apparatus according to the first embodiment. 図2は、X線画像診断装置による撮影の通常モードを説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a normal mode of imaging by the X-ray image diagnostic apparatus. 図3は、X線画像診断装置による撮影の高速駆動モードを説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a high-speed drive mode of imaging by the X-ray image diagnostic apparatus. 図4Aは、第1の実施形態に係る撮影条件の算出に用いる数値を説明するための図である。FIG. 4A is a diagram for explaining numerical values used for calculation of imaging conditions according to the first embodiment. 図4Bは、第1の実施形態に係る撮影条件の算出に用いる数値を説明するための図である。FIG. 4B is a diagram for explaining numerical values used for calculation of imaging conditions according to the first embodiment. 図4Cは、第1の実施形態に係る撮影条件の算出に用いる数値を説明するための図である。FIG. 4C is a diagram for explaining numerical values used for calculation of imaging conditions according to the first embodiment. 図5は、第1の実施形態に係る移動度の条件を説明するためのグラフである。FIG. 5 is a graph for explaining the mobility condition according to the first embodiment. 図6は、第1の実施形態に係るX線画像診断装置の処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart for explaining a series of processing steps of the X-ray image diagnostic apparatus according to the first embodiment.

以下、図面を参照して、実施形態に係るX線画像診断装置を説明する。   Hereinafter, an X-ray image diagnostic apparatus according to an embodiment will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るX線画像診断装置1の構成例を示すブロック図である。図1に示すように、第1の実施形態に係るX線画像診断装置1は、寝台11と、保持アーム12と、X線発生部13と、X線検出器14と、X線高電圧発生器15と、ディスプレイ16と、記憶回路17と、入力回路18と、処理回路19とを備える。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an X-ray image diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the X-ray image diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment includes a bed 11, a holding arm 12, an X-ray generator 13, an X-ray detector 14, and an X-ray high voltage generator. A display 15, a display 16, a storage circuit 17, an input circuit 18, and a processing circuit 19.

寝台11は、垂直方向及び水平方向に移動可能であり、被検体P1を載置する天板を有する。保持アーム12はX線発生部13及びX線検出器14を対向して保持する。X線発生部13は、被検体P1に対する被曝線量の低減と画像データの画質向上を目的として用いられるX線絞り(コリメータとも言う)及び線質調整フィルター13aと、X線を照射するX線管13bとを有する。X線検出器14は、X線管13bから照射され、被検体P1を透過したX線を検出する。また、X線検出器14は、検出したX線から出力信号を生成し、処理回路19に対して出力する。なお、X線検出器14のことを、FPD(Flat Panel Detector)とも言う。また、第1の実施形態に係るX線検出器14は、検出したX線から、単位時間ごとに出力信号を生成する事ができる。この点については後に詳述する。   The bed 11 is movable in the vertical direction and the horizontal direction, and has a top plate on which the subject P1 is placed. The holding arm 12 holds the X-ray generator 13 and the X-ray detector 14 facing each other. The X-ray generator 13 includes an X-ray diaphragm (also referred to as a collimator) and a quality control filter 13a used for the purpose of reducing the exposure dose to the subject P1 and improving the image quality of the image data, and an X-ray tube that irradiates X-rays. 13b. The X-ray detector 14 detects X-rays irradiated from the X-ray tube 13b and transmitted through the subject P1. The X-ray detector 14 generates an output signal from the detected X-ray and outputs it to the processing circuit 19. The X-ray detector 14 is also referred to as an FPD (Flat Panel Detector). Further, the X-ray detector 14 according to the first embodiment can generate an output signal for each unit time from the detected X-ray. This point will be described in detail later.

X線高電圧発生器15は、X線管13bに対して高電圧を供給する。ディスプレイ16は、操作者によって参照されるモニタであり、処理回路19による制御のもと、撮影における撮影条件や、撮影により生成された画像データなどを表示する。   The X-ray high voltage generator 15 supplies a high voltage to the X-ray tube 13b. The display 16 is a monitor that is referred to by an operator, and displays shooting conditions in shooting, image data generated by shooting, and the like under the control of the processing circuit 19.

記憶回路17は、処理回路19がX線画像診断装置1による処理の全体を制御する際に用いるデータ、及びX線画像データ等を記憶する。また、記憶回路17は、処理回路19によって実行される、各プログラムを記憶する。   The storage circuit 17 stores data used when the processing circuit 19 controls the entire processing by the X-ray image diagnostic apparatus 1, X-ray image data, and the like. Further, the storage circuit 17 stores each program executed by the processing circuit 19.

入力回路18は、操作者が各種指示や各種設定の入力に用いるマウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック等を有し、操作者から受け付けた指示や設定の情報を、処理回路19に転送する。例えば、入力回路18は、操作者から検査の開始要求を受け付ける。   The input circuit 18 includes a mouse, a keyboard, a trackball, a switch, a button, a joystick, and the like that are used by the operator to input various instructions and various settings. The processing circuit 19 receives instructions and setting information received from the operator. Forward. For example, the input circuit 18 receives a test start request from the operator.

処理回路19は、制御機能19aと、画像生成機能19bと、算出機能19cとを実行する。図1における実施形態では、構成要素の制御機能19a、画像生成機能19b及び算出機能19cにて行われる各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路17へ記録されている。処理回路19はプログラムを記憶回路17から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路19は、図1の処理回路19に示された各機能を有することとなる。なお、図1においては単一の処理回路にて、制御機能19a、画像生成機能19b及び算出機能19cにて行われる処理機能が実現するものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。   The processing circuit 19 executes a control function 19a, an image generation function 19b, and a calculation function 19c. In the embodiment in FIG. 1, each processing function performed by the component control function 19a, the image generation function 19b, and the calculation function 19c is recorded in the storage circuit 17 in the form of a program executable by a computer. The processing circuit 19 is a processor that realizes a function corresponding to each program by reading the program from the storage circuit 17 and executing the program. In other words, the processing circuit 19 in a state where each program is read has each function shown in the processing circuit 19 of FIG. In FIG. 1, it has been described that the processing functions performed by the control function 19a, the image generation function 19b, and the calculation function 19c are realized by a single processing circuit, but the processing is performed by combining a plurality of independent processors. A function may be realized by configuring a circuit and causing each processor to execute a program.

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、CPU(central processing unit)、GPU(graphics processing unit)、あるいは、特定用途向け集積回路(application specific integrated circuit; ASIC)、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(simple programmable logic device; SPLD)、複合プログラマブル論理デバイス(complex programmable logic device; CPLD)、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ(field programmable gate array; FPGA))などの回路を意味する。プロセッサは記憶回路17に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路17にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて1つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図1における複数の構成要素を1つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。   The term “processor” used in the above description is, for example, a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), an application specific integrated circuit (ASIC), a programmable logic device (for example, A circuit such as a simple programmable logic device (SPLD), a complex programmable logic device (CPLD), and a field programmable gate array (FPGA). The processor implements the function by reading and executing the program stored in the storage circuit 17. Instead of storing the program in the storage circuit 17, the program may be directly incorporated into the processor circuit. In this case, the processor realizes the function by reading and executing the program incorporated in the circuit. Note that each processor of the present embodiment is not limited to being configured as a single circuit for each processor, but may be configured as a single processor by combining a plurality of independent circuits to realize the function. Good. Furthermore, a plurality of components in FIG. 1 may be integrated into one processor to realize the function.

第1の実施形態における制御機能19aは、特許請求の範囲における制御部の一例である。また、第1の実施形態における画像生成機能19bは、特許請求の範囲における画像生成部の一例である。また、第1の実施形態における算出機能19cは、特許請求の範囲における算出部の一例である。   The control function 19a in the first embodiment is an example of a control unit in the claims. The image generation function 19b in the first embodiment is an example of an image generation unit in the claims. The calculation function 19c in the first embodiment is an example of a calculation unit in the claims.

処理回路19は、X線画像診断装置による処理の全体を制御する。X線画像診断装置による処理とは、具体的には、撮影条件の算出、X線の曝射、X線の検出、出力信号の生成、X線画像データの生成、画像表示などの、撮影に係る一連の処理である。ここで、処理回路19は、検出したX線から単位時間ごとに出力信号を生成するようにX線検出器14の駆動を制御し、生成された出力信号に基づくX線画像データから表示用のX線画像を生成する。すなわち、処理回路19は、表示用のX線画像を生成するためのX線画像データを所定の収集レートで収集するようにX線検出器14を駆動させる。さらに、処理回路19は、所定の収集レートで収集されたX線画像データを用いて表示用のX線画像データを生成する。以下、X線検出器14によって出力された出力信号に基づくX線画像データを「フレーム(frame)」と記載する。また、処理回路19がフレームを用いて生成した表示用のX線画像データを「表示画像」と記載する。   The processing circuit 19 controls the entire processing by the X-ray image diagnostic apparatus. Specifically, the processing by the X-ray image diagnostic apparatus is used for imaging such as calculation of imaging conditions, X-ray exposure, X-ray detection, output signal generation, X-ray image data generation, and image display. This is a series of processes. Here, the processing circuit 19 controls the drive of the X-ray detector 14 so as to generate an output signal for each unit time from the detected X-ray, and displays the display signal from the X-ray image data based on the generated output signal. An X-ray image is generated. That is, the processing circuit 19 drives the X-ray detector 14 so as to collect X-ray image data for generating an X-ray image for display at a predetermined acquisition rate. Further, the processing circuit 19 generates X-ray image data for display using the X-ray image data collected at a predetermined collection rate. Hereinafter, the X-ray image data based on the output signal output by the X-ray detector 14 is referred to as a “frame”. Further, the X-ray image data for display generated by the processing circuit 19 using the frame is referred to as “display image”.

ここで、処理回路19は、任意のフレーム数のフレームを用いて表示画像を生成することができる。例えば、処理回路19は、表示画像の表示レートと同一の収集レートでフレームを収集するようにX線検出器14を制御し、1フレームから1つの表示画像を生成することができる。すなわち、処理回路19は、X線検出器14の出力信号に基づくフレームをそのまま表示画像とすることができる。また、処理回路19は、X線検出器14によるフレームの収集レートを表示画像の表示レートよりも高くし(X線入射情報の読み出し速度を高くし)、複数のフレームから1つの表示画像を生成することもできる。以下、1フレームから1つの表示画像を生成するモードを通常モードと記載する。また、複数のフレームを用いて、表示画像を生成するモードを、高速駆動モードと記載する。また、処理回路19は、事前に収集されたX線画像データを用いて撮影条件を算出し、算出した撮影条件に基づいて、撮影を制御する。なお、撮影条件の算出及び算出した撮影条件に基づく撮影については、後に詳述する。また、以下では、撮影条件の算出に用いられるX線画像データの収集を、事前収集と記載する。   Here, the processing circuit 19 can generate a display image using an arbitrary number of frames. For example, the processing circuit 19 can control the X-ray detector 14 so as to collect frames at the same acquisition rate as the display rate of the display image and generate one display image from one frame. That is, the processing circuit 19 can directly use the frame based on the output signal of the X-ray detector 14 as a display image. Further, the processing circuit 19 generates a single display image from a plurality of frames by setting the frame collection rate by the X-ray detector 14 to be higher than the display rate of the display image (the X-ray incident information reading speed is increased). You can also Hereinafter, a mode for generating one display image from one frame is referred to as a normal mode. A mode for generating a display image using a plurality of frames is referred to as a high-speed drive mode. Further, the processing circuit 19 calculates imaging conditions using X-ray image data collected in advance, and controls imaging based on the calculated imaging conditions. The calculation of the shooting conditions and the shooting based on the calculated shooting conditions will be described in detail later. Hereinafter, collection of X-ray image data used for calculation of imaging conditions is referred to as pre-collection.

以上、第1の実施形態に係るX線画像診断装置の全体構成について説明した。かかる構成のもと、第1の実施形態に係るX線画像診断装置は、事前収集されたX線画像データに基づいて、高速駆動モードでの撮影の撮影条件を算出することで、検査効率を向上させる。   The overall configuration of the X-ray image diagnostic apparatus according to the first embodiment has been described above. With such a configuration, the X-ray diagnostic imaging apparatus according to the first embodiment increases the examination efficiency by calculating imaging conditions for imaging in the high-speed drive mode based on the previously collected X-ray image data. Improve.

ここでまず、従来のX線画像診断装置について説明する。従来のX線画像診断装置においては、上述した通常モードと高速駆動モードの2つの撮影モードが実行可能である。以下、これら撮影モードについて、図2及び図3を用いて説明する。図2は、X線画像診断装置による撮影の通常モードを説明するための図である。図3は、X線画像診断装置による撮影の高速駆動モードを説明するための図である。なお、図2及び図3における対象部位P2は、検査の対象となる部位であって、例えば心臓などの動的な部位である。   First, a conventional X-ray image diagnostic apparatus will be described. In a conventional X-ray image diagnostic apparatus, the two imaging modes, the normal mode and the high-speed drive mode described above, can be executed. Hereinafter, these photographing modes will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram for explaining a normal mode of imaging by the X-ray image diagnostic apparatus. FIG. 3 is a diagram for explaining a high-speed drive mode of imaging by the X-ray image diagnostic apparatus. 2 and 3 is a part to be examined, and is a dynamic part such as a heart.

通常モードによる撮影においては、X線画像診断装置は、例えば、図2に示すように、「所定時間:3T」を単位時間として生成した出力信号(フレーム)ごとに表示画像を生成する。すなわち、通常モードの場合、X線画像診断装置は、フレームの収集レートと表示画像の表示レートとが同一であり、1フレームが1つの表示画像となる。そして、X線画像診断装置は、図2の下段に示すように、出力信号ごとに生成した表示画像を、診断用画像として、例えばディスプレイ16に表示させる。ここで、通常モードによる撮影においては、単位時間である「所定時間:3T」の間に、対象部位P2が動く事によって、例えば、図2の下段に示すような動体ボケが生じる場合がある。   In imaging in the normal mode, the X-ray diagnostic imaging apparatus generates a display image for each output signal (frame) generated with “predetermined time: 3T” as a unit time, for example, as shown in FIG. That is, in the normal mode, the X-ray diagnostic imaging apparatus has the same frame collection rate and display image display rate, and one frame becomes one display image. Then, as shown in the lower part of FIG. 2, the X-ray image diagnostic apparatus displays a display image generated for each output signal, for example, on the display 16 as a diagnostic image. Here, in imaging in the normal mode, moving object blur as shown in the lower part of FIG. 2 may occur due to movement of the target part P2 during “predetermined time: 3T” which is a unit time.

高速駆動モードによる撮影においては、X線画像診断装置は、例えば、図3の上段に示すように、「所定時間:3T」を3分割した「分割時間:T」を単位時間として生成した複数の出力信号それぞれに基づく複数のフレームから、1つの表示画像を生成する。すなわち、高速駆動モードの場合、表示画像の表示レート(例えば、「所定時間:3T」ごとに1つの表示画像を表示)よりも短い収集レート(例えば、「分割時間:T」ごとに1フレームを収集)で収集した複数のフレーム(例えば、3フレーム)から1つの表示画像を生成する。ここで、高速でX線検出器14を駆動し、より短い単位時間ごとにフレームを生成する場合、図3の中段に示すように、対象部位P2の動きの影響が小さく、動体ボケが生じにくい。しかしながら、出力信号を生成する際の単位時間を短くすることにより、フレームに含まれる情報量が減少する。具体的には、図3の中段に示すフレームに含まれる情報量は、図2の下段に示すフレーム(表示画像)に含まれる情報量の三分の一程度まで減少する。従って、高速駆動モードによる撮影においては、図3の下段に示すように、「分割時間:T」を単位時間として生成された3つのフレームを、フレーム相互のずれを補正するようにして統合することにより、情報量の減少を防ぎつつ、動体ボケを補正した表示画像を生成する事ができる。以下、高速駆動モードにおいて、所定時間に含まれる分割時間の数を分割数と記載する。すなわち、分割数は、高速駆動モードにおいて1つの表示画像を生成するために用いられるフレーム数と同じ数であり、所定時間内の単位時間の数を意味する。例えば、図3における分割数は3である。   In radiography in the high-speed drive mode, the X-ray diagnostic imaging apparatus, for example, as shown in the upper part of FIG. 3, generates a plurality of “division times: T” obtained by dividing “predetermined time: 3T” into three unit times. One display image is generated from a plurality of frames based on each output signal. That is, in the case of the high-speed drive mode, one frame is acquired for each collection rate (for example, “division time: T”) shorter than the display rate of the display image (for example, one display image is displayed for each “predetermined time: 3T”). One display image is generated from a plurality of frames (for example, 3 frames) collected in (acquisition). Here, when the X-ray detector 14 is driven at a high speed and a frame is generated every shorter unit time, as shown in the middle part of FIG. 3, the influence of the movement of the target part P2 is small, and moving object blurring hardly occurs. . However, the amount of information included in the frame is reduced by shortening the unit time for generating the output signal. Specifically, the amount of information included in the frame shown in the middle part of FIG. 3 is reduced to about one third of the amount of information included in the frame (display image) shown in the lower part of FIG. Therefore, in the shooting in the high-speed drive mode, as shown in the lower part of FIG. 3, the three frames generated with “division time: T” as a unit time are integrated so as to correct the shift between the frames. Thus, it is possible to generate a display image in which moving object blur is corrected while preventing a reduction in the amount of information. Hereinafter, in the high-speed drive mode, the number of division times included in the predetermined time is referred to as the division number. That is, the number of divisions is the same as the number of frames used for generating one display image in the high-speed drive mode, and means the number of unit times within a predetermined time. For example, the number of divisions in FIG.

上述したように、高速駆動モードにおいては、X線画像診断装置は、分割時間ごとにフレームを生成し、生成した複数のフレームを用いて、動体ボケ補正を行った表示画像を、所定時間ごとに生成する。一方、通常モードにおいては、X線画像診断装置は、表示画像を、所定時間ごとに生成する。なお、高速駆動モードにおいて、分割時間ごとに生成されるフレームを第1のX線画像データと記す場合がある。また、所定時間ごとに生成される表示画像を第2のX線画像データと記載する場合がある。   As described above, in the high-speed drive mode, the X-ray diagnostic imaging apparatus generates a frame for each divided time, and uses the plurality of generated frames to display a display image that has been subjected to moving object blur correction at predetermined time intervals. Generate. On the other hand, in the normal mode, the X-ray diagnostic imaging apparatus generates a display image every predetermined time. Note that, in the high-speed drive mode, a frame generated every divided time may be referred to as first X-ray image data. A display image generated every predetermined time may be described as second X-ray image data.

ここで、データ処理において発生するノイズ(回路ノイズ)の量は、出力信号の数に略比例するように増大する。例えば、図3の下段に示した高速駆動モードによる表示画像に含まれる回路ノイズは、図2の下段に示した通常モードによる表示画像に含まれる回路ノイズの約3倍となる。また、高速駆動モードによる撮影において、分割数(フレーム数)が多くなるほど、回路ノイズの影響も増大する。従来のX線画像診断装置では、画一的な条件のもと高速駆動モードを適用するため、回路ノイズの影響が動体ボケ補正による利得を上回り、更には検査に用いるX線画像の信号対ノイズ比が低下し、検査効率が低下する場合が想定される。   Here, the amount of noise (circuit noise) generated in the data processing increases so as to be substantially proportional to the number of output signals. For example, the circuit noise included in the display image in the high-speed driving mode shown in the lower part of FIG. 3 is about three times the circuit noise included in the display image in the normal mode shown in the lower part of FIG. Further, in the shooting in the high-speed drive mode, the influence of circuit noise increases as the number of divisions (number of frames) increases. In the conventional X-ray diagnostic imaging apparatus, since the high-speed driving mode is applied under uniform conditions, the influence of circuit noise exceeds the gain due to the motion blur correction, and further, the signal to noise of the X-ray image used for the inspection It is assumed that the ratio decreases and the inspection efficiency decreases.

そこで、第1の実施形態に係るX線画像診断装置1は、以下、詳細に説明する処理回路19の制御を行なうことで、表示画像やフレームにおける信号対ノイズ比を適切な範囲に設定しつつ、高速駆動モードによる動体ボケ補正を行った表示画像を生成する事で、検査効率を向上させる。具体的には、第1の実施形態に係るX線画像診断装置1は、事前収集されたX線画像データに基づいて、撮影条件として分割数(フレーム数)を算出し、算出した分割数において、撮影を実行する。ここで、第1の実施形態に係るX線画像診断装置1は、事前収集されたX線画像データとして、撮影前に収集した透視画像や、過去に撮影した撮影画像などを用いることができる。例えば、X線画像診断装置1は、被検体P1の撮影前に収集した透視画像を用いて、例えば、高速駆動モードを行うか否か、高速駆動モードの場合の分割数(フレーム数)、撮影時のX線照射条件などを含む撮影条件を算出する。以下、各処理の詳細について説明する。   Therefore, the X-ray image diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment controls the processing circuit 19 described in detail below, while setting the signal-to-noise ratio in the display image and the frame within an appropriate range. In addition, the inspection efficiency is improved by generating a display image that has been subjected to motion blur correction in the high-speed drive mode. Specifically, the X-ray image diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment calculates the number of divisions (number of frames) as an imaging condition based on pre-collected X-ray image data. Execute shooting. Here, the X-ray image diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment can use a fluoroscopic image collected before photographing, a photographed image photographed in the past, or the like as the pre-collected X-ray image data. For example, the X-ray diagnostic imaging apparatus 1 uses, for example, a fluoroscopic image collected before imaging of the subject P1 to determine whether to perform the high-speed driving mode, the number of divisions (number of frames) in the high-speed driving mode, and imaging. The imaging conditions including the X-ray irradiation conditions at the time are calculated. Details of each process will be described below.

図1に戻って、制御機能19aは、上述した処理回路19による各種制御を実行する。すなわち、制御機能19aは、X線画像診断装置1による処理の全体を制御する。ここで、制御機能19aは、後述する算出機能19cによって算出された撮影条件に基づいて撮影を実行するように制御する。例えば、制御機能19aは、対象部位P2に対する透視画像の収集を制御する。また、例えば、制御機能19aは、算出機能19cが算出した撮影条件に基づいてX線検出器14及び画像生成機能19bを制御し、対象部位P2に対する撮影画像の収集を制御する。   Returning to FIG. 1, the control function 19 a executes various controls by the processing circuit 19 described above. That is, the control function 19a controls the entire processing by the X-ray image diagnostic apparatus 1. Here, the control function 19a performs control so that shooting is performed based on the shooting condition calculated by the calculation function 19c described later. For example, the control function 19a controls the collection of fluoroscopic images for the target part P2. Further, for example, the control function 19a controls the X-ray detector 14 and the image generation function 19b based on the imaging conditions calculated by the calculation function 19c, and controls the collection of the captured images for the target part P2.

画像生成機能19bは、制御機能19aの制御のもと実行された透視及び撮影において、X線検出器14から出力された出力信号に基づくX線画像データを生成する。具体的には、画像生成機能19bは、X線検出器14から出力された出力信号に基づいてフレームを生成したり、フレームを用いて表示画像を生成したりする。すなわち、画像生成機能19bは、X線検出器14から受信した電気信号に対して、電気・電圧変換やA(Analog)/D(Digital)変換、パラレル・シリアル変換を行い、フレームを生成する。また、画像生成機能19bは、フレームを用いて表示画像を生成する。   The image generation function 19b generates X-ray image data based on the output signal output from the X-ray detector 14 in the fluoroscopy and imaging performed under the control of the control function 19a. Specifically, the image generation function 19b generates a frame based on the output signal output from the X-ray detector 14, or generates a display image using the frame. That is, the image generation function 19b performs electrical / voltage conversion, A (Analog) / D (Digital) conversion, and parallel / serial conversion on the electrical signal received from the X-ray detector 14 to generate a frame. The image generation function 19b generates a display image using the frame.

ここで、画像生成機能19bは、高速駆動モードでは、分割時間ごとに生成された出力信号に基づく第1のX線画像データを、分割時間ごとに生成し、所定時間に対応する複数の第1のX線画像データに基づく第2のX線画像データを、所定時間ごとに生成する。すなわち、画像生成機能19bは、上述したように、高速駆動モードで撮影を実行する場合に、分割時間ごとにフレームを生成し、生成した複数のフレームを用いて表示画像を生成する。ここで、画像生成機能19bは、複数のフレームに対して画像処理を行って表示画像を生成する。例えば、画像生成機能19bは、分割時間ごとの複数のフレームを用いて動体ボケを補正した表示画像を生成する。なお、ここで用いられる動体ボケの補正には、任意の手法を適用することができる。また、複数のフレームを用いて実行される補正処理は、動体ボケ補正のみに限られず、その他の補正処理が実行される場合であってもよい。   Here, in the high-speed drive mode, the image generation function 19b generates first X-ray image data based on the output signal generated for each division time for each division time, and a plurality of first X-ray images corresponding to the predetermined time. Second X-ray image data based on the X-ray image data is generated every predetermined time. In other words, as described above, the image generation function 19b generates a frame for each divided time when shooting is performed in the high-speed drive mode, and generates a display image using the plurality of generated frames. Here, the image generation function 19b performs image processing on a plurality of frames to generate a display image. For example, the image generation function 19b generates a display image in which moving object blur is corrected using a plurality of frames for each division time. An arbitrary method can be applied to the correction of the moving object blur used here. Further, the correction process executed using a plurality of frames is not limited to the moving body blur correction, and may be a case where other correction processes are executed.

算出機能19cは、高速駆動モードでの撮影前に、事前収集されたX線画像データ(例えば、透視画像など)に基づいて、撮影条件を算出する。具体的には、算出機能19cは、事前収集されたX線画像データに基づいて、高速駆動モードでの撮影により生成されうる表示画像に含まれる信号量及びノイズ量を推定し、推定した信号量及びノイズ量に基づいて、撮影条件を算出する。より具体的には、算出機能19cは、事前収集されたX線画像データに基づいて、高速駆動モードでの撮影により生成されうる表示画像に含まれる信号量の動体ボケ補正による利得率を推定し、推定した利得率に基づいて、撮影条件を算出する。以下、算出機能19cによる処理の一例について説明する。なお、以下では、動体ボケ補正を行う場合を一例に挙げて説明するが、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、その他の画像処理による利得率を推定し、推定した利得率に基づいて、撮影条件を算出する場合であってもよい。   The calculation function 19c calculates an imaging condition based on pre-collected X-ray image data (for example, a fluoroscopic image) before imaging in the high-speed drive mode. Specifically, the calculation function 19c estimates the signal amount and the noise amount included in the display image that can be generated by imaging in the high-speed drive mode based on the pre-collected X-ray image data, and the estimated signal amount The imaging conditions are calculated based on the noise amount. More specifically, the calculation function 19c estimates the gain rate by the moving body blur correction of the signal amount included in the display image that can be generated by the imaging in the high-speed drive mode based on the pre-collected X-ray image data. The imaging condition is calculated based on the estimated gain factor. Hereinafter, an example of processing by the calculation function 19c will be described. In the following, the case of performing moving body blur correction will be described as an example, but the embodiment is not limited to this. For example, the gain factor by other image processing is estimated, and the estimated gain factor is calculated. Based on this, it may be a case where the photographing condition is calculated.

まず、算出機能19cは、事前に収集されたX線画像データ(例えば、透視画像など)を用いて、通常モードにより撮影を実行した場合に得られるX線画像データの信号量「S」及びノイズ量「σ」の推定値を算出する。ここで、X線画像データにおけるノイズは、上述した回路ノイズと、X線のフォトン数及び分布の統計的な揺らぎに起因するノイズである量子モトルとを含む。従って、算出機能19cは、ノイズ量「σ」の推定値を算出するために、量子モトル「σq」及び回路ノイズ「σe」の推定値を算出する。ここで、量子モトル「σq」は、信号量「S」の平方根となる。従って、通常モードにより撮影を実行した場合に得られるX線画像データに含まれることとなるノイズ量σは、以下の式(1)によって求める事ができる。 First, the calculation function 19c uses the X-ray image data (for example, a fluoroscopic image) collected in advance and the signal amount “S” and noise of the X-ray image data obtained when imaging is performed in the normal mode. An estimated value of the quantity “σ” is calculated. Here, the noise in the X-ray image data includes the above-described circuit noise and a quantum motor that is a noise caused by statistical fluctuations in the number of X-ray photons and the distribution. Accordingly, the calculation function 19c calculates the estimated value of the quantum motor “σ q ” and the circuit noise “σ e ” in order to calculate the estimated value of the noise amount “σ”. Here, the quantum motor “σ q ” is the square root of the signal amount “S”. Accordingly, the noise amount σ included in the X-ray image data obtained when imaging is performed in the normal mode can be obtained by the following equation (1).

Figure 2017093646
Figure 2017093646

ここで、信号量「S」、量子モトル「σq」及び回路ノイズ「σe」の推定値の算出は、任意の手法を適用して行うことができる。以下、第1の実施形態に係る算出機能19cによる処理において、信号量「S」、量子モトル「σq」及び回路ノイズ「σe」は定数として扱う。なお、上述したように算出した信号量「S」及びノイズ量「σ」を用いた以下の式(2)により、通常モードにより撮影を実行した場合に得られるX線画像データの信号対ノイズ比「SNRnormal」を算出することができる。 Here, the calculation of the estimated values of the signal amount “S”, the quantum motor “σ q ”, and the circuit noise “σ e ” can be performed by applying an arbitrary method. Hereinafter, in the processing by the calculation function 19c according to the first embodiment, the signal amount “S”, the quantum motor “σ q ”, and the circuit noise “σ e ” are treated as constants. It should be noted that the signal-to-noise ratio of the X-ray image data obtained when imaging is performed in the normal mode according to the following equation (2) using the signal amount “S” and the noise amount “σ” calculated as described above. “SNR normal ” can be calculated.

Figure 2017093646
Figure 2017093646

ここで、第1の実施形態に係る算出機能19cは、高速駆動モードによる撮影を実行した場合の画質の向上及び低下を考慮して、最大の効率が得られる撮影条件を算出する。すなわち、算出機能19cは、動体ボケ補正などの画像処理によって得られる画質向上と、回路ノイズによる画質の低下とを考慮して、高速駆動モードで撮影を実行する際の最適な撮影条件を算出する。例えば、第1の実施形態に係る算出機能19cは、高速駆動モードにより撮影を実行した場合に得られるX線画像データにおける信号量及びノイズ量の推定値を、上述した信号量「S」と回路ノイズ「σe」とを用いて算出する。 Here, the calculation function 19c according to the first embodiment calculates the shooting condition that provides the maximum efficiency in consideration of the improvement and decrease in image quality when shooting is performed in the high-speed drive mode. In other words, the calculation function 19c calculates the optimum shooting condition when performing shooting in the high-speed drive mode in consideration of image quality improvement obtained by image processing such as moving body blur correction and image quality degradation due to circuit noise. . For example, the calculation function 19c according to the first embodiment uses the signal amount “S” and the circuit described above as the estimated values of the signal amount and the noise amount in the X-ray image data obtained when imaging is performed in the high-speed drive mode. Calculation is performed using noise “σ e ”.

一例を挙げると、算出機能19cは、高速駆動モードによる撮影を実行した場合に得られるX線画像データの信号量を「k×S」により算出し、ノイズ量「σ」を以下の式(3)により算出する。   For example, the calculation function 19c calculates the signal amount of the X-ray image data obtained when imaging in the high-speed drive mode is performed by “k × S”, and the noise amount “σ” is expressed by the following equation (3). ).

Figure 2017093646
Figure 2017093646

ここで、上記した信号量及びノイズ量に含まれる「k」は、動体ボケ補正による利得率を示す。すなわち、「k」は、動体ボケ補正を行った場合に得られる画質の改善率を示す。また、式(3)に示す「n」は、分割数(フレーム数)を示す。すなわち、高速駆動モードによる回路ノイズの影響は、式(3)に示すように、分割数(フレーム数)に応じて大きくなる。このように、算出機能19cは、高速駆動モードにより撮影を実行した場合に得られるX線画像データに含まれることとなるノイズ量「σ」を、分割数(フレーム数)「n」と動体ボケ補正による利得率「k」を用いた式(3)により算出し、信号量を「k×S」により算出する。従って、高速駆動モードによる撮影を実行した場合に得られるX線画像データの信号対ノイズ比「SNRcorr」は、以下の式(4)により算出することができる。 Here, “k” included in the signal amount and the noise amount described above indicates a gain factor by moving object blur correction. That is, “k” indicates an image quality improvement rate obtained when moving object blur correction is performed. Further, “n” shown in Expression (3) indicates the number of divisions (the number of frames). That is, the influence of the circuit noise due to the high-speed drive mode increases according to the number of divisions (the number of frames) as shown in Expression (3). As described above, the calculation function 19c determines that the noise amount “σ” included in the X-ray image data obtained when imaging is performed in the high-speed driving mode is divided into the number of divisions (number of frames) “n” and the moving object blur. Calculation is performed by the equation (3) using the gain factor “k” by correction, and the signal amount is calculated by “k × S”. Therefore, the signal-to-noise ratio “SNR corr ” of the X-ray image data obtained when imaging in the high-speed drive mode is executed can be calculated by the following equation (4).

Figure 2017093646
Figure 2017093646

算出機能19cは、動体ボケ補正の利得率「k」と、分割数(フレーム数)「n」とを考慮した式(4)を用いることで、高速駆動モードでの撮影に際して、最大の効率が得られる撮影条件を算出する。例えば、第1の実施形態に係る算出機能19cは、式(4)を用いて、撮影を実行した場合に得られるX線画像データの信号対ノイズ比「SNRcorr」が最大値となる分割数(フレーム数)「n」を算出する。 The calculation function 19c uses Equation (4) in consideration of the gain factor “k” for moving object blur correction and the number of divisions (number of frames) “n”, so that the maximum efficiency can be obtained when shooting in the high-speed drive mode. The obtained shooting conditions are calculated. For example, the calculation function 19c according to the first embodiment uses the equation (4) to calculate the number of divisions in which the signal-to-noise ratio “SNR corr ” of the X-ray image data obtained when imaging is performed is the maximum value. (Number of frames) “n” is calculated.

ここで、式(4)に含まれる動体ボケ補正による利得率「k」について説明する。利得率「k」は、動体ボケの成分である移動度「s」及び動体ボケ補正に用いるフレーム数「n」に応じて変化し、例えば、関数「k(n,s)」によって表すことができる。なお、移動度「s」は、表示画像を生成する際の所定時間において対象部位P2がどの程度動いたかを示す指標値であり、例えば、信号量「S」及びノイズ量「σ」と同様に、事前収集されたX線画像データ(例えば、透視画像など)から既知の手法により算出することができる。   Here, the gain factor “k” by moving object blur correction included in Expression (4) will be described. The gain factor “k” varies depending on the mobility “s”, which is a component of moving object blur, and the number of frames “n” used for moving object blur correction, and can be expressed by a function “k (n, s)”, for example. it can. The mobility “s” is an index value indicating how much the target part P2 has moved during a predetermined time when generating the display image. For example, the mobility “s” is the same as the signal amount “S” and the noise amount “σ”. It can be calculated by a known method from pre-collected X-ray image data (for example, a fluoroscopic image).

すなわち、算出機能19cは、事前に収集されたX線画像データを用いて、信号量「S」、ノイズ量「σ」及び移動度「s」を推定し、推定した各推定値と式(4)とを用いて、信号対ノイズ比「SNRcorr」が最大値となる分割数nを算出する。なお、利得率「k(n,s)」は、モデル解によって算出する場合であってもよく、予め種々の条件で算出し、記憶させたバックデータから対応する値を抽出して代入する場合であってもよい。 That is, the calculation function 19c estimates the signal amount “S”, the noise amount “σ”, and the mobility “s” using X-ray image data collected in advance, and each estimated value and equation (4) ) Is used to calculate the division number n at which the signal-to-noise ratio “SNR corr ” becomes the maximum value. Note that the gain factor “k (n, s)” may be calculated using a model solution. When the gain value “k (n, s)” is calculated under various conditions in advance and the corresponding value is extracted from the stored back data and substituted. It may be.

以下、図4A〜図4Cを用いて、撮影条件の算出に用いる数値の詳細について例を挙げて説明する。図4A〜図4Cは、第1の実施形態に係る撮影条件の算出に用いる数値を説明するための図である。上述したように、算出機能19cは、事前に収集されたX線画像データから信号量「S」、回路ノイズ「σe」、対象部位P2の移動度「s」を算出し、算出した値と式(4)とを用いて、信号対ノイズ比「SNRcorr」が最大値となる分割数(フレーム数)「n」を算出する。ここで、上述した撮影条件の算出に用いる各数値は、状況に応じて、例えば、図4A〜図4Cのようになる。なお、図4Aは、対象部位P2に動体ボケがなく、通常モードで撮影を行う場合について示す。また、図4Bは、対象部位P2に動体ボケがあり、通常モードで撮影を行う場合について示す。図4Cは、対象部位P2に動体ボケがあり、高速駆動モードで撮影を行う場合について示す。また、図4A〜図4Cの上段に示す図は、各状況における画素(pixel)と信号量「S」との関係を示し、横軸はX線画像データにおける画素を示し、縦軸は信号量「S」を示す。また、図4A〜図4Cの下段に示す図は、各状況における数値の例を示す。 Hereinafter, with reference to FIGS. 4A to 4C, details of numerical values used for calculation of imaging conditions will be described with examples. 4A to 4C are diagrams for explaining numerical values used for calculation of imaging conditions according to the first embodiment. As described above, the calculation function 19c calculates the signal amount “S”, the circuit noise “σ e ”, and the mobility “s” of the target portion P2 from the X-ray image data collected in advance, Using the equation (4), the number of divisions (number of frames) “n” at which the signal-to-noise ratio “SNR corr ” becomes the maximum value is calculated. Here, the numerical values used for the above-described calculation of the shooting conditions are as shown in FIGS. 4A to 4C, for example, depending on the situation. Note that FIG. 4A shows a case where there is no moving body blur in the target part P2 and imaging is performed in the normal mode. FIG. 4B shows a case where there is moving object blur in the target part P2 and imaging is performed in the normal mode. FIG. 4C shows a case where there is moving object blur in the target part P2 and imaging is performed in the high-speed drive mode. 4A to 4C show the relationship between the pixel (pixel) and the signal amount “S” in each situation, the horizontal axis shows the pixel in the X-ray image data, and the vertical axis shows the signal amount. “S” is shown. Moreover, the figure shown to the lower stage of FIG. 4A-FIG. 4C shows the example of the numerical value in each condition.

まず、移動度「s」について説明する。移動度「s」は、対象部位P2が所定時間に渡って表示される画素数に相当し、動体ボケがない場合には、例えば、図4Aに示すように、実際に信号が検出される画素の数「1」である。一方、動体ボケがある場合には、例えば、図4Bに示すように、被検体の動きによって対象部位P2における同一の部位を示す信号が所定時間内で3つの画素にわたって検出されると、移動度「s」は「3」となる。   First, the mobility “s” will be described. The mobility “s” corresponds to the number of pixels in which the target part P2 is displayed over a predetermined time, and when there is no moving body blur, for example, as shown in FIG. Is the number “1”. On the other hand, when there is moving object blur, for example, as shown in FIG. 4B, if a signal indicating the same part in the target part P2 is detected over three pixels within a predetermined time due to the movement of the subject, the mobility “S” becomes “3”.

次に、利得率「k」について説明する。例えば、図4Aに示すように、動体ボケが無い場合の信号量を「3S」とする。かかる場合に、例えば、図4Bに示すように、対象部位P2の動きによって信号量「3S」が3つの画素に分かれて検出されたとすると、1つの画素あたりで検出される信号量は「S」となる。ここで、例えば、図4Cに示すような高速駆動モードによる動体ボケ補正を行い、3つの画素に分かれて検出された情報を1つの画素に集積すると、画素あたりの信号量は「3S」となる。すなわち、動体ボケが生じる場合において、通常モードにより取得されるX線画像データに含まれる信号量「S」に対して、高速駆動モードにより取得されるX線画像データに含まれる信号量は「3S」であり、3倍に増加する。利得率「k」は、通常モードにより取得されるX線画像データに含まれる信号量に対しての、高速駆動モードにより動体ボケ補正を行って取得したX線画像データに含まれる信号量の比を表し、図4Cにおいては、利得率「k」は「3」となる。   Next, the gain factor “k” will be described. For example, as shown in FIG. 4A, the signal amount when there is no moving object blur is “3S”. In such a case, for example, as shown in FIG. 4B, if the signal amount “3S” is detected by being divided into three pixels by the movement of the target portion P2, the signal amount detected per pixel is “S”. It becomes. Here, for example, when moving body blur correction is performed in the high-speed drive mode as shown in FIG. 4C and information detected by dividing into three pixels is integrated into one pixel, the signal amount per pixel becomes “3S”. . That is, when moving object blur occurs, the signal amount included in the X-ray image data acquired in the high-speed drive mode is “3S” with respect to the signal amount “S” included in the X-ray image data acquired in the normal mode. ”And increases three times. The gain factor “k” is the ratio of the signal amount included in the X-ray image data acquired by performing moving body blur correction in the high-speed drive mode to the signal amount included in the X-ray image data acquired in the normal mode. In FIG. 4C, the gain factor “k” is “3”.

上述したように、利得率「k」は、被検体の移動度「s」及び分割数(フレーム数)「n」により変動する。例えば、図4Bに示す動体ボケに対して、分割数(フレーム数)「n」を「2」として高速駆動モードによる動体ボケ補正を行った場合、補正後のX線画像データに含まれうる信号量は最大で「2S」であり、利得率「k」は「2」となる。また、上述したように、図4Bに示す動体ボケに対して、分割数(フレーム数)「n」を「3」として高速駆動モードによる動体ボケ補正を行った場合には、利得率「k」は「3」となる。なお、図4Bに示す動体ボケに対し、分割数「n」を「4以上」としても、利得率「k」が「3以上」となることはない。第1の実施形態に係るX線画像診断装置においては、移動度「s」は事前に収集されたX線画像データにより定まる定数であるため、利得率「k」は分割数(フレーム数)「n」の関数として扱うことができる。即ち、式(4)においては、実質的な変数は、信号対ノイズ比「SNRcorr」と分割数(フレーム数)「n」であり、第1の実施形態に係る算出機能19cは、信号対ノイズ比「SNRcorr」の最大値を求める事により、分割数(フレーム数)「n」を算出する事ができる。 As described above, the gain rate “k” varies depending on the mobility “s” of the subject and the number of divisions (number of frames) “n”. For example, when moving object blur correction is performed in the high-speed driving mode with the number of divisions (number of frames) “n” set to “2” with respect to the moving object blur shown in FIG. 4B, signals that can be included in the corrected X-ray image data The maximum amount is “2S”, and the gain factor “k” is “2”. In addition, as described above, when moving object blur correction in the high-speed drive mode is performed with the number of divisions (number of frames) “n” set to “3” for the moving object blur shown in FIG. 4B, the gain factor “k”. Becomes “3”. 4B, even if the division number “n” is set to “4 or more”, the gain factor “k” does not become “3 or more”. In the X-ray image diagnostic apparatus according to the first embodiment, since the mobility “s” is a constant determined by X-ray image data collected in advance, the gain rate “k” is the number of divisions (the number of frames) “ n ”. That is, in Expression (4), the substantial variables are the signal-to-noise ratio “SNR corr ” and the number of divisions (number of frames) “n”. The calculation function 19 c according to the first embodiment By obtaining the maximum value of the noise ratio “SNR corr ”, the number of divisions (number of frames) “n” can be calculated.

第1の実施形態に係る算出機能19cは、式(4)における信号対ノイズ比「SNRcorr」が最大値となる分割数(フレーム数)「n」を算出し、撮影条件として、記憶回路17に記憶させる。また、第1の実施形態に係る算出機能19cは、算出の結果として分割数(フレーム数)「n」が「1」を下回った場合、撮影条件として、所定時間を単位時間として出力信号を生成する通常モードを設定し、記憶回路17に記憶させる。また、第1の実施形態に係る制御機能19aは、算出機能19cが算出した撮影条件に基づいてX線検出器14及び画像生成機能19bを制御し、対象部位P2に対する撮影を実行する。 The calculation function 19c according to the first embodiment calculates the number of divisions (number of frames) “n” at which the signal-to-noise ratio “SNR corr ” in Equation (4) becomes the maximum value, and the storage circuit 17 Remember me. The calculation function 19c according to the first embodiment generates an output signal with a predetermined time as a unit time as a shooting condition when the number of divisions (number of frames) “n” is less than “1” as a result of calculation. The normal mode to be set is set and stored in the storage circuit 17. Further, the control function 19a according to the first embodiment controls the X-ray detector 14 and the image generation function 19b based on the imaging conditions calculated by the calculation function 19c, and executes imaging for the target region P2.

なお、第1の実施形態に係る算出機能19cは、分割数(フレーム数)「n」の値の算出を行う前に、移動度「s」が所定の条件を満たすものか否かを判断するものとしてもよい。具体的には、第1の実施形態に係る算出機能19cは、事前収集によるX線画像データから推測した移動度「s」が、以下の式(5)を満たすか否かを判定し、満たさない場合には、分割数(フレーム数)「n」の値の算出を実行しない。   Note that the calculation function 19c according to the first embodiment determines whether or not the mobility “s” satisfies a predetermined condition before calculating the value of the number of divisions (the number of frames) “n”. It may be a thing. Specifically, the calculation function 19c according to the first embodiment determines whether or not the mobility “s” estimated from the X-ray image data acquired in advance satisfies the following formula (5). If not, the calculation of the value of the division number (frame number) “n” is not executed.

Figure 2017093646
Figure 2017093646

ここで、式(5)における「SNRip」は、例えば、高速駆動モードにより、画像生成機能19bが複数のフレームから、動体ボケ補正を行いつつ表示画像を生成する場合において、動体ボケ補正を実行するために、分割時間を単位時間として生成される各フレームに要求される最低限の信号対ノイズ比を示す。すなわち、第1の実施形態に係る算出機能19cは、式(5)から以下の式(6)のように展開される移動度「s」の二次不等式を満たす移動度「s」の場合に、分割数(フレーム数)「n」の値の算出を実行する。 Here, “SNR ip ” in Expression (5) is, for example, executed in the high-speed drive mode when the image generation function 19b generates a display image while performing moving body blur correction from a plurality of frames. Therefore, the minimum signal-to-noise ratio required for each frame generated using the division time as a unit time is shown. That is, the calculation function 19c according to the first embodiment is performed when the mobility “s” satisfies the quadratic inequality of the mobility “s” developed from the equation (5) to the following equation (6). The calculation of the value of the number of divisions (number of frames) “n” is executed.

Figure 2017093646
Figure 2017093646

ここで、式(6)は、図5のグラフとして示すことができ、算出機能19cは、例えば、図5のグラフにおいて移動度「s」が「0≦s≦s0」を満たすことを条件に、分割数(フレーム数)「n」の値の算出を実行する。なお、図5は、第1の実施形態に係る移動度の条件を説明するためのグラフである。算出機能19cは、上述した式(5)或いは式(6)により、上述したフレームの信号対ノイズ比「SNRip」の判定処理を行い、条件が満たされない場合には、高速駆動モードでの動体ボケ補正の実行が困難であるため、分割数(フレーム数)「n」の値の算出を行うことなく、通常モードを設定する。 Here, the equation (6) can be shown as the graph of FIG. 5, and the calculation function 19c is, for example, on condition that the mobility “s” satisfies “0 ≦ s ≦ s0” in the graph of FIG. The calculation of the value of the number of divisions (number of frames) “n” is executed. FIG. 5 is a graph for explaining the mobility condition according to the first embodiment. The calculation function 19c performs the above-described determination processing of the signal-to-noise ratio “SNR ip ” of the frame according to the above formula (5) or (6), and if the condition is not satisfied, the moving object in the high-speed drive mode Since it is difficult to perform blur correction, the normal mode is set without calculating the value of the number of divisions (number of frames) “n”.

また、第1の実施形態に係る算出機能19cは、式(4)において信号対ノイズ比「SNRcorr」が最大値となるように分割数(フレーム数)「n」の値を算出した後、更に、分割数(フレーム数)「n」を補正してもよい。例えば、式(4)に基づく分割数(フレーム数)「n」の算出結果は、連続的な数値範囲において算出されるが、算出機能19cは、分割数(フレーム数)「n」を離散的な数値のいずれかとする処理を行った上で、撮影条件として、記憶回路17に記憶させることができる。一例を挙げると、算出機能19cは、小数として算出された分割数(フレーム数)「n」を、自然数とする処理を行うことができる。なお、算出機能19cは、分割数(フレーム数)「n」を離散的な数値とする処理として、例えば、切り上げ処理や切り下げ処理などを行う。 Further, the calculation function 19c according to the first embodiment calculates the value of the division number (the number of frames) “n” so that the signal-to-noise ratio “SNR corr ” becomes the maximum value in the equation (4). Furthermore, the division number (frame number) “n” may be corrected. For example, the calculation result of the number of divisions (number of frames) “n” based on the equation (4) is calculated in a continuous numerical range, but the calculation function 19c determines that the number of divisions (number of frames) “n” is discrete. It is possible to store it in the storage circuit 17 as a photographing condition after performing a process with any one of the numerical values. For example, the calculation function 19c can perform a process of setting the number of divisions (number of frames) “n” calculated as a decimal number as a natural number. Note that the calculation function 19c performs, for example, a round-up process or a round-down process as a process for setting the number of divisions (number of frames) “n” as a discrete numerical value.

また、第1の実施形態に係る算出機能19cは、分割数(フレーム数)「n」の値の補正を行った後、更に、X線の曝射条件を補正してもよい。例えば、分割数(フレーム数)「n」を離散的な数値とする処理により、これから取得されるX線画像データの信号対ノイズ比が変化するため、算出機能19cは、X線の曝射条件を補正して信号量「S」を変化させることにより、分割数(フレーム数)「n」の補正による信号対ノイズ比の変化分を相殺する事ができる。   Further, the calculation function 19c according to the first embodiment may further correct the X-ray exposure condition after correcting the value of the division number (the number of frames) “n”. For example, since the signal-to-noise ratio of the X-ray image data acquired from the process changes from the division number (the number of frames) “n” to a discrete numerical value, the calculation function 19c is used for the X-ray exposure condition. Is corrected to change the signal amount “S”, so that the change in the signal-to-noise ratio due to the correction of the number of divisions (number of frames) “n” can be offset.

次に、X線画像診断装置による処理の手順の一例を、図6を用いて説明する。図6は、第1の実施形態に係るX線画像診断装置の処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。ステップ101、ステップ102及びステップ106は、制御機能19aに対応するステップである。ステップ103、ステップ107、ステップ108及びステップ109は、画像生成機能19bに対応するステップである。ステップ104及びステップ105は、算出機能19cに対応するステップである。   Next, an example of a processing procedure performed by the X-ray image diagnostic apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart for explaining a series of processing steps of the X-ray image diagnostic apparatus according to the first embodiment. Step 101, step 102, and step 106 are steps corresponding to the control function 19a. Step 103, step 107, step 108, and step 109 are steps corresponding to the image generation function 19b. Step 104 and step 105 are steps corresponding to the calculation function 19c.

被検体P1を寝台の上にセットした後、処理回路19は、操作者から検査開始要求を受け付けたか否か判断する(ステップ101)。ここで、検査開始要求を受け付けない場合(ステップ101否定)、処理回路19は待機状態となる。一方、検査開始要求を受け付けた場合(ステップ101肯定)、処理回路19は、X線画像診断装置を制御して被検体P1に対して透視画像の収集を制御する(ステップ102)。そして、処理回路19は、透視画像を生成する(ステップ103)。   After setting the subject P1 on the bed, the processing circuit 19 determines whether an examination start request has been received from the operator (step 101). If the inspection start request is not accepted (No at Step 101), the processing circuit 19 enters a standby state. On the other hand, when the examination start request is received (Yes at Step 101), the processing circuit 19 controls the X-ray image diagnostic apparatus to control the collection of fluoroscopic images for the subject P1 (Step 102). Then, the processing circuit 19 generates a fluoroscopic image (Step 103).

次に、処理回路19は、ステップ103において生成した透視画像を用いて、通常モードで撮影を行った場合における信号量「S」、量子モトル「σ」、回路ノイズ「σ」、移動度「s」を推定し(ステップ104)、信号対ノイズ比「SNRcorr」が最大となるように、撮影条件を算出する(ステップ105)。そして、処理回路19は、ステップ105において算出した撮影条件に基づいて撮影の実行を制御し(ステップ106)、単位時間ごとにフレームを生成する(ステップ107)。ここで、撮影が通常モードで実行されていた場合(ステップ108否定)、処理回路19は、ステップ107において生成したフレームを記憶回路17に対して出力し、処理を終了する。一方、撮影が高速駆動モードで実行されていた場合(ステップ108肯定)、処理回路19は、ステップ107において分割時間を単位時間として生成した複数のフレームを用いて、動体ボケ補正を行った表示画像を生成し(ステップ109)、ステップ109において生成した表示画像を記憶回路17に対して出力し、処理を終了する。 Next, the processing circuit 19 uses the fluoroscopic image generated in step 103 to capture the signal amount “S”, the quantum motor “σ q ”, the circuit noise “σ e ”, the mobility when shooting in the normal mode. “S” is estimated (step 104), and the imaging condition is calculated so that the signal-to-noise ratio “SNR corr ” is maximized (step 105). Then, the processing circuit 19 controls the execution of shooting based on the shooting conditions calculated in step 105 (step 106), and generates a frame for each unit time (step 107). Here, when photographing is performed in the normal mode (No at Step 108), the processing circuit 19 outputs the frame generated at Step 107 to the storage circuit 17, and ends the processing. On the other hand, when the shooting is performed in the high-speed drive mode (Yes at Step 108), the processing circuit 19 uses the plurality of frames generated with the divided time as the unit time in Step 107, and the display image is subjected to moving body blur correction. (Step 109), the display image generated in step 109 is output to the storage circuit 17, and the process ends.

なお、処理回路19は、ステップ105において撮影条件を算出した際、算出した撮影条件を、ディスプレイ16に表示するよう制御し、操作者に提示するものとしてもよい。また、処理回路19は、ステップ106において、入力回路18を介して操作者から撮影開始要求を受け付けたことを条件として、撮影を開始するものとしてもよい。   Note that the processing circuit 19 may control the calculated shooting conditions to be displayed on the display 16 and present them to the operator when the shooting conditions are calculated in step 105. Further, the processing circuit 19 may start shooting on the condition that a shooting start request is received from the operator via the input circuit 18 in step 106.

また、処理回路19は、ステップ102及びステップ103により事前収集する透視画像に代えて、検査の開始直前に撮影した撮影画像、あるいは過去に撮影した撮影画像を用いてもよいし、検査の対象となる被検体P1とは別の被検体から事前に収集されたX線画像データを用いてもよい。即ち、処理回路19は、撮影における信号量「S」、ノイズ「σ」、移動度「s」の推定が可能であれば、どのようなX線画像データを用いてもよい。   In addition, the processing circuit 19 may use a photographed image taken immediately before the start of the examination or a photographed picture taken in the past, instead of the fluoroscopic images pre-collected in Steps 102 and 103. X-ray image data collected in advance from a subject different from the subject P1 may be used. That is, the processing circuit 19 may use any X-ray image data as long as the signal amount “S”, noise “σ”, and mobility “s” in the imaging can be estimated.

上述したように、第1の実施形態によれば、X線検出器14は、X線管13bから曝射された所定時間のX線を検出して、所定時間に対応する出力信号を単位時間ごとの出力信号で生成する。画像生成機能19bは、単位時間ごとに生成された出力信号に基づく第1のX線画像データをそれぞれ生成し、複数の第1のX線画像データを用いて所定時間に対応する第2のX線画像データを生成する。算出機能19cは、第1のX線画像データを収集する前に収集されたX線画像データに基づいて、撮影条件を算出する。制御機能19aは、算出した撮影条件に基づいてX線検出器14及び画像生成機能19bを制御する。ここで、算出機能19cは、事前収集されたX線画像データに基づいて、撮影モードでの撮影により生成されうる第2のX線画像データに含まれる信号量及びノイズ量を推定し、推定した信号量及びノイズ量に基づいて、撮影条件を算出する。従って、第1の実施形態に係るX線画像診断装置1は、回路ノイズを考慮した上で、撮影により得られるX線画像データの信号対ノイズ比を算出し、算出した撮影条件において撮影を実行することができ、回路ノイズの増加による画質の低下を回避したX線画像データを生成して、検査効率を向上させることができる。   As described above, according to the first embodiment, the X-ray detector 14 detects X-rays emitted from the X-ray tube 13b for a predetermined time, and outputs an output signal corresponding to the predetermined time per unit time. It generates with each output signal. The image generation function 19b generates first X-ray image data based on the output signal generated every unit time, and uses the plurality of first X-ray image data to generate a second X-ray corresponding to a predetermined time. Line image data is generated. The calculation function 19c calculates imaging conditions based on the X-ray image data collected before collecting the first X-ray image data. The control function 19a controls the X-ray detector 14 and the image generation function 19b based on the calculated imaging conditions. Here, the calculation function 19c estimates and estimates the signal amount and noise amount included in the second X-ray image data that can be generated by imaging in the imaging mode based on the pre-collected X-ray image data. An imaging condition is calculated based on the signal amount and the noise amount. Therefore, the X-ray image diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment calculates a signal-to-noise ratio of X-ray image data obtained by imaging in consideration of circuit noise, and executes imaging under the calculated imaging conditions. X-ray image data that avoids deterioration in image quality due to an increase in circuit noise can be generated, and inspection efficiency can be improved.

また、第1の実施形態によれば、画像生成機能19bは、前記複数の第1のX線画像データに対して画像処理を行って前記第2のX線画像データを生成する。算出機能19cは、更に、事前収集されたX線画像データに基づいて、高速駆動モードでの撮影により生成されうる第2のX線画像データに含まれる信号量の画像処理による利得率を推定し、推定した利得率に基づいて、撮影条件を算出する。すなわち、算出機能19cは、高速駆動モードによる動体ボケ補正の効果である利得率を、事前収集したX線画像データから取得する移動度「s」などに基づいて推定し、利得率「k」に基づいて撮影条件を設定する。従って、第1の実施形態によるX線画像診断装置は、検査ごとに、高速駆動モードによる動体ボケ補正の効果を考慮した撮影条件を設定し、動体ボケ補正を適切に行ったX線画像データを生成し、検査効率を向上させることができる。   In addition, according to the first embodiment, the image generation function 19b performs image processing on the plurality of first X-ray image data to generate the second X-ray image data. The calculation function 19c further estimates a gain rate by image processing of the signal amount included in the second X-ray image data that can be generated by imaging in the high-speed drive mode based on the pre-collected X-ray image data. The imaging condition is calculated based on the estimated gain factor. That is, the calculation function 19c estimates the gain factor, which is the effect of moving object blur correction in the high-speed driving mode, based on the mobility “s” acquired from the pre-collected X-ray image data, and obtains the gain factor “k”. Set the shooting conditions based on this. Therefore, the X-ray image diagnostic apparatus according to the first embodiment sets the imaging conditions in consideration of the effect of the moving body blur correction in the high-speed drive mode for each examination, and sets the X-ray image data appropriately subjected to the moving body blur correction. Can be generated and the inspection efficiency can be improved.

また、第1の実施形態によれば、算出機能19cは、撮影条件として、所定時間を分割して分割時間とする際の分割数(フレーム数)を算出する。また、算出機能19cは、第2の画像データの信号対ノイズ比が最大値となる前記分割数を算出する。従って、第1の実施形態によるX線画像診断装置は、最大の効率を得られる高速駆動モードを実行することができる。   Further, according to the first embodiment, the calculation function 19c calculates the number of divisions (the number of frames) when dividing a predetermined time into division times as shooting conditions. Further, the calculation function 19c calculates the number of divisions at which the signal-to-noise ratio of the second image data becomes the maximum value. Therefore, the X-ray diagnostic imaging apparatus according to the first embodiment can execute the high-speed drive mode that can obtain the maximum efficiency.

また、第1の実施形態によれば、算出機能19cは、所定時間における対象部位の動きが所定の閾値を下回ることを条件に、撮影条件を算出する。すなわち、算出機能19cは、移動度「s」が所定の条件を満たさず、動体ボケ補正の実行が困難である場合には、高速駆動モードによる撮影条件の算出を行わず、通常モードでの撮影を実行する。従って、第1の実施形態によるX線画像診断装置は、不必要な算出時間を削減し、検査効率を向上させることができる。   Further, according to the first embodiment, the calculation function 19c calculates the imaging condition on the condition that the movement of the target part in a predetermined time is below a predetermined threshold. In other words, when the mobility “s” does not satisfy the predetermined condition and it is difficult to perform moving body blur correction, the calculation function 19c does not calculate the shooting condition in the high-speed drive mode and performs shooting in the normal mode. Execute. Therefore, the X-ray image diagnostic apparatus according to the first embodiment can reduce unnecessary calculation time and improve inspection efficiency.

また、第1の実施形態によるX線画像診断装置は、小数として算出された分割数(フレーム数)「n」を自然数とする処理を行った場合であっても、X線の曝射条件を補正し、適切な信号対ノイズ比を有するX線画像データを生成し、検査効率を向上させることができる。   In addition, the X-ray diagnostic imaging apparatus according to the first embodiment sets the X-ray exposure conditions even when a processing is performed in which the division number (number of frames) “n” calculated as a decimal number is a natural number. Correction can be performed to generate X-ray image data having an appropriate signal-to-noise ratio, thereby improving inspection efficiency.

(第2の実施形態)
第1の実施形態では、撮影により生成されるX線画像データの信号対ノイズ比が最大となるように、撮影条件として、分割数(フレーム数)を算出する場合について説明した。第2の実施形態では、撮影により生成されるX線画像データの信号対ノイズ比が、操作者などにより予め設定される所定の設定値となるように、分割数(フレーム数)を算出する場合について説明する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the case where the division number (the number of frames) is calculated as the imaging condition so that the signal-to-noise ratio of the X-ray image data generated by imaging is maximized has been described. In the second embodiment, the number of divisions (number of frames) is calculated so that the signal-to-noise ratio of the X-ray image data generated by imaging becomes a predetermined setting value set in advance by an operator or the like. Will be described.

第2の実施形態に係るX線画像診断装置1は、図1に示した第1の実施形態に係るX線画像診断装置1と同様の構成を有し、算出機能19cによる処理の一部が相違する。そこで、第1の実施形態において説明した構成と同様の構成を有する点については、図1と同一の符号を付し、説明を省略する。   The X-ray image diagnostic apparatus 1 according to the second embodiment has the same configuration as that of the X-ray image diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment shown in FIG. 1, and a part of the processing by the calculation function 19c is performed. Is different. Therefore, the same reference numerals as those in FIG. 1 are given to the components having the same configurations as those described in the first embodiment, and the description thereof is omitted.

第2の実施形態に係る算出機能19cは、撮影により生成されるX線画像データの信号対ノイズ比が所定の設定値となるように、分割数(フレーム数)「n」を算出する。例えば、算出機能19cは、以下の式(7)を満たす範囲において、分割数(フレーム数)「n」の最大値を算出し、撮影条件として、記憶回路17に記憶させる。すなわち、算出機能19cは、式(7)を展開させた式(8)において最大値を示す分割数(フレーム数)「n」を算出する。   The calculation function 19c according to the second embodiment calculates the number of divisions (number of frames) “n” so that the signal-to-noise ratio of the X-ray image data generated by imaging becomes a predetermined setting value. For example, the calculation function 19c calculates the maximum value of the number of divisions (the number of frames) “n” within a range that satisfies the following expression (7), and stores the maximum value in the storage circuit 17 as a shooting condition. That is, the calculation function 19c calculates the number of divisions (the number of frames) “n” indicating the maximum value in Expression (8) obtained by expanding Expression (7).

Figure 2017093646
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Figure 2017093646
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ここで、式(7)及び式(8)における「SNRReq」は、予め設定される所定の値であり、例えば、検査ごとに設定され、各検査に用いる画像において最低限要求される信号対ノイズ比を示す。なお、分割数(フレーム数)「n」が大きいほど、X線検出器14の駆動が高速となって、より短い単位時間ごとに出力信号が生成されることとなり、対象部位の動きの影響が低減され、動体ボケ補正の効果である利得率「k」が大きくなる。 Here, “SNR Req ” in Expression (7) and Expression (8) is a predetermined value that is set in advance. For example, a signal pair that is set for each inspection and is required at the minimum for an image used for each inspection. Indicates the noise ratio. Note that the greater the number of divisions (number of frames) “n”, the faster the X-ray detector 14 is driven, and an output signal is generated every shorter unit time. As a result, the gain factor “k”, which is the effect of the motion blur correction, is increased.

上述したように、第2の実施形態によれば、算出機能19cは、第2のX線画像データの信号対ノイズ比が所定の設定値となる分割数(フレーム数)を算出する。従って、第2の実施形態に係るX線画像診断装置1は、信号対ノイズ比が所定の設定値となる表示画像を生成して表示させることができ、検査効率を向上させることができる。   As described above, according to the second embodiment, the calculation function 19c calculates the number of divisions (number of frames) at which the signal-to-noise ratio of the second X-ray image data becomes a predetermined set value. Therefore, the X-ray image diagnostic apparatus 1 according to the second embodiment can generate and display a display image in which the signal-to-noise ratio has a predetermined setting value, and can improve examination efficiency.

ここで、第2の実施形態に係るX線画像診断装置1においては、算出機能19cは、X線画像データの信号対ノイズ比が所定の設定値を超える範囲において、分割数(フレーム数)「n」の最大値を算出することにより、高速駆動モードにおける動体ボケ補正の効果を最大化した表示画像を生成して表示させることができ、検査効率を向上させることができる。   Here, in the X-ray image diagnostic apparatus 1 according to the second embodiment, the calculation function 19c is configured so that the number of divisions (the number of frames) “in the range where the signal-to-noise ratio of the X-ray image data exceeds a predetermined set value”. By calculating the maximum value of “n”, it is possible to generate and display a display image that maximizes the effect of the moving body blur correction in the high-speed drive mode, thereby improving the inspection efficiency.

また、第2の実施形態に係るX線画像診断装置1においては、高速駆動モードにおける動体ボケ補正の効果を最大化しつつも、検査において必要とされる最低限の信号対ノイズ比を維持したX線画像データを生成し、検査効率を向上させることができる。   In the X-ray diagnostic imaging apparatus 1 according to the second embodiment, the minimum signal-to-noise ratio required in the inspection is maintained while maximizing the effect of moving object blur correction in the high-speed drive mode. Line image data can be generated and inspection efficiency can be improved.

(第3の実施形態)
第1及び第2の実施形態では、撮影条件として、分割数(フレーム数)を算出する場合について説明した。これに対して第3の実施形態では、撮影条件として、X線の曝射条件を算出する場合について説明する。
(Third embodiment)
In the first and second embodiments, the case where the number of divisions (number of frames) is calculated as the imaging condition has been described. On the other hand, in the third embodiment, a case where an X-ray exposure condition is calculated as an imaging condition will be described.

第3の実施形態に係るX線画像診断装置1は、図1に示した第1の実施形態に係るX線画像診断装置1と同様の構成を有し、算出機能19cによる処理の一部が相違する。そこで、第1の実施形態において説明した構成と同様の構成を有する点については、図1と同一の符号を付し、説明を省略する。   The X-ray image diagnostic apparatus 1 according to the third embodiment has the same configuration as that of the X-ray image diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment shown in FIG. 1, and a part of the processing by the calculation function 19c is performed. Is different. Therefore, the same reference numerals as those in FIG. 1 are given to the components having the same configurations as those described in the first embodiment, and the description thereof is omitted.

第3の実施形態に係る算出機能19cは、撮影により生成されるX線画像データの信号対ノイズ比が所定の設定値となるように、X線の曝射条件を算出する。具体的には、第3の実施形態に係る算出機能19cは、以下の式(9)を満たす信号量「S」を算出し、算出した信号量「S」に相当するX線の曝射条件を、撮影条件として、記憶回路17に記憶させる。なお、式(9)における「SNRReq」は、操作者などにより予め設定される所定の設定値である。 The calculation function 19c according to the third embodiment calculates the X-ray exposure condition so that the signal-to-noise ratio of the X-ray image data generated by imaging becomes a predetermined set value. Specifically, the calculation function 19c according to the third embodiment calculates a signal amount “S” that satisfies the following expression (9), and an X-ray exposure condition corresponding to the calculated signal amount “S”. Are stored in the storage circuit 17 as imaging conditions. Note that “SNR Req ” in Equation (9) is a predetermined set value that is preset by an operator or the like.

Figure 2017093646
Figure 2017093646

なお、第3の実施形態に係る算出機能19cは、X線の曝射条件の算出に先立って、分割数(フレーム数)「n」を予め設定する。例えば、算出機能19cは、事前収集されたX線画像データから推測される移動量「s」に基づき、動体ボケ補正を適切に行うために要求される分割数(フレーム数)「n」を設定する。また、例えば、算出機能19cは、操作者から、入力回路18を介して、分割数(フレーム数)「n」の設定を受け付ける。   Note that the calculation function 19c according to the third embodiment presets the division number (number of frames) “n” prior to the calculation of the X-ray exposure conditions. For example, the calculation function 19c sets the number of divisions (the number of frames) “n” required for appropriately performing moving body blur correction based on the movement amount “s” estimated from the pre-collected X-ray image data. To do. Further, for example, the calculation function 19 c receives a setting of the number of divisions (number of frames) “n” from the operator via the input circuit 18.

算出機能19cは、式(9)から算出した信号量「S」に相当するX線の曝射条件として、例えば、X線管13bの管電流値や、管電圧値を算出する事ができる。ここで、算出機能19cは、X線の曝射条件として、X線管13bの管電流値を設定することにより、撮影されるX線画像データの画質への不要な影響を回避する事ができる。   The calculation function 19c can calculate, for example, a tube current value or a tube voltage value of the X-ray tube 13b as the X-ray exposure condition corresponding to the signal amount “S” calculated from the equation (9). Here, the calculation function 19c can avoid an unnecessary influence on the image quality of the X-ray image data to be taken by setting the tube current value of the X-ray tube 13b as the X-ray exposure condition. .

上述したように、第3の実施形態によれば、算出機能19cは、表示画像の信号対ノイズ比が所定の設定値となるように、X線の曝射条件を算出する。ここで、算出機能19cは、X線の曝射条件を設定することにより、操作者が要求する信号対ノイズ比を満たした表示画像を生成して表示することができ、検査効率を向上させることができる。   As described above, according to the third embodiment, the calculation function 19c calculates the X-ray exposure condition so that the signal-to-noise ratio of the display image becomes a predetermined set value. Here, the calculation function 19c can generate and display a display image that satisfies the signal-to-noise ratio required by the operator by setting the X-ray exposure conditions, thereby improving inspection efficiency. Can do.

また、第3の実施形態によれば、算出機能19cは、所定の分割数(フレーム数)「n」での高速駆動モードにおける動体ボケ補正を行った上で、必要とされる信号対ノイズ比を満たした表示画像を生成して表示することができ、検査効率を向上させることができる。   In addition, according to the third embodiment, the calculation function 19c performs the motion blur correction in the high-speed drive mode with the predetermined number of divisions (number of frames) “n”, and then the required signal-to-noise ratio. Can be generated and displayed, and the inspection efficiency can be improved.

また、第3の実施形態によれば、算出機能19cは、生成される表示画像の信号対ノイズ比が必要な水準を満たすように、最低限のX線の曝射条件を算出する。したがって、第3の実施形態によるX線画像診断装置は、被検体の被曝量を低減することができる。   Further, according to the third embodiment, the calculation function 19c calculates the minimum X-ray exposure condition so that the signal-to-noise ratio of the generated display image satisfies a necessary level. Therefore, the X-ray diagnostic imaging apparatus according to the third embodiment can reduce the exposure dose of the subject.

(第4の実施形態)
さて、これまで第1〜第3の実施形態について説明したが、上記した第1〜第3の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
(Fourth embodiment)
The first to third embodiments have been described so far, but may be implemented in various different forms other than the first to third embodiments described above.

上述した第1及び第2の実施形態では、撮影条件として、高速駆動モードにおいて各条件を満たす分割数(フレーム数)「n」を算出し、算出した撮影条件で撮影を実行する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、「n」を算出した後に、再度撮影条件を設定し直す場合であってもよい。例えば、「n」を算出した後に、X線の照射条件を設定し直す場合であってもよい。   In the first and second embodiments described above, a case has been described in which the number of divisions (number of frames) “n” satisfying each condition in the high-speed drive mode is calculated as the shooting condition, and shooting is performed under the calculated shooting condition. . However, the embodiment is not limited to this, and for example, after calculating “n”, the imaging condition may be set again. For example, the X-ray irradiation condition may be reset after calculating “n”.

上述したように、上述した処理により算出される分割数(フレーム数)「n」は、実数である。しかしながら、実際に分割数(フレーム数)「n」となるのは整数となるため、算出した値に対して切り上げ処理或いは切り下げ処理を行うこととなる。そこで、算出機能19cは、切り上げ処理或いは切り下げ処理後の「n」の値を用いて、X線の照射条件を再設定することができる。例えば、算出機能19cは、切り上げ処理或いは切り下げ処理後の「n」の値を用いて、以下の式(10)の等式を満たす信号量「S’」を算出する。   As described above, the number of divisions (number of frames) “n” calculated by the above-described processing is a real number. However, since the number of divisions (number of frames) “n” is actually an integer, the round-up process or the round-down process is performed on the calculated value. Therefore, the calculation function 19c can reset the X-ray irradiation condition using the value of “n” after the rounding-up process or the rounding-down process. For example, the calculation function 19c calculates a signal amount “S ′” that satisfies the following equation (10) using the value of “n” after rounding up or down.

Figure 2017093646
Figure 2017093646

ここで、算出機能19cは、画質の影響を控えるために、優先的に「mAs(管電流×照射時間)」を調整することで、式(10)の等式を満たす信号量「S’」を算出する。さらに、算出機能19cは、式(10)の等式を満たす信号量「S’」のうち、被曝量が最低となるX線条件を算出するようにしてもよい。   Here, the calculation function 19c preferentially adjusts “mAs (tube current × irradiation time)” in order to refrain from the influence of the image quality, so that the signal amount “S ′” that satisfies the equation (10) is satisfied. Is calculated. Further, the calculation function 19c may calculate an X-ray condition that minimizes the exposure dose among the signal amount “S ′” that satisfies the equation (10).

第1〜第4の実施形態に係る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などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成する事ができる。更に、各装置にて行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、あるいは、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うる。   Each component of each device according to the first to fourth embodiments is functionally conceptual and does not necessarily need to be physically configured as illustrated. That is, the specific form of distribution / integration of each device is not limited to the one shown in the figure, and all or a part of the distribution / integration may be functionally or physically distributed in arbitrary units according to various loads or usage conditions. Can be integrated and configured. Further, all or a part of each processing function performed in each device may be realized by a CPU and a program that is analyzed and executed by the CPU, or may be realized as hardware by wired logic.

また、第1〜第4の実施形態で説明した制御方法は、予め用意された制御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。この制御プログラムは、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、この制御プログラムは、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。   The control methods described in the first to fourth embodiments can be realized by executing a control program prepared in advance on a computer such as a personal computer or a workstation. This control program can be distributed via a network such as the Internet. The control program can also be executed by being recorded on a computer-readable recording medium such as a hard disk, a flexible disk (FD), a CD-ROM, an MO, and a DVD and being read from the recording medium by the computer.

以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、検査効率を向上させることができる。   According to at least one embodiment described above, inspection efficiency can be improved.

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。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example 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.

1 X線画像診断装置
19 処理回路
19a 制御機能
19b 画像生成機能
19c 算出機能
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 X-ray-image diagnostic apparatus 19 Processing circuit 19a Control function 19b Image generation function 19c Calculation function

Claims (13)

X線管から曝射された所定時間のX線を検出して、前記所定時間に対応する出力信号を単位時間ごとの出力信号で生成するX線検出器と、
前記単位時間ごとに生成された出力信号に基づく第1のX線画像データをそれぞれ生成し、複数の前記第1のX線画像データを用いて前記所定時間に対応する第2のX線画像データを生成する画像生成部と、
前記第1のX線画像データを収集する前に収集されたX線画像データに基づいて、撮影条件を算出する算出部と、
前記算出した撮影条件に基づいて前記X線検出器及び前記画像生成部を制御する制御部と、
を備えるX線画像診断装置。
An X-ray detector that detects X-rays exposed from an X-ray tube for a predetermined time and generates an output signal corresponding to the predetermined time as an output signal for each unit time;
First X-ray image data is generated based on the output signal generated every unit time, and second X-ray image data corresponding to the predetermined time using a plurality of the first X-ray image data. An image generation unit for generating
A calculation unit that calculates imaging conditions based on X-ray image data collected before collecting the first X-ray image data;
A control unit for controlling the X-ray detector and the image generation unit based on the calculated imaging conditions;
An X-ray diagnostic imaging apparatus comprising:
前記算出部は、前記第1のX線画像データを生成する前に収集されたX線画像データに基づいて、前記第2のX線画像データに含まれる信号量及びノイズ量を推定し、推定した信号量及びノイズ量に基づいて、前記撮影条件を算出する、請求項1に記載のX線画像診断装置。   The calculation unit estimates a signal amount and a noise amount included in the second X-ray image data based on the X-ray image data collected before generating the first X-ray image data, and estimates The X-ray diagnostic imaging apparatus according to claim 1, wherein the imaging condition is calculated based on the signal amount and the noise amount. 前記画像生成部は、複数の前記第1のX線画像データに対して画像処理を行って前記第2のX線画像データを生成し、
前記算出部は、更に、前記第1のX線画像データを生成する前に収集されたX線画像データに基づいて、前記第2のX線画像データに含まれる信号量の前記画像処理による利得率を推定し、推定した利得率に基づいて、前記撮影条件を算出する、請求項2に記載のX線画像診断装置。
The image generation unit performs image processing on a plurality of the first X-ray image data to generate the second X-ray image data,
The calculation unit is further configured to gain a signal amount included in the second X-ray image data based on the X-ray image data collected before the first X-ray image data is generated by the image processing. The X-ray image diagnostic apparatus according to claim 2, wherein a rate is estimated, and the imaging condition is calculated based on the estimated gain rate.
前記算出部は、前記撮影条件として、前記所定時間内の前記単位時間の数を算出する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のX線画像診断装置。   The X-ray image diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the calculation unit calculates the number of unit times within the predetermined time as the imaging condition. 前記算出部は、前記第2のX線画像データの信号対ノイズ比が最大値となる前記単位時間の数を算出する、請求項4に記載のX線画像診断装置。   The X-ray image diagnosis apparatus according to claim 4, wherein the calculation unit calculates the number of the unit times in which the signal-to-noise ratio of the second X-ray image data is a maximum value. 前記算出部は、前記第2のX線画像データの信号対ノイズ比が所定の設定値となる前記単位時間の数を算出する、請求項4に記載のX線画像診断装置。   The X-ray image diagnosis apparatus according to claim 4, wherein the calculation unit calculates the number of unit times at which a signal-to-noise ratio of the second X-ray image data is a predetermined set value. 前記算出部は、前記所定時間における対象部位の動きが所定の閾値を下回ることを条件に、前記撮影条件を算出する、請求項4乃至6のいずれか1項に記載のX線画像診断装置。   The X-ray diagnostic imaging apparatus according to any one of claims 4 to 6, wherein the calculation unit calculates the imaging conditions on condition that the movement of the target part in the predetermined time is below a predetermined threshold. 前記算出部は、前記単位時間の数を算出した後、更に、前記X線の曝射条件を補正する、請求項4乃至7のいずれか一項に記載のX線画像診断装置。   The X-ray image diagnostic apparatus according to claim 4, wherein the calculation unit further corrects the X-ray exposure condition after calculating the number of unit times. 前記算出部は、前記撮影条件として、前記X線の曝射条件を算出する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のX線画像診断装置。   The X-ray image diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the calculation unit calculates an X-ray exposure condition as the imaging condition. 前記算出部は、前記第2のX線画像データの信号対ノイズ比が所定の設定値となる前記曝射条件を算出する、請求項9に記載のX線画像診断装置。   The X-ray diagnostic imaging apparatus according to claim 9, wherein the calculation unit calculates the exposure condition in which a signal-to-noise ratio of the second X-ray image data is a predetermined setting value. 前記算出部は、前記曝射条件として、前記X線管の管電流値を算出する、請求項9又は10に記載のX線画像診断装置。   The X-ray image diagnosis apparatus according to claim 9, wherein the calculation unit calculates a tube current value of the X-ray tube as the exposure condition. 前記算出部が算出した前記撮影条件を表示部に表示させる表示制御部を更に備える、請求項1乃至11のいずれか一項に記載のX線画像診断装置。   The X-ray image diagnosis apparatus according to claim 1, further comprising a display control unit that causes the display unit to display the imaging condition calculated by the calculation unit. X線管から曝射された所定時間のX線を検出して、前記所定時間に対応する出力信号を単位時間ごとの出力信号で生成するX線検出ステップと、
前記単位時間ごとに生成された出力信号に基づく第1のX線画像データをそれぞれ生成し、複数の前記第1のX線画像データを用いて前記所定時間に対応する第2のX線画像データを生成する画像生成ステップと、
前記第1のX線画像データを収集する前に収集されたX線画像データに基づいて、撮影条件を算出する算出ステップと、
前記算出した撮影条件に基づいて前記X線検出ステップ及び前記画像生成ステップを制御する制御ステップと、
を含む画像処理方法。
An X-ray detection step of detecting X-rays exposed from an X-ray tube for a predetermined time and generating an output signal corresponding to the predetermined time as an output signal for each unit time;
First X-ray image data is generated based on the output signal generated every unit time, and second X-ray image data corresponding to the predetermined time using a plurality of the first X-ray image data. An image generation step for generating
A calculation step of calculating imaging conditions based on X-ray image data collected before collecting the first X-ray image data;
A control step for controlling the X-ray detection step and the image generation step based on the calculated imaging conditions;
An image processing method including:
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