JPS62104388A - Ｘ線画像処理装置 - 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】 産業上の利用分野 この発明は、Ｘ線画像のデジタルサブトラクション処理
を行なうＸ線画像処理装置に関する。

従来の技術 Ｘ線画像のデジタルサブトラクシ苫ン処理を行なう装置
はデジタルサブトラクションシステムとして知られてい
る。これは、造影剤を用いて血管の画像を抽出する血管
造影撮影を行なうのにきわめて有効である。その原理は
、造影剤注入前の画像をマスク像として蓄え、造影剤注
入後のテンポラル像からマスク像を差引けば、変化のな
い部分（造影剤以外の画像）はキャンセルされることに
よって造影剤の画像（造影剤が満たされた血管像）のみ
が抽出できる、というものである。

ところで、このようにテンポラル像とマスク像との差引
演算によってこれらの間で変化のない部分をキャンセル
するのであるから、造影剤以外の画像は同じであること
が前提となっている。そのため、患者が動くなどして造
影剤以外の部分の画像が変化した場合は差引演算によっ
てキャンセルされない部分が生じ、これが障害陰影（モ
ーションアーティファクト）となる。

そこで、従来では、実際に患者の臨床検査を行なう場合
、患者の動きによるモーションアーティファクトが生じ
ないように、患者に呼吸を止めてもらったり、検査部位
を動かさないようにしてもらうという協力が必要であっ
た。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、このように患者側に協力を要請するので
は問題がある。呼吸を止めることが不可能な患者に対し
ては血管造影撮影を行なうことができず、また呼吸を止
めることができる患者に対してもかなりの苦痛を与える
からである。

この発明は、患者が呼吸したままでも、あるいは動いて
も、モーションアーティファクトのないデジタルサブト
ラクション像を得ることのできるＸ線画像処理装置を提
供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 この発明によるＸ線画像処理装置は、マスク像を蓄える
記憶手段と、テンポラル像と上記マスク像とを所定の関
心領域で比較してテンポラル像からマスク像を差引演算
する演算手段とを有する。

作　　　　用 関心領域においてテンポラル像とマスク像とを比較する
ことにより呼吸位相に関して最も近似するマスク像を選
んだり、動いた画像のシフト量を求めてマスク像をその
シフト量だけシフトさせることができる。このようにし
て選んだ、あるいはシフトさせたマスク像を用いてテン
ポラル像との差引演算を行なえば、患者が呼吸していて
も、動いても、モーションアーティファクトのない差像
が得られる。

実施例 第１図において、この発明の一実施例にかかるＸ線画像
処理装置のビデオプロセッサ部１０は、Ａ／Ｄ変換器１
１と、切換回路１９と、マスク像用画像メモリ１２と、
マスク像の関心領域（ＲＯＩ）用画像メモリ１３と、テ
ンポラル徴用画像メモリ１４と、テンポラル像のＲＯＩ
用画像画像メモリ１５差引演算を行なう演算回路１６と
、Ｄ／Ａ変換器１７とからなる。そして、このビデオプ
ロセッサ部ｌＯの出力はモニタ装置１Ｂに送られる。

図示しないＸ線テレビジョン透視システムから送られる
Ｘ線画像のビデオ信号は、まずＡ／Ｄ変換器１１でデジ
タル信号に変換される。造影剤注入前には切換回路１９
は図のように切換られており、ビデオ信号は多数の画像
メモリ１２．１２、・・・の各々に１フレームの画像毎
に記憶される。Ｘ線テレビジョン透視システムにおける
Ｘ線曝射期間を患者の１呼吸分に設定し、１呼吸分の多
数枚のマスク像が記憶される。このマスク像は第２図の
ようである。ここでは患者の胸部の撮影を行なっている
ものとし、背骨や肋骨や横隔膜などが表われている。

この画像において比較的小さな領域のＲＯＩが設定され
ている。このＲＯＩは呼吸運動を最も良く表わすような
場所に設定される０図の場合は。

横隔膜の縁の部分に設定され、呼吸運動による横隔膜の
動きを良くとらえるようにしている。このＲＯＩの部分
の画像を微分した画像がマスク像の蓄積と同時に画像メ
モリ１３．１３．・・・にそれぞれ記憶される。この微
分像は横隔膜の縁の領域を微分したものであるから、第
４図のように縁の部分のみが表われている画像となって
いる。

次に造影剤が注入され、テンポラル像の受像が開始され
ると、切換回路１９が図とは反対方向に切換えられ、テ
ンポラル徴用の画像メモリ１４にフレーム毎に順次記憶
されては更新されていく。

このテンポラル像は第３図のようになり、血管中を造影
剤が徐々に流れてくる様子が表示される。

このテンポラル像のＲＯＩ部は微分処理されてＲＯＩ用
の画像メモリ１５に記憶される。したがってこのＲＯＩ
部の微分像は、第５図のようになり、最初は横隔膜の縁
のみが表われており、造影剤が流れてくると、その造影
剤の縁の部分の画像が表われるようになる。

あるフレームでのテンポラル像のＲＯＩ部の微分像は１
画像メモリ１３上に記憶されている多数のマスク像のＲ
ＯＩ部微分像と比較されて最も近いものが選出される。

たとえば最小２乗法により微分像間の誤差が計算され、
誤差の最も小さなものが決定され、その全体のマスク像
がいずれかの画像メモリ１２より読み出される。その結
果、呼吸の位相に関して最も近い位相のマスク像が選出
されたことになり、画像メモリ１４に記憶されていたテ
ンポラル像からこの選出されたマスク像の差引演算が演
算回路１６において行なわれることにより、モーション
アーティファクトの少ないデジタルサブトラクション像
が得られることになる。このデジタルサブトラクション
像は時間的に１フレーム遅れて出力され、モニタ装置１
８にで表示される。

なお、テンポラル像ＲＯＩ部微分画像に血管像の成分が
存在している場合でも最小２乗法によって最も位相の近
いマスク像の選択が可能である。

その理由について説明すると、最小２乗法では、誤差Ｄ
、マスク像画素値Ｍ、テンポラル像画素値Ｔとした場合
、 Ｄ＝　（Ｔ−Ｍ）２ が成立する。ここで、テンポラル像が骨および軟部組織
成分（Ｔｘとする）および血管成分（Ｔｂとする）より
構成されていることに着目すると、 Ｄ＝　（ＴＸ−Ｔｂ−Ｍ）　２ であり、この式において変数はＭのみである。

マスク像には呼吸による移動指標（たとえば横隔膜、肋
骨等）が大部分を占め、そのためＭの値もこれらの値が
大部分である（なぜなら、ＲＯＩとしては、呼吸運動を
良くとらえるために指標と指標の周辺での輝度差の激し
い場所を指定しており、図のように指標が横隔膜であれ
ば婁春周辺は肺野と肝臓等の臓器となり、指標が肋骨で
あれば周辺は肋骨と肺野であるから）、そこで、ＭがＴ
Ｘに等しいときに誤差りは最小値Ｔｂ２をとることにな
る。

Ｄ＝　（Ｔｘ−Ｔｂ−Ｍ）　２ ＝　（Ｔｘ　−Ｍ−Ｔｂ）　２ ＝　（Ｘ−Ｔｂ）　２≧Ｔｂ２ （ただしＸ　＝　Ｔ　ｘ　−Ｍとする。最後の等式はＴ
ｘ＝ＭでＸ＝Ｏのとき成立する。） つまりＴからＴｂを除いた画素値ＴｘとＭとが等しいと
き（血管を除いた像とマスク像とが等しいとき）に誤差
が最小になる。

上記では、呼吸運動にともなうモーションアーティファ
クトを除去しているが、たとえば下肢の血管造影撮影を
行なう場合のように呼吸によらないモーションアーティ
ファクトが生じる場合は、その除去は次のようにして行
なう、この場合、マスク像は１枚だけ蓄積し、ＲＯＩを
設定する。そして、テンポラル像のＲＯＩ部との間で差
引演算を行なう、こうして得た差像には画像が動いた部
分が帯状になって表われる０次に、この差像のラプラシ
アン画像を得て、帯状画像の暢つまりシフト量の計算を
行なう、そしてこのシフト量に基づいてマスク像をシフ
トさせ、このシフトさせたマスク像をテンポラル像から
差引けば、モーションアーティファクトのないサブトラ
クション像が得られる。

発明の効果 この発明のＸ線画像処理装置を用いれば、患者の呼吸に
よるモーションアーティファクトを除去でき画質の向上
が図れる。また患者の呼吸停止が不要になるため、呼吸
停止による患者の苦痛の軽減を図ることもできる。関心
領域設定による小さな領域での演算でよいので高速な演
算が可能であり、リアルタイムでデジタルサブトラクシ
ョン像を得ることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図は呼
吸の各位相でのマスク像を表わす図、第３図は呼吸の各
位相でのテンポラル像を表わす図、第４図はマスク像の
関心領域の微分像を表わす図、第５図はテンポラル像の
関心領域の微分像を表わす図である。 １０・・・ビデオプロセッサ部 １１・・・Ａ／Ｄ変換器 １２・・・マスク像用画像メモリ １３・・・マスク像ＲＯＩ用画像メモリ１４・・・テン
ポラル像用画像メモリ １５・・・テンポラル像ＲＯＩ用画像メモリ１６・・・
演算回路　　　　１７・・・Ｄ／Ａ変換器１８・・・モ
ニタ装置　　　１９・・・切換回路手続補正書（方幻 昭和６１年　２万２７日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）マスク像を蓄える記憶手段と、テンポラル像と上
   記マスク像とを所定の関心領域で比較してテンポラル像
   からマスク像を差引演算する演算手段とを有するＸ線画
   像処理装置。