JP6517087B2 - X線診断装置及び画像処理プログラム - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、X線診断装置及び画像処理プログラムに関する。
従来、X線診断装置において、X線による被検体への被曝量を低減することが求められている。例えば、連続透視やパルス透視を行う場合には、被曝量を低減するためにフレームレートを下げることがある。
一例としては、フレームレートを2分の1にすることで、被曝量をおよそ2分の1に低減することができる。この場合、1フレームの画像化に用いるX線量を変えなければ、1枚1枚の透視画像の画質は変化しない(低下しない)。しかしながら、被写体の動き(若しくは、X線検出器の移動による被写体の相対的な動き)がある場合には、透視画像にコマ送り感が生じ、動きの滑らかさが低下してしまう場合がある。
特開2007−97666号公報
本発明が解決しようとする課題は、被曝量を増加させることなく画像の動きを滑らかにすることができるX線診断装置及び画像処理プログラムを提供することである。
実施形態に係るX線診断装置は、X線発生器と、X線検出器と、第1の画像生成部と、測定部と、第2の画像生成部と、表示制御部とを備える。X線発生器は、所定の間隔でX線を発生させる。X線検出器は、前記X線を検出する。第1の画像生成部は、前記X線検出器により検出されX線毎に、第1の画像を生成する。測定部は、前記X線が発生されてから次のX線が発生されるまでの間における撮像範囲に対する被検体移動量を測定する。第2の画像生成部は、前記第1の画像生成部により生成された前記第1の画像を、前記測定部により測定された前記移動量に応じて変更した第2の画像を生成する。表示制御部は、前記第1の画像が表示されてから次の前記第1の画像が表示されるまでの間において前記第2の画像を表示させる。
図1は、実施形態に係るX線診断装置の構成例を示す図である。 図2は、実施形態に係るX線診断装置の構成の一例を示す機能ブロック図である。 図3Aは、実施形態に係る測定部の処理を説明するための図である。 図3Bは、実施形態に係る測定部の処理を説明するための図である。 図3Cは、実施形態に係る測定部の処理を説明するための図である。 図3Dは、実施形態に係る測定部の処理を説明するための図である。 図4は、実施形態に係るシフト画像生成部の処理を説明するための図である。 図5は、実施形態に係るシフト画像生成部の処理を説明するための図である。 図6は、実施形態に係る表示制御部の処理を説明するための図である。 図7は、実施形態に係る表示制御部の処理を説明するための図である。 図8は、実施形態に係るX線診断装置における処理を説明するためのフローチャートである。
以下、図面を参照して、実施形態に係るX線診断装置及び画像処理プログラムを説明する。なお、以下に説明する実施形態はあくまで一例であり、本願に係る実施形態はこれに限定されるものではない。
(実施形態)
図1は、実施形態に係るX線診断装置1の構成例を示す図である。図1に示すように、実施形態に係るX線診断装置1は、例えば、X線発生器、寝台等を備える撮影装置10と、透視モニタ等を備える近接操作卓20と、画像処理装置100、システムモニタ、透視モニタ等を備える遠隔操作卓30とが、有線通信又は無線通信により相互に接続される。なお、寝台は、内部にX線検出器を備える。
例えば、操作室にいる操作者が遠隔操作卓30を操作することで、患者(被検体)を乗せた寝台を起倒させたり、映像系機器を上下動させたりするといった動作を撮影装置10に実行させて、透視や撮影を行う。そして、操作者は、遠隔操作卓30に備えられた透視モニタに表示された透視画像や、システムモニタに表示された撮影画像、透視画像等を観察する。また、例えば、検査室にいる操作者が、近接操作卓20を操作することで撮影装置10に対して上述した処理と同様の処理を実行させて、近接操作卓20に備えられた透視モニタや、検査室モニタに表示された各種画像を観察する。
図2は、実施形態に係るX線診断装置1の構成の一例を示す機能ブロック図である。図2に示すように、X線診断装置1において、撮影装置10は、例えば、高電圧発生器11と、X線管12と、X線可動絞り13と、天板14と、FPD(Flat Panel Detector)15と、寝台制御部16と、X線制御部17とを備える。また、遠隔操作卓30は、例えば、入力部31と、出力部32と、画像処理装置100とを備える。なお、図示しないが、近接操作卓20は、例えば、透視モニタを備え、撮影装置10及び遠隔操作卓30の機能により生成された画像を表示するとともに、撮影装置10を操作する各種操作を受け付ける。また、被検体Pは、X線診断装置1の構成に含まれない。
高電圧発生器11は、X線制御部17による制御の下、高電圧を発生させ、発生させた高電圧をX線管12に供給する。例えば、透視においては、高電圧発生器11は、連続的又は周期的に高電圧を発生させ、発生させた高電圧をX線管12に供給する。
X線管12は、高電圧発生器11から供給される高電圧を用いて、X線を発生させる。例えば、X線管12は、連続的又は周期的に供給される高電圧に応じて、連続的又は周期的にX線を発生させる。なお、X線管12は、X線発生器の一例である。
X線可動絞り13は、後述するシステム制御部140による制御の下、X線管12が発生させたX線を、被検体Pの関心領域に対して選択的に照射されるように絞り込む。例えば、X線可動絞り13は、スライド可能な4枚の絞り羽根を有し、これらの絞り羽根をスライドさせることで、X線管12が発生させたX線を絞り込み、被検体Pに照射させる。
天板14は、被検体Pを載置させるベッドであり、寝台の上に配置される。例えば、天板14は、寝台制御部16による制御の下、被検体Pを乗せたまま起倒されたり、移動されたりする。
FPD15は、被検体Pを透過したX線を検出する。例えば、FPD15は、マトリックス状に配列された検出素子を有する。各検出素子は、図示しないグリッドを透過したX線を電気信号に変換して蓄積する。そして、FPD15は、検出素子に蓄積された電気信号をA(Analog)/D(Digital)変換し、変換したデジタル信号(投影データ)を遠隔操作卓30の画像処理装置100に転送する。なお、FPD15は、X線検出器の一例である。
寝台制御部16は、システム制御部140による制御の下、天板14を起倒させたり、移動させたりする。
X線制御部17は、システム制御部140による制御の下、高電圧発生器11に高電圧を発生させ、発生させた高電圧をX線管12に供給させる。例えば、X線制御部17は、システム制御部140から供給されるX線照射条件に基づいて、高電圧発生器11の印加電圧、印加時間、印加タイミングなどを制御することにより、X線管12の管電流、管電圧、X線照射時間、X線照射タイミング、パルス幅などを制御する。
入力部31は、操作室に配置され、X線診断装置1を操作する操作者から各種指示を受け付ける。例えば、入力部31は、マウス、キーボード、ボタン、トラックボール、ジョイスティック、タッチパネル等に対応する入力部31は、操作者から受け付けた指示を、画像処理装置100に転送する。
出力部32は、X線診断装置1によって生成された画像を表示するとともに、操作者の指示を受け付けるためのGUI(Graphical User Interface)等を表示する。例えば、出力部32は、図1に示す透視モニタ、或いは、システムモニタに対応する。
画像処理装置100は、図2に示すように、画像生成部110と、画像記憶部120と、画像処理部130と、システム制御部140とを備える。
画像生成部110は、FPD15から転送される投影データから原画像データ(X線画像データ)を生成する。例えば、画像生成部110は、FPD15から転送される投影データのデータ要素を画像記憶部120に順次格納することによって、2次元の原画像データを生成する。
画像記憶部120は、画像生成部110によって生成された原画像データや、画像処理部130によって生成された表示画像データを記憶する。
画像処理部130は、画像記憶部120に記憶される原画像データに対して各種の画像処理を行う。例えば、画像処理部130は、原画像データに対して、表示のための画像処理(空間フィルタ処理、ウィンドウ変換、ガンマカーブ処理等)を実行する。なお、画像処理部130が備える判定部131、シフト画像生成部132及び表示制御部133については、後述する。
システム制御部140は、X線診断装置1全体の動作を制御する。例えば、システム制御部140は、近接操作卓20の入力部や、入力部31から転送された操作者の指示に従ってX線制御部17を制御し、X線管12に供給する電圧を調整することで、被検体Pに対して照射されるX線量やON/OFFを制御する。また、例えば、システム制御部140は、操作者の指示に従って寝台制御部16を制御し、天板14の起倒や移動等を調整する。
また、システム制御部140は、操作者の指示に従って、画像生成部110による原画像データ生成処理、画像処理部130による画像処理、解析処理、或いは補正処理等を制御する。また、システム制御部140は、操作者の指示を受け付けるためのGUIや画像記憶部120が記憶する表示画像等を、出力部32が備えるモニタ等に表示させる。
ところで、透視においてX線による被曝量を低減させるために、フレームレートを下げることが行われている。例えば、フレームレートを2分の1にすることで、被曝量をおよそ2分の1に低減することができる。この場合、1フレームの画像化に用いるX線量を変えなければ、1枚1枚の透視画像の画質は変化しない(低下しない)。
しかしながら、フレームレートを下げると、透視画像の動きの滑らかさが低下してしまう場合がある。例えば、透視画像において被写体(被検体P)の動き、若しくは、映像系機器(X線発生器及びX線検出器)や天板14の移動による被写体の相対的な動きがある場合には、透視画像にコマ送り感が生じ、動きの滑らかさが低下してしまう場合がある。
一例として、消化管造影検査が行われる場合を説明する。消化管造影検査では、被検体に経口投与された造影剤が口腔から食道、胃へと順に広がっていく様子が観察される。この様子を観察するために、例えば、経口投与のタイミングに合わせて映像系機器や天板14を動かし、撮像範囲を被検体Pの口腔付近から腹部付近へと移動させる。このように、撮像範囲に対する被検体Pの動きがある場合に、フレームレートを下げると、1フレームごとの被検体の移動量が大きくなる結果、透視画像間のズレが大きくなることによってコマ送り感が生じ、透視画像における動きの滑らかさが低下してしまう場合がある。
また、透視においては1フレームの画像化に用いるX線量が少ないため、透視画像のカンタムノイズが目立ってしまう場合がある。カンタムノイズとは、量子ノイズとも呼ばれ、X線検出器に到達するX線の揺らぎにより生じるノイズである。カンタムノイズは、時間的にも空間的にもランダムに生じ、X線量が少ないほど生じやすいことが知られている。
例えば、カンタムノイズを低減させるために、リカーシブフィルタ処理が利用されている。リカーシブフィルタ処理とは、最新の透視画像と1フレーム前の表示画像とを所定の割合で加算することで、時間的にランダムなカンタムノイズを低減するフィルタ処理である。例えば、最新の透視画像に対する1フレーム前の表示画像の加算割合を大きくすると(リカーシブフィルタ処理を強める)、ノイズ低減効果は大きくなるが、1フレーム前の表示画像の残像が目立つことになる。これに対して、上記加算割合を小さくすると(リカーシブフィルタ処理を弱める)、残像が目立たなくなるものの、ノイズ低減効果も小さくなってしまう。
したがって、リカーシブフィルタ処理が利用される際にフレームレートを下げると、被検体Pの移動量が大きくなるので、加算対象である2つの画像間で被検体Pの位置が明確に異なってしまい、残像が目立ちやすくなる。このため、リカーシブフィルタ処理を弱めざるを得ず、透視画像のカンタムノイズが目立ってしまう場合がある。
そこで、本実施形態に係るX線診断装置1は、被曝量を増加させることなく画像の動きを滑らかにし、更に、カンタムノイズを低減するために、以下の構成を備える。なお、以下の説明では一例として、フレームレートが15fps(frames per second)であるパルス透視(以下、PF15fpsとも記載する)において、本実施形態に係るX線診断装置1が適用される場合を説明するが、実施形態はこれに限定されるものではない。また、以下の説明では一例として、本実施形態に係るX線診断装置1が消化管造影検査にて利用される場合を説明するが、実施形態はこれに限定されるものではない。
図2に示すように、実施形態に係るX線診断装置1において、システム制御部140は、測定部141を備える。また、画像処理部130は、判定部131、シフト画像生成部132及び表示制御部133を備える。
測定部141は、FPD15に対する被検体の位置が、X線が検出される時点から所定の時間が経過するまでの間に移動した移動量を測定する。ここで、所定の時間とは、パルス透視のフレームレートの間隔よりも短い時間である。例えば、PF15fpsでは、フレームレートの間隔は15分の1秒(以下、「1/15秒」とも記載する)である。このため、所定の時間は、例えば、30分の1秒(以下、「1/30秒」とも記載する)である。なお、以下の説明では、所定の時間が1/30秒である場合を説明するが、実施形態はこれに限定されるものではない。
例えば、測定部141は、PF15fpsにおいて、X線の検出タイミングから1/30秒が経過するまでの間の移動量を測定する。具体的には、測定部141は、映像系機器と天板14との位置関係から移動量を測定する。なお、映像系機器とは、X線管12、X線可動絞り13及びFPD15等の総称である。また、X線が検出される時点は、例えば、X線照射条件から取得可能であるが(つまり、X線の曝射タイミング)、実際にX線がFPD15によって検出されたタイミングが用いられてもよい。
図3A〜図3Dは、実施形態に係る測定部141の処理を説明するための図である。図3Aには、映像系機器を寝台の長手方向に移動させる映像系長手動が行われる場合を例示する。また、図3Bには、天板14を左右方向に移動させる天板左右動が行われる場合を例示する。また、図3Cには、X線の検出タイミングにおける撮影位置の一例を示す。また、図3Dには、X線の検出タイミングから1/30秒後の撮影位置の一例を示す。
図3A〜図3Dに示すように、例えば、測定部141は、PF15fpsの検出タイミングで、映像系機器の位置「Y0」と、天板14の位置「X0」とを取得(記録)する(図3C)。そして、測定部141は、その1/30秒後に、映像系機器の位置「Y1」と、天板14の位置「X1」とを取得する(図3D)。そして、測定部141は、検出タイミングから1/30秒後までの左右方向の移動量「Xd」と、長手方向の移動量「Yd」とを、下記の式(1)及び式(2)によりそれぞれ算出する。
Figure 0006517087
Figure 0006517087
このように、測定部141は、PF15fpsにおいて、X線が検出されるごとに、その検出タイミングから1/30秒後の移動量を測定する。言い換えると、測定部141は、X線検出器に対する被検体Pの位置が、X線が検出された時点から所定の間隔(例えば、1/15秒間隔)より短い時間である所定時間(例えば、1/30秒)が経過するまでの間に移動した移動量を測定する。
なお、上記の例では、映像系機器が長手方向に移動し、天板14が左右方向に移動する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、映像系機器が左右方向に移動する場合であってもよいし、天板14が長手方向に移動する場合であっても良い。
判定部131は、移動量が閾値以上であるか否かを判定する。例えば、判定部131は、測定部141によって測定された移動量(Xd,Yd)を取得する。そして、判定部131は、下記の式(3)を用いて、移動量(Xd,Yd)から直線距離の移動量に対応する直線移動量Dを算出する。
Figure 0006517087
そして、判定部131は、式(3)により算出した直線移動量Dと、閾値とを比較し、直線移動量Dが閾値以上であるか否かを判定する。ここで、この閾値は、閲覧する者に対してコマ送り感を与える可能性があると考えられる値として設定される。直線移動量Dが閾値以上である場合には、判定部131は、後述するシフト画像生成部132による処理を「ON」にする。一方、直線移動量Dが閾値未満である場合には、判定部131は、シフト画像生成部132による処理を「OFF」にする。
このように、判定部131は、移動量が閾値以上であるか否かを判定し、判定結果をシフト画像生成部132に送る。なお、上記の例では、判定部131が直線距離の移動量を用いて判定する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、判定部131は、左右方向の移動量「Xd」と、長手方向の移動量「Yd」とを、それぞれ閾値と比較してもよい。
シフト画像生成部132は、移動量に応じて、透視画像の画素位置を変更したシフト画像を生成する。例えば、シフト画像生成部132は、判定部131によって直線移動量Dが閾値以上であると判定された場合(処理が「ON」にされた場合)に、シフト画像を生成する。なお、シフト画像生成部132は、直線移動量Dが閾値未満であると判定された場合(処理が「OFF」にされた場合)には、以下に説明する処理を実行しない。
図4及び図5は、実施形態に係るシフト画像生成部132の処理を説明するための図である。図4には、シフト画像生成部132によってシフト画像が生成される処理の手順を例示する。図5には、シフト画像が生成されるタイミングを例示する。
図4に示すように、シフト画像生成部132は、PF15fpsにおいて生成された透視画像(PF15fps透視画像)のうち直前のフレームの透視画像の画像データ(適宜、透視画像データと表記する)を、画像記憶部120から取得する。そして、シフト画像生成部132は、取得した透視画像データと、測定部141によって測定された移動量(Xd,Yd)とを用いて、透視画像をシフト(平行移動)させたシフト画像の画像データ(適宜、シフト画像データと表記する)を生成する。具体的には、シフト画像生成部132は、透視画像データの各画素位置を、左右方向に「Xd」、長手方向に「Yd」移動させることで、表示範囲が移動したシフト画像データを生成する。
続いて、シフト画像生成部132は、各画素位置を移動させることにより、画像として表示される表示範囲から逸脱した画素を削除(カット)する。そして、シフト画像生成部132は、各画素位置を移動させることにより、表示範囲のうち画素が不足した部分(図4の表示範囲内の左側と下側)を補完する。
例えば、シフト画像生成部132は、空間的にランダムな画素値の画素で補完する。具体的には、シフト画像生成部132は、直前のフレームの透視画像の平均画素値を算出する。そして、シフト画像生成部132は、算出した平均画素値を用いて、補完する画素の画素値のヒストグラム(分布)を決定する。ここで、このヒストグラムは、正規分布であり、補完する画素の画素値の平均値が実画像(透視画像)の平均画素値であり、補完する画素の画素値の標準偏差が実画像の平均画素値に対するノイズ(カンタムノイズ)の揺らぎと同等である。このヒストグラムが正規分布となるのは、カンタムノイズが正規分布となるからであり、補完する画素の画素値の標準偏差はノイズの強さに対応する。また、カンタムノイズが表れる程度は、映像系機器の性能で決まるため、上記のヒストグラムは映像系機器ごとに既知(測定可能)である。すなわち、シフト画像生成部132は、既知のヒストグラムの平均値を、算出した平均画素値に設定することで、補完する画素の画素値のヒストグラムを決定する。これにより、補完される補完画像にも実画像と同様のカンタムノイズが表されるので、閲覧する者にとって自然な画像となる。
この結果、図5に示すように、シフト画像生成部132は、15fps(1/15秒間隔)で生成される透視画像の1/30秒後に、その1/30秒の間の移動量が反映されたシフト画像データを生成する。すなわち、1/30秒の時点で透視画像データが生成されると、シフト画像生成部132は、2/30秒の時点でシフト画像データを生成する。3/30秒の時点で透視画像データが生成されると、シフト画像生成部132は、4/30秒の時点でシフト画像データを生成する。なお、上述した判定部131によって直線移動量Dが閾値未満であると判定された場合には、シフト画像データは生成されないため、透視画像データが15fpsの間隔で連続して生成される。
このように、シフト画像生成部132は、移動量に応じて、透視画像データからシフト画像データを生成する。そして、シフト画像生成部132は、生成したシフト画像データを表示制御部133へ送る。言い換えると、シフト画像生成部132は、第1の画像(例えば、透視画像)の画素位置を、移動量に応じて変更した第2の画像(例えば、シフト画像)を生成する。
なお、上記の例では、シフト画像生成部132が、透視画像を平行移動させることでシフト画像を生成する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、シフト画像生成部132は、映像系機器や天板14が回転移動された場合には、その移動に応じて透視画像を回転移動させることでシフト画像を生成しても良い。
また、上記の例では、シフト画像生成部132が、画素値が不足した部分を空間的にランダムな画素値で補完する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、シフト画像生成部132は、画素が不足したままにしてもよいし、均一な画素値の画素(例えば、前のフレームの透視画像の平均画素値の画素)で補完してもよい。
また、補完する他の方法として、移動した画像の端辺の画素の複製(コピー)に基づく画素を補完する方法が挙げられる。例えば、図4において、シフト画像生成部132は、透視画像の左辺の画素の画素値を表示範囲の左辺まで複製し、透視画像の下辺の画素の画素値を表示範囲の下辺まで複製する。そして、シフト画像生成部132は、複製した範囲の画像を端辺の方向にローパスフィルタをかけ、更に、実画像と同等のノイズ(画素値の揺らぎ)を付加することで、画素が不足した部分を補完する。なお、画素値の揺らぎは、予め設定された標準偏差に含まれる任意の値を各画素の画素値に加算することで、付加される。
また、補完する他の方法として、前のフレームの透視画像に基づく画素を補完する方法が挙げられる。例えば、シフト画像生成部132は、前のフレームの透視画像(つまり、画素位置を移動させる前の透視画像)から、画素が不足した部分に対応する画像(図4の場合、L字型の画像)を切り出す。そして、シフト画像生成部132は、切り出した画像に対してローパスフィルタをかけ、更に、実画像と同等のノイズ(画素値の揺らぎ)を付加することで、画素が不足した部分を補完する。
表示制御部133は、所定のフレームレートで透視画像を表示させるとともに、所定の時間が経過した後に、シフト画像を表示させる。例えば、表示制御部133は、透視画像データ及びシフト画像データに対してリカーシブフィルタ処理を行い、リカーシブフィルタ処理後の透視画像データ及びシフト画像データをそれぞれのタイミングで表示させる。
図6及び図7は、実施形態に係る表示制御部133の処理を説明するための図である。図6には、リカーシブフィルタ処理の処理内容を例示する。また、図7には、表示画像が表示されるタイミングを例示する。
図6に示すように、表示制御部133は、透視画像を表示させる場合には、透視画像データと前のフレームの表示画像データとを所定の割合「α」で加算する処理を行う。具体的には、表示制御部133は、表示画像データの各画素値にαを乗算した値と、透視画像データの各画素値に(1−α)を乗算した値とを加算することで、次の表示画像を生成する。次に、シフト画像を表示させる場合には、シフト画像データと前のフレームの表示画像データとを所定の割合「α」で加算する処理を行う。具体的には、表示制御部133は、表示画像データの各画素値にαを乗算した値と、シフト画像データの各画素値に(1−α)を乗算した値とを加算することで、次の表示画像を生成する。
ここで、シフト画像データもリカーシブフィルタ処理の処理対象とするのは、カンタムノイズの低減効果が見込めるからである。具体的には、カンタムノイズは、上述したように、空間的にランダムである。このため、透視画像の画素位置を移動させることで生成されたシフト画像を元の透視画像(表示画像)に加算することは、本来、時間的にランダムな画像同士を加算することでノイズを低減する場合と同等のノイズ低減効果が見込める。
そして、表示制御部133は、図7に示すように、リカーシブフィルタ処理後の透視画像データ及びシフト画像データを表示させる。具体的には、表示制御部133は、15fpsでリカーシブフィルタ処理後の透視画像データを間欠的に表示させる。そして、表示制御部133は、シフト画像データが生成された場合には、リカーシブフィルタ処理後のシフト画像データを、透視画像データが表示されてから1/30秒後に表示させる。
すなわち、表示制御部133は、1/30秒の時点でリカーシブフィルタ処理後の透視画像を表示させ、2/30秒の時点でリカーシブフィルタ処理後のシフト画像を表示させる。続いて、表示制御部133は、3/30秒の時点でリカーシブフィルタ処理後の透視画像を表示させ、4/30秒の時点でリカーシブフィルタ処理後のシフト画像を表示させる。なお、上述した判定部131によって直線移動量Dが閾値未満であると判定された場合には、シフト画像は生成されないため、透視画像が15fpsの間隔で連続して表示される。
このように、表示制御部133は、所定のフレームレートで透視画像を表示させるとともに、所定の時間が経過した後に、シフト画像を表示させる。言い換えると、表示制御部133は、所定の間隔で第1の画像を表示させるとともに、第1の画像が表示されてから所定時間が経過した後に、第2の画像を表示させる。
なお、上記の例では、表示制御部133がリカーシブフィルタ処理を行い、リカーシブフィルタ処理後の画像を表示させる場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、表示制御部133は、リカーシブフィルタ処理を行わずに、透視画像データ及びシフト画像データを表示させてもよい。また、例えば、表示制御部133は、リカーシブフィルタ処理以外にも、表示対象である画像と前のフレームの画像とを加算する処理を含む各種のフィルタ処理を行った画像を表示させてもよい。言い換えると、表示制御部133は、第1の画像を表示させる場合には、第1の画像と直前に表示された画像とを所定の割合で加算する処理を含むフィルタ処理を行った画像を表示させ、第2の画像を表示させる場合には、第2の画像と直前に表示された画像とを所定の割合で加算する処理を含むフィルタ処理を行った画像を表示させる。
図8は、実施形態に係るX線診断装置1における処理を説明するためのフローチャートである。図8に示すように、X線診断装置1の測定部141は、例えば、PF15fpsの実行中にX線の検出タイミングから1/30秒が経過すると、処理タイミングであるとして(ステップS101肯定)、移動量を測定する(ステップS102)。例えば、測定部141は、PF15fpsにおいて、X線の検出タイミングから1/30秒が経過するまでの間の移動量を測定する。なお、測定部141は、処理タイミングになるまで(ステップS101否定)、待機状態である。
続いて、判定部131は、測定部141によって測定された移動量が閾値以上であるか否かを判定する(ステップS103)。ここで、移動量が閾値以上である場合には(ステップS103肯定)、シフト画像生成部132は、シフト画像データを生成する(ステップS104)。例えば、シフト画像生成部132は、移動量に応じて、透視画像データからシフト画像データを生成する。なお、移動量が閾値未満である場合には(ステップS103否定)、以下に説明するステップS104〜S106の処理は実行されない。
そして、表示制御部133は、シフト画像生成部132によって生成されたシフト画像データに対して、リカーシブフィルタ処理を実行する(ステップS105)。そして、表示制御部133は、リカーシブフィルタ処理後のシフト画像データを出力部32に表示させる(ステップS106)。例えば、表示制御部133は、PF15fpsの実行中にX線の検出タイミングから1/30秒が経過した時点で、リカーシブフィルタ処理後のシフト画像データを表示させる。そして、X線診断装置1は、1フレームごとのシフト画像生成処理を終了する。なお、図8に示した一連の処理は、透視において、透視を終了する指示を受け付けるまで、1フレームごとに繰り返し実行される。
なお、図8に示した処理手順は、一例に過ぎない。例えば、判定部131による処理は、必ずしも実行されなくてもよい。この場合、ステップS104からステップS106の各処理は、PF15fpsの実行中にX線の検出タイミングから1/30秒が経過するごとに、毎回実行される。
上述してきたように、実施形態に係るX線診断装置1において、測定部141は、FPD15に対する被検体Pの位置が、X線が検出される時点から所定の時間が経過するまでの間に移動した移動量を測定する。そして、シフト画像生成部132は、移動量に応じて、透視画像の画素位置を変更したシフト画像を生成する。そして、表示制御部133は、所定のフレームレートで透視画像を表示させるとともに、所定の時間が経過した後に、シフト画像を表示させる。このため、実施形態に係るX線診断装置1は、被曝量を増加させることなく画像の動きを滑らかにすることを可能にする。
例えば、実施形態に係るX線診断装置1は、PF15fpsで透視画像を表示する場合に、それぞれの透視画像の間(1/30秒ごと)に、1/30秒後の移動量に応じてシフトさせたシフト画像を生成し、表示する。すなわち、X線診断装置1は、被曝量についてはPF15fpsのまま、シフト画像を用いて擬似的な30fps表示を実現する。このため、X線診断装置1は、被曝量を増加させることなく画像の動きを滑らかにすることを可能にする。
また、例えば、実施形態に係るX線診断装置1は、シフト画像に対してリカーシブフィルタ処理を実行する。このため、X線診断装置1は、カンタムノイズを低減することを可能にする。
また、例えば、実施形態に係るX線診断装置1は、移動量が閾値以上である場合に、シフト画像を生成し、移動量が閾値未満である場合には、シフト画像を生成しない。このため、X線診断装置1は、コマ送り感が生じる可能性がある場合に、シフト画像を生成/表示することが可能となる。言い換えると、X線診断装置1は、コマ送り感が生じる可能性がない場合には、シフト画像を生成/表示しないので、必要以上に処理負荷がかかるのを抑制することが可能となる。
(その他の実施形態)
上述した実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてもよい。
(フレームレートの調整)
例えば、上記の実施形態では、PF15fpsを擬似的に2倍のフレームレートで表示する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、擬似的に3倍のフレームレートで表示してもよい。
例えば、シフト画像生成部132は、PF15fpsにおいて透視画像が表示されてから、1/45秒後、及び、2/45秒後に、それぞれの経過時間に応じたシフト画像を生成する。これにより、X線診断装置1は、擬似的に3倍のフレームレートで表示することができる。
(LIH(Last Image Hold))
また、例えば、実施形態に係るX線診断装置1において、表示制御部133は、表示(透視)を停止する場合に、透視画像を表示させる。例えば、図7において、4/30秒が経過した後に透視が停止された場合には、表示制御部133は、4/30秒のシフト画像ではなく、3/30秒の透視画像を表示させる。これにより、操作者は、LIHを閲覧する際に、擬似的な画像であるシフト画像ではなく、実画像である透視画像を閲覧することができる。
(透視画像の保存)
また、例えば、実施形態に係るX線診断装置1は、透視画像を画像記憶部120に保存する。言い換えると、X線診断装置1は、シフト画像を保存させない。これにより、X線診断装置1は、必要以上に画像記憶部120にかかる負荷(データ量)を抑えることができる。
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、CPU及び当該CPUにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
また、上記の実施形態で説明した画像処理方法は、予め用意された画像処理プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この画像処理プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この画像処理プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク(FD)、CD−ROM、MO、DVD等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、被曝量を増加させることなく画像の動きを滑らかにすることができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
1 X線診断装置
130 画像処理部
131 判定部
132 シフト画像生成部
133 表示制御部
140 システム制御部
141 測定部

Claims (14)

  1. 所定の間隔でX線を発生させるX線発生器と、
    前記X線を検出するX線検出器と、
    前記X線検出器により検出されX線毎に、第1の画像を生成する第1の画像生成部と、
    前記X線が発生されてから次のX線が発生されるまでの間における撮像範囲に対する被検体移動量を測定する測定部と、
    前記第1の画像生成部により生成された前記第1の画像を、前記測定部により測定された前記移動量に応じて変更した第2の画像を生成する第2の画像生成部と、
    前記第1の画像が表示されてから次の前記第1の画像が表示されるまでの間において前記第2の画像を表示させる表示制御部と
    を備える、X線診断装置。
  2. 前記測定部は、前記X線が発生されてから次のX線が発生されるまでの時間より短い時間における前記移動量を測定する、請求項1に記載のX線診断装置。
  3. 前記表示制御部は、前記第1の画像が表示されてから前記短い時間が経過した時点で前記第2の画像を表示させる、請求項2に記載のX線診断装置。
  4. 前記第2の画像生成部は、前記移動量に応じて前記第1の画像の画素位置を移動させることで、前記第2の画像を生成する、請求項1〜3のいずれか一つに記載のX線診断装置。
  5. 前記表示制御部は、前記第1の画像を表示させる場合には、当該第1の画像と直前に表示された画像とを所定の割合で加算する処理を含むフィルタ処理を行った画像を表示させ、前記第2の画像を表示させる場合には、当該第2の画像と直前に表示された画像とを所定の割合で加算する処理を含むフィルタ処理を行った画像を表示させる、請求項1〜4のいずれか一つに記載のX線診断装置。
  6. 前記表示制御部は、前記フィルタ処理として、リカーシブフィルタ処理が行われた画像を表示させる、請求項に記載のX線診断装置。
  7. 前記移動量が閾値以上であるか否かを判定する判定部を更に備え、
    前記第2の画像生成部は、前記判定部により前記移動量が前記閾値以上であると判定された場合に、前記第2の画像を生成し、
    前記表示制御部は、前記所定の間隔で前記第1の画像を表示させるとともに、前記判定部により前記移動量が前記閾値以上であると判定された場合に、前記第1の画像が表示されてから次の前記第1の画像が表示されるまでの間に、前記第2の画像を表示させる、請求項1〜のいずれか一つに記載のX線診断装置。
  8. 前記測定部は、前記X線検出器と前記被検体が載置される天板との位置関係から前記移動量を測定する、請求項1〜のいずれか一つに記載のX線診断装置。
  9. 前記第2の画像生成部は、前記第1の画像の画素位置の変更により画素が不足した部分に対して、ランダムに設定される画素値の画素を補間する、請求項1〜のいずれか一つに記載のX線診断装置。
  10. 前記第2の画像生成部は、前記第1の画像の画素位置の変更により画素が不足した部分に対して、前記第2の画像の端辺の画素の複製に基づく画素を補間する、請求項1〜のいずれか一つに記載のX線診断装置。
  11. 前記第2の画像生成部は、前記第1の画像の画素位置の変更により画素が不足した部分に対して、前記第1の画像に基づく画素を補間する、請求項1〜のいずれか一つに記載のX線診断装置。
  12. 前記表示制御部は、表示を停止する場合に、前記第1の画像を表示させる、請求項1〜10のいずれか一つに記載のX線診断装置。
  13. 前記第1の画像を所定の画像記憶部に保存する、請求項1〜12のいずれか一つに記載のX線診断装置。
  14. X線検出器により検出されX線毎に、第1の画像を生成し、
    前記X線が発生されてから次のX線が発生されるまでの間における撮像範囲に対する被検体移動量を測定し、
    前記第1の画像を生成する処理により生成された前記第1の画像を、前記測定する処理により測定された前記移動量に応じて変更した第2の画像を生成し、
    前記第1の画像が表示されてから次の前記第1の画像が表示されるまでの間において前記第2の画像を表示させる
    各処理をコンピュータに実行させる、画像処理プログラム。
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