JPS59207791A - 画像修正装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は例えば被検体への造影剤の注入前後に得られ
る異なる２枚のＸＮ診Ｆｒｒ像から高コントラストの診
断画像を得るものにおいて、特に体動などにより生ずる
画像位置ずれを修正する機能を有する画像修正装置に関
する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

最近、Ｘ線イメージインテンシファイアを用いたＸ線テ
レビジョンカメラの映像信号を得て被検体のＸ線診断像
を得ることが注目されている。

ところが、このような方法をこより得られたＸ線診断像
ｌこは診断に不必要な部分の画慮も一諸に映し出される
ため診断画像として不適当である。

そこで１例えば被検体への造影剤の注入前後にクシロン
法が考えられている。

すなわち、かかるサブトラクシ菫ン法は造影剤注入前の
マスク像を第１位相像として得るとともに造影剤注入後
に得られる造影像を第２位相像として、これら第１およ
び第２位相像を減算し所望する画１象を得るもので１例
えば脳血管造影においてはマスク像として頭骨の単純撮
影像を得たのち血管像および頭骨像の重複慮を得この重
複１象から上記頭骨像を相殺することによって血管造影
像のみを高コントラストに得るようにしている。

したがって、このようなサブトラクシ百ン法を用いれば
経静脈造影法などにおいて血管（象のリアルタイム抽出
を可能にするばかりか患者への危険度が重めで小さく１
診断医療上多大の効果を萎する。

ところで、このようなサブトラクション法ヲ採用するに
際して被検体に注入される造影剤は静脈から心臓、動脈
へと流れる。したがって造影剤注入前に所望診断部位の
第１位相像を得たのち造影剤を注入し第２位相像を得る
には造影剤の移動速度を考慮し造影剤が所望診断部位に
達する所定時間経過時点で造影像を得るようにしている
。

ところが、このように第１位相鍼と４２位相１象との撮
影に時間的ずれかめると、この間に被検体つまり患者が
体を動かしたりする所謂体動などにより診断部位の位置
に変動を生じ、この位置ｒれがサブトラフ２１フ画１象
の劣化原因となる欠点がある。

具体例として位置ずれのある第１図（ａ）に示す造影に
より得られた血管像Ａεよび頭骨などの背影像Ｂを重複
した造影像と同図ｔｂｌに示す背影像Ｃのみのマスク慮
とをそのままサブトラクション演算すると、その位置ず
れにより同図１ｃ）に示すように背影像Ｂを全て効果的
に相殺することができず。

依然としてコントラストの良好な診断画像が得られない
欠点があった。

〔発明の目的〕

この発明は上記欠点を除去するためなされたもので、被
検体の体動などにより生ずる第１位相像と第２位相像の
間の位置ずれを修正し得、所望する画１象を高コントラ
ストに得られる画像修正装置を提供することを目的とす
る。

〔発明の概要〕

この発明は造影剤注入により得られる画像のうち造影剤
により変化を受けにくい部位ζこ関心領域を設定すると
ともにこの領域を細分割し、これら分割頭載について夫
々位置修正量を求め、これらのうち最大頻度のものを修
正量として採用し、この修正量をもって第１位相像と第
２位相像の相対的位置ずれを修正するようにしたもので
ある。

ここで、この発明の詳細な説明すると、いま第２図（ａ
）に示すように第１位相像としてマスク像が与えられ、
また同図（ｂ）に示すように第２位相像として造影像が
与えられた場合、第２図（ｂｌに示す第２位相像中で造
影剤注入により変化を受けにくい部位例えば血管部分と
重ならない骨部などを関心側領域（セル）ｌこついて第
１位相像と第２位相像の間の誤差評価関数を最少とする
ような位置修正量を演算する。この場合位置修正アルゴ
リズムとして総当り法、或いは山登り法などが一般に用
いられるが、ここで山登り法を簡単に説明すると。

まず画像Ｂに対応する画像Ａについてアフィン変換像Ａ
′）ｉ−求める。この場合、アフィン変換式はで与えら
れる。ここで（ｘ　／　、　ｙ／　）は変換後の座標。

（ｘ、ｙ）　　は変換前の座標、またａ−ｆは拡大、縮
少率１回転角、Ｘ方向平行移動ｔ、ｙ方向平行移動量な
どを示すものである。次にアフィン変換像Ａ′に対し濃
度（ゲイン）変換鍵ｇを与えｆｉ一度変換像Ａ　”を求
める。つまりｇＡ！　（ｘ、　ｙ　）＝％　（ｘ、　ｙ
　）を求める。そして、このＡ″（Ｘ、ｙ）と画像Ｂ　
（ｘ。

ｙ）の差より得られる誤差評価関数を表わす式より上述
のａ−ｇを少しずつ変えたとき、　　Ｊｓ）が最少にな
るようなａ−ｇを求めるようにする。

これを図示すると第３図に示すようになる。まず計算領
域、ａ−Ｈの初期値、これらａ−Ｈの変化小△ａ〜Δｇ
、評価関数Ｅ　（ｓ）　、打切り回数などを夫々設定し
、ａ−ｇにより（１）式のアフィン変換を実行するとと
もにｇにより濃度変換を実行したのち（２）式にて差の
計′痒を行ない最初の差および８〜ｇをセーブする。次
いでパラメータを所定の変化中だけ変位したのち上述と
同様の操作を繰返し。

これにより得られた新座を上述の出座と比較する。

く そして、この結果として新座Ｎ出座が成立すればこのと
きの差およびａ−ｇをセーブし、この状態でさらにパラ
メータを再び変位させ上述の操作を予め設定した打切り
回数だけ繰返し最終的に（２）式のＥ（ｓ）を最少にす
るようなａ−ｇ〜求め一帳会その後これらａ−ｆｉこよ
りＡをアフィン変換しＡ′を得たのちｇにより濃度変換
しＡ”を得Ｂｉ／を実行すればサブトラクション画像が
得られる。この場合シフトビット数の入力はサブトラク
ション画像の輝度を補正するためのものである。

このような山登り法にもとついてすべての分割セルにつ
いて評価関数Ｅ（ｓ）を最少にするような値つまり１澤
正量を求める。そしてその後これらのうちから最大頻度
の修正−（ｘｍ　、　ｙｍ　）を求めるようにする。い
ま修正量の学位を１画素、１ラインとしたとき第４図に
示す分割セルについて例えば下表の結果が得られたとす
る。

以下余白 しかして、上表より修正量（１，１）が１５セル中８セ
ルと最大頻度を示しており、これによりかかる修正ｔ（
１，１）　　が正しい解として求められ、この修正量（
１１１）　　にて上記第１および第２位相順間の相対位
置ずれを修正するようにする。ここで。

修正量（１，１）以外の他の修正量（０，０）（６，１
）（７゜１　）　（−６，２）（６，−３）などはすべ
て濃度変化分が位置ずれ変化に換算された結果であり誤
った答である。

〔発明の効果〕

第１位相像と第２位相１象の間の相対的位置ずれが補正
されたサブトラ７２１７画像により所望する画像を高コ
ントラストに得られ、しかも造像剤注入により得られる
画１象中に設定される関心領域は細分割されるとともに
これら分割領域毎に位置修正量を求めこのうち最大頻度
のものを修正量として採用することにより修正誤差が小
さく高梢度の画像１−正をも得られる。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面に従い説明する。

この場合実施例では第１位相像として造影剤注人前のマ
スク１象が与えられ、第２位相像として造影剤注入後の
造影像が与えられるものとする。

第５図において１はマスク像メモリ、２は造影１象メモ
リで、マスク１象メモリ１はＸ線テレビジョンカメラに
より撮像入力された被検体への造影剤注入前のマスク像
を記憶し、また造影像メモリ２は同様に被検体への造影
剤注入後の造影像を記憶するようにしている。

また、これらマスク像メモリ１および造影像メモリ２に
はアドレス発生回路３を接続し、同アドレス発生回路３
のアドレス制御によりメモリ１および２の記憶内容を読
み出すようにしている。

マスク１示メモリ１および造影像メモリ２にサブトラク
ション演算回路４を接続し、このサブトラクション演算
回路４＃こディスプレイ５を接続している。ここでサブ
トラクション演算回路４は上記メモリ１のマスク像と上
記メモリ２の造影像とを合回路６にディスプレイ７を接
続している。また混合回路６＃こは２次元アドレス入力
装置８を有するカーソル発生制御回路９を接続している
。この場合、２次元アドレス入力装置８としてカーソル
サイズ／位置を指定するトラックボールなどが用いられ
、かかる入力装置８の制御によりカーソル発生制御回路
９よりカーソル情報つまりカーソル信号を発生し、混合
回路６を介して造影像中に関心領域を設定するようにし
ている。

サブトラクション演算回路４およびカーソル発生制御回
路９に位置修正演算回路１０を接続している。この位置
修正演算回路１０は上記カーソルに各分割セル毎に位置
ずれ１四正量を演算するものである。

位置修正演算回路１０に修正量最大頻度計数回路１１を
接続している。この計数回路１１は分割セルに相当する
数の位置ずれ修正量のうちから最大頻度のものを求める
とともにこの最大頻度修正量をアドレス発生回路３に出
力し、造影像メモリ２の読み出しアドレスを修正するよ
うにしている。

次にその作用を説明する。

いま、Ｘ線テレビジ冒ンカメラにより撮像された被検体
への造影剤注入前のマスク像がメモリ１に記憶され、ま
た同様にＸ線テレビジョンカメラにより慢像された被検
体への造影剤注入後の造影像がメモリ２に記憶されてい
るものとする。

この状態で、アドレス発生回路３のアドレス制御により
メモリ２の記憶内容を読み出し、これをディスプレイ７
に表示し１次いで２次元アドレス入力装置８によりカー
ソル発生制御回路９を介してカーソル信号を出力し混合
回路６を介してディスプレイ７に表示された造影像の任
意の部位つまり造影剤により変化を受けにくい部位に関
心領域を設定する。この場合関心領域の大きさおよび位
置は２次元アドレス入力装置８として用いられるトラッ
クボールの操作により設定される。

したがって、この状態にてディスプレイ７に表示される
画像は上述した第２図（ｂ）に相当するものが得られる
。

一方、上記アドレス発生回路３のアドレス制御によりマ
スク像メモリ１および造影像メモリ２の記憶内容が読み
出され、サブトラクション演算回路４に与えられ、ここ
でサブトラクシ田ン処理されたのちディスプレイ５に表
示される。また、これと同時に上記カーソル発生制御回
路９のカーソル信号と上記サブトラクション演算回路４
の出力が位置修正演算回路１０に与えられる。すると同
ン演算回路４の出力をもとに位置ずれ修正量が求められ
る。この場合１位置ｉｋ正演算回路１０はサブトラクシ
ョン演算回路４の出力つまりサブトラクシ目ン情報Ｓか
ら修正ｉｔζこ関する評価関数Ｅを求めている。すなわ
ち、上記情＠Ｓはサブトクシ日ン処理によって残存する
背影データを示しており、ここでＭをマスク１象／造影
１象の誤差平均化量を求める係数とすると。

又はＥ（ｓ）＝−ＬΣｓ２ Ｍ となり評価関数Ｅが求められる。この誤差評価量Ｅ　（
ｓ）は位置ずれ量を表わす評価値であり、この値を最少
にするような位置修正量が関心領域の各分割セルについ
て求められる。

その後位置修正演算回路１０の出力は修正曖最大頻度計
数回路１１に与えられる。すると同計数回路１１は上記
演算回路１０より与えられる各分割セル毎の修正量のう
ちから最大頻度のものを求め、これを位置ずれ修正ｆ　
（Ｘｍｊ　Ｙｍ）として出力する。

したがって、アドレス発生回路３により同時点で指定さ
れるマスク像メモリ１および造影像メモリ２への読み出
しアドレスはメモリ１へのアドレス（Ｘ、Ｙ）に対し、
メモリ２へのアドレスが上記最大ＷＩ度修正盪（ｘｍ、
ｙｍ）に対応する修正差（ｘｉ、ｙ’）とすると（Ｘ＋
ｘ　ｉ、　Ｙ−４−ｙ　ｉ　）となり、これによりマス
ク像および造影像は相対的位置をずらした状態で読み出
されることになり、これがサブトラクシロン演算回路４
でサブトラクション処理されたのち（ＬＪ ディスプレイ５に表示される。この結果被検体の体動な
どにより生ずるマスク酸および造影像の間の相対的位置
ずれが確実に修正されるようになり。

これにより常に所望する造影像を高コントラストに得ら
れることになる。

以下、同様にしてマスク像に対し異なる造影像を用いる
毎に上述と同様の操作を繰返すことにより相対的位置ず
れが修正された良質のサブトラクション画像が得られ、
所望する造影像を高コントラストに得ることができる。

したがって、このような構成によればマスク像に対し造
影１象の読み出しアドレスを修正することによって相対
的位置ずれが補正されたサブトラフ９５フ画像が得られ
るので所望する造影像を高コントラストに表示し得１診
断に有効な良質の診断画像を得ることができる。しかも
、造影像の読み出しアドレスを修正する修正量は造影像
中に設定した関心領域を細分割し、これら分割領域につ
いて位置修正量を求める”とともにこのうちの最大頻度
のものを修正量として採用するようにしている０ ので修正誤差が小さく、高精度の画像修正をも得られる
。

なお、この発明は上記実施例にのみ限定されず要旨を変
更しない範囲で適宜変形して実施できる。

例えば上述では造影剤注入前のマスク像と造影剤注入後
の造影像をサブトラクション処理する場合について述べ
たが１時間をおいて撮像した２枚の造形家をサブトラク
ション処理する場合にも適用できる。また、上述の実施
例では造ｉ像の所定部位に関心領域を設定したが、この
関心領域はサブトラクション処理された位置修正前の画
像上で血管などを含ない部位に設定するようにしてもよ
い。

さらに上述では関心領域の設定を１個所としたが複数個
所に離散的に設定し、総合的に修正量を決定するように
してもよい。このようにすれば修正度の修正量に違いが
生じることがあるが、この場合関心領域以外の領域につ
いては内挿および外挿の手法を用いて修正量を求めるよ
うにしてもよい。

さらに、上述の実施例ではマスク像に対し造影像の読み
出しアドレスを修正するようにしたがマスク像の読み出
しアドレスを修正してもよい。要は相対的に位置ずれが
補正できるのであればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図１ａｌ　（ｂ）　（Ｃ）は周知のサブトラクショ
ン処理を説明するための図、第２図１ａｌ　（ｂｌ乃至
第４図はこの発明の詳細な説明するための図、第５図は
この発明の一実施間を示すブロック図である。 １・・・マスク像メモリ　　２・・・造影像メモリ３・
・・アドレス発生装置 ４・・・サブトラクシロン演算回路 ５．７・・・ディスプレイ　　６・・・混合回路８・・
・２次元アドレス入力装置 ９・・・カーソル発生制御回路 １０・・・位置修正演算回路 １１・・・修正鐘最大頻度計故回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （υ　時間をおいて得られる第１位相１象および第２位
   相像を夫々記憶する第１および第２のメモリと、これら
   第１および第２のメモリの読み出しアドレスを発生する
   アドレス発生手段と、上記Ｍ１および第２のメモリより
   読み出される第１位相像と第２位相像の間でサブトラク
   シ目ン処理する手段と、上記第２位相像又は上記サブト
   ラクション処理された画像中に関心領域を設定する手段
   と、上記関心領域を細分割し各分割領域毎に位置修正量
   を演ｍ４−るとともにこれら修正量のうち最大頻度の修
   正量を求めこの修正量番こより上記アドレス発生手段の
   読み出しアドレスを相対的にずらすように制御する手段
   とを具備したことを特徴とする画像修正装置。 （２）　　上記関心領域を設定する手段は複数個所に離
   散的に関心領域を設定可能にしたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の画像修正装置。 （３）上記関心領域を設定する手段は２次元アドレスを
   発生する手段およびこの２次元アドレスによりカーソル
   情報を発生する手段を有することを特徴とする特許請求
   の範囲Ｔｓ１項又は第２項記載の画像修正装置。 （４）上記第１のメモリは被検体への造影剤注入前のマ
   スク像を記憶し、上記第２のメモリは被検体への造影剤
   注入後の造影像を記憶するものであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の画
   像修正装置。