JPH04144373A - 放射線画像処理方法及びその装置 - Google Patents

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） 本発明は、循環器用放射線診断等における画像処理方法
及びその装置に関し、特にカテーテルを前記被検体の目
的部位に導くための支援手段としてロードマツプ画像を
得る放射線画像処理方法及びその装置に関する。

（従来の技術） 放射線画像処理方法及びその装置において、放射線とし
て代表的なＸ線画像処理方法及びその装置における血管
カテーテル操作は、操作者が被検体にＸ線透視を行なう
と共に、被検体の血管にカテーテルを挿入し、このカテ
ーテルを目的部位まで進めていくものである。しかし、
操作者はＴＶモニタに表示された透視画像を見ても、こ
の透視画像には血管が映らないため、カテーテルをどの
方向に進めればよいのか困難であった。

そこで、操作者に血管走行を知らせる方法として次のよ
うな方法が行なわれている。

まず、第１の方法は、予めＴＶモニタを２台設置し、こ
の２つのＴＶモニタのうち１つにＸ線透視画像を表示し
、他の１つのＴＶモニタに、造影剤を血管に注入して撮
影した血管造影画像を並べて表示する方法である。血管
造影画像にはカテーテルが進行すべき血管が造影される
から、２台のＴＶモニタを比較してカテーテルの現在の
位置やこれからカテーテルをいずれの方向に進めるべき
かを推測する。

次に第２の方法は、血管に造影剤注入前後の被検体に比
較的多量のＸ線を照射してＸ線撮影した背影画像と血管
造影画像とをサブトラクションし、背影（骨格部や筋肉
部）を消去して、血管のみの血管画像を得るものである
。これによれば、例えば第４図に示すように輝度の高い
血管３０の中に挿入された輝度の低いカテーテル３２が
明瞭に表示されるから、直接的に血管３０とカテーテル
３２との関係が良くわかる。

次に第３の方法は、第５図に示すような方法である。透
視をＯＮしてＸ線透視線量を被検体に照射し、少量の造
影剤を血管に注入する。そしてピークホールド期間ｔ。

において、Ｘ線透視で造影剤３４の流れた軌跡を、各ピ
クセルのピークを保持することにより血管造影画像３６
を作成し、即座にカテーテル操作の透視画像３９と血管
造影画像３６とのサブトラクションを減算器３８により
行ない、血管画像４０を得る。

これによれば、造影剤は少量で済み、Ｘ線量は透視線量
で良く、ピークトレースを行なうので、Ｓ／Ｎの良い画
像が得られると共に、即座にサブトラクションを行なえ
るので、カテーテル操作が簡単になる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、第１の方法は２台のＴＶモニタを用いる
から、直接的でなかった。

また第２の方法は、血管画像を得るためには、造影剤を
大量に血管に注入する必要があり、またＸ線撮影時には
比較的多量のＸ線量が必要であった。さらには操作者は
Ｘ線撮影のための操作、血管画像選択のための操作など
を行なわなければならず、また撮影から透視までの間に
被検体（例えば患者）が動いてしまうと、サブトラクシ
ョンした時に、透視画像と血管造影画像とのずれにより
アーチファクトが発生してしまう。

さらに第３の方法は、カテーテル操作中に、被検体が少
しでも動いてしまうと、透視画像３９と血管造影画像３
６とのサブトラクションにズレが発生する。このためカ
テーテルが見えなくなってしまい、サブトラクションを
中断せざるを得なかった。

そこで本発明の目的は、少量の造影剤、少量のＸ線量で
、操作性が良く、被検体が少しぐらい動いても、カテー
テルの見易い画像を得ることのできる放射線画像処理方
法及びその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） 本発明は上記の問題を解決し目的を達成するために次の
ような手段を講じた。すなわち本発明は、血管造影剤注
入前の被検体に放射線・を照射してマスク画像データを
得る手順と、血管造影剤注入後の被検体に放射線を照射
して得た複数フレームの透視画像データの最小値を保持
してコントラスト画像データを得る手順と、前記マスク
画像データと前記コントラスト画像データとの差を求め
サブトラクション画像データを得る手順と、前記透視画
像データと前記サブトラクション画像データとを重ね合
わせる手順とからなることを特徴とするものである。

また血管造影剤注入前の被検体に放射線を照射してマス
ク画像データを得る手段と、血管造影剤注入後の被検体
に放射線を照射して得た複数フレームの透視画像データ
の最小値を保持してコントラスト画像データを得る造影
手段と、前記マスク画像データと前記コントラスト画像
データとの差を求めサブトラクション画像データを得る
減算手段と、前記透視画像データと前記サブトラクショ
ン画像データとを重ね合わせる重ね合わせ手段とを備え
たことを特徴とするものである。

（作用） このような手段を講じたことにより次のような作用を呈
する。透視画像データの各画素値の最小値を保持してコ
ントラスト画像データを得るから、造影剤量が少なくて
済む。さらに１回目の操作で、サブトラクション画像デ
ータ、すなわち血管画像を作成し、２回目の操作で、透
視画像データとサブトラクション画像データとを重ね合
わせるので、操作が簡単になる。また血管画像の作成時
間と透視時間との時差が少ないから、被検体が動く可能
性が少なくなり、さらに透視画像に血管画像を重ね合わ
せるので、被検体が動いてもアチファクトを低減できる
。

（実施例） 第１図は本発明に係る放射線画像処理装置の一実施例の
構成を示すブロック図、第２図は放射線画像処理装置の
作用を説明するための図である。

第１図において、透視スイッチ１はＸ線透視を行なわし
めるためのスイッチであり、Ｘ線制御装置２は透視スイ
ッチ１から取り込まれる透視指令信号に基づきＸ線を発
生させるための制御信号をＸ線管３と後述する画像処理
装置８内のＣＰＵ９に供給する。

Ｘ線管３は制御信号に基づいてＸ線を被検体４に曝射し
、イメージインテンシファイヤ５（以下、１．１．とい
う。）は被検体４を透過したＸ線を検出し、これを光学
像に変換する。ＴＶカメラ７はレンズ等の光学系６を介
して１．Ｉ、５から入射される光学像をＴＶ映像信号に
変換し、このＴＶ映像信号を画像データとして画像処理
装置８に供給する。

画像処理装置８は、ＴＶカメラ７から入力される画像デ
ータを画像処理する装置であり、アナログ／ディジタル
変換器１０（Ａ／Ｄともいう。）、画像処理部３０、こ
の画像処理部３０の画像処理を制御するＣＰＵ９、ディ
ジタル／アナログ変換器２２（Ｄ／Ａともいう。）によ
り構成されている。

アナログ／ディジタル変換ｇＶ１０（Ａ／Ｄともいう。

）は、ＴＶカメラ７からのアナログの画像データをディ
ジタルの画像データに変換する。

Ａ／Ｄ　１０の出力端子は、乗算器１１．比較器１４、
加算器２１に接続される。

まず、第２図に示すマスク画像加算期間ｔ、においては
、乗算器１１はＡ／Ｄ　１０から順次フレームごとに取
り込まれるマスク画像データを１／Ｎ　（Ｎはフレーム
数）倍して、加算器１２に供給する。加算器１２は順次
フレームごとに取り込まれるマスク画像データと画像メ
モリ１３からのマスク画像データとを加算し、画像メモ
リ１３は加算されたマスク画像データを書き込む。これ
らの動作がＮ回繰り返されることによってＮ枚のマスク
画像データ４２の加算平均が行なわれる。

対数変換器１６は画像メモリー６からのマスク画像デー
タを対数変換して対数変換されたマスク画像データ４２
を減算器１８に供給する。

次に、ボトムホールド期間ｔ２においては、比較器１４
はＡ／Ｄ　１０からのマスク画像データと画像メモリ１
５からのマスク画像データとを各ピクセルごとに画素値
で比較し、画素値の最小値をホールドして画像メモリ１
５に書き込む（これをボトムホールドという。）。対数
変換器１７は画像メモリ１５からのコントラスト画像デ
ータを対数変換して対数変換されたコントラスト画像デ
ータ４４を減算器１８に供給する。

次に、サブトラクションにおいては、減算器１８は対数
変換器１６からのマスク画像データ４２と対数変換器１
７からのホールド画像データ４４との差を求め、サブト
ラクション画像データ４６（血管画像データ４６）を画
像メモリ１９に供給する。乗算器２０は画像メモリ１９
からの血管画像データ４６に係数１　／　ａを乗算し画
素値の小さい血管画像データを加算器２１に供給する。

加算器２１は、Ａ／Ｄ　１０からの透視画像データ４８
と乗算器２０からの血管画像データ４６とを加算し、す
なわちこれらの画像データを重ね合わせてロードマツプ
画像データ５０をＤ／Ａ　２２に供給する。

ＴＶモニタ２３は、Ｄ／Ａ２２によりアナログ変換され
たロードマツプ画像データ５０を表示する。

次にこのように構成された実施例の作用を説明する。ま
ず、操作者が透視スイッチ１をＯＮすると、Ｘ線制御装
置２から制御信号がＸ線管３に送られて該Ｘ線管３から
Ｘ線が被検体４に曝射される。Ｘ線管１０から曝射され
たＸ線は被検体を透過し、透過Ｘ線はＩ、１．５により
光学像に変換され、光学像はＴＶカメラ７によりＴＶ映
像信号に変換される。このＴＶ映像信号は画像処理装置
８に入力され、Ａ／Ｄ１０によりディジタルの画像デー
タに変換される。そうすると、画像処理部３０の各部は
ＣＰＵ９によって制御され、次のような動作を行なう。

（１）まず、画像加算を行なうことにより、被検体４の
血管に造影剤を注入する前のマスク画像の作成では、予
め画像メモリ１３の内容をクリアしておく。Ａ／Ｄ　１
０から順次取り込まれる各フレームの透視画像データは
、乗算器１１により１／Ｎされ、加算器１２により画像
メモリ１３から出力される透視画像データと加算されて
画像加算によるマスク画像データが作成され、これが画
像メモリ１３に格納される。

（２）次にボトムホールドの過程では、まず、予め画像
メモリ１５にＡ／Ｄ　１０の最大値をセットしておく。

例えばＡ／Ｄ　１０が１０ビツトであるときには、最大
値として１０２３をセットしておく。

そしてＡ／Ｄ　１０から出力される透視画像データと画
像メモリ１５から出力される画像データとは、比較器１
４により対応画素同士で比較され、比較結果として小さ
い方の画素値が画像メモリ１５に格納される。この比較
処理が繰り返され、各フレームの透視画像データからピ
クセル単位で画素値の最小値をホールドした画像データ
が画像メモリ１５に作成される。すなわち、被検体４の
血管に造影剤を注入した後のコントラスト画像データが
作成される。

（３）次に血管だけの血管画像の作成では、画像メモリ
１３からのマスク画１ｇ！データと画像メモリ１５から
のコントラスト画像データとは夫々対数変換器１６と対
数変換器１７とにより対数変換され、減算器１８により
サブトラクションされて血管画像データ４６が画像メモ
リ１９に格納される。

画像メモリ１９からの血管画像データ４６は、乗算器２
０により１　／　ａに弱められて加算器２１により透視
画像データと重ね合わせられる。すなわちロードマツプ
画像データ５０は、Ｄ／Ａ　２２により再びＴＶ映像信
号に変換されてＴＶモニタ２３に表示される。

このような装置によれば、造影剤注入前の複数フレーム
の透視画像データ夫々を加算平均してマスク画像データ
を得るから、血管画像のためのＸ線量が透視線量で良く
、しかも画質を向上できる。

また造影剤が血管を流れる軌跡を透視画像データの各画
素値の最小値に基づき求めてコントラスト画像データを
得るから、造影剤量が少なくて済む。

さらに１回目の操作で、血管画像データを作成し、２回
目の操作で、透視画像データと血管画像データとを重ね
合わせるので、操作が簡単になる。

また血管画像データの作成時間と透視時間との時差が少
ないから、被検体が動く可能性が少なくなり、さらに透
視画像データに血管画像データを重ね合わせるので、被
検体が動いてもアーチファクトを低減できる。これによ
りカテーテルが良く見えるようになり、操作者はカテー
テル操作を容易に行なうことができ、操作者の作業負担
を軽減することができる。

第３図は本発明に係る放射線画像処理方法を説明するた
めのフローチャートである。以下、放射線画像処理方法
を説明する。

まず、透視スイッチ１をＯＮすることにより、Ａ／Ｄ　
１０から順次取り込まれる各フレームの透視画像データ
を一定時間加算する（ステップＳ＋）。したがって、被
検体４に造影剤を注入していないＳ／Ｎ比の良いマスク
画像データが作成される。

透視画像データの加算が終了すると、画像処理装置８内
のＣＰＵ９により操作者に造影剤を注入するような指示
が行なわれる（ステップＳ２）。

例えば操作者の見ているＴＶモニタ２３に文字などを視
覚的に表示しても良く、あるいはブザーなどの音で聴覚
的に示しても良い。

操作者はステップＳ２における指示に従って、カテーテ
ルの先端より被検体４の血管に造影剤を少量だけ注入す
る（ステップＳ３）。

造影剤が注入されている期間中、透視像は造影剤が流れ
る画像となるので、この期間中の各フレームの透視画像
データを画像処理する。この画像処理においては、ピク
セル単位で透視画像データの画素値の最小値を保持（ボ
トムホールド）することにより、造影剤の流れた跡を残
す処理画像を作成する（ステップＳ４）。

ボトムホールドにより処理された画像をＴＶモニタ２３
にリアルタイムで表示する（ステップＳ５）。なおこの
時表示する画像は、前記マスク画像とサブトラクション
して血管だけの血管画像にしても良い。

操作者は造影剤が見たい血管まで流れついたタイミング
で透視をＯＦＦさせる（ステップＳ６）。

ボトムホールド処理は透視ＯＦＦにより終了し、ボトム
ホールド処理された最後の画像をコントラスト画像とし
て保持する（ステップＳ７）。

ステップＳ１で得られたマスク画像とステップＳ７で得
られたコントラスト画像とをサブトラクションして、血
管だけの血管画像を作成する（ステップＳｓ）。

血管画像を乗算器２０により１／ａ倍して輝度の低い血
管画像を得る（ステップＳ９）。

透視をＯＮＬ、透視画像にステップＳ、で得た血管画像
を加算し、加算された画像をＴＶモニタ２３に表示する
。（ステップＳ＋ｏ）。

なおステップＳ９とステップｓ１０の間で画像の血管成
分だけを強調するウィンドウ処理や血管の輪郭を抽出す
る処理（例えばソーベルフィルタ処理等）を行なっても
良い。

これにより透視画像に薄く血管画像が重ね合わせられる
。

したがって、前記Ｘ線画像処理装置と同様な効果が得ら
れる。すなわち、被検体４が動いたときに発生する実際
の血管の位置と表示されている血管の位置のずれによる
アーチファクトを低減できるので、カテーテルが見えな
くなるという問題がなくなる。また血管画像の輝度を低
くして透視画像に薄く重ね合わせることにより、血管の
中のカテーテルが見えにくくなることはなくなる。

なお本発明は、上述した実施例には限定されるものでは
ない、上述した実施例では放射線として代表的なＸ線を
説明したが、例えば放射線として例えばγ線を用いても
本発明は適用できる。このほか本発明の要旨を逸脱しな
い範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。

［発明の効果］ 本発明によれば、透視画像データの各画素値の最小値を
保持してコントラスト画像データを得るから、造影剤量
が少なくて済む。さらに１回目の操作で、サブトラクシ
ョン画像データ、すなわち血管画像を作成し、２回目の
操作で、透視画像データとサブトラクション画像データ
とを重ね合わせるので、操作が簡単になる。また血管画
像の作成時間と透視時間との時差が少ないから、被検体
が動く可能性が少なくなり、さらに透視画像に血管画像
を重ね合わせるので、被検体が動いてもアーチファクト
を低減できる放射線画像処理方法及びその装置を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る放射線画像処理装置の一実施例の
構成を示すブロック図、第２図は放射線画像処理装置の
作用を説明するための図、第３図は放射線画像処理方法
を説明するためのフローチャート、第４図は従来の放射
線画像処理装置により得られた血管画像の一例を示す図
、第５図は従来の他の放射線画像処理装置の作用を説明
するための図である。 １・・・透視スイッチ、２・・・Ｘ線発生装置、３・・
・Ｘ線管、４・・・被検体、５・・・１．１．６・・・
光学系、７・・・ＴＶ左カメラ８・・・画像処理装置、
９・・・ＣＰＵ。 １０・・・Ａ／Ｄ、１１．１８．２０・・・乗算器、１
２゜ ・・・加算器、 ］ ］ ・・　画　１象 メモリ、 １６゜ ７・・・対数変換器、 ４　・・ 比較器、 ２２・・・Ｄ／Ａ。 ２３・・・ＴＶモニタ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）血管造影剤注入前の被検体に放射線を照射してマ
   スク画像データを得る手順と、血管造影剤注入後の被検
   体に放射線を照射して得た複数フレームの透視画像デー
   タの最小値を保持してコントラスト画像データを得る手
   順と、前記マスク画像データと前記コントラスト画像デ
   ータとの差を求めサブトラクション画像データを得る手
   順と、前記透視画像データと前記サブトラクション画像
   データとを重ね合わせる手順とからなることを特徴とす
   る放射線画像処理方法。
2. （２）血管造影剤注入前の被検体に放射線を照射してマ
   スク画像データを得る手段と、血管造影剤注入後の被検
   体に放射線を照射して得た複数フレームの透視画像デー
   タの最小値を保持してコントラスト画像データを得る造
   影手段と、前記マスク画像データと前記コントラスト画
   像データとの差を求めサブトラクション画像データを得
   る減算手段と、前記透視画像データと前記サブトラクシ
   ョン画像データとを重ね合わせる重ね合わせ手段とを備
   えたことを特徴とする放射線画像処理装置。