JP6537797B2 - 医用画像処理装置及びｘ線診断装置 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、医用画像処理装置及びＸ線診断装置に関する。
Ｘ線診断装置における血管撮像法の１つとしてディジタルサブトラクションアンギオグラフィ(DSA: Digital Subtraction Angiography)が知られている。DSAは、被検体への造影剤注入前後におけるＸ線画像データの差分(subtraction)画像データを診断用に収集する技術である。すなわち、造影剤の注入前においてＸ線画像データが差分画像データを生成するためのマスク(mask)画像データとして収集される。一方、造影剤を投与することによってＸ線造影(contrast)画像データが収集される。そして、Ｘ線造影画像データとマスク画像データとの間における差分処理によってDSA画像データが診断用に生成される。
このようなDSA画像データを生成すれば、血管の観察に不要な陰影が除去された画像データを取得することができる。すなわち、造影剤によって染影された血管が選択的に描出された診断画像データを得ることができる。このため、血管の診断に有用な画像を表示させることができる。
米国特許出願公開第２０１３／００７７８３９号明細書
本発明は、血管の診断により有用な画像を表示させることを目的とする。
本発明の実施形態に係る医用画像処理装置は、血管画像生成部と表示処理部とを有する。血管画像生成部は、被検体の時系列の造影画像データ、時系列の非造影画像データ、及び前記造影画像データと非造影画像データとの間における時系列の差分画像データの少なくとも１つに基づいて造影剤又は血流に対応する画像信号の強度の時間変化を取得し、前記画像信号の時間変化に基づくカラーの画素値を有するカラー画像データをカラースケールに従って生成する。表示処理部は、前記カラー画像データを表示装置に表示させる。前記血管画像生成部は、前記カラースケールの色相の変化方向へのシフト及び時間軸の時間方向へのシフトの少なくとも一方を順次実行することにより前記カラー画像データを動画として生成し、前記表示処理部は、入力装置から停止の指示が入力されるまで、動画の前記カラー画像データをループ再生させるように構成される。
また、本発明の実施形態に係るＸ線診断装置は、撮影系と血管画像生成部と表示処理部とを有する。撮影系は、少なくとも被検体の時系列のＸ線造影画像データを撮影する。血管画像生成部は、前記Ｘ線造影画像データ又は前記Ｘ線造影画像データとＸ線非造影画像データとの間における差分画像データに基づいて造影剤の濃度の時間変化を取得し、前記造影剤の濃度の時間変化に基づくカラーの画素値を有するカラー画像データをカラースケールに従って生成する。表示処理部は、前記カラー画像データを表示装置に表示させる。前記血管画像生成部は、前記カラースケールの色相の変化方向へのシフト及び時間軸の時間方向へのシフトの少なくとも一方を順次実行することにより前記カラー画像データを動画として生成し、前記表示処理部は、入力装置から停止の指示が入力されるまで、動画の前記カラー画像データをループ再生させるように構成される。
本発明の実施形態に係る医用画像処理装置の構成図。 図１に示す医用画像処理装置をバイプレーンタイプのＸ線診断装置に内蔵した例を示す図。 図１に示す医用画像処理装置の機能ブロック図。 PI画像データを生成するための造影剤の濃度の条件の例を示すグラフ。 PI画像データをカラー表示させるためのカラースケールの一例を示す図。 カラースケールにおける色相の変化方法の一例を示すグラフ。 DSA画像とPI画像とを並列表示させた画面の一例を示す図。 PI画像の表示に用いられるカラースケールの位相を示すGUIの一例を示す図。 PI画像の表示に用いられるカラースケールの位相を示すGUIの別の一例を示す図。 着目領域に適切なDSA動画の再生期間を指定する方法を説明する図。 F側のＸ線造影画像データとL側のＸ線造影画像データとの間におけるデータ収集時間の差をキャンセルする処理の一例を説明するグラフ。 F側のＸ線造影画像データとL側のＸ線造影画像データとの間におけるデータ収集時間の差をキャンセルする処理の別の一例を説明するグラフ。 異なる撮影時期に対応するPI動画像に対してカラーの同期処理を行う方法を説明する図。 図１に示すＸ線診断装置及び医用画像処理装置の動作及び処理の流れを示すフローチャート。
本発明の実施形態に係る医用画像処理装置及びＸ線診断装置について添付図面を参照して説明する。
（構成および機能）
図１は本発明の実施形態に係る医用画像処理装置の構成図である。
医用画像処理装置１は、ネットワークインターフェース(I/F: interface)２を介してネットワーク３と接続される。ネットワーク３には、医用画像処理装置１の他、画像診断装置や医用画像サーバ等の医用機器が接続される。図１に示す例では、画像診断装置としてＸ線CT (computed tomography)装置４、磁気共鳴イメージング(MRI: Magnetic Resonance Imaging）装置５及びＸ線診断装置６がネットワーク３に接続されている。また、医用画像サーバとして医用画像保管通信システム(PACS: picture archiving and communication system)７がネットワーク３に接続されている。
従って、医用画像処理装置１ではネットワーク３に接続されている所望の医用機器からネットワーク３を介して所望の医用画像データを取り込むことができる。尚、医用画像処理装置１をＸ線診断装置６等の画像診断装置や医用画像サーバに内蔵してもよい。
図２は、図１に示す医用画像処理装置１をバイプレーンタイプのＸ線診断装置６に内蔵した例を示す図である。
バイプレーンタイプのＸ線診断装置６は、２つの撮影系８Ａ、８Ｂ、制御系９、データ処理系１０及び寝台装置１１を備えている。第１の撮影系８Ａは、第１のＸ線管１２Ａと第１のＸ線検出器１３ＡとをＣ型アーム等の第１の支持器１４Ａで保持することによって構成される。第１の支持器１４Ａは、第１の駆動機構１５Ａによって駆動することができる。同様に、第２の撮影系８Ｂは、第２のＸ線管１２Ｂと第２のＸ線検出器１３ＢとをＣ型アーム等の第２の支持器１４Ｂで保持することによって構成される。第２の支持器１４Ｂは、第２の駆動機構１５Ｂによって駆動することができる。
制御系９は、２つの撮影系８Ａ、８Ｂ及び寝台装置１１を制御するシステムである。例えば、制御系９に備えられる高電圧発生装置からＸ線撮影の撮影条件に応じた所定のタイミングで第１のＸ線管１２Ａ及び第２のＸ線管１２Ｂに高電圧が印加される。また、Ｘ線撮影の撮影条件に従って、寝台装置１１の天板にセットされた被検体Ｏの撮影位置に所定の位置及び方向からＸ線が曝射されるように、制御系９により、第１の駆動機構１５Ａ及び第２の駆動機構１５Ａが制御される。
データ処理系１０は、第１のＸ線検出器１３Ａにより検出されたＸ線検出データに基づいて第１のＸ線画像データを生成する一方、第２のＸ線検出器１３Ｂにより検出されたＸ線検出データに基づいて第２のＸ線画像データを生成するシステムである。
また、Ｘ線診断装置６には、造影剤注入装置１６が設けられる。このため、被検体Ｏに造影剤を注入してＸ線撮影を行うことにより、被検体ＯのＸ線造影画像データを撮影することができる。
典型的なバイプレーンタイプのＸ線診断装置６では、第１の撮影系８Ａによって被検体Ｏの正面（F: frontal）側におけるＸ線画像データを撮影することができる。一方、第２の撮影系８Ｂによって被検体Ｏの側面（L: lateral）側におけるＸ線画像データを撮影することができる。
そして、Ｘ線診断装置６のデータ処理系１０を構成するコンピュータに医用画像処理プログラムを読み込ませることによってＸ線診断装置６に医用画像処理装置１を内蔵することができる。もちろん、バイプレーンタイプのＸ線診断装置６に限らず、単一の撮影系を備えたシングルプレーンタイプのＸ線診断装置６に医用画像処理装置１を内蔵することもできる。
図１に例示されるような独立した医用画像処理装置１についても、ワークステーション等のコンピュータに医用画像処理プログラムを読み込ませることによって構築することができる。医用画像処理プログラムは、汎用コンピュータを医用画像処理装置１として利用できるように情報記録媒体に記録してプログラムプロダクトとして流通させることもできる。
但し、画像診断装置等に内蔵される医用画像処理装置１又は独立した医用画像処理装置１を構成するために回路を用いてもよい。医用画像処理装置１をコンピュータで構成する場合には、図１に示すように、医用画像処理装置１には、演算装置１７、記憶装置１８、表示装置１９及び入力装置２０が備えられる。
図３は、図１に示す医用画像処理装置１の機能ブロック図である。
医用画像処理装置１に備えられるハードディスク等の記憶装置１８に保存された医用画像処理プログラムを演算装置１７で実行することにより、演算装置１７は、画像取得部３０、DSA画像生成部３１、パラメトリックイメージング(PI: parametric imaging)画像生成部３２及び表示処理部３３として機能する。表示処理部３３は、更に、並列表示処理部３４、アフィン変換同期部３５、再生・停止指示部３６、再生速度調整部３７、スケール位相表示部３８、初期スケール設定部３９、スケール初期化指示部４０、再生期間指定部４１及びカラー同期部４２を有する。また、記憶装置１８は、画像保存部４３として機能する。
画像取得部３０は、Ｘ線診断装置６等の画像診断装置やPACS７からネットワーク３を介して所望の医用画像データを取得し、取得した医用画像データを画像保存部４３に保存する機能を有する。特に、画像取得部３０は、所望の医用機器から造影撮影又は非造影撮影によって収集された被検体の血流動態を示す医用動画データ、すなわち時系列の医用画像データを取得する機能を有している。医用動画データは、時系列のボリューム画像データであっても良いし、時系列の２次元(2D: two dimensional) 画像データであっても良い。
例えば、Ｘ線CT装置４、MRI装置５又はＸ線診断装置６を用いた被検体の造影撮影によって収集された時系列のＸ線造影CTA(computed tomography angiography) 画像データ、Ｘ線造影画像データ又は造影MRA(magnetic resonance angiography)画像データ等の造影画像データを画像取得部３０において取得することができる。或いは、MRI装置５を用いたタイム・オブ・フライト(TOF: time of flight)法、FBI（Fresh Blood Imaging）又は反転回復(IR: inversion recovery)法等による被検体の非造影撮影によって収集された時系列の非造影MRA画像データを画像取得部３０において取得することもできる。
また、造影画像データとマスク画像データとの間における差分画像データとして得られるDSA画像データを生成する場合には、造影画像データに対応するマスク画像データが、対応する医用機器からネットワーク３を介して画像取得部３０により取得される。但し、時系列のDSA画像データ自体を所望の医用機器からネットワーク３を介して取得するようにしてもよい。
DSA画像生成部３１は、造影画像データとマスク画像データとの間における差分処理によってDSA画像データを生成する機能を有する。造影画像データとの差分処理用のマスク画像データには、Ｘ線非造影画像データ等の非造影画像データが用いられる。
PI画像生成部３２は、被検体の時系列の造影画像データ、時系列の非造影画像データ及び造影画像データとマスク画像データとの間におけるDSA画像データの少なくとも１つに基づいて造影剤又は血流に対応する画像信号の強度の時間変化を画素（ピクセル）位置ごとに取得し、画像信号の強度が特定の条件となる時間に対応するカラーの画素値を有するカラー画像データをカラースケールに従って生成する血管画像生成部としての機能を有する。
例えば、時系列の造影画像データ又は造影画像データとマスク画像データとの間におけるDSA画像データの画像信号をプロットすれば、画像信号の強度の時間変化として造影剤の濃度の時間変化を画素位置ごとに求めることができる。従って、造影剤の濃度の時間変化に基づいてカラー画像データを生成する場合には、少なくとも被検体の時系列の造影画像データが画像診断装置の撮影系によって予め撮影される。画像診断装置がＸ線診断装置６であれば、少なくとも被検体の時系列のＸ線造影画像データが撮影系により撮影される。
以降では、造影剤又は血流に対応する画像信号の時間変化が特定の条件となるまでの時間に対応するカラーの画素値を有するカラー画像データをPI画像データと称する。また、以降では、Ｘ線造影画像データとマスク画像データ（Ｘ線非造影画像データ）との間におけるDSA画像データに基づいて造影剤の濃度の時間変化を取得し、造影剤の濃度が特定の条件となる時間に対応するカラーの画素値を有するPI画像データをカラースケールに従って生成する場合を例に説明する。造影画像データのみ、非造影画像データのみ又はＸ線造影画像データ以外の他の造影画像データと非造影画像データとの間におけるDSA画像データに基づいて造影剤又は血流に対応する画像信号の時間変化を取得する場合においても同様な方法でPI画像データを生成することができる。
図４は、PI画像データを生成するための造影剤の濃度の条件の例を示すグラフである。
図４において横軸は時間（時相）を示し、縦軸はDSA画像データのある画素位置における画像信号の相対強度（DSA値）を示す。時系列のDSA画像データに基づいて、ある画素位置における画像信号の強度をプロットすると、画像信号の強度の時間変化として造影剤の濃度の変化を示す時間濃度曲線(Time-Density Curve)が得られる。
このため、造影剤のTDCに基づいて造影剤の到達時間や流入時間等を画素位置ごとに求めることができる。具体例として、DSA値が最大となる時の時間Tmaxを当該画素における造影剤の到達時間とみなす方法、DSA値が最大値の１／２となる時の時間Thalfを当該画素における造影剤の到達時間とみなす方法、DSA値が閾値THに達した時の時間Tthを当該画素における造影剤の流入開始時間等とみなす方法が挙げられる。
このように、DSA値が特定の条件となる時の時間を画素位置ごとに求めると、造影剤の到達時相や流入時相等の時相に応じたカラーを有するPI画像データを生成することができる。尚、DSA値が特定の条件となる時のDSA値をPI画像データの当該画素における輝度に設定してもよい。DSA画像データ以外の画像データを用いてPI画像データを生成する場合においても、同様に画像信号値或いは直前の画素信号値との差が特定の条件となる時の画像信号値をPI画像データの当該画素における輝度とすることができる。
図５は、PI画像データをカラー表示させるためのカラースケールの一例を示す図である。
図５(A)のグラフにおいて横軸は時間（時相）を示し、縦軸はDSA画像データの画像信号値(DSA値)を示す。すなわち図５(A)のグラフは、造影剤の濃度の時間変化に対応するDSA値の時間変化を示している。図４に示すようなDSA値の時間変化を複数の画素位置(PIXEL1, PIXEL2, ..., PIXELn)についてそれぞれ求めると、図５(A)に示すように、複数の画素位置(PIXEL1, PIXEL2, ..., PIXELn)に対応するDSA値の時間変化として造影剤のTDC (TDC(PIXEL1), TDC(PIXEL2), ..., TDC(PIXELn))が得られる。従って、造影剤の濃度が特定の条件となるまでの時間t1, t2, ..., tnについても画素位置(PIXEL1, PIXEL2, ..., PIXELn)ごとに求められる。このため、PI画像データの生成領域における全ての画素位置についても同様に、造影剤の濃度が特定の条件となるまでの時間を求めることができる。
一方、図５(B)は、DSA値の時間変化が特定の条件となる時の時間をカラーで表示させるためのカラースケールを示している。図５において縦軸方向は、時間を示す。すなわち、DSA値の時間変化が特定の条件となる時の時間は、単一のカラースケールを用いてカラー静止画として表示できる他、時系列の複数のカラースケールを用いてカラーの動画として表示することもできる。
例えば、図５(B)の最上部のカラースケールを用いてカラーコーディングを行えば、画素位置がPIXEL1のカラーは、PIXEL1において造影剤の濃度が最大値の１／２等の特定の条件となる時間t1に対応するカラースケールの色相となる。同様に、画素位置がPIXEL2, ..., PIXELnのカラーについても、カラースケールに従って、造影剤の濃度が最大値の１／２等の特定の条件となる時間t2, ..., tnに対応するカラースケールの色相となる。従って、造影剤の濃度が最大値の１／２等の特定の条件となる時間に応じた色相を有するカラー画像データをPI画像データとして生成することができる。このようなPI画像データを診断に供すれば、造影剤の到達時相や流入時相を色の相違として視認することが可能となる。
更に、カラースケール自体を時相、すなわち色相の変化方向にシフトさせることによって図５(B)に示すように色相の変化率が一定で色相の変化の位相が異なる複数のカラースケールを作成することができる。そして、カラースケールを一定の時間間隔で変えながらPI画像データのカラーコーディングを行えば、PI画像データを動画として生成することができる。
この場合、PI動画データのフレームレートは、カラースケールの変化レートとなり、カラースケールを次のカラースケールに変えると、PI動画データのフレームが次のフレームに変わることになる。また、カラースケールを色相の変化方向にカラースケールの長さ分だけシフトすれば、元のカラースケールと一致する。従って、PI動画データは、周期Tscaleで周期的にカラーが変化する動画データとなる。すなわち、PI動画データは、カラーが異なる複数フレームのPI画像データのセットを、繰返し再生する動画データとなる。
カラースケールにおいて色相を変化させる周期Thueは、図５(C)に示すように、各画素位置におけるDSA値が特定の条件となる時の各時間が取り得る時間範囲、つまりPI画像データの生成に用いられる時系列のDSA画像データの時相範囲よりも十分に短くすることが視認性の向上の観点から効果的である。カラースケールにおける色相の変化の周期Thueを短く設定すれば、各画素位置においてDSA値が特定の条件となる時の時間の差が僅かであっても色相の相違によって区別することが可能となる。すなわち、色相の変化による時間分解能を向上させることができる。このため、造影剤の到達時相等の差が僅かであっても、色相の相違によって視認することが可能となる。
図５(C)に例示されるカラースケールを色相の変化周期Thueだけ色相の変化方向にシフトすれば、元のカラースケールと一致する。従って、図５(C)に例示されるカラースケールを用いてPI動画データを生成する場合においても、PI動画データは、周期Tscaleで周期的にカラーが変化する動画データとなる。
図５(B), (C)には、カラースケール自体を色相の変化方向にシフトさせることによってPI動画データを生成する場合の例を示したが、カラースケールをシフトさせる代わりにDSA値が特定の条件となる時間、すなわち時間軸を時間方向に一定の時間ずつシフトさせることによっても同様にPI動画データを生成することができる。もちろん、カラースケール及び時間軸の双方をシフトさせてもよい。つまり、DSA値等の画像信号の強度が特定の条件となる時間に対してカラースケールを相対的に色相の変化方向にシフトさせることによってPI動画データを生成することができる。
図６はカラースケールにおける色相の変化方法の一例を示すグラフである。
図６において直交する３軸は、それぞれR値、G値及びB値を示す。図６に示すようなR値の最大値、G値の最大値及びB値の最大値を頂点とする色三角形の辺に沿って、周期Thue内の各時相に対応するR値、G値及びB値を決定することができる。すなわち、相対時刻がゼロ及びThueの時には、G値及びB値がいずれもゼロでR値が最大値、相対時刻がThue/3の時には、R値及びB値がいずれもゼロでG値が最大値、相対時刻が2Thue/3の時には、R値及びG値がいずれもゼロでB値が最大値となるように配色を行うことができる。
このような配色を行うと、造影剤の到達時相等が遅くなるにつれて、色が赤から緑を経由して青に変化し、再び赤に戻るPI画像データを生成することができる。尚、赤、緑及び青の間の色については、例えば、R値、G値及びB値が線形に変化するように時相に割り当てることができる。或いは、色三角形の中心と辺上の点を結ぶ線分の角度が線形に変化するようにR値、G値及びB値を時相に割り当てることもできる。
このため、カラースケール内における色相の変化を所定の周期Thueで繰返したり、カラースケールを色相の変化方向に順次シフトしてPI動画データを生成しても、カラーの変化を連続的にすることができる。すなわち、色相の変化の最初の色と最後の色がいずれも赤となるため、カラーの変化を常に連続的にすることができる。
次に、表示処理部３３の詳細機能について説明する。
表示処理部３３は、画像取得部３０、DSA画像生成部３１又はPI画像生成部３２において取得又は生成された所望の画像データ並びに画像保存部４３に保管された所望の画像データに必要な表示処理を施して表示装置１９に出力する機能を有する。特に、表示処理部３３は、入力装置２０の操作によって画像の表示条件を指定するための電子キーやスクロールバー等を表示装置１９に表示させ、入力装置２０の操作によって指定された表示条件に従って表示処理を実行するグラフィカル・ユーザ・インターフェース(GUI: Graphical User Interface)としての機能を有する。
並列表示処理部３４は、DSA画像及びPI画像を表示装置１９に並列表示させる機能を有する。もちろん、DSA画像及びPI画像を、それぞれ動画として並列表示させることもできる。すなわち、カラースケールをシフトさせたPI画像として得られる第１の動画と、時系列のDSA画像から成る第２の動画とを並列表示させることができる。
図７は、DSA画像とPI画像とを並列表示させた画面の一例を示す図である。
図７に示すように、DSA画像及びPI画像を並列表示させることができる。また、第１の動画としてのPI動画及び第２の動画としてのDSA動画を並べて同時に再生することができる。これにより、ユーザは、血流動態を、より容易に把握することが可能となる。
アフィン変換同期部３５は、PI動画及びDSA動画の一方に拡大、縮小、移動、回転等のアフィン変換を施した場合に、他方にも同期してアフィン変換を施す機能を有する。すなわち、入力装置２０の操作によってPI動画及びDSA動画のいずれかにアフィン変換が実行されると、アフィン変換同期部３５により自動的に他方にもアフィン変換が実行される。これにより、ユーザは、PI動画及びDSA動画を常に同じ拡大率及び観察角度で観察することができる。
再生・停止指示部３６は、入力装置２０の操作によってDSA動画及びPI動画の再生及び停止を指示するための電子キー等のウィジェット(GUIのパーツ）を表示装置１９に表示させ、入力装置２０から入力された指示情報に従ってDSA動画及びPI動画を再生及び停止させる機能を有する。DSA動画及びPI動画は、それぞれ独立して再生及び停止することができる。従って、図７に示す画面例では、DSA動画用の再生(PLAY)ボタン及び停止(STOP)ボタンと、PI動画用の再生ボタン及び停止ボタンとが、それぞれ表示されている。
DSA動画データは、時系列の複数フレームのDSA画像データから成る動画データである。従って、DSA動画を再生すると、時間の経過に伴って造影剤が血管内を流れていく様子が描出される。DSA動画は、任意のフレームで停止させたり、任意のフレームから再生を再開することができる。また、DSA動画を、初期フレームから再生できるように、巻戻し(RWD)ボタンを準備してもよい。更に、DSA動画が最終フレームまで再生された場合に、自動的に初期フレームから再生が再開されるようにリピート機能を設けることもできる。
一方、PI動画データは、１フレーム分のPI画像データのカラースケールを色相の変化方向にシフトさせることによって生成される動画データである。従って、入力装置２０から停止の指示が入力されるまでPI動画データを表示装置１９に連続表示させることができる。PI動画データは、DSA動画データと異なり時間の経過に伴って変化する動画データではないが、あたかも血液又は造影剤が血管内を流れているようにカラーが移動して見える動画データとなる。
上述したようにカラースケールを色相の変化の周期Thueだけ色相の変化方向にシフトさせると元のカラースケールと一致する。従って、初期時刻t=t0に対応するフレームのPI画像と、初期時刻t=t0からカラースケールの変化の周期Tscaleだけ経過した時刻t= t0+Tscaleに対応するフレームのPI画像は、互いに同一の画像となる。この関係は、任意の時刻tについても同様である。このため、PI動画は、停止するまで色相の連続的な変化を周期Tscaleで繰返す動画となる。
再生速度調整部３７は、入力装置２０の操作によってDSA動画及びPI動画の再生速度を調整するためのスクロールバー等のウィジェットを表示装置１９に表示させ、入力装置２０から入力された指示情報に従ってDSA動画及びPI動画の再生速度を調整する機能を有する。DSA動画の再生速度と、PI動画の再生速度は、互いに独立して調整することができる。このため、図７に示す例では、DSA動画の再生速度を指定するためのスクロールバーと、PI動画の再生速度を指定するためのスクロールバーが別々に準備されている。
DSA動画の再生速度は、時系列の2D DSA画像のフレームの更新レートとして可変設定することができる。一方、PI動画の再生速度は、カラーフレーム（カラースケール）の更新レート及び時間的に隣接するカラーフレーム（カラースケール）間における色相のシフト量の少なくとも一方として可変設定することができる。すなわち、カラーフレームの更新レートを増加させれば、PI動画におけるカラーの変化速度を増加させることができる。また、時間的に隣接するカラーフレーム間における色相のシフト量を増加させれば、カラーフレームの更新レートを変えなくても、PI動画におけるカラーの変化速度を増加させることができる。
このため、例えば、速い速度でPI動画を再生して血液の全体的な流れを把握した後に、PI動画の再生速度が遅くなるように変更して局所的な血液の流れを把握するといった観察が可能となる。また、PI動画をコマ送りできるようにしてもよい。
スケール位相表示部３８は、カラースケールの、色相の変化方向におけるシフト量を表示装置１９に表示させる機能を有する。カラースケールのシフト量は、変化の周期Tscaleを用いて位相として時間的に表現することもできる。特に、始点と終点を同じにして一筆書きすることが可能な図形の周上を移動する点又は移動する点と静止した点とを結ぶ線分によってカラースケールのシフト量を表示させると理解が容易となる。始点と終点を同じにして一筆書きすることが可能な図形は、輪郭が交差しなければ2D閉空間の輪郭となる。
図８は、PI画像の表示に用いられるカラースケールの位相を示すGUIの一例を示す図である。
図８に示すように、円周上を移動する点又は円周上を移動する点と円の中心とを結ぶ線分によってカラースケールのシフト量を位相のように表現することができる。具体的には、円周上を移動する点の初期位置における時刻をt=0とし、カラースケールの変化の周期Tscaleだけ経過した時刻t=Tscaleに点が初期位置に戻るように点の移動速度を決定することができる。
そうすると、時刻t=0における点の初期位置が図８に示すように円の最上部であれば、カラースケールの色相が周期Tscaleの整数倍だけ時間的にシフトしたタイミングにおいて点の位置が常に円の最上部に戻る。また、カラースケールの色相が周期Tscaleの整数倍に周期Tscaleの1/2を加算した時間だけシフトしたタイミングでは点の位置が円の最下部となる。このため、円周上の点又は線分の位置を目視することにより、カラースケールの位相を容易に把握することが可能となる。
図９は、PI画像の表示に用いられるカラースケールの位相を示すGUIの別の一例を示す図である。
図９に示すように、無限大を表す記号∞に沿って移動する点によってカラースケールのシフト量を位相のように表現することもできる。具体的には、無限大記号上を移動する点の初期位置における時刻をt=0とし、カラースケールの変化の周期Tscaleだけ経過した時刻t=Tscaleに点が無限大記号上の全ての位置を経由して初期位置に戻るように点の移動速度を決定することができる。
そうすると、時刻t=0における点の初期位置が図９に示すように曲線の交差位置であれば、カラースケールの色相が周期Tscaleの整数倍だけ時間的にシフトしたタイミングと、カラースケールの色相が周期Tscaleの整数倍に周期Tscaleの1/2を加算した時間だけシフトしたタイミングにおいて、点の位置が曲線の交差位置に戻る。また、カラースケールの色相が周期Tscaleの整数倍に周期Tscaleの1/4又は3/4を加算した時間だけシフトしたタイミングでは点の位置が無限大記号の右端又は左端となる。このため、無限大記号上の点の位置を目視することにより、カラースケールの位相を容易に把握することが可能となる。
カラースケールの位相は、図８及び図９に示す例に限らず、図６に示す三角形のように、所望の図形を用いて表現することができる。
初期スケール設定部３９は、PI動画の再生に用いられるカラースケールの初期位置、すなわちカラースケールの初期の色相のパターンを設定する機能を有する。図７に示す例では、カラースケールの初期化(INITIALIZE)ボタンがGUIのウィジェットとして表示されている。そして、PI動画の再生中の所望のタイミングにおいて入力装置２０の操作によって初期化ボタンを押下すると、初期化ボタンが押下されたタイミングにおけるカラースケールを初期のカラースケールに設定することができる。すなわち、カラースケールの初期化ボタンを押下することによって、所望のタイミングにおけるカラースケールを、初期時刻t=0における初期のカラースケールに設定することができる。
カラースケールの初期位置の設定は、図８及び図９に示すGUI上では、カラースケールの初期化ボタンが押下されたタイミングにおける時刻がt=tiであれば、時刻t=tiが時刻t=0となり、時刻t=ti+Tscaleが時刻t=Tscaleとなるようにカラースケールを変化させた時間tを時間-tiだけオフセットさせる時間の変換処理となる。従って、図８及び図９に示すGUI上では、初期化ボタンが押下された時刻t=tiから周期Tscaleのn(n=0, 1, 2, ...)倍だけ経過した時刻t=ti+nTscaleにおいて、点が初期位置に表示されることになる。
カラースケールのシフト量は、上述したように、DSA値等の画像信号値が特定の条件となる時間に対する相対的な量である。従って、カラースケールの初期位置についても、DSA値等の画像信号値が特定の条件となる時間を、カラースケールに対してシフトさせることによって設定してもよい。
スケール初期化指示部４０は、PI動画のカラーコーディングに用いられるカラースケールを初期のカラースケールに設定する機能を有する。すなわち、PI動画の再生中において入力装置２０の操作によってカラースケールを初期のカラースケールに戻す指示がスケール初期化指示部４０に入力された場合に、スケール初期化指示部４０は、カラースケールを初期のカラースケールに戻すように構成されている。
図７に示す例では、PI動画の表示条件の設定用の電子ボタンとして、初期フレームへの戻りボタンが準備されている。従って、入力装置２０の操作によってPI動画の巻戻しボタンを押下すると、PI動画のカラーを初期のカラーに戻して再生を再開することができる。
このため、注目領域における血液の流れを観察したい場合には、例えば、注目領域の最上流位置におけるカラーが視認が容易な赤となったタイミングでカラースケールの初期化ボタンを押下した後、PI動画の巻戻しボタンを押下して再生すれば、赤の移動として注目領域における血液の流れを観察することができる。
再生期間指定部４１は、入力装置２０の操作によって指定された着目領域に適切なDSA動画の再生期間を自動的に指定する機能を有する。すなわち、時系列の全てのフレームの2D DSA画像を表示対象とせずに、所定の期間における時系列の2D DSA画像から成るDSA動画を再生することができる。
DSA動画の再生期間を指定するための着目領域は、DSA動画又はPI動画を参照画像として指定することができる。図７に示す例では、DSA動画の再生期間を指定するための着目領域として、関心領域(ROI: region of interest)がDSA動画の表示エリアに設定されている。
DSA動画の再生期間は、着目領域内においてDSA値が最大値や半値等の特定の条件となる時間の最小値と最大値とに基づいて決定することができる。すなわち、着目領域内においてDSA値が特定の条件となる時間の最小値と最大値とがカバーされるようにDSA動画の再生期間を設定すれば、造影剤が着目領域に最も早く流入するタイミングと、造影剤が着目領域に最も遅く到達するタイミングをカバーするDSA動画の再生期間を設定することができる。このため、着目領域内に造影剤が流入及び到達する期間のDSA動画を選択的に再生することが可能となる。
図１０は着目領域に適切なDSA動画の再生期間を指定する方法を説明する図である。
図１０(A)のグラフにおいて横軸は時間（時相）を示し、縦軸はDSA画像データの画像信号値(DSA値)を示す。図１０(A)に示すように、着目領域として設定されたROI内の各画素位置におけるDSA値の時間変化に限定してDSA値が特定の条件となる時間の最小値Tmin及び最大値Tmaxを特定することができる。
そうすると、ROI内においてDSA値が特定の条件となる時間の最小値Tminから第１のマージン時間Tmargin_1を減算した時間Tmin-Tmargin_1を開始時間Tstartとし、最大値Tmaxに第２のマージン時間Tmargin_2を加算した時間Tmax+Tmargin_2を終了時間Tendとする期間tsection(Tstart=Tmin-Tmargin_1≦tsection≦Tend=Tmax+Tmargin_2)を、時系列の複数フレームの2D DSA画像をDSA動画として再生させる再生期間に設定することができる。
第１のマージン時間Tmargin_1及び第２のマージン時間Tmargin_2は、経験的かつ任意に予め決定しておくことができる。例えば、造影剤の流入時間に対応する時間の最小値Tminに対する第１のマージン時間Tmargin_1であればほぼゼロに、造影剤の流入時間に対応する時間の最大値Tmaxに対する第２のマージン時間Tmargin_2であれば１秒程度に、DSA値が最大値となる時間の最小値Tminに対する第１のマージン時間Tmargin_1であれば1s程度に、DSA値が最大値となる時間の最大値Tmaxに対する第２のマージン時間Tmargin_2であればほぼゼロに、DSA値が最大値の半値となる時間の最小値Tminに対する第１のマージン時間Tmargin_1であれば500ms程度に、DSA値が最大値の半値となる時間の最大値Tmaxに対する第２のマージン時間Tmargin_2であれば500ms程度に、それぞれ決定することが実用的である。
或いは、第１のマージン時間Tmargin_1及び第２のマージン時間Tmargin_2を1s以上の十分に長い時間に設定することもできる。その場合、第１のマージン時間Tmargin_1を第２のマージン時間Tmargin_2よりも長い時間に設定すると、表示させることが有用なフレームの欠落を回避することができる。
尚、再生期間に含まれる時系列の複数フレームのDSA画像データのみを用いてPI画像データを生成するようにしてもよい。図１０(B)及び(C)は、それぞれROIに対応する再生期間に含まれる時系列の複数フレームのDSA画像データのみを用いてPI画像データを生成する場合に用いられるカラースケールの一例を示している。
図１０(B)及び(C)に例示されるカラースケールを用いてPI静止画データ又はPI動画データを生成すれば、PI画像データの画素値となる時間の最小値から最大値までの期間が短くなるため、僅かな時間差であってもカラーの違いとして表示させることができる。すなわち、ROI内における造影剤の流入時刻及び到達時刻の僅かな差を、カラーの違いとして容易に視認することが可能となる。この場合、PI画像データについては、DSA動画にROIとして設定された着目領域と同一の領域内についてのみ生成するようにしてもよい。
カラー同期部４２は、同一の血管が描出された２種類のPI動画又はPI静止画を並列表示させる場合に、PI画像間においてカラーを同期させる機能を有する。同一の血管が描出された２種類のPI画像が生成される場合としては、図２に示すようなバイプレーンタイプのＸ線診断装置６を用いて異なる方向からほぼ同時に血管撮影が行われた場合や、術前及び術後等の異なる時期に血管撮影が行われた場合が挙げられる。
バイプレーンタイプのＸ線診断装置６を用いて異なる方向から血管の撮影を行った場合には、F側の時系列のDSA画像データと、L側の時系列のDSA画像データとを取得することができる。このため、F側のPI画像データと、L側のPI画像データとを別々に生成することができる。
このように、異なる撮影方向に対応する２つのPI画像データが生成された場合には、２つのPI画像データ間において対応する血管の位置を同一のカラーで表示させるための同期処理を行うことができる。同期処理後の２つのPI画像データは、それぞれ静止画として表示装置１９に表示させるのみならず、動画として表示装置１９に連続表示させることができる。
バイプレーンタイプのＸ線診断装置６を用いて取得されたF側及びL側の２つのPI画像データ間において対応する血管の位置を同一のカラーで表示させるための同期処理は、F側のＸ線造影画像データと、L側のＸ線造影画像データとの間におけるデータ収集時間の差をキャンセルする処理とすることができる。
図１１は、F側のＸ線造影画像データとL側のＸ線造影画像データとの間におけるデータ収集時間の差をキャンセルする処理の一例を説明するグラフである。
図１１の各グラフにおいて横軸は時間を示し、縦軸はＸ線診断装置６の制御系９に備えられるF側用及びL側用の高電圧発生装置に出力される制御パルスの強度を示す。また、図１１(F)は、F側用の高電圧発生装置に出力される制御パルスを示し、図１１(L)は、L側用の高電圧発生装置に出力される制御パルスを示す。
図１１に示すように、F側用の高電圧発生装置及びL側用の高電圧発生装置には制御パルスが交互に出力される。制御パルスに従ってF側用の高電圧発生装置からF側用の第１の撮影系８Ａに高電圧が印加されると、制御パルスの長さに応じた時間だけ第１の撮影系８ＡからＸ線が曝射される。Ｘ線の曝射が終了すると、F側用の第１のＸ線検出器１３Ａにより一定期間Ｘ線の検出が実行される。
F側用の第１のＸ線検出器１３ＡによるＸ線の検出が終了すると、L側用の高電圧発生装置に制御パルスが出力される。そして、L側についてもF側と同様にL側用の高電圧発生装置からL側用の第２の撮影系８Ｂに高電圧が印加されることによって、第２の撮影系８ＢからＸ線が曝射される。Ｘ線の曝射が終了すると、L側用の第２のＸ線検出器１３ＢによりＸ線の検出が実行される。
このようにF側用の高電圧発生装置への制御パルスの出力タイミングと、L側用の高電圧発生装置への制御パルスの出力タイミングとの間には、時間差TDが存在する。そこで、時間差TDがキャンセルされるように、F側のPI画像データ及びL側のPI画像データの少なくとも一方を補正することができる。具体的には、L側のPI画像データのカラーコーディングに使用するカラースケールを、F側のPI画像データのカラーコーディングに使用するカラースケールを時間差TD分だけ位相の変化方向にシフトさせたカラースケールとするカラースケールの同期処理を実行すればよい。PI動画についても同様である。
より具体的な例として、F側のＸ線造影画像データとL側のＸ線造影画像データのペアが10pps(pair per second)で収集される場合であれば、F側用の高電圧発生装置への制御パルスの出力タイミングと、L側用の高電圧発生装置への制御パルスの出力タイミングとの間における時間差TDは50msとなる。従って、F側のPI画像用のカラースケールを50ms分だけ位相の変化方向にシフトしたカラースケールを、L側のPI画像用のカラースケールとすればよい。そして、F側のPI画像用のカラースケール及びL側のPI画像用のカラースケールを、それぞれ同一のシフト量だけ位相の変化方向にシフトさせた各カラースケールに同一の変更レートでそれぞれ変更することによって、同一の血管の位置が同一のカラーで表示されるL側のPI動画及びF側のPI動画を並列表示させることができる。
尚、F側のPI画像データ用のカラースケールとL側のPI画像データ用のカラースケールとの間における相対的なシフトに代えて、DSA値の時間変化を表すための時間軸の相対的なシフトによってF側のPI画像データと、L側のPI画像データとの間における時間差TDをキャンセルするようにしてもよい。この場合には、L側のPI動画及びF側のPI動画を同期表示させるために、同一のカラースケールを用いることができる。
図１２は、F側のＸ線造影画像データとL側のＸ線造影画像データとの間におけるデータ収集時間の差をキャンセルする処理の別の一例を説明するグラフである。
図１２の各グラフにおいて横軸は時間を示し、縦軸はＸ線診断装置６の制御系９に備えられるF側用及びL側用の高電圧発生装置に出力される制御パルスの強度を示す。また、図１２(F)は、F側用の高電圧発生装置に出力される制御パルスを示し、図１２(L)は、L側用の高電圧発生装置に出力される制御パルスを示す。
図１１に示す例では、F側用の高電圧発生装置に出力される制御パルスのパルス幅と、L側用の高電圧発生装置に出力される制御パルスのパルス幅との間における差が無視できる場合について説明したが、図１２に例示されるように無視できない場合もある。
すなわち、F側用の高電圧発生装置に出力される制御パルスのパルス幅がDFであり、L側用の高電圧発生装置に出力される制御パルスのパルス幅がDLである場合には、F側用の高電圧発生装置に出力される制御パルスの中心時刻tFは、初期時刻をt=0とすると、tF=DF/2となる。一方、L側用の高電圧発生装置に出力される制御パルスの中心時刻tLは、F側用の高電圧発生装置への制御パルスの出力タイミングとL側用の高電圧発生装置への制御パルスの出力タイミングとの間における時間差をTDとすると、tL=TD+DL/2となる。従って、F側用の高電圧発生装置に出力される制御パルスの中心時刻tFと、L側用の高電圧発生装置に出力される制御パルスの中心時刻tLとの間における時間差は、tL-tF=TD+DL/2-DF/2である。
このため、F側のPI画像データ用のカラースケールとL側のPI画像データ用のカラースケールとの間における相対的なシフト量を、時間差tL-tF=TD+DL/2-DF/2に相当する色相の変化量とすれば、時間差tL-tF=TD+DL/2-DF/2をキャンセルすることができる。この場合においても、カラースケール間における相対的なシフトに代えて、DSA値の時間変化を表すための時間軸の相対的なシフトによって時間差tL-tF=TD+DL/2-DF/2をキャンセルすることができる。
より具体的な例として、F側のＸ線造影画像データとL側のＸ線造影画像データのペアの収集レートが10pps、F側用の高電圧発生装置に出力される制御パルスのパルス幅がDF=10ms、L側用の高電圧発生装置に出力される制御パルスのパルス幅がDL=20msである場合には、制御パルスの立ち上がり間における時間差TDが50msであるので、F側用の高電圧発生装置に出力される制御パルスの中心時刻はtF=5msとなり、L側用の高電圧発生装置に出力される制御パルスの中心時刻はtL=60msとなる。
従って、tL-tF=55msに相当する色相の変化量だけ相対的にシフトさせた２つのカラースケールをそれぞれF側のPI画像データ用のカラースケール及びL側のPI画像データ用のカラースケールとすればよい。
このようにF側のPI画像データとL側のPI画像データとの間におけるカラーの同期処理を行えば、F側及びL側の双方から造影剤の到達タイミングを同一の色相の変化として視認することが可能となる。また、F側のPI画像に描出されている血管と、L側のPI画像に描出されている血管が同一であるか否かについても、容易に把握することができる。特に、Ｘ線の曝射時間の相違を考慮して図１２で説明されるようなカラーの同期処理を行えば、F側のPI画像データとL側のPI画像データとの間におけるカラーの一致度を一層向上させることができる。
カラーの同期処理の対象となり得る２種類のPI画像が生成される場合の別の例としては、上述したように、治療前後等の異なる撮影時期に対応する２つのPI画像データを生成する場合が挙げられる。すなわち、治療前後等にDSA画像データを撮影した場合には、２セットの時系列の複数フレームのDSA画像データに基づいて２つのPI画像データを独立して生成することができる。
この場合には、撮影間において造影剤の注入タイミングや造影剤が流れる速度が一致するとは限らない。そこで、２つのPI画像データに対してそれぞれ直接又は間接的に指定された２つの点を同一のカラーで表示させるための同期処理を行うことができる。同期処理後の２つのPI画像データは、それぞれ静止画として表示装置１９に表示させるのみならず、動画として表示装置１９に連続表示させることができる。
図１３は、異なる撮影時期に対応するPI動画像に対してカラーの同期処理を行う方法を説明する図である。
図１３(A)は、血栓が存在する治療前の第１のPI画像と血栓が除去された治療後の第２のPI画像とを並列表示させた例を示す。また、図１３(B)は、カラーの同期処理後における初期のカラースケールの一例を示し、図１３(C)は、カラーの同期処理後における初期のカラースケールの別の一例を示す。
図１３(A)に示すように、例えば、治療前の第１のPI画像上において、入力装置２０の操作によって第１の位置Pu1を直接指定することができる。或いは、治療前の第１のDSA画像を参照画像として間接的に治療前の第１のPI画像上に第１の位置Pu1を指定することもできる。同様に、治療後の第２のPI画像上において、入力装置２０の操作によって第１の位置Pu1と解剖学的に同一とみなせる第２の位置Pu2を直接指定することができる。或いは、治療後の第２のDSA画像を参照画像として間接的に治療後の第２のPI画像上に第２の位置Pu2を指定することもできる。
第１の位置Pu1が治療前後において変化のない位置であれば、第１のPI画像の第１の位置Pu1と、第１の位置Pu1に対応する第２のPI画像の第２の位置Pu2を同一のカラーで表示させることが望ましい。そこで、第１のPI画像の第１の位置Pu1においてDSA値が特定の条件となる時間T(Pu1)に対応する色相と、第２のPI画像の第２の位置Pu2においてDSA値が特定の条件となる時間T(Pu2)に対応する色相が同一となるように、図１３(B)に示すように第１のPI画像用のカラースケールと第２のPI画像用のカラースケールとを色相の変化方向に相対的にシフト量dだけシフトさせるカラーの同期処理を行うことができる。
これにより、第１のPI画像上の第１の位置Pu1においてDSA値が特定の条件となる時間T(Pu1)と、第２のPI画像上の第２の位置Pu2においてDSA値が特定の条件となる時間T(Pu2)とが相違する場合であっても、同一の色相で表示させることができる。すなわち、同一の血管の位置を、同一のカラーで第１のPI画像及び第２のPI画像に表示させることができる。これは、第１のPI画像及び第２のPI画像をそれぞれ動画として表示させる場合も同様である。すなわち、少なくとも第１のPI画像上の第１の位置Pu1と、第２のPI画像上の第２の位置Pu2との間においてカラーを同期させて第１のPI画像及び第２のPI画像を再生することができる。
図１３(B)に示すような２つのカラースケールを色相の変化周期Thueを変えずに色相の変化方向に相対的に平行移動させるのみの０次の補正は、造影剤の注入タイミングから撮影開始タイミングまでの期間が、第１のDSA画像の収集時と第２のDSA画像の収集時との間において異なる場合に有用である。
これに対して、第１のDSA画像の収集時と第２のDSA画像の収集時との間において血液及び造影剤が流れる速度も無視できない程度に異なる場合には、１つの点を指定するのみでは第１のPI画像と第２のPI画像との間におけるカラーを完全に一致させることはできない。そこで、解剖学的に同一とみなせる別の点を更に指定することができる。解剖学的に同一とみなせる別の点についても、PI画像上に直接或いはDSA画像を参照画像として間接的にPI画像上に指定することができる。
そして、２つのPI画像データに対してそれぞれ直接又は間接的に指定された別の２つの点が更に同一のカラーで表示されるように、DSA値が特定の条件となる時間に対してカラースケールを相対的にシフト及び伸縮させる処理を同期処理として実行することができる。
具体例として、図１３(A)に示すように、治療前の第１のPI画像上において、入力装置２０の操作によって第３の位置Pd1を直接指定することができる。或いは、治療前の第１のDSA画像を参照画像として間接的に治療前の第１のPI画像上に第３の位置Pd1を指定することもできる。同様に、治療後の第２のPI画像上において、入力装置２０の操作によって第３の位置Pd1と解剖学的に同一とみなせる第４の位置Pd2を直接指定することができる。或いは、治療後の第２のDSA画像を参照画像として間接的に治療後の第２のPI画像上に第４の位置Pd2を指定することもできる。
そして、第１のPI画像の第１の位置Pu1においてDSA値が特定の条件となる時間T(Pu1)に対応する色相と、第２のPI画像の第２の位置Pu2においてDSA値が特定の条件となる時間T(Pu2)に対応する色相が同一となり、かつ第１のPI画像の第３の位置Pd1においてDSA値が特定の条件となる時間T(Pd1)に対応する色相と、第２のPI画像の第４の位置Pd2においてDSA値が特定の条件となる時間T(Pd2)に対応する色相が同一となるように、図１３(C)に示すように第１のPI画像用のカラースケールと第２のPI画像用のカラースケールとを色相の変化方向に相対的にシフト及び伸縮させるカラーの同期処理を行うことができる。つまり、解剖学的に同一とみなせる２つの位置においてそれぞれ第１のPI画像の色相と第２のPI画像の色相とが一致するように、第１のPI画像用のカラースケールと第２のPI画像用のカラースケールとを相対的にシフトさせるのみならず、相対的に伸縮させるカラースケールの線形補正を行うことができる。
このようなカラースケールの補正によって、第１のPI画像と第２のPI画像との間における血流速度及び造影剤の流速の相違に起因するカラーの不一致を補正することができる。すなわち、第１の位置Pu1と第２の位置Pu2及び第３の位置Pd1と第４の位置Pd2のように、治療の影響を受けない血管の位置については、同一のカラーで同期表示させることができる。一方、血栓よりも下流側の第５の位置Pd3と第６の位置Pd4のように治療の影響を受ける血管の位置については、治療の効果が確認できるように造影剤の到達時相に応じたカラーで表示させることができる。このため、カラーの同期処理によって、手技前後における血流の変化をカラーの相違として容易に確認することが可能となる。
これは、第１のPI画像及び第２のPI画像をそれぞれ動画として表示させる場合においても同様である。すなわち、動画の再生速度は、カラースケールの変更速度として、位相の変化の周期Thueとは無関係に設定できるため、カラースケールの伸縮補正を行ったとしても、第１のPI画像の再生速度と第２のPI画像の再生速度とを同一に設定することができる。
尚、カラースケールをシフト及び伸縮させる代わりにDSA値の時間変化を表すための時間軸の相対的なシフト及び伸縮を行うようにしてもよい。その場合には、カラースケールをシフト及び伸縮させずに、カラーの同期処理が可能となる。つまり、上述したように、DSA値が特定の条件となる時間に対して２つのカラースケールの少なくとも一方を相対的にシフト及び伸縮させる処理をカラーの同期処理として実行することができる。
また、バイプレーンタイプのＸ線診断装置６を用いて異なる時期にF側及びL側の撮影が行われた場合には、F側のPI画像とL側のPI画像との間におけるカラーの同期処理と、異なる撮影時期に対応するPI画像間におけるカラーの同期処理の双方を実施することができる。
（動作および作用）
次に医用画像処理装置１の動作および作用について説明する。ここでは、Ｘ線診断装置６により被検体のＸ線造影画像データを収集し、医用画像処理装置１においてDSA動画とPI動画の並列表示を行う場合を例に説明する。
図１４は、図１に示すＸ線診断装置６及び医用画像処理装置１の動作及び処理の流れを示すフローチャートである。
まずステップＳ１において、Ｘ線診断装置６により造影剤注入前における被検体のＸ線画像データがマスク画像データとして収集される。次に、ステップＳ２において、被検体に造影剤が注入され、被検体の時系列のＸ線造影画像データがＸ線診断装置６により順次収集される。
次に、ステップＳ３において、Ｘ線診断装置６に内蔵された医用画像処理装置１又はＸ線診断装置６に接続された医用画像処理装置１のDSA画像生成部３１により、非造影で収集されたマスク画像データから時系列のＸ線造影画像データが順次サブトラクションされる。これにより、被検体の時系列のDSA画像データが生成される。
次に、ステップＳ４において、医用画像処理装置１のPI画像生成部３２は、時系列のDSA画像データに基づいて、図５(A)に例示されるような画素位置ごとのDSA値の時間変化として画素位置ごとの造影剤のTDCを取得する。次に、ステップＳ５において、PI画像生成部３２は、造影剤のTDCに基づいて、造影剤の濃度を表すDSA値が特定の条件となるまでの時間に応じたカラーの画素値を有するPI画像データを生成する。
次に、ステップＳ６において、並列表示処理部３４は、PI画像データと、PI画像データの生成に用いられた時系列の複数フレームのDSA画像データのうち初期フレームのDSA画像データ等の代表的な2D DSA画像データとを、表示装置１９に並列表示させる。このため、ユーザは図７に例示されるようなGUIを介してDSA画像及びPI画像の観察を行うことが可能となる。また、様々な表示条件でDSA画像及びPI画像を表示させることができる。
例えば、DSA画像の再生ボタン及びPI画像の再生ボタンが押下されると、ステップＳ７において、再生・停止指示部３６による表示処理によってDSA画像及びPI画像の動画表示が行われる。このため、ユーザは、PI動画を観察することによって画像化領域における全体的な血液の流れを確認することができる。また、DSA動画を観察することによって血液の流れの時間的な前後関係を把握することができる。
次に、ステップＳ８において、ユーザは必要に応じてDSA動画及びPI動画の表示カラー、再生速度及び再生期間等の表示条件の調整を行うことができる。具体例として、入力装置２０の操作によってDSA動画及びPI動画の一方にアフィン変換を施すと、アフィン変換同期部３５による同期処理によって他方にも同様なアフィン変換が施される。このため、ユーザは所望の観察角度及び拡大率で同期したDSA動画及びPI動画の観察を行うことができる。
また、入力装置２０から指示情報を再生速度調整部３７に与えることによってPI動画及びDSA動画の各再生速度の調整を行うことができる。このため、例えば、初期の再生速度で再生されるPI動画の観察によって大局的な血液の流れを把握した後に、局所的な血液の流れを確認するために、PI動画の再生速度を遅くしたり、コマ送りすることができる。また、PI動画の観察によって血液の流れを把握した後に、血液の流れの把握に間違いがないか、再生速度を遅くしたDSA動画の再生又はDSA動画のコマ送りによって確認することができる。PI動画の再生速度及びカラースケールの位相は、スケール位相表示部３８により図８や図９に例示されるような様々なGUIを用いて表示装置１９に表示させることができる。
また、入力装置２０の操作によってDSA動画又はPI動画にROIを指定することができる。この場合、再生期間指定部４１による表示処理により、ROI内に造影剤が流入及び到達する期間におけるDSA動画を選択的に再生することができる。
一方、PI動画の着目位置が所望のカラーとなったタイミングで、入力装置２０の操作によってカラースケールの初期化ボタンを押下することができる。そうすると、初期スケール設定部３９は初期化ボタンが押下されたタイミングにおけるカラースケールを初期のカラースケールに変更する。このため、入力装置２０の操作によってPI動画の巻戻しボタンを押下すると、スケール初期化指示部４０による表示処理によって、常に着目位置が所望のカラーとなった状態でPI動画の再生を再開することが可能となる。
上述のような表示処理の他、バイプレーンタイプのＸ線診断装置６を用いてF側及びL側のPI画像が生成された場合や、手技の前後等の異なる時期に対応する複数のPI画像が生成された場合には、カラー同期部４２による同期処理によって解剖学的に同一の位置を同一のカラーで表示させることもできる。
つまり以上のような医用画像処理装置１は、造影剤の流入時刻又は到達時刻等に応じたカラーで血管が描出されるPI動画を生成し、生成したPI動画を適切な表示条件で表示できるようにしたものである。
（効果）
このため、医用画像処理装置１によれば、血流動態の把握が非常に容易となる。すなわち、造影剤の時間的な流れが描出される従来のDSA動画に加えて造影剤の流入時刻又は到達時刻等に応じたカラーで血管が描出されるPI動画を表示させることができる。特にPI動画については、停止の指示が入力されるまで、連続的に再生することができる。更に、DSA動画及びPI動画の再生速度や再生区間等の表示条件をGUIを介して容易に調整することができる。また、複数のPI動画を並列表示させる場合には、カラーの同期を行うこともできる。その結果、診断目的に応じた適切な表示条件で、血流動態を把握するためのDSA動画及びPI動画を表示させることができる。
以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。
１...医用画像処理装置、２...ネットワークインターフェース、３...ネットワーク、４...Ｘ線CT装置、５...MRI装置、６...Ｘ線診断装置、７...PACS、８Ａ，８Ｂ...撮影系、９...制御系、１０...データ処理系、１１...寝台装置、１２Ａ，１２Ｂ...Ｘ線管、１３Ａ，１３Ｂ...Ｘ線検出器、１４Ａ，１４Ｂ...支持器、１５Ａ，１５Ｂ...駆動機構、１６...造影剤注入装置、１７...演算装置、１８...記憶装置、１９...表示装置、２０...入力装置、３０...画像取得部、３１...DSA画像生成部、３２...PI画像生成部、３３...表示処理部、３４...並列表示処理部、３５...アフィン変換同期部、３６...再生・停止指示部、３７...再生速度調整部、３８...スケール位相表示部、３９...初期スケール設定部、４０...スケール初期化指示部、４１...再生期間指定部、４２...カラー同期部、４３...画像保存部、Ｏ...被検体

Claims (19)

  1. 被検体の時系列の造影画像データ、時系列の非造影画像データ、及び前記造影画像データと非造影画像データとの間における時系列の差分画像データの少なくとも１つに基づいて造影剤又は血流に対応する画像信号の強度の時間変化を取得し、前記画像信号の時間変化に基づくカラーの画素値を有するカラー画像データをカラースケールに従って生成する血管画像生成部と、
    前記カラー画像データを表示装置に表示させる表示処理部と、
    を有し、
    前記血管画像生成部は、前記カラースケールの色相の変化方向へのシフト及び時間軸の時間方向へのシフトの少なくとも一方を順次実行することにより前記カラー画像データを動画として生成し、
    前記表示処理部は、入力装置から停止の指示が入力されるまで、動画の前記カラー画像データをループ再生させるように構成される医用画像処理装置。
  2. 前記表示処理部は、前記入力装置から停止の指示が入力されるまで、前記カラー画像データの各画素において、色相の変化の最初の色と最後の色が一致するカラースケールに沿って色が変化するように、前記動画の前記カラー画像データをループ再生させるように構成される請求項１記載の医用画像処理装置。
  3. 前記表示処理部は、前記カラー画像データのフレーム間において、Ｒ値、Ｇ値及びＢ値のうち少なくとも１つのパラメータを連続的に変化させるように構成される請求項１又は２記載の医用画像処理装置。
  4. 前記表示処理部は、前記カラースケールをシフトさせた前記カラー画像データとして得られる第１の動画と、時系列の前記造影画像データ又は前記差分画像データから成る第２の動画とを並列表示させるように構成される請求項１乃至３のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
  5. 前記表示処理部は、前記第１の動画及び前記第２の動画の一方にアフィン変換を施した場合に、他方にも同期して前記アフィン変換を施すように構成される請求項４記載の医用画像処理装置。
  6. 前記表示処理部は、前記第１の動画の再生速度と、前記第２の動画の再生速度とを互いに独立して調整する再生速度調整部を有する請求項４又は５記載の医用画像処理装置。
  7. 前記表示処理部は、前記カラースケールのシフト量を表示装置に表示させるように構成される請求項１乃至６のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
  8. 前記表示処理部は、始点と終点を同じにして一筆書きすることが可能な図形に対応して移動する点又は前記移動する点と静止した点とを結ぶ線分によって前記カラースケールのシフト量を表示させるように構成される請求項７記載の医用画像処理装置。
  9. 前記図形は円である請求項８記載の医用画像処理装置。
  10. 前記表示処理部は、前記カラースケールの初期位置を設定する初期スケール設定部を有する請求項１乃至９のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
  11. 前記表示処理部は、前記カラースケールを初期のカラースケールとするための指示部を有する請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
  12. 前記表示処理部は、異なる撮影方向に対応する２つの前記カラー画像データが生成された場合に、前記２つのカラー画像データ間において対応する血管の位置を同一のカラーで表示させるための同期処理を伴って、前記２つのカラー画像データをそれぞれ動画として前記表示装置に連続表示させるように構成される請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
  13. 前記表示処理部は、異なる撮影時期に対応する２つの前記カラー画像データが生成された場合に、前記２つのカラー画像データに対してそれぞれ直接又は間接的に指定された１つの点を同一のカラーで表示させるための同期処理を伴って、前記２つのカラー画像データをそれぞれ動画として前記表示装置に連続表示させるように構成される請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
  14. 前記表示処理部は、前記２つのカラー画像データに対してそれぞれ直接又は間接的に指定された別の１つの点が更に同一のカラーで表示されるように、前記画像信号の強度が特定の条件となる時間に対して前記カラースケールを相対的にシフト及び伸縮させる処理を前記同期処理として実行するように構成される請求項１３記載の医用画像処理装置。
  15. 前記表示処理部は、所定の期間における時系列の前記造影画像データ又は前記差分画像データから成る前記第２の動画を再生するように構成される請求項４記載の医用画像処理装置。
  16. 前記表示処理部は、着目領域において前記造影剤の濃度又は前記画像信号の強度が特定の条件となる時間の最小値と最大値とに基づいて決定された期間における時系列の前記造影画像データ又は前記差分画像データから成る前記第２の動画を再生するように構成される請求項４又は１５記載の医用画像処理装置。
  17. 前記表示処理部は、前記最小値から第１のマージン時間を減算した時間を開始時間とし、前記最大値に第２のマージン時間を加算した時間を終了時間とする期間における時系列の前記造影画像データ又は前記差分画像データから成る前記第２の動画を再生するように構成される請求項１６記載の医用画像処理装置。
  18. 前記表示処理部は、前記第１のマージン時間を前記第２のマージン時間よりも長い時間に設定するように構成される請求項１７記載の医用画像処理装置。
  19. 少なくとも被検体の時系列のＸ線造影画像データを撮影する撮影系と、
    前記Ｘ線造影画像データ又は前記Ｘ線造影画像データとＸ線非造影画像データとの間における差分画像データに基づいて造影剤の濃度の時間変化を取得し、前記造影剤の濃度の時間変化に基づくカラーの画素値を有するカラー画像データをカラースケールに従って生成する血管画像生成部と、
    前記カラー画像データを表示装置に表示させる表示処理部とを有し、
    前記血管画像生成部は、前記カラースケールの色相の変化方向へのシフト及び時間軸の時間方向へのシフトの少なくとも一方を順次実行することにより前記カラー画像データを動画として生成し、
    前記表示処理部は、入力装置から停止の指示が入力されるまで、動画の前記カラー画像データをループ再生させるように構成されるＸ線診断装置。
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