WO2013175982A1 - 医用画像処理装置、ｘ線診断装置、医用画像処理方法及びｘ線診断方法 - Google Patents

医用画像処理装置、ｘ線診断装置、医用画像処理方法及びｘ線診断方法 Download PDF

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    • G06T2211/404—Angiography

Definitions

  • Embodiments described herein relate generally to a medical image processing apparatus, an X-ray diagnostic apparatus, a medical image processing method, and an X-ray diagnostic method.
  • DSA® Digital Subtraction® Angiography
  • DSA is a technique for collecting differential image data of X-ray image data before and after injection of a contrast medium into a subject for diagnosis. That is, X-ray image data is collected as mask image data for generating difference image data before injection of a contrast agent. On the other hand, X-ray contrast (contrast) image data is collected by administering a contrast medium. Then, DSA image data is generated for diagnosis by differential processing between the X-ray contrast image data and the mask image data.
  • the DSA image data collected by the X-ray diagnostic apparatus is acquired with better image quality with less artifacts.
  • the DSA image data can be generated by image processing not only in a medical image processing apparatus built in the X-ray diagnostic apparatus but also in a medical image processing apparatus externally connected to the X-ray diagnostic apparatus.
  • an object of the present invention is to provide a medical image processing apparatus, an X-ray diagnostic apparatus, a medical image processing method, and an X-ray diagnostic method capable of generating DSA image data with better image quality.
  • a medical image processing apparatus includes a difference image acquisition unit, a threshold processing unit, an image processing unit, and an image calculation unit.
  • the difference image acquisition unit acquires difference image data between the X-ray contrast image data and the X-ray non-contrast image data of the subject.
  • the threshold processing unit performs threshold processing on the difference image data or image data obtained from the difference image data.
  • the image processing unit performs image processing on the image data after the threshold processing.
  • the image calculation unit generates image data for display by image calculation between the difference image data and the image data after the image processing.
  • An X-ray diagnostic apparatus includes a difference image acquisition unit, a threshold processing unit, an image processing unit, and an image calculation unit.
  • the difference image acquisition unit acquires difference image data between the X-ray contrast image data and the X-ray non-contrast image data of the subject.
  • the threshold processing unit performs threshold processing on the difference image data or image data obtained from the difference image data.
  • the image processing unit performs image processing on the image data after the threshold processing.
  • the image calculation unit generates image data for display by image calculation between the difference image data and the image data after the image processing.
  • the medical image processing method includes a step of acquiring difference image data between X-ray contrast image data and X-ray non-contrast image data of a subject, and the difference image data or the difference image data.
  • the X-ray diagnostic method includes a step of acquiring difference image data between X-ray contrast image data and X-ray non-contrast image data of a subject, and the difference image data or the difference image data.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a medical image processing apparatus and an X-ray diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the figure which shows the example of the function used for the image processing shown in FIG. 2 is a flowchart showing a flow when DSA image data of a subject is collected and displayed by an X-ray diagnostic apparatus incorporating the medical image processing apparatus shown in FIG. 1.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a medical image processing apparatus and an X-ray diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the X-ray diagnostic apparatus 1 includes an imaging system 2, a control system 3, a data processing system 4, an input device 5, and a display device 6.
  • the imaging system 2 includes an X-ray irradiation unit 7, an X-ray detector 8, a drive mechanism 9, and a bed 10.
  • the control system 3 includes a high voltage generator 11 and a shooting position controller 12.
  • the X-ray irradiation unit 7 includes an X-ray tube, and is disposed to face the X-ray detector 8 with the subject O set on the bed 10 interposed therebetween.
  • the X-ray irradiation unit 7 and the X-ray detector 8 can change the angle and relative position with respect to the subject O while maintaining the relative position by driving the drive mechanism 9.
  • the X-ray irradiation unit 7 and the X-ray detector 8 are fixed to both ends of a C-shaped arm having a rotation function.
  • the X-ray irradiation unit 7 is configured to irradiate X-rays from a predetermined angle toward the subject O with an X-ray tube, and the X-ray detector 8 can detect X-rays transmitted through the subject O.
  • the inclination and position of the top plate of the bed 10 can be adjusted by the drive mechanism 9. Therefore, not only the angle of the X-ray irradiation unit 7 and the X-ray detector 8 with respect to the object O but also the angle of the top plate can be adjusted to change the X-ray irradiation direction with respect to the object O. it can.
  • a contrast medium injection device 13 for injecting a contrast medium into the subject O is provided in the vicinity of the subject O set on the bed 10.
  • the high voltage generator 11 of the control system 3 is an apparatus that irradiates the subject O with X-rays having desired energy by applying a high voltage to the X-ray tube of the X-ray irradiation unit 7.
  • the photographing position control device 12 is a device that outputs and controls a control signal to the drive mechanism 9. That is, the rotation angle and position of the X-ray irradiation unit 7 and the X-ray detector 8 and the inclination and position of the top plate of the bed 10 are controlled by control signals output from the imaging position control device 12 to the drive mechanism 9.
  • the data processing system 4 includes an A / D (analog-to-digital) converter 14 and a computer 15.
  • the computer 15 functions as the medical image processing apparatus 15 by executing a program.
  • the medical image processing apparatus 15 is built in the X-ray diagnostic apparatus 1.
  • an independent medical image processing apparatus having a similar function may be connected to the X-ray diagnostic apparatus 1 via a network.
  • a circuit may be used to configure the medical image processing apparatus 15 incorporated in the X-ray diagnostic apparatus 1 or the medical image processing apparatus connected to the X-ray diagnostic apparatus 1 via a network.
  • the medical image processing apparatus 15 includes an image generation unit 16, an image acquisition unit 17, an image data storage unit 18, a difference image generation unit 19, a threshold processing unit 20, an image processing unit 21, an image calculation unit 22, and a display processing unit 23. .
  • the image generation unit 16 has a function of taking X-ray detection data digitized from the X-ray detector 8 through the A / D converter 14 and performing data processing to generate X-ray image data. In addition, when X-ray detection data is collected with administration of a contrast agent, X-ray contrast image data is generated, and when X-ray detection data is collected without administration of a contrast agent, X-ray non-contrast image data is generated.
  • the image acquisition unit 17 has a function of acquiring the X-ray image data generated by the image generation unit 16.
  • the image generation unit 16 can be omitted.
  • the image acquisition unit 17 has a function of acquiring X-ray image data from the image generation unit 16 provided in the X-ray diagnostic apparatus 1 via the network.
  • the image data storage unit 18 is a storage device that stores the X-ray image data acquired by the image acquisition unit 17.
  • the difference image generation unit 19 acquires the X-ray contrast image data and the X-ray non-contrast image data of the subject O from the image data storage unit 18 and executes difference processing to generate DSA image data as difference image data. It has a function. That is, X-ray contrast image data and X-ray non-contrast image data are photographed at the same position of the subject O, and the X-ray non-contrast image data is used as mask image data for generating DSA image data.
  • the data processing system 4 including at least the image generation unit 16, the image acquisition unit 17, and the difference image generation unit 19 cooperates with the imaging system 2 and the control system 3, so that the X-ray diagnostic apparatus 1 includes the subject O
  • a function as a difference image acquisition unit for acquiring difference image data between X-ray contrast image data and non-contrast X-ray image data is provided.
  • difference image data between the X-ray contrast image data and the X-ray non-contrast image data of the subject O is acquired by components including at least the image acquisition unit 17 and the difference image generation unit 19.
  • a function as a difference image acquisition unit is provided.
  • X-ray contrast image data and mask image data used to generate DSA image data are taken at different timings. For this reason, if a movement occurs in the subject O between the imaging timings of the X-ray contrast image data and the mask image data, a displacement occurs. Therefore, when DSA image data is generated, unnecessary signal components may remain due to a positional shift between the image data. The remaining unnecessary signal components become artifacts of the DSA image.
  • the threshold processing unit 20, the image processing unit 21, and the image calculation unit 22 of the medical image processing apparatus 15 perform data processing for reducing artifacts of DSA image data that may be caused by a positional shift caused by the movement of the subject O. Configured as follows. Then, the image data after the data processing in the threshold processing unit 20, the image processing unit 21, and the image calculation unit 22 is given to the display processing unit 23 as diagnostic image data.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a method for generating DSA image data and diagnostic image data based on the DSA image data.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a profile of pixel values of image data in the process of generating DSA image data and diagnostic image data.
  • FIG. 4 is a diagram of image data in the process of generating DSA image data and diagnostic image data. It is a figure which shows another example of the profile of a pixel value. 3 and 4, the horizontal axis indicates the one-dimensional position X, and the vertical axis indicates the pixel value S of the image data at each position.
  • Mask image data acquired for generating DSA image data without administering a contrast medium is data having pixel values corresponding to each position as shown in FIG. 3 (A) or FIG. 4 (A).
  • the contrast agent when the contrast agent is administered into the blood vessel of the subject O, the signal value in the blood vessel decreases. Therefore, the X-ray contrast image data has a lower pixel value than the mask image data at the position corresponding to the blood vessel as shown in FIG. 3B or 4B, and the mask at the position corresponding to the background tissue.
  • the data has the same pixel value as the image data.
  • DSA image data can be generated by subtracting mask image data from X-ray contrast image data. This subtraction process is executed in the difference image generation unit 19 as described above. As a result of the subtraction process, as shown in FIG. 3C or FIG. 4C, DSA image data having a negative pixel value locally in the blood vessel region and a pixel value near zero in the background region is obtained. .
  • the positive or negative pixel value in the background region is a positional deviation between the X-ray contrast image data and the mask image data due to the movement of the subject O, an X-ray quantum noise component due to X-ray photon fluctuations, an X-ray detector It can be considered that the value is no longer zero due to a noise component in a circuit such as 8.
  • the pixel value in the background region is ideally zero if there is no noise component due to misalignment or other factors between the X-ray contrast image data and the mask image data.
  • DSA image data having positive and negative pixel values in the background region is generated due to positional deviation between images.
  • each pixel value of the differential image data as shown in FIG. 3C is constant so that each pixel value of the DSA image data exhibits a positive value as post-processing of the differential processing.
  • An offset process for adding pixel values can be performed.
  • difference image data shifted to the positive electrode side by a certain offset value ⁇ S is obtained as DSA image data.
  • the image data having a positive pixel value can be displayed on the display device 6 by converting the pixel value into a luminance value.
  • an image signal that exhibits a pixel value that is not the offset value ⁇ S in the background region can be considered as a signal corresponding to noise or artifact.
  • an image signal having a pixel value larger than the offset value ⁇ S is particularly noticeable because it is displayed brighter than the surrounding background tissue when displayed in luminance.
  • the pixel value is smaller than the offset value ⁇ S. Therefore, in the case of ideal DSA image data, there is no pixel that exhibits a pixel value larger than the offset value ⁇ S. For this reason, a pixel exhibiting a pixel value larger than the offset value ⁇ S can be regarded as a pixel corresponding to noise or artifact regardless of whether it is a background tissue region or a blood vessel region.
  • the threshold processing unit 20 performs threshold processing on DSA image data obtained by post-processing such as offset processing from DSA image data or difference image data generated as difference image data between X-ray contrast image data and X-ray non-contrast image data. Has the function to apply.
  • the threshold value of the threshold processing is desirably determined to be zero when the threshold processing is performed on the difference image data between the X-ray contrast image data and the X-ray non-contrast image data.
  • the offset value is It is desirable to determine the threshold value.
  • the threshold processing is executed in the threshold processing unit 20 as processing for replacing a pixel value smaller than the threshold with the threshold. That is, when threshold processing is performed on DSA image data after offset processing, all pixel values smaller than the offset value ⁇ S are replaced with the offset value ⁇ S as shown in FIG. On the other hand, when threshold processing is performed on the difference image data, all negative pixel values are replaced with zero as shown in FIG.
  • pixel values corresponding to noise or artifacts remain, and pixel values in other regions become an offset value ⁇ S corresponding to the pixel value of the background tissue.
  • pixel values corresponding to noise or artifact remain, and pixel values in other regions become zero corresponding to the background tissue pixel value.
  • a region corresponding to noise or artifact can be extracted as a feature region.
  • an arbitrary margin may be provided without strictly setting the threshold value to the offset value ⁇ S or zero. That is, the threshold value may be an offset value ⁇ S or an arbitrary value near zero. However, if at least the threshold value is set to be equal to or higher than the pixel value corresponding to the background tissue, it is possible to prevent the image signal from the blood vessel from being erroneously recognized as a signal corresponding to noise or artifact. That is, it is possible to prevent a part of the blood vessel region from being extracted as the feature region.
  • the image processing unit 21 has a function of performing image processing on the image data after the threshold processing in the threshold processing unit 20. More specifically, the image data after threshold processing is at least one of smoothing (smoothing) processing, processing for attenuating pixel values using a nonlinear function, threshold processing, constant multiplication processing, and processing for compressing dynamic range. Can be applied. Examples of the dynamic range compression processing include constant multiplication processing that linearly compresses the dynamic range or logarithmic conversion processing that compresses the dynamic range nonlinearly using a logarithmic function.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a function used for the image processing illustrated in FIG.
  • FIG. 5A shows an example of a nonlinear function that attenuates the pixel value.
  • the non-linear function can be an arbitrary function that can be converted non-linearly so that the larger the pixel value, the larger the pixel value.
  • an arbitrary nonlinear function such as a high-order function, a spline function, an exponential function, or a logarithmic function can be used.
  • FIG. 5B shows an example of a function used for threshold processing. As shown in FIG. 5B, pixel values smaller than the threshold value can be replaced with zero by the threshold processing.
  • FIG. 5C shows an example of a linear function used for constant multiplication processing. If the constant multiplication process shown in FIG. 5C is performed, the undulation of the image data can be reduced.
  • Parameters for defining functions used for image processing can be made variable.
  • An appropriate function can be used for image processing by adjusting the parameters. Selection of functions used for image processing and adjustment of parameters can be performed in advance by simulation.
  • the image processing unit 21 performs the processing of the image data before or after the image processing. An offset process for adding a fixed value to each pixel value is performed.
  • the image data generated by the difference image generation unit 19, the threshold processing unit 20, and the image processing unit 21 are not directly displayed.
  • the offset processing in which the pixel value of the image data is set to a positive value can also be executed before or after the image processing in the image processing unit 21.
  • the image processing unit 21 performs the offset process on the image data after the image processing, the image data as shown in FIG. 4E is shifted to the positive side by the offset value ⁇ S, and the image data shown in FIG. Image data as shown in F) is generated.
  • the image calculation unit 22 has a function of generating diagnostic image data for display by image calculation between the image data after the image processing in the image processing unit 21 and the difference image data. Specifically, as shown in FIG. 2, an image operation is performed to subtract DSA image data after threshold processing and image processing from the original DSA image data. Thereby, the pixel value in the feature area extracted by the threshold processing is fed back to the DSA image data.
  • the image data for diagnosis with reduced noise and artifacts is generated by subtracting the data obtained by spatially compressing the undulations of the signal values corresponding to the noise and artifacts from the DSA image data. Further, since the signal value itself corresponding to noise and artifact is not directly subtracted from the DSA image data, it is possible to avoid generation of unnatural diagnostic image data.
  • any image data that is subject to image computation is data after offset processing.
  • the diagnostic image data has positive pixel values and is image data that can be displayed in luminance.
  • the display processing unit 23 performs display image processing on the diagnostic image data generated by the threshold processing unit 20, the image processing unit 21, and the image calculation unit 22 or the DSA image data generated by the difference image generation unit 19 to display the data. It has a function to be displayed on the device 6.
  • Display image processing includes display processing such as gradation processing and spatial filter processing.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a flow when the DSA image data of the subject O is collected and displayed by the X-ray diagnostic apparatus 1 incorporating the medical image processing apparatus 15 shown in FIG.
  • DSA images are input to the data processing system 6 as imaging conditions and image processing conditions in advance by operating the input device 5. Then, the imaging conditions are output from the data processing system 6 to the control system 3. Further, image processing conditions are given to the medical image processing apparatus 15.
  • step S1 the subject O is set on the top plate of the bed 10, and X-ray image data is collected from the subject O.
  • a contrast medium is injected into the subject O from the contrast medium injection device 13.
  • X-ray image data is collected before and after administration of the contrast medium.
  • a control signal corresponding to the imaging condition is output from the imaging position control device 12 of the control system 3, and the drive mechanism 9 is driven. Thereby, the X-ray irradiation part 7 and the X-ray detector 8 are positioned in a predetermined position.
  • a high voltage is applied from the high voltage generator 11 of the control system 3 to the X-ray tube of the X-ray irradiation unit 7. Thereby, X-rays are exposed from the X-ray tube to the imaging region of the subject O. X-rays transmitted through the subject O are detected by the X-ray detector 8.
  • an X-ray detection signal is output from the X-ray detector 8 to the medical image processing apparatus 15 via the A / D converter 14. Accordingly, digitized X-ray detection data is acquired in the image generation unit 16.
  • the image generation unit 16 generates X-ray image data by performing known data processing on the X-ray detection data.
  • the X-ray image data generated in the image generation unit 16 is given to the image acquisition unit 17. Then, the image acquisition unit 17 writes and stores the acquired X-ray image data in the image data storage unit 18. X-ray image data is collected before and after the administration of the contrast agent. Therefore, X-ray contrast image data and X-ray non-contrast image data are stored in the image data storage unit 18.
  • step S2 the medical image processing apparatus 15 determines whether or not the X-ray image data is for DSA. If it is determined for DSA with reference to the image processing conditions, the difference image generation unit 19 reads the X-ray contrast image data and the X-ray non-contrast image data from the image data storage unit 18 in step S3. The difference process is executed with. Thereby, difference image data is generated.
  • step S4 the medical image processing apparatus 15 determines whether or not execution of artifact reduction processing is instructed as an image processing condition for generating DSA image data.
  • the difference image data generated by the difference image generation unit 19 is given to the threshold processing unit 20.
  • step S5 the threshold processing unit 20 executes threshold processing on the difference image data.
  • the process of replacing the pixel value less than the threshold value with the threshold value using the image signal value corresponding to the background tissue as the threshold value is performed on the difference image data.
  • a noise region and an artifact region exhibiting an image signal value larger than the image signal value corresponding to the background tissue are extracted.
  • step S6 the image processing unit 21 performs image processing such as smoothing processing for reducing the undulation of the signal value on the image data after the threshold processing in the threshold processing unit 20.
  • step S ⁇ b> 7 the image calculation unit 22 displays a diagnostic image for display by image calculation between the image data after image processing in the image processing unit 21 and the difference image data generated in the difference image generation unit 19. Generate data. Specifically, the noise and artifact components are removed from the difference image data by subtracting the image data after image processing corresponding to the noise and artifacts from the difference image data. Thereby, diagnostic image data with reduced artifacts is obtained.
  • step S8 the display processing unit 23 acquires diagnostic image data from the image calculation unit 22 and performs display processing. If it is determined in step S4 that the artifact reduction processing is not executed, the difference image data generated by the difference image generation unit 19 is provided to the display processing unit 23 as diagnostic image data. For this reason, the display processing unit 23 performs display processing on the difference image data. If it is determined in step S2 that the imaging is not for DSA, the display processing unit 23 reads X-ray image data to be displayed from the image data storage unit 18. Then, display processing is executed on the read X-ray image data.
  • step S9 the display processing unit 23 outputs the diagnostic image data after the display process to the display device 6. Thereby, a diagnostic image is displayed on the display device 6. The user can observe the diagnostic image displayed on the display device 6.
  • the medical image processing apparatus 15 and the X-ray diagnosis apparatus 1 as described above extract noise components and artifact components by threshold processing on the DSA image data, and perform image processing to reduce the undulations of the extracted noise components and artifact components. After that, the diagnostic image data for display is generated by subtracting from the DSA image data.
  • the threshold for extracting the noise component and the artifact component is set to be equal to or higher than the pixel value corresponding to the background tissue, the pixel value in the blood vessel region can be avoided from being extracted as the noise component and the artifact component. For this reason, side effects such as disappearance of blood vessels from the DSA image data serving as the original data, blurring, and density changes can be prevented by the artifact reduction processing. And most of the artifacts that are conspicuous as a high signal area brighter than the background portion can be reduced.
  • an artifact displayed darker than the background portion can be easily determined to be an artifact associated with the movement of the subject O based on luminance. For this reason, the artifact that appears as a low signal region does not become a serious problem in diagnosis.
  • the noise component and the artifact component are subtracted from the difference image data in a state where the undulation is reduced by image processing such as smoothing processing. That is, the difference image data is subtracted in a state in which high-frequency components such as artifact edge portions and noise amplitude portions are relatively small. For this reason, unnatural feeling can be reduced compared with the case where a noise component and an artifact component are subtracted from difference image data without performing image processing.
  • the sign of the signal value of the diagnostic image data finally displayed on the display device 6 can be reversed.
  • the process of inverting the sign of the signal value can be executed on data to be processed in at least one of the difference image acquisition unit, the threshold processing unit 20, the image processing unit 21, and the image calculation unit 22.
  • the process of inverting the sign of the signal value may be a process of translating to the reverse polarity side so that the sign is inverted after inverting the data around a certain straight line with the signal value not zero.
  • another data process may be interposed between the data inversion process and the parallel movement process. That is, it is only necessary to execute a process of substantially inverting the sign of the signal value in at least one of the difference image acquisition unit, the threshold processing unit 20, the image processing unit 21, and the image calculation unit 22.
  • the image calculation unit 22 When the process of substantially inverting the sign of the signal value is executed, the image calculation unit 22 generates display image data as image data in which the contrast agent is rendered white as a high signal value.

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Abstract

　実施形態に係る医用画像処理装置は、差分画像取得部、閾値処理部、画像処理部及び画像演算部を備える。差分画像取得部は、被検体のＸ線造影画像データ及びＸ線非造影画像データ間の差分画像データを取得する。閾値処理部は、前記差分画像データ又は前記差分画像データから得られる画像データに閾値処理を施す。画像処理部は、前記閾値処理後の画像データに画像処理を施す。画像演算部は、前記差分画像データと前記画像処理後の画像データとの間における画像演算によって表示用の画像データを生成する。

Description

医用画像処理装置、Ｘ線診断装置、医用画像処理方法及びＸ線診断方法
　本発明の実施形態は、医用画像処理装置、Ｘ線診断装置、医用画像処理方法及びＸ線診断方法に関する。
　Ｘ線診断装置における撮像法の１つとしてDSA (Digital Subtraction Angiography)が知られている。DSAは、被検体への造影剤注入前後におけるＸ線画像データの差分画像データを診断用に収集する技術である。すなわち、造影剤の注入前においてＸ線画像データが差分画像データを生成するためのマスク(mask)画像データとして収集される。一方、造影剤を投与することによってＸ線造影(contrast)画像データが収集される。そして、Ｘ線造影画像データとマスク画像データとの間における差分処理によってDSA画像データが診断用に生成される。
　このようなDSA画像データを生成すれば、血管の観察に不要な陰影が除去された画像データを取得することができる。すなわち、造影剤によって染影された血管が選択的に描出された診断画像データを得ることができる。このため、血管の診断に有用な画像を表示させることができる。
特開２０１２－６１３０７号公報
　Ｘ線診断装置において収集されるDSA画像データは、アーチファクトが少なく、より良好な画質で取得されることが望まれる。尚、DSA画像データは、Ｘ線診断装置に内蔵される医用画像処理装置のみならず、Ｘ線診断装置に外部接続される医用画像処理装置においても画像処理によって生成することができる。
　そこで、本発明は、より良好な画質でDSA画像データを生成することが可能な医用画像処理装置、Ｘ線診断装置、医用画像処理方法及びＸ線診断方法を提供することを目的とする。
　本発明の実施形態に係る医用画像処理装置は、差分画像取得部、閾値処理部、画像処理部及び画像演算部を備える。差分画像取得部は、被検体のＸ線造影画像データ及びＸ線非造影画像データ間の差分画像データを取得する。閾値処理部は、前記差分画像データ又は前記差分画像データから得られる画像データに閾値処理を施す。画像処理部は、前記閾値処理後の画像データに画像処理を施す。画像演算部は、前記差分画像データと前記画像処理後の画像データとの間における画像演算によって表示用の画像データを生成する。
　また、本発明の実施形態に係るＸ線診断装置は、差分画像取得部、閾値処理部、画像処理部及び画像演算部を備える。差分画像取得部は、被検体のＸ線造影画像データ及びＸ線非造影画像データ間の差分画像データを取得する。閾値処理部は、前記差分画像データ又は前記差分画像データから得られる画像データに閾値処理を施す。画像処理部は、前記閾値処理後の画像データに画像処理を施す。画像演算部は、前記差分画像データと前記画像処理後の画像データとの間における画像演算によって表示用の画像データを生成する。
　また、本発明の実施形態に係る医用画像処理方法は、被検体のＸ線造影画像データ及びＸ線非造影画像データ間の差分画像データを取得するステップと、前記差分画像データ又は前記差分画像データから得られる画像データに閾値処理を施すステップと、前記閾値処理後の画像データに画像処理を施すステップと、前記差分画像データと前記画像処理後の画像データとの間における画像演算によって表示用の画像データを生成するステップとを有する。
　また、本発明の実施形態に係るＸ線診断方法は、被検体のＸ線造影画像データ及びＸ線非造影画像データ間の差分画像データを取得するステップと、前記差分画像データ又は前記差分画像データから得られる画像データに閾値処理を施すステップと、前記閾値処理後の画像データに画像処理を施すステップと、前記差分画像データと前記画像処理後の画像データとの間における画像演算によって表示用の画像データを生成するステップとを有する。
本発明の実施形態に係る医用画像処理装置及びＸ線診断装置の構成図。 DSA画像データ及びDSA画像データに基づく診断画像データの生成方法を説明する図。 DSA画像データ及び診断画像データの生成過程における画像データの画素値のプロファイルの一例を示す図。 DSA画像データ及び診断画像データの生成過程における画像データの画素値のプロファイルの別の一例を示す図。 図２に示す画像処理に用いられる関数の例を示す図。 図１に示す医用画像処理装置を内蔵したＸ線診断装置により被検体のDSA画像データを収集して表示させる際の流れを示すフローチャート。
実施形態
　本発明の実施形態に係る医用画像処理装置、Ｘ線診断装置、医用画像処理方法及びＸ線診断方法について添付図面を参照して説明する。
　図１は本発明の実施形態に係る医用画像処理装置及びＸ線診断装置の構成図である。
　Ｘ線診断装置１は、撮影系２、制御系３、データ処理系４、入力装置５及び表示装置６を備えている。撮影系２は、Ｘ線照射部７、Ｘ線検出器８、駆動機構９及び寝台１０を有する。制御系３は、高電圧発生装置１１及び撮影位置制御装置１２を有する。
　Ｘ線照射部７は、Ｘ線管を備え、寝台１０にセットされた被検体Ｏを挟んでＸ線検出器８と対向配置される。Ｘ線照射部７及びＸ線検出器８は、駆動機構９の駆動によって相対位置を維持しながら被検体Ｏに対する角度及び相対位置を変えることができる。具体的には、回転機能を備えたＣ型アームの両端にＸ線照射部７及びＸ線検出器８が固定される。そして、Ｘ線照射部７は、Ｘ線管により被検体Ｏに向けて所定の角度からＸ線を照射し、被検体Ｏを透過したＸ線をＸ線検出器８で検出できるように構成される。
　また、寝台１０の天板の傾斜及び位置を駆動機構９によって調整することができる。従って、Ｘ線照射部７及びＸ線検出器８の被検体Ｏに対する角度を調整するのみならず、天板の角度を調整することによっても、被検体Ｏに対するＸ線の照射方向を変えることができる。
　更に、寝台１０にセットされた被検体Ｏの近傍には、被検体Ｏに造影剤を注入するための造影剤注入装置１３が設けられる。
　制御系３の高電圧発生装置１１は、Ｘ線照射部７のＸ線管に高電圧を印加することによって、所望のエネルギを有するＸ線を被検体Ｏに向けて照射させる装置である。撮影位置制御装置１２は、駆動機構９に制御信号を出力して制御する装置である。すなわち、Ｘ線照射部７及びＸ線検出器８の回転角度及び位置並びに寝台１０の天板の傾斜及び位置は、撮影位置制御装置１２から駆動機構９に出力される制御信号によって制御される。
　データ処理系４は、A/D(analog to digital)変換器１４及びコンピュータ１５を有する。コンピュータ１５は、プログラムを実行することにより医用画像処理装置１５として機能する。すなわち、Ｘ線診断装置１には、医用画像処理装置１５が内蔵される。
　但し、同様な機能を有する独立した医用画像処理装置を、ネットワークを介してＸ線診断装置１に接続するようにしても良い。また、Ｘ線診断装置１に内蔵される医用画像処理装置１５又はＸ線診断装置１とネットワークを介して接続される医用画像処理装置を構成するために回路を用いてもよい。
　医用画像処理装置１５は、画像生成部１６、画像取得部１７、画像データ記憶部１８、差分画像生成部１９、閾値処理部２０、画像処理部２１、画像演算部２２及び表示処理部２３を有する。
　画像生成部１６は、Ｘ線検出器８からA/D変換器１４を通じてデジタル化されたＸ線検出データを取り込んで、データ処理を行うことによりＸ線画像データを生成する機能を有する。尚、造影剤の投与を伴ってＸ線検出データが収集された場合には、Ｘ線造影画像データが生成され、造影剤の投与を伴わずにＸ線検出データが収集された場合には、Ｘ線非造影画像データが生成されることとなる。
　画像取得部１７は、画像生成部１６において生成されたＸ線画像データを取得する機能を有する。特に、Ｘ線診断装置１にネットワークを介して接続された独立した医用画像処理装置においては、画像生成部１６を省略することもできる。この場合には、Ｘ線診断装置１に備えられる画像生成部１６からネットワークを介してＸ線画像データを取得する機能が画像取得部１７に備えられる。
　画像データ記憶部１８は、画像取得部１７により取得されたＸ線画像データを記憶する記憶装置である。
　差分画像生成部１９は、画像データ記憶部１８から被検体ＯのＸ線造影画像データ及びＸ線非造影画像データを取得して差分処理を実行することにより差分画像データとしてDSA画像データを生成する機能を有する。すなわち、被検体Ｏの同一の位置についてＸ線造影画像データ及びＸ線非造影画像データが撮影され、Ｘ線非造影画像データがDSA画像データを生成するためのマスク画像データとして用いられる。
　従って、少なくとも画像生成部１６、画像取得部１７及び差分画像生成部１９を含むデータ処理系４が撮影系２及び制御系３と協働することにより、Ｘ線診断装置１には、被検体ＯのＸ線造影画像データ及びＸ線非造影画像データ間の差分画像データを取得する差分画像取得部としての機能が備えられる。また、医用画像処理装置１５においても、少なくとも画像取得部１７及び差分画像生成部１９を含む構成要素により被検体ＯのＸ線造影画像データ及びＸ線非造影画像データ間の差分画像データを取得する差分画像取得部としての機能が備えられる。
　DSA画像データの生成に用いられるＸ線造影画像データとマスク画像データは、異なるタイミングで撮影される。このため、Ｘ線造影画像データ及びマスク画像データの撮影タイミング間において被検体Ｏに動きが生じると位置ずれが生じる。従って、DSA画像データを生成すると、画像データ間における位置ずれによって不要な信号成分が残存する場合がある。そして、残存する不要な信号成分は、DSA画像のアーチファクトとなる。
　そこで、医用画像処理装置１５の閾値処理部２０、画像処理部２１及び画像演算部２２は、被検体Ｏの動き等に起因する位置ずれによって生じ得るDSA画像データのアーチファクトを低減させるデータ処理を行うように構成される。そして、閾値処理部２０、画像処理部２１及び画像演算部２２におけるデータ処理後の画像データが診断画像データとして表示処理部２３に与えられる。
　図２は、DSA画像データ及びDSA画像データに基づく診断画像データの生成方法を説明する図である。また、図３は、DSA画像データ及び診断画像データの生成過程における画像データの画素値のプロファイルの一例を示す図であり、図４は、DSA画像データ及び診断画像データの生成過程における画像データの画素値のプロファイルの別の一例を示す図である。尚、図３及び図４の各グラフにおいて、横軸は一次元の位置Xを示し、縦軸は各位置における画像データの画素値Sを示す。
　造影剤を投与せずにDSA画像データの生成用に取得されるマスク画像データは、図３(A)又は図４(A)に示すように各位置に応じた画素値を有するデータとなる。一方、造影剤を被検体Ｏの血管内に投与すると、血管内における信号値が低下する。従って、Ｘ線造影画像データは、図３(B)又は図４(B)に示すように血管に対応する位置においてマスク画像データよりも低い画素値を有し、背景組織に対応する位置においてマスク画像データと同様な画素値を有するデータとなる。
　そして、図２に示すように、Ｘ線造影画像データからマスク画像データを減算することによってDSA画像データを生成することができる。この減算処理は、上述したように差分画像生成部１９において実行される。減算処理の結果、図３(C)又は図４(C)に示すように血管領域において局所的に負の画素値を有し、背景領域においてゼロ付近の画素値を有するDSA画像データが得られる。
　背景領域における正又は負の画素値は、被検体Ｏの動き等によるＸ線造影画像データとマスク画像データとの間における位置ずれ、Ｘ線フォトンの揺らぎによるＸ線量子ノイズ成分、Ｘ線検出器８等の回路におけるノイズ成分などに起因してゼロの値ではなくなったと考えることができる。すなわち、Ｘ線造影画像データとマスク画像データとの間における位置ずれや他の要因によるノイズ成分がなければ、理想的には、背景領域における画素値はゼロとなる。しかしながら、画像間の位置ずれ等によって背景領域において正負の画素値を有するDSA画像データが生成される。
　また、差分画像生成部１９では、差分処理の後処理としてDSA画像データの各画素値が正の値を呈するように、図３(C)に示すような差分画像データの各画素値に一定の画素値を加算するオフセット処理を施すことができる。この場合、図３(D)示すように、一定のオフセット値ΔSだけ正極側にシフトした差分画像データが、DSA画像データとして得られる。そして、画素値が正の値となった画像データは、画素値を輝度値に変換して表示装置６に表示させることが可能となる。
　但し、背景領域においてオフセット値ΔSでない画素値を呈する画像信号は、ノイズかアーチファクトに対応する信号であると考えることができる。このノイズ又はアーチファクトに対応する画像信号のうち、特にオフセット値ΔSよりも大きい画素値を呈する画像信号は、輝度表示させると周囲の背景組織よりも明るく表示されるため目立つこととなる。
　また、血管領域においては、オフセット値ΔSよりも小さい画素値となる。従って、理想的なDSA画像データであれば、オフセット値ΔSよりも大きい画素値を呈する画素は存在しない。このため、オフセット値ΔSよりも大きい画素値を呈する画素は、背景組織の領域であるか血管領域であるかを問わず、ノイズ又はアーチファクトに対応する画素であるとみなすことができる。
　一方、図４(C)に示すようなオフセット処理前のDSA画像データであれば、正の画素値を呈する画素が、背景組織の領域であるか血管領域であるかを問わず、ノイズ又はアーチファクトに対応する画素であるとみなすことができる。
　閾値処理部２０は、Ｘ線造影画像データ及びＸ線非造影画像データの差分画像データとして生成されたDSA画像データ又は差分画像データからオフセット処理等の後処理により得られるDSA画像データに閾値処理を施す機能を有する。
　閾値処理の閾値は、Ｘ線造影画像データ及びＸ線非造影画像データの差分画像データに対して閾値処理を施す場合には、ゼロに決定することが望ましい。一方、Ｘ線造影画像データ及びＸ線非造影画像データの差分画像データの各画素値に一定の値を加算するオフセット処理後のDSA画像データに対して閾値処理を施す場合には、オフセット値が閾値に決定することが望ましい。
　そして、閾値処理は、閾値よりも小さい画素値を閾値に置換する処理として閾値処理部２０において実行される。すなわち、オフセット処理後のDSA画像データに対して閾値処理を施す場合には、図３(E)に示すようにオフセット値ΔSよりも小さい画素値が全てオフセット値ΔSに置換される。一方、差分画像データに対して閾値処理を施す場合には、図４(D)に示すように負の画素値が全てゼロに置換される。
　つまり、図３(E)に示すようにノイズ又はアーチファクトに対応する画素値が残存し、他の領域における画素値は背景組織の画素値に相当するオフセット値ΔSとなる。或いは、図４(D)に示すようにノイズ又はアーチファクトに対応する画素値が残存し、他の領域における画素値は背景組織の画素値に相当するゼロとなる。換言すれば、ノイズ又はアーチファクトに対応する領域を、特徴領域として抽出することができる。
　尚、閾値を厳密にオフセット値ΔS又はゼロとせずに、任意のマージンを設けてもよい。すなわち、閾値をオフセット値ΔS又はゼロ付近の任意の値としてもよい。但し、少なくとも閾値を背景組織に対応する画素値以上に設定すれば、血管からの画像信号がノイズ又はアーチファクトに対応する信号であると誤認識されることを防ぐことができる。すなわち、血管領域の一部が特徴領域として抽出されることを防止することができる。
　画像処理部２１は、閾値処理部２０における閾値処理後の画像データに画像処理を施す機能を有する。より具体的には、平滑化（スムージング）処理、非線形関数を用いて画素値を減衰させる処理、閾値処理、定数倍処理、ダイナミックレンジを圧縮させる処理の少なくとも１つの処理を閾値処理後の画像データに施すことができる。ダイナミックレンジの圧縮処理としては、ダイナミックレンジを線形に圧縮する定数倍処理又はダイナミックレンジを、対数関数を用いて非線形に圧縮する対数変換処理が挙げられる。
　図５は、図２に示す画像処理に用いられる関数の例を示す図である。
　図５において横軸は、画像処理に用いられる関数への入力を示し、縦軸は関数からの出力を示す。図５(A)は、画素値を減衰させる非線形関数の例を示す。非線形関数は、画素値が大きい部分程、より大きい画素値となるように非線形に変換することが可能な任意の関数とすることができる。具体的には、高次関数、スプライン関数、指数関数、対数関数等の任意の非線形関数を用いることができる。
　図５(B)は、閾値処理に用いられる関数の例を示す。図５(B)に示すように閾値処理によって閾値よりも小さい画素値をゼロに置換することができる。また、図５(C)は、定数倍処理に用いられる一次関数の例を示す。図５(C)に示す定数倍処理を行えば、画像データの起伏を小さくすることができる。
　画像処理に使用する関数を定義するためのパラメータを可変にすることもできる。そして、パラメータの調整によって適切な関数を画像処理用に用いることができる。画像処理に用いる関数の選択及びパラメータの調整は、予めシミュレーションによって行うことができる。
　尚、シミュレーションの結果、画像処理として平滑化処理を行うことが好適であることが確認できた。平滑化処理を行う場合には、図３(F)又は図４(E)に示すような画像処理後の画像データが生成される。
　また、画像処理部２１は、Ｘ線造影画像データ及びＸ線非造影画像データの差分画像データに後処理としてオフセット処理が実行されていない場合には、画像処理前又は画像処理後の画像データの各画素値に一定の値を加算するオフセット処理を施すように構成される。
　つまり、差分画像生成部１９、閾値処理部２０及び画像処理部２１においてそれぞれ生成される画像データは、直接表示対象とはならない。このため、画像データの画素値を正の値とするオフセット処理は、画像処理部２１における画像処理前又は画像処理後に実行することもできる。画像処理部２１により、画像処理後の画像データに対してオフセット処理が施された場合には、図４(E)に示すような画像データがオフセット値ΔSだけ正極側にシフトして図４(F)に示すような画像データが生成される。
　画像演算部２２は、画像処理部２１における画像処理後の画像データと差分画像データとの間における画像演算によって表示用の診断画像データを生成する機能を有する。具体的には、図２に示すように、閾値処理及び画像処理後のDSA画像データを、元のDSA画像データから減算する画像演算が実行される。これにより、閾値処理によって抽出された特徴領域における画素値がDSA画像データにフィードバックされる。
　すなわち、ノイズ及びアーチファクトに対応する信号値の起伏を空間的に圧縮したデータがDSA画像データから減じられることによって、ノイズ及びアーチファクトが低減された診断用の画像データが生成される。また、ノイズ及びアーチファクトに対応する信号値自体がそのままDSA画像データから減算されないため、不自然な診断画像データが生成されることを回避することができる。
　尚、画像演算の対象となる画像データは、いずれもオフセット処理後のデータとされる。このため、診断用の画像データは正の画素値を有し、輝度表示させることが可能な画像データとなる。
　表示処理部２３は、閾値処理部２０、画像処理部２１及び画像演算部２２によって生成された診断画像データ又は差分画像生成部１９において生成されたDSA画像データに表示用の画像処理を施して表示装置６に表示させる機能を有する。表示用の画像処理としては、階調処理や空間フィルタ処理等の表示処理が挙げられる。
　次に医用画像処理装置１５及びＸ線診断装置１の動作および作用について説明する。
　図６は、図１に示す医用画像処理装置１５を内蔵したＸ線診断装置１により被検体ＯのDSA画像データを収集して表示させる際の流れを示すフローチャートである。
　まず予め入力装置５の操作によってDSA画像の収集及び生成が撮像条件及び画像処理条件としてデータ処理系６に入力される。そして、データ処理系６から撮像条件が制御系３に出力される。また、画像処理条件が医用画像処理装置１５に与えられる。
　次にステップＳ１において、寝台１０の天板に被検体Ｏがセットされ、被検体ＯからＸ線画像データが収集される。DSA画像データを生成する場合には、造影剤注入装置１３から被検体Ｏに造影剤が注入される。そして、造影剤の投与前後においてＸ線画像データが収集される。
　具体的には、制御系３の撮影位置制御装置１２から撮像条件に応じた制御信号が出力され、駆動機構９が駆動する。これにより、Ｘ線照射部７及びＸ線検出器８が所定の位置に位置決めされる。一方、制御系３の高電圧発生装置１１からＸ線照射部７のＸ線管に高電圧が印加される。これにより、Ｘ線管から被検体Ｏの撮像部位にＸ線が曝射される。そして、被検体Ｏを透過したＸ線がＸ線検出器８で検出される。
　次にＸ線検出器８からＸ線検出信号がA/D変換器１４を介して医用画像処理装置１５に出力される。これにより、画像生成部１６において、デジタル化されたＸ線検出データが取得される。そして、画像生成部１６は、Ｘ線検出データに対する公知のデータ処理を行うことによってＸ線画像データを生成する。
　画像生成部１６において生成されたＸ線画像データは、画像取得部１７に与えられる。そして、画像取得部１７は取得したＸ線画像データを画像データ記憶部１８に書き込んで保存する。尚、Ｘ線画像データは、造影剤の投与前後において収集される。従って、画像データ記憶部１８には、Ｘ線造影画像データ及びＸ線非造影画像データが保存されることとなる。
　次に、ステップＳ２において、医用画像処理装置１５は、Ｘ線画像データがDSA用であるか否かを判定する。そして、画像処理条件を参照してDSA用であると判定された場合には、ステップＳ３において差分画像生成部１９が画像データ記憶部１８からＸ線造影画像データ及びＸ線非造影画像データを読み込んで差分処理を実行する。これにより差分画像データが生成される。
　次に、ステップＳ４において、医用画像処理装置１５は、DSA画像データの生成のための画像処理条件としてアーチファクトの低減処理の実行が指示されているか否かを判定する。そして、アーチファクトの低減処理を実行する場合には、差分画像生成部１９において生成された差分画像データが閾値処理部２０に与えられる。
　次に、ステップＳ５において、閾値処理部２０は差分画像データに対して閾値処理を実行する。すなわち、背景組織に対応する画像信号値を閾値として、閾値未満の画素値を閾値に置換する処理を差分画像データに対して実行する。これにより、背景組織に対応する画像信号値よりも大きい画像信号値を呈するノイズ領域及びアーチファクト領域が抽出される。
　次に、ステップＳ６において、画像処理部２１は、閾値処理部２０における閾値処理後の画像データに、信号値の起伏を低減させるスムージング処理等の画像処理を施す。
　次に、ステップＳ７において、画像演算部２２は、画像処理部２１における画像処理後の画像データと差分画像生成部１９おいて生成された差分画像データとの間における画像演算によって表示用の診断画像データを生成する。具体的には、ノイズ及びアーチファクトに対応する画像処理後の画像データを差分画像データから減算することによって差分画像データからノイズ及びアーチファクトの成分が除去される。これによりアーチファクトが低減された診断画像データが得られる。
　次に、ステップＳ８において、表示処理部２３は、画像演算部２２から診断画像データを取得して表示処理を施す。尚、ステップＳ４において、アーチファクトの低減処理を実行しないと判定された場合には、差分画像生成部１９において生成された差分画像データが表示処理部２３に診断画像データとして与えられる。このため、表示処理部２３は、差分画像データに対して表示処理を施す。また、ステップＳ２において、DSA用の撮影ではないと判定された場合には、表示処理部２３が表示対象となるＸ線画像データを画像データ記憶部１８から読み込む。そして、読み込んだＸ線画像データに対して表示処理が実行される。
　次に、ステップＳ９において、表示処理部２３は、表示処理後の診断画像データを表示装置６に出力する。これにより、表示装置６には、診断画像が表示される。そして、ユーザは表示装置６に表示された診断画像を観察することができる。
　つまり以上のような医用画像処理装置１５及びＸ線診断装置１は、DSA画像データに対する閾値処理によってノイズ成分及びアーチファクト成分を抽出し、抽出したノイズ成分及びアーチファクト成分の起伏を低減させる画像処理を行った後にDSA画像データから減算することによって表示用の診断画像データを生成するようにしたものである。
　このため、医用画像処理装置１５及びＸ線診断装置１によれば、被検体Ｏに動き等があった場合であっても、DSA画像におけるアーチファクトを低減することができる。このため、診断に好適なDSA画像を表示させることが可能となる。
　特に、ノイズ成分及びアーチファクト成分を抽出するための閾値を、背景組織に対応する画素値以上に設定することにより、血管領域における画素値がノイズ成分及びアーチファクト成分として抽出されることを回避できる。このため、アーチファクトの低減処理によって元データとなるDSA画像データから血管が消えたり、ボケ及び濃度変化が生じるといった副作用を防止することができる。そして、特に背景部分よりも明るい高信号域として目立つアーチファクトの大部分を低減することができる。
　尚、背景部分よりも暗く表示されるアーチファクトについては、輝度によって被検体Ｏの動きに伴うアーチファクトであることが容易に判断できる。このため、低信号域として出現するアーチファクトは、診断上重大な支障とはならない。
　また、ノイズ成分及びアーチファクト成分は、平滑化処理等の画像処理によって起伏が低減された状態で差分画像データから減算される。すなわち、アーチファクトのエッジ部分やノイズの振幅部分等の高周波成分が相対的に小さくなった状態で差分画像データから減算される。このため、画像処理を行わずにノイズ成分及びアーチファクト成分を差分画像データから減算する場合に比べて、不自然感を低減することができる。
　以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。
　例えば、表示装置６に最終的に表示させる診断画像データの信号値の符号を反転させることもできる。信号値の符号を反転させる処理は、差分画像取得部、閾値処理部２０、画像処理部２１及び画像演算部２２の少なくとも１つにおいて処理対象となるデータに対して実行することができる。
　信号値の符号を反転させる処理は、信号値がゼロでない一定の直線を軸としてデータを反転させた後に符号が反転するように逆極性側に平行移動させる処理としてもよい。その場合、データの反転処理と平行移動処理との間に他のデータ処理を介在させてもよい。つまり、差分画像取得部、閾値処理部２０、画像処理部２１及び画像演算部２２の少なくとも１つにおいて実質的に信号値の符号を反転させる処理が実行されればよい。実質的に信号値の符号を反転させる処理が実行される場合、画像演算部２２では、造影剤が高信号値として白く描出された画像データとして表示用の画像データが生成されることとなる。

Claims (9)

  1. 　被検体のＸ線造影画像データ及びＸ線非造影画像データ間の差分画像データを取得する差分画像取得部と、
    　前記差分画像データ又は前記差分画像データから得られる画像データに閾値処理を施す閾値処理部と、
    　前記閾値処理後の画像データに画像処理を施す画像処理部と、
    　前記差分画像データと前記画像処理後の画像データとの間における画像演算によって表示用の画像データを生成する画像演算部と、
    を備える医用画像処理装置。
  2. 　前記画像処理部は、平滑化処理、非線形関数を用いて画素値を減衰させる処理、閾値処理、定数倍処理、ダイナミックレンジを圧縮させる処理の少なくとも１つの処理を前記閾値処理後の画像データに施すように構成される請求項１記載の医用画像処理装置。
  3. 　前記閾値処理部は、背景組織に対応する画素値以上に設定された閾値を用いて前記閾値処理を実行するように構成される請求項１記載の医用画像処理装置。
  4. 　前記閾値処理部は、前記差分画像データの各画素値に一定の値を加算するオフセット処理後の画像データに対して前記閾値処理を施すように構成される請求項１記載の医用画像処理装置。
  5. 　前記閾値処理部は、前記差分画像データに対して前記閾値処理を施すように構成され、
    　前記画像処理部は、前記画像処理前又は前記画像処理後の画像データの各画素値に一定の値を加算するオフセット処理を施すように構成される請求項１記載の医用画像処理装置。
  6. 　前記差分画像取得部、前記閾値処理部、前記画像処理部及び前記画像演算部の少なくとも１つは、処理対象となるデータに対して実質的に信号値の符号を反転させる処理を実行するように構成され、
    　前記画像演算部は、造影剤が高信号値として描出された画像データとして前記表示用の画像データを生成するように構成される請求項１記載の医用画像処理装置。
  7. 　被検体のＸ線造影画像データ及びＸ線非造影画像データ間の差分画像データを取得する差分画像取得部と、
    　前記差分画像データ又は前記差分画像データから得られる画像データに閾値処理を施す閾値処理部と、
    　前記閾値処理後の画像データに画像処理を施す画像処理部と、
    　前記差分画像データと前記画像処理後の画像データとの間における画像演算によって表示用の画像データを生成する画像演算部と、
    を備えるＸ線診断装置。
  8. 　被検体のＸ線造影画像データ及びＸ線非造影画像データ間の差分画像データを取得するステップと、
    　前記差分画像データ又は前記差分画像データから得られる画像データに閾値処理を施すステップと、
    　前記閾値処理後の画像データに画像処理を施すステップと、
    　前記差分画像データと前記画像処理後の画像データとの間における画像演算によって表示用の画像データを生成するステップと、
    を有する医用画像処理方法。
  9. 　被検体のＸ線造影画像データ及びＸ線非造影画像データ間の差分画像データを取得するステップと、
    　前記差分画像データ又は前記差分画像データから得られる画像データに閾値処理を施すステップと、
    　前記閾値処理後の画像データに画像処理を施すステップと、
    　前記差分画像データと前記画像処理後の画像データとの間における画像演算によって表示用の画像データを生成するステップと、
    を有するＸ線診断方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220237757A1 (en) * 2019-06-25 2022-07-28 Kerr Avionics Llc Instrument qualified visual range (iqvr) image processing artifact mitigation
US12026852B2 (en) * 2020-06-25 2024-07-02 Kerr Avionics Llc Instrument qualified visual range (IQVR) image processing artifact mitigation

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6445265B2 (ja) * 2014-07-08 2018-12-26 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 医用画像処理装置および医用画像処理方法
JP6537797B2 (ja) * 2014-09-29 2019-07-03 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 医用画像処理装置及びｘ線診断装置
CN106611411B (zh) * 2015-10-19 2020-06-26 上海联影医疗科技有限公司 一种医学图像中肋骨分割的方法及医学图像处理装置
DE102015224806B4 (de) * 2015-12-10 2018-01-18 Siemens Healthcare Gmbh Verfahren zum Darstellen einer ersten Struktur einer Körperregion mittels digitaler Subtraktionsangiographie, Auswerteeinrichtung sowie Angiographiesystem
US10226221B2 (en) * 2016-08-30 2019-03-12 Toshiba Medical Systems Corporation Medical image processing method and apparatus
JP6879376B2 (ja) * 2017-09-14 2021-06-02 株式会社島津製作所 放射線撮影装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03182233A (ja) * 1989-12-12 1991-08-08 Toshiba Corp Ｘ線画像表示装置
JP2010193975A (ja) * 2009-02-23 2010-09-09 Toshiba Corp 医用画像処理装置及び医用画像処理方法
JP2011245158A (ja) * 2010-05-28 2011-12-08 Toshiba Corp Ｘ線画像診断装置

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59214431A (ja) * 1983-05-20 1984-12-04 株式会社東芝 放射線診断装置
JPH0614746B2 (ja) * 1984-09-13 1994-02-23 株式会社東芝 Ｘ線画像処理装置
EP0481488B1 (en) * 1990-10-18 1997-01-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Method for discriminating x-ray contrast image from non-contrast image and x-ray imaging system including contrast image discriminating function
SE9501265D0 (sv) * 1995-04-05 1995-04-05 Mats Andersson Förfarande och anordning vid röntgenutrustning
US6195450B1 (en) * 1997-09-18 2001-02-27 Siemens Corporate Research, Inc. Methods and apparatus for controlling X-ray angiographic image acquisition
US7158610B2 (en) * 2003-09-05 2007-01-02 Varian Medical Systems Technologies, Inc. Systems and methods for processing x-ray images
US6574500B2 (en) * 2001-09-05 2003-06-03 Medimag C.V.I. Ltd. Imaging methods and apparatus particularly useful for two and three-dimensional angiography
FR2884340B1 (fr) * 2005-04-11 2012-03-02 Gen Electric Procede et dispositif de traitement d'images en angiographie soustraite
FR2885717B1 (fr) * 2005-05-16 2007-08-03 Gen Electric Procede d'estimation de correction d'une image et dispositif d'angiographie le mettant en oeuvre
JP5085031B2 (ja) * 2005-11-10 2012-11-28 株式会社東芝 Ｘ線アンギオ撮影装置
JP4820666B2 (ja) * 2006-03-01 2011-11-24 株式会社東芝 Ｘ線撮像装置及びその方法
JP5536974B2 (ja) * 2006-11-08 2014-07-02 株式会社東芝 Ｘ線診断装置及び画像処理装置
US8285014B2 (en) * 2007-04-06 2012-10-09 Siemens Aktiengesellschaft Measuring blood volume with C-arm computed tomography
JP4966120B2 (ja) * 2007-07-18 2012-07-04 株式会社東芝 Ｘ線アンギオ撮影装置
US8144953B2 (en) * 2007-09-11 2012-03-27 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Multi-scale analysis of signal enhancement in breast MRI
US8355557B2 (en) * 2008-10-10 2013-01-15 Siemens Aktiengesellschaft System and method for decomposed temporal filtering for X-ray guided intervention application
US8265390B2 (en) * 2008-11-11 2012-09-11 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Probabilistic segmentation in computer-aided detection
DE102009042129A1 (de) * 2008-12-22 2010-07-22 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Unterscheidung von grauer und weißer Hirnsubstanz und CT-System zur Durchführung des Verfahrens
US8299413B2 (en) * 2009-01-08 2012-10-30 Siemens Aktiengesellschaft Method for pixel shift calculation in digital subtraction angiography and X-ray diagnostic imaging system for generating images in digital subtraction angiography
JP5575497B2 (ja) * 2009-02-04 2014-08-20 株式会社東芝 Ｘ線診断装置及び画像処理装置
DE102009037243A1 (de) * 2009-08-12 2011-02-17 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur hervorgehobenen Darstellung von Objekten bei interventionellen angiographischen Untersuchungen
JP5610761B2 (ja) * 2009-12-16 2014-10-22 キヤノン株式会社 Ｘ線画像処理装置、ｘ線画像処理システム、ｘ線画像処理方法、及びコンピュータプログラム
DE102010013221B4 (de) * 2010-03-29 2012-06-28 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur hervorgehobenen Darstellung von Objekten bei interventionellen angiographischen Untersuchungen sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
US8891843B2 (en) 2010-08-17 2014-11-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Medical image diagnosis apparatus
US8848996B2 (en) * 2012-02-17 2014-09-30 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. System for suppressing vascular structure in medical images
US9271688B2 (en) * 2012-03-28 2016-03-01 General Electric Company System and method for contrast agent estimation in X-ray imaging
JP6021420B2 (ja) * 2012-05-07 2016-11-09 キヤノン株式会社 画像処理装置、画像処理方法およびプログラム
JP6162490B2 (ja) * 2012-06-07 2017-07-12 東芝メディカルシステムズ株式会社 画像処理装置及びｘ線診断装置
JP6552798B2 (ja) * 2013-11-29 2019-07-31 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 医用画像処理装置、ｘ線診断装置及び医用画像処理プログラム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03182233A (ja) * 1989-12-12 1991-08-08 Toshiba Corp Ｘ線画像表示装置
JP2010193975A (ja) * 2009-02-23 2010-09-09 Toshiba Corp 医用画像処理装置及び医用画像処理方法
JP2011245158A (ja) * 2010-05-28 2011-12-08 Toshiba Corp Ｘ線画像診断装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220237757A1 (en) * 2019-06-25 2022-07-28 Kerr Avionics Llc Instrument qualified visual range (iqvr) image processing artifact mitigation
US12026852B2 (en) * 2020-06-25 2024-07-02 Kerr Avionics Llc Instrument qualified visual range (IQVR) image processing artifact mitigation

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