JP2692161B2 - Ｄｓａ装置 - Google Patents
Ｄｓａ装置Info
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- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 13
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 9
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 7
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 239000002872 contrast media Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
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- 238000002583 angiography Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
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- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Description
この発明は、DSA装置（ディジタル・サブトラクショ
ン・アンギオグラフィ装置）に関する。
ン・アンギオグラフィ装置）に関する。
DSA装置は、Ｘ線TV透視システムを用いて得た、造影
剤を注入する前の透視像（マスク像）の映像信号と造影
剤を注入した後の透視像（ライブ像）の映像信号とをデ
ジタル化してその差を求める処理（サブトラクション処
理）を行い、血管などの画像を抽出するものである。 このDSA装置において、患者が動く（これを体動とい
う）とマスク像とライブ像との間に位置ずれを起こし、
サブトラクション像にモーションアーティファクトが生
じる。 従来では、これを補正するため、マニュアル操作によ
ってマスク像を平行にピクセルシフトしてサブトラクシ
ョンをやり直す、リレジストレーション処理を行なうよ
うにしている。
剤を注入する前の透視像（マスク像）の映像信号と造影
剤を注入した後の透視像（ライブ像）の映像信号とをデ
ジタル化してその差を求める処理（サブトラクション処
理）を行い、血管などの画像を抽出するものである。 このDSA装置において、患者が動く（これを体動とい
う）とマスク像とライブ像との間に位置ずれを起こし、
サブトラクション像にモーションアーティファクトが生
じる。 従来では、これを補正するため、マニュアル操作によ
ってマスク像を平行にピクセルシフトしてサブトラクシ
ョンをやり直す、リレジストレーション処理を行なうよ
うにしている。
しかしながら、従来のリレジストレーション処理で
は、マスク像をマニュアルでシフトしなければならない
ため、操作者の負担が大きいという問題がある。また、
ピクセルシフトでは画像を平行にしか移動させることが
できず、複雑な体動に対応できない。すなわち、腹部な
どでは部分ごとに平行移動、回転、拡大、縮小などの様
々な動きをしているが、このような複雑な動きに追随で
きないのである。 この発明は、平行移動、回転、拡大、縮小等の複雑な
動きに対してマスク像とライブ像との間の位置ずれを自
動的に補正して位置合わせを行ないサブトラクションす
ることにより、モーションアーティファクトを最小限に
抑えた画像を得ることができる、DSA装置を提供するこ
とを目的とする。
は、マスク像をマニュアルでシフトしなければならない
ため、操作者の負担が大きいという問題がある。また、
ピクセルシフトでは画像を平行にしか移動させることが
できず、複雑な体動に対応できない。すなわち、腹部な
どでは部分ごとに平行移動、回転、拡大、縮小などの様
々な動きをしているが、このような複雑な動きに追随で
きないのである。 この発明は、平行移動、回転、拡大、縮小等の複雑な
動きに対してマスク像とライブ像との間の位置ずれを自
動的に補正して位置合わせを行ないサブトラクションす
ることにより、モーションアーティファクトを最小限に
抑えた画像を得ることができる、DSA装置を提供するこ
とを目的とする。
上記目的を達成するため、この発明によるDSA装置に
おいては、画像の予め指定した領域をさらに分割した小
領域の各々につきマスク像とライブ像との各画素ごとの
濃度差の和を求める手段と、マスク像及びライブ像のう
ちの一方を座標軸に沿って移動させ、その移動の都度得
られる上記の濃度差の和が最小になったときの移動方向
及び移動量を各小領域のずれベクトルとして求める手段
と、上記濃度差の和が一定値以上の小領域に関するもの
を除いた上で各小領域のずれベクトルの間でのスムージ
ング処理を行なう手段と、このスムージング処理後の各
小領域のずれベクトルから多項式の座標変換式の係数を
求める手段と、該座標変換式に基づいてマスク像及びラ
イブ像の一方を座標変換する手段と、この座標変換後の
一方の画像と他方の画像とのサブトラクションを行なう
手段とが具備される。
おいては、画像の予め指定した領域をさらに分割した小
領域の各々につきマスク像とライブ像との各画素ごとの
濃度差の和を求める手段と、マスク像及びライブ像のう
ちの一方を座標軸に沿って移動させ、その移動の都度得
られる上記の濃度差の和が最小になったときの移動方向
及び移動量を各小領域のずれベクトルとして求める手段
と、上記濃度差の和が一定値以上の小領域に関するもの
を除いた上で各小領域のずれベクトルの間でのスムージ
ング処理を行なう手段と、このスムージング処理後の各
小領域のずれベクトルから多項式の座標変換式の係数を
求める手段と、該座標変換式に基づいてマスク像及びラ
イブ像の一方を座標変換する手段と、この座標変換後の
一方の画像と他方の画像とのサブトラクションを行なう
手段とが具備される。
画像の予め指定した領域をさらに分割し、その分割さ
れてできた小領域の各々につきマスク像とライブ像との
各画素ごとの濃度差の和を求める。その際、小領域の各
々についてマスク像及びライブ像のうちの一方を座標軸
に沿って移動させる。そしてその移動の都度、上記の濃
度差の和を求め、それが最小になったときの移動方向と
移動量とを求める。こうして求めた移動方向及び移動量
を、その小領域に関するずれベクトルとする。 ここで、ライブ像の各小領域のうち、造影剤が存在す
るものについては、その小領域がマスク像に対して全く
位置ずれしなくても、濃度差の和は大きなものとなる。
つまり、濃度差の和が一定の値よりも大きい小領域に関
しては、求めたずれベクトルは、意味をなさない。そこ
で、このような濃度差の和が一定の値より大きくなって
いる小領域については、それに造影剤が存在するものと
みなし、後述の多項式の座標変換式の係数を求める際の
ずれベクトルから除外する。 さらに、これらの各小領域のずれベクトルの間でスム
ージング処理を行なう。これにより小領域同士の境界は
不連続となる不都合をなくすことができる。このように
不適当なずれベクトルを除外しさらにずれベクトル間で
のスムージング処理を行なったずれベクトルを用いて、
つぎの多項式の座標変換式の係数を求める。 すなわち、画像のずれを補正するための座標変換は、
各部においてそれぞれ平行移動、回転、拡大、縮小等の
ずれが生じたことに対応するため、多項式の座標変換式
によることとし、この多項式の座標変換式の係数を上記
のずれベクトルから算出する。 こうして求められた座標変換式を用いて座標変換を行
なえば、画像の各部が平行移動、回転、拡大、縮小等の
それぞれ異なる形態でずれている場合でも、そのずれを
補正し、マスク像とライブ像との位置合わせをすること
ができる。したがって、これにより位置合わせされたマ
スク像とライブ像とのサブトラクションを行なうことに
より、実際に生じる複雑な体動に対応させてモーション
アーティファクトを最小限に抑制した画像を得ることが
できる。
れてできた小領域の各々につきマスク像とライブ像との
各画素ごとの濃度差の和を求める。その際、小領域の各
々についてマスク像及びライブ像のうちの一方を座標軸
に沿って移動させる。そしてその移動の都度、上記の濃
度差の和を求め、それが最小になったときの移動方向と
移動量とを求める。こうして求めた移動方向及び移動量
を、その小領域に関するずれベクトルとする。 ここで、ライブ像の各小領域のうち、造影剤が存在す
るものについては、その小領域がマスク像に対して全く
位置ずれしなくても、濃度差の和は大きなものとなる。
つまり、濃度差の和が一定の値よりも大きい小領域に関
しては、求めたずれベクトルは、意味をなさない。そこ
で、このような濃度差の和が一定の値より大きくなって
いる小領域については、それに造影剤が存在するものと
みなし、後述の多項式の座標変換式の係数を求める際の
ずれベクトルから除外する。 さらに、これらの各小領域のずれベクトルの間でスム
ージング処理を行なう。これにより小領域同士の境界は
不連続となる不都合をなくすことができる。このように
不適当なずれベクトルを除外しさらにずれベクトル間で
のスムージング処理を行なったずれベクトルを用いて、
つぎの多項式の座標変換式の係数を求める。 すなわち、画像のずれを補正するための座標変換は、
各部においてそれぞれ平行移動、回転、拡大、縮小等の
ずれが生じたことに対応するため、多項式の座標変換式
によることとし、この多項式の座標変換式の係数を上記
のずれベクトルから算出する。 こうして求められた座標変換式を用いて座標変換を行
なえば、画像の各部が平行移動、回転、拡大、縮小等の
それぞれ異なる形態でずれている場合でも、そのずれを
補正し、マスク像とライブ像との位置合わせをすること
ができる。したがって、これにより位置合わせされたマ
スク像とライブ像とのサブトラクションを行なうことに
より、実際に生じる複雑な体動に対応させてモーション
アーティファクトを最小限に抑制した画像を得ることが
できる。
つぎにこの発明の一実施例について図面を参照しなが
ら説明する。第１図において、フレームメモリ１には図
示しないＸ線TV透視システムから得たマスク像が、フレ
ームメモリ２にはライブ像がそれぞれ格納されている。
CPU3は画像処理メモリ５にアクセス可能に接続され、さ
らに入力器（キーボード装置など）４によって処理領域
の指定などの入力がなされるようになっている。上記の
マスク像とライブ像はフレームメモリ１、２から画像処
理メモリ５に転送され、CPU3による次に示すような位置
ずれ検出及び位置合わせ処理を受ける。 まず、入力器４によって予め指定された画像の一部領
域（たとえば128×128画素の領域）が、さらに８×８〜
32×32画素程度の小領域に分割される。そして、マスク
像を座標軸に沿って移動させ、その移動の都度、各小領
域について、 ΣΣ|L（i,j）−Shift（Ｍ（i,j））｜ Ｌ（i,j）；ライブ像の濃度値 Shift（Ｍ（i,j））；移動後のマスク像の濃度値を計
算する。これは各小領域におけるマスク像とライブ像と
の各画素ごとの濃度の差の和をとることを意味してい
る。そして、この式で表わされる値が最小になったと
きのマスク像の移動方向と移動量とをそれぞれの小領域
ごとに求める。この移動方向と移動量は各小領域ごとの
ずれベクトルということができる。 ここで、このずれベクトルにしたがってマスク像の各
小領域を移動させると、小領域同士の境界が不連続とな
る不都合が生じるので、これを避けるためずれベクトル
間での適当なスムージング処理を行なった上で次のよう
な座標変換を行なう。まず、第２図に示すオリジナルの
マスク像のｕ−ｖ座標系を、第３図に示す位置合わせ後
のマスク像のｘ−ｙ座標系に変換するものとする。この
とき、２つの座標系間の関係を、 ｕ＝ｐ（x,y）＝ΣΣaijxiｙj ｖ＝ｑ（x,y）＝ΣΣbijxiｙj …… i,j＝0,1,2,3,… のように多項式で表現する。この式は画像の平行移
動、回転、拡大、縮小などといった幾何学的変換を意味
している。たとえば簡単なものとして ｉ＋Ｊ≦１ とすると、式は、 ｕ＝ａ10ｘ＋ａ01ｙ＋ａ00 ｖ＝ｂ10ｘ＋ｂ01ｙ＋ｂ00 …… となる。ここでａ10＝ｂ01＝１、ａ01＝ｂ10＝０のとき
はｘ方向にａ00、ｙ方向にｂ00の平行移動が、ａ10 2＋
ａ01 2＝ｂ10 2＋ｂ01 2＝１、ａ00＝ｂ00＝０のときは原
点を中心とした回転が、ａ01＝ｂ10＝０、ａ00＝ｂ00＝
０のときは拡大・縮小が、それぞれ表わされる。つま
り、式はこれらを任意に組み合わせた座標変換を意味
している。 つぎに、上記で求めたずれベクトルからの対応点の組 （x1,y1,u1），（x1,y1,v1），（x2,y2,u2），（x2,y2,
v2），… から最小２乗法を用いて、式の多項式の係数ａij、ｂ
ijを決定する。このときずれベクトルからの対応点の組
として、式の値が所定の設定レベル以上となる小領域
はライブ像に血管等の造影剤が存在している領域とみな
して最小２乗法の計算から除外する。すなわち、ライブ
像に造影剤が存在している小領域では、マスク像を移動
させライブ像とマスク像との間の濃度差の和が最も小さ
くなった移動方向と移動量とを求めても、それはずれベ
クトルを意味することにはならないからである。そし
て、この場合、ライブ像に造影剤が存在しているためマ
スク像をどのように移動させてもこの濃度差の和がある
値以下にはならないので、適当なしきい値を設定するこ
とにより、造影剤が存在している小領域を特定できる。 最後に、こうして係数を求めた式の多項式に基づい
てマスク像の座標変換を行なう。これにより、連続的に
変化した幾何学的な座標変換が行なわれ、マスク像は連
続的に変化した位置ずれ補正される。 こうして画像処理メモリ５において位置合わせされた
ものとして得られたマスク像はフレームメモリ６に書き
込まれ、演算器７において、フレームメモリ２のライブ
像とサブトラクションされる。サブトラクション後の像
がフレームメモリ８に書き込まれる。したがって、この
サブトラクション像は、体動によるマスク像とライブ像
間の位置ずれを補正した上で得たものであるから、モー
ションアーティファクトの最小限に抑えられたものとな
る。
ら説明する。第１図において、フレームメモリ１には図
示しないＸ線TV透視システムから得たマスク像が、フレ
ームメモリ２にはライブ像がそれぞれ格納されている。
CPU3は画像処理メモリ５にアクセス可能に接続され、さ
らに入力器（キーボード装置など）４によって処理領域
の指定などの入力がなされるようになっている。上記の
マスク像とライブ像はフレームメモリ１、２から画像処
理メモリ５に転送され、CPU3による次に示すような位置
ずれ検出及び位置合わせ処理を受ける。 まず、入力器４によって予め指定された画像の一部領
域（たとえば128×128画素の領域）が、さらに８×８〜
32×32画素程度の小領域に分割される。そして、マスク
像を座標軸に沿って移動させ、その移動の都度、各小領
域について、 ΣΣ|L（i,j）−Shift（Ｍ（i,j））｜ Ｌ（i,j）；ライブ像の濃度値 Shift（Ｍ（i,j））；移動後のマスク像の濃度値を計
算する。これは各小領域におけるマスク像とライブ像と
の各画素ごとの濃度の差の和をとることを意味してい
る。そして、この式で表わされる値が最小になったと
きのマスク像の移動方向と移動量とをそれぞれの小領域
ごとに求める。この移動方向と移動量は各小領域ごとの
ずれベクトルということができる。 ここで、このずれベクトルにしたがってマスク像の各
小領域を移動させると、小領域同士の境界が不連続とな
る不都合が生じるので、これを避けるためずれベクトル
間での適当なスムージング処理を行なった上で次のよう
な座標変換を行なう。まず、第２図に示すオリジナルの
マスク像のｕ−ｖ座標系を、第３図に示す位置合わせ後
のマスク像のｘ−ｙ座標系に変換するものとする。この
とき、２つの座標系間の関係を、 ｕ＝ｐ（x,y）＝ΣΣaijxiｙj ｖ＝ｑ（x,y）＝ΣΣbijxiｙj …… i,j＝0,1,2,3,… のように多項式で表現する。この式は画像の平行移
動、回転、拡大、縮小などといった幾何学的変換を意味
している。たとえば簡単なものとして ｉ＋Ｊ≦１ とすると、式は、 ｕ＝ａ10ｘ＋ａ01ｙ＋ａ00 ｖ＝ｂ10ｘ＋ｂ01ｙ＋ｂ00 …… となる。ここでａ10＝ｂ01＝１、ａ01＝ｂ10＝０のとき
はｘ方向にａ00、ｙ方向にｂ00の平行移動が、ａ10 2＋
ａ01 2＝ｂ10 2＋ｂ01 2＝１、ａ00＝ｂ00＝０のときは原
点を中心とした回転が、ａ01＝ｂ10＝０、ａ00＝ｂ00＝
０のときは拡大・縮小が、それぞれ表わされる。つま
り、式はこれらを任意に組み合わせた座標変換を意味
している。 つぎに、上記で求めたずれベクトルからの対応点の組 （x1,y1,u1），（x1,y1,v1），（x2,y2,u2），（x2,y2,
v2），… から最小２乗法を用いて、式の多項式の係数ａij、ｂ
ijを決定する。このときずれベクトルからの対応点の組
として、式の値が所定の設定レベル以上となる小領域
はライブ像に血管等の造影剤が存在している領域とみな
して最小２乗法の計算から除外する。すなわち、ライブ
像に造影剤が存在している小領域では、マスク像を移動
させライブ像とマスク像との間の濃度差の和が最も小さ
くなった移動方向と移動量とを求めても、それはずれベ
クトルを意味することにはならないからである。そし
て、この場合、ライブ像に造影剤が存在しているためマ
スク像をどのように移動させてもこの濃度差の和がある
値以下にはならないので、適当なしきい値を設定するこ
とにより、造影剤が存在している小領域を特定できる。 最後に、こうして係数を求めた式の多項式に基づい
てマスク像の座標変換を行なう。これにより、連続的に
変化した幾何学的な座標変換が行なわれ、マスク像は連
続的に変化した位置ずれ補正される。 こうして画像処理メモリ５において位置合わせされた
ものとして得られたマスク像はフレームメモリ６に書き
込まれ、演算器７において、フレームメモリ２のライブ
像とサブトラクションされる。サブトラクション後の像
がフレームメモリ８に書き込まれる。したがって、この
サブトラクション像は、体動によるマスク像とライブ像
間の位置ずれを補正した上で得たものであるから、モー
ションアーティファクトの最小限に抑えられたものとな
る。
この発明のDSA装置によれば、マスク像とライブ像の
間の位置ずれに応じて両者の間の位置合わせを自動的に
行なった上でサブトラクション処理を行なうので、操作
者の負担なく、モーションアーティファクトの少ない画
像を自動的に得ることができる。さらに、位置合わせの
ための座標変換を多項式で表現して画像の各部の平行移
動、回転、拡大、縮小等に対応させているので、従来の
マニュアルによるピクセルシフトではなし得ない、実際
の患者の動きにより忠実な位置合わせができ、モーショ
ンアーティファクトは最小限に抑えられる。
間の位置ずれに応じて両者の間の位置合わせを自動的に
行なった上でサブトラクション処理を行なうので、操作
者の負担なく、モーションアーティファクトの少ない画
像を自動的に得ることができる。さらに、位置合わせの
ための座標変換を多項式で表現して画像の各部の平行移
動、回転、拡大、縮小等に対応させているので、従来の
マニュアルによるピクセルシフトではなし得ない、実際
の患者の動きにより忠実な位置合わせができ、モーショ
ンアーティファクトは最小限に抑えられる。
第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図はオ
リジナルのマスク像の座標系を示す図、第３図は座標変
換後のマスク像の座標系を示す図である。 １、２、６、８…フレームメモリ、３…CPU、４…入力
器、５…画像処理メモリ、７…演算器。
リジナルのマスク像の座標系を示す図、第３図は座標変
換後のマスク像の座標系を示す図である。 １、２、６、８…フレームメモリ、３…CPU、４…入力
器、５…画像処理メモリ、７…演算器。
Claims (1)
- 【請求項１】画像の予め指定した一部領域をさらに分割
した小領域の各々につきマスク像とライブ像との各画素
ごとの濃度差の和を求める手段と、マスク像及びライブ
像のうちの一方を座標軸に沿って移動させ、その移動の
都度得られる上記の濃度差の和が最小になったときの移
動方向及び移動量を各小領域のずれベクトルとして求め
る手段と、上記濃度差の和が一定値以上の小領域に関す
るものを除いた上で各小領域のずれベクトルの間でのス
ムージング処理を行なう手段と、このスムージング処理
後の各小領域のずれベクトルから多項式の座標変換式の
係数を求める手段と、該座標変換式に基づいてマスク像
及びライブ像の一方を座標変換する手段と、この座標変
換後の一方の画像と他方の画像とのサブトラクションを
行なう手段とを有することを特徴とするDSA装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63191907A JP2692161B2 (ja) | 1988-07-30 | 1988-07-30 | Ｄｓａ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63191907A JP2692161B2 (ja) | 1988-07-30 | 1988-07-30 | Ｄｓａ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0241077A JPH0241077A (ja) | 1990-02-09 |
| JP2692161B2 true JP2692161B2 (ja) | 1997-12-17 |
Family
ID=16282433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63191907A Expired - Fee Related JP2692161B2 (ja) | 1988-07-30 | 1988-07-30 | Ｄｓａ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2692161B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100490747C (zh) * | 2004-11-24 | 2009-05-27 | 株式会社东芝 | 三维图像处理装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02100583A (ja) * | 1988-10-07 | 1990-04-12 | Toshiba Corp | 画像処理方法およびその装置 |
| US20070280556A1 (en) * | 2006-06-02 | 2007-12-06 | General Electric Company | System and method for geometry driven registration |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5980085A (ja) * | 1982-10-30 | 1984-05-09 | Shimadzu Corp | デイジタルサブトラクシヨンシステム |
| JPS59137942A (ja) * | 1983-01-28 | 1984-08-08 | Hitachi Ltd | 画像位置合わせ方式 |
-
1988
- 1988-07-30 JP JP63191907A patent/JP2692161B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100490747C (zh) * | 2004-11-24 | 2009-05-27 | 株式会社东芝 | 三维图像处理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0241077A (ja) | 1990-02-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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