JPS596042A - 画像処理装置 - 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〕 本発明は診断のための医療機器の分野に属し、特に、周
期的変動を繰り返す同一、撮影部位についての複数の画
像を処理して、診断上有効な画像として提供する画像処
理装置に関するものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来より、周期的変動を繰り返す診断目的部位例えば心
臓等の撮影にあたっては、画像のＳｌＮ比の向上を図る
ために心電波形を同期信号としてデータを収集し、この
データの５ち同一位相にあるデータを加算する方式が採
用されている。上記ゐ゛代表例としてはゲイティド・ス
キャンＣＴ装置が挙げられる。ところが、この方式によ
ると少な（とも心電図検出装置、心電図増幅のための増
幅器及び同期信号抽出回路が必要であり、又、心電図に
基づいて例えばＸ線曝射を行５等の複雑な制御が必要と
されていた。さらに、この心電図に基づいて診断目的部
位についてのデータを収集する方式では５診断中に被検
体例えば患者の動きによって心電図が動揺し、正確な同
期信号を抽出することが不可能な恐れも生じている。

〔発明の目的〕

本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、心電図
等を同期信号として用いずに、収集されたデータの中で
撮影部位の周期的変動により差異の生じた部分に基づい
て同期信号を検出し、該同期信号に基づいて診断上有効
な画像を再生することができる画像処理装置を提供する
ことを目的とするものである。

〔発明の概要〕

前記目的を達成するための本発明の概要は、周期的変動
を繰り返す同一撮影部位に対して所定時間毎に撮影した
複数枚の画像を処理して、同一周期にある画像を加算し
て出力する画像処理装置において、前記同一撮影部位内
の関心領域を指定する領域指定部と、前記関心領域内の
画像情報を入力すると共に、前記周期的変動に伴って複
数枚の各画像毎に相違する同期情報を検出する同期情報
検出手段と、該同期情報の時間的変動より同期信号を抽
出する同期信号抽出部と、該同期信号に基づいて前記複
数枚の画像のうち同一周期にある画像を加算する加算手
段とを有することを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
１図は本発明の一実施例である画像処理装置のブロック
ダイヤグラムである。第１図において、入力部１は例え
ば超音波断層装置であり、図示していない被検体の撮影
部位（周期的変動を繰り返す例えば心臓を含むものとす
る）に対して超音波を放射すると共に、その反射エコー
を処理して画像情報として出力する。この入力部１では
、例えば１秒間に３０枚の画像情報を得るものとする。

フレームメモリ２は、前記入力部１で得られる複数枚の
画像をぞれぞｎ各画素毎に記憶する。

モニタ６は前記フレームメモリ２に記憶された画像を表
示する機能を有すると共に、詳細を後述する加算記憶部
７で処理された画像を表示する機能とを兼備している。

又、モニタ６は、後述する領域指定部４の指定に基づい
た関心領域を記憶するグラフィック機能を有する。前記
領域指定部４は、前記フレームメモリ２の出力に基づい
てモニタ６上に表示された画像に対し、例えばディジタ
イザ−等によりモニタ６上に閉曲線を描い、て関心領域
を指定する。次に、同期情報検出手段５について第２図
をも参照に加えて説明する。第２図にお（・て、同期情
報検出手段５は、前記モニタ３におけるグラフィックメ
モリ６αと前記フレームメモリ２との出力を２人力とす
るアンドゲート回路５α、及び前記アンドゲート回路５
αの出力を入力するカウンタ５ｈとで構成されている。

前記グラフィックメモリ６αは、関心領域内は「１」を
出力し、関心領域外は「０」を出力するように設定する
と、前記アンドゲート回路５αは、フレームメモリ２に
記憶されている画像情報のうち関心領域内の画像情報の
みを出力することになる。前記カウンタ５ｂは前記関心
領域内の全画素値を加算して、各画像毎に順次出力する
。同期信号抽出手段６は前記同期情報検出手段５の出力
を入力すると共に１各画像毎に異なる全画素の加算値が
例えば所定の閾値以上になったときパルスを発生させ、
これを同期信号αとして出力する。前記加算記憶部７は
、前記同期情報検出手段乙の出力である同期信号αに基
づいて、フレームメモリ２から読み出された同一周期に
ある画像情報を順次入力すると共に、これらを各画素毎
に加算する。そして、前記同期信号αに基づいて、各周
期毎の加算後の画像情報をそれぞれ記憶する。この各周
期毎の画像情報は前記モニタ３上に画像表示されるよう
になっている。

以上のように構成された画像処理装置の作用について第
６図（α）　Ｉ　（ｈ）をも参照に加えて説明する。

入力部１から１秒間に６０枚の割合で被検体の画像を収
集すると共にこれを順次出力すると、フレームメモリ２
は、前記画像を入力順にそｎぞれ記憶する。この画像は
モニタ６上に画像表示されるが、心臓の拍動に基因して
アーティファクトが生じた画像となっている。そこで、
このモニタろ上の画像を基にして、ディジタイザ−１例
えばライトペンによりモニタ３上に閉曲線を描いて心臓
を含む領域を関心領域として指定する。この際、モニタ
６のグラフィックメモリ６αは、前記関心領域内を「１
」と記憶し、関心領域外を「０」と記憶する。同期情報
検出手段５は、第２図に示すよ５にグラフィックメモリ
６αとフレームメモリ２との同一画素のデータをアンド
ゲート回路５αに順次入力する。従って、アンドゲート
回路５αの出力は、フレームメモ！Ｊ２１Ｃ記憶されて
いる画像情報のうち、前記関心領域内の情報のみを出力
することになる。アンドゲート回路５αの出力はカウン
タ５ｈに入力すると共に、これを加算して出力する。カ
ウンタ５ｈは各画像毎に上記の加算を行って出力するた
め、関心領域内の全画素の加算値が画像毎に出力される
ことになる。又、画像は１秒間に６０枚の割合で収集さ
ｎているため、結局１／６０秒毎の関心領域内の濃度変
化を知り得ることになる。第６図（α）が前記の濃度変
化を示したものであり、横軸に時間、縦軸に関心領域内
の全画素の加算値を表わしている。第６図（α）に示す
ように、関心領域内の全画素の加算値は、心臓の拍動に
基因して時間毎に濃度が変化すると共に、心臓の周期を
反映して周期的な変化を示している。同期情報検出手段
５の出力を入力する同期信号抽出手段６は第６図（α）
に示す同期情報に対し、例え、ば同期情報の最大、最小
値のＶ６の値を閾値として設定し、該閾値な越えた時に
パルスを発生させる。前記パルスは第６図（α）に示す
周期的変化を繰り返す同期情報の一周期毎に生ずるため
、これを同期信号αとして供することができる（第６図
（ｂ）　参照）。この同期信号αに基づいて、前記フレ
ームメモリ２に記憶されている画像情報のうち同一周期
にある画像情報が順次読み出される。フレームメモリ２
０′出力を入力する加算記憶部７は、前記同一・周期に
ある画像情報な各画差毎に加算して、これを前記同期信
号αに基づいて決定されるアドレスに記憶する。同様に
して、前記同期信号αの一周期上の各周期毎にフレーム
メモリ２から画像情報を読み出し、加算記憶部７におい
て各周期毎に加算処理及びその記憶を行う、加算記憶部
７において各周期毎に記憶された画像情報をモニタ６上
に画像表示すること罠より、心臓の拍動の各周期に対応
したアーティファクトの少ない再生画像を提供すること
ができる。

以上説明したように、この画像処理装置によると１心電
図等により画像情報収集の際、に複雑な制御を要するこ
となく、所定時間毎に収集した画像情報から同期信号α
を検出し、該同期信号αに基づいて診断上有効な画像に
再構成を行うことができる。

本発明は前記実施例に限定されるものではなく本発明の
要旨の範囲内で種々の変形例を包含することは言うまで
もない。例えば同期情報検出手段乙において、第３図（
α）に示す同期情報より第６図（ｂ）に示す同期信号α
を抽出する手段としては、前記実施例のごとく閾値を設
定して抽出するものに限定されない。他の例としては、
第６図（α）Ｋ示す同期情報の描くカーブの自己相関係
数をとり、そのピークから同期信号αを検出してもよい
し、前記カーブの極大値に達した時にパルスを発生させ
るようにしてもよい。又、特徴のあるパターンが繰り返
し現われることを利用してパターン認識により同期信号
αを検出してもよい。同期信号αの抽出に供される同期
情報を作成する同期情報検出手段５の構成も前記実施例
罠限らず種々の構成が適用できる。ここで、第４図を参
照して前記同期情報検出手段５の変形例を説明する。第
４図中前記実施例のブロックと同一機能を有するものに
ついては同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

第４図に示す同期情報検出手段５において、演算器８は
アンドゲート回路５αの出力である前記関心領域内の画
像情報を入力すると共に、複数の画像例えば３０枚の画
像における同一画素の濃・淡値の加算を行い、これを画
像枚数例えば３ｏで除算して、６０枚の画像の各画素の
平均値を算出する。比較器９は前記演算器８の出方と前
記アンドゲート回路５αの出力を入力すると共にこれら
の同一画素上の濃淡値を比較し、同一濃度を有する画素
の濃淡値のみを出力する。引算器１ｏは、前記比較器９
の出力と、前記アンドゲート回路５αの出力である関心
領域内の各画像毎の画像情報を入力すると共に、これら
を引算して出方する。最大輝度抽出手段１１は前記引算
器１ｏの出力を入力すると共に１　このうちの最大輝度
を有する画素を抽出して出力する。位置検出手段１２は
前記最大輝度抽出手段１１の出力を入力すると共に、所
定の基準点と前記最大輝度を有する画素との距離を算出
して出力する。

以上のように構成された同期情報検出手段５の作用につ
いて説明する。演算器８では６０枚の画像の関心領域内
における各画素の平均値が算出される。そして、比較器
９において、前記各画素の平均値とアンドゲート回路５
αの出力である１枚の画像の画素値とが比較される。こ
の際、関心領域内には心臓等に基因して動く部分と、そ
の周囲の動かない部分とがあり、動かない部分の画素に
おいては前記演算器８の出力とアンドゲート回路５αの
出力とはその濃高値が一致している。比較器９は、この
濃淡値が一致している動かない部分のみを出力する。こ
の出力は以後の処理において、マスクパターンとして供
される。引算器１０は前記アンドゲート回路５αの出力
である関心領域内の画像情報から前記マスクパターンを
引算する。従って、引算器１０の出力は、各画像毎の関
心領域内の動く部分のみが出力されること６になる。引
算器１０の出力は最大輝度抽出手段１１に入力すると共
に、前記関心領域内の動（部分の５ち最も輝度の高い画
素を抽出して出力する。位置検出手段１２は前記最大輝
度検出手段の出力を入力して、所定の基準点より前記最
大輝度を有する画素までの距離を算出する。この算出は
、前記基準点に対するＸ、Ｙ座標から１Ｗｒ１戸を算出
すればよい。この位置検出手段１２の出力は、関心領域
内圧おける動く部分の最大輝度位置を示しているため、
所定時間毎に収集した各画像毎に前記位置は変動してい
る。又、この位置の変動も心臓の拍動に対応して周期的
に繰り返すため、前記第３図（ａ）に示すような同期情
報として提供することができる。

この画像処理装置は前記実施例で引用した超音波診断装
置にのみ適用があるだけでなく、Ｘ線等の放射線診断装
置さらにはＮＭＲ等の非放射線による診断装置にも適用
できる。例えば、造影剤を用いてＸＩ！透過像を撮影す
る場合にあっては、前記マスクパターンに造影剤注入前
の画像を用いて同期情報を検出することができる。又、
この画像処理装置の撮影対象は、心臓に限らず周期的変
動を繰り返す他の部位例えば呼吸器管等であってもよい
。画像処理については、リアルタイム罠行５ものであっ
てもよいし、オフライン処理であってもよい。さらに、
画像処理を行う段階としては、前記′実施例のように診
断装置の出方を受けて処理を行ってもよいし、画像情報
収集の際に、関心領域を指定して処理を行うものであっ
てもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によると所定時間毎に収
集した複数の画像情報の中から、動きに基因して各画像
毎に異なる同期情報を検出し、該同期情報から同期信号
を抽出すると共にその同期信号に基づいて画像処理を行
うことのできる画像処理装置を提供することができる。

従って、被検体から直接同期信号を得るための種々の装
置を必要とすることなく、かつ、その同期信号に基づい
て画像情報を収集するための複雑な制御を要することも
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である画像処理装置のブロッ
クダイヤグラム、第２図は画像処理装置の同期情報検出
手段のブロックダイヤグラム、第６図（α）は同期情報
検出手段５の出力である同期情報を示す特性図、第６図
（ｈ）は同期信号抽出手段の出力である同期信号αを示
す特性図、第４図は同期情報検出手段５の変形例を示す
ブロックダイヤグラム。 ２・・・フレームメモリ、　　６・・・モニタ、　　６
α・・・グラフィックメモリ、　　４・・・領域指定部
、　　５・・・同期情報検出手段、　６・・・同期信号
抽出手段、　　７・・・加算記憶部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）周期的変動を繰り返す同一撮影部位に対して所定
   時間毎に撮影した複数枚の画像を処理して、同一周期に
   ある画像を加算して出力する画像処理装置において、前
   記同一撮影部位内の関心領域を指定する領域指定部と、
   前記関心領域内の画像情報を入力すると共に、前記周期
   的変動に伴って複数枚の各画像毎に相違する同期情報を
   検出する同期情報検出手段と、該同期情報の時間的変動
   より同期信号を抽出丁乞同期信号抽用部と、該同期信号
   に基づいて前記複数枚の画像の５ち同一周期にある画像
   を加算する加算手段とを有することを特徴とする画像処
   理装置。