JPH03182233A

JPH03182233A - Ｘ線画像表示装置

Info

Publication number: JPH03182233A
Application number: JP1320631A
Authority: JP
Inventors: Michitaka Honda; 道隆本田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-12-12
Filing date: 1989-12-12
Publication date: 1991-08-08

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、被写体の血管内に挿入されたカテーテルあ
るいはガイドワイヤーなどをＸ線透視して得られたＸ線
画像と、この血管をＸ線透視して得られた血管造影像と
を重合表示するＸ＠画像表示装置に関する。

（従来の技術）近年、医師が患者の血管内に経皮的にカテーテルあるい
はガイドワイヤーを挿入し、血管内の狭窄を広げたり、
悪性の腫瘍の栄養血管を塞栓するといった医療技術が用
いられている。この際には、カテーテルあるいはガイド
ワイヤーのＸ線透視画像と、血管をＸ線透視して得られ
た血管造影像とを重ね、この画像からカテーテルあるい
はガイドワイヤーの先端を医師が確認して操作を行なっ
ている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、従来のＸ線画像表示装置では、Ｘ線透視
画像の画質が悪く、カテーテルあるいはガイドワイヤー
のＸ線透視画像に血管造影像を重ねると、カテーテルあ
るいはガイドワイヤーの先端が見にくいという欠点があ
った。このため、医師がカテーテルあるいはガイドワイ
ヤーを用いた治療をスムーズに行えないという問題があ
った。

そこでこの発明は、このような従来の事情に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、Ｘ線透視画
像の画質を良くし、カテーテルあるいはガイドワイヤー
の挿入位置を確認しゃすくするＸ線画像表示装置を提供
することにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記目的を達成させるため、この発明は、被写体中に押
入された観察対象物をＸ線透視して得られた観察対象物
の画像と、この観察対象物周辺の特定被写体組織をＸ線
透視して得られた特定被写体組織の画像とを重合表示す
るＸ線画像表示装置において、前記観察対象物が挿入さ
れた被写体内の画像から観察対象物の画像のみを認識す
る認識手段と、被写体内のみの画像から前記特定被写体
組織の画像を抽出する抽出手段と、前記観察対象物のみ
の画像と前記特定被写体組織の画像とを重合する重合手
段とを備え、前記特定被写体組織によって前記観察対象
物の挿入位置を確認するように構成されている。

（作用）上記構成において、この発明は、カテーテルあるいはガ
イドワイヤーなどの観察対象物の画像が現れている被写
体内のＸ線画像から、観察対象物の画像のみを認識手段
によって認識する。また、被写体内のみのＸ線画像から
、カテーテルあるいはガイドワイヤー周辺の血管などの
特定被写体組織の画像のみを抽出手段によって抽出する
。さらに、重合手段によって観察対象物の画像を強調し
、観察対象物の画像と特定被写体組織の画像とを重合し
て表示させている。

（実施例）以下、図面を用いてこの発明の詳細な説明する。

第１図は、この発明のＸ線画像表示装置に係わる一実施
例の全体構成を示すブロック図である。

同図において、ＴＶカメラ１は、Ｘ線透視された被写体
（図示せず）や、観察対象物であるカテーテルあるいは
ガイドワイヤーのＸ線画像データをＡ／Ｄ変換器３へ送
出するものである。

Ａ／Ｄ変換器３は、送られてきたＸ線画像データをデジ
タルデータに変換し、この原画像を自動認識部５、オー
バーラツプ部９、あるいはセレクタ７へ出力するもので
ある。

１〕動認識部５は、カテーテルあるいはガイドワイヤー
が押入された被写体内の画像から、後述する方法によっ
てカテーテルあるいはガイドワイヤーのみの画像を認識
し、この画像をオーバーラツプ部９へ送出するものであ
る。

セレクタ７は、Ａ／Ｄ変換器３から出力される特定被写
体組織の画像であるｌｌｊ純血純血形造影像画像ファイ
ル１１に予め格納されているサブトラクション像による
血管造影像とを選択し、一方の画像を画像メモリ１３に
転送するものである。

画像メモリ１３は、サブトラクション像による血管造影
像あるいは単純血管造影像を保持し、辺縁抽出部１５ヘ
リえるものである。

辺縁抽出部１５は、被写体内のみの画像から、後述する
方法によって血管の辺縁のみの画像を抽出し、オーバー
ラツプ部９へ送出するものである。

オーバーラツプ部９は、カテーテルあるいはガイドワイ
ヤーの画像と、血管辺縁の画像とを後述する方法によっ
て重合し、この重合画像データをＤ／Ａ変換器１７へ出
力するものである。

Ｄ／Ａ変換器１７は、重合画像データをアナログデータ
に変換し、モニタ１つへ転送するものである。

モニタ１つは、重合されたＸ線画像を表示するものであ
る。

このように、この発明の全体は構成されており、次にこ
の発明の要部となる自動認識部５、辺縁抽出部１５およ
びオーバーラツプ部９の作用をその構成に基づいて説明
する。

第２図は、自動認識部５の構成を示すブロック図である
。

カテーテルあるいはガイドワイヤーが押入された被写体
内のＸ線透視画像データは、ＴＶカメラ１からＡ／Ｄ変
換器３へ送られ、デジタル化されて自動認識部５へ出力
される。

このデジタル画像データは、バイパスフィルタ５１およ
びローパスフィルタ５３にそれぞれ入力され、高周波数
帯域強調および高周波数帯域抑圧が行われる。第３図に
、被写体内の原画像、およびＡ−Ａ上の原画像濃度をフ
ィルタ処理した前後の濃度グラフを示す。原画像中には
、被写体内の計１０１およびカテーテルあるいはガイド
ワイヤー１０３の影が、ノイズ１０５とともに現れてい
る。原画像濃度はバイパスフィルタ処理により、カテー
テルあるいはガイドワイヤー１０３のデータのエツジ部
が強調され、ローパスフィルタ処理により、エツジ部が
緩和される。このため、カテーテルあるいはガイドワイ
ヤー１０３の濃度差が大きく現れる。

ここで、バイパスフィルタ５１およびローパスフィルタ
５３の一例を第４図に示す。すなわち、カテーテルある
いはガイドワイヤー１０３が細く、画像上でわずか２〜
３画素幅しかない場合、周波数の最大値“ｆｍａｘ　　
　（これは１画素幅の周波数に相当）の半分あるいは１
／３の周波数を強調あるいは抑圧するフィルタである。

また、ＤＣ値、すなわち周波数−〇のところでは、バイ
パスフィルタ５１およびローパスフィルタ５３のゲイン
は同一にする必要がある。

バイパスフィルタ処理およびローパスフィルタ処理され
た各々のデータは、減算部５５によって互いに減算され
る。減算されたデータは、バイパスフィルタ５１および
ローパスフィルタ５３のＤＣレベルのゲインが同一であ
るため、平均的にはほぼ“Ｏｍとなり、カテーテルある
いはガイドワイヤー１０３の影とノイズ１０５のみが抽
出される。この減算されたデータから、ヒストグラム演
算部５７によってスレッシュホールドレベル（閾値）が
求められる。さらに、求められたスレッシュホールドレ
ベルを基に、ブレーン画像作成部５９によって第５図に
示すような２値画像であるブレーン画像が作成される。

ヒストグラム演算部５７において、スレツシュホールド
レベルは減算データのヒストグラムから求められる。第
６図に、そのヒストグラムの一例を示す。仮に、原画像
中にカテーテルあるいはガイドワイヤー１０３の影が無
ければ、ヒストグラムは“０°を中心として左右対象の
分布を行なうが、カテーテルあるいはガイドワイヤー１
０３の影はその対象性をくずす。このため、第６図に示
すように、カテーテルあるいはガイドワイヤー１０３に
よるデータが現れている。従って例えば、頻度をＨ（ｄ
）、（ｄは濃度レベル）とすると、Ｑ　（ｄ）　−Ｈ（
ｄ）　−Ｈ（−ｄ）となるＱ　（ｄ）を求めれば、第７
図の様にカテーテルあるいはガイドワイヤー１０３の影
によるデータを抽出することができる。すなわち、第７
図は第６図の頻度をＨ（ｄ）とし、左右対象／反転した
頻度Ｈ（−ｄ）を減じれば得られる。このようにして得
られた、カテーテルあるいはガイドワイヤー１０３の影
の濃度分布の最小値付近にスレッシュホールドレベル“
Ｐ”が定められる。

ブレーン画像作成部５９では、このスレッシュホールド
レベル′Ｐ”以上を“１”Ｐ”以下を“０”とした２値
データからＩＮ威されるプレーン画像が作成される。作
成されたブレーン画像には、カテーテルあるいはガイド
ワイヤー１０３の影と、わずかなノイズ１０５が現れて
いる（第５図）。

このプレーン画像は、ビットパターンチエツク部６１に
人力され、カテーテルあるいはガイドワイヤー１０３の
みの画像が認識される。本来ノイズ１０５はランダムに
生じているものであるため、ノイズ１０５のみによって
連続的に“１”の画素が続くことが少ない。すなわち、
第８図に示す様に、ノイズ１０５による２値データの配
列パターン（第８図（Ａ））と、カテーテルあるいはガ
イドワイヤー１０３による２値データの配列パターン（
第８図（Ｂ））とは異なっている。そこで、ビットパタ
ーンチエツク部６１では、作意の“１”の周辺８画素の
“１”、“０”の状態から、孤立した“１”があればそ
れを“０“とする処理が行われる。この結果、ノイズ１
０５による２値データが除去され、カテーテルあるいは
ガイドワイヤー１０３による２値データのみが残される
。

このようにして、自動認識部５によって認識されたカテ
ーテルあるいはガイドワイヤー１０３のみの２値化画像
は、オーバーラツプ部９へ与えられる。

尚、第１図で示す、フィルタ５１．５３は、位相を変化
させるようなものでも同様の効果を得ることができる。

すなわち、互いに位置を少しずらしたデータ間で減算を
行い、以下同様の処理を行なうこともｎＪ能である。

次に、辺縁抽出部１５の槽底および作用を説明する。

辺縁抽出部１５の抽出方法には、大きく分けて血管の内
側の辺縁を抽出する第１の方法と、外側を抽出する第２
の方法の２ＦＩ類の方法が考えられる。

まず、第１の抽出方法について説明する。

第９図は第１の抽出方法を説明するための全体ブロック
図、第１０図は辺縁抽出部１５内部のブロック図である
。

第９図において、Ｘ線透視された小純血管造影像の画像
データは、ＴＶカメラ１からＡ／Ｄ変換器３へ出力され
、デジタルデータに変換されてセレクタ７へ人力される
。

一方、画像ファイル１１には、サブトラクション技術に
よって得られたサブトラクション像による血管造影像が
予め格納されており、この血管造影像もセレクタ７へ出
力される。これらの画像は、セレクタ７によって一方が
選択され、画像メモリ１３へ転送される。

なお、今回の実施例では、画像メモリ１３にサブトラク
ション像による血管造影像が格納された場合について説
明する。

画像メモリ１３内の血管造影像は、第１０図に示す辺縁
抽出部１５へ出力される。ヒストグラム演算部１５１に
人力された画像データは、第２図に示すヒストグラム演
算部５７で行われた処理と同様に、ヒストグラムが計算
される。この結果、第６図に示す様なヒストグラムが得
られる。ただし、今回の場合には、第６図のヒストグラ
ムに現れる、カテーテルあるいはガイドワイヤー１０３
によるデータは血管造影像によるものである。このヒス
トグラムから第１１図に示すような、血管造影像による
部分だけが抽出され、２箇所のスレッシュホールドレベ
ル“Ｐ１″、”Ｐ２”が定められる。

これらのスレッシュホールドレベル“Ｐｌ”Ｐ２”は、
２値化第１処理部１５３あるいは２値化第２処理部１５
５へ与えられる。２値化第１処理部１５３では、スレッ
シュホールドレベル“Ｐｌ”によって血管造影像の大部
分が得られ、２値化第２処理部１５５では、スレッシュ
ホールドレベル“Ｐ２”によって若干狭い範囲の血管造
影像が得られる。２値化第１処理部１５３によって得ら
れた血管造影像を第１２図（Ａ）に、２値化第２処理部
１５５によって得られたそれを第１２図（Ｂ）に示す。

これらの図には、ｒ；Ｔ−のノイズ１０５と、各処理部
によって得られた血管造影＠１０７とが現れている。こ
れらの図かられかるように、第１２図（Ａ）で示す血管
造影像１０７ａよりも第１２図（Ｂ）で示すそれの方が
、血管を表わす領域が狭くなっている。

２値化第２処理部１５５によって得られた血管造影像１
０７ｂは、インバータ１５７によって反転され、２値化
第１処理部１５３によって得られた血管造影像１０７ａ
とともに、論理積演算回路１５９に人力される。これに
より、これらの血管造影像１０７の論理積演算が行われ
、第１３図に示す様に、血管の内側の辺縁が抽出される
。

なお、血管辺縁の画像に、抜けが生じた場合には、スレ
ッシュホールドレベル″Ｐ２°の値を移動させることに
より、これを防止することが可能である。また、今回の
例では画像メモリ１３にサブトラクション像が格納され
ている場合を説明したが、画像メモリ１３に単純血管造
影像が格納されている場合についても、もちろん実施可
能である。ただし、この場合には、得られた血管辺縁の
画像精度が若干落ち、骨や血管以外の組織も辺縁抽出さ
れるが、十分使用することが可能である。

次に、辺縁抽出部１５の第２の抽出方法について説明す
る。

第１の抽出方法によれば、血管の内側の辺縁が抽出され
るが、この場合には、細い血管では血管形が潰れるとい
う欠点がある。第２の抽出方法は、血管の外側の辺縁を
抽出するものである。第１４図に、第２の抽出方法を説
明するための全体ブロック図を示す。

第１４図において、第９図で示すブロック図に、血管形
を拡大するための拡大処理部２１が追加される。この拡
大処理部２１による処理方法は、さらに、ローパスフィ
ルタを用いた方法と、バイパスフィルタを用いた方法の
２つの方法が考えられる。

まず、ローパスフィルタを用いた方法について説明する
。

画像メモリ１３から出力された血管造影像１０７は、拡
大処理部２１に人力され、ローパスフィルタ処理が行わ
れる。この結果、第１５図に示す様に、血管形は空間的
に広げられる。

ローパスフィルタ処理が行われた血管造影像１０７デー
タは、辺縁抽出部１５へ送られる。

辺縁抽出部１５では、すでに述べた方法により、血管の
辺縁が抽出される。尚、ローパルスフィルタをかける手
法としては空間的なコンボリューションフィルタでもよ
いが、血管造影像１０７の原画像と原画像の位置をずら
したものとを加えることによって構成しても、実施可能
である。

次に、バイパスフィルタを用いた場合には、第１６図に
示す様に、血管辺縁の画像データのエツジが強調される
。エツジが強調された画像データは、辺縁抽出部１５へ
送られる。

辺縁抽出部１５によって、第１６図で示すスレッシュホ
ールドレベル’Ｐｘ”が設定される。これは、第１１図
で示されるヒストグラムの、マイナス濃度の部分を基に
スレッシュホールドレベルを設定しても良いことを利用
している。さらに、設定された“Ｐｘ”以下のデータだ
けが“１”とされ、血管の外側の辺縁が抽出される。

このように、血管の内側の辺縁が抽出された画像を第１
７図に、血管の外側が抽出された画像を第１８図にそれ
ぞれ示す。これらの図かられかるように、拡大処理部２
１によって、血管を現す領域が拡大されている。

最後に、オーバーラツプ部９の構成および作用について
説明する。

第１９図は、オーバーラツプ部９の作用を説明するため
のブロック図である。

第２図で示す、自動認識部５によって認識されたカテー
テルあるいはガイドワイヤー１０３の２値化画像および
、Ａ／Ｄ変換器３から出力されたこれらの原画像が、オ
ーバーラツプ部９の画像強調部９１に与えられる。

また、辺縁抽出部１５あるいは、拡大処理部２１によっ
て辺縁が抽出された血管造影像が、論理演算回路９３に
人力される。

画像強調部９１に人力された、カテーテルあるいはガイ
ドワイヤー１０３の２値化画像は、その２値データの“
１”に対応する画素が原則像上で強調される。この強調
方法には、例えば、画素値を“Ｏ”、すなわち黒レベル
にする方法がある。

また、使用するモニタがカラーモニタであれば、色を変
化させて強調する方法がある。あるいは、１フレーム又
は数フレーム毎に画素濃度を周期的に変化させることに
より、あたかも画像が点滅する様にする方法も考えられ
る。

画像強調部９１によって画素強調されたカテーテルある
いはガイドワイヤー１０３の画像は、セレクタ９５に人
力される。これと同時に、論理演算回路９３から出力さ
れた血管造影像１０７もセレクタ９５に人力される。

セレクタ９５においては、血管の辺縁に対応する画素に
画素最大値が出力され、この結果、その画素が白く表示
されるようになる。なお、血管辺縁の画素がカラー表示
され、“画素最大値゛の色が画像と異なる色で表示され
るようにすることも可能である。

さらに、画素強調されたカテーテルあるいはガイドワイ
ヤー１０３の画像と、白くされた血管辺縁の画像とが重
合される。

一方、カテーテルあるいはガイドワイヤー１０３の画素
と、血管辺縁の画素とが同一画素上に重なった場合には
、論理演算回路９３によって血管辺縁の画素がＩｎ去さ
れる。これにより、カテーテルあるいはガイドワイヤー
１０３の画素が、優先的にセレクタ９５から出力される
。セレクタ９５から出力された、重合画像はＤ／Ａ変換
器１７へ送出される。

以上のように、自動認識部５によって認識されたカテー
テルあるいはガイドワイヤー１０３のみの画像と、辺縁
抽出部１５によって辺縁抽出された血管造影像１０７と
が、オーバーラツプ部９によって重合され、モニタ１９
によって重合表示される。また、重合する際には、カテ
ーテルあるいはガイドワイヤー１０３の画像を優先的に
表示している。

これにより、カテーテルあるいはガイドワイヤー１０３
の影が見やすくなり、血管の様子も分かりやすくなる。

［発明の効果］以上説明してきたように、この発明によるＸ線画像表示
装置であれば、カテーテルあるいはガイドワイヤーの画
像が鮮明になり、血管造影像の画質が向上する。これに
より、カテーテルあるいはガイドワイヤーの挿入位置が
正確に確認できるので、医師がスムーズに操作できるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のＸ線画像表示装置の全体ブロック図
、第２図乃至第８図は自動認識部を説明するためのブロ
ック図および概念図である、第９図乃至第１３図は辺縁
抽出部を説明するためブロック図および概念図である、
第１４図乃至第１８図は拡大処理部を説明するためのブ
ロック図および概念図、第１９図はオーバーラツプ部を
説明するためのブロック図である。５・・・自動認識部９・・・オーバーラツプ部１５・・・辺縁抽出部２１・・・拡大処理部

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被写体中に挿入された観察対象物をＸ線透視して
得られた観察対象物の画像と、この観察対象物周辺の特
定被写体組織をＸ線透視して得られた特定被写体組織の
画像とを重合表示するＸ線画像表示装置において、前記観察対象物が挿入された被写体内の画像から観察対
象物の画像のみを認識する認識手段と、被写体内のみの
画像から前記特定被写体組織の画像を抽出する抽出手段
と、前記観察対象物のみの画像と前記特定被写体組織の画像
とを重合する重合手段とを備え、前記特定被写体組織によって前記観察対象物の挿入位置
を確認することを特徴とするＸ線画像表示装置。
（２）前記認識手段は、前記観察対象物が挿入された被
写体内の画像データに高周波数帯域強調および高周波数
帯域抑圧を行い、これにより得られた周波数帯域の異な
る２つの画像データを減算し、減算した画像データに現
れる前記観察対象物の画像データから閾値を求め、この
閾値を基に前記観察対象物が挿入された被写体内の２値
化画像を作成し、こめ画像を構成する２値データの配列
パターンから前記観察対象物の画像のみを認識すること
を特徴とする請求項（１）記載のＸ線画像表示装置。
（３）前記抽出手段は、被写体内のみの画像データに現
れる前記特定被写体組織の画像データから２つ以上の閾
値を求め、これらの閾値を基に被写体内の２値化画像を
複数作成し、これらの画像間で論理演算を行うことによ
って前記特定被写体組織のみの画像を抽出することを特
徴とする請求項（１）記載のＸ線画像表示装置。
（４）前記抽出手段は、被写体内のみの画像データに低
周波数帯域強調を行い、これにより得られた画像データ
に現れる前記特定被写体組織の画像データから２つ以上
の閾値を求め、これらの閾値を基に被写体内の２値化画
像を複数作成し、これらの画像間で論理演算を行うこと
によって前記特定被写体組織のみの画像を拡大抽出する
ことを特徴とする請求項（１）記載のＸ線画像表示装置
。
（５）前記抽出手段は、被写体内のみの画像データに高
周波数帯域強調を行い、これにより強調された前記特定
被写体組織の画像データから閾値を求め、この閾値を基
に２値化画像を作成して前記特定被写体組織のみの画像
を拡大抽出することを特徴とする請求項（１）記載のＸ
線画像表示装置。
（６）前記重合手段は、前記認識手段によって認識され
た前記観察対象物の画像を強調し、強調された前記観察
対象物の画像と、前記抽出手段によって抽出された前記
特定被写体組織の画像とが同一画素上に重なった際、前
記観察対象物の画像を優先して表示させることを特徴と
する請求項（１）記載のＸ線画像表示装置。