JP6598433B2 - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Description

本発明の実施の形態は、Ｘ線診断装置に関する。

従来、Ｘ線診断装置においては、造影剤を用いて収集されたＸ線画像が種々の手技に利用される。例えば、造影剤を用いて収集されたＸ線画像が用いられるものとして、血管内治療に使われるカテーテルやガイドワイヤなどのデバイスを治療部位まで進め易くするために、造影剤を用いて収集した血管像を表示する透視ロードマップなどが挙げられる。透視ロードマップは、血管に造影剤を注入することで血管走行が描出された血管像を収集し、収集した血管像を透視画像に重ねて表示する透視ランドマーク機能や、血管とデバイスを観察し易くするために背景を消した透視サブトラクション機能などがある。

ここで、透視ロードマップに用いられる血管像は、血管走行をより明確に観察するために、血管内に造影剤が充満した画像を用いることが望ましい。そこで、通常、操作者がモニタ上で画像を確認して最適な画像が用いられる。例えば、血管に造影剤が注入されて予め撮影されたＤＳＡ（Digital Subtraction Angiography）画像を利用する場合には、操作者は、ＤＳＡ画像のフレームの中から血管内に造影剤が充満した画像を選択する。また、例えば、透視画像から血管像を作成する場合には、操作者は、透視中に造影剤を注入してモニタ上で透視画像を確認しながら、血管内に造影剤が充満した時点で透視をＯＦＦし、その時点のＬＩＨ（Last Image Hold）画像を血管像とする。

特開２０１１−１５６３２１号公報

本発明が解決しようとする課題は、手技の効率を向上させることを可能にするＸ線診断装置を提供することである。

実施の形態のＸ線診断装置は、Ｘ線管と、Ｘ線検出器と、算出部と、選択部とを備える。Ｘ線管は、Ｘ線を発生する。Ｘ線検出器は、被検体を透過した前記Ｘ線を検出する。算出部は、造影剤を用いて経時的に収集された複数のＸ線画像、前記造影剤を用いて経時的に収集された複数のＸ線画像から背景がそれぞれ差分された複数の差分画像、又は、医用デバイスが用いられて経時的に収集された複数のＸ線画像に含まれる画像ごとに、血管領域よりも前記血管領域以外の領域が占める割合が高い関心領域に含まれる画素値の平均値、前記画素値の中央値及び前記画素値の最頻値のうち少なくとも１つを算出する。選択部は、前記造影剤を用いて経時的に収集された複数のＸ線画像については、当該複数のＸ線画像を対象として算出された前記平均値と、前記中央値又は前記最頻値である基準値とに基づいて、前記平均値と、前記基準値との差が相対的に大きい画像、又は、前記平均値と前記基準値との比が相対的に大きい画像を選択し、前記医用デバイスが用いられて経時的に収集された複数のＸ線画像については、当該複数のＸ線画像を対象として算出された前記平均値及び前記基準値とに基づいて、前記平均値と前記基準値との差が相対的に大きい画像、又は、前記平均値と前記基準値との比が相対的に大きい画像を選択し、前記複数の差分画像については、当該複数の差分画像を対象として算出された前記平均値及び前記基準値に基づいて、前記平均値と前記基準値との差が相対的に大きい画像、又は、前記平均値と前記基準値との比が相対的に大きい画像を選択する、又は、前記複数の差分画像を対象として算出された前記平均値又は前記基準値に基づいて、前記平均値又は前記基準値以上の値を示す画素の数が相対的に多い画像を選択する。

図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成の一例を示す図である。 図２は、第１の実施形態に係るシステム制御部の構成の一例を示す図である。 図３は、第１の実施形態に係る算出部の処理対象のＸ線画像の一例を示す図である。 図４は、第１の実施形態に係るＳＵＢ画像の画素値について説明するための図である。 図５は、第１の実施形態に係るＳＵＢ画像の画素値について説明するための図である。 図６は、第１の実施形態に係る選択部による最大造影フレームの選択の一例を示す図である。 図７は、第１の実施形態に係る選択部による最大造影フレームの選択の一例を示す図である。 図８Ａは、第１の実施形態に係る選択部による差分値の平均の一例を説明するための図である。 図８Ｂは、第１の実施形態に係る選択部による差分値の平均の一例を説明するための図である。 図９は、第１の実施形態に係るＲＯＩの一例を示す図である。 図１０は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置による処理の手順を示すフローチャートである。 図１１は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置による処理の手順を示すフローチャートである。 図１２は、第３の実施形態に係るＸ線診断装置による処理の手順を示すフローチャートである。 図１３は、第４の実施形態に係るＸ線診断装置による処理の手順を示すフローチャートである。 図１４は、第４の実施形態に係るＸ線診断装置による処理の手順を示すフローチャートである。 図１５は、第５の実施形態に係るＸ線診断装置による処理の一例を説明するための図である。 図１６は、第５の実施形態に係るＸ線診断装置による処理の手順を示すフローチャートである。 図１７は、第６の実施形態に係るＸ線診断装置による処理の一例を説明するための図である。 図１８は、第６の実施形態に係るＸ線診断装置による処理の手順を示すフローチャートである。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００の構成の一例を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、高電圧発生器１１と、Ｘ線管１２と、Ｘ線絞り装置１３と、天板１４と、Ｃアーム１５と、Ｘ線検出器１６とを備える。また、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、Ｃアーム回転・移動機構１７と、天板移動機構１８と、Ｃアーム・天板機構制御部１９と、絞り制御部２０と、システム制御部２１と、入力部２２と、表示部２３とを備える。また、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、画像データ生成部２４と、画像データ記憶部２５と、画像処理部２６とを備える。また、Ｘ線診断装置１００は、インジェクター３０と接続される。

インジェクター３０は、被検体Ｐに挿入されたカテーテルから造影剤を注入するための装置である。ここで、インジェクター３０からの造影剤注入は、後述するシステム制御部２１を介して受信した注入指示に従って実行される。具体的には、インジェクター３０は、後述するシステム制御部２１から受信する造影剤の注入開始指示や、注入停止指示、さらに、注入速度などを含む造影剤注入条件に応じた造影剤注入を実行する。なお、インジェクター３０は、操作者が直接インジェクター３０に対して入力した注入指示に従って注入開始や、注入停止を実行することも可能である。

高電圧発生器１１は、システム制御部２１による制御の下、高電圧を発生し、発生した高電圧を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線を発生する。

Ｘ線絞り装置１３は、絞り制御部２０による制御の下、Ｘ線管１２が発生した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線絞り装置１３は、スライド可能な４枚の絞り羽根を有する。Ｘ線絞り装置１３は、絞り制御部２０による制御の下、これらの絞り羽根をスライドさせることで、Ｘ線管１２が発生したＸ線を絞り込んで被検体Ｐに照射させる。天板１４は、被検体Ｐを載せるベッドであり、図示しない寝台の上に配置される。なお、被検体Ｐは、Ｘ線診断装置１００に含まれない。

Ｘ線検出器１６は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。例えば、Ｘ線検出器１６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、被検体Ｐを透過したＸ線を電気信号に変換して蓄積し、蓄積した電気信号を画像データ生成部２４に送信する。

Ｃアーム１５は、Ｘ線管１２、Ｘ線絞り装置１３及びＸ線検出器１６を保持する。Ｘ線管１２及びＸ線絞り装置１３とＸ線検出器１６とは、Ｃアーム１５により被検体Ｐを挟んで対向するように配置される。

Ｃアーム回転・移動機構１７は、Ｃアーム１５を回転及び移動させるための機構であり、天板移動機構１８は、天板１４を移動させるための機構である。Ｃアーム・天板機構制御部１９は、システム制御部２１による制御の下、Ｃアーム回転・移動機構１７及び天板移動機構１８を制御することで、Ｃアーム１５の回転や移動、天板１４の移動を調整する。絞り制御部２０は、システム制御部２１による制御の下、Ｘ線絞り装置１３が有する絞り羽根の開度を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の照射範囲を制御する。

画像データ生成部２４は、Ｘ線検出器１６によってＸ線から変換された電気信号を用いて画像データを生成し、生成した画像データを画像データ記憶部２５に格納する。例えば、画像データ生成部２４は、Ｘ線検出器１６から受信した電気信号に対して、電流・電圧変換やＡ（Analog）／Ｄ（Digital）変換、パラレル・シリアル変換を行い、画像データを生成する。ここで、画像データ生成部２４は、造影剤が注入された被検体Ｐを時系列に沿って撮影した複数のＸ線画像を生成する。そして、画像データ生成部２４は、生成したＸ線画像を画像データ記憶部２５に格納する。

画像データ記憶部２５は、画像データ生成部２４によって生成された画像データを記憶する。例えば、画像データ記憶部２５は、造影剤が投与された被検体Ｐの所定の領域が時系列に沿って撮影された画像データを記憶する。

画像処理部２６は、画像データ記憶部２５が記憶する画像データに対して各種画像処理を行う。例えば、画像処理部２６は、画像データ記憶部２５が記憶する時系列に沿った複数のＸ線画像を処理することにより、動画像を生成する。

入力部２２は、Ｘ線診断装置１００を操作する医師や技師などの操作者から各種指示を受け付ける。例えば、入力部２２は、マウス、キーボード、ボタン、トラックボール、ジョイスティックなどを有する。入力部２２は、操作者から受け付けた指示を、システム制御部２１に転送する。例えば、入力部２２は、Ｘ線画像における任意の領域を指定するための指定指示を受付ける。

表示部２３は、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）や、画像データ記憶部２５が記憶する画像データなどを表示する。例えば、表示部２３は、モニタを有する。なお、表示部２３は、複数のモニタを有してもよい。

システム制御部２１は、Ｘ線診断装置１００全体の動作を制御する。例えば、システム制御部２１は、入力部２２から転送された操作者の指示に従って高電圧発生器１１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２１は、操作者の指示に従ってＣアーム・天板機構制御部１９を制御し、Ｃアーム１５の回転や移動、天板１４の移動を調整する。また、例えば、システム制御部２１は、操作者の指示に従って絞り制御部２０を制御し、Ｘ線絞り装置１３が有する絞り羽根の開度を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の照射範囲を制御する。

また、システム制御部２１は、操作者の指示に従って、画像データ生成部２４による画像データ生成処理や、画像処理部２６による画像処理、あるいは解析処理などを制御する。また、システム制御部２１は、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩや画像データ記憶部２５が記憶する画像などを、表示部２３のモニタに表示するように制御する。また、システム制御部２１は、インジェクター３０に対して、造影剤注入開始及び終了の信号を送信することで、造影剤の注入タイミングを制御する。

以上、Ｘ線診断装置１００の構成の一例について説明した。かかる構成のもと、本実施形態に係るＸ線診断装置１００は、以下、詳細に説明するシステム制御部２１による制御によって、手技の効率を向上させることを可能にする。具体的には、Ｘ線診断装置１００は、経時的に収集した複数のＸ線画像の中から所定のＸ線画像を自動で選択することによって、手技の効率を向上させる。例えば、Ｘ線診断装置１００は、造影剤を用いて経時的に収集した複数のＸ線画像のうち、造影剤が最も充満したＸ線画像を的確に選択することで、手技の効率を向上させる。

上述したように、Ｘ線診断装置においては、造影剤を用いて収集されたＸ線画像が種々の手技で利用されており、例えば、透視ロードマップでは、血管内に造影剤が充満した血管像が用いられる。ここで、従来技術では、操作者がモニタ上で画像を確認しながら造影剤が最も充満した血管像を選択するため、手技の効率が低下する場合があった。例えば、複数のＤＳＡ画像の中から血管像を選択する際に、操作者の確認に時間がかかる場合があった。また、ＬＩＨ画像を用いる際には、血流が速い部位などで透視をＯＦＦするタイミングを取るのに慣れが必要であったり、造影剤の量を多めにする必要があったりする場合があった。

このように、従来技術においては、造影剤が最も充満したＸ線画像を、操作者が手動で選択している。このような中、近年、Ｘ線画像に含まれる造影剤を自動で検知する技術も知られている。かかる技術は、血管内に造影剤が入ることでＸ線画像中に陰影が現れ、血管部分に相当する領域が暗くなり画素値の平均値が低下することを利用して血管内への造影剤の流入を検知したり、画素値のばらつき（分散、標準偏差等の統計量）が増大することを利用して血管内への造影剤の流入を検知したりする技術である。

しかしながら、上述した造影剤を自動で検知する技術では、Ｘ線出力の安定性や、検出器の残像特性、被検体の体動により、必ずしも造影剤が最も充満したＸ線画像を選択できるとは限らない。例えば、複数のＤＳＡ画像から造影剤が最も充満したＸ線画像を選択する際に、差分する画像の撮影時にＸ線出力が変動したり、検出器の残像や被検体の体動が生じたりした場合、背景領域でも画素値が変化することとなる。その結果、画素値の平均値が最大（或いは、最低）のＸ線画像や、画素値のばらつきが最大のＸ線画像を選択したとしても、造影剤が最も充満したＸ線画像であるとは限らない。

そこで、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、造影剤を用いて経時的に収集した複数のＸ線画像のうち、造影剤が最も充満したＸ線画像を的確に選択することで、手技の効率を向上させる。図２は、第１の実施形態に係るシステム制御部２１の構成の一例を示す図である。図２に示すように、第１の実施形態に係るシステム制御部２１は、算出部２１１と、選択部２１２と、表示制御部２１３を有する。

算出部２１１は、経時的に収集された複数のＸ線画像に含まれるＸ線画像ごとに、画素値の平均値、画素値の中央値及び画素値の最頻値のうち少なくとも一つを算出する。具体的には、算出部２１１は、造影剤を用いて経時的に収集された複数のＸ線画像から背景がそれぞれ差分された複数の差分画像に対して、平均値、中央値及び最頻値のうち少なくとも一つを算出する。図３は、第１の実施形態に係る算出部２１１の処理対象のＸ線画像の一例を示す図である。

例えば、算出部２１１は、図３に示すように、造影剤を用いた撮影開始時の造影剤が注入されていない画像である基準画像から、造影剤注入後に順次撮影された画像であるコントラスト画像（３３フレーム）をそれぞれ差分したＳＵＢ（subtraction）画像を処理対象とする。すなわち、算出部２１１は、３３フレームのＳＵＢ画像（１／３３〜３３／３３）すべての画像について、画素値の平均値、画素値の中央値及び画素値の最頻値のうち少なくとも一つを算出する。ここで、画素値の平均値とは、対象となる画素の画素値の合計値を画素数で除した値を示す。また、画素値の中央値とは、対象となる画素の画素値の中で中央の値を示す。また、画素値の最頻値とは、対象となる画素の画素値の中で最多の値を示す。

なお、平均値、中央値及び最頻値のうちいずれを算出するかは、どの値に基づいてＸ線画像を選択するかによって任意に変更される。また、対象となる画素は、ＳＵＢ画像に設定される関心領域（ＲＯＩ）に含まれる画素である。ここで、ＲＯＩとしては、ＳＵＢ画像の任意の領域に設定される場合であってもよく、画像全体をＲＯＩとして設定する場合であってもよい。以下、第１の実施形態では、画像全体をＲＯＩとして設定した場合を一例に挙げて説明する。なお、図３に示す例はあくまでも一例に過ぎず、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、コントラスト画像は３３フレームに限られるものではなく、３３フレーム未満、或いは、３３フレームよりも多い場合であってもよい。また、ＳＵＢ画像は、「基準画像−コントラスト画像」に限らず、「コントラスト画像−基準画像」の場合であってもよい。

図２に戻って、選択部２１２は、平均値と中央値又は最頻値との差、又は、平均値と央値又は最頻値との比、又は、平均値、中央値又は最頻値以上の値を示す画素の数に基づいて、複数のＸ線画像の中から所定のＸ線画像を選択する。具体的には、選択部２１２は、複数のＸ線画像において、平均値と中央値又は最頻値との差が相対的に大きいＸ線画像、又は、平均値と中央値又は最頻値との比が相対的に大きいＸ線画像、又は、平均値、中央値又は最頻値以上の値を示す画素の数が相対的に多いＸ線画像を選択する。より具体的には、選択部２１２は、平均値と中央値又は最頻値との差が最大となるＸ線画像、又は、平均値と中央値又は最頻値との比が最大となるＸ線画像、又は、平均値、中央値又は最頻値以上の値を示す画素の数が最多となるＸ線画像を、造影剤による造影が最大となる最大造影画像として選択する。以下、第１の実施形態では、平均値と中央値との差が最大となるＸ線画像を最大造影画像として選択する場合を一例に挙げて説明する。また、以下では、最大造影画像を最大造影フレームと記す場合がある。

例えば、選択部２１２は、算出部２１１によって算出された画素値の平均値と画素値の中央値との差分値をＳＵＢ画像ごとにそれぞれ算出し、算出した差分値の中で最大を示すＳＵＢ画像を最大造影画像として選択する。ここで、図４及び図５を用いてＳＵＢ画像における画素値の平均値と中央値について説明する。図４及び図５は、第１の実施形態に係るＳＵＢ画像の画素値について説明するための図である。図４においては、ＳＵＢ画像における画素値のヒストグラムを示す。また、図５においては、造影剤を用いて経時的に収集した複数のＸ線画像のＳＵＢ画像における画素値の平均値と中央値との差分値の変化を示す。

上述したように、ＳＵＢ画像は「基準画像−コントラスト画像」であることから、ＳＵＢ画像における造影剤が流入した画素は、「明るい画素−暗い画素」となる。一方、造影剤が流入していない周囲（背景）の画素は、「明るい画素−明るい画素」となる。従って、ＳＵＢ画像における造影剤が流入した画素は、背景の画素よりも高い画素値になる。すなわち、造影剤が流入するにつれて高い画素値の画素数が徐々に増加して、造影剤が流出するにつれて高い画素値の画素数が徐々に減少することとなる。

ここで、背景の画素は、基準画像とコントラスト画像とで変化がなければ差分値が「０」になると考えられる。しかしながら、実際には、上述したようにＸ線出力の安定性や、検出器の残像特性、被検体の体動などによって変化が生じるため、背景の画素すべての差分値が「０」になることは少ない。すなわち、図４の（Ａ）に示すように、造影剤が無い場合のＳＵＢ画像における差分値のヒストグラムは正規分布を示し、画素値の平均値と中央値が同じになる。

そして、造影剤が流入すると、上述したように画素値が高くなることから、図４の（Ｂ）に示すように、画素値の平均値が高くなり正規分布を示さなくなる。ここで、設定されたＲＯＩが血管領域よりも十分に大きい範囲であれば、ＲＯＩ内の大半の画素を占める背景の画素値が中央値に相当する。すなわち、造影剤が流入した領域が増えると、高い画素値の画素数が徐々に増加して平均値が上昇し、中央値との差が大きくなる。そこで、選択部２１２は、図５に示すように、ＳＵＢ画像のフレームごとの差分値を算出して、差分値がピークになるフレームを最大造影フレームとして選択する。

以下、最大造影フレームの選択の一例を図６及び図７を用いて説明する。図６及び図７は、第１の実施形態に係る選択部２１２による最大造影フレームの選択の一例を示す図である。図６においては、３３フレームのＳＵＢ画像における平均値、中央値及び差分値の例を示す。また、図７においては、選択されたＳＵＢ画像の例を示す。

例えば、図６に示すように、フレーム（Frame）「１〜３３」のＳＵＢ画像について、ＲＯＩに含まれる画素数（Area）「４４０６４９」の画素値の平均値（Ave）と中央値（Median）とを算出部２１１が算出すると、選択部２１２は、平均値と中央値の差分値（Ave−Median）を算出して、算出した差分値の中で最大値を示すフレーム１５を最大造影フレームとして選択する。かかる画像は、図７に示すように、経時的に収集されたＸ線画像のなかで、ＲＯＩ内の血管内に造影剤が充満した画像である。すなわち、選択部２１２は、上述した処理により、造影剤が最も充満したＸ線画像を選択して抽出することができる。

なお、上述した例では、画素値の平均値と中央値との差を用いる場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、中央値の代わりに最頻値を用いる場合であってもよい。かかる場合には、最頻値が背景の画素値に相当することとなり、上記と同様に処理を行うことができる。

また、上述した例では、ＳＵＢ画像の差分値をフレームごとにそれぞれ独立して算出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、複数のフレームの差分値を平均する場合であってもよい。かかる場合には、例えば、選択部２１２は、各フレームの差分値として、時系列的に連続するフレームによる平均値を用いる。図８Ａ及び図８Ｂは、第１の実施形態に係る選択部２１２による差分値の平均の一例を説明するための図である。図８Ａにおいては、３３フレームのＳＵＢ画像における差分値の平均の一例を示す。また、図８Ｂにおいては、横軸にフレーム番号をとり、縦軸に差分値をとったグラフを示し、平均による差分値の変化の一例を示す。

例えば、選択部２１２は、各フレームの差分値を算出する場合に、時系列的に１つ前のフレームの差分値と、１つ後のフレームの差分値とを用いて３フレームで平均した値を各フレームの差分値として算出する。一例を挙げると、選択部２１２は、図８Ａに示すように、フレーム２の差分値として、フレーム１の差分値（Ave−Median）「０」と、フレーム２の差分値（Ave−Median）「−１．１８２」と、フレーム３の差分値（Ave−Median）「−０．６９１」とを平均した「３フレーム平均：−０．６２４３３３３３３」を算出する。同様に、選択部２１２は、各フレームの差分値を算出する場合に、時系列的に前後する２つフレームを加えた３フレームの差分値を平均した値を各フレームの差分値として算出する。

なお、フレーム１については、時系列的に前のフレームがないため、選択部２１２は、フレーム１とフレーム２の２フレームの差分値を平均した値をフレーム１の差分値として算出する。同様に、フレーム３３については、時系列的に後のフレームがないため、選択部２１２は、フレーム３２とフレーム３３の２フレームの差分値を平均した値をフレーム３３の差分値として算出する。なお、図８Ａに示す例はあくまでも一例であり、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、平均されるフレーム数は、３フレームに限られず、任意のフレーム数で平均する場合であってもよい。

上述したように、各フレームにおける差分値を時系列的に連続するフレームで平均することで、例えば、図８Ｂに示すように、各フレームのみの差分値の推移（図中の左側の図）と比較して、平均した差分値の推移（図中の右側の図）のほうが滑らかになる。一例を挙げると、各フレームのみの差分値の場合、ピークの位置で差分値が下がっているのに対して、平均した差分値の場合、そのような箇所は見られない。すなわち、各フレームの差分値を平均することで、ノイズの影響を低減して造影剤による陰影の変化を正確に反映した値を示すようになる。これにより、より正確な最大造影フレームを選択することが可能になる。

なお、上述した実施形態では、画像全体をＲＯＩとして設定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、画像上に任意のＲＯＩを設定することが可能である。図９は、第１の実施形態に係るＲＯＩの一例を示す図である。例えば、図９に示すように、ＳＵＢ画像にＲＯＩ「Ｒ１」を設定して、設定したＲ１に含まれる画素の画素値の平均値、中央値、最頻値をフレームごとに算出して、差分値に基づいて最大造影フレームを選択する。なお、ＲＯＩの設定は、入力部２２を介して操作者がＳＵＢ画像上に設定する場合であってもよく、或いは、ＳＵＢ画像において画素値が大きく変化する画素を含むように自動で設定される場合であってもよい。また、ＲＯＩの設定は、任意の時期に受け付けて、ＲＯＩが設定されるごとに最大造影フレームを選択するように制御することも可能である。

図２に戻って、表示制御部２１３は、選択部によって選択された最大造影フレームを表示部２３に表示させるように制御する。例えば、表示制御部２１３は、選択部２１２によって選択された最大造影フレームとして選択されたフレーム番号に対応するＳＵＢ画像を表示部２３に表示させる。

次に、図１０を用いて、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００の処理について説明する。図１０は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００による処理の手順を示すフローチャートである。ここで、図１０においては、造影剤が注入されて経時的にＸ線画像が撮影された後の処理について示す。また、図１０においては、ＲＯＩ内の画素の画素値の平均値と中央値を算出する場合について示す。また、図１０においては、各フレームの差分値について、平均せずにそれぞれ独立して算出する場合について示す。

図１０に示すように、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００においては、最大造影フレーム自動表示モードであると（ステップＳ１０１肯定）、画像処理部２６は、画像データ記憶部２５から基準画像とコントラスト画像とを取得して（ステップＳ１０２）、差分画像を生成する（ステップＳ１０３）。そして、算出部２１１は、差分画像が生成されると、ＲＯＩ内の画素の画素値の平均値を算出し（ステップＳ１０４）、また、ＲＯＩ内の画素の画素値の中央値を算出する（ステップＳ１０５）。

その後、選択部２１２は、算出部２１１によって算出された平均値と中央値とを用いて、フレーム順に差分値（平均値−中央値）を算出して（ステップＳ１０６）、算出した差分値が現時点の最大差分値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１０７）。ここで、算出した差分値が現時点の最大差分値よりも大きいと判定した場合には（ステップＳ１０７肯定）、選択部２１２は、最大造影フレームとして、差分値を算出したフレーム（ＳＵＢ画像）のコントラスト画像のフレーム番号を記録する（ステップＳ１０８）。

一方、算出した差分値が現時点の最大差分値よりも大きくないと判定した場合には（ステップＳ１０７否定）、選択部２１２は、フレーム番号を記録せずに、ステップＳ１０９の判定に進む。算出した差分値が現時点の最大差分値よりも大きく（ステップＳ１０７肯定）、フレーム番号を記録した後、或いは、算出した差分値が現時点の最大差分値よりも大きくないと判定した後、選択部２１２は、フレーム番号を記録したか否かを判定する（ステップＳ１０９）。ここで、上述したように、フレーム順に差分値を見た場合には、ピークまで増加して、その後低下する（例えば、図５参照）。そこで、選択部２１２は、フレーム順に差分値を比較して最大差分値を探索し、最大差分値を示すフレーム番号を記録していく。フレーム番号を記録しなかった場合には、差分値が低下し始めたと判定して、現時点で記録されたフレーム番号のフレームを最大造影フレームとして選択する。

ここで、フレーム番号を記録しなかったか否かの判定では、例えば、１回でも記録しなかったことを条件に用いる場合でもよいが、ノイズによる増減を考慮して、複数回連続して記録しなかったことを条件として用いてもよい。例えば、選択部２１２は、２回連続でフレーム番号を記録しなかった場合に、フレーム番号を記録しなかったと判定する。ステップＳ１０９において、選択部２１２がフレーム番号を記録したと判定した場合には（ステップＳ１０９肯定）、ステップＳ１０２に戻って処理を継続する。

一方、選択部２１２がフレーム番号を記録していないと判定した場合には（ステップＳ１０９否定）、表示制御部２１３は、記録されたフレーム番号のコントラスト画像に対応する差分画像（ＳＵＢ画像）を表示部２３に表示させる（ステップＳ１１０）。なお、ステップＳ１０１において、最大造影フレーム自動表示モードではない場合には（ステップＳ１０１否定）、表示制御部２１３は、操作者によって選択されたフレームのＳＵＢ画像を表示部２３に表示させる（ステップＳ１１１）。

なお、上述した処理の手順では、フレーム順に差分値を比較して最大造影フレームを選択する場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、全てのフレームについて差分値を算出して、算出したすべての差分値のうち最大値を示すフレーム番号を記録する場合であってもよい。

上述したように、第１の実施形態によれば、算出部２１１は、経時的に収集された複数のＸ線画像に含まれるＸ線画像ごとに、画素値の平均値、画素値の中央値及び画素値の最頻値のうち少なくとも一つを算出する。選択部２１２は、平均値と前記中央値又は前記最頻値との差に基づいて、複数のＸ線画像の中から所定のＸ線画像を選択する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、画素値の平均値と中央値、又は、画素値の平均値と最頻値とで差分があるＸ線画像を、複数のＸ線画像の中から的確に選択することができ、手技の効率を向上させることを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、算出部２１１は、造影剤を用いて経時的に収集された複数のＸ線画像から背景がそれぞれ差分された複数の差分画像に対して、平均値、中央値及び前記最頻値のうち少なくとも一つを算出する。選択部２１２は、平均値と中央値又は最頻値との差が最大となるＸ線画像を、造影剤による造影が最大となる最大造影画像として選択する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、造影剤が最も充満したＸ線画像を的確に選択することができ、手技の効率を向上させることを可能にする。

（第２の実施形態）
上述した実施形態では、撮影された複数のＸ線画像から最大造影フレームを選択する場合について説明した。第２の実施形態では、撮影中にリアルタイムで最大造影フレームを選択する場合について説明する。なお、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００と比較して、処理のタイミングのみ異なる。以下、図１１を用いてこれについて説明する。

図１１は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１００による処理の手順を示すフローチャートである。ここで、図１１においては、ＲＯＩ内の画素の画素値の平均値と中央値を算出する場合について示す。また、図１１においては、各フレームの差分値について、平均せずにそれぞれ独立して算出する場合について示す。

図１１に示すように、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１００においては、最大造影フレーム自動表示モードであると（ステップＳ２０１肯定）、画像処理部２６は、リアルタイムで収集されたコントラスト画像と基準画像との差分画像を生成する（ステップＳ２０２）。そして、算出部２１１は、差分画像が生成されると、ＲＯＩ内の画素の画素値の平均値を算出し（ステップＳ２０３）、また、ＲＯＩ内の画素の画素値の中央値を算出する（ステップＳ２０４）。

その後、選択部２１２は、平均値と中央値とを用いて差分値（平均値−中央値）を算出して（ステップＳ２０５）、算出した差分値が現時点の最大差分値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２０６）。ここで、算出した差分値が現時点の最大差分値よりも大きいと判定した場合には（ステップＳ２０６肯定）、選択部２１２は、最大造影フレームとして、差分値を算出したフレーム（ＳＵＢ画像）のコントラスト画像のフレーム番号を記録する（ステップＳ２０７）。

一方、算出した差分値が現時点の最大差分値よりも大きくないと判定した場合には（ステップＳ２０６否定）、選択部２１２は、フレーム番号を記録せずに、ステップＳ２０８の判定に進む。ステップＳ２０８における判定は、上述した第１の実施形態と同様に実行される。ステップＳ２０８において、選択部２１２がフレーム番号を記録したと判定した場合には（ステップＳ２０８肯定）、ステップＳ２０２に戻ってリアルタイムに処理を継続する。

一方、選択部２１２がフレーム番号を記録していないと判定した場合には（ステップＳ２０８否定）、表示制御部２１３は、記録されたフレーム番号のコントラスト画像に対応する差分画像（ＳＵＢ画像）を表示部２３に表示させる（ステップＳ２０９）。なお、ステップＳ２０１において、最大造影フレーム自動表示モードではない場合には（ステップＳ２０１否定）、表示制御部２１３は、操作者によって選択されたフレームのＳＵＢ画像を表示部２３に表示させる（ステップＳ２１０）。

上述したように、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、造影剤を用いてＸ線画像を収集している段階で、リアルタイムに最大造影フレームを選択することができ、手技の効率を向上させることを可能にする。

（第３の実施形態）
上述した実施形態では、複数のＸ線画像から最大造影フレームを選択する場合について説明した。第３の実施形態では、最大造影フレームを透視ロードマップの血管像（以下、マスク像と記す）として選択する場合について説明する。なお、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００と比較して、選択部２１２の処理内容が異なる。以下、これを中心に説明する。

第３の実施形態に係る選択部２１２は、最大造影フレームを透視ロードマップのマスク像として選択する。そして、表示制御部２１３は、選択部２１２によって選択されたマスク像を用いて透視ロードマップを表示する。

図１２は、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１００による処理の手順を示すフローチャートである。ここで、図１２においては、造影剤が注入されて経時的にＸ線画像が撮影された後の処理について示す。また、図１２においては、ＲＯＩ内の画素の画素値の平均値と中央値を算出する場合について示す。また、図１２においては、各フレームの差分値について、平均せずにそれぞれ独立して算出する場合について示す。

図１２に示すように、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１００においては、最大造影フレーム選択モードであると（ステップＳ３０１肯定）、画像処理部２６は、画像データ記憶部２５から基準画像とコントラスト画像とを取得して（ステップＳ３０２）、差分画像を生成する（ステップＳ３０３）。算出部２１１は、ＲＯＩ内の画素の画素値の平均値を算出し（ステップＳ３０４）、また、ＲＯＩ内の画素の画素値の中央値を算出する（ステップＳ３０５）。

その後、選択部２１２は、平均値と中央値とを用いて、フレーム順に差分値（平均値−中央値）を算出して（ステップＳ３０６）、算出した差分値が現時点の最大差分値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３０７）。ここで、算出した差分値が現時点の最大差分値よりも大きいと判定した場合には（ステップＳ３０７肯定）、選択部２１２は、最大造影フレームとして、差分値を算出したフレーム（ＳＵＢ画像）のコントラスト画像のフレーム番号を記録する（ステップＳ３０８）。

一方、算出した差分値が現時点の最大差分値よりも大きくないと判定した場合には（ステップＳ３０７否定）、選択部２１２は、フレーム番号を記録せずに、ステップＳ３０９の判定に進む。ステップＳ３０９における判定は、上述した第１の実施形態と同様に実行される。ステップＳ３０９において、選択部２１２がフレーム番号を記録したと判定した場合には（ステップＳ３０９肯定）、ステップＳ３０２に戻って処理を継続する。

一方、フレーム番号を記録していないと判定した場合には（ステップＳ３０９否定）、選択部２１２は、記録されたフレーム番号のコントラスト画像に対応する差分画像（ＳＵＢ画像）をマスク像として選択する（ステップＳ３１０）。そして、表示制御部２１３は、選択されたマスク像を用いた透視ロードマップを表示部２３に表示させる。なお、ステップＳ３０１において、最大造影フレーム選択モードではない場合には（ステップＳ３０１否定）、選択部２１２は、操作者によって撮影されたＬＩＨ画像をマスク画像として選択する（ステップＳ３１１）。

なお、上述した処理の手順では、フレーム順に差分値を比較して最大造影フレームを選択する場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、全てのフレームについて差分値を算出して、算出したすべての差分値のうち最大値を示すフレーム番号を記録する場合であってもよい。

上述したように、第３の実施形態によれば、選択部２１２は、最大造影画像を透視ロードマップの血管像として選択する。従って、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、透視ロードマップにおけるＬＩＨモードに代わって、造影剤が最も充満した血管像を透視ロードマップに用いることができる。上述したように、透視ロードマップにＬＩＨ画像を利用する場合、モニタ上の透視画像を確認しながら造影剤が充満したと判断した時点でＸ線照射をＯＦＦすることでＬＩＨ画像が撮影される。しかしながら、血流が速い部位などの場合、Ｘ線照射をＯＦＦするタイミングを取ることが困難となる場合もある。このような場合であっても、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、確実に造影剤が充満したマスク像を生成することができ、術者の負担を軽減して手技の効率を向上させることを可能にする。

（第４の実施形態）
上述した実施形態では、選択した最大造影フレームを表示する場合について説明した。第４の実施形態では、最大造影フレームを選択したことを他の処理のトリガーとして用いる場合について説明する。具体的には、第４の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、最大造影フレームを選択したことを、Ｘ線照射の制御及び透視ロードマップの表示処理の制御のトリガーとして用いる。なお、第４の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００と比較して、システム制御部２１の処理内容が異なる。以下、これを中心に説明する。

例えば、第４の実施形態に係るシステム制御部２１は、選択部２１２によって最大造影フレームが選択されたことを条件に、Ｘ線の照射を停止するように制御する。一例を挙げると、システム制御部２１は、透視ロードマップのマスク像を生成する場合に、順次収集される複数のフレームにおいて最大造影フレームを過ぎて造影剤が減ってきたことを検知してＸ線の照射を停止するように高電圧発生器１１やＸ線管１２などのＸ線発生部を制御する。

また、例えば、第４の実施形態に係るシステム制御部２１は、選択部２１２によって最大造影フレームが選択されたことを条件に、透視ロードマップの表示処理を開始するように制御する。一例を挙げると、システム制御部２１は、順次収集される複数のフレームにおいて最大造影フレームを過ぎて造影剤が減ってきたことを検知して透視ロードマップのシーケンスを開始するように制御する。

以下、図１３及び図１４を用いて第４の実施形態に係るＸ線診断装置１００の処理について説明する。図１３及び図１４は、第４の実施形態に係るＸ線診断装置１００による処理の手順を示すフローチャートである。ここで、図１３においては、Ｘ線照射を制御する場合のフローチャートを示す。また、図１４においては、透視ロードマップの表示開始を制御する場合のフローチャートを示す。ここで、図１３及び１４においては、ＲＯＩ内の画素の画素値の平均値と中央値を算出する場合について示す。また、図１３及び１４においては、各フレームの差分値について、平均せずにそれぞれ独立して算出する場合について示す。

まず、Ｘ線照射を制御する場合について説明する。かかる場合には、図１３に示すように、第４の実施形態に係るＸ線診断装置１００においては、Ｘ線照射自動制御モードであると（ステップＳ４０１肯定）、画像処理部２６は、リアルタイムで収集されたコントラスト画像と基準画像との差分画像を生成する（ステップＳ４０２）。そして、算出部２１１は、差分画像が生成されると、ＲＯＩ内の画素の画素値の平均値を算出し（ステップＳ４０３）、また、ＲＯＩ内の画素の画素値の中央値を算出する（ステップＳ４０４）。

その後、選択部２１２は、平均値と中央値とを用いて差分値（平均値−中央値）を算出して（ステップＳ４０５）、算出した差分値が直前のフレームの差分値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ４０６）。ここで、算出した差分値が直前のフレームの差分値よりも大きいと判定した場合には（ステップＳ４０６否定）、システム制御部２１は、Ｘ線照射を継続するように制御する（ステップＳ４０８）。

一方、算出した差分値が直前のフレームの差分値よりも小さいと判定した場合には（ステップＳ４０６肯定）、システム制御部２１は、Ｘ線照射を終了する（ステップＳ４０７）。ここで、ステップＳ４０６における、算出した差分値が直前のフレームの差分値よりも小さいか否かの判定には、例えば、１回でも減少したことを条件に用いる場合でもよいが、ノイズによる増減を考慮して、複数回連続して減少したことを条件として用いてもよい。例えば、システム制御部２１は、算出した差分値が直前のフレームの差分値よりも２回連続で小さかった場合に、算出した差分値が直前のフレームの差分値よりも小さいと判定する。なお、ステップ４０１において、Ｘ線照射自動制御モードではない場合には（ステップＳ４０１否定）、システム制御部２１は、操作者による操作に基づいてＸ線照射を制御する（ステップＳ４０９）。

次に、透視ロードマップの表示開始を制御する場合について説明する。かかる場合には、図１４に示すように、第４の実施形態に係るＸ線診断装置１００においては、最大造影フレーム選択モードであると（ステップＳ５０１肯定）、画像処理部２６は、リアルタイムで収集されたコントラスト画像と基準画像との差分画像を生成する（ステップＳ５０２）。そして、算出部２１１は、差分画像が生成されると、ＲＯＩ内の画素の画素値の平均値を算出し（ステップＳ５０３）、また、ＲＯＩ内の画素の画素値の中央値を算出する（ステップＳ５０４）。

その後、選択部２１２は、平均値と中央値とを用いて差分値（平均値−中央値）を算出して（ステップＳ５０５）、算出した差分値が直前のフレームの差分値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ５０６）。ここで、算出した差分値が直前のフレームの差分値よりも大きいと判定した場合には（ステップＳ５０６否定）、選択部２１２は、差分値を算出したフレームを最大造影フレームとして、対応するコントラスト画像のフレーム番号を記録する（ステップＳ５０８）。そして、システム制御部２１は、Ｘ線照射を継続するように制御する（ステップＳ５０９）。

一方、算出した差分値が直前のフレームの差分値よりも小さいと判定した場合には（ステップＳ５０６肯定）、選択部２１２は、記録したフレーム番号のコントラスト画像に対応する差分画像をマスク画像として選択して（ステップＳ５０７）、システム制御部２１は、透視ロードマップシーケンスに処理を移行する。ここで、ステップＳ５０６における判定は、図１３のステップＳ４０６の判定と同様に行われる。

なお、ステップ５０１において、最大造影フレーム選択モードではない場合には（ステップＳ５０１否定）、システム制御部２１は、ピークホールドモードであるか否かを判定する（ステップＳ５１０）。ここで、ピークホールドモードである場合には（ステップＳ５１０肯定）、システム制御部２１は、コントラスト画像の全フレームを対象として、各画素におけるピークの画素値でマスク画像を生成するように制御する（ステップＳ５１１）。

一方、ピークホールドモードではない場合には（ステップＳ５１０否定）、システム制御部２１は、ＬＩＨ画像をマスク画像として選択するように制御する（ステップＳ５１２）。なお、図１４においては、最大造影フレームを選択した際にＸ線照射を停止するように制御するステップが追加される場合であってもよい。例えば、ステップＳ５０６の判定において、算出した差分値が直前のフレームの差分値よりも小さいと判定した場合に、システム制御部２１がＸ線照射を停止する。

上述したように、第４の実施形態によれば、システム制御部２１は、選択部２１２によって最大造影フレームが選択されたことを条件に、Ｘ線の照射を停止するように制御する。従って、第４の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、造影剤を用いて経時的なＸ線画像を収集する際に、最大造影フレームを過ぎた後の不要なＸ線照射を抑制することができ、被曝量を低減することを可能にする。

また、第４の実施形態によれば、システム制御部２１は、選択部２１２によって最大造影フレームが選択されたことを条件に、透視ロードマップの表示処理を開始するように制御する。従って、第４の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、ＬＩＨ画像撮影に係る種々の操作を簡略化させて、手技の効率を向上させることを可能にする。例えば、従来、ＬＩＨモードでマスク画像を生成する場合には、Ｘ線照射を制御するフットスイッチ（Foot Switch）をＯＦＦすることでマスク画像を生成させて透視ロードマップのシーケンスを開始させていた。しかしながら、第４の実施形態に係るＸ線診断装置１００では、このような処理を行うことなく、透視ロードマップのシーケンスを開始させることができる。

（第５の実施形態）
上述した実施形態では、収集した複数のフレームのうち、造影剤が最も充満したフレームを最大造影フレームとする場合について説明した。第５の実施形態では、フレームを複数の領域に分割して、分割した領域ごとに最大造影フレームを選択する場合について説明する。なお、第５の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００と比較して、算出部２１１、選択部２１２及び表示制御部２１３による処理内容が異なる。以下、これらを中心に説明する。

第５の実施形態に係る算出部２１１は、Ｘ線画像を複数の領域に分割し、分割した領域ごとに平均値、中央値及び最頻値のうち少なくとも一つを算出する。例えば、算出部２１１は、Ｘ線画像に含まれる血管の走行方向に略直交する方向で分割された領域ごとに平均値、中央値及び最頻値のうち少なくとも一つを算出する。ここで、上述した領域は、操作者によって設定される場合であってもよく、或いは、算出部２１１が、血管の走行方向を検出して、検出した血管の走行方向に対して略直交する方向で複数の領域に分割する場合であってもよい。

第５の実施形態に係る選択部２１２は、領域ごとに最大造影フレームを選択する。具体的には、選択部２１２は、各フレームの差分値を領域ごとに比較して、領域ごとに造影剤が最も充満した最大造影フレームを選択する。第５の実施形態に係る表示制御部２１３は、選択部２１２によって選択された領域ごとの最大造影フレームを合成した合成画像を表示部２３に表示させるように制御する。

図１５は、第５の実施形態に係るＸ線診断装置１００による処理の一例を説明するための図である。図１５においては、フレーム１〜フレーム５までのＳＵＢ画像から最大造影フレームを選択して、合成画像を合成する場合について示す。また、図１５においては、画素値の平均値と中央値との差分値を用いて最大造影フレームを選択する場合について説明する。

例えば、算出部２１１は、図１５の（Ａ）に示すように、血管の走行方向に略直交する方向（或いは、血管の走行方向を横断する方向）で、各フレームを領域Ｒ１１〜領域Ｒ１４の４つの領域に分割して、フレームごとに各領域の画素値の平均値及び中央値を算出する。一例を挙げると、算出部２１１は、フレーム１の領域Ｒ１〜領域Ｒ１４までの各領域の画素値の平均値及び中央値を算出する。同様に、算出部２１１は、フレーム２〜フレーム５までの各フレームについて、領域Ｒ１１〜領域Ｒ１４までの各領域の画素値の平均値及び中央値を算出する。

そして、選択部２１２は、各フレームの各領域について差分値をそれぞれ算出して、算出した差分値を各フレーム間の同一領域で比較して、差分値が最大となるフレームを比較した領域の最大造影フレームとして選択する。例えば、選択部２１２は、図１５の（Ａ）に示す領域Ｒ１１の差分値をフレーム１〜フレーム５で比較して、差分値が最大となるフレーム３を領域Ｒ１１における最大造影フレームとして選択する。同様に、選択部２１２は、領域Ｒ１２〜１４について差分値をフレーム間で比較して、各領域の最大造影フレームを選択する。例えば、図１５の（Ｂ）に示すように、選択部２１２は、領域Ｒ１２の最大造影フレームとしてフレーム３を選択し、領域Ｒ１３の最大造影フレームとしてフレーム４を選択し、領域Ｒ１４の最大造影フレームとしてフレーム５を選択する。

表示制御部２１３は、選択部２１２によって選択された各領域における最大造影フレームを合成した合成画像を生成して表示部２３に表示するように制御する。例えば、表示制御部２１３は、図１５の（Ｂ）に示すように、領域Ｒ１１にフレーム３の領域Ｒ１１を配置し、領域Ｒ１２にフレーム３の領域Ｒ１２を配置し、領域Ｒ１３にフレーム４の領域Ｒ１３を配置し、領域Ｒ１４にフレーム５の領域Ｒ１４を配置した合成画像を合成して表示部２３に表示するように制御する。

次に、図１６を用いて、第５の実施形態に係るＸ線診断装置１００の処理について説明する。図１６は、第５の実施形態に係るＸ線診断装置１００による処理の手順を示すフローチャートである。ここで、図１６においては、造影剤が注入されて経時的にＸ線画像が撮影された後の処理について示す。また、図１６においては、ＲＯＩ内の画素の画素値の平均値と中央値を算出する場合について示す。また、図１６においては、各フレームの差分値について、平均せずにそれぞれ独立して算出する場合について示す。

図１６に示すように、第５の実施形態に係るＸ線診断装置１００においては、最大造影フレーム合成モードであると（ステップＳ６０１肯定）、画像処理部２６は、画像データ記憶部２５から基準画像とコントラスト画像とを取得して（ステップＳ６０２）、差分画像を生成する（ステップＳ６０３）。算出部２１１は、差分画像を複数の領域に分割して（ステップＳ６０４）、分割した領域の画素の画素値の平均値を算出し（ステップＳ６０５）、また、分割した領域の画素の画素値の中央値を算出する（ステップＳ６０６）。

その後、選択部２１２は、算出部２１１によって算出された平均値と中央値とを用いて、領域の差分値（平均値−中央値）を算出して（ステップＳ６０７）、算出した差分値が対応する領域における現時点の最大差分値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ６０８）。ここで、算出した差分値が現時点の最大差分値よりも大きいと判定した場合には（ステップＳ６０８肯定）、選択部２１２は、差分値を算出した領域における最大造影フレームとして、差分値を算出したフレーム（ＳＵＢ画像）のコントラスト画像のフレーム番号を領域に対応付けて記録する（ステップＳ６０９）。

一方、算出した差分値が現時点の最大差分値よりも大きくないと判定した場合には（ステップＳ６０８否定）、選択部２１２は、フレーム番号と領域との対応を記録せずに、ステップＳ６１０の判定に進む。算出した差分値が現時点の最大差分値よりも大きく（ステップＳ６０８肯定）、フレーム番号を領域に対応づけて記録した後、或いは、算出した差分値が現時点の最大差分値よりも大きくないと判定した後、選択部２１２は、フレームに含まれる全領域について処理したか否かを判定する（ステップＳ６１０）。

ここで、全領域について処理していないと判定された場合には（ステップＳ６１０否定）、算出部２１１がステップＳ６０５及びステップＳ６０５に戻って、未処理の領域について処理を継続する。一方、全領域について処理したと判定した場合には（ステップＳ６１０肯定）、選択部２１２は、フレーム番号を記録したか否かを判定する（ステップＳ６１１）。ここで、ステップＳ６１１における判定は、図１０のステップＳ１０９と同様に実行される。ステップＳ６１１において、選択部２１２がフレーム番号を記録したと判定した場合には（ステップＳ６１１肯定）、ステップＳ６０２に戻って処理を継続する。

一方、選択部２１２がフレーム番号を記録していないと判定した場合には（ステップＳ６１１否定）、表示制御部２１３は、領域ごとに記録されたフレーム番号のコントラスト画像に対応する差分画像（ＳＵＢ画像）を抽出して、各領域の差分画像を合成した合成画像を表示部２３に表示させる（ステップＳ６１２）。なお、ステップＳ６０１において、最大造影フレーム合成モードではない場合には（ステップＳ６０１否定）、表示制御部２１３は、操作者によって選択されたフレームのＳＵＢ画像を表示部２３に表示させる（ステップＳ６１３）。

なお、上述した処理の手順では、フレーム順に差分値を比較して最大造影フレームを選択する場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、全てのフレームについて差分値を算出して、算出したすべての差分値のうち最大値を示すフレーム番号を領域に対応付けて記録する場合であってもよい。

上述したように、第５の実施形態によれば、算出部２１１は、Ｘ線画像を複数の領域に分割し、分割した領域ごとに平均値、中央値及び最頻値のうち少なくとも一つを算出する。選択部２１２は、領域ごとに最大造影画像を選択する。表示制御部２１３は、選択部２１２によって選択された領域ごとの最大造影画像を合成した合成画像を表示部２３に表示させるように制御する。従って、第５の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、造影剤を用いて経時的に収集された複数のＸ線画像を用いて血管が最も描写された合成画像を生成することを可能にする。

また、第５の実施形態によれば、算出部２１１は、Ｘ線画像に含まれる血管の走行方向に略直交する方向で分割された領域ごとに平均値、中央値及び最頻値のうち少なくとも一つを算出する。従って、第５の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、血管の各領域で最も造影剤が充満した画像を選択することを可能にする。

（第６の実施形態）
上述した実施形態では、造影剤を用いた経時的に収集された複数のＸ線画像から最大造影フレームを選択する場合について説明した。第６の実施形態では、医用デバイスを検知する場合について説明する。なお、第６の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００と比較して、選択部２１２の処理内容が異なる。以下、これを中心に説明する。

第６の実施形態に係る選択部２１２は、平均値と中央値又は最頻値との差、又は、均値と中央値又は最頻値との比、又は、平均値、中央値又は最頻値以上の値を示す画素の数が所定の閾値を超えたＸ線画像を、医用デバイスが描出された画像として選択する。図１７は、第６の実施形態に係るＸ線診断装置１００による処理の一例を説明するための図である。図１７においては、被検体の頭部に対して医用デバイスを挿入する場合の例を示す。また、図１７においては、画素値の平均値と中央値との差分値を用いて医用デバイスを検出する場合について説明する。

医用デバイスを検知する場合には、まず、医用デバイスが挿入される位置にＲＯＩが設定される。例えば、頭部に医用デバイスを挿入する場合には、図１７に示すように、被検体の首の下周辺にＲＯＩ「Ｒ２」が設定される。ここで、ＲＯＩ「Ｒ２」は、操作者によって設定される場合であってもよく、或いは、撮影される際の被検体の位置に基づいて設定する場合であってもよい。なお、図１７においては、説明上、被検体の輪郭を示しているが、実際には、差分画像であるため画像上に描出されない。

上述したようにＲＯＩ「Ｒ２」が設定されると、算出部２１１は、ＲＯＩ「Ｒ２」に含まれる画素の画素値の平均値及び中央値を算出する。選択部２１２は、ＲＯＩ「Ｒ２」における差分値を算出して、算出した差分値が所定の閾値を超えた場合に、ＲＯＩ「Ｒ２」に医用デバイスが挿入された画像であると判定する。すなわち、選択部２１２は、医用デバイスが徐々にＲＯＩ「Ｒ２」に挿入され、ＲＯＩ「Ｒ２」における画素値の平均値が徐々に増加して、医用デバイスがある程度挿入された時点のフレームを抽出することで、医用デバイスを検出する。

次に、図１８を用いて、第６の実施形態に係るＸ線診断装置１００の処理について説明する。図１８は、第６の実施形態に係るＸ線診断装置１００による処理の手順を示すフローチャートである。ここで、図１８においては、ＲＯＩ内の画素の画素値の平均値と中央値を算出する場合について示す。また、図１８においては、各フレームの差分値について、平均せずにそれぞれ独立して算出する場合について示す。

図１８に示すように、第６の実施形態に係るＸ線診断装置１００においては、デバイス検出モードであると（ステップＳ７０１肯定）、画像処理部２６は、リアルタイムで収集されたコントラスト画像と基準画像との差分画像を生成する（ステップＳ７０２）。そして、算出部２１１は、差分画像が生成されると、デバイス検出ＲＯＩを設定して（ステップＳ７０３）、ＲＯＩ内の画素の画素値の平均値を算出し（ステップＳ７０４）、また、ＲＯＩ内の画素の画素値の中央値を算出する（ステップＳ７０５）。

その後、選択部２１２は、平均値と中央値とを用いて差分値（平均値−中央値）を算出して（ステップＳ７０６）、算出した差分値が閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ７０７）。ここで、算出した差分値が閾値を超えたと判定した場合には（ステップＳ７０７肯定）、選択部２１２は、デバイス検出信号をシステム制御部２１に送出する（ステップＳ７０８）。一方、算出した差分値が閾値を超えていないと判定した場合には（ステップＳ７０７否定）、ステップＳ７０２に戻ってリアルタイムに処理を継続する。なお、ステップＳ７０１において、デバイス検出モードではない場合には（ステップＳ７０１否定）、Ｘ線診断装置１００は待機状態となる。

上述した医用デバイスの検出は、種々に利用することが可能である。例えば、デバイス検知前は低線量で設定され、デバイス検知後に適正な線量に切り替えるように設定することができる。すなわち、システム制御部２１は、選択部２１２によって医用デバイスが描出された画像が選択される場合に、画像の選択後の線量と比較して、画像の選択前の線量が低くなるようにＸ線の照射を制御する。例えば、システム制御部２１は、まず、低線量でＸ線を照射するように高電圧発生器１１及びＸ線管１２を含むＸ線発生部を制御し、選択部２１２からデバイス検出信号を受け付けると、適正な線量でＸ線が照射されるようにＸ線発生部を制御する。

また、例えば、医用デバイス検知前後でフレームレートを制御することもできる。一例を挙げると、システム制御部２１は、選択部２１２によって医用デバイスが描出された画像が選択される場合に、画像の選択後のフレームレートと比較して、画像の選択前のフレームレートが低くなるように画像の生成を制御する。例えば、システム制御部２１は、まず、低フレームレートで画像を収集するように制御し、選択部２１２からデバイス検出信号を受け付けると、高フレームレートで画像を収集するように制御する。上述した線量の制御及びフレームレートの制御は、操作者によって任意に設定することができる。

上述したように、第６の実施形態によれば、選択部２１２は、平均値と中央値又は最頻値との差が所定の閾値を超えたＸ線画像を、医用デバイスが描出された画像として選択する。従って、第６の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、医用デバイスを的確に検出することができ、手技の効率を向上させることを可能にする。

（第７の実施形態）
さて、これまで第１〜第６の実施形態について説明したが、上述した第１〜第６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。

上述した第１〜第５の実施形態では、造影剤が血管に注入された場合の最大造影フレームを選択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、造影剤（バリウム）が食道を通過する際の最大造影フレームを選択する場合であってもよい。

また、上述した第１〜第６の実施形態では、画素値の平均値と中央値との差分値に基づいて、最大造影フレームの選択、或いは、医用デバイスの検知を行う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、画素値の平均値と最頻値との差分値に基づいて、最大造影フレームの選択、或いは、医用デバイスの検知を行う場合であってもよい。

また、画素値の平均値と中央値との差分値だけではなく、平均値と中央値との比率に基づいて、最大造影フレームの選択、或いは、医用デバイスの検知を行う場合であってもよい。かかる場合には、例えば、選択部２１２は、ＲＯＩにおける「割合」＝「平均値／中央値」が最大となるフレームを最大造影フレームとして選択したり、医用デバイスが描出されたフレームとして選択したりする。

また、平均値、中央値又は最頻値以上の値を示す画素の数に基づいて、最大造影フレームの選択、或いは、医用デバイスの検知を行う場合であってもよい。かかる場合には、例えば、選択部２１２は、平均値、中央値又は最頻値以上の値を示す画素の数が最多となるフレームを最大造影フレームとして選択したり、医用デバイスが描出されたフレームとして選択したりする。上記について中央値を例に挙げて説明する。造影剤が注入されると中央値以上の画素が増えるため、中央値以上の画素が最大になるフレームが最大造影フレームとなる。そこで、選択部２１２は、例えば、ＲＯＩ内の全画素数に対するＲＯＩ内の中央値以上の画素数の割合が最大となるフレームを最大造影フレームとして選択する。

なお、上述した例では、中央値以上の個数を計測する場合について説明したが、中央値以下の個数を用いることも可能である。かかる場合には、選択部２１２は、割合が最小となるフレーム最大造影フレームとして選択する。また、中央値だけでなく、画素値が平均値や最頻値を以上又は以下となる個数を計測する場合であってもよい。

また、上述した第１〜第６の実施形態では、各フレームの差分値について、それぞれのフレームから算出した値をそのまま用い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、複数のフレームの差分値を平均する場合であってもよい。

以上説明したとおり、少なくとも一つの実施形態のＸ線診断装置によれば、手技の効率を向上させることを可能にする。

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。

２１ システム制御部
２２ 入力部
２３ 表示部
１００ Ｘ線診断装置
２１１ 算出部
２１２ 選択部
２１３ 表示制御部

Claims (12)

1. Ｘ線を発生するＸ線管と、
   被検体を透過した前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、
   造影剤を用いて経時的に収集された複数のＸ線画像、前記造影剤を用いて経時的に収集された複数のＸ線画像から背景がそれぞれ差分された複数の差分画像、又は、医用デバイスが用いられて経時的に収集された複数のＸ線画像に含まれる画像ごとに、血管領域よりも前記血管領域以外の領域が占める割合が高い関心領域に含まれる画素値の平均値、前記画素値の中央値及び前記画素値の最頻値のうち少なくとも１つを算出する算出部と、
   前記造影剤を用いて経時的に収集された複数のＸ線画像については、当該複数のＸ線画像を対象として算出された前記平均値と、前記中央値又は前記最頻値である基準値とに基づいて、前記平均値と、前記基準値との差が相対的に大きい画像、又は、前記平均値と前記基準値との比が相対的に大きい画像を選択し、
   前記医用デバイスが用いられて経時的に収集された複数のＸ線画像については、当該複数のＸ線画像を対象として算出された前記平均値及び前記基準値とに基づいて、前記平均値と前記基準値との差が相対的に大きい画像、又は、前記平均値と前記基準値との比が相対的に大きい画像を選択し、
   前記複数の差分画像については、当該複数の差分画像を対象として算出された前記平均値及び前記基準値に基づいて、前記平均値と前記基準値との差が相対的に大きい画像、又は、前記平均値と前記基準値との比が相対的に大きい画像を選択する、又は、
   前記複数の差分画像を対象として算出された前記平均値又は前記基準値に基づいて、前記平均値又は前記基準値以上の値を示す画素の数が相対的に多い画像を選択する選択部と、
   を備えたことを特徴とするＸ線診断装置。
2. 前記選択部は、前記造影剤を用いて経時的に収集された複数のＸ線画像については、前記平均値と前記基準値との差が相対的に大きい画像、又は、前記平均値と前記基準値との比が相対的に大きい画像を、前記造影剤による造影の程度が相対的に大きい造影画像として選択し、
   前記差分画像については、前記平均値と前記基準値との差が相対的に大きい画像、前記平均値と前記基準値との比が相対的に大きい画像、又は、前記平均値又は前記基準値以上の値を示す画素の数が相対的に多い画像を、前記造影剤による造影の程度が相対的に大きい造影画像として選択することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
3. 前記選択部は、前記造影画像を透視ロードマップの血管像として選択することを特徴とする請求項２記載のＸ線診断装置。
4. 前記選択部によって前記造影画像が選択されたことを条件に、前記透視ロードマップの表示処理を開始するように制御する制御部をさらに備えたことを特徴とする請求項３記載のＸ線診断装置。
5. 前記選択部によって前記造影画像が選択されたことを条件に、Ｘ線の照射を停止するように制御するＸ線制御部をさらに備えたことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
6. 前記選択部によって選択された造影画像を表示部に表示させるように制御する表示制御部をさらに備えたことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
7. 前記算出部は、前記Ｘ線画像又は前記差分画像を複数の領域に分割し、分割した領域ごとに前記平均値と前記基準値とを算出し、
   前記選択部は、前記領域ごとに前記造影画像を選択し、
   前記表示制御部は、前記選択部によって選択された領域ごとの造影画像を合成した合成画像を前記表示部に表示させるように制御することを特徴とする請求項６記載のＸ線診断装置。
8. 前記算出部は、前記Ｘ線画像又は前記差分画像に含まれる血管の走行方向に略直交する方向で分割された領域ごとに前記平均値と前記基準値とを算出することを特徴とする請求項７記載のＸ線診断装置。
9. 前記選択部は、前記平均値と前記基準値との差、前記平均値と前記基準値との比、又は、前記平均値又は前記基準値以上の値を示す画素の数として、前記複数のＸ線画像に含まれるＸ線画像それぞれについて時系列的に連続するＸ線画像との平均値、又は前記複数の差分画像に含まれる差分画像それぞれについて時系列的に連続する差分画像との平均値を用いることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
10. 前記選択部は、前記医用デバイスを用いて複数のＸ線画像を順次収集中に、新たに収集されたＸ線画像において、前記平均値と前記基準値との差、又は、前記平均値と前記基準値との比が所定の閾値を超えたＸ線画像を、医用デバイスが描出された画像として選択することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
11. 前記選択部によって前記医用デバイスが描出された画像が選択される場合に、前記画像の選択後の線量と比較して、前記画像の選択前の線量が低くなるようにＸ線の照射を制御するＸ線制御部をさらに備えたことを特徴とする請求項１０記載のＸ線診断装置。
12. 前記選択部によって前記医用デバイスが描出された画像が選択される場合に、前記画像の選択後のフレームレートと比較して、前記画像の選択前のフレームレートが低くなるように画像の生成を制御する制御部をさらに備えたことを特徴とする請求項１０記載のＸ線診断装置。