WO2003030737A1

WO2003030737A1 - Instrument de diagnostic aux rayons x

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Publication number: WO2003030737A1
Application number: PCT/JP2002/008417
Authority: WO
Inventors: Takashi Hayashi
Original assignee: Kabushiki Kaisha Toshiba
Priority date: 2001-09-17
Filing date: 2002-08-21
Publication date: 2003-04-17
Also published as: JPWO2003030737A1; US6961406B2; US20040081271A1

Description

X線診断装置

技術分野

本発明は、 X線で被検体を撮影する X線診断装置に関する明背景技術

撮像システム（イメージングシステム）は、 X線管と撮像書

デバイスとを有している。現在の多くの撮像デバイスは、ィメージインテンシファイアと T Vカメラとを有している。今後、固体撮像素子を装備したフラットパネルデテクタを採用した撮像デバイスが次第に普及していくものと考えられる。撮像システムの視野は、撮像デバイスの視野に制限される。

撮像システムの制限された視野より広い範囲の画像を得るための撮影技法がある。この撮影技法には、撮像システムが断続的に移動する断続的移動撮影法と、撮像システムが連続的に移動する連続的移動撮影法とがある。いずれの撮影法でも、撮像システムの移動を伴って、撮影（ショット）が繰り返される。撮影の繰り返しにより発生された複数の画像は、それぞれの撮影位置（ショット位置）に従って連結される (ジョイントされる）。それにより撮像システムの視野より広い範囲を力パーした画像が発生される。

断続的移動撮影法の代表例として、ステッピング D S A (ディジタルサプトラクションアンギオグラフィ）がある。連続的移動撮影法の代表例として、ボーラス D S Aがある。被検体に注入された造影剤は、血液の流れとともに移動する。撮像システムは、移動する造影剤を追跡するために断続的又は連続的に移動される。図 1 4 に示すように、撮像システムが移動されている間、撮影が繰り返される。

撮影の繰り返しにより発生された複数の画像は、それぞれの撮影位置に対応するマスク画像と差分される（サブトラクトされる）。複数の差分画像は、それぞれの撮影位置に従つて連結される。それにより広い範囲に対応する血管抽出画像が発生される。

ボーラス D S Aでは、高濃度の造影剤が極短時間のうちに被検体に注入される。ボーラス注入法のもとで被検体に注入された高濃度の造影剤は、塊として被検体の血管内を移動する。撮像システムは、塊として移動する造影剤を追跡しながら撮影を繰り返す。

被検体に注入された造影剤は、時間と共に拡散し、そして少しずつ希薄になる。希薄な造影剤は、血管抽出能の低下を引き起こす。ボーラス D S A法は、血管抽出能の低下を抑制する効果を備える。

ボーラス D S A法では、撮像システムの移動と撮影トリガは、撮影技師が手動で操作することが多い。撮影技師は、血液の流れを予測して、撮像システムを移動し、撮影トリガのタイミングをはかる。血液の流れは、被検体ごとに、部位ごとに相違する。さらに、血液の流れは、同じ被検体で同じ部位であっても変動する。そのため撮像システムの移動操作及ぴ撮影トリガ操作には、多大な集中力及び注意力と共に、相当に高度な熟練が必要とされる。

造影剤は、ボーラス注入法で注入されたとしても、完全な塊で血管を流れるわけではない。造影剤が時間と共に少しずつ拡散し、それに伴って造影剤の濃度が時間と共に少しずつ希薄になっていくことはどうしても避けられない。そのため造影剤のコントラストが、診断に適さない程度にまで低下する事態がまれに起こる。発明の開示

本発明の目的は、撮影タイミングのずれを許容できる X線診断装置を提供することにある。

本発明の第 1 局面は、被検体を X線で撮影し、画像データセットを発生する撮像システムと、被検体に対して相対的に撮像システムを移動自在に支持する支持機構と、被検体の体軸に沿つて離散的に設定された複数の撮影位置各々で撮影が繰り返されるように撮像システムと支持機構とを制御するシステムコントローラと、画像データセットから撮像システムの視野より広い範囲をカバーする他の画像データセットを発生する画像処理部とを具備する X線診断装置である。

本発明の第 2局面は、被検体を X線で撮影し、画像データセットを発生する撮像システムと、被検体に対して相対的に撮像システムを移動自在に支持する支持機構と、撮像システムが被検体の体軸に沿って移動と停止を交互に繰り返すように支持機構を制御すると共に、各停止位置で撮影が繰り返されるように撮像システムを制御するシステムコントローラと画像データセットから撮像システムの視野より広い範囲を力バーする他の画像データセットを発生する画像処理部とを具備する X線診断装置である。

本発明の第 3 局面は、被検体を X線で撮影し、幽像データセットを発生する撮像システムと、被検体に対して相対的に撮像システムを移動自在に支持する支持機構と、第 1 の撮影位置に対応し、撮影時刻が異なる複数の第 1 の画像データセットと、第 2 の撮影位置に対応し、撮影時刻が異なる複数の第 2 の画像データセットとを発生させるために撮像システムと支持機構とを制御するシステムコン卜ローラと、第 1 ，第 2 の画像データセットから撮像システムの視野より広い範囲をカノ一する単一の第 3 の画像データセットを発生する画像処理部とを具備する X線診断装置である。図面の簡単な説明

図 1 は、本発明の実施形態による X線診断装置の主要部の構成図。

図 2 は、図 1 のディジタル画像処理装置の構成図。

図 3 は、本実施形態の撮影動作を示すフローチャート。図 4 A， 4 B , 4 Cは、図 3 の捕足図。

図 5 は、図 1 のディジタル画像処理装置の処理手順を示すフローチヤ一ト。

図 6 は、図 5 の続きを示すフローチャート。

図 7 は、図 6 の続きを示すフローチャート。

図 8 は、図 7 の続きを示すフローチャート。図 9 は、図 1 のディジタル画像処理装置による加算処理の説明図。

図 1 0 は、図 1 のディジタル画像処理装置により生成される画像を生成順に示す図。

図 1 1 は、図 1 の画像表示装置により表示される画像の順番を示す図。

図 1 2 は、図 1 のディジタル画像処理装置によるピークホールド処理の説明図。

図 1 3 は、図 1 のディジタル画像処理装置による差分加算処理の説明図。 ' 図 1 4 は、従来のボーラスチェイス撮影法の説明図。発明を実施するための最良の形態

以下、図面を参照して本発明による X線診断装置を好ましい実施形態により説明する。

図 1 は本発明の実施形態に係る X線診断装置の構成を示す図である。図 2 は、図 1 のディジタル画像処理装置のプロック図である。撮像システム 1 0 は、被検体を X線で撮影し、画像データセットを発生する。撮像システム 1 0 は、 X線管 1 1 と撮像デバイスとを有している。 X線管 1 1 には、 X線コリメータ 1 2 が取り付けられている。撮像デバイスは、ィメージインテンシファイア 1 3 と、光学系 1 4 と、 T Vカメラ 1 5 とカゝら構成される。撮像デバイス 1 0 は、固体撮像素子を採用したフラットパネルデテクタで構成されても良い。固体撮像素子は、例えば、セレン等の半導体層と、その半導体層の表面に形成された電圧印加電極と、半導体層の裏面に形成された信号電極とからなる。周知のとおり、その検出原理としては、半導体層に X線が入射すると、その電離作用により発生した電子正孔対が逆バイアスされている電極にそれぞれ引き寄せられ、これにより入射 X線の強度に応じた信号電流が発生するというものである。なお、固体撮像素子は、シンチレータとフォトダイォードとの組み合わせでもよい。撮像システム 1 0 は、支持機構 2 0 に移動自在に支持される。支持機構 2 0 は、 Cアーム 2 1 を有する。 Cアーム 2 1 には X線管 1 1 と撮像デバイスが搭載される。アームスタンド 2 2 は、 C アーム 2 1 を被検体 Pの体軸（ Z軸）に関して移動可能に支持する機構、移動駆動用の電動機、さらに Cァーム 2 1 の位置を検出するためのロータリ一エンコーダ等の位置センサを装備している。

寝台 3 0 は、被検体 P を載置する天板 3 1 と、天板 3 1 を X Y Z の各軸に関して移動可能に支持するスタンド 3 2 と力、らなる。

X線管 1 1 は、 X線制御装置 8 0 から管電圧の印加、フィラメント電流の供給を受けて、 X線をばく射する。 X線は、コリメータ 1 2 で任意径に成形され寝台 5 0 上に載置された被検体 P に照射される。被検体を透過した X線は、イメージインテンシファイア 1 3 で光学像に変換される。この光学像は、アイリスを備えた光学系 1 4 を介して T Vカメラ 1 5 の撮像面に結像され、 T Vカメラ 1 5 で電気信号に変換される。

T Vカメラ 1 5で発生した画像信号は、 T Vカメラ制御装置 4 0 で、増幅され、ディジタル信号に変換され、画像データセットとしてディジタル画像処理装置 5 0 に出力される。

図 2 に示すように、ディジタル画像処理装置 5 0 は、 C P U 5 1 を制御中枢として備える。 C P U 5 1 には、データセット Z制御バス 5 2 を経由して、入出力インタフェース（ I O I / F ) 5 3、画像データセット記憶部 5 4、差分処理回路 5 5 、加算処理回路 5 6 、ピークホールド処理回路 5 7 、連結処理回路 5 7、表示制御回路 5 8 が接続される。

差分処理回路 5 5 は、 C P U 5 1 の制御のもとで、造影後の画像データセット（オリジナル画像又はライプ像という）から、造影前の画像データセット（マスク画像という）を差分（サブトラタト）することにより、血管像が強調された血管強調画像データセット又は血管像が抽出された血管抽出画像データセットを生成するために設けられている。血管強調画像データセット又は血管像が抽出された血管抽出画像データセットを生成するために、差分処理は、しきい値処理に代えられても良い。

加算処理回路 5 6 は、 C P U 5 1 の制御のもとで、撮影位置が同じで且つ撮影時刻の異なる複数の血管抽出画像データセット（差分画像データセット）をフレーム間で加算して加算画像データセットを生成する為に設けられている。

ピークホールド処理回路 5 7 は、 C P U 5 1 の制御のもとで、撮影位置が同じで且つ撮影時刻の異なる所定枚数の血管抽出画像データセット（差分画像データセット）からピークホールド画像データセットを生成するために設けられている。なお、加算処理回路 5 6 とピークホールド処理回路 5 7 は選択的に使用される。

連結処理回路 5 7 は、 C P U 5 1 の制御のもとで、撮影位置が異なる複数の加算画像データセット又は複数のピークホ一ルド画像データセットを、撮影位置に従って連結して、単一の連結画像データセットを生成するために設けられている。

表示制御回路 5 8 は、 C P U 5 1 の制御のもとで、オリジナルの画像データセット、差分画像データセット、加算画像データセット、ピークホールド画像データセット又は連結画像データセットから、表示データセットを生成するために設けられている。

システムコントローラ 6 0 は、撮影、画像処理及び表示に関する動作を管理するために、 X線制御装置 8 0、架台制御装置 9 0 、 T Vカメラ制御装置 4 0 、ディジタル画像処理装置 5 0 を制御する。このシステムコントローラ 6 0 にはキー ' ボード、マウス、タツチパネル等の入力装置 7 0 が接続され、オペレーションはこの入力装置 7 0 を介して撮影条件、表示条件等の各種設定を行うことが可能である。

次に、本実施形態による撮影動作について説明する。

図 3 は本撮影動作の手順を示すフローチヤ一トである。図 4 Aは複数の撮影位置をそれぞれの撮影視野と共に示す平面図である。図 4 Bは複数の撮影位置をそれぞれの撮影視野と共に示す側面図である。図 4 Cは X線のシユートシーケンスを示す。なお、撮影位置とは、ここでは、 X線管 1 1 の焦点の Z軸上での位置として定義する。撮像システム 1 0 の撮影視野よりも広い下肢等の撮影範囲に対して、入力装置 7 0 を介して撮影位置 P l ， P 2 , P 3 が、 Z軸に沿って一定の間隔で設定される（ S 1 ) 。隣り合う撮影位置（ P 1 と P 2 , P 2 と P 3 ) の間隔 Δ Dは、撮影視野の半径 R より長く、直径（ 2 . R ) より短い距離に設定される。撮影位置の間隔 Δ Dが、撮影視野の半径 Rより長く、直径（ 2 ■ R ) より短い距離に設定されるので、撮影視野は部分的にオーバーラップする。

隣り合う撮影位置（ P 1 と P 2 ) の間隔と、隣り合う撮影位置（ P 2 と P 3 ) の間隔とは、初期的には等距離に設定されているが、相違する距離に設定することも可能である。また、撮影位置 P 1， P 2 , P 3 の設定と共に、その撮影順序が設定される。この撮影順序は、典型的には、造影剤（血液）の流れに従って決定され、ここでは P l， P 2 , P 3 の順番に設定される。しカゝし、撮影位置 P 1 , P 2 , P 3 の撮影順序は、任意でもよい。

次に、各撮影位置 P 1 , P 2 , P 3 それぞれにおける撮影回数と撮影間隔とが、入力装置 7 0 を介して設定される（ S 2 ) 。撮影位置 P l， P 2 , P 3 それぞれの撮影回数は、同じ回数に設定される。例えば 3 回ずつに設定される。また、撮影間隔 Δ Tは、造影剤が撮影視野に流入し始めてから、流出し始めるまでの時間幅を（撮影回数 _ 1 ) で除算した時間に設定される。この時間幅は、部位により、また個人差があり、正確に推定することは困難であるが、本実施形態の撮影法ではこの推定時間と実際の時間とのズレを補償することを可能としているので、その部位での被検体の体格等により導かれる標準的な値でかまわない。

撮影位置、撮影回数、撮影間隔の設定が終了すると、造影剤注入の前段階で、実際に X線曝射をともなって、それぞれの撮影位置でマスク画像の撮影が行われる（ S 3 ) 。なお、撮影位置 P 1 で撮影したマスク画像を M 1 、撮影位置 P 2 で撮影したマスク画像を M 2 、撮影位置 P 3 で撮影したマスク画像を M 3 と表記する。

以上の準備作業が完了すると、実質的な撮影動作が開始される。まず、撮像システム 1 0 が移動され、最初の撮影位置 P 1 で停止される（ S 4 ) 。そして、実際に造影剤が被検体 P に注入される（ S 5 ) 。そして、適当なタイミングで、撮影トリガが、入力装置 7 0 を介して入力される。この撮影トリガの入力タイミングは、造影剤注入からの経過時間ではかるようにしてもよいし、または X線透視下で視認によりはかるようにしてもよい。

撮影トリガが入力されると、最初の撮影位置 P 1 で、撮影が、設定した撮影間隔 Δ T で、設定した撮影回数（ここでは 3 回）綠り返される（ S 6 ) 。なお、この撮影位置 P 1 で時刻 t 1， t 2， t 3 に撮影したオリジナルの画像データセットを、それぞれ I ( P I , t l ) 、 I ( P I , t 2 ) 、 I

( P I , t 3 ) と表記する。

この撮影位置 P 1 での撮影が終了すると、撮像システム 1 0 が距離 Δ Dだけ移動して、次の撮影位置 P 2で停止される

( S 7 ) 。そして、この撮影位置 P 2 で、撮影が、設定した撮影間隔 Δ Tで、設定した撮影回数（ここでは 3 回）繰り返される（ S 8 ) 。なお、この撮影位置 Ρ 2 で時刻 t 4 ， t 5 ， t 6 に撮影した画像データセットを、それぞれ I ( P 2 , t 4 ) 、 I ( P 2 , t 5 ) 、 I ( P 2 , t 6 ) と表記する。

撮影位置 P 2 での撮影が終了すると、撮像システム 1 0が距離 Δ Dだけ移動して、最後の撮影位置 P 3 で停止される ( S 9 ) 。そして、この撮影位置 P 3 で、撮影が、設定した撮影間隔 Δ Tで、設定した撮影回数（ここでは 3 回）繰り返される（ S 9 ) 。なお、この撮影位置 P 3 で時刻 t 7 ， t 8 ， t 9 に撮影した画像データセットを、それぞれ I ( P 3 ， t 7 ) 、 I ( P 3 ， t 8 ) 、 I ( P 3 ， t 9 ) と表記する。

以上のように一連の撮影と並行してリアルタイムに、又は撮影後に非リアルタイムにディジタル画像処理装置 5 0 で画像処理が行われる。ここでは、画像処理が撮影と並行して行われるものとして説明する。

図 5乃至図 8 には、ディジタル画像処理装置 5 0 の画像処理手順を示している。また、図 9 には、撮影位置 P 1 で撮影した画像データセット I ( P I , t 1 ) 、 I ( P I , t 2 ) 、 I ( P I , t 3 ) に対する画像処理を模式的に示し、図 1 0 には、ディジタル画像処理装置 5 0で発生する画像データセットをその発生順に示している。さらに、図 1 1 には、画像表示装置 1 0 0 に表示される画像データセットの変化を示してレ、.る。

まず、最初の撮影位置 P 1 で最初の時刻 t 1 に撮影したォリジナルの画像データセット I ( P 1 ， t 1 ) が画像処理装置 5 0 に入力される（ S 1 1 ) 。差分処理回路 5 5 では、この画像データセット I ( P 1 , t 1 ) から、同じ撮影位置 P 1 で取得したマスク画像 M 1 が差分（サブトラクシヨン）される。それにより背景組織等が除去され、造影剤で増強された血管像だけが抽出された差分画像データセット D ( P 1 , t 1 ) が生成され（ S 1 2 ) 、そして表示される ( S 1 3 ) 。次に、この撮影位置 P 1 で 2 回目の撮影により時刻 t 2 に得られた画像データセット I ( P I , t 2 ) が入力される ( S 1 4 ) 。差分処理回路 5 5 では、この画像データセット I ( P I , t 2 ) 力ら、その撮影位置 P 1 のマスク画像 M l が差分され、背景組織等が除去され、造影剤で増強された血管像だけが抽出された差分画像データセット D ( P 1 ， t

2 ) が生成される（ S 1 5 ) 。この 2 回目の差分画像データセット D ( P I , t 2 ) は、加算処理回路 5 6 において、最初の差分画像データセット D ( P 1 , t 1 ) と、フレーム間で加算され、加算画像データセット A ( P 1 , t 1 + t 2 ) が生成され ( S 1 6 ) 、表示される ( S 1 7 ) 。

さらに、同じ撮影位置 P 1 で 3 回目の撮影が行われ、その時刻 t 3 に画像データセット I ( P 1 ， t 3 ) が入力される ( S 1 8 ) 。差分処理回路 5 5 では、この画像データセット I ( P l ， t 3 ) 力ら、その撮影位置 P 1 のマスク画像 M l が差分され、背景組織等が除去され、造影剤で増強された血管像だけが抽出された差分画像データセット D ( P 1 ， t

3 ) が生成される（ S 1 9 ) 。この 3 回目の差分画像データセット D ( P 1， t 3 ) は、加算処理回路 5 6 において、カロ算画像データセット A ( P I , t 1 + t 2 ) と、フレーム間で加算され、加算画像データセット A ( P I , t 1 + t 2 + t 3 ) が生成され（ S 2 0 ) 、表示される（ S 2 1 ) 。

このように同じ位置で断続的に撮影を繰り返し、それぞれの差分画像データセットを加算していくことにより、それぞれの撮影タイミングではたとえ造影剤の流れに対して時間的にずれていたとしても、そのズレを相補的に補うことが可能となる。つまり、最初の撮影時刻 t 1 では、撮影タイミングが早すぎて、造影剤が撮影視野に充分行き渡つていない状況であるが、その造影剤分布の不十分及び低い造影効果を、 2 回目、 3 回目の撮影時刻 t 2、 t 3 で得た差分画像データセット D ( P 1 ， t 2 ) 、 D ( P l， t 3 ) で補うこと力 Sできる。逆に、最後の撮影時刻 t 3 では、撮影タイミングが遅すぎて、造影剤が撮影視野から流出しているような状況では、その造影剤分布の不十分及び低い造影効果を、 1 回目、 2 回目の撮影時刻 t 1、 t 2 で得た差分画像データセット D ( P 1 , t 1 ) 、 D ( P I , t 2 ) で補うことができる。

また、撮影の進行に沿って、差分画像データセット D ( P 1， t 1 ) 、加算画像データセット A ( P I , t 1 + t 2 ) 、加算画像データセット A ( P I , t 1 + t 2 + t 3 ) を順番に表示することにより、造影剤が徐々に流入してくる様子が動画のように表示され得る。

次に、撮影位置 P 2 において同様に処理が行われる。

撮影位置 P 2 での最初の時刻 t 4 に撮影した画像データセット I ( P 2， t 4 ) が入力される（ S 2 2 ) 。差分処理回路 5 5 では、この画像データセット I ( P 2 ， t 4 ) 力ら、その撮影位置 P 2 のマスク画像 M 2 が差分され、背景組織等が除去され、造影剤で増強された血管像だけが抽出された差分画像データセット D ( P 2 , t 4 ) が生成され（ S 2 3 ) る。

この差分画像データセット D ( P 2 , t 4 ) に、ステップ S 2 0 で生成された撮影位置 P 1 での最終的な加算画像データセット A ( P I , t l + t 2 + t 3 ) カ、 P I と P 2 の撮影位置データセットに基づいて、連結処理回路 5 7 において、連結され、連結画像データセット C ( P l + P 2 、 t 4 ) 力 S 生成され（ S 2 4 ) 、表示される（ S 2 5 ) 。

次に、同じ撮影位置 P 2 で 2 回目の撮影により時刻 t 5 に得られた画像データセット I ( P 2 ， t 5 ) が入力される ( S 2 6 ) 。差分処理回路 5 5 では、この画像データセット I ( P 2 , t 5 ) 力ら、マスク画像 M 2 が差分され、差分画像データセット D ( P 2 , t 5 ) が生成される（ S 2 7 ) 。この P 2 での 2 回目の差分画像データセット D ( P 2 , t 5 ) は、加算処理回路 5 6 において、最初の差分画像データセット D ( P 2 ， t 4 ) と、フレーム間で加算され、力卩算画像データセット A ( P 2 , t 4 + t 5 ) が生成される（ S 2 8 ) 。

そして、この加算画像データセット A ( P 2 , t 4 + t 5 ) に、ステップ S 2 0 で生成された撮影位置 P I での最終的な加算画像データセット A ( P I , t 1 + t 2 + t 3 ) が、 P 1 と P 2 の撮影位置データセットに基づいて、連結処理回路 5 7 において、連結され、連結画像データセット C ( P 1 + P 2 、 t 5 ) が生成され（ S 2 9 ) 、表示される（ S 3

0 ) 。

次に、同じ撮影位置 P 2で 3 回目の撮影により時刻 t 6 に得られた画像データセット I ( P 2 ， t 6 ) が入力される ( S 3 1 ) 。差分処理回路 5 5 では、この画像データセット

1 ( P 2 ， t 6 ) 力ゝら、マスク画像 M 2 が差分され、差分画像データセット D ( P 2 ， t 6 ) が生成される（ S 3 2 ) 。この P 2 での 3 回目の差分画像データセット D ( P 2 , t

6 ) は、加算処理回路 5 6 において、加算画像データセット A ( P 2 , t 4 + t 5 ) と、フレーム間で加算され、加算画像データセット A ( P 2 , t 4 + t 5 + t 6 ) が生成される

( S 3 3 ) 。

そして、この加算画像データセット A ( P 2 , t 4 + t 5 + t 6 ) に、ステップ S 2 0 で生成された撮影位置 P 1 での最終的な加算画像データセット A ( P l ， t 1 + t 2 + t 3 ) が、 P 1 と P 2 の撮影位置データセットに基づいて、連結処理回路 5 7 において、連結され、連結画像データセット C ( P l + P 2 、 t 6 ) が生成され（ S 3 4 ) 、表示される ( S 3 5 ) 。

次に、撮影位置 P 3 において同様に処理が行われる。

撮影位置 P 3 での最初の時刻 t 7 に撮影した画像データセット I ( P 3 , t 7 ) が入力される（ S 3 6 ) 。差分処理回路 5 5 では、この画像データセット I ( P 3 ， t 7 ) 力、ら、その撮影位置 P 3 のマスク画像 M 3 が差分され、背景組織等が除去され、造影剤で増強された血管像だけが抽出された差分画像データセット D ( P 3 , t 7 ) が生成され（ S 3 7 ) る。

この差分画像データセット D ( P 3 , t 7 ) に、撮影位置 P 2 に関する最終的な連結画像データセット C ( P 1 + P 2 , t 6 ) が、 P 1 と P 2 と P 3 の撮影位置データセットに基づいて、連結処理回路 5 7 において、連結され、連結画像データセット C ( P l + P 2 + 3 、 t 7 ) が生成され（ S 3 8 ) 、表示される（ S 3 9 ) 。

次に、同じ撮影位置 P 3 で 2 回目の撮影により時刻 t 8 に得られた画像データセット I ( P 3 , t 8 ) が入力される

( S 4 0 ) 。差分処理回路 5 5 では、この画像データセット I ( P 3 , t 8 ) から、マスク画像 M 3 が差分され、差分画像データセット D ( P 3 , t 8 ) が生成される（ S 4 1 ) 。この P 3 での 2 回目の差分画像データセット D ( P 3 , t 8 ) は、加算処理回路 5 6 において、 P 3 での最初の差分画像データセット D ( P 3 , t 7 ) と、フレーム間で加算され、加算画像データセット A ( P 3 , t 7 + t 8 ) が生成される

( S 4 2 ) 。

そして、この加算画像データセット A ( P 3 , t 7 + t 8 ) に、撮影位置 P 2 に関する最終的な連結画像データセット C ( P 1 + P 2 , t 6 ) が、 P 1 と P 2 と P 3 の撮影位置データセットに基づいて、連結処理回路 5 7 において、連結され、連結画像データセット C ( P 1 + P 2 + P 3 , t 8 ) が生成され（ S 4 3 ) 、表示される（ S 4 4 ) 。次に、同じ撮影位置 P 3 で 3 回目の撮影により時刻 t 9 に得られた画像データセット I ( P 3 ， t 9 ) が入力される

( S 4 5 ) 。差分処理回路 5 5 では、この画像データセット I ( P 3 , t 9 ) から、マスク画像 M 3 が差分され、差分画像データセット D ( P 3 , t 9 ) が生成される（ S 4 6 ) 。この P 3 での 3 回目の差分画像データセット D ( P 3 , t 9 ) は、加算処理回路 5 6 において、加算画像データセット A ( P 3 , t 7 + t 8 ) と、フレーム間で加算され、加算画像データセット A ( P 3 ， t 7 + t 8 + t 9 ) が生成される

( S 4 7 ) 。

そして、この加算画像データセット A ( P 3 , t 7 + t 8 + t 9 ) に、撮影位置 P 2 に関する最終的な連結画像データセット C ( P 1 + P 2 , t 6 ) 力、 P I と P 2 と P 3 の撮影位置データセットに基づいて、連結処理回路 5 7 において、連結され、連結画像データセット C ( P l + P 2 + P 3 、 t 9 ) が生成され（ S 4 8 ) 、表示される（ S 4 9 ) 。

以上のように、撮影視野が部分的に重なる複数の撮影位置の各々において、断続的に撮影を繰り返し、それぞれの差分画像データセットを加算していくことにより、それぞれの撮影タイミングではたとえ造影剤の流れに対して時間的にずれて、造影濃度が低すぎるような場合であっても、そのズレを相補的に補って、好適な造影濃度を得ることができる。

また、断続的な撮影の繰り返しにより次々と生成される画像を累積的に加算し、それを順番に表示させることで、造影剤が徐々に流入してくる様子が動画のように表示され得る。さらに、撮影位置を移動して得た画像を空間的につなぎ合わせていくことで、造影剤が徐々に流入してくる様子を、さらに広範囲にわたって、動画のように表示することができる。図 1 2 には、上記加算処理の代わりに、ピークホールド処理が選択された場合の画像処理を示している。上記加算処理では、加算回数に応じて造影濃度が高くなる。従って 1 枚の画像内で造影濃度にムラが生じることがある。ピークホールド処理は、造影濃度.のムラを軽減する効果がある。

最初の撮影位置 P 1 で最初の時刻 t 1 に撮影したオリジナルの画像データセット I ( P l ， t 1 ) の差分画像データセット D ( P 1 ， t 1 ) と、同じ撮影位置 P 1 で時刻 t 2 に撮影したオリジナルの画像データセット I ( P 1 , t 2 ) の差分画像データセット D ( P 1 ， t 2 ) とを対象として、画素ごとに、高い画素値が選択される。それにより高い画素値の分布であるピークホールド画像データセット P ( P 1 , t 1 / t 2 ) が生成される。

次の時刻 t 3 に撮影したオリジナルの画像データセット I ( P l ， t 3 ) の差分画像データセット D ( P I , t 3 ) と、先に生成したピークホールド画像データセット P ( P I , t 1 Z t 2 ) との間で、ピークホールド処理が行われる。それにより高い画素値の分布であるピークホールド画像データセット P ( P 1 , t 1 / t 2 / t 3 ) が生成される。

ピークホールド処理は、画素値を加算するのではなく、撮影時刻の異なる複数の画像のいずれかの画素値を選択するに過ぎないので、オリジナルの画素値を維持し、加算に起因する造影濃度の高騰を解消する。また、ピークホールド処理は、撮影時刻の異なる複数の画像の中から最も高い画素値を画素ごとに選択するので、時刻 t 1 から t 3 にわたつて造影剤が流れてきた全ての経路が画像上では消えないで残留する。従つて、撮影タイミングのズレは、加算処理と同様に、補償される。

ピークホールド処理と同様に濃度ムラを軽減する手法として、加算処理に差分処理を併用する方法がある。この手法は、ボーラス注入法よりも、造影剤を時間をかけて少しずつ注入する注入法に適している。図 1 3 にその手順を示している。最初の撮影位置 P 1 で最初の時刻 t 1 に撮影したオリジナルの画像データセット I ( P 1， t 1 ) の差分画像データセット D ( P 1 ， t 1 ) を、同じ撮影位置 P 1 で時刻 t 2 に撮影したオリジナルの画像データセット I ( P 1 , t 2 ) の差分画像データセット D ( P 1 , t 2 ) 力ゝら、差分処理がなされる。それにより時刻 t 1 力ら t 2 にかけて新たに広がった部分が抽出された差分画像データセット D ( P 1 , t 2 ~ t 1 ) が生成される。この差分画像データセット D ( P 1 , t 2 - t 1 ) と、最初の差分画像データセット D ( P I , t 1 ) とが加算される。

同様に、 3 回目の時刻 t 3 に撮影したオリジナルの画像データセット I ( P l， t 3 ) の差分画像データセット D ( P 1 , t 3 ) 力、ら、先の差分画像デ^ "タセット D ( P 1 , t 2 一 t 1 ) が差分される。それにより時刻 t 2力、ら t 3 にかけて新たに広がつた部分が抽出された差分画像データセット D ( P I , t 3 - t 2 - t 1 ) が生成される。この差分画像データセット D ( P 1， t 3 — t 2 — t l ) と、先の差分画像データセット D ( P 1 , t 2 - t 1 ) とが加算される。

このように差分処理を加算処理に併用することにより、新たに広がった領域だけが、累積的に加算されていくので、ォリジナルの画素値が維持され、加算に起因する造影濃度の高縢が解消され得る。また、時刻 t 1 から t 3 にわたつて造影剤が流れてきた全ての経路が画像上では消えないで残留する。従って、撮影タイミングのズレは、加算処理と同様に、補償される。

(変形例 )

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されてもよい。産業上の利用可能性

本発明によれば、撮影タイミングのずれを許容できる X線診断装置を提供することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 被検体を X線で撮影し、画像データセットを発生する撮像システムと、

前記被検体に対して相対的に前記撮像システムを移動自在に支持する支持機構と、

前記被検体の体軸に沿って離散的に設定された複数の撮影位置各々で撮影が繰り返されるように、前記撮像システムと前記支持機構とを制御するシステムコントローラと、

前記画像データセットから、前記撮像システムの視野より広い範囲をカバーする他の画像データセットを発生する画像処理部とを具備する X線診断装置。

2 . 前記他の画像データセットは血管抽出画像データセット又は血管強調画像データセットである請求項 1 の X線診断装

3 . 前記画像処理部は、前記画像データセットからマスク画像データセットを差分する差分処理部を有する請求項 1 の： X 線診断装置。

4 . 前記画像処理部は、撮影位置が同じ画像データセットを加算して加算画像データセットを発生する加算処理部を有する請求項 1 の X線診断装置。

5 . 前記画像処理部は、撮影位置が異なる加算画像データセットを連結して前記他の画像データセットを発生する連結処理部を有する請求項 4 の X線診断装置。

6 . 前記画像処理部は、撮影位置が同じ画像データセットからピークホールド画像データセットを発生するピークホールド処理部を有する請求項 1 の X線診断装置。

7 . 前記画像処理部は、撮影位置が異なるピークホールド画像データセットを連結して前記他の画像データセットを発生する連結処理部を有する請求項 6 の X線診断装置。

8 . 前記複数の撮影位置は一定のピッチで配列され、前記ピ . ツチは前記撮像システムの視野の半径より長く、前記撮像システムの視野の直径より短い請求項 1 の X線診断装置。

9 . 前記複数の撮影位置各々で所定回数ずつ撮影が繰り返される請求項 1 の X線診断装置。

1 0 . 被検体を X線で撮影し、画像データセットを発生する撮像システムと、

前記撮像システムが前記被検体の体軸に沿って移動と停止を交互に繰り返すように前記支持機構を制御すると共に、各停止位置で撮影が繰り返されるように前記撮像システムを制御するシステムコントローラと、

前記画像データセットから、前記撮像システムの視野より広い範 fflをカバーする他の画像データセットを発生する画像処理部とを具備する X線診断装置。

1 1 . 前記画像処理部は、前記画像データセットからマスク画像データセットを差分する差分処理部を有する請求項 1 0 の X線診断装置。

1 2 . 前記画像処理部は、撮影位置が同じ画像データセットを加算して加算画像データセットを発生する加算処理部と、撮影位置が異なる加算画像データセットを連結して前記他の画像データセットを発生する連結処理部とを有する請求項 1 0 の X線診断装置。

1 3 . 前記画像処理部は、撮影位置が同じ画像データセット力、らピークホールド画像データセットを発生するピークホールド処理部と、撮影位置が異なるピークホールド画像データセットを連結して前記他の画像データセットを発生する連結処理部とを有する請求項 1 0 の X線診断装置。

1 4 . 前記撮像システムは、前記撮像システムの視野の半径より長く、前記撮像システムの視野の直径より短い距離を移動単位として移動する請求項 1 0 の X線診断装置。

1 5 . 前記各停止位置で同じ回数、撮影が繰り返される請求項 1 0 の X線診断装置。

1 6 . 被検体を X線で撮影し、画像データセットを発生する撮像システムと、

前記被検体に対して相対的に前記撮像システム.を移動自在に支持する支持機構と、

第 1 の撮影位置に対応し、撮影時刻が異なる複数の第 1 の画像データセットと、第 2 の撮影位置に対応し、撮影時刻が異なる複数の第 2 の画像データセットとを発生させるために、前記撮像システムと前記支持機構とを制御するシステムコントローラと、

前記第 1 ，第 2 の画像データセットから、前記撮像システムの視野より広い範囲をカバーする単一の第 3 の画像データセットを発生する画像処理部とを具備する X線診断装置。

1 7 . 前記画像処理部は、前記複数の第 1 の画像データセットを加算して単一の第 1 の加算画像データセットを発生し、前記複数の第 2 の画像データセットを加算して単一の第 2 の加算画像データセットを発生する加算処理部と、前記第. 1 の加算画像データセットと前記第 2 の加算画像データセットとを前記第 1 、第 2 の撮影位置に従って連結して前記第 3 の画像データセットを発生する連結処理部とを有する請求項 1 6 の X線診断装置。 . ^¾

1 8 . 前記画像処理部は、前記複数の第 1 の画像データセットカら単一の第 1 のピークホールド画像データセットを発生し、前記複数の第 2 の画像データセットから単一のピークホ一ルド画像データセットを発生するピークホールド処理部と、前記第 1 のピークホールド画像データセットと前記第 2 のピークホールド画像データセットとを前記第 1 、第 2 の撮影位置に従つて連結して前記第 3 の画像データセットを発生する連結処理部とを有する請求項 1 6 の X線診断装置。