WO2021033741A1 - 医用画像処理装置、ｘ線診断装置、および医用画像処理方法 - Google Patents

医用画像処理装置、ｘ線診断装置、および医用画像処理方法 Download PDF

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WO2021033741A1
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ray
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ray images
motion
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真吾 阿部
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キヤノンメディカルシステムズ株式会社
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    • G06T2207/30021—Catheter; Guide wire

Definitions

  • the embodiments disclosed in the present specification and drawings relate to a medical image processing device, an X-ray diagnostic device, and a medical image processing method.
  • X-rays such as X-ray fluoroscopes and X-ray angio devices that can observe the inside of a subject in real time by irradiating the subject with X-rays and displaying the acquired images in chronological order in real time in a moving manner.
  • a line diagnostic device is provided.
  • a plurality of time-series X-ray images acquired by the X-ray diagnostic apparatus can be observed in a post-process in a moving manner after the fact by the X-ray diagnostic apparatus or another apparatus.
  • Such an X-ray diagnostic device may be used for angiography using a catheter or IVR (Interventional Radiology).
  • IVR Interventional Radiology
  • the user displays an X-ray fluoroscopic image based on X-ray imaging with an X-ray diagnostic device in real time, and the position of the catheter drawn on the X-ray image and the position of the treatment instrument such as a balloon (imposition).
  • the procedure may be performed while checking the position).
  • an X-ray image may be used to confirm whether an instrument such as a balloon has been placed at a target position.
  • X-ray images are subjected to image processing such as background compression, signal enhancement, and gradation conversion in order to improve the visibility of instruments such as contrast media and catheters depicted in the X-ray images.
  • image processing such as gradation conversion, it is possible to emphasize the shadow of an instrument such as a contrast medium or a catheter, which is an object to be confirmed by the user, in the X-ray image.
  • the medical image processing apparatus includes an acquisition unit, an extraction unit, and an enhancement processing image generation unit.
  • the acquisition unit acquires a plurality of time-series X-ray images of the subject.
  • the extraction unit extracts components related to motion in each of a plurality of X-ray images.
  • the enhancement-processed image generation unit generates an enhancement-processed image in which a moving object is emphasized in each of a plurality of X-ray images based on the extracted components related to the movement.
  • the emphasis processing image generation unit may generate an enhancement processing image by synthesizing the X-ray image and the extracted component related to the movement.
  • the medical image processing apparatus generates motion suppression images in which motion-related components are suppressed more than the plurality of X-ray images based on two or more of the plurality of X-ray images.
  • An image generation unit may be further provided.
  • the extraction unit may extract motion-related components in each of the plurality of X-ray images by differentiating the motion suppression images from each of the plurality of X-ray images.
  • the motion suppression image generation unit may generate an average value image or a median value image of two or more of a plurality of X-ray images as the motion suppression image.
  • the motion suppression image generator is based on the motion suppression image generated before the X-ray irradiation is turned off and the X-ray image captured after the X-ray irradiation is turned on.
  • the motion suppression image may be updated.
  • the motion suppression image generation unit When the irradiation field in the X-ray imaging of the subject is changed, the motion suppression image generation unit performs X-ray imaging in the irradiation field before the change for the portion of the irradiation field after the change that overlaps with the irradiation field before the change. It is preferable to generate the motion suppression image of the irradiation field after the change by using the motion suppression image based on two or more of the plurality of X-ray images.
  • the emphasis-processed image generation unit may generate an intermediate-enhanced image by multiplying the extracted motion-related components by a coefficient, and generate an enhanced-processed image by synthesizing the intermediate-enhanced image and the X-ray image.
  • the medical image processing apparatus may further include an enhancement processing unit that converts an X-ray image into a plurality of frequency band data.
  • the enhancement processing unit may assign an enhancement coefficient to each of the plurality of frequency band data according to the ratio of the components related to the extracted motion by cooperating with the extraction unit and the enhancement processing image generation unit.
  • the enhancement processing unit may generate image data of an intermediate emphasis image for each of a plurality of frequency bands based on the assigned enhancement coefficient.
  • the enhanced image generation unit may generate an enhanced image based on the image data of the intermediate enhanced image for each of a plurality of frequency bands.
  • the enhancement processing image generation unit may narrow the window width of the enhancement processing image so that the object is emphasized.
  • the movement includes, for example, at least one of the movements derived from at least one of the pulsation and the respiratory movement of the subject, and the movements derived from the movement of the object when the object moves in the subject.
  • the medical image processing apparatus includes an acquisition unit, a motion suppression image generation unit, a difference image generation unit, and an enhancement processing image generation unit.
  • the acquisition unit acquires a plurality of time-series X-ray images of the subject.
  • the motion suppression image generation unit generates a motion suppression image in which components related to motion are suppressed based on two or more of a plurality of time-series X-ray images.
  • the difference image generation unit generates a difference image by difference processing between at least one of a plurality of time-series X-ray images and a motion suppression image.
  • the enhancement processing image generation unit generates an enhancement processing image of the object drawn on the difference image by adding the generated difference image and the X-ray image corresponding to the difference image.
  • the medical image processing apparatus includes an acquisition unit, a representative value image generation unit, a difference image generation unit, and an enhancement processing image generation unit.
  • the acquisition unit acquires a plurality of time-series X-ray images of the subject.
  • the representative value image generation unit generates a representative value image in which each pixel is a representative value of the pixel values in the two or more X-ray images based on two or more of the plurality of X-ray images in the time series. ..
  • the difference image generation unit generates a difference image by difference processing between at least one of a plurality of time-series X-ray images and a representative value image.
  • the enhancement processing image generation unit generates an enhancement processing image of the object drawn on the difference image by adding the generated difference image and the X-ray image corresponding to the difference image.
  • the emphasis processing image generation unit may generate the enhancement processing image by adding the difference image multiplied by the coefficient and the X-ray image corresponding to the difference image.
  • the emphasis processing image generation unit may narrow the window width of the enhancement processing image so that the object is emphasized.
  • the X-ray diagnostic apparatus extracts an acquisition unit that acquires a plurality of time-series X-ray images relating to a subject, and an extraction unit that extracts components related to motion in each of the plurality of X-ray images. It is provided with an emphasis processing image generation unit that generates an enhancement processing image in which a moving object is emphasized in each of a plurality of X-ray images based on a component related to movement.
  • the medical image processing method includes a step of acquiring a plurality of time-series X-ray images relating to a subject, an extraction step of extracting components related to motion in each of the plurality of X-ray images, and an extracted motion. It has a step of generating an enhanced image in which a moving object is emphasized in each of a plurality of X-ray images based on the components related to.
  • This method can be applied to a medical image processing system equipped with a client and a server.
  • each step of the medical image processing method is executed by either the client or the server.
  • the medical image processing apparatus includes an acquisition unit, a representative value image generation unit, a difference image generation unit, and a emphasized image generation unit.
  • the acquisition unit acquires a plurality of time-series X-ray images relating to the subject.
  • the representative value image generation unit generates a representative value image in which each pixel has a representative value of the pixel value in the corresponding pixel of the plurality of X-ray images.
  • the difference image generation unit generates a plurality of difference images in a time series by subtracting a representative value image from each of the plurality of X-ray images.
  • the enhancement processing image generation unit adds the corresponding image of the plurality of difference images to each of the plurality of X-ray images, so that the object drawn in each of the plurality of difference images can be obtained. Generate multiple enhanced images in the enhanced time series.
  • the medical image processing apparatus includes a representative value image generation unit, an acquisition unit, a difference image generation unit, and a emphasized image generation unit.
  • the representative value image generation unit generates a representative value image in which each pixel has a representative value of the pixel value in the corresponding pixel of a plurality of collected time-series X-ray images.
  • the acquisition unit sequentially acquires X-ray images of the subject.
  • the difference image generation unit sequentially generates a difference image by subtracting a representative value image from the newly acquired X-ray image.
  • the enhanced image generation unit sequentially generates an enhanced image in which the object drawn in the corresponding difference image is emphasized by adding the newly generated difference image to the corresponding X-ray image.
  • the block diagram which shows one configuration example of the medical image processing system 1 including the medical image processing apparatus which concerns on 1st Embodiment.
  • Explanatory drawing which shows an example of the X-ray image In before processing and the enhancement processing image ESIn.
  • Explanatory drawing which shows an example of the enhancement process of the contrast medium drawn on the X-ray image of a head.
  • the flowchart which shows an example of the procedure at the time of appropriately performing the enhancement process of the confirmation object of an X-ray image.
  • the explanatory view which shows an example of the data flow in the case of combining the enhancement processing of the confirmation object of the X-ray image and the multi-frequency processing.
  • the block diagram which shows one configuration example of the medical image processing system which includes the medical image processing apparatus which concerns on 2nd Embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a medical image processing system 1 including the medical image processing device 10 according to the first embodiment.
  • the medical image processing system 1 includes a medical image processing device 10 and an X-ray diagnostic device 101.
  • the medical image processing device 10 includes an input interface 11, a display 12, a storage circuit 13, a network connection circuit 14, and a processing circuit 15.
  • the medical image processing device 10 is an example of a server.
  • the input interface 11 is composed of general input devices such as a trackball, a switch button, a mouse, a keyboard, and a numeric keypad, and outputs an operation input signal corresponding to the user's operation to the processing circuit 15.
  • the display 12 is composed of a general display output device such as a liquid crystal display or an OLED (Organic Light Emitting Diode) display.
  • the storage circuit 13 has a configuration including, for example, a recording medium readable by a processor such as a RAM (Random Access Memory), a semiconductor memory element such as a flash memory, a hard disk, an optical disk, and the like, and is a program used by the processing circuit 15. And parameter data and other data are stored.
  • a part or all of the program and data in the recording medium of the storage circuit 13 may be downloaded by communication via the network 100, or may be given to the storage circuit 13 via a portable storage medium such as an optical disk. You may.
  • the network connection circuit 14 implements various information communication protocols according to the form of the network 100.
  • the network connection circuit 14 connects to other electric devices via the network 100 according to the various protocols.
  • Network 100 means a general information communication network using telecommunications technology, and in addition to wireless / wired LAN and Internet network such as hospital backbone LAN (Local Area Network), telephone communication line network, optical fiber communication network, and cable communication. Includes networks and satellite communications networks, etc.
  • the medical image processing device 10 is connected to the X-ray diagnostic device 101 and the image server 102 so as to be able to transmit and receive data to each other via the network 100.
  • the X-ray diagnostic apparatus 101 includes an X-ray angio apparatus, a breast X-ray imaging apparatus (mammography apparatus), an X-ray TV apparatus, and the like.
  • the X-ray diagnostic apparatus 101 is an example of a client.
  • the processing circuit 15 realizes a function of controlling the medical image processing device 10 in an integrated manner. Further, the processing circuit 15 is a processor that executes a process for appropriately performing the enhancement processing of the confirmation object drawn on the X-ray image by reading and executing the program stored in the storage circuit 13.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining conventional image processing for emphasizing a confirmation object such as a contrast medium or a catheter.
  • image processing such as background compression, signal enhancement, and gradation conversion
  • the shadow of the catheter 31 which is the object to be confirmed by the user is X-rayed.
  • image processing such as gradation conversion. It ends up.
  • the catheter 31 is difficult to confirm because it is obstructed by an unidentified object such as the bone 32 or the diaphragm 33.
  • the processor of the processing circuit 15 extracts the confirmation object from the X-ray image In, and synthesizes the intermediate emphasized image in which the extracted confirmation object is emphasized with the X-ray image In, thereby drawing the image in the X-ray image In.
  • An image in which the confirmed object is emphasized (hereinafter referred to as an emphasized image) is generated.
  • the processor of the processing circuit 15 realizes the acquisition function 21, the motion suppression image generation function 22, the extraction function 23, and the enhancement processing image generation function 24.
  • Each of these functions is stored in the storage circuit 13 in the form of a program.
  • the X-ray image to be processed for the enhancement processing of the confirmation object may be an X-ray fluoroscopic image or is captured at a higher dose than the X-ray fluoroscopic image. It may be an X-ray photographed image.
  • each function 21-24 is realized by the processing circuit 15 of the medical image processing device 10
  • a part of these functions 21-24 of the medical image processing device 10 or All is realized by an external device having at least a processor and a storage circuit, independent of the medical image processing device 10, such as an in-hospital server connected to the network 100, a cloud console, a workstation, and an X-ray diagnostic device 101. You may.
  • the medical image processing device 10 may be configured by a plurality of information processing devices connected to each other via a network 100, and each function 21-24 may be appropriately distributed and realized by the plurality of information processing devices.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a generation method in the post process of the enhanced image according to the present embodiment.
  • the acquisition function 21 performs a plurality of time-series X-ray images I1, I2, ..., Obtained based on the X-ray imaging of the subject performed by the X-ray diagnostic apparatus 101. Get the IN (see the leftmost column in FIG. 3).
  • the acquisition function 21 is an example of an acquisition unit.
  • the motion suppression image generation function 22 is based on two or more of a plurality of time-series X-ray images I1, I2, ..., IN, and the components related to motion are derived from the plurality of X-ray images. Also produces a suppressed motion suppression image.
  • the motion suppression image generation function 22 is an example of a motion suppression image generation unit and a representative value image generation unit.
  • the motion suppression image A is based on two or more of a plurality of time-series X-ray images I1, I2, ..., IN, and each pixel is a pixel in the two or more X-ray images. It is an image (representative value image) having a representative value of a value.
  • the catheter 31 is the subject's pulsation and respiration. At least one moves a lot in the image. In addition, when the subject moves, the entire image shifts between frames.
  • the representative value for example, an average value or a median value can be used.
  • FIG. 3 shows an example in which the motion suppression image generation function 22 generates an average value image A of all the X-ray images I1, I2, ..., IN as the motion suppression image A (left of FIG. 3). See the second row from the top).
  • the pixel value A (i, j) of each pixel of the motion suppression image A (where i represents the x-coordinate of the pixel and j represents the y-coordinate) and the pixel value In (i, j) of each X-ray image In.
  • the relationship with can be written as the following equation (1).
  • the motion suppression image A may be a moving average image in which the frame range and the total number of frames are fixed, for example, a range from the frame to be processed to 20 frames before or a range of 10 frames before and after. In this case, it is possible to reduce the influence of the specific frame whose state has changed significantly during imaging on the motion suppression image A.
  • the frame range and the total number of frames used for generating the motion suppression image A may use the set values stored in the storage circuit 13 in advance, or can be set by the user via the input interface 11.
  • the setting may be changeable, and may correspond to one heartbeat of the subject, a number of heartbeats input by the user via the input interface 11, or a predetermined number of heartbeat periods recorded in the storage circuit 13. It may be set. At this time, in the real-time processing described later, it is preferable that the setting can be changed at any time by the user regardless of whether the X-ray irradiation is turned on or off.
  • the extraction function 23 extracts the user's confirmation object from the X-ray image In.
  • the extraction function 23 is an example of an extraction unit and a difference image generation unit.
  • FIG. 3 shows an example in which the confirmation object is a catheter 31 that is inserted into the heart and moves with a pulsation.
  • the extraction function 23 generates the confirmation object image Mn by generating the difference image between the X-ray image In and the motion suppression image A (see the lower row of the second column from the left in FIG. 3).
  • the pixel value Mn (i, j) of each pixel of the confirmation object image Mn can be expressed by the following equation (2).
  • the difference is calculated after the log conversion between the X-ray image In and the motion suppression image A. It may be very good, or it may be another subtraction method.
  • the extraction function 23 may be used.
  • the linear shadows of the past frame for example, the latest frame immediately before
  • the frame to be processed information on the movement such as the movement amount and the movement direction between the frames of the confirmation target is related to the movement. It may be extracted as a component. In this case, it is not necessary to use the motion suppression image A and the motion suppression image generation function 22 is unnecessary in extracting the components related to the motion and generating the confirmation object image Mn.
  • the enhancement processing image generation function 24 generates an enhancement processing image in which the confirmation object is emphasized in the X-ray image In based on the confirmation object image Mn, and displays it on the display 12.
  • the enhancement processing image generation function 24 has a predetermined enhancement coefficient Ecoef greater than 0 (more preferably 1 or more) for each pixel of the confirmation object image Mn. .. To generate an intermediate weighted image EMn by multiplying. Emphasis coefficient Ecoef. When is greater than 1, the confirmation object is emphasized in the intermediate weighted image EMn. Emphasis coefficient Ecoef. When is less than 1, the confirmation object is not emphasized in the intermediate-weighted image EMn, but the confirmation object can be emphasized in the emphasis-processed image SIn described later.
  • the catheter 31 extracted from the X-ray image In is emphasized (see the third column from the left in FIG. 3).
  • the emphasis coefficient Ecoef. May use the set value stored in the storage circuit 13 in advance, or may be set by the user via the input interface 11 and may be changed. At this time, in the real-time processing described later, it is preferable that the setting can be changed at any time by the user regardless of whether the X-ray irradiation is turned on or off.
  • the emphasis coefficient Ecoef. Is the SN ratio (signal-to-noise ratio) of the X-ray image In to be processed, the CN ratio (contrast-to-noise ratio) of the object to be confirmed, X-ray conditions such as tube voltage, tube current, and pulse width, and dose setting. It may be set automatically according to the image processing setting or the like. Even when the setting is automatically made in this way, the setting may be further changed by the user.
  • the generation process of the intermediate-weighted image EMn is not indispensable, and the enhancement-processed image SIn described below may be generated by using the confirmation object image Mn instead of the intermediate-weighted image EMn. ..
  • the weighting coefficient Ecoef is equivalent to emphasizing with 1 as 1.
  • the enhancement processing image generation function 24 synthesizes the intermediate emphasis image EMn or the confirmation object image Mn and the X-ray image In which is the original image corresponding to the intermediate enhancement image EMn or the confirmation object image Mn.
  • Emphasis processed image SIn is generated.
  • the composition may be a simple addition or weighted average, or a weighted addition or weighted average.
  • FIG. 3 shows an example in which the enhanced image SIn is generated by adding the intermediate emphasized image EMn and the X-ray image In (see the lower right column of FIG. 3).
  • the pixel value SIn (i, j) of each pixel of the enhanced image SIn can be expressed by the following equation (4).
  • the emphasis-processed image SIn is an image in which an intermediate-weighted image EMn in which the confirmation object is emphasized is combined with the X-ray image In. Therefore, as compared with the X-ray image In before processing and the image obtained by subjecting the X-ray image In to the conventional image processing, the enhanced image SIn emphasizes the confirmed object and suppresses the non-confirmed object. It is an image.
  • the emphasis coefficient Ecoef. Is multiplied by. Therefore, when the contrast and noise of the confirmation object are set to the same level as the original image, the relationship between the window width WWpost and the window width WWpre of the original image in the window processing (gradation processing) of the enhanced image SIn is as follows. The condition of (5) is satisfied.
  • the enhanced image SIn is an image that makes it easy to identify the confirmation target object.
  • the enhancement processing image generation function 24 may generate an image ESIn in which the contrast of the confirmation object is further improved from the enhancement processing image SIn by narrowing the WWpost represented by the equation (5) (the most in FIG. 3). See the upper row in the right column).
  • Contup has a value of 1 or more.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of an X-ray image In before processing and an enhanced image ESIn.
  • the catheter 31 of the X-ray image In is emphasized, while the unidentified objects bone 32 and diaphragm 33 are suppressed.
  • the value of Control may be a set value stored in the storage circuit 13 in advance, or can be set by the user via the input interface 11, and is set by the user in consideration of contrast and noise. It may be changeable.
  • the window center (window level) WC does not have to be changed when the non-confirmed object occupies most of the image. Further, when adding an offset to the entire pixel value in a system in which a negative value cannot be used as the final pixel value, a similar offset may be added to the window center.
  • the acquisition function 21 obtains a plurality of time-series X-ray images I1, I2, ... Of the subject obtained based on the X-ray imaging of the subject executed by the X-ray diagnostic apparatus 101. , In is acquired from the X-ray diagnostic apparatus 101.
  • the motion suppression image generation function 22 is a motion suppression image An in which components related to motion are suppressed based on two or more of a plurality of time-series X-ray images I1, I2, ..., In. To generate.
  • the motion suppression image generation function 22 When the motion suppression image generation function 22 generates the average value image An of all the X-ray images I1, I2, ..., In acquired so far by real-time processing as the motion suppression image An, the motion suppression image An.
  • the relationship between the pixel value An (i, j) of each pixel and the pixel value In (i, j) of each X-ray image In can be written by the following equation (7).
  • the motion suppression image An is recalculated and updated every time an X-ray image of a new frame is acquired.
  • the extraction function 23 generates the confirmation object image Mn by, for example, generating a difference image between the X-ray image In and the motion suppression image An according to the following equation (8).
  • the enhanced images SIn and ESIn generated by the real-time processing also have the same effect as the enhanced images SIn and ESIn generated by the post process.
  • the number of frames of the X-ray image used to generate the motion suppression image An is small, and afterimages of a plurality of catheters 31 may be drawn in the representative value image.
  • the representative value image may not be a motion suppression image (an image in which motion is suppressed).
  • the enhanced image SIn or ESIn and the original image In may be displayed at the same time. Further, after the start of the process, only the original image In is displayed up to a predetermined number of frames, and after the predetermined number of frames, the enhanced image SIn or ESIn and the original image In are displayed at the same time, or the enhanced image SIn is displayed. Or ESIn only display may be switched. Further, even in real-time processing, only the enhanced processed images SIn and ESIn may be displayed immediately after the start of processing. It is preferable that these display methods can be selected by the user.
  • the weighting coefficient Ecoef is determined according to the number of frames after the start of real-time processing. May be changed to gradually increase.
  • the motion suppression image A may be taken over and the processing may be continued regardless of whether the X-ray irradiation is on or off.
  • X-ray irradiation is repeatedly turned on and off.
  • the motion suppression image A created in the post process may be handed over to the next real-time processing for processing.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the emphasis processing of the confirmation target object when the X-ray irradiation field is expanded and changed to a wide field of view, and then the position of the irradiation field is changed.
  • the motion suppression image A generated before the change of the irradiation field can be used by acquiring the information about the irradiation field before and after the change from the X-ray diagnostic apparatus 101.
  • the motion suppression image of the part of the irradiation field after the change that overlaps with the irradiation field before the change is enlarged or reduced. (Resize) or coordinate conversion can be used to generate a motion suppression image of the irradiation field after the change.
  • the emphasis processing of the confirmation object according to the present embodiment can be applied to an X-ray image of a portion that is not affected by pulsation or respiratory movement.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of the enhancement process of the contrast medium drawn on the X-ray image of the head.
  • FIG. 6 shows an example in which the object to be confirmed by the user is a contrast medium.
  • the motion suppression image generation function 22 generates the average value image A of all the X-ray images I1, I2, ..., IN as the motion suppression image A in the post process according to the equation (1). Also in this case, since the motion suppression image A is a representative value image, the influence of body movement is suppressed. Therefore, even when the extraction function 23 generates the confirmation object image Mn by, for example, the difference processing of the equation (2), no artifact due to misregistration occurs.
  • the motion suppression image A is generated by using the X-ray image In + 1 or later in which the contrast medium has already reached the blood vessel to which the contrast medium has not yet reached. become.
  • the route of the contrast medium (the route of the blood vessel) is extensively visualized in the motion suppression image A. Therefore, as shown in FIG. 6, the route 41 of the blood vessel, which is not stained by the X-ray image In, is extensively depicted in the enhanced image ESIn in which the flow of the contrast medium is emphasized as a movement. Therefore, the user can visually recognize the route of the blood vessel in advance by confirming the enhanced image ESIn, so that the flow of the contrast medium can be easily grasped.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of a procedure for appropriately performing the enhancement process of the confirmation object of the X-ray image.
  • reference numerals with numbers attached to S indicate each step of the flowchart.
  • FIG. 7 shows an example of processing in the post process.
  • step S1 the acquisition function 21 obtains a plurality of time-series X-ray images I1, I2, and so on, which are obtained based on the X-ray imaging of the subject executed by the X-ray diagnostic apparatus 101. ⁇ , Get IN.
  • step S2 the motion suppression image generation function 22 performs motion in which components related to motion are suppressed based on two or more of a plurality of time-series X-ray images I1, I2, ..., IN. A suppressed image A is generated.
  • step S3 the extraction function 23 extracts the user's confirmation object from the X-ray image In and generates the confirmation object image Mn.
  • the enhancement processing image generation function 24 has a predetermined enhancement coefficient Ecoef. Of 0 or more for each pixel of the confirmation object image Mn. By multiplying by, an intermediate weighted image EMn in which the confirmation object is emphasized is generated.
  • step S5 the enhancement processing image generation function 24 generates an enhancement processing image SIn by synthesizing the intermediate emphasis image EMn and the corresponding original image X-ray image In.
  • step S6 the enhancement processing image generation function 24 narrows the window width WW of the enhancement processing image SIn based on the WWpost shown in the equation (5), thereby narrowing the contrast of the object to be confirmed from the enhancement processing image SIn.
  • the enhanced image ESIn which is further improved is generated.
  • the enhancement process of the confirmation object of the X-ray image can be appropriately performed.
  • the confirmation object is extracted from the X-ray image In, and the intermediate emphasized image EMn that emphasizes the extracted confirmation object is the X-ray image In.
  • the intermediate emphasized image EMn that emphasizes the extracted confirmation object is the X-ray image In.
  • the confirmed object is emphasized and the unconfirmed object is suppressed (see FIG. 4). Therefore, the user can accurately and quickly confirm even if the catheter 31 or the contrast medium, which is inserted into the heart and constantly moves by pulsation, is the object to be confirmed. For example, since the contrast medium can be emphasized in the enhanced image, even a small amount of the contrast medium can be confirmed firmly in the enhanced image. Therefore, the amount of contrast medium administered to the subject can be reduced. Further, in the case of real-time processing, the X-ray imaging time can be shortened, and the exposure dose of the subject can be reduced.
  • the enhancement processing image generation function 24 may combine the enhancement processing of the confirmation object of the X-ray image with the processing using the spatial frequency.
  • processing using spatial frequencies include multi-objective frequency processing and wavelet transform.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a data flow when the enhancement processing of the confirmation object of the X-ray image and the multi-frequency processing are combined.
  • the processor of the processing circuit 15 further includes a frequency band data generation function 25, an enhancement processing function 26, and a frequency band data synthesis function 27. .. These configurations 25-27 may be implemented in software, hardware alone, or a mixture of hardware and software.
  • the frequency band data synthesis function 27 may be included in the enhancement processing image generation function 24.
  • the frequency band data generation function 25 converts the X-ray image In into a plurality of frequency band data. Specifically, the frequency band data generation function 25 generates a plurality of frequency band data and background data (for example, one background data) including a predetermined frequency band from the X-ray image In. For example, as shown in FIG. 8, the frequency band data generation function 25 performs LPF (Low Pass Filter) processing stepwise and differs from the LPF processed image one step before, so that different frequency bands are included. Generate multiple frequency band data.
  • LPF Low Pass Filter
  • the frequency band data generation function 25 first extracts low frequency data by applying LPF processing to the X-ray image In in the first stage LP ⁇ .
  • the frequency band data generation function 25 may execute the downsampling process at LP ⁇ in order to speed up the subsequent processing.
  • the frequency band data generation function 25 first thins out the pixels from the low frequency data after the LPF processing every other pixel in the horizontal direction, and then thins out the pixels every other pixel in the vertical direction to reduce the image size.
  • the low resolution image data g1 reduced to 1/4 is generated.
  • the frequency band data generation function 25 sends the low-resolution image data g1 to the second stage and executes the upsampling process and the LPF process in the LP ⁇ to perform the LPF process with the same size as the X-ray image In. Generate later low frequency data. For example, the frequency band data generation function 25 first complements the low-resolution image data g1 with "0" every other pixel in the horizontal direction, and then complements "0" every other pixel in the vertical direction. The LPF process in which each element of the first LPF is multiplied by 4 is executed. After that, the frequency band data generation function 25 generates frequency band data b0 by differentiating the X-ray image In and the low frequency data for each pixel by an adder. For the LPF treatment by the frequency band data generation function 25, a Gaussian filter of about 5 ⁇ 5 can be used.
  • the frequency band data generation function 25 executes the processing of the second and subsequent stages in the same manner as the processing of the first stage described above.
  • the image data to be processed in each stage is the low-resolution image data generated in the previous stage. That is, the image data to be processed in the second stage is the low resolution image data g1, and then the low resolution image data g2 to g5 generated in each stage are the image data to be processed in the subsequent stage.
  • the frequency band data generation function 25 uses the low-resolution image data g2 to g5 in each stage to generate frequency band data b1 to b5 in the same manner as in the first stage.
  • the frequency band data generation function 25 generates the stepwise frequency band data of the X-ray image In and the background data g6 in which the contained information is only the background.
  • the frequency band data generation function 25 also generates the stepwise frequency band data of the motion suppression image A by performing the same processing as the X-ray image In for the motion suppression image A.
  • the background data g6 does not have to be generated for either the X-ray image In or the motion suppression image A.
  • FIG. 8 shows a case where the frequency band data generation function 25 executes 6-stage processing, but the embodiment is not limited to this, and processing can be performed with an arbitrary number of stages. is there.
  • the emphasis processing function 26 controls the extraction function 23 to take the difference between the frequency band data of the X-ray image In and the frequency band data of the motion suppression image A between the corresponding frequency bands, so that the difference for each frequency band is obtained.
  • Image data (hereinafter referred to as band difference image data) is generated.
  • the ratio of signals of interest (the ratio of signals of moving components that are the objects to be confirmed) is considered to be different for each spatial frequency band. Therefore, the enhancement processing function 26 also obtains the ratio of the confirmation target object included in each of the plurality of band difference image data, and based on the ratio of the confirmation target object, for each of the plurality of band difference image data, each other. Independently, the emphasis coefficient Ecoef. To assign.
  • the enhancement processing function 26 controls the enhancement processing image generation function 24 and assigns the enhancement coefficient Ecoef. To each of the plurality of band difference image data. Is used to generate intermediate-weighted image data for each of a plurality of frequency bands (hereinafter referred to as band intermediate-weighted image data). Further, the enhancement processing function 26 adds the band intermediate enhancement image data and the frequency band data of the X-ray image In between the corresponding frequency bands to enhance the enhancement processing image data for each frequency band (hereinafter, band enhancement processing image). Generate data). Further, image processing such as background compression, signal enhancement, and gradation conversion may be further applied to each of the band enhancement processed image data.
  • the frequency band data synthesis function 27 synthesizes a plurality of band enhancement processed image data to generate an enhancement processing image SIn. Specifically, the frequency band data synthesis function 27 sequentially synthesizes the background data g6 and the band enhancement processed image data b0'to b5' to generate an enhancement processing image SIn having the same size as the X-ray image In. ..
  • the frequency band data synthesis function 27 performs upsampling processing (first complementing "0" every other pixel in the horizontal direction) on the background data g6 in the LP ⁇ of the first stage (bottom of the figure), and then By executing the same LPF processing as the upsampling processing of the frequency band data generation function 25 by executing (complementing "0" every other pixel in the vertical direction), the background data g6 is band-enhanced image data b5'. Make it the same size as. Then, the frequency band data synthesis function 27 generates the addition data g5'by adding the band enhancement processed image data b5'and the background data g6 having the same size for each pixel by the adder.
  • the frequency band data synthesis function 27 executes the above-mentioned upsampling process and LPF process on the generated addition data g5'to make the addition data g5'the same size as the band enhancement processing image data b4' and band emphasis. Addition data g4'is generated by adding to the processed image data b4'. Similarly, the frequency band data synthesis function 27 sequentially executes the size increase of the added data and the addition of the band-enhanced image data to make the enhanced image SIn emphasizing the confirmation object the same as the X-ray image In. Generate by size.
  • the frequency band data synthesis function 27 may be a function of the enhancement processing image generation function 24.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of the medical image processing system 1 including the medical image processing device 10 according to the second embodiment.
  • the X-ray diagnostic apparatus 80 includes an imaging apparatus 81 that captures images of time-series N-frame X-ray images I1, I2, ..., IN relating to a subject, and a console apparatus as an example of a medical image processing apparatus 10. It is equipped with 82.
  • the X-ray diagnostic apparatus 80 shown in the second embodiment is the first in that a plurality of time-series X-ray images I1, I2, ..., IN generated by X-ray imaging of a subject by itself can be used. It is different from the medical image processing apparatus 10 shown in the embodiment. Since other configurations and operations are not substantially different from those of the medical image processing apparatus 10 shown in FIG. 1, the same configurations are designated by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
  • the imaging device 81 is composed of, for example, an imaging system of an X-ray angio apparatus, and has an imaging system such as an X-ray tube and an X-ray detector for X-ray imaging of a subject placed on a top plate. A plurality of time-series projection data regarding the subject obtained by the above method are given to the console device 82.
  • the acquisition function 21x of the processing circuit 15x acquires a plurality of time-series X-ray images I1, I2, ..., IN relating to the subject from the reconstruction function 20.
  • the motion suppression image generation function 22x generates a motion suppression image A in which components related to motion are suppressed based on two or more of a plurality of time-series X-ray images I1, I2, ..., IN.
  • the extraction function 23x extracts the user's confirmation object from the X-ray image In and generates the confirmation object image Mn.
  • the enhancement processing image generation function 24x generates an enhancement processing image SIn or ESIn in which the confirmation object is emphasized in the X-ray image In based on the confirmation object image Mn, and displays it on the display of the console device 82.
  • the medical image processing system 1 including the X-ray diagnostic apparatus 80 according to the second embodiment also extracts and extracts the confirmation object from the X-ray image In.
  • the medical image processing system 1 including the X-ray diagnostic apparatus 80 according to the second embodiment also extracts and extracts the confirmation object from the X-ray image In.
  • the intermediate emphasized image EMn that emphasizes the confirmation object with the X-ray image In it is possible to generate an emphasis processing image SIn that emphasizes the confirmation object drawn on the X-ray image In.
  • the enhancement process of the confirmation object of the X-ray image can be appropriately performed.
  • processor refers to, for example, a dedicated or general-purpose CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), or an integrated circuit for a specific application (Application Specific Integrated Circuit: ASIC). It shall mean a circuit such as a programmable logic device (for example, a simple programmable logic device (Simple Programmable Logic Device: SPLD), a compound programmable logic device (Complex Programmable Logic Device: CPLD), and an FPGA).
  • SPLD Simple Programmable Logic Device
  • CPLD Complex Programmable Logic Device
  • FPGA field-programmable Programmable Logic Device
  • the storage medium for storing the program may be provided individually for each processor, or one storage medium collectively stores the programs corresponding to the functions of all the processors. May be good.

Abstract

実施形態に係る医用画像処理装置は、取得部と、抽出部と、強調処理画像生成部とを備える。取得部は、被検体に関する時系列の複数のＸ線画像を取得する。抽出部は、動きに関する成分を、複数のＸ線画像のそれぞれにおいて抽出する。強調処理画像生成部は、抽出した動きに関する成分にもとづいて、動きのある対象物を複数のＸ線画像のそれぞれにおいて強調した強調処理画像を生成する。

Description

医用画像処理装置、Ｘ線診断装置、および医用画像処理方法
　本明細書および図面に開示の実施形態は、医用画像処理装置、Ｘ線診断装置、および医用画像処理方法に関する。
　近年、被検体にＸ線を照射し、取得した画像をリアルタイムに時系列順に順次動画的に表示することで、被検体内をリアルタイムに観察可能なＸ線透視装置やＸ線アンギオ装置などのＸ線診断装置が提供されている。また、Ｘ線診断装置で取得された時系列的な複数のＸ線画像は、Ｘ線診断装置または他の装置において、事後的にポストプロセスで動画的に観察することも可能とされている。
　このようなＸ線診断装置は、カテーテルを用いた血管造影検査やＩＶＲ（Interventional Radiology）に利用されることがある。たとえばカテーテル治療を行う際、ユーザは、Ｘ線診断装置によるＸ線撮像にもとづくＸ線透視画像をリアルタイムに表示させ、Ｘ線画像に描出されるカテーテルの位置やバルーンなどの治療器具の位置（留置位置を含む）を確認しながら手技を行うことがある。また、手技の後にＸ線画像をバルーンなどの器具が目的の位置に留置されたかをＸ線画像で確認することがある。
　一般に、Ｘ線画像に描出された造影剤やカテーテルなどの器具の視認性を向上させるよう、Ｘ線画像には背景圧縮、信号強調、階調変換などの画像処理が施される。階調変換などの画像処理を施すことにより、ユーザの確認対象物である造影剤やカテーテルなどの器具の陰影をＸ線画像中で強調することができる。
　しかし、同じＸ線画像中に描出された骨や横隔膜などの非確認対象物がある場合、階調変換などの画像処理を施すと、これらの非確認対象物の陰影も強調されてしまう。この場合、階調変換などの画像処理を施した結果、非確認対象物の影響で、かえって確認対象物の視認性を悪化させてしまうことがある。
特開２０１０－１１９８５２号公報
　本明細書および図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、Ｘ線画像の確認対象物の強調処理を適切に行うことである。ただし、本明細書および図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。
　一実施形態に係る医用画像処理装置は、取得部と、抽出部と、強調処理画像生成部とを備える。取得部は、被検体に関する時系列の複数のＸ線画像を取得する。抽出部は、動きに関する成分を、複数のＸ線画像のそれぞれにおいて抽出する。強調処理画像生成部は、抽出した動きに関する成分にもとづいて、動きのある対象物を複数のＸ線画像のそれぞれにおいて強調した強調処理画像を生成する。
　強調処理画像生成部は、Ｘ線画像と抽出した動きに関する成分とを合成することにより強調処理画像を生成してもよい。
　また、一実施形態に係る医用画像処理装置は、複数のＸ線画像のうちの２つ以上にもとづいて、動きに関する成分が複数のＸ線画像よりも抑制された動き抑制画像を生成する動き抑制画像生成部をさらに備えてもよい。この場合、抽出部は、複数のＸ線画像の各々から動き抑制画像を差分することにより、複数のＸ線画像のそれぞれにおいて動きに関する成分を抽出するとよい。
　動き抑制画像生成部は、動き抑制画像として、複数のＸ線画像のうちの２つ以上の平均値画像または中央値画像を生成してもよい。
　動き抑制画像生成部は、Ｘ線照射がオンからオフになり、またオンに復帰した場合、オフになる前に生成された動き抑制画像とオンに復帰した後に撮像されたＸ線画像とにもとづいて動き抑制画像を更新してもよい。
　動き抑制画像生成部は、被検体のＸ線撮像における照射野が変更されると、変更後の照射野のうち変更前の照射野と重複する部分については、変更前の照射野でＸ線撮像された複数のＸ線画像のうちの２つ以上にもとづく動き抑制画像を利用して、変更後の照射野の動き抑制画像を生成するとよい。
　強調処理画像生成部は、抽出した動きに関する成分に対して係数を乗算して中間強調画像を生成し、中間強調画像とＸ線画像とを合成することにより強調処理画像を生成してもよい。
　一実施形態に係る医用画像処理装置はさらに、Ｘ線画像を複数の周波数帯域データに変換する強調処理部を備えてもよい。強調処理部は、抽出部と強調処理画像生成部と協調することにより、複数の周波数帯域データのそれぞれに対し、抽出した動きに関する成分の割合に応じて強調係数を割り当てるとよい。また、強調処理部は、割り当てた強調係数にもとづいて複数の周波数帯域ごとに中間強調画像の画像データを生成するとよい。この場合、強調処理画像生成部は、複数の周波数帯域ごとの中間強調画像の画像データにもとづいて、強調処理画像を生成するとよい。
また、強調処理画像生成部は、対象物が強調されるよう強調処理画像のウィンドウ幅を狭めてもよい。
　動きは、たとえば、被検体の拍動および呼吸動の少なくとも一方に由来する動き、ならびに、対象物が被検体内を移動する場合は当該対象物の移動に由来する動き、の少なくとも一方を含む。
　一実施形態に係る医用画像処理装置は、取得部と、動き抑制画像生成部と、差分画像生成部と、強調処理画像生成部と、を備える。取得部は、被検体に関する時系列の複数のＸ線画像を取得する。動き抑制画像生成部は、時系列の複数のＸ線画像のうちの２つ以上にもとづいて、動きに関する成分が抑制された動き抑制画像を生成する。差分画像生成部は、時系列の複数のＸ線画像の少なくとも１つと動き抑制画像との差分処理により差分画像を生成する。強調処理画像生成部は、生成された差分画像と差分画像に対応するＸ線画像とを加算することにより差分画像に描出された対象物の強調処理画像を生成する。
　一実施形態に係る医用画像処理装置は、取得部と、代表値画像生成部と、差分画像生成部と、強調処理画像生成部と、を備える。取得部は、被検体に関する時系列の複数のＸ線画像を取得する。代表値画像生成部は、時系列の複数のＸ線画像のうちの２つ以上にもとづいて、各画素が当該２つ以上のＸ線画像における画素値の代表値である代表値画像を生成する。差分画像生成部は、時系列の複数のＸ線画像の少なくとも１つと代表値画像との差分処理により差分画像を生成する。強調処理画像生成部は、生成された差分画像と差分画像に対応するＸ線画像とを加算することにより差分画像に描出された対象物の強調処理画像を生成する。
　このとき、強調処理画像生成部は、係数を乗算した差分画像と、差分画像に対応するＸ線画像とを加算することにより、強調処理画像を生成してもよい。
　また、強調処理画像生成部は、対象物が強調されるよう強調処理画像のウィンドウ幅を狭めてもよい。
　一実施形態に係るＸ線診断装置は、被検体に関する時系列の複数のＸ線画像を取得する取得部と、動きに関する成分を、複数のＸ線画像のそれぞれにおいて抽出する抽出部と、抽出した動きに関する成分にもとづいて、動きのある対象物を複数のＸ線画像のそれぞれにおいて強調した強調処理画像を生成する強調処理画像生成部と、を備える。
　一実施形態に係る医用画像処理方法は、被検体に関する時系列の複数のＸ線画像を取得するステップと、動きに関する成分を、複数のＸ線画像のそれぞれにおいて抽出する抽出ステップと、抽出した動きに関する成分にもとづいて、動きのある対象物を複数のＸ線画像のそれぞれにおいて強調した強調処理画像を生成するステップと、を有する。
　この方法は、クライアントと、サーバとを備えた医用画像処理システムに適用することができる。この場合、上記医用画像処理方法の各ステップは、クライアントおよびサーバのいずれかにより実行される。
　一実施形態に係る医用画像処理装置は、取得部と、代表値画像生成部と、差分画像生成部と、強調画像生成部とを備える。前記取得部は、被検体に関する時系列の複数のＸ線画像を取得する。前記代表値画像生成部は、各画素が前記複数のＸ線画像の対応する画素における画素値の代表値を有する代表値画像を生成する。前記差分画像生成部は、前記複数のX線画像の各々から代表値画像を減算することにより時系列の複数の差分画像を生成する。前記強調処理画像生成部は、前記複数のＸ線画像の各々に対して前記複数の差分画像のうちの対応する画像を加算することにより、前記複数の差分画像の各々において描出された対象物が強調された時系列の複数の強調処理画像を生成する。
　一実施形態に係る医用画像処理装置は、代表値画像生成部と、取得部と、差分画像生成部と、強調画像生成部とを備える。前記代表値画像生成部は、各画素が、収集済みの時系列の複数のＸ線画像の対応する画素における画素値の代表値を有する代表値画像を生成する。前記取得部は、被検体に関するＸ線画像を順次取得する。前記差分画像生成部は、新たに取得されたX線画像から代表値画像を減算することにより差分画像を順次生成する。前記強調処理画像生成部は、新たに生成された差分画像を対応するＸ線画像に加算することにより、対応する差分画像において描出された対象物が強調された強調処理画像を順次生成する。
第１の実施形態に係る医用画像処理装置を含む医用画像処理システム１の一構成例を示すブロック図。 造影剤やカテーテルなどの確認対象物を強調するための従来の画像処理について説明するための図。 本実施形態に係る強調処理画像のポストプロセスにおける生成方法の一例を説明するための図。 処理前のＸ線画像Ｉｎと強調処理画像ＥＳＩｎの一例を示す説明図。 Ｘ線の照射野が広げられ、次いで照射野の位置が変更された場合における確認対象物の強調処理を説明するための図。 頭部のＸ線画像に描出された造影剤の強調処理の一例を示す説明図。 Ｘ線画像の確認対象物の強調処理を適切に行う際の手順の一例を示すフローチャート。 Ｘ線画像の確認対象物の強調処理とマルチ周波数処理とを組み合わせる場合におけるデータフローの一例を示す説明図。 第２の実施形態に係る医用画像処理装置を含む医用画像処理システムの一構成例を示すブロック図。
実施形態
　以下、図面を参照しながら、医用画像処理装置、Ｘ線診断装置、および医用画像処理方法の実施形態について詳細に説明する。
（第１の実施形態）
　図１は、第１の実施形態に係る医用画像処理装置１０を含む医用画像処理システム１の一構成例を示すブロック図である。
　医用画像処理システム１は、医用画像処理装置１０およびＸ線診断装置１０１を含む。医用画像処理装置１０は、入力インターフェース１１、ディスプレイ１２、記憶回路１３、ネットワーク接続回路１４、および処理回路１５を有する。医用画像処理装置１０は、サーバの一例である。
　入力インターフェース１１は、たとえばトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、テンキーなどの一般的な入力装置により構成され、ユーザの操作に対応した操作入力信号を処理回路１５に出力する。ディスプレイ１２は、たとえば液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイなどの一般的な表示出力装置により構成される。
　記憶回路１３は、たとえば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等の、プロセッサにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有し、処理回路１５が利用するプログラムやパラメータデータやその他のデータを記憶する。なお、記憶回路１３の記録媒体内のプログラムおよびデータの一部または全部は、ネットワーク１００を介した通信によりダウンロードされてもよいし、光ディスクなどの可搬型記憶媒体を介して記憶回路１３に与えられてもよい。
　ネットワーク接続回路１４は、ネットワーク１００の形態に応じた種々の情報通信用プロトコルを実装する。ネットワーク接続回路１４は、この各種プロトコルに従ってネットワーク１００を介して他の電気機器と接続する。ネットワーク１００は、電気通信技術を利用した情報通信網全般を意味し、病院基幹ＬＡＮ（Local Area Network）などの無線／有線ＬＡＮやインターネット網のほか、電話通信回線網、光ファイバ通信ネットワーク、ケーブル通信ネットワークおよび衛星通信ネットワークなどを含む。
　医用画像処理装置１０は、Ｘ線診断装置１０１および画像サーバ１０２とネットワーク１００を介して互いにデータ送受信可能に接続される。Ｘ線診断装置１０１は、Ｘ線アンギオ装置、乳房Ｘ線撮像装置（マンモグラフィ装置）、Ｘ線ＴＶ装置などを含む。Ｘ線診断装置１０１は、クライアントの一例である。
　処理回路１５は、医用画像処理装置１０を統括制御する機能を実現する。また、処理回路１５は、記憶回路１３に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、Ｘ線画像に描出された確認対象物の強調処理を適切に行うための処理を実行するプロセッサである。
　図２は、造影剤やカテーテルなどの確認対象物を強調するための従来の画像処理について説明するための図である。
　Ｘ線診断装置１０１により、カテーテル３１が挿入された被検体に関する時系列のＮフレームのＸ線画像Ｉｎ（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）が撮像された場合を考える。従来、それぞれのＸ線画像Ｉｎに対して背景圧縮、信号強調、階調変換などの画像処理を施した処理画像ＰＩｎを生成することにより、ユーザの確認対象物であるカテーテル３１の陰影をＸ線画像中で強調することができる。しかし、Ｘ線画像Ｉｎにカテーテル３１以外の骨３２や横隔膜３３などの非確認対象物が描出されていると、階調変換などの画像処理によって、これらの非確認対象物の陰影も強調されてしまう。この場合、処理画像ＰＩｎでは、骨３２や横隔膜３３などの非確認対象物に邪魔されてしまい、カテーテル３１が確認しづらくなってしまう。
　そこで、処理回路１５のプロセッサは、Ｘ線画像Ｉｎから確認対象物を抽出し、抽出した確認対象物を強調した中間強調画像をＸ線画像Ｉｎと合成することにより、Ｘ線画像Ｉｎに描出された確認対象物を強調した画像（以下、強調処理画像という）を生成する。
　このため、図１に示すように、処理回路１５のプロセッサは、取得機能２１、動き抑制画像生成機能２２、抽出機能２３、および強調処理画像生成機能２４を実現する。これらの各機能は、それぞれプログラムの形態で記憶回路１３に記憶されている。
　なお、以下の説明において、本実施形態に係る確認対象物の強調処理の処理対象となるＸ線画像は、Ｘ線透視画像であってもよいし、Ｘ線透視画像よりも高線量で撮像されたＸ線撮影画像であってもよい。
　また、本実施形態では、医用画像処理装置１０の処理回路１５により各機能２１－２４が実現される場合の例について説明するが、医用画像処理装置１０のこれらの機能２１－２４の一部または全部は、ネットワーク１００に接続された院内サーバ、クラウドコンソール、ワークステーション、Ｘ線診断装置１０１などの、医用画像処理装置１０とは独立した、プロセッサおよび記憶回路を少なくとも有した外部の装置によって実現されてもよい。また、医用画像処理装置１０が互いにネットワーク１００を介して接続された複数の情報処理装置により構成され、各機能２１－２４が複数の情報処理装置によって適宜分散されて実現されてもよい。
　次に、これらの機能２１－２４について図３を参照して説明する。
（ポストプロセス）
　まず、ポストプロセスで時系列の複数のＸ線画像Ｉ１、Ｉ２、・・・、ＩＮのすべてが取得され、このうちのＸ線画像Ｉｎの強調処理画像を生成する場合について説明する。
　図３は、本実施形態に係る強調処理画像のポストプロセスにおける生成方法の一例を説明するための図である。
　ポストプロセスにおいて、取得機能２１は、Ｘ線診断装置１０１で実行された被検体に対するＸ線撮像にもとづいて得られた、被検体に関する時系列の複数のＸ線画像Ｉ１、Ｉ２、・・・、ＩＮを取得する（図３の最左列参照）。取得機能２１は、取得部の一例である。これらのＸ線画像Ｉｎは、Ｘ線撮像が行われたＸ線診断装置１０１から直接、または画像サーバ１０２を介して間接的に取得される。
　ポストプロセスにおいて、動き抑制画像生成機能２２は、時系列の複数のＸ線画像Ｉ１、Ｉ２、・・・、ＩＮのうちの２つ以上にもとづいて、動きに関する成分が当該複数のＸ線画像よりも抑制された動き抑制画像を生成する。動き抑制画像生成機能２２は、動き抑制画像生成部および代表値画像生成部の一例である。
　ポストプロセスにおいて、動き抑制画像Ａは、時系列の複数のＸ線画像Ｉ１、Ｉ２、・・・、ＩＮのうちの２つ以上にもとづいて、各画素が当該２つ以上のＸ線画像における画素値の代表値を有する画像（代表値画像）である。
　たとえば、Ｘ線画像Ｉ１、Ｉ２、・・・、ＩＮが被検体の心臓を撮像したものであり、ユーザの確認対象物がカテーテル３１である場合、カテーテル３１は被検体の拍動および呼吸動の少なくとも一方によって画像中を大きく動く。また、被検体の体動があった場合はフレーム間で画像全体にズレが生じる。この点、動き抑制画像Ａの各画素を代表値とすることにより、時系列の複数のＸ線画像Ｉ１、Ｉ２、・・・、ＩＮの撮像中に動きのある対象物が抑制される。代表値としては、たとえば平均値や中央値を用いることができる。
　図３には、動き抑制画像生成機能２２がすべてのＸ線画像Ｉ１、Ｉ２、・・・、ＩＮの平均値画像Ａを動き抑制画像Ａとして生成する場合の例を示した（図３の左から２列目上段参照）。この場合、動き抑制画像Ａの各画素の画素値Ａ（ｉ、ｊ）（ただしｉは画素のｘ座標、ｊはｙ座標を表す）と各Ｘ線画像Ｉｎの画素値Ｉｎ（ｉ、ｊ）との関係は次の式（１）のように書ける。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　また、動き抑制画像Ａは、たとえば処理対象となるフレームから２０フレーム前までの範囲や前後１０フレームの範囲など、フレーム範囲およびフレーム総数を固定した移動平均画像としてもよい。この場合、撮像中に大きな状態変化があった特異的なフレームが動き抑制画像Ａに与える影響を低減することができる。また、この場合、動き抑制画像Ａの生成に用いるフレーム範囲およびフレーム総数は、あらかじめ記憶回路１３に記憶された設定値を用いてもよいし、ユーザにより入力インターフェース１１を介して設定可能とするとともに設定変更可能としてもよいし、被検体の１心拍、入力インターフェース１１を介してユーザから入力された数の心拍又は記憶回路１３に記録された予め定められた数の心拍の期間に相当するように設定されてもよい。このとき、後述するリアルタイム処理では、Ｘ線照射のオン、オフによらずにユーザによりいつでも設定変更可能とするとよい。
　ポストプロセスにおいて、抽出機能２３は、Ｘ線画像Ｉｎからユーザの確認対象物を抽出する。抽出機能２３は、抽出部および差分画像生成部の一例である。図３には、確認対象物が心臓に挿入されて拍動とともに動いてしまうカテーテル３１である場合の例を示した。この場合、抽出機能２３は、Ｘ線画像Ｉｎと動き抑制画像Ａとの差分画像を生成することにより確認対象物画像Ｍｎを生成することになる（図３の左から２列目下段参照）。この場合、確認対象物画像Ｍｎの各画素の画素値Ｍｎ（ｉ，ｊ）は次の式（２）のように表せる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　なお、式（２）にはＸ線画像Ｉｎと動き抑制画像Ａとの単純な差分をとる場合の例を示したが、Ｘ線画像Ｉｎと動き抑制画像Ａとをログ変換してから差分をとってもよいし、その他のサブトラクション方式であってもよい。
　また、確認対象物が心臓に挿入されたカテーテル３１や被検体に注入された造影剤などの、被検体内を対象物自身が移動する動きのある対象物である場合は、抽出機能２３は、過去のフレーム（たとえば１つ前の直近フレーム）と処理対象フレームの線状陰影を抽出して比較することにより、当該確認対象物のフレーム間の移動量、移動方向などの移動に関する情報を動きに関する成分として抽出してもよい。この場合、動きに関する成分を抽出して確認対象物画像Ｍｎを生成するにあたり動き抑制画像Ａは用いる必要はなく、動き抑制画像生成機能２２は不要である。
　ポストプロセスにおいて、強調処理画像生成機能２４は、確認対象物画像Ｍｎにもとづいて、確認対象物をＸ線画像Ｉｎにおいて強調した強調処理画像を生成し、ディスプレイ１２に表示させる。
　具体的には、まず、強調処理画像生成機能２４は、次式（３）に示すように、確認対象物画像Ｍｎの各画素に０より大きい（より好ましくは１以上の）所定の強調係数Ｅｃｏｅｆ．を乗算することにより、中間強調画像ＥＭｎを生成する。強調係数Ｅｃｏｅｆ．が１より大きい場合、中間強調画像ＥＭｎにおいて確認対象物が強調される。強調係数Ｅｃｏｅｆ．が１未満の場合、中間強調画像ＥＭｎにおいては、確認対象物が強調されないが、後述する強調処理画像ＳＩｎにおいては確認対象物が強調され得る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　図３に示す例では、Ｘ線画像Ｉｎから抽出されたカテーテル３１が強調される（図３の左から３列目参照）。
　なお、強調係数Ｅｃｏｅｆ．は、あらかじめ記憶回路１３に記憶された設定値を用いてもよいし、ユーザにより入力インターフェース１１を介して設定可能とするとともに設定変更可能としてもよい。このとき、後述するリアルタイム処理では、Ｘ線照射のオン、オフによらずにユーザによりいつでも設定変更可能とするとよい。
　また、強調係数Ｅｃｏｅｆ．は、処理対象となるＸ線画像ＩｎのＳＮ比（信号対ノイズ比）、確認対象物のＣＮ比（コントラスト対ノイズ比）、管電圧や管電流、パルス幅などのＸ線条件、線量設定、画像処理設定などに応じて自動的に設定されてもよい。このように自動的に設定された場合も、ユーザによりさらに設定変更可能としてもよい。
　また、この中間強調画像ＥＭｎの生成処理は、必須のものではなく、中間強調画像ＥＭｎのかわりに確認対象物画像Ｍｎを用いて、以下に説明する強調処理画像ＳＩｎの生成処理を行ってもよい。中間強調画像ＥＭｎのかわりに確認対象物画像Ｍｎを用いることは、強調係数Ｅｃｏｅｆ．を１として強調を行うことと同等の結果となる。
　次に、強調処理画像生成機能２４は、中間強調画像ＥＭｎまたは確認対象物画像Ｍｎと、中間強調画像ＥＭｎまたは確認対象物画像Ｍｎに対応する原画像であるＸ線画像Ｉｎとを合成することにより、強調処理画像ＳＩｎを生成する。合成は、単純な加算または加算平均であってもよいし、重み付け加算または加重平均であってもよい。図３には、中間強調画像ＥＭｎとＸ線画像Ｉｎとを加算することにより強調処理画像ＳＩｎが生成される場合の例を示した（図３の最右列下段参照）。この場合、強調処理画像ＳＩｎの各画素の画素値ＳＩｎ（ｉ，ｊ）は次の式（４）のように表せる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　強調処理画像ＳＩｎは、Ｘ線画像Ｉｎに対して確認対象物が強調された中間強調画像ＥＭｎが合成された画像である。このため、処理前のＸ線画像ＩｎやＸ線画像Ｉｎに対して従来の画像処理を施した画像に比べ、強調処理画像ＳＩｎは、確認対象物が強調されるとともに非確認対象物が抑制された画像である。
　なお、中間強調画像ＥＭｎの生成にあたり、確認対象物の画素値に強調係数Ｅｃｏｅｆ．を乗じている。このため、確認対象物のコントラストとノイズを原画像と同程度とする場合、強調処理画像ＳＩｎのウィンドウ処理（階調処理）において、ウィンドウ幅ＷＷｐｏｓｔと原画像のウィンドウ幅ＷＷｐｒｅとの関係は次式（５）の条件を満たす。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　原画像と同程度のコントラストとノイズであっても、強調処理画像ＳＩｎでは非確認対象物における画像レベル差が確認対象物に対して相対的に小さい。このため、強調処理画像ＳＩｎは確認対象物を識別しやすい画像となる。
　また、強調処理画像生成機能２４は、式（５）に示すＷＷｐｏｓｔを狭めることで、強調処理画像ＳＩｎから確認対象物のコントラストをさらに向上させた画像ＥＳＩｎを生成してもよい（図３の最右列上段参照）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　式（６）において、Ｃｏｎｔｕｐは１以上の値を有する。式（５）に示すＷＷｐｏｓｔをベースとして狭めていくことで、非確認対象物に大きな変化をもたらすこと無く確認対象物のコントラストのみを向上させることができる。
　図４は、処理前のＸ線画像Ｉｎと強調処理画像ＥＳＩｎの一例を示す説明図である。図４に示すように、強調処理画像ＥＳＩｎにおいて、Ｘ線画像Ｉｎのカテーテル３１は強調される一方、非確認対象物である骨３２および横隔膜３３は抑制される。
　なお、ＷＷｐｏｓｔは、狭めるほど確認対象物のコントラストが向上する一方、ノイズも高くなってしまう。このため、Ｃｏｎｔｕｐの値は、あらかじめ記憶回路１３に記憶された設定値を用いてもよいし、ユーザにより入力インターフェース１１を介して設定可能とするとともに、ユーザによりコントラストとノイズとを考慮して設定変更可能としてもよい。
　なお、非確認対象物の画像レベルには大きな変化がないため、非確認対象物が画像の大部分を占める場合は、ウィンドウセンター（ウィンドウレベル）ＷＣは変更せずともよい。また、最終的な画素値として負の値を使用できないシステムにおいて画素値全体にオフセットを加える場合には、ウィンドウセンターに同様のオフセットを加えてもよい。
（リアルタイム処理）
　次に、リアルタイム処理について説明する。以下、時系列の複数のＸ線画像Ｉ１、Ｉ２、・・・、Ｉｎ－１に続いて新たにＸ線画像Ｉｎが取得され、この新たに取得されたＸ線画像Ｉｎの強調処理画像を生成する場合について説明する。
　リアルタイム処理において、取得機能２１は、Ｘ線診断装置１０１で実行されている被検体に対するＸ線撮像にもとづいて得られた、被検体に関する時系列の複数のＸ線画像Ｉ１、Ｉ２、・・・、ＩｎをＸ線診断装置１０１から取得する。
　リアルタイム処理において、動き抑制画像生成機能２２は、時系列の複数のＸ線画像Ｉ１、Ｉ２、・・・、Ｉｎのうちの２つ以上にもとづいて、動きに関する成分が抑制された動き抑制画像Ａｎを生成する。動き抑制画像生成機能２２が、リアルタイム処理で現時点までで取得されたすべてのＸ線画像Ｉ１、Ｉ２、・・・、Ｉｎの平均値画像Ａｎを動き抑制画像Ａｎとして生成する場合、動き抑制画像Ａｎの各画素の画素値Ａｎ（ｉ、ｊ）と各Ｘ線画像Ｉｎの画素値Ｉｎ（ｉ、ｊ）との関係は次の式（７）のように書ける。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　この場合、動き抑制画像Ａｎは、新たなフレームのＸ線画像が取得されるたびに再計算されて更新される。
　また、この場合抽出機能２３は、たとえば次式（８）に従ってＸ線画像Ｉｎと動き抑制画像Ａｎとの差分画像を生成することにより、確認対象物画像Ｍｎを生成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　なお、強調処理画像生成機能２４が中間強調画像ＥＭｎ、および強調処理画像ＳＩｎ、ＥＳＩｎを生成する方法はポストプロセスとリアルタイム処理とで異ならないため、説明を省略する。
　リアルタイム処理で生成される強調処理画像ＳＩｎ、ＥＳＩｎによっても、ポストプロセスで生成される強調処理画像ＳＩｎ、ＥＳＩｎと同様の効果を奏する。
　ただし、リアルタイム処理において、処理の開始直後は、動き抑制画像Ａｎの生成に用いるＸ線画像のフレーム数が少なく、代表値画像中で複数のカテーテル３１の残像が描出されてしまう場合があるなど、代表値画像が動き抑制画像（動きが抑制された画像）とはならない場合がある。
　このため、リアルタイム処理では、強調処理画像ＳＩｎやＥＳＩｎと原画像Ｉｎとを同時に表示してもよい。また、処理の開始後、所定のフレーム数までは原画像Ｉｎのみを表示する一方、所定のフレーム数以降は強調処理画像ＳＩｎやＥＳＩｎと原画像Ｉｎとを同時に表示するか、あるいは強調処理画像ＳＩｎやＥＳＩｎのみの表示に切り替えてもよい。また、リアルタイム処理でも処理開始直後から強調処理画像ＳＩｎやＥＳＩｎのみを表示してもよい。これらの表示方法は、ユーザにより選択可能とするとよい。
　また、リアルタイム処理の開始直後は、上述の通り、代表値画像中に動きのある成分が残ってしまうことがある。このため、中間強調画像ＥＭｎの生成において、リアルタイム処理の開始後のフレーム数に応じて強調係数Ｅｃｏｅｆ．を徐々に大きくするように変更してもよい。
　なお、照射野に変更がなければ、Ｘ線照射のオン、オフによらず、動き抑制画像Ａを引き継いで処理を継続してもよい。たとえば、Ｘ線透視撮像ではＸ線照射のオン、オフが繰り返される。リアルタイム処理の場合、Ｘ線照射のオン、オフによらずに動き抑制画像Ａｎを引き継いで処理を継続することで、Ｘ線照射を再度オンにした直後のフレーム数不足による不都合を回避することができる。また、ポストプロセスで作成した動き抑制画像Ａを、次のリアルタイム処理に引き継いで処理をしてもよい。
　図５は、Ｘ線の照射野が広げられて広い視野に変更され、次いで照射野の位置が変更された場合における確認対象物の強調処理を説明するための図である。
　照射野が変更された場合であっても、Ｘ線診断装置１０１から変更前後の照射野に関する情報を取得することにより、照射野の変更前に生成した動き抑制画像Ａを利用することができる。被検体のＸ線撮像における照射野が変更されると、変更後の照射野のうち変更前の照射野と重複する部分の動き抑制画像については、変更前の照射野の動き抑制画像を拡大縮小（リサイズ）または座標変換して利用して、変更後の照射野の動き抑制画像を生成することができる。
　また、本実施形態に係る確認対象物の強調処理は、拍動または呼吸動の影響を受けない部位のＸ線画像にも適用可能である。
　図６は、頭部のＸ線画像に描出された造影剤の強調処理の一例を示す説明図である。図６には、ユーザの確認対象物が造影剤である場合の例を示した。
　たとえば、ポストプロセスにおいて、動き抑制画像生成機能２２が式（１）に従って、すべてのＸ線画像Ｉ１、Ｉ２、・・・、ＩＮの平均値画像Ａを動き抑制画像Ａとして生成する場合を考える。この場合も、動き抑制画像Ａは代表値画像であるため、体動の影響が抑制された画像となる。このため、抽出機能２３によってたとえば式（２）の差分処理によって確認対象物画像Ｍｎが生成される場合であっても、ミスレジストレーションによるアーチファクトが発生しない。
　また、この場合、処理対象となるＸ線画像Ｉｎでは造影剤がまだ到達していない血管に既に造影剤が到達しているＸ線画像Ｉｎ＋１以降をも用いて動き抑制画像Ａが生成されることになる。一方で、頭部では体動を除き大きな動きは生じないため、体動の影響は抑制されつつ、動き抑制画像Ａにおいても造影剤が抑制されることはない。このため、動き抑制画像Ａには、造影剤のルート（血管のルート）が広範囲に描出される。したがって、図６に示すように、造影剤の流れが動きとして強調された強調処理画像ＥＳＩｎにも、Ｘ線画像Ｉｎでは染まっていない血管のルート４１が広範囲に描出される。したがって、ユーザは、強調処理画像ＥＳＩｎを確認することにより、血管のルートをあらかじめ視認することができるため、造影剤の流れを容易に把握することができる。
　次に、本実施形態に係る医用画像処理装置、Ｘ線診断装置、および医用画像処理システムの動作の一例について説明する。
　図７は、Ｘ線画像の確認対象物の強調処理を適切に行う際の手順の一例を示すフローチャートである。図７において、Ｓに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。図７には、ポストプロセスにおける処理の一例を示した。
　まず、ステップＳ１において、取得機能２１は、Ｘ線診断装置１０１で実行された被検体に対するＸ線撮像にもとづいて得られた、被検体に関する時系列の複数のＸ線画像Ｉ１、Ｉ２、・・・、ＩＮを取得する。
　次に、ステップＳ２において、動き抑制画像生成機能２２は、時系列の複数のＸ線画像Ｉ１、Ｉ２、・・・、ＩＮのうちの２つ以上にもとづいて、動きに関する成分が抑制された動き抑制画像Ａを生成する。
　次に、ステップＳ３において、抽出機能２３は、Ｘ線画像Ｉｎからユーザの確認対象物を抽出して確認対象物画像Ｍｎを生成する。
　次に、ステップＳ４において、強調処理画像生成機能２４は、確認対象物画像Ｍｎの各画素に０以上の所定の強調係数Ｅｃｏｅｆ．を乗算することにより、確認対象物を強調した中間強調画像ＥＭｎを生成する。
　次に、ステップＳ５において、強調処理画像生成機能２４は、中間強調画像ＥＭｎと、これに対応する原画像であるＸ線画像Ｉｎと、を合成することにより、強調処理画像ＳＩｎを生成する。
　次に、ステップＳ６において、強調処理画像生成機能２４は、強調処理画像ＳＩｎのウィンドウ幅ＷＷを式（５）に示すＷＷｐｏｓｔをベースとして狭めていくことで、強調処理画像ＳＩｎから確認対象物のコントラストをさらに向上させた強調処理画像ＥＳＩｎを生成する。
　以上の手順により、Ｘ線画像の確認対象物の強調処理を適切に行うことができる。
　本実施形態に係る医用画像処理装置１０を含む医用画像処理システム１によれば、Ｘ線画像Ｉｎから確認対象物を抽出し、抽出した確認対象物を強調した中間強調画像ＥＭｎをＸ線画像Ｉｎと合成することにより、Ｘ線画像Ｉｎに描出された確認対象物を強調した強調処理画像ＳＩｎを生成することができる。
　強調処理画像ＳＩｎおよびこれをさらに階調変換した強調処理画像ＥＳＩｎでは、確認対象物が強調されるとともに非確認対象物が抑制される（図４参照）。このため、ユーザは、心臓に挿入されて拍動により常に動いているカテーテル３１や造影剤などが確認対象物であっても、正確かつ短時間に確認することができる。たとえば、強調処理画像では造影剤を強調することができるため、少量の造影剤であっても強調処理画像ではしっかりと確認することができる。このため、被検体に投与される造影剤の量を少なくすることができる。また、リアルタイム処理の場合は、Ｘ線撮像時間を短縮することが可能となり、被検体の被ばく線量を低減することができる。
　また、強調処理画像生成機能２４は、Ｘ線画像の確認対象物の強調処理に対し、空間周波数を利用した処理を組み合わせてもよい。空間周波数を利用した処理としては、たとえばマルチ周波数処理（Multi-objective Frequency Processing）やウェーブレット変換などが挙げられる。
　図８は、Ｘ線画像の確認対象物の強調処理とマルチ周波数処理とを組み合わせる場合におけるデータフローの一例を示す説明図である。
　Ｘ線画像の確認対象物の強調処理とマルチ周波数処理とを組み合わせる場合、処理回路１５のプロセッサはさらに、周波数帯域データ生成機能２５と、強調処理機能２６と、周波数帯域データ合成機能２７とを含む。これらの構成２５－２７は、ソフトウェアで実現されてもよいし、ハードウェアのみまたはハードウェアとソフトウェアの混合によって実現されてもよい。なお、周波数帯域データ合成機能２７は、強調処理画像生成機能２４に含まれてもよい。
　周波数帯域データ生成機能２５は、Ｘ線画像Ｉｎを複数の周波数帯域データに変換する。具体的には、周波数帯域データ生成機能２５は、Ｘ線画像Ｉｎからそれぞれ所定の周波数帯域が含まれる複数の周波数帯域データと背景データ（たとえば、一つの背景データ）を生成する。たとえば、周波数帯域データ生成機能２５は、図８に示すように、段階的にＬＰＦ（Low Pass Filter）処理を行い、１段階前のＬＰＦ処理画像と差分することで、互いに異なる周波数帯域が含まれる複数の周波数帯域データを生成する。
　たとえば、周波数帯域データ生成機能２５は、まず、１段目のＬＰ↓において、Ｘ線画像Ｉｎに対してＬＰＦ処理をかけることで低周波データを抽出する。ここで、周波数帯域データ生成機能２５は、以後の処理を高速化するために、ＬＰ↓において、ダウンサンプリング処理を実行してもよい。この場合、周波数帯域データ生成機能２５は、ＬＰＦ処理後の低周波データから、まず横方向の１画素おきに画素を間引き、次に縦方向の１画素おきに画素を間引くことで、画像サイズを１／４に縮小させた低解像度画像データｇ１を生成する。
　そして、周波数帯域データ生成機能２５は、低解像度画像データｇ１を２段目に送るとともに、ＬＰ↑において、アップサンプリング処理及びＬＰＦ処理を実行することで、Ｘ線画像Ｉｎと同一のサイズでＬＰＦ処理後の低周波データを生成する。たとえば、周波数帯域データ生成機能２５は、低解像度画像データｇ１に対して、まず横方向の１画素おきに「０」を補完し、次に縦方向の１画素おきに「０」を補完し、最初のＬＰＦの各要素を４倍したＬＰＦ処理を実行する。その後、周波数帯域データ生成機能２５は、加算器によってＸ線画像Ｉｎと低周波データとを画素ごとに差分することで、周波数帯域データｂ０を生成する。なお、周波数帯域データ生成機能２５によるＬＰＦ処置は、５×５程度のガウシアンフィルタを用いることができる。
　周波数帯域データ生成機能２５は、上述した１段目の処理と同様に２段目以降の処理を実行する。ここで、各段の処理対象となる画像データは、前段で生成された低解像度画像データとなる。すなわち、２段目の処理対象となる画像データは、低解像度画像データｇ１となり、その後、各段で生成された低解像度画像データｇ２～ｇ５がそれぞれ後段の処理対象の画像データとなる。そして、周波数帯域データ生成機能２５は、各段において、低解像度画像データｇ２～ｇ５を用いて、１段目と同様に周波数帯域データｂ１～ｂ５を生成する。このように、周波数帯域データ生成機能２５は、Ｘ線画像Ｉｎの段階的な周波数帯域データと、含まれる情報が背景のみとなった背景データｇ６を生成する。
　また、周波数帯域データ生成機能２５は、動き抑制画像Ａについても、Ｘ線画像Ｉｎと同様の処理を行うことにより、動き抑制画像Ａの段階的な周波数帯域データを生成する。なお、背景データｇ６は、Ｘ線画像Ｉｎと動き抑制画像Ａのいずれか一方については生成せずともよい。
　なお、図８においては、周波数帯域データ生成機能２５が、６段の処理を実行する場合について示したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、任意の段数で処理することが可能である。
　強調処理機能２６は、抽出機能２３を制御して、対応する周波数帯域どうしでＸ線画像Ｉｎの周波数帯域データと動き抑制画像Ａの周波数帯域データとの差分を取ることにより、周波数帯域ごとの差分画像データ（以下、帯域差分画像データという）を生成する。
　関心のある信号が入ってくる割合（確認対象物である動きのある成分の信号が入ってくる割合）は、空間周波数の帯域ごとに異なると考えられる。そこで、また、強調処理機能２６は、複数の帯域差分画像データのそれぞれに含まれる確認対象物の割合を求め、確認対象物の割合にもとづいて、複数の帯域差分画像データのそれぞれに対し、互いに独立に強調係数Ｅｃｏｅｆ．を割り当てる。
　また、強調処理機能２６は、強調処理画像生成機能２４を制御して、複数の帯域差分画像データのそれぞれに割り当てた強調係数Ｅｃｏｅｆ．を用いて、複数の周波数帯域ごとの中間強調画像データ（以下、帯域中間強調画像データという）を生成する。また、強調処理機能２６は、対応する周波数帯域どうしで帯域中間強調画像データとＸ線画像Ｉｎの周波数帯域データとを加算することにより、周波数帯域ごとの強調処理画像データ（以下、帯域強調処理画像データという）を生成する。また、帯域強調処理画像データのそれぞれに対してさらに背景圧縮、信号強調、階調変換などの画像処理を施してもよい。
　周波数帯域データ合成機能２７は、複数の帯域強調処理画像データを合成して強調処理画像ＳＩｎを生成する。具体的には、周波数帯域データ合成機能２７は、背景データｇ６と、帯域強調処理画像データｂ０’～ｂ５’を順次合成することで、Ｘ線画像Ｉｎと同一サイズの強調処理画像ＳＩｎを生成する。たとえば、周波数帯域データ合成機能２７は、１段目（図中最下段）のＬＰ↑において、背景データｇ６に対してアップサンプリング処理（まず横方向の１画素おきに「０」を補完し、次に縦方向の１画素おきに「０」を補完）を実行して、周波数帯域データ生成機能２５のアップサンプリング処理と同じＬＰＦ処理を実行することで、背景データｇ６を帯域強調処理画像データｂ５’と同一サイズにする。そして、周波数帯域データ合成機能２７は、同一サイズにした帯域強調処理画像データｂ５’と背景データｇ６とを加算器によって画素ごとに足し合わせることで、加算データｇ５’を生成する。
　周波数帯域データ合成機能２７は、生成した加算データｇ５’に対して上記したアップサンプリング処理及びＬＰＦ処理を実行することで、加算データｇ５’を帯域強調処理画像データｂ４’と同一サイズにし、帯域強調処理画像データｂ４’と加算して加算データｇ４’を生成する。同様に、周波数帯域データ合成機能２７は、加算データのサイズアップと帯域強調処理画像データとの加算を順次実行することで、確認対象物を強調した強調処理画像ＳＩｎを、Ｘ線画像Ｉｎと同一サイズで生成する。周波数帯域データ合成機能２７は、強調処理画像生成機能２４の一機能であってもよい。
　このように、図７に示した強調処理とマルチ周波数処理とを組み合わせることで、周波数帯域データごとに適切な強調係数Ｅｃｏｅｆ．を適用することができる。強調係数Ｅｃｏｅｆ．は、それぞれの周波数帯域で適切な値が異なる。このため、強調処理とマルチ周波数処理とを組み合わせることで、強調処理画像ＳＩｎおよびこれをさらに階調変換した強調処理画像ＥＳＩｎにおいて、関心のある信号をより選択的に強調することができる。したがって、強調処理のみの場合に比べ、さらに確認対象物を強調しつつ非確認対象物を抑制することができる。
（第２の実施形態）
　図９は、第２の実施形態に係る医用画像処理装置１０を含む医用画像処理システム１の一構成例を示すブロック図である。
　Ｘ線診断装置８０は、被検体に関する時系列のＮフレームのＸ線画像Ｉ１、Ｉ２、・・・、ＩＮを撮像する撮像を行う撮像装置８１と、医用画像処理装置１０の一例としてのコンソール装置８２とを備える。この第２実施形態に示すＸ線診断装置８０は、自身で被検体に対するＸ線撮像により生成した時系列の複数のＸ線画像Ｉ１、Ｉ２、・・・、ＩＮを利用可能な点で第１実施形態に示す医用画像処理装置１０と異なる。他の構成および作用については図１に示す医用画像処理装置１０と実質的に異ならないため、同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。
　撮像装置８１は、たとえばＸ線アンギオ装置の撮影系により構成され、天板に載置された被検体をＸ線撮像するためのＸ線管、Ｘ線検出器等の撮像系を有し、撮像により得た被検体に関する時系列の複数の投影データをコンソール装置８２に与える。
　処理回路１５ｘの取得機能２１ｘは、再構成機能２０から被検体に関する時系列の複数のＸ線画像Ｉ１、Ｉ２、・・・、ＩＮを取得する。動き抑制画像生成機能２２ｘは、時系列の複数のＸ線画像Ｉ１、Ｉ２、・・・、ＩＮのうちの２つ以上にもとづいて、動きに関する成分が抑制された動き抑制画像Ａを生成する。抽出機能２３ｘは、Ｘ線画像Ｉｎからユーザの確認対象物を抽出して確認対象物画像Ｍｎを生成する。強調処理画像生成機能２４ｘは、確認対象物画像Ｍｎにもとづいて、確認対象物をＸ線画像Ｉｎにおいて強調した強調処理画像ＳＩｎまたはＥＳＩｎを生成し、コンソール装置８２のディスプレイに表示させる。
　第２実施形態に係るＸ線診断装置８０を含む医用画像処理システム１によっても、第１実施形態に係る医用画像処理システム１と同様に、Ｘ線画像Ｉｎから確認対象物を抽出し、抽出した確認対象物を強調した中間強調画像ＥＭｎをＸ線画像Ｉｎと合成することにより、Ｘ線画像Ｉｎに描出された確認対象物を強調した強調処理画像ＳＩｎを生成することができる。
　以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、Ｘ線画像の確認対象物の強調処理を適切に行うことができる。
　なお、上記実施形態において、「プロセッサ」という文言は、たとえば、専用または汎用のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、または、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（たとえば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、およびＦＰＧＡ）等の回路を意味するものとする。プロセッサは、記憶媒体に保存されたプログラムを読み出して実行することにより、各種機能を実現する。
　また、上記実施形態では処理回路の単一のプロセッサが各機能を実現する場合の例について示したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサが各機能を実現してもよい。また、プロセッサが複数設けられる場合、プログラムを記憶する記憶媒体は、プロセッサごとに個別に設けられてもよいし、１つの記憶媒体が全てのプロセッサの機能に対応するプログラムを一括して記憶してもよい。
　いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、実施形態のどうしの組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
 

Claims (17)

  1. 被検体に関する時系列の複数のＸ線画像を取得する取得部と、
    　動きに関する成分を、前記複数のＸ線画像のそれぞれにおいて抽出する抽出部と、
    　前記抽出した動きに関する成分にもとづいて、動きのある対象物を前記複数のＸ線画像のそれぞれにおいて強調した強調処理画像を生成する強調処理画像生成部と、
    　を備えた医用画像処理装置。
  2. 　前記強調処理画像生成部は、
    　前記Ｘ線画像と前記抽出した動きに関する成分とを合成することにより前記強調処理画像を生成する、
    　請求項１記載の医用画像処理装置。
  3. 　前記複数のＸ線画像のうちの２つ以上にもとづいて、動きに関する成分が前記複数のＸ線画像よりも抑制された動き抑制画像を生成する動き抑制画像生成部、
    　をさらに備え、
    　前記抽出部は、前記複数のＸ線画像の各々から前記動き抑制画像を差分することにより、前記複数のＸ線画像のそれぞれにおいて前記動きに関する成分を抽出する、
    　請求項１又は２に記載の医用画像処理装置。
  4. 前記動き抑制画像生成部は、
    　前記動き抑制画像として、前記複数のＸ線画像のうちの２つ以上の平均値画像または中央値画像を生成する、
    　請求項３記載の医用画像処理装置。
  5. 前記動き抑制画像生成部は、
    　Ｘ線照射がオンからオフになり、またオンに復帰した場合、オフになる前に生成された前記動き抑制画像とオンに復帰した後に撮像されたＸ線画像とにもとづいて前記動き抑制画像を更新する、
    　請求項３または４に記載の医用画像処理装置。
  6. 前記動き抑制画像生成部は、
    　前記被検体のＸ線撮像における照射野が変更されると、変更後の照射野のうち変更前の照射野と重複する部分については、変更前の照射野でＸ線撮像された前記複数のＸ線画像のうちの２つ以上にもとづく前記動き抑制画像を利用して、変更後の照射野の動き抑制画像を生成する、
    　請求項３ないし５のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
  7. 前記強調処理画像生成部は、
    　前記抽出した動きに関する成分に対して係数を乗算して中間強調画像を生成し、前記中間強調画像と前記Ｘ線画像とを合成することにより前記強調処理画像を生成する、
    　請求項２に記載の医用画像処理装置。
  8. 　　　前記Ｘ線画像を複数の周波数帯域データに変換し、
    　　　前記抽出部と前記強調処理画像生成部と協調することにより、前記複数の周波数帯域データのそれぞれに対し、前記抽出した動きに関する成分の割合に応じて前記係数を割り当て、
    　　　割り当てた前記係数にもとづいて複数の周波数帯域ごとに前記中間強調画像の画像データを生成する、
    　強調処理部、
    　をさらに備え、
    　強調処理画像生成部は、
    　前記複数の周波数帯域ごとの前記中間強調画像の画像データにもとづいて、前記強調処理画像を生成する、
    　請求項７記載の医用画像処理装置。
  9. 前記強調処理画像生成部は、
    　前記対象物が強調されるよう前記強調処理画像のウィンドウ幅を狭める、
    　請求項１ないし８のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
  10. 前記動きは、前記被検体の拍動および呼吸動の少なくとも一方に由来する動き、ならびに、前記対象物が前記被検体内を移動する場合は当該対象物の移動に由来する動き、の少なくとも一方を含む、
    　請求項１ないし９のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
  11. 被検体に関する時系列の複数のＸ線画像を取得する取得部と、
    　前記時系列の複数のＸ線画像のうちの２つ以上にもとづいて、動きに関する成分が抑制された動き抑制画像を生成する動き抑制画像生成部と、
    　前記時系列の複数のＸ線画像の少なくとも１つと前記動き抑制画像との差分処理により差分画像を生成する差分画像生成部と、
    　生成された前記差分画像と前記差分画像に対応する前記Ｘ線画像とを加算することにより前記差分画像に描出された対象物の強調処理画像を生成する強調処理画像生成部と、
    　を備えた医用画像処理装置。
  12. 被検体に関する時系列の複数のＸ線画像を取得する取得部と、
    　前記時系列の複数のＸ線画像のうちの２つ以上にもとづいて、各画素が当該２つ以上のＸ線画像における画素値の代表値である代表値画像を生成する代表値画像生成部と、
    　前記時系列の複数のＸ線画像の少なくとも１つと前記代表値画像との差分処理により差分画像を生成する差分画像生成部と、
    　生成された前記差分画像と前記差分画像に対応する前記Ｘ線画像とを加算することにより前記差分画像に描出された対象物の強調処理画像を生成する強調処理画像生成部と、
    　を備えた医用画像処理装置。
  13. 前記強調処理画像生成部は、
    　係数を乗算した前記差分画像と、前記差分画像に対応する前記Ｘ線画像とを加算することにより、前記強調処理画像を生成する、
    　請求項１１または１２に記載の医用画像処理装置。
  14. 前記強調処理画像生成部は、
    　前記対象物が強調されるよう前記強調処理画像のウィンドウ幅を狭める、
    　請求項１１ないし１３のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
  15. 被検体に関する時系列の複数のＸ線画像を取得する取得部と、
    　動きに関する成分を、前記複数のＸ線画像のそれぞれにおいて抽出する抽出部と、
    　前記抽出した動きに関する成分にもとづいて、動きのある対象物を前記複数のＸ線画像のそれぞれにおいて強調した強調処理画像を生成する強調処理画像生成部と、
    　を備えたＸ線診断装置。
  16. 被検体に関する時系列の複数のＸ線画像を取得するステップと、
    　動きに関する成分を、前記複数のＸ線画像のそれぞれにおいて抽出する抽出ステップと、
    　前記抽出した動きに関する成分にもとづいて、動きのある対象物を前記複数のＸ線画像のそれぞれにおいて強調した強調処理画像を生成するステップと、
    　を有する医用画像処理方法。
  17. 　前記複数のＸ線画像を取得するステップは、
    　クライアントと、サーバとを備えた医用画像処理システムの前記クライアントおよび前記サーバのいずれかにより実行され、
    　前記動きに関する成分を抽出するステップは、
    　前記クライアントおよび前記サーバのいずれかにより実行され、
    　前記強調処理画像を生成するステップは、
    前記クライアントおよび前記サーバのいずれかにより実行される、
    　請求項１６記載の医用画像処理方法。
     
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