医用画像診断装置
【課題】血管内治療において医師等のデバイス操作者が、ガイドワイヤー、カテーテル、コイル等を視認して、効率的に医療行為を行う場合に適している医用画像診断装置を提供する。
【解決手段】医用画像診断装置は、ボリュームデータからボリュームレンダリング画像を生成する。また透視マスク像を記憶するマスク像記憶部を有する。また、時系列毎にリアルタイム透視像を収集する。また、透視マスク像とリアルタイム透視像とのサブトラクション処理を行ってサブトラクション画像を生成する。また、透視マスク像からコイル画像を生成する。また、各画像を合成した画像を生成する画像合成部を有する。
【解決手段】医用画像診断装置は、ボリュームデータからボリュームレンダリング画像を生成する。また透視マスク像を記憶するマスク像記憶部を有する。また、時系列毎にリアルタイム透視像を収集する。また、透視マスク像とリアルタイム透視像とのサブトラクション処理を行ってサブトラクション画像を生成する。また、透視マスク像からコイル画像を生成する。また、各画像を合成した画像を生成する画像合成部を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一実施形態は、医用画像診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線診断装置などを使用した医用画像技術は、急速な進歩を遂げている。動脈瘤の治療法の一つであるインターベンション治療（血管内治療）などにおいて、医師は、例えば足の付け根等から挿入したカテーテルを、カテーテル内を通したガイドワイヤーを用いて患部まで導く。
【０００３】
そして、カテーテルの先端からコイルのような閉塞物質を動脈瘤の中に留置する。このコイルの留置により血流を妨害し、その結果動脈瘤内で血液を凝固させて治療する。この場合、造影剤を注入してＸ線透視画像上で血管を視認することができる。
【０００４】
一方、造影剤を注入し続けると患者の負荷が大きくなりすぎる問題がある。そこで、一度造影剤を流して撮影されたＸ線画像とリアルタイムのＸ線透視像と重ね合わせて表示した２次元ロードマップが用いられる。
【０００５】
しかし、この２次元ロードマップは、寝台移動、撮影方向の変更、患者の身動などにより、作成し直す必要がある。煩雑な２次元ロードマップの作成し直しは、検査時間の増加と造影剤使用量の増加を招来する問題がある。
【０００６】
このような問題を解決するため、ボリュームレンダリング画像を用いてロードマップ画像を作成し、リアルタイム透視像と重ねて表示する３次元ロードマップは、検査時間の短縮と造影剤量の低減に効果があると期待されている。
【０００７】
しかし、リアルタイム透視像とボリュームレンダリング画像とを重ね合わせて表示する３次元ロードマップでは、ガイドワイヤーやカテーテル等のデバイスと骨などの人体組織構造とが重なって表示されるため、デバイスの像が非常に見え難いと言う課題が存在する。
【０００８】
デバイスの像の視認性を向上させるために、リアルタイム透視像と透視マスク像とをサブトラクション処理することでデバイス情報を抽出し、そのデバイス情報をボリュームレンダリング画像と重ね合わせる技術が特許文献１で公開されている。しかし当該技術では撮影角度が変更されたときに、改めて収集し直す透視マスク像にもコイルが存在するため、既に留置されているコイルを表示できないと言う課題が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−３９５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の一実施形態は、上記に鑑みてなされたものであって、デバイス（カテーテル、ガイドワイヤー、コイル等）の視認性を向上させることが可能な医用画像診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本実施形態の医用画像診断装置は、ボリュームレンダリング画像生成部と、マスク像記憶部と、リアルタイム透視像生成部と、サブトラクション画像生成部と、コイル画像生成部と、画像合成部と、を有する。ボリュームレンダリング画像生成部は、ボリュームデータから被検体内部の血管の情報を表したボリュームレンダリング画像を生成する。マスク像記憶部は、透視マスク像を記憶する。リアルタイム透視像生成部は、デバイス挿入に伴う時系列毎にリアルタイム透視像を収集する。サブトラクション画像生成部は、前記マスク像記憶部により記憶された透視マスク像と、前記時系列毎に収集されるリアルタイム透視像とのサブトラクション処理を行ってサブトラクション画像を生成する。コイル画像生成部は、前記透視マスク像からコイル画像を生成する。画像合成部は、前記ボリュームデータ、前記サブトラクション画像、前記コイル画像を合成した画像を生成する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係るＸ線撮影装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】第１実施形態のＸ線撮影装置によって３Ｄロードマップ画像が生成される工程を模式的に示す概略ブロック図である。
【図３】第１実施形態に係る画像処理装置の機能的な構成を示す概略ブロック図である。
【図４】第１実施形態のＸ線撮影装置によるボリュームデータを生成する処理の工程を示す概略フローチャートである。
【図５】第１実施形態のＸ線撮影装置によるデバイス強調画像の生成処理の工程を示す概略フローチャートである。
【図６】第１実施形態のＸ線撮影装置による３Ｄロードマップ画像の生成処理の工程を示す概略フローチャートである。
【図７】第２実施形態のＸ線撮影装置によって３Ｄロードマップ画像が生成される工程を模式的に示す概略ブロック図である。
【図８】第２実施形態に係る画像処理装置の機能的な構成を示す概略ブロック図である。
【図９】第２実施形態のＸ線撮影装置による３Ｄロードマップ画像の生成処理の工程を示す概略フローチャートである。
【図１０】第３実施形態のＸ線撮影装置によって３Ｄロードマップ画像が生成される工程を模式的に示す概略ブロック図である。
【図１１】第２実施形態の画像処理装置による３Ｄロードマップ画像の生成処理の工程を示す概略フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１〜１１を参照して、第１実施形態〜第３実施形態にかかるＸ線撮影装置について説明する。
【００１４】
［第１実施形態］
（動作の概要）
まず、図１を参照して、第１実施形態に係る画像処理装置１およびＸ線撮影機構１０の動作の概要を説明する。図１は、第１実施形態に係るＸ線撮影装置の構成を示す概略ブロック図である。図１に示すＸ線撮影機構１０は、一例として次のようにボリュームデータ（３次元血管画像データ）を得る。ボリュームデータはボリュームレンダリング画像Ｖを生成するためのデータである。
【００１５】
第１実施形態に係るＸ線撮影装置は、被検体の周りでＸ線撮影機構１０を高速に回転させながら２次元のマスク像の投影データを複数フレーム収集する。次に造影剤が注入された被検体の周りで、再びＸ線撮影機構を高速に回転させながら２次元のコントラスト画像の投影データを複数フレーム分収集する。
【００１６】
ある角度で収集されたマスク像と、同じ角度で収集されたコントラスト画像とをサブトラクション処理する。サブトラクション処理によって、ＤＳＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）データを得る。
【００１７】
次にＤＳＡデータの再構成を行い、血管像が強調されたボリュームデータを得る。再構成されたボリュームデータは、３次元画像メモリに格納される。
【００１８】
次にＸ線撮影装置は、例えば次のようにしてボリュームレンダリング画像Ｖを生成して透視サブトラクション画像との合成画像を生成する。
【００１９】
Ｘ線撮影装置は、ユーザによる操作に基づき透視撮影を開始する。Ｘ線撮影装置は透視撮影の開始後、透視マスク像データを収集する。また、Ｘ線撮影装置はリアルタイム透視像データを収集する。さらにＸ線撮影装置は、サブトラクション処理によって、透視サブトラクションデータを生成する。Ｘ線撮影装置は、これらの処理と併せて、（１）被検体内のガイドワイヤー、カテーテルなどを強調して表示させる。また、（２）３Ｄロードマップ生成指示があるかを判断する。さらに（３）撮影における条件変更があるかを判断する。以下、これら（１）〜（３）の処理の概要について説明する。
【００２０】
（１）透視撮影の開始後、医師等は透視像を参照しながら、ガイドワイヤー、カテーテルなどのデバイスを被検体内に挿入する。このとき画像処理装置１は、透視サブトラクションデータに対し、線状成分の検出処理等を施す。その結果、透視サブトラクションデータにおいてガイドワイヤー、カテーテルなどのデバイスを示す部分以外、すなわちノイズが抑制される。その結果、透視サブトラクションデータにおいて、デバイスを示す部分が、他の部分と比較して相対的に強調されて表示される。
【００２１】
（２）Ｘ線撮影装置は、例えば被検体内へのデバイス挿入後に、３Ｄロードマップ生成指示があるか判断する。この指示は医師等の操作に基づく。当該生成指示を受けた場合、Ｘ線撮影装置は３次元画像メモリからボリュームデータを取得する。またＸ線撮影装置は、ボリュームデータにボリュームレンダリング等の処理を施してボリュームレンダリング画像Ｖを生成する。このボリュームレンダリング等の処理は、例えば、観察している角度・視野・拡大率・位置などの情報によって示される状況に対応して実行される。
【００２２】
さらにＸ線撮影装置は、上記（１）の透視サブトラクションデータと、（２）のボリュームレンダリング画像等に基づいて３Ｄロードマップ画像を生成し、表示する。
【００２３】
（３）Ｘ線撮影装置は、観察角度や拡大率あるいは寝台の移動や患者の動き等によって撮影における条件変更があるかを判断する。また、透視マスク像Ｍの再生成の指示があるかを判断する。条件変更または指示があったと判断した場合、Ｘ線撮影装置は、ボリュームデータを取得してボリュームレンダリング画像Ｖを条件変更に合わせて生成し直す。Ｘ線撮影装置は、さらに条件変更に合わせて透視マスク像Ｍとリアルタイム透視像Ｒを生成する。
【００２４】
次に図２を参照し、撮影における条件変更、透視マスク像Ｍの再生成の指示に応じた画像処理装置１の動作の概要について説明する。なお、この動作は動脈瘤に対するコイル塞栓術の例による。
【００２５】
《コイル抽出画像の生成》
図２に示すように、撮影における条件変更または透視マスク像Ｍの再生成の指示があると、Ｘ線撮影機構１０が透視マスク像Ｍおよびリアルタイム透視像Ｒを再度取得する。さらに、再取得した透視マスク像Ｍからコイルを抽出し、コイル抽出画像Ｃを生成する（Ｓ１０１）。
【００２６】
《デバイス強調画像の生成》
画像処理装置１は、再取得した透視マスク像Ｍとリアルタイム透視像Ｒとをサブトラクション処理することによって、透視サブトラクションデータを得る（Ｓ１０２）。図２において、リアルタイム透視像Ｒと透視マスク像Ｍの間に表示される記号「−」は、サブトラクション処理を意味する。また、画像処理装置１は、透視サブトラクションデータに対し、ノイズ抑制処理を施す（Ｓ１０３）。
【００２７】
画像処理装置１は、ノイズ制御処理を施された透視サブトラクションデータに対し、線状成分の検出処理等を施す（ワイヤー強調）。その結果、透視像においてガイドワイヤー等のデバイスが相対的に強調されたデバイス強調画像Ｄが生成される（Ｓ１０４）。
【００２８】
《マスク処理》
画像処理装置１は、リアルタイム透視像Ｒに対してマスク処理を施す。例えば、画像処理装置１は、リアルタイム透視像Ｒと、ボリュームレンダリング画像Ｖにおける血管が存在する部分とが重畳する部分についてのみ、リアルタイム透視像Ｒの合成比率を下げる処理を行う。この処理により、リアルタイム透視像Ｒの合成比率を高めた場合でも、ボリュームレンダリング画像Ｖの視認性が低下する事態を回避可能である。（Ｓ１０５）。
【００２９】
《３Ｄロードマップ画像》
画像処理装置１は、コイル抽出画像Ｃ、デバイス強調画像Ｄ、マスク処理されたリアルタイム透視像Ｒの合成処理が行われる（ステップＳ１０６）。さらにボリュームレンダリング画像Ｖと当該合成処理が行われた画像データとを更に合成処理し、３Ｄロードマップ画像Ｓが生成される。また、画像処理装置１は３Ｄロードマップ画像Ｓをディスプレイ３９に表示させる。
【００３０】
このように、第１実施形態に係るＸ線撮影装置は、リアルタイム透視像Ｒとボリュームレンダリング画像Ｖ、デバイス強調画像Ｄなどを合成して表示する。これにより、血管と、被検体の体内の構造の位置関係をユーザが把握できる。したがって、被検体と撮影機構の相対的位置が変位してもユーザが把握することが可能である。さらに、撮影における条件変更または透視マスク像Ｍの再生成の指示があると、Ｘ線撮影機構１０が透視マスク像Ｍおよびリアルタイム透視像Ｒを再度取得する。さらに、コイル抽出画像Ｃが生成される。したがって、改めて３Ｄロードマップ画像Ｓを生成するときに、画像内のコイルが消失してしまうという事態を回避できる。
【００３１】
（Ｘ線撮影装置の全体構成）
次に、図１を参照して、第１実施形態に係るＸ線撮影装置の構成を説明する。図１に示すように、第１実施形態に係るＸ線撮影装置は、Ｘ線撮影機構１０と、画像処理装置１と、ディスプレイ３９とを含んで構成される。またＸ線撮影装置は、図示しないシステム制御部を備える。
【００３２】
図示しないシステム制御部は、画像処理装置１、Ｘ線撮影機構１０等のＸ線撮影装置全体を制御する。
【００３３】
入力デバイス２８は、例えばキーボード、マウスと、さらにロードマップスイッチを有する。ロードマップスイッチは現在の透視画像に対して血管のロードマップ（３Ｄロードマップ画像Ｓ）を合成する旨の指示を入力するためのものである。
【００３４】
ディスプレイ３９は、画像処理装置１から各画像データ受け、透視像、デバイス強調画像Ｄ、３Ｄロードマップ画像Ｓ等を表示する。
【００３５】
（Ｘ線撮影機構の構成）
次に、図１を参照して、第１実施形態に係るＸ線撮影機構１０の構成を説明する。Ｘ線撮影機構１０は、図示しないシステム制御部と、機構制御部と、寝台と、Ｘ線高電圧発生装置とを有する。図示しないＸ線高電圧発生装置は、Ｘ線制御部と高電圧発生部とを有する。また、Ｘ線撮影機構１０は、図示しないＸ線源装置と、アーム１１と、Ｘ線検出器１４とを有する。Ｘ線源装置は、Ｘ線管球１２と図示しないＸ線絞り装置とを有する。
【００３６】
アーム１１は、Ｘ線源装置（Ｘ線管球１２）およびＸ線検出器１４を支持する。例えばＣ型のアーム１１は、土台に設けられたモータでプロペラのように高速回転する。寝台は、被検体が横たわる。寝台は機構制御部に制御されて被検体が載置されたまま被検体を移動させることが可能である。
【００３７】
Ｘ線管球１２は、Ｘ線高電圧発生装置によって供給される高電圧を用いてＸ線を発生する。Ｘ線絞り装置は、Ｘ線管球１２によって発生されたＸ線の一部を遮蔽することで照射野を制御する。
【００３８】
Ｘ線検出器１４は、被検体を透過したＸ線を電荷に変換して検出する。Ｘ線検出器１４として、平面型Ｘ線検出器（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）やイメージインテンシファイアとＴＶカメラとの組み合わせから構成されるものを使用することができる。Ｘ線検出器１４によって検出された電荷は、２次元の投影データとして、画像処理装置１に送られる。後述のように、２次元の投影データは、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器２６によってデジタル信号に変換され、２次元画像メモリ３０に格納される。
【００３９】
図示しないシステム制御部は、ボリュームデータ収集の指示を受ける。Ｘ線撮影機構１０は当該指示に基づいて、造影剤注入前の投影データ（マスク像）を収集する。すなわち、システム制御部は、機構制御部を介して、血管に造影剤が被検体に注入される前に、例えば秒間５０度でアーム１１をプロペラのように高速回転させる。
【００４０】
これに合わせてＸ線制御部は、高電圧発生部を制御することで、Ｘ線管球１２によって発生されるＸ線を制御する。高電圧発生部は、Ｘ線管球１２に供給する高電圧を生成する。さらにシステム制御部は、機構制御部を介して、Ｘ線絞り装置によりＸ線の照射野を制御する。これにより、Ｘ線撮影機構１０は、例えば２度間隔で撮影を行い、Ｘ線検出器１４により例えば１００フレームの２次元の投影データを収集する。
【００４１】
次にＸ線撮影機構１０の機構制御部は、アーム１１を駆動してマスク撮影開始位置に戻す。その後、システム制御部は、機構制御部およびＸ線制御部を介して、マスク像の投影データの収集と同じように、造影剤注入後のコントラスト画像の投影データを収集する。造影剤が造影剤注入器（Ｉｎｊｅｃｔｏｒ）によって被検体に注入され、一定時間経過すると、Ｘ線撮影機構１０は、例えば２度間隔で撮影を行い、Ｘ線検出器１４により例えば１００フレームの２次元の投影データを収集する。
【００４２】
収集されたマスク像およびコントラスト画像の２次元投影データは、後述の画像処理装置１の造影剤注入前に収集された２次元投影データと同様、画像処理装置１における後述のＡ／Ｄ変換器２６でデジタル信号に変換され、２次元画像メモリ３０に格納される。
【００４３】
（画像処理装置の構成）
次に、図１および図３を参照して、第１実施形態に係る画像処理装置１の構成を説明する。図３は、第１実施形態に係る画像処理装置１の機能的な構成を示す概略ブロック図である。画像処理装置１は、Ａ／Ｄ変換器２６を介してＸ線撮影機構１０のＸ線検出器１４に接続される。
【００４４】
図３に示すように画像処理装置１は、Ａ／Ｄ変換器２６、制御部２７、３次元画像メモリ２９、２次元画像メモリ３０、フィルタリング部３１、アフィン変換部３２、サブトラクション処理部３４、画像合成部３５、３次元画像取得部３６、ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ−ｕｐ Ｔａｂｌｅ）３７、ボリュームレンダリング画像生成部４０、サブトラクション画像生成部４１、透視マスク像生成部４２、血管情報抽出部４３、再構成部４７、コイル画像生成部４８、Ｄ／Ａ変換器（Ｄｉｇｉｔａｌ／Ａｎａｌｏｇ）３８、を含んで構成される。画像処理装置１には、Ｄ／Ａ変換器３８を介してディスプレイ３９が接続される。また、画像処理装置１には、ロードマップスイッチを含む入力デバイス２８が接続される。制御部２７は、画像処理装置１の各部の制御を行う。
【００４５】
《２次元画像メモリ、フィルタリング部、アフィン変換部》
２次元画像メモリ３０は、Ｘ線撮影機構１０で発生され、Ａ／Ｄ変換器２６によりデジタル信号に変換された２次元の投影データ（Ｘ線画像データ）を格納する。２次元画像メモリ３０に記憶される投影データには、フィルタリング部３１で高周波強調等のフィルタリングを受けた２次元のＸ線画像データが含まれる。また記憶される投影データとしてアフィン変換部３２で画像拡大・移動等のアフィン変換を受けた投影データ等が含まれる。
【００４６】
《サブトラクション処理部》
サブトラクション処理部３４は、２次元画像メモリ３０に格納されたコントラスト画像の投影データから、マスク像の投影データをサブトラクション処理する。この処理を説明するにあたり、１〜Ｎフレーム目のマスク像と、１〜Ｎフレーム目のコントラスト画像とが、それぞれ順に同じ角度で撮影されているものとする。
【００４７】
例えば、サブトラクション処理部３４は、Ｎフレーム目に撮影したマスク像と、Ｎフレーム目に撮影したコントラスト画像とを２次元画像メモリ３０から読み出す。また、サブトラクション処理部３４は、これらを自然対数に変換する。サブトラクション処理部３４はそのうえでサブトラクション処理を施す。その結果、サブトラクション処理部３４は、あるマスク像から、そのマスク像と投影方向が同じであるコントラスト画像をサブトラクション処理することになる。このように、サブトラクション処理部３４は、同じ角度同士のマスク画像からコントラスト画像をサブトラクション処理する。なお、このサブトラクション処理は双方自然対数に変換した後に行われる。以下、サブトラクション処理された投影データを「ＤＳＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）データ」と記載する。
【００４８】
サブトラクション処理部３４は、Ｎフレーム（例えば１００フレーム）分のＤＳＡデータを再構成部４７に送る。
【００４９】
《再構成部》
再構成部４７は、サブトラクション処理部３４からＮフレーム分のＤＳＡデータを受ける。再構成部４７は、この複数の２次元のＤＳＡデータからボリュームデータの再構成を行う。再構成法としては、Ｆｅｌｄｋａｍｐ等によって提案されたフィルタードバックプロジェクション法等がある。フィルタードバックプロジェクションの場合を示すと、例えば１００フレームのＤＳＡデータに対して、適当なコンボリューションフィルターをかける。コンボリューションフィルターとしては、例えばＳｈｅｐｐ＆ＬｏｇａｎやＲａｍａｃｈａｎｄｒａｎのようなものがある。
【００５０】
再構成部４７は次に逆投影演算を行うことによりボリュームデータ（再構成データ）を得る。ここで、再構成領域は、Ｘ線管球の全方向へのＸ線束に内接する円筒として定義される。この円筒内は、例えば、Ｘ線検出器１４の１検出素子の幅に投影される再構成領域中心部での長さｄで３次元的に離散化され、離散点のデータの再構成像を得る必要がある。但し、ここでは離散間隔の一例を示したが、装置によって定義された離散間隔を用いればよい。
【００５１】
再構成部４７は、ボリュームデータを３次元画像メモリ２９に格納する。なお、上記ではサブトラクション処理されたＤＳＡデータを再構成することによりボリュームデータを生成した。しかし、この構成に限られず、次のような構成をとることも可能である。例えば、画像処理装置１は、再構成部４７によりマスク像の投影データから再構成したボリュームデータを生成する。また、画像処理装置１は再構成部４７によりコントラスト画像から再構成したボリュームデータを生成する。サブトラクション処理部３４は、マスク像のボリュームデータと、コントラスト画像のボリュームデータとをサブトラクション処理してもよい。
【００５２】
《３次元画像メモリ》
３次元画像メモリ２９は、再構成部４７から受けたボリュームデータを格納する。
【００５３】
また、この再構成部４７から受けたボリュームデータの代わりに外部の装置から取得したボリュームデータを３次元画像メモリ２９に格納してもよい。外部の装置としては、例えば、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置などの医用画像診断装置やＰＡＣＳ等がある。Ｘ線ＣＴ装置からはＣＴＡ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）を取得する。ＭＲＩ装置からはＭＲＡ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）、非造影ＭＲＡ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）等を取得する。また、外部の装置から取得したボリュームデータを取得する場合は、３次元画像取得部３６が、例えばネットワークを経由して、外部からのボリュームデータを取得することができる。
【００５４】
また、外部からのボリュームデータに血管情報以外の人体情報が含まれる場合には、別途、血管情報抽出部４３によって閾値処理や画素値の範囲指定、リージョングローイングなどの方法を用いて血管情報を抽出し、ボリュームデータを生成する。もしくは、閾値処理や画素値の範囲指定、リージョングローイングなどの方法の組み合わせなどにより血管情報を抽出し、ボリュームデータを生成するようにしてもよい。
【００５５】
《透視マスク像生成部》
透視マスク像生成部４２は、制御部２７から透視マスク像Ｍの生成の指示を受ける。例えば操作者が入力デバイス２８を介して透視撮影の開始を指示する操作を行ったことに応じてこの指示がなされる。すなわち、Ｘ線撮影装置は透視撮影の開始の指示を受けて、Ｘ線撮影機構１０により被検体を撮影する。その撮影により投影データが数フレーム分収集される。投影データはデジタル信号に変換され、画像処理装置１に送られる。画像処理装置１の制御部２７は、透視マスク像生成部４２に、透視マスク像Ｍの生成の指示を行う。
【００５６】
透視マスク像生成部４２は、透視撮影により収集された数フレーム分の当該投影データを取得し、例えば１秒間加算平均された透視マスク像Ｍを生成して２次元画像メモリ３０に格納する。
【００５７】
なお、図示しない動画像生成部は、透視マスク像Ｍの生成に対応して、リアルタイム透視像Ｒを生成する。すなわち、Ｘ線撮影装置は、Ｘ線撮影機構１０により被検体を所定間隔で撮影する。その撮影により投影データが順次収集される。順次収集された投影データは画像処理装置１に送られる。画像処理装置１は、投影データを受けてデジタル信号に変換する。また、画像処理装置１の制御部２７は、動画像生成部に、リアルタイム透視像Ｒの生成の指示を行う。動画像生成部は、透視撮影により順次収集された当該投影データを取得し、リアルタイム透視像Ｒを順次生成して２次元画像メモリ３０に格納する。リアルタイム透視像収集フェーズに移行すると、Ｘ線撮影装置からの指示により、カテーテル、ガイドワイヤーなどのデバイス操作が開始される。
【００５８】
《サブトラクション画像生成部》
透視マスク像Ｍおよびリアルタイム透視像Ｒが２次元画像メモリ３０に格納されると、制御部２７は、サブトラクション画像生成部４１に透視サブトラクションデータを生成させる。すなわち、制御部２７は２次元画像メモリ３０から透視マスク像Ｍと継続的に収集されているリアルタイム透視像Ｒの画像データまたは投影データを読み出す。制御部２７はこれらのデータをサブトラクション画像生成部４１に送る。サブトラクション画像生成部４１は。透視マスク像Ｍからリアルタイム透視像Ｒをサブトラクション処理し、透視撮影による透視サブトラクション画像を生成する。なお、被検体内へガイドワイヤーやカテーテルなどのデバイスが挿入されており、かつ透視マスク像Ｍの収集時からデバイスが移動していれば、この透視サブトラクション画像には、デバイスを示すデータが含まれる。
【００５９】
また透視サブトラクション画像には、カテーテルやガイドワイヤー等の被検体内へ挿入されたデバイスを強調する処理が施されることが好ましい。透視サブトラクション画像においてデバイスを強調する処理を行うことによりデバイス強調画像Ｄ（図２参照）が生成される。例えば、デバイスを強調する処理としてノイズ低減処理が施される。かかるノイズ低減処理として、中央値フィルタ処理を採用することができる。
【００６０】
また、さらなるデバイスの強調処理として、透視サブトラクション画像またはデバイス強調画像Ｄに、線状成分の検出処理が施すことが可能である。線状成分の検出処理を施すことにより、画像における線状成分を劣化させずにノイズ成分が低減される。その結果、画像において相対的にガイドワイヤー、カテーテルなどのデバイスの部分を強調することができる。
【００６１】
図２において、リアルタイム透視像と透視マスク画像の間に表示される記号「−」は、サブトラクション処理を意味する。また、図２においては、透視サブトラクション画像に対し、ノイズ抑制処理とワイヤー強調処理を施して、デバイス強調画像Ｄを作成する工程を示している。ガイドワイヤー強調処理としては、例えば透視サブトラクション画像における高周波成分を強調する処理などがある。
【００６２】
なお、これらの透視サブトラクション画像やデバイス強調画像Ｄは、他の画像（ボリュームレンダリング画像Ｖ等）と合成されてから、ディスプレイ３９に送られる場合がある。また、透視サブトラクション画像やデバイス強調画像Ｄは、他の画像と合成されずにディスプレイ３９に送られることもある。
【００６３】
《ボリュームレンダリング画像生成部》
ボリュームレンダリング画像生成部４０は、３次元画像メモリ２９からボリュームデータを読み出し、ボリュームレンダリング画像Ｖを生成する。すなわち、操作者が３Ｄロードマップスイッチを押下すると、画像処理装置１の制御部２７は、ボリュームレンダリング画像生成部４０にボリュームレンダリング画像Ｖの生成を指示する。
【００６４】
ボリュームレンダリング画像生成部４０は、制御部２７からボリュームレンダリング画像Ｖの生成の指示を受けると、ボリュームレンダリング等の処理を実施してボリュームレンダリング画像（３次元血管表示画像）を生成する。このボリュームレンダリング等の処理は、Ｘ線撮影装置（医用画像診断装置）の状況を示す情報に応じて行われる。つまり、ボリュームレンダリング画像生成部４０は、Ｘ線撮影装置の状況、例えば、観察角度、観察視野、観察拡大率、観察位置などの情報によって示される状況と一致するように上記処理を行う。
【００６５】
《コイル画像生成部》
コイル画像生成部４８は、透視マスク像Ｍに対しコイル抽出処理を施す。このコイル抽出処理により、透視マスク像Ｍにおいて、被検体内に載置されたコイルを示す部分を抽出してコイル抽出画像Ｃを生成する。かかるコイル抽出処理として、透視マスク像Ｍに対するローパスフィルター処理を採用できる。コイル画像生成部４８のローパスフィルター処理により、透視マスク像Ｍから低周波成分を除去した画像を得る。コイル画像生成部４８は、この画像をサブトラクション処理部３４に送り、サブトラクション処理部３４に、この画像と透視マスク画像とのサブトラクション処理を行わせる。
【００６６】
コイル画像生成部４８は、サブトラクション処理部３４にサブトラクション処理させた画像データまたはデバイス強調処理等が施された画像データを受ける。また、コイル画像生成部４８はこの画像データに対し、閾値処理を施す。すなわち、コイル画像生成部４８は、この画像データにおける画素値に基づいて、画像中におけるコイルを示す部分とその他の部分に分ける処理を行う。
【００６７】
コイルのＸ線吸収率は、他の部位に比較して明らかに高いため、他の部位の画素値とは相異する。したがって、コイル画像生成部４８は、ローパスフィルター処理を施した画像から元の透視マスク像Ｍをサブトラクション処理することにより、背景を圧縮することが可能となる。そして、コイル画像生成部４８がサブトラクション処理後の画像データに対し閾値処理を施すことによって、画素値に対応した閾値によりコイルが示す部分を抽出することが可能となる。このようにしてコイル画像生成部４８は、コイル抽出画像Ｃを生成する。
【００６８】
《画像合成部》
画像合成部３５は、図２に示すように透視サブトラクション画像またはデバイス強調画像Ｄと、ボリュームレンダリング画像Ｖと、リアルタイム透視像Ｒと、コイル抽出画像Ｃとの任意の組み合わせを累積的に合成する。なお図２に表示される記号「＋」は、合成処理を意味する。
【００６９】
さらに画像合成部３５は、各画像の合成比率を図示しない合成比率変更部により変更することができる。すなわち、入力デバイス２８により各画像の合成比率を変更する操作がなされると、合成比率変更部は各画像（レイヤー）の透明度を操作に応じて変更する。
例えばガイドワイヤー等の動きを把握するため、透視撮影開始時には、３Ｄロードマップ画像Ｓにおいて抽出されたデバイス強調画像Ｄ（ガイドワイヤー画像等）のレイヤーの透明度を下げ不透明に近くする。その条件において画像合成部３５が各画像を合成すると、ガイドワイヤー等のデバイスの部分が画像において強調されデバイスの視認性が高まる。同じようにして、合成比率変更部は、３Ｄロードマップ画像Ｓにおける他の部分（リアルタイム透視像Ｒ等）のレイヤーを透明に近くして、相対的にデバイスの部分を強調することができる。
【００７０】
言い換えれば、画像合成部３５は、各画像の合成比率の初期値（デフォルト値）に基づいて各画像を合成表示し、合成比率変更部により合成比率が変更された後は、変更後の合成比率に基づいて各画像を合成することができる。例えば、ボリュームデータ収集時から透視開始時間の被検体の動きを把握するため、透視開始時（デフォルト値）にはリアルタイム透視像のレイヤーの比率を高くして表示する。そして、被検体の動きがないと確認された後は合成比率変更部により、リアルタイム透視像画像のレイヤーの比率を低くし、ガイドワイヤー等のデバイス画像やボリュームレンダリング画像の視認性を向上させることもできる。
【００７１】
これらの処理によって、画像合成部３５は、３Ｄロードマップ画像Ｓを生成する。また、コイル抽出画像Ｃを、背景やデバイス強調画像Ｄ、リアルタイム透視像Ｒ、ボリュームレンダリング画像Ｖと異なる色で表示するように合成することができる。画像合成部３５は、ＬＵＴ３７を用いて、この合成画像のロードマップ部分に特異な色を割り当てることができ、又、階調変換を行うことができる。
【００７２】
なお、操作者が、透視撮影開始の指示、デバイスの挿入、ロードマップスイッチの押下、コイルの載置の順で、インターベンション治療等を行う場合は、画像合成部３５は次のように動作する。
【００７３】
画像処理装置１が入力デバイス２８を介して透視撮影開始の指示を受けると、画像合成部３５は、透視サブトラクション画像またはデバイス強調画像Ｄと、リアルタイム透視像Ｒとを受ける。画像合成部３５は、これらを合成してディスプレイ３９に表示させる。
【００７４】
操作者が、被検体にガイドワイヤーおよびカテーテルを挿入し、入力デバイス２８を介し、これらデバイスを強調する旨の指示をすると、画像合成部３５がデバイス強調画像Ｄと、リアルタイム透視像Ｒとを受ける。合成比率変更部は、これらの画像の透明度を上述のように調整する。画像合成部３５は、これらを合成してディスプレイ３９に表示させる。
【００７５】
操作者が、ロードマップスイッチを押下すると、画像合成部３５がデバイス強調画像Ｄと、リアルタイム透視像Ｒと、ボリュームレンダリング画像Ｖを受ける。画像合成部３５は、これらを合成してディスプレイ３９に表示させる。
【００７６】
操作者が、被検体の動脈瘤等にコイルを載置し、入力デバイス２８を介して、再撮影の指示およびコイル抽出の指示をすると、画像合成部３５がデバイス強調画像Ｄと、リアルタイム透視像Ｒと、ボリュームレンダリング画像Ｖと、コイル抽出画像Ｃを受ける。合成比率変更部は、これらの画像の透明度を上述のように調整する。画像合成部３５は、これらを合成してディスプレイ３９に表示させる。
【００７７】
（画像処理装置の動作）
次に図２を参照して上述した画像処理装置１の処理の詳細を図４から図６のフローチャートを参照して説明する。
【００７８】
《ボリュームデータの生成》
図４を参照して本実施形態のＸ線撮影装置によるボリュームデータを生成する工程について説明する。図４は、第１実施形態のＸ線撮影装置によるボリュームデータを生成する処理の工程を示す概略フローチャートである。
【００７９】
（Ｓ１１１）
まず操作者による入力デバイス２８の操作に応じ、Ｘ線撮影機構１０は、ボリュームデータ収集の指示を受ける。Ｘ線撮影機構１０のシステム制御部は当該指示に基づき機構制御部を介して、造影剤注入前に、例えば秒間５０度でアーム１１をプロペラのように高速回転させ、被検体をＸ線撮影する。これによってＸ線撮影装置は、造影剤注入前のマスク像の投影データを収集する。この投影データは、画像処理装置１に送信される。画像処理装置１は、Ａ／Ｄ変換器２６によってこの投影データをデジタル信号に変換し、２次元画像メモリ３０に格納する。
【００８０】
（Ｓ１１２）
マスク像の投影データが収集されると、被検体に造影剤が注入される。造影剤注入後に、Ｘ線撮影機構１０のシステム制御部は機構制御部を介して、マスク像と同じ様に被検体をＸ線撮影する。これによってＸ線撮影装置は、コントラスト画像の投影データを収集する。この投影データは、画像処理装置１に送信される。画像処理装置１は、Ａ／Ｄ変換器２６によってこの投影データをデジタル信号に変換し、２次元画像メモリ３０に格納する。
【００８１】
（Ｓ１１３）
サブトラクション処理部３４は、Ｎフレーム目に撮影したマスク像と、Ｎフレーム目に撮影したコントラスト画像とを２次元画像メモリ３０から読み出す。また、サブトラクション処理部３４は、これらを自然対数に変換する。その上でサブトラクション処理部３４はこれら同じ角度の画像同士をサブトラクション処理する。この処理により、ＤＳＡデータが生成される。サブトラクション処理部３４はこの処理を所定数のフレーム分繰り返す。サブトラクション処理部３４は所定数のフレーム分の処理が完了したら、ＤＳＡデータを再構成部４７に送信する。
【００８２】
（Ｓ１１４）
再構成部４７はＤＳＡデータを受ける。再構成部４７は、ＤＳＡデータからボリュームデータの再構成を行う。再構成部４７はこの処理により再構成されたボリュームデータを生成する。ボリュームデータは、３次元画像メモリ２９に格納される。
【００８３】
《透視撮影》
Ｘ線撮影装置においてボリュームデータの収集が終わると次は治療フェーズに移行される。まず被検体に挿入されるデバイスを示すデバイス強調画像Ｄの生成工程について図５を参照して説明する。図５は、第１実施形態のＸ線撮影装置によるデバイス強調画像Ｄの生成処理の工程を示す概略フローチャートである。
【００８４】
（Ｓ２０１）
ガイドワイヤー、カテーテル等を被検体内の動脈瘤近辺まで挿入するため、医師等は入力デバイス２８における透視撮影スイッチ（不図示）を押下する。Ｘ線撮影機構１０は、透視撮影スイッチの押下を受付けたか判断する。
【００８５】
（Ｓ２０２）
Ｘ線撮影機構１０は、透視撮影スイッチの押下を受付けたと判断した場合（Ｓ２０１；Ｙｅｓ）、被検体を数フレーム撮影する。画像処理装置１はＸ線検出器１４が検出した数フレーム分の投影データを受け、デジタル信号に変換した後、透視マスク像生成部４２に送る。透視マスク像生成部４２は、マスク像の投影データを加算平均して透視マスク像Ｍを生成して２次元画像メモリ３０に格納する。
【００８６】
（Ｓ２０３）
Ｘ線撮影機構１０は、被検体を所定間隔で撮影する。その撮影により順次収集された投影データは画像処理装置１でデジタル信号に変換され、図示しない動画像生成部に送られる。動画像生成部は透視撮影により順次収集された当該投影データを取得し、リアルタイム透視像Ｒを順次生成して２次元画像メモリ３０に格納する。
【００８７】
（Ｓ２０４）
制御部２７は２次元画像メモリ３０から透視マスク像Ｍと継続的に収集されているリアルタイム透視像Ｒの画像データまたは投影データを読み出し、サブトラクション画像生成部４１に送る。サブトラクション画像生成部４１は。透視マスク像Ｍからリアルタイム透視像Ｒをサブトラクション処理し、透視撮影による透視サブトラクション画像を生成する。
【００８８】
（Ｓ２０５）
またサブトラクション画像生成部４１は必要に応じて、透視サブトラクション画像に対し、デバイスを強調する処理を施す。例えば、デバイスを強調する処理として中央値フィルタ処理などのノイズ低減処理が施される。さらにサブトラクション画像生成部４１は、線状成分の検出処理などのノイズ低減処理を施す。サブトラクション画像生成部４１が透視サブトラクション画像においてノイズ抑制処理を行うことによりノイズ抑制画像（不図示）が生成される。
【００８９】
（Ｓ２０６）
サブトラクション画像生成部４１は、ノイズ抑制画像において高周波成分を強調する処理などのワイヤー強調処理を施して、デバイス強調画像Ｄを作成する。なお、デバイス強調画像Ｄは、３Ｄロードマップ画像Ｓの生成の指示がなされるまでは、ボリュームレンダリング画像Ｖと合成されずに、ディスプレイ３９に送られる場合がある。
【００９０】
《画像の合成（３Ｄロードマップ画像の生成）》
次に、治療フェーズにおける、３Ｄロードマップ画像Ｓの生成工程について図６を参照して説明する。図６は、第１実施形態のＸ線撮影装置による３Ｄロードマップ画像Ｓの生成処理の工程を示す概略フローチャートである。
【００９１】
（Ｓ２０７）
透視撮影スイッチを押下し透視サブトラクション画像やデバイス強調画像Ｄが表示されることに前後して、医師等は当該表示された画像を参照しつつガイドワイヤー、カテーテル等を動脈瘤近辺まで挿入する。動脈瘤近辺までデバイスが挿入されると、操作者が、動脈瘤の位置を正確に把握するために、また動脈瘤へのコイルの挿入状況を確認するために入力デバイス２８における３Ｄロードマップスイッチを押下する。画像処理装置１は、３Ｄロードマップスイッチが押下されたか判断する。
【００９２】
（Ｓ２０８）
画像処理装置１は、３Ｄロードマップスイッチが押下されたと判断した場合（Ｓ２０７；Ｙｅｓ）、ボリュームレンダリング画像生成部４０にボリュームレンダリング画像Ｖを生成させる。すなわち、ボリュームレンダリング画像生成部４０は、３次元画像メモリ２９からボリュームデータを読み出す。ボリュームレンダリング画像生成部４０は、ボリュームデータにボリュームレンダリング等の処理を実施してボリュームレンダリング画像Ｖを生成する。このボリュームレンダリング等の処理は、Ｘ線撮影装置における観察角度、観察視野、観察拡大率、観察位置などの情報によって示される状況と一致するように行われる。
【００９３】
（Ｓ２０９）
画像処理装置１は、ステップ２０６の後、Ｘ線撮影装置（Ｘ線撮影機構１０）における撮影条件の変更があったか判断する。撮影条件の変更とは、観察角度や拡大率あるいは寝台の移動や患者の動き等である。これらの情報は、Ｘ線撮影機構１０からの情報に基づくか、または透視像等に基づき制御部２７等により判断される。なお、上記条件の変更についての判断は、図６において記載の便宜上ステップ２０７やステップ２０８の後に記載されているが、判断のタイミングは図６のパターンに限られない。また、撮影条件の変更は、入力デバイス２８を介して指示される場合もある。
【００９４】
（Ｓ２１０）
画像処理装置１は、撮影条件の変更があったと判断した場合（Ｓ２０９；Ｙｅｓ）、Ｘ線撮影機構１０に、被検体を数フレーム撮影させる。画像処理装置１はＸ線検出器１４が検出した数フレーム分の投影データを受け、デジタル信号に変換した後、透視マスク像生成部４２に送る。透視マスク像生成部４２は、マスク像の投影データを加算平均して透視マスク像Ｍを生成して２次元画像メモリ３０に格納する。
【００９５】
（Ｓ２１１）
コイル画像生成部４８は、２次元画像メモリ３０から透視マスク像Ｍを読み出す。コイル画像生成部４８は読み出した透視マスク像Ｍに対しコイル抽出処理を施す。例えばコイル画像生成部４８は、透視マスク像Ｍに対してローパスフィルター処理により低周波成分を除去する。また、この画像と透視マスク像Ｍをサブトラクション処理する。さらにコイル画像生成部４８は閾値処理を施すことによって、コイルの画素値に対応した閾値によりコイルが示す部分を抽出する。これによりコイル画像生成部４８はコイル抽出画像Ｃを生成する。
【００９６】
（Ｓ２１２）
３Ｄロードマップスイッチが押下されるまで（Ｓ２０７；Ｎｏ）、画像合成部３５は、デバイス強調画像Ｄ（サブトラクション画像）およびリアルタイム透視像Ｒを累積的に合成する。
【００９７】
撮影条件の変更があるまで（Ｓ２０９；Ｎｏ）、画像合成部３５は、デバイス強調画像Ｄ（サブトラクション画像）、リアルタイム透視像Ｒおよびボリュームレンダリング画像Ｖを累積的に合成する。これにより３Ｄロードマップ画像Ｓが生成される。
【００９８】
コイル抽出画像Ｃが生成されると、画像合成部３５は、デバイス強調画像Ｄ（サブトラクション画像）、リアルタイム透視像Ｒ、ボリュームレンダリング画像Ｖおよびコイル抽出画像Ｃを累積的に合成する。これにより３Ｄロードマップ画像Ｓが生成される。
【００９９】
なお、画像合成部３５はそれぞれの画像を異なる色で表示するように合成することができる。また、各画像の合成比率を合成比率変更部により変更することができる。各画像の合成比率の変更により各画像（レイヤー）の透明度を異なったものとすることができる。各画像の透明度は、適宜変更することができる。つまり、透視開始時の透視開始時（デフォルト値）には、被検体の動きを把握するため、リアルタイム透視像Ｒのレイヤーの比率を高くして表示する。そして、被検体の動きがないと確認された後は合成比率変更部により、リアルタイム透視像Ｒのレイヤーの比率を低くし、ガイドワイヤー等のデバイス画像やボリュームレンダリング画像の視認性を向上させることもできる。
【０１００】
合成された画像データは、Ｄ／Ａ変換器３８によって、アナログに変換されディスプレイ３９に送られる。なお、ディスプレイ３９によっては、アナログ変換の処理を行わなくてもよい場合がある。ディスプレイ３９は、画像処理装置１から受けたアナログ又はデジタルの画像データに基づき、３Ｄロードマップ画像やデバイス強調画像等を表示する。
【０１０１】
以上のように、第１実施形態は、医療行為の支援に使用される装置に有用であり、特に、血管内治療において医師等のデバイス操作者が、ガイドワイヤー、カテーテル、コイル等を視認して、効率的に医療行為を行う場合に適している。
【０１０２】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態にかかるＸ線撮影装置について説明する。
【０１０３】
（動作の概要）
まず、図１を参照して、第１実施形態に係る画像処理装置１およびＸ線撮影機構１０の動作の概要を説明する。図１に示すＸ線撮影機構１０は、一例として次のようにボリュームデータ（３次元血管画像データ）を得る。ボリュームデータはボリュームレンダリング画像Ｖを生成するためのデータである。
【０１０４】
第２実施形態に係るＸ線撮影装置は、被検体の周りでＸ線撮影機構１０を高速に回転させながら２次元のマスク像の投影データを複数フレーム収集する。次に造影剤が注入された被検体の周りで、再びＸ線撮影機構を高速に回転させながら２次元のコントラスト画像の投影データを複数フレーム収集する。
【０１０５】
ある角度で収集されたマスク像と、同じ角度で収集されたコントラスト画像とをサブトラクション処理する。サブトラクション処理によって、ＤＳＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）データを得る。
【０１０６】
次にＤＳＡデータの再構成を行い、血管像が強調されたボリュームデータを得る。再構成されたボリュームデータは、３次元画像メモリに格納される。
【０１０７】
次にＸ線撮影装置は、例えば次のようにしてボリュームレンダリング画像Ｖを生成して透視サブトラクション画像との合成画像を生成する。
【０１０８】
Ｘ線撮影装置は、ユーザによる操作に基づき透視撮影を開始する。Ｘ線撮影装置は透視撮影の開始後、透視マスク像データを収集する。また、Ｘ線撮影装置はリアルタイム透視像データを収集する。さらにＸ線撮影装置は、サブトラクション処理によって、透視サブトラクションデータを生成する。Ｘ線撮影装置は、これらの処理と併せて、（１）被検体内のガイドワイヤー、カテーテルなどを強調して表示させる。また、（２）３Ｄロードマップ生成指示があるかを判断する。さらに（３）撮影における条件変更があるかを判断する。（４）リアルタイム透視像Ｒの合成比率を透視開始時間の経過に伴って、自動的に減少させる。以下、これら（１）〜（４）の処理の概要について説明する。
【０１０９】
（１）透視撮影の開始後、医師等は透視像を参照しながら、ガイドワイヤー、カテーテルなどのデバイスを被検体内に挿入する。このとき画像処理装置１は、透視サブトラクションデータに対し、線状成分の検出処理等を施す。その結果、透視像においてガイドワイヤー、カテーテルなどのデバイスを示す部分以外、すなわちノイズが抑制される。その結果、透視サブトラクションデータにおいて、デバイスを示す部分が、他の部分と比較して相対的に強調されて表示される。
【０１１０】
（２）Ｘ線撮影装置は、例えば被検体内へのデバイス挿入後に、３Ｄロードマップ生成指示があるか判断する。この指示は医師等の操作に基づく。当該生成指示を受けた場合、Ｘ線撮影装置は３次元画像メモリからボリュームデータを取得する。またＸ線撮影装置は、ボリュームデータにボリュームレンダリング等の処理を施してボリュームレンダリング画像Ｖを生成する。このボリュームレンダリング等の処理は、例えば、観察している角度・視野・拡大率・位置などの情報によって示される状況に対応して実行される。
【０１１１】
さらにＸ線撮影装置は、上記（１）の透視サブトラクションデータと、（２）のボリュームレンダリング画像等に基づいて３Ｄロードマップ画像を生成し、表示する。
【０１１２】
（３）Ｘ線撮影装置は、観察角度や拡大率あるいは寝台の移動や患者の動き等によって撮影における条件変更があるかを判断する。また、透視マスク像Ｍの再生成の指示があるかを判断する。条件変更または指示があったと判断した場合、Ｘ線撮影装置は、ボリュームデータを取得してボリュームレンダリング画像Ｖを条件変更に合わせて生成し直す。Ｘ線撮影装置は、さらに条件変更に合わせて透視マスク像Ｍとリアルタイム透視像Ｒを生成する。
【０１１３】
（４）Ｘ線撮影装置は、リアルタイム透視像の合成比率を透視開始時間の経過に伴って、自動的に減少させる。これにより３次元の血管像と、デバイス強調画像Ｄが強調され、ガイドワイヤー等が視認しやすくなる。
【０１１４】
次に図７を参照し、撮影における条件変更、透視マスク像Ｍの再生成の指示に応じた画像処理装置１の動作の概要について説明する。なお、この動作は動脈瘤に対するコイル塞栓術の例による。図７は、第２実施形態のＸ線撮影装置によって３Ｄロードマップ画像Ｓが生成される工程を模式的に示す概略ブロック図である。
【０１１５】
《デバイス強調画像の生成》
画像処理装置１は、透視マスク像Ｍとリアルタイム透視像Ｒとをサブトラクション処理することによって、透視サブトラクションデータを得る（Ｓ３０１）。図７において、リアルタイム透視像Ｒと透視マスク像Ｍの間に表示される記号「−」は、サブトラクション処理を意味する。また、画像処理装置１は、透視サブトラクションデータに対し、ノイズ抑制処理を施す（Ｓ３０２）。
【０１１６】
画像処理装置１は、ノイズ制御処理を施された透視サブトラクションデータに対し、線状成分の検出処理等を施す（ワイヤー強調）。その結果、透視像においてガイドワイヤー等のデバイスが相対的に強調されたデバイス強調画像Ｄが生成される（Ｓ３０３）。
【０１１７】
《マスク処理・合成比率の調整》
画像処理装置１は、リアルタイム透視像Ｒに対してマスク処理を施す。例えば、画像処理装置１は、リアルタイム透視像Ｒと、ボリュームレンダリング画像Ｖにおける血管が存在する部分とが重畳する部分についてのみ、リアルタイム透視像Ｒの合成比率を下げる処理を行う。この処理により、リアルタイム透視像Ｒの合成比率を高めた場合でも、ボリュームレンダリング画像Ｖの視認性が低下する事態を回避可能である。（Ｓ３０４）。画像処理装置１は、さらにリアルタイム透視像Ｒに対して視認性係数ｋを掛けて、リアルタイム透視像Ｒの合成比率を経時的減少させ、合成画像中におけるデバイスを相対的に強調させる（Ｓ３０５）。
【０１１８】
《３Ｄロードマップ画像》
画像処理装置１は、デバイス強調画像Ｄ、マスク処理されたリアルタイム透視像Ｒの合成処理が行われる（ステップＳ３０６）。さらにボリュームレンダリング画像Ｖと当該合成処理が行われた画像データとを更に合成処理し、３Ｄロードマップ画像Ｓが生成される。また、画像処理装置１は３Ｄロードマップ画像Ｓをディスプレイ３９に表示させる。
【０１１９】
このように、第２実施形態に係るＸ線撮影装置は、リアルタイム透視像Ｒとボリュームレンダリング画像Ｖ、デバイス強調画像Ｄなどを合成して表示する。これにより、血管と、被検体の体内の構造の位置関係をユーザが把握できる。したがって、被検体と撮影機構の相対的位置が変位してもユーザが把握することが可能である。さらに、画像処理装置１は、さらにリアルタイム透視像Ｒの合成比率を経時的に減少させる。それにより合成画像中におけるデバイスを相対的に強調させることが可能である。
【０１２０】
（Ｘ線撮影装置の全体構成）
次に、図１を参照して、第２実施形態に係るＸ線撮影装置の構成を説明する。図１に示すように、第２実施形態に係るＸ線撮影装置は、Ｘ線撮影機構１０と、画像処理装置１と、ディスプレイ３９とを含んで構成される。またＸ線撮影装置は、図示しないシステム制御部を備える。
【０１２１】
図示しないシステム制御部は、画像処理装置１、Ｘ線撮影機構１０等のＸ線撮影装置全体を制御する。
【０１２２】
入力デバイス２８は、例えばキーボード、マウスと、さらにロードマップスイッチを有する。ロードマップスイッチは現在の透視画像に対して血管のロードマップ（３Ｄロードマップ画像Ｓ）を合成する旨の指示を入力するためのものである。
【０１２３】
ディスプレイ３９は、画像処理装置１から各画像データ受け、透視像、デバイス強調画像Ｄ、３Ｄロードマップ画像Ｓ等を表示する。
【０１２４】
なお、Ｘ線撮影装置の具体的な内容については、第１実施形態と同様であるため、説明を割愛する。
【０１２５】
（画像処理装置の構成）
次に、図１および図８を参照して、第１実施形態に係る画像処理装置１の構成を説明する。図８は、第２実施形態に係る画像処理装置１の機能的な構成を示す概略ブロック図である。画像処理装置１は、Ａ／Ｄ変換器２６を介してＸ線撮影機構１０のＸ線検出器１４に接続される。
【０１２６】
図８に示すように画像処理装置１は、Ａ／Ｄ変換器２６、制御部２７、３次元画像メモリ２９、２次元画像メモリ３０、フィルタリング部３１、アフィン変換部３２、サブトラクション処理部３４、画像合成部３５、３次元画像取得部３６、ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ−ｕｐ Ｔａｂｌｅ）３７、ボリュームレンダリング画像生成部４０、サブトラクション画像生成部４１、透視マスク像生成部４２、血管情報抽出部４３、再構成部４７、Ｄ／Ａ変換器（Ｄｉｇｉｔａｌ／Ａｎａｌｏｇ）３８、を含んで構成される。画像処理装置１には、Ｄ／Ａ変換器３８を介してディスプレイ３９が接続される。また、画像処理装置１には、ロードマップスイッチを含む入力デバイス２８が接続される。制御部２７は、画像処理装置１の各部の制御を行う。なお、第２実施形態においては、コイル画像生成部４８を含まない。
【０１２７】
《２次元画像メモリ、フィルタリング部、アフィン変換部》
２次元画像メモリ３０は、Ｘ線撮影機構１０で発生され、Ａ／Ｄ変換器２６によりデジタル信号に変換された２次元の投影データ（Ｘ線画像データ）を格納する。２次元画像メモリ３０に記憶される投影データには、フィルタリング部３１で高周波強調等のフィルタリングを受けた２次元のＸ線画像データが含まれる。また記憶される投影データとしてアフィン変換部３２で画像拡大・移動等のアフィン変換を受けた投影データ等が含まれる。
【０１２８】
《サブトラクション処理部》
サブトラクション処理部３４は、２次元画像メモリ３０に格納されたコントラスト画像の投影データから、マスク像の投影データをサブトラクション処理する。この処理を説明するにあたり、１〜Ｎフレーム目のマスク像と、１〜Ｎフレーム目のコントラスト画像とが、それぞれ順に同じ角度で撮影されているものとする。
【０１２９】
例えば、サブトラクション処理部３４は、Ｎフレーム目に撮影したマスク像と、Ｎフレーム目に撮影したコントラスト画像とを２次元画像メモリ３０から読み出す。また、サブトラクション処理部３４は、これらを自然対数に変換する。サブトラクション処理部３４はそのうえでサブトラクション処理を施す。その結果、サブトラクション処理部３４は、あるマスク像から、そのマスク像と投影方向が同じであるコントラスト画像をサブトラクション処理することになる。このように、サブトラクション処理部３４は、同じ角度同士のマスク画像からコントラスト画像をサブトラクション処理する。なお、このサブトラクション処理は双方自然対数に変換した後に行われる。以下、サブトラクション処理された投影データを「ＤＳＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）データ」と記載することがある。
【０１３０】
サブトラクション処理部３４は、Ｎフレーム（例えば１００フレーム）分のＤＳＡデータを再構成部４７に送る。
【０１３１】
《再構成部》
再構成部４７は、サブトラクション処理部３４からＮフレーム分のＤＳＡデータを受ける。再構成部４７は、この複数の２次元のＤＳＡデータからボリュームデータの再構成を行う。再構成法としては、Ｆｅｌｄｋａｍｐ等によって提案されたフィルタードバックプロジェクション法等がある。フィルタードバックプロジェクションの場合を示すと、例えば１００フレームのＤＳＡデータに対して、適当なコンボリューションフィルターをかける。コンボリューションフィルターとしては、例えばＳｈｅｐｐ＆ＬｏｇａｎやＲａｍａｃｈａｎｄｒａｎのようなものがある。
【０１３２】
再構成部４７は次に逆投影演算を行うことによりボリュームデータ（再構成データ）を得る。ここで、再構成領域は、Ｘ線管球の全方向へのＸ線束に内接する円筒として定義される。この円筒内は、例えば、Ｘ線検出器１４の１検出素子の幅に投影される再構成領域中心部での長さｄで３次元的に離散化され、離散点のデータの再構成像を得る必要がある。但し、ここでは離散間隔の一例を示したが、装置によって定義された離散間隔を用いればよい。
【０１３３】
再構成部４７は、ボリュームデータを３次元画像メモリ２９に格納する。なお、上記ではサブトラクション処理されたＤＳＡデータを再構成することによりボリュームデータを生成した。しかし、この構成に限られず、次のような構成をとることも可能である。例えば、画像処理装置１は、再構成部４７によりマスク像の投影データから再構成したボリュームデータを生成する。また、画像処理装置１は再構成部４７によりコントラスト画像から再構成したボリュームデータを生成する。サブトラクション処理部３４は、マスク像のボリュームデータと、コントラスト画像のボリュームデータとをサブトラクション処理してもよい。
【０１３４】
《３次元画像メモリ》
３次元画像メモリ２９は、再構成部４７から受けたボリュームデータを格納する。
【０１３５】
また、この再構成部４７から受けたボリュームデータの代わりに外部の装置から取得したボリュームデータを３次元画像メモリ２９に格納してもよい。外部の装置としては、例えば、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置などの医用画像診断装置やＰＡＣＳ等がある。Ｘ線ＣＴ装置からはＣＴＡ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）を取得する。ＭＲＩ装置からはＭＲＡ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）、非造影ＭＲＡ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）等を取得する。また、外部の装置から取得したボリュームデータを取得する場合は、３次元画像取得部３６が、例えばネットワークを経由して、外部からのボリュームデータを取得することができる。
【０１３６】
また、外部からのボリュームデータに血管情報以外の人体情報が含まれる場合には、別途、血管情報抽出部４３によって閾値処理や画素値の範囲指定、リージョングローイングなどの方法を用いて血管情報を抽出し、ボリュームデータを生成する。もしくは、閾値処理や画素値の範囲指定、リージョングローイングなどの方法の組み合わせなどにより血管情報を抽出し、ボリュームデータを生成するようにしてもよい。
【０１３７】
《透視マスク像生成部》
透視マスク像生成部４２は、制御部２７から透視マスク像Ｍの生成の指示を受ける。例えば操作者が入力デバイス２８を介して透視撮影の開始を指示する操作を行ったことに応じてこの指示がなされる。すなわち、Ｘ線撮影装置は透視撮影の開始の指示を受けて、Ｘ線撮影機構１０により被検体を撮影する。その撮影により投影データが数フレーム分収集される。投影データはデジタル信号に変換され、画像処理装置１に送られる。画像処理装置１の制御部２７は、透視マスク像生成部４２に、透視マスク像Ｍの生成の指示を行う。
【０１３８】
透視マスク像生成部４２は、透視撮影により収集された数フレーム分の当該投影データを取得し、例えば１秒間加算平均された透視マスク像Ｍを生成して２次元画像メモリ３０に格納する。
【０１３９】
なお、図示しない動画像生成部は、透視マスク像Ｍの生成に対応して、リアルタイム透視像Ｒを生成する。すなわち、Ｘ線撮影装置は、Ｘ線撮影機構１０により被検体を所定間隔で撮影する。その撮影により投影データが順次収集される。順次収集された投影データは画像処理装置１に送られる。画像処理装置１は、投影データを受けてデジタル信号に変換する。また、画像処理装置１の制御部２７は、動画像生成部に、リアルタイム透視像Ｒの生成の指示を行う。動画像生成部は、透視撮影により順次収集された当該投影データを取得し、リアルタイム透視像Ｒを順次生成して２次元画像メモリ３０に格納する。
【０１４０】
《サブトラクション画像生成部》
透視マスク像Ｍおよびリアルタイム透視像Ｒが２次元画像メモリ３０に格納されると、制御部２７は、サブトラクション画像生成部４１にＤＳＡデータを生成させる。すなわち、制御部２７は２次元画像メモリ３０から透視マスク像Ｍと継続的に収集されているリアルタイム透視像Ｒの画像データまたは投影データを読み出す。制御部２７はこれらのデータをサブトラクション画像生成部４１に送る。サブトラクション画像生成部４１は。透視マスク像Ｍからリアルタイム透視像Ｒをサブトラクション処理し、透視撮影による透視サブトラクション画像を生成する。なお、被検体内へガイドワイヤーやカテーテルなどのデバイスが挿入されていれば、この透視サブトラクション画像には、デバイスを示すデータが含まれる。
【０１４１】
また透視サブトラクション画像には、カテーテルやガイドワイヤー等の被検体内へ挿入されたデバイスを強調する処理が施されることが好ましい。透視サブトラクション画像においてデバイスを強調する処理を行うことによりデバイス強調画像Ｄ（図２参照）が生成される。例えば、デバイスを強調する処理としてノイズ低減処理が施される。かかるノイズ低減処理として、中央値フィルタ処理を採用することができる。
【０１４２】
また、さらなるデバイスの強調処理として、透視サブトラクション画像またはデバイス強調画像Ｄに、線状成分の検出処理が施すことが可能である。線状成分の検出処理を施すことにより、画像における線状成分を劣化させずにノイズ成分が低減される。その結果、画像において相対的にガイドワイヤー、カテーテルなどのデバイスの部分を強調することができる。
【０１４３】
図７において、リアルタイム透視像と透視マスク画像の間に表示される記号「−」は、サブトラクション処理を意味する。また、図７においては、透視サブトラクション画像に対し、ノイズ抑制処理とワイヤー強調処理を施して、デバイス強調画像Ｄを作成する工程を示している。ガイドワイヤー強調処理としては、例えば透視サブトラクション画像における高周波成分を強調する処理などがある。
【０１４４】
なお、これらの透視サブトラクション画像やデバイス強調画像Ｄは、他の画像（ボリュームレンダリング画像Ｖ等）と合成されてから、ディスプレイ３９に送られる場合がある。また、透視サブトラクション画像やデバイス強調画像Ｄは、他の画像と合成されずにディスプレイ３９に送られることもある。
【０１４５】
《ボリュームレンダリング画像生成部》
ボリュームレンダリング画像生成部４０は、３次元画像メモリ２９からボリュームデータを読み出し、ボリュームレンダリング画像Ｖを生成する。すなわち、操作者が３Ｄロードマップスイッチを押下すると、画像処理装置１の制御部２７は、ボリュームレンダリング画像生成部４０にボリュームレンダリング画像Ｖの生成を指示する。
【０１４６】
ボリュームレンダリング画像生成部４０は、制御部２７からボリュームレンダリング画像Ｖの生成の指示を受けると、ボリュームレンダリング等の処理を実施してボリュームレンダリング画像（３次元血管表示画像）を生成する。このボリュームレンダリング等の処理は、Ｘ線撮影装置（医用画像診断装置）の状況を示す情報に応じて行われる。つまり、ボリュームレンダリング画像生成部４０は、Ｘ線撮影装置の状況、例えば、観察角度、観察視野、観察拡大率、観察位置などの情報によって示される状況と一致するように上記処理を行う。
【０１４７】
《画像合成部》
画像合成部３５は、図２に示すように透視サブトラクション画像またはデバイス強調画像Ｄと、ボリュームレンダリング画像Ｖと、リアルタイム透視像Ｒとの任意の組み合わせを累積的に合成する。なお図２に表示される記号「＋」は、合成処理を意味する。また、図２において、記号「ｋ」は透視画像の視認性を意味する。ｋを一定レベルから時間経過とともに小さくし、一定時間経過後に、０または最初の値より小さい値にすることもできる。時間及び視認性については、適宜設定され得る。
【０１４８】
さらに画像合成部３５は、各画像の合成比率を図示しない合成比率変更部により変更することができる。すなわち、入力デバイス２８により各画像の合成比率を変更する操作がなされると、合成比率変更部は各画像（レイヤー）の透明度を操作に応じて変更する。
例えばガイドワイヤー等の動きを把握するため、透視撮影開始時には、３Ｄロードマップ画像Ｓにおいて抽出されたデバイス強調画像Ｄ（ガイドワイヤー画像等）のレイヤーの透明度を下げ不透明に近くする。その条件において画像合成部３５が各画像を合成すると、ガイドワイヤー等のデバイスの部分が画像において強調されデバイスの視認性が高まる。同じようにして、合成比率変更部は、３Ｄロードマップ画像Ｓにおける他の部分（リアルタイム透視像Ｒ等）のレイヤーを透明に近くして、相対的にデバイスの部分を強調することができる。
【０１４９】
言い換えれば、画像合成部３５は、各画像の合成比率の初期値（デフォルト値）に基づいて各画像を合成表示し、合成比率変更部により合成比率が変更された後は、変更後の合成比率に基づいて各画像を合成することができる。例えば、ボリュームデータ収集時から透視開始時間の被検体の動きを把握するため、透視開始時（デフォルト値）にはリアルタイム透視像のレイヤーの比率を高くして表示する。そして、被検体の動きがないと確認された後は合成比率変更部により、リアルタイム透視像画像のレイヤーの比率を低くし、ガイドワイヤー等のデバイス画像やボリュームレンダリング画像の視認性を向上させることもできる。
【０１５０】
また、合成比率変更部は、各画像のレイヤーの透明度を時系列に沿って変化させることもできる。例えば合成比率変更部が、段階的にリアルタイム透視像Ｒ像の透明度を高めていくと、３Ｄロードマップ画像Ｓにおけるデバイスの視認性が向上される。デバイスが挿入されていくにつれて、３Ｄロードマップ画像Ｓにおけるデバイスの周囲の部分（背景部分）の合成比率を減少させていき、３次元の血管の画像と、デバイスを強調させた画像を主として表示させるようにすれば、相対的にデバイス等の視認性が向上する。
【０１５１】
すなわち、合成比率変更部は、リアルタイム透視像Ｒにマスク処理を施す。例えば、画像処理装置１は、リアルタイム透視像Ｒと、ボリュームレンダリング画像Ｖにおける血管が存在する部分とが重畳する部分についてのみ、リアルタイム透視像Ｒの合成比率を下げる処理を行う。例えば、リアルタイム透視像Ｒの合成比率を高めた場合、相対的にボリュームレンダリング画像Ｖの合成比率が下がる。その結果、ボリュームレンダリング画像Ｖにおいて血管を示す部分の合成比率が下がる。これによって、表示される３Ｄロードマップ画像Ｓにおけるボリュームレンダリング画像の中で血管を示す部分の視認性が低下する事態が生じうる。そこで、上述のマスク処理が行われる。それにより、リアルタイム透視像Ｒの合成比率を高めた場合でも、ボリュームレンダリング画像Ｖの視認性が低下する事態を回避可能である。
【０１５２】
また合成比率変更部は、透視撮影開始、またはデバイス強調画像Ｄの生成を契機として、合成比率を変化させるまでの時間を計り始める。この時間は予め設定されている。合成比率変更部は、時間を計り始めてから前記した設定時間が経過したときに、合成比率を変更し始める。すなわち、合成比率変更部がさらにリアルタイム透視像Ｒの合成比率に対して視認性係数ｋを掛ける。合成比率の変化については、予め変化曲線が設定されており、時間あたりの視認性の係数ｋの減少率が定まっている。さらに合成比率変更部は、合成比率を変更し始めてから、合成比率の変更を終了するまでの時間を計り始める。この時間も予め設定されている。
【０１５３】
このように合成比率変更部は、時間を計測しつつ、所定の時間および所定の変化曲線に基づいて、リアルタイム透視像Ｒの合成比率に対して積算する視認性の係数ｋの値を経時的に減少させていく。その結果、透視撮影の進行状況に合わせて、合成画像が変化していき、画像中におけるデバイスの視認性が相対的に強調される。
【０１５４】
視認性の係数ｋの値を経時的に減少させていくタイミングは、上述のように透視撮影の開始から所定の時間が経過することによってもよい。ただし、操作者による入力デバイス２８の操作を契機としてもよい。また、視認性の係数ｋの値は経時的に減少していくことが好ましいが、操作者による入力デバイス２８の操作によって段階的に減少させてもよい。
【０１５５】
これらの処理によって、画像合成部３５は、３Ｄロードマップ画像Ｓを生成する。また、背景やデバイス強調画像Ｄ、リアルタイム透視像Ｒ、ボリュームレンダリング画像Ｖをそれぞれ異なる色で表示するように合成することができる。画像合成部３５は、ＬＵＴ３７を用いて、この合成画像のロードマップ部分に特異な色を割り当てることができ、又、階調変換を行うことができる。
【０１５６】
なお、操作者が、透視撮影開始の指示、デバイスの挿入、ロードマップスイッチの押下、コイルの載置の順で、インターベンション治療等を行う場合は、画像合成部３５は次のように動作する。
【０１５７】
画像処理装置１が入力デバイス２８を介して透視撮影開始の指示を受けると、画像合成部３５は、透視サブトラクション画像またはデバイス強調画像Ｄと、リアルタイム透視像Ｒとを受ける。画像合成部３５は、これらを合成してディスプレイ３９に表示させる。
【０１５８】
操作者が、被検体にガイドワイヤーおよびカテーテルを挿入し、入力デバイス２８を介し、これらデバイスを強調する旨の指示をすると、画像合成部３５がデバイス強調画像Ｄと、リアルタイム透視像Ｒとを受ける。合成比率変更部は、これらの画像の透明度を上述のように調整する。画像合成部３５は、これらを合成してディスプレイ３９に表示させる。
【０１５９】
操作者が、ロードマップスイッチを押下すると、画像合成部３５がデバイス強調画像Ｄと、リアルタイム透視像Ｒと、ボリュームレンダリング画像Ｖを受ける。画像合成部３５は、これらを合成してディスプレイ３９に表示させる。
【０１６０】
操作者が、被検体の動脈瘤等にコイルを載置し、入力デバイス２８を介して、再撮影の指示およびコイル抽出の指示をすると、画像合成部３５がデバイス強調画像Ｄと、リアルタイム透視像Ｒと、ボリュームレンダリング画像Ｖとを受ける。合成比率変更部は、これらの画像の透明度を上述のように調整する。画像合成部３５は、これらを合成してディスプレイ３９に表示させる。
【０１６１】
（画像処理装置の動作）
次に図７を参照して上述した画像処理装置１の処理の詳細を図９のフローチャートを参照して説明する。
【０１６２】
《ボリュームデータの生成》
第２実施形態のＸ線撮影装置によるボリュームデータを生成する工程については、第１実施形態で説明した内容（図４／Ｓ１１１〜Ｓ１１４）と同様である。したがって、説明を割愛する。
【０１６３】
《透視撮影》
第２実施形態のＸ線撮影装置によるデバイス強調画像Ｄの生成工程については、第１実施形態で説明した内容（図５／Ｓ２０１〜Ｓ２０６）と同様である。したがって、説明を割愛する。
【０１６４】
《画像の合成（３Ｄロードマップ画像の生成）》
次に、治療フェーズにおける、３Ｄロードマップ画像Ｓの生成工程について図９を参照して説明する。図９は、第２実施形態のＸ線撮影装置による３Ｄロードマップ画像Ｓの生成処理の工程を示す概略フローチャートである。
【０１６５】
（Ｓ２５１）
透視撮影スイッチを押下し透視サブトラクション画像やデバイス強調画像Ｄが表示されることに前後して、医師等は当該表示された画像を参照しつつガイドワイヤー、カテーテル等を動脈瘤近辺まで挿入する。動脈瘤近辺までデバイスが挿入されると、操作者が、動脈瘤の位置を正確に把握するために、また動脈瘤へのコイルの挿入状況を確認するために入力デバイス２８における３Ｄロードマップスイッチを押下する。画像処理装置１は、３Ｄロードマップスイッチが押下されたか判断する。
【０１６６】
（Ｓ２５２）
画像処理装置１は、３Ｄロードマップスイッチが押下されたと判断した場合（Ｓ２５１；Ｙｅｓ）、ボリュームレンダリング画像生成部４０にボリュームレンダリング画像Ｖを生成させる。すなわち、ボリュームレンダリング画像生成部４０は、３次元画像メモリ２９からボリュームデータを読み出す。ボリュームレンダリング画像生成部４０は、ボリュームデータにボリュームレンダリング等の処理を実施してボリュームレンダリング画像Ｖを生成する。このボリュームレンダリング等の処理は、Ｘ線撮影装置における観察角度、観察視野、観察拡大率、観察位置などの情報によって示される状況と一致するように行われる。
【０１６７】
（Ｓ２５３）
画像処理装置１は、透視撮影開始後またはデバイス強調画像Ｄの生成の後、所定時間が経過したか判断する。この所定時間とは、リアルタイム透視像Ｒ視認性の係数ｋの減少を開始する時間である。この時間は、画像処理装置１の制御部２７等により判断される。なお、上記条件の変更についての判断は、図９において記載の便宜上ステップ２５１やステップ２５２の後に記載されているが、判断のタイミングは図９のパターンに限られない。又、撮影条件の変更は、入力デバイス２８を介して指示される場合もある。
【０１６８】
（Ｓ２５４）
画像処理装置１は、所定時間が経過したと判断した場合（Ｓ２５３；Ｙｅｓ）、合成比率変更部（不図示）は、リアルタイム透視像Ｒの合成比率に積算する視認性の係数ｋの値を経時的に減少させる。この係数ｋの減少率は、適宜設定される。これにより画像合成部３５によって合成される合成画像中におけるデバイスの部分が相対的に強調される。
【０１６９】
（Ｓ２５５）
３Ｄロードマップスイッチが押下されるまで（Ｓ２５１；Ｎｏ）、画像合成部３５は、デバイス強調画像Ｄ（サブトラクション画像）およびリアルタイム透視像Ｒを累積的に合成する。
【０１７０】
３Ｄロードマップスイッチが押下され、ボリュームレンダリング画像Ｖが生成されると、画像合成部３５は、デバイス強調画像Ｄ（サブトラクション画像）、リアルタイム透視像Ｒおよびボリュームレンダリング画像Ｖを累積的に合成する。これにより３Ｄロードマップ画像Ｓが生成される。
【０１７１】
なお、画像合成部３５はそれぞれの画像を異なる色で表示するように合成することができる。また、各画像の合成比率を合成比率変更部により変更することができる。各画像の合成比率の変更により各画像（レイヤー）の透明度を異なったものとすることができる。各画像の透明度は、適宜変更することができる。つまり、透視開始時の透視開始時（デフォルト値）には、被検体の動きを把握するため、リアルタイム透視像Ｒのレイヤーの比率を高くして表示する。そして、被検体の動きがないと確認された後は合成比率変更部により、リアルタイム透視像Ｒのレイヤーの比率を低くし、ガイドワイヤー等のデバイス画像やボリュームレンダリング画像の視認性を向上させることもできる。
【０１７２】
合成された画像データは、Ｄ／Ａ変換器３８によって、アナログに変換されディスプレイ３９に送られる。なお、ディスプレイ３９によっては、アナログ変換の処理を行わなくてもよい場合がある。ディスプレイ３９は、画像処理装置１から受けたアナログ又はデジタルの画像データに基づき、３Ｄロードマップ画像Ｓやデバイス強調画像Ｄ等を表示する。
【０１７３】
以上のように、第２実施形態は、医療行為の支援に使用される装置に有用であり、特に、血管内治療において医師等のデバイス操作者が、ガイドワイヤー、カテーテル、コイル等を視認して、効率的に医療行為を行う場合に適している。
【０１７４】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態にかかるＸ線撮影装置について説明する。なお、第３実施形態においては、第１実施形態および第２実施形態と重複する部分について、適宜の説明を割愛する。
【０１７５】
第３実施形態においては、第１実施形態と同様に、透視撮影中に撮影における条件変更があると、コイル抽出画像Ｃの生成を行い３Ｄロードマップ画像Ｓの生成に反映させる。また、第３実施形態においては、第２実施形態と同様にリアルタイム透視像の合成比率を透視開始時間の経過に伴って、自動的に減少させる。
【０１７６】
次に図１０を参照し、撮影における条件変更、透視マスク像Ｍの再生成の指示に応じた画像処理装置１の動作の概要について説明する。なお、この動作は動脈瘤に対するコイル塞栓術の例による。図１０は、第３実施形態のＸ線撮影装置によって３Ｄロードマップ画像Ｓが生成される工程を模式的に示す概略ブロック図である。
【０１７７】
《コイル抽出画像の生成》
図１０に示すように、撮影における条件変更または透視マスク像Ｍの再生成の指示があると、Ｘ線撮影機構１０が透視マスク像Ｍおよびリアルタイム透視像Ｒを再度取得する。さらに、再取得した透視マスク像Ｍからコイルを抽出し、コイル抽出画像Ｃを生成する（Ｓ４０１）。
【０１７８】
《デバイス強調画像の生成》
画像処理装置１は、再取得した透視マスク像Ｍとリアルタイム透視像Ｒとをサブトラクション処理することによって、透視サブトラクションデータを得る（Ｓ４０２）。図１０において、リアルタイム透視像Ｒと透視マスク像Ｍの間に表示される記号「−」は、サブトラクション処理を意味する。また、画像処理装置１は、透視サブトラクションデータに対し、ノイズ抑制処理を施す（Ｓ４０３）。
【０１７９】
画像処理装置１は、ノイズ制御処理を施された透視サブトラクションデータに対し、線状成分の検出処理等を施す（ワイヤー強調）。その結果、透視像においてガイドワイヤー等のデバイスが相対的に強調されたデバイス強調画像Ｄが生成される。
【０１８０】
《マスク処理・合成比率の調整》
画像処理装置１は、リアルタイム透視像Ｒに対してマスク処理を施す（Ｓ４０５）。画像処理装置１は、さらにリアルタイム透視像Ｒに対して視認性係数ｋを掛けて、リアルタイム透視像Ｒの合成比率を経時的減少させ、合成画像中におけるデバイスを相対的に強調させる（Ｓ４０６）。
【０１８１】
《３Ｄロードマップ画像》
画像処理装置１は、デバイス強調画像Ｄ、マスク処理されたリアルタイム透視像Ｒの合成処理が行われる（ステップＳ４０７）。さらにボリュームレンダリング画像Ｖと当該合成処理が行われた画像データとを更に合成処理し、３Ｄロードマップ画像Ｓが生成される。また、画像処理装置１は３Ｄロードマップ画像Ｓをディスプレイ３９に表示させる。
【０１８２】
このように、第３実施形態に係るＸ線撮影装置は、第１実施形態におけるコイル抽出画像Ｃの生成を行う。また、第２実施形態におけるリアルタイム透視像Ｒの合成比率を経時的に変化させる。これらの処理によって、透視撮影下においてガイドワイヤー、カテーテル、コイル等のデバイスの視認性が向上する。
【０１８３】
第３実施形態におけるＸ線撮影装置の全体構成および各部の具体的な構成は、第１実施形態および第２実施形態と同様である。
【０１８４】
第３実施形態における画像処理装置１の構成は、第１実施形態および第２実施形態と同様である。すなわち、画像処理装置１は、Ａ／Ｄ変換器２６、制御部２７、３次元画像メモリ２９、２次元画像メモリ３０、フィルタリング部３１、アフィン変換部３２、サブトラクション処理部３４、画像合成部３５、３次元画像取得部３６、ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ−ｕｐ Ｔａｂｌｅ）３７、ボリュームレンダリング画像生成部４０、サブトラクション画像生成部４１、透視マスク像生成部４２、血管情報抽出部４３、再構成部４７、コイル画像生成部４８、Ｄ／Ａ変換器（Ｄｉｇｉｔａｌ／Ａｎａｌｏｇ）３８、を含んで構成される。画像処理装置１には、Ｄ／Ａ変換器３８を介してディスプレイ３９が接続される。また、画像処理装置１には、ロードマップスイッチを含む入力デバイス２８が接続される。制御部２７は、画像処理装置１の各部の制御を行う。なお、第３実施形態においては、第２実施形態と異なりコイル画像生成部４８を含む。
【０１８５】
第３実施形態における画像処理装置１の各部の具体的な構成は、第１実施形態および第２実施形態と同様である。
【０１８６】
（画像処理装置の動作）
次に図１０を参照して上述した画像処理装置１の処理の詳細を図１１のフローチャートを参照して説明する。
【０１８７】
第３実施形態における画像処理装置１のボリュームデータの生成工程は、第１実施形態および第２実施形態と同様である（図４／Ｓ１１１〜Ｓ１１４参照）。
【０１８８】
第３実施形態のＸ線撮影装置によるデバイス強調画像Ｄの生成工程については、第１実施形態で説明した内容（図５／Ｓ２０１〜Ｓ２０６）と同様である。
【０１８９】
《画像の合成（３Ｄロードマップ画像の生成）》
次に、治療フェーズにおける、３Ｄロードマップ画像Ｓの生成工程について図１１を参照して説明する。図１１は、第３実施形態のＸ線撮影装置による３Ｄロードマップ画像Ｓの生成処理の工程を示す概略フローチャートである。
【０１９０】
（Ｓ２７１）
透視撮影スイッチを押下し、透視サブトラクション画像やデバイス強調画像Ｄが表示されることに前後して、医師等は当該表示された画像を参照しつつガイドワイヤー、カテーテル等を動脈瘤近辺まで挿入する。動脈瘤近辺までデバイスが挿入されると、操作者が、動脈瘤の位置を正確に把握するために、また動脈瘤へのコイルの挿入状況を確認するために入力デバイス２８における３Ｄロードマップスイッチを押下する。画像処理装置１は、３Ｄロードマップスイッチが押下されたか判断する。
【０１９１】
（Ｓ２７２）
画像処理装置１は、３Ｄロードマップスイッチが押下されたと判断した場合（Ｓ２７１；Ｙｅｓ）、ボリュームレンダリング画像生成部４０にボリュームレンダリング画像Ｖを生成させる。すなわち、ボリュームレンダリング画像生成部４０は、３次元画像メモリ２９からボリュームデータを読み出す。ボリュームレンダリング画像生成部４０は、ボリュームデータにボリュームレンダリング等の処理を実施してボリュームレンダリング画像Ｖを生成する。このボリュームレンダリング等の処理は、Ｘ線撮影装置における観察角度、観察視野、観察拡大率、観察位置などの情報によって示される状況と一致するように行われる。
【０１９２】
（Ｓ２７３）
画像処理装置１は、透視撮影開始後またはデバイス強調画像Ｄの生成の後、所定時間が経過したか判断する。この所定時間とは、リアルタイム透視像Ｒ視認性の係数ｋの減少を開始する時間である。この時間は、画像処理装置１の制御部２７等により判断される。なお、上記条件の変更についての判断は、図１１において記載の便宜上ステップ２７１やステップ２７２の後に記載されているが、判断のタイミングは図１１のパターンに限られない。又、撮影条件の変更は、入力デバイス２８を介して指示される場合もある。
【０１９３】
（Ｓ２７４）
画像処理装置１は、所定時間が経過したと判断した場合（Ｓ２７３；Ｙｅｓ）、合成比率変更部（不図示）は、リアルタイム透視像Ｒの合成比率に積算する視認性の係数ｋの値を経時的に減少させる。この係数ｋの減少率は、適宜設定される。これにより画像合成部３５によって合成される合成画像中におけるデバイスの部分が相対的に強調される。
【０１９４】
（Ｓ２７５）
画像処理装置１は、デバイス強調画像Ｄの生成の後、Ｘ線撮影装置（Ｘ線撮影機構１０）における撮影条件の変更があったか判断する。撮影条件の変更とは、観察角度や拡大率あるいは寝台の移動や患者の動き等である。これらの情報は、Ｘ線撮影機構１０からの情報に基づくか、または透視像等に基づき制御部２７等により判断される。なお、上記条件の変更についての判断は、図１１において記載の便宜上ステップ２７１〜ステップ２７４の後に記載されているが、判断のタイミングは図１１のパターンに限られない。
【０１９５】
（Ｓ２７６）
画像処理装置１は、撮影条件の変更があったと判断した場合（Ｓ２７５；Ｙｅｓ）、コイル画像生成部４８は、透視マスク像Ｍに対しコイル抽出処理を施す。例えばコイル画像生成部４８は、透視マスク像Ｍに対してローパスフィルター処理により低周波成分を除去する。また、この画像と透視マスク像Ｍをサブトラクション処理する。さらにコイル画像生成部４８は閾値処理を施すことによって、コイルの画素値に対応した閾値によりコイルが示す部分を抽出する。これによりコイル画像生成部４８はコイル抽出画像Ｃを生成する。
【０１９６】
（Ｓ２７７）
３Ｄロードマップスイッチが押下されるまで（Ｓ２７１；Ｎｏ）、画像合成部３５は、デバイス強調画像Ｄ（サブトラクション画像）およびリアルタイム透視像Ｒを累積的に合成する。
【０１９７】
３Ｄロードマップスイッチが押下され、ボリュームレンダリング画像Ｖが生成されると、画像合成部３５は、デバイス強調画像Ｄ（サブトラクション画像）、リアルタイム透視像Ｒおよびボリュームレンダリング画像Ｖを累積的に合成する。これにより３Ｄロードマップ画像Ｓが生成される。
【０１９８】
コイル抽出画像Ｃが生成されると（Ｓ２７５；Ｙｅｓ）、画像合成部３５は、デバイス強調画像Ｄ（サブトラクション画像）、リアルタイム透視像Ｒ、ボリュームレンダリング画像Ｖおよびコイル抽出画像Ｃを累積的に合成する。これにより３Ｄロードマップ画像Ｓが生成される。
【０１９９】
なお、画像合成部３５はそれぞれの画像を異なる色で表示するように合成することができる。また、各画像の合成比率を合成比率変更部により変更することができる。各画像の合成比率の変更により各画像（レイヤー）の透明度を異なったものとすることができる。各画像の透明度は、適宜変更することができる。つまり、透視開始時の透視開始時（デフォルト値）には、被検体の動きを把握するため、リアルタイム透視像Ｒのレイヤーの比率を高くして表示する。そして、被検体の動きがないと確認された後は合成比率変更部により、リアルタイム透視像Ｒのレイヤーの比率を低くし、ガイドワイヤー等のデバイス画像やボリュームレンダリング画像の視認性を向上させることもできる。
【０２００】
合成された画像データは、Ｄ／Ａ変換器３８によって、アナログに変換されディスプレイ３９に送られる。なお、ディスプレイ３９によっては、アナログ変換の処理を行わなくてもよい場合がある。ディスプレイ３９は、画像処理装置１から受けたアナログ又はデジタルの画像データに基づき、３Ｄロードマップ画像Ｓやデバイス強調画像Ｄ等を表示する。
【０２０１】
以上のように、第３実施形態は、医療行為の支援に使用される装置に有用であり、特に、血管内治療において医師等のデバイス操作者が、ガイドワイヤー、カテーテル、コイル等を視認して、効率的に医療行為を行う場合に適している。
【符号の説明】
【０２０２】
１ 画像処理装置
１０ Ｘ線撮影機構
１２ Ｘ線管球
１４ Ｘ線検出器
２６ Ａ／Ｄ変換器
２７ 制御部
２８ 入力デバイス
２９ ３次元画像メモリ
３０ ２次元画像メモリ
３１ フィルタリング部
３２ アフィン変換部
３４ サブトラクション処理部
３５ 画像合成部
３６ ３次元画像取得部
３７ ルックアップテーブル（ＬＵＴ）
３８ Ｄ／Ａ変換器（ディジタルアナログ変換器）
３９ ディスプレイ
４０ ボリュームレンダリング画像生成部
４１ サブトラクション画像生成部
４２ 透視マスク像生成部
４３ 血管情報抽出部
４７ 再構成部
４８ コイル画像生成部
【技術分野】
【０００１】
本発明の一実施形態は、医用画像診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線診断装置などを使用した医用画像技術は、急速な進歩を遂げている。動脈瘤の治療法の一つであるインターベンション治療（血管内治療）などにおいて、医師は、例えば足の付け根等から挿入したカテーテルを、カテーテル内を通したガイドワイヤーを用いて患部まで導く。
【０００３】
そして、カテーテルの先端からコイルのような閉塞物質を動脈瘤の中に留置する。このコイルの留置により血流を妨害し、その結果動脈瘤内で血液を凝固させて治療する。この場合、造影剤を注入してＸ線透視画像上で血管を視認することができる。
【０００４】
一方、造影剤を注入し続けると患者の負荷が大きくなりすぎる問題がある。そこで、一度造影剤を流して撮影されたＸ線画像とリアルタイムのＸ線透視像と重ね合わせて表示した２次元ロードマップが用いられる。
【０００５】
しかし、この２次元ロードマップは、寝台移動、撮影方向の変更、患者の身動などにより、作成し直す必要がある。煩雑な２次元ロードマップの作成し直しは、検査時間の増加と造影剤使用量の増加を招来する問題がある。
【０００６】
このような問題を解決するため、ボリュームレンダリング画像を用いてロードマップ画像を作成し、リアルタイム透視像と重ねて表示する３次元ロードマップは、検査時間の短縮と造影剤量の低減に効果があると期待されている。
【０００７】
しかし、リアルタイム透視像とボリュームレンダリング画像とを重ね合わせて表示する３次元ロードマップでは、ガイドワイヤーやカテーテル等のデバイスと骨などの人体組織構造とが重なって表示されるため、デバイスの像が非常に見え難いと言う課題が存在する。
【０００８】
デバイスの像の視認性を向上させるために、リアルタイム透視像と透視マスク像とをサブトラクション処理することでデバイス情報を抽出し、そのデバイス情報をボリュームレンダリング画像と重ね合わせる技術が特許文献１で公開されている。しかし当該技術では撮影角度が変更されたときに、改めて収集し直す透視マスク像にもコイルが存在するため、既に留置されているコイルを表示できないと言う課題が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−３９５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の一実施形態は、上記に鑑みてなされたものであって、デバイス（カテーテル、ガイドワイヤー、コイル等）の視認性を向上させることが可能な医用画像診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本実施形態の医用画像診断装置は、ボリュームレンダリング画像生成部と、マスク像記憶部と、リアルタイム透視像生成部と、サブトラクション画像生成部と、コイル画像生成部と、画像合成部と、を有する。ボリュームレンダリング画像生成部は、ボリュームデータから被検体内部の血管の情報を表したボリュームレンダリング画像を生成する。マスク像記憶部は、透視マスク像を記憶する。リアルタイム透視像生成部は、デバイス挿入に伴う時系列毎にリアルタイム透視像を収集する。サブトラクション画像生成部は、前記マスク像記憶部により記憶された透視マスク像と、前記時系列毎に収集されるリアルタイム透視像とのサブトラクション処理を行ってサブトラクション画像を生成する。コイル画像生成部は、前記透視マスク像からコイル画像を生成する。画像合成部は、前記ボリュームデータ、前記サブトラクション画像、前記コイル画像を合成した画像を生成する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係るＸ線撮影装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】第１実施形態のＸ線撮影装置によって３Ｄロードマップ画像が生成される工程を模式的に示す概略ブロック図である。
【図３】第１実施形態に係る画像処理装置の機能的な構成を示す概略ブロック図である。
【図４】第１実施形態のＸ線撮影装置によるボリュームデータを生成する処理の工程を示す概略フローチャートである。
【図５】第１実施形態のＸ線撮影装置によるデバイス強調画像の生成処理の工程を示す概略フローチャートである。
【図６】第１実施形態のＸ線撮影装置による３Ｄロードマップ画像の生成処理の工程を示す概略フローチャートである。
【図７】第２実施形態のＸ線撮影装置によって３Ｄロードマップ画像が生成される工程を模式的に示す概略ブロック図である。
【図８】第２実施形態に係る画像処理装置の機能的な構成を示す概略ブロック図である。
【図９】第２実施形態のＸ線撮影装置による３Ｄロードマップ画像の生成処理の工程を示す概略フローチャートである。
【図１０】第３実施形態のＸ線撮影装置によって３Ｄロードマップ画像が生成される工程を模式的に示す概略ブロック図である。
【図１１】第２実施形態の画像処理装置による３Ｄロードマップ画像の生成処理の工程を示す概略フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１〜１１を参照して、第１実施形態〜第３実施形態にかかるＸ線撮影装置について説明する。
【００１４】
［第１実施形態］
（動作の概要）
まず、図１を参照して、第１実施形態に係る画像処理装置１およびＸ線撮影機構１０の動作の概要を説明する。図１は、第１実施形態に係るＸ線撮影装置の構成を示す概略ブロック図である。図１に示すＸ線撮影機構１０は、一例として次のようにボリュームデータ（３次元血管画像データ）を得る。ボリュームデータはボリュームレンダリング画像Ｖを生成するためのデータである。
【００１５】
第１実施形態に係るＸ線撮影装置は、被検体の周りでＸ線撮影機構１０を高速に回転させながら２次元のマスク像の投影データを複数フレーム収集する。次に造影剤が注入された被検体の周りで、再びＸ線撮影機構を高速に回転させながら２次元のコントラスト画像の投影データを複数フレーム分収集する。
【００１６】
ある角度で収集されたマスク像と、同じ角度で収集されたコントラスト画像とをサブトラクション処理する。サブトラクション処理によって、ＤＳＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）データを得る。
【００１７】
次にＤＳＡデータの再構成を行い、血管像が強調されたボリュームデータを得る。再構成されたボリュームデータは、３次元画像メモリに格納される。
【００１８】
次にＸ線撮影装置は、例えば次のようにしてボリュームレンダリング画像Ｖを生成して透視サブトラクション画像との合成画像を生成する。
【００１９】
Ｘ線撮影装置は、ユーザによる操作に基づき透視撮影を開始する。Ｘ線撮影装置は透視撮影の開始後、透視マスク像データを収集する。また、Ｘ線撮影装置はリアルタイム透視像データを収集する。さらにＸ線撮影装置は、サブトラクション処理によって、透視サブトラクションデータを生成する。Ｘ線撮影装置は、これらの処理と併せて、（１）被検体内のガイドワイヤー、カテーテルなどを強調して表示させる。また、（２）３Ｄロードマップ生成指示があるかを判断する。さらに（３）撮影における条件変更があるかを判断する。以下、これら（１）〜（３）の処理の概要について説明する。
【００２０】
（１）透視撮影の開始後、医師等は透視像を参照しながら、ガイドワイヤー、カテーテルなどのデバイスを被検体内に挿入する。このとき画像処理装置１は、透視サブトラクションデータに対し、線状成分の検出処理等を施す。その結果、透視サブトラクションデータにおいてガイドワイヤー、カテーテルなどのデバイスを示す部分以外、すなわちノイズが抑制される。その結果、透視サブトラクションデータにおいて、デバイスを示す部分が、他の部分と比較して相対的に強調されて表示される。
【００２１】
（２）Ｘ線撮影装置は、例えば被検体内へのデバイス挿入後に、３Ｄロードマップ生成指示があるか判断する。この指示は医師等の操作に基づく。当該生成指示を受けた場合、Ｘ線撮影装置は３次元画像メモリからボリュームデータを取得する。またＸ線撮影装置は、ボリュームデータにボリュームレンダリング等の処理を施してボリュームレンダリング画像Ｖを生成する。このボリュームレンダリング等の処理は、例えば、観察している角度・視野・拡大率・位置などの情報によって示される状況に対応して実行される。
【００２２】
さらにＸ線撮影装置は、上記（１）の透視サブトラクションデータと、（２）のボリュームレンダリング画像等に基づいて３Ｄロードマップ画像を生成し、表示する。
【００２３】
（３）Ｘ線撮影装置は、観察角度や拡大率あるいは寝台の移動や患者の動き等によって撮影における条件変更があるかを判断する。また、透視マスク像Ｍの再生成の指示があるかを判断する。条件変更または指示があったと判断した場合、Ｘ線撮影装置は、ボリュームデータを取得してボリュームレンダリング画像Ｖを条件変更に合わせて生成し直す。Ｘ線撮影装置は、さらに条件変更に合わせて透視マスク像Ｍとリアルタイム透視像Ｒを生成する。
【００２４】
次に図２を参照し、撮影における条件変更、透視マスク像Ｍの再生成の指示に応じた画像処理装置１の動作の概要について説明する。なお、この動作は動脈瘤に対するコイル塞栓術の例による。
【００２５】
《コイル抽出画像の生成》
図２に示すように、撮影における条件変更または透視マスク像Ｍの再生成の指示があると、Ｘ線撮影機構１０が透視マスク像Ｍおよびリアルタイム透視像Ｒを再度取得する。さらに、再取得した透視マスク像Ｍからコイルを抽出し、コイル抽出画像Ｃを生成する（Ｓ１０１）。
【００２６】
《デバイス強調画像の生成》
画像処理装置１は、再取得した透視マスク像Ｍとリアルタイム透視像Ｒとをサブトラクション処理することによって、透視サブトラクションデータを得る（Ｓ１０２）。図２において、リアルタイム透視像Ｒと透視マスク像Ｍの間に表示される記号「−」は、サブトラクション処理を意味する。また、画像処理装置１は、透視サブトラクションデータに対し、ノイズ抑制処理を施す（Ｓ１０３）。
【００２７】
画像処理装置１は、ノイズ制御処理を施された透視サブトラクションデータに対し、線状成分の検出処理等を施す（ワイヤー強調）。その結果、透視像においてガイドワイヤー等のデバイスが相対的に強調されたデバイス強調画像Ｄが生成される（Ｓ１０４）。
【００２８】
《マスク処理》
画像処理装置１は、リアルタイム透視像Ｒに対してマスク処理を施す。例えば、画像処理装置１は、リアルタイム透視像Ｒと、ボリュームレンダリング画像Ｖにおける血管が存在する部分とが重畳する部分についてのみ、リアルタイム透視像Ｒの合成比率を下げる処理を行う。この処理により、リアルタイム透視像Ｒの合成比率を高めた場合でも、ボリュームレンダリング画像Ｖの視認性が低下する事態を回避可能である。（Ｓ１０５）。
【００２９】
《３Ｄロードマップ画像》
画像処理装置１は、コイル抽出画像Ｃ、デバイス強調画像Ｄ、マスク処理されたリアルタイム透視像Ｒの合成処理が行われる（ステップＳ１０６）。さらにボリュームレンダリング画像Ｖと当該合成処理が行われた画像データとを更に合成処理し、３Ｄロードマップ画像Ｓが生成される。また、画像処理装置１は３Ｄロードマップ画像Ｓをディスプレイ３９に表示させる。
【００３０】
このように、第１実施形態に係るＸ線撮影装置は、リアルタイム透視像Ｒとボリュームレンダリング画像Ｖ、デバイス強調画像Ｄなどを合成して表示する。これにより、血管と、被検体の体内の構造の位置関係をユーザが把握できる。したがって、被検体と撮影機構の相対的位置が変位してもユーザが把握することが可能である。さらに、撮影における条件変更または透視マスク像Ｍの再生成の指示があると、Ｘ線撮影機構１０が透視マスク像Ｍおよびリアルタイム透視像Ｒを再度取得する。さらに、コイル抽出画像Ｃが生成される。したがって、改めて３Ｄロードマップ画像Ｓを生成するときに、画像内のコイルが消失してしまうという事態を回避できる。
【００３１】
（Ｘ線撮影装置の全体構成）
次に、図１を参照して、第１実施形態に係るＸ線撮影装置の構成を説明する。図１に示すように、第１実施形態に係るＸ線撮影装置は、Ｘ線撮影機構１０と、画像処理装置１と、ディスプレイ３９とを含んで構成される。またＸ線撮影装置は、図示しないシステム制御部を備える。
【００３２】
図示しないシステム制御部は、画像処理装置１、Ｘ線撮影機構１０等のＸ線撮影装置全体を制御する。
【００３３】
入力デバイス２８は、例えばキーボード、マウスと、さらにロードマップスイッチを有する。ロードマップスイッチは現在の透視画像に対して血管のロードマップ（３Ｄロードマップ画像Ｓ）を合成する旨の指示を入力するためのものである。
【００３４】
ディスプレイ３９は、画像処理装置１から各画像データ受け、透視像、デバイス強調画像Ｄ、３Ｄロードマップ画像Ｓ等を表示する。
【００３５】
（Ｘ線撮影機構の構成）
次に、図１を参照して、第１実施形態に係るＸ線撮影機構１０の構成を説明する。Ｘ線撮影機構１０は、図示しないシステム制御部と、機構制御部と、寝台と、Ｘ線高電圧発生装置とを有する。図示しないＸ線高電圧発生装置は、Ｘ線制御部と高電圧発生部とを有する。また、Ｘ線撮影機構１０は、図示しないＸ線源装置と、アーム１１と、Ｘ線検出器１４とを有する。Ｘ線源装置は、Ｘ線管球１２と図示しないＸ線絞り装置とを有する。
【００３６】
アーム１１は、Ｘ線源装置（Ｘ線管球１２）およびＸ線検出器１４を支持する。例えばＣ型のアーム１１は、土台に設けられたモータでプロペラのように高速回転する。寝台は、被検体が横たわる。寝台は機構制御部に制御されて被検体が載置されたまま被検体を移動させることが可能である。
【００３７】
Ｘ線管球１２は、Ｘ線高電圧発生装置によって供給される高電圧を用いてＸ線を発生する。Ｘ線絞り装置は、Ｘ線管球１２によって発生されたＸ線の一部を遮蔽することで照射野を制御する。
【００３８】
Ｘ線検出器１４は、被検体を透過したＸ線を電荷に変換して検出する。Ｘ線検出器１４として、平面型Ｘ線検出器（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）やイメージインテンシファイアとＴＶカメラとの組み合わせから構成されるものを使用することができる。Ｘ線検出器１４によって検出された電荷は、２次元の投影データとして、画像処理装置１に送られる。後述のように、２次元の投影データは、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器２６によってデジタル信号に変換され、２次元画像メモリ３０に格納される。
【００３９】
図示しないシステム制御部は、ボリュームデータ収集の指示を受ける。Ｘ線撮影機構１０は当該指示に基づいて、造影剤注入前の投影データ（マスク像）を収集する。すなわち、システム制御部は、機構制御部を介して、血管に造影剤が被検体に注入される前に、例えば秒間５０度でアーム１１をプロペラのように高速回転させる。
【００４０】
これに合わせてＸ線制御部は、高電圧発生部を制御することで、Ｘ線管球１２によって発生されるＸ線を制御する。高電圧発生部は、Ｘ線管球１２に供給する高電圧を生成する。さらにシステム制御部は、機構制御部を介して、Ｘ線絞り装置によりＸ線の照射野を制御する。これにより、Ｘ線撮影機構１０は、例えば２度間隔で撮影を行い、Ｘ線検出器１４により例えば１００フレームの２次元の投影データを収集する。
【００４１】
次にＸ線撮影機構１０の機構制御部は、アーム１１を駆動してマスク撮影開始位置に戻す。その後、システム制御部は、機構制御部およびＸ線制御部を介して、マスク像の投影データの収集と同じように、造影剤注入後のコントラスト画像の投影データを収集する。造影剤が造影剤注入器（Ｉｎｊｅｃｔｏｒ）によって被検体に注入され、一定時間経過すると、Ｘ線撮影機構１０は、例えば２度間隔で撮影を行い、Ｘ線検出器１４により例えば１００フレームの２次元の投影データを収集する。
【００４２】
収集されたマスク像およびコントラスト画像の２次元投影データは、後述の画像処理装置１の造影剤注入前に収集された２次元投影データと同様、画像処理装置１における後述のＡ／Ｄ変換器２６でデジタル信号に変換され、２次元画像メモリ３０に格納される。
【００４３】
（画像処理装置の構成）
次に、図１および図３を参照して、第１実施形態に係る画像処理装置１の構成を説明する。図３は、第１実施形態に係る画像処理装置１の機能的な構成を示す概略ブロック図である。画像処理装置１は、Ａ／Ｄ変換器２６を介してＸ線撮影機構１０のＸ線検出器１４に接続される。
【００４４】
図３に示すように画像処理装置１は、Ａ／Ｄ変換器２６、制御部２７、３次元画像メモリ２９、２次元画像メモリ３０、フィルタリング部３１、アフィン変換部３２、サブトラクション処理部３４、画像合成部３５、３次元画像取得部３６、ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ−ｕｐ Ｔａｂｌｅ）３７、ボリュームレンダリング画像生成部４０、サブトラクション画像生成部４１、透視マスク像生成部４２、血管情報抽出部４３、再構成部４７、コイル画像生成部４８、Ｄ／Ａ変換器（Ｄｉｇｉｔａｌ／Ａｎａｌｏｇ）３８、を含んで構成される。画像処理装置１には、Ｄ／Ａ変換器３８を介してディスプレイ３９が接続される。また、画像処理装置１には、ロードマップスイッチを含む入力デバイス２８が接続される。制御部２７は、画像処理装置１の各部の制御を行う。
【００４５】
《２次元画像メモリ、フィルタリング部、アフィン変換部》
２次元画像メモリ３０は、Ｘ線撮影機構１０で発生され、Ａ／Ｄ変換器２６によりデジタル信号に変換された２次元の投影データ（Ｘ線画像データ）を格納する。２次元画像メモリ３０に記憶される投影データには、フィルタリング部３１で高周波強調等のフィルタリングを受けた２次元のＸ線画像データが含まれる。また記憶される投影データとしてアフィン変換部３２で画像拡大・移動等のアフィン変換を受けた投影データ等が含まれる。
【００４６】
《サブトラクション処理部》
サブトラクション処理部３４は、２次元画像メモリ３０に格納されたコントラスト画像の投影データから、マスク像の投影データをサブトラクション処理する。この処理を説明するにあたり、１〜Ｎフレーム目のマスク像と、１〜Ｎフレーム目のコントラスト画像とが、それぞれ順に同じ角度で撮影されているものとする。
【００４７】
例えば、サブトラクション処理部３４は、Ｎフレーム目に撮影したマスク像と、Ｎフレーム目に撮影したコントラスト画像とを２次元画像メモリ３０から読み出す。また、サブトラクション処理部３４は、これらを自然対数に変換する。サブトラクション処理部３４はそのうえでサブトラクション処理を施す。その結果、サブトラクション処理部３４は、あるマスク像から、そのマスク像と投影方向が同じであるコントラスト画像をサブトラクション処理することになる。このように、サブトラクション処理部３４は、同じ角度同士のマスク画像からコントラスト画像をサブトラクション処理する。なお、このサブトラクション処理は双方自然対数に変換した後に行われる。以下、サブトラクション処理された投影データを「ＤＳＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）データ」と記載する。
【００４８】
サブトラクション処理部３４は、Ｎフレーム（例えば１００フレーム）分のＤＳＡデータを再構成部４７に送る。
【００４９】
《再構成部》
再構成部４７は、サブトラクション処理部３４からＮフレーム分のＤＳＡデータを受ける。再構成部４７は、この複数の２次元のＤＳＡデータからボリュームデータの再構成を行う。再構成法としては、Ｆｅｌｄｋａｍｐ等によって提案されたフィルタードバックプロジェクション法等がある。フィルタードバックプロジェクションの場合を示すと、例えば１００フレームのＤＳＡデータに対して、適当なコンボリューションフィルターをかける。コンボリューションフィルターとしては、例えばＳｈｅｐｐ＆ＬｏｇａｎやＲａｍａｃｈａｎｄｒａｎのようなものがある。
【００５０】
再構成部４７は次に逆投影演算を行うことによりボリュームデータ（再構成データ）を得る。ここで、再構成領域は、Ｘ線管球の全方向へのＸ線束に内接する円筒として定義される。この円筒内は、例えば、Ｘ線検出器１４の１検出素子の幅に投影される再構成領域中心部での長さｄで３次元的に離散化され、離散点のデータの再構成像を得る必要がある。但し、ここでは離散間隔の一例を示したが、装置によって定義された離散間隔を用いればよい。
【００５１】
再構成部４７は、ボリュームデータを３次元画像メモリ２９に格納する。なお、上記ではサブトラクション処理されたＤＳＡデータを再構成することによりボリュームデータを生成した。しかし、この構成に限られず、次のような構成をとることも可能である。例えば、画像処理装置１は、再構成部４７によりマスク像の投影データから再構成したボリュームデータを生成する。また、画像処理装置１は再構成部４７によりコントラスト画像から再構成したボリュームデータを生成する。サブトラクション処理部３４は、マスク像のボリュームデータと、コントラスト画像のボリュームデータとをサブトラクション処理してもよい。
【００５２】
《３次元画像メモリ》
３次元画像メモリ２９は、再構成部４７から受けたボリュームデータを格納する。
【００５３】
また、この再構成部４７から受けたボリュームデータの代わりに外部の装置から取得したボリュームデータを３次元画像メモリ２９に格納してもよい。外部の装置としては、例えば、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置などの医用画像診断装置やＰＡＣＳ等がある。Ｘ線ＣＴ装置からはＣＴＡ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）を取得する。ＭＲＩ装置からはＭＲＡ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）、非造影ＭＲＡ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）等を取得する。また、外部の装置から取得したボリュームデータを取得する場合は、３次元画像取得部３６が、例えばネットワークを経由して、外部からのボリュームデータを取得することができる。
【００５４】
また、外部からのボリュームデータに血管情報以外の人体情報が含まれる場合には、別途、血管情報抽出部４３によって閾値処理や画素値の範囲指定、リージョングローイングなどの方法を用いて血管情報を抽出し、ボリュームデータを生成する。もしくは、閾値処理や画素値の範囲指定、リージョングローイングなどの方法の組み合わせなどにより血管情報を抽出し、ボリュームデータを生成するようにしてもよい。
【００５５】
《透視マスク像生成部》
透視マスク像生成部４２は、制御部２７から透視マスク像Ｍの生成の指示を受ける。例えば操作者が入力デバイス２８を介して透視撮影の開始を指示する操作を行ったことに応じてこの指示がなされる。すなわち、Ｘ線撮影装置は透視撮影の開始の指示を受けて、Ｘ線撮影機構１０により被検体を撮影する。その撮影により投影データが数フレーム分収集される。投影データはデジタル信号に変換され、画像処理装置１に送られる。画像処理装置１の制御部２７は、透視マスク像生成部４２に、透視マスク像Ｍの生成の指示を行う。
【００５６】
透視マスク像生成部４２は、透視撮影により収集された数フレーム分の当該投影データを取得し、例えば１秒間加算平均された透視マスク像Ｍを生成して２次元画像メモリ３０に格納する。
【００５７】
なお、図示しない動画像生成部は、透視マスク像Ｍの生成に対応して、リアルタイム透視像Ｒを生成する。すなわち、Ｘ線撮影装置は、Ｘ線撮影機構１０により被検体を所定間隔で撮影する。その撮影により投影データが順次収集される。順次収集された投影データは画像処理装置１に送られる。画像処理装置１は、投影データを受けてデジタル信号に変換する。また、画像処理装置１の制御部２７は、動画像生成部に、リアルタイム透視像Ｒの生成の指示を行う。動画像生成部は、透視撮影により順次収集された当該投影データを取得し、リアルタイム透視像Ｒを順次生成して２次元画像メモリ３０に格納する。リアルタイム透視像収集フェーズに移行すると、Ｘ線撮影装置からの指示により、カテーテル、ガイドワイヤーなどのデバイス操作が開始される。
【００５８】
《サブトラクション画像生成部》
透視マスク像Ｍおよびリアルタイム透視像Ｒが２次元画像メモリ３０に格納されると、制御部２７は、サブトラクション画像生成部４１に透視サブトラクションデータを生成させる。すなわち、制御部２７は２次元画像メモリ３０から透視マスク像Ｍと継続的に収集されているリアルタイム透視像Ｒの画像データまたは投影データを読み出す。制御部２７はこれらのデータをサブトラクション画像生成部４１に送る。サブトラクション画像生成部４１は。透視マスク像Ｍからリアルタイム透視像Ｒをサブトラクション処理し、透視撮影による透視サブトラクション画像を生成する。なお、被検体内へガイドワイヤーやカテーテルなどのデバイスが挿入されており、かつ透視マスク像Ｍの収集時からデバイスが移動していれば、この透視サブトラクション画像には、デバイスを示すデータが含まれる。
【００５９】
また透視サブトラクション画像には、カテーテルやガイドワイヤー等の被検体内へ挿入されたデバイスを強調する処理が施されることが好ましい。透視サブトラクション画像においてデバイスを強調する処理を行うことによりデバイス強調画像Ｄ（図２参照）が生成される。例えば、デバイスを強調する処理としてノイズ低減処理が施される。かかるノイズ低減処理として、中央値フィルタ処理を採用することができる。
【００６０】
また、さらなるデバイスの強調処理として、透視サブトラクション画像またはデバイス強調画像Ｄに、線状成分の検出処理が施すことが可能である。線状成分の検出処理を施すことにより、画像における線状成分を劣化させずにノイズ成分が低減される。その結果、画像において相対的にガイドワイヤー、カテーテルなどのデバイスの部分を強調することができる。
【００６１】
図２において、リアルタイム透視像と透視マスク画像の間に表示される記号「−」は、サブトラクション処理を意味する。また、図２においては、透視サブトラクション画像に対し、ノイズ抑制処理とワイヤー強調処理を施して、デバイス強調画像Ｄを作成する工程を示している。ガイドワイヤー強調処理としては、例えば透視サブトラクション画像における高周波成分を強調する処理などがある。
【００６２】
なお、これらの透視サブトラクション画像やデバイス強調画像Ｄは、他の画像（ボリュームレンダリング画像Ｖ等）と合成されてから、ディスプレイ３９に送られる場合がある。また、透視サブトラクション画像やデバイス強調画像Ｄは、他の画像と合成されずにディスプレイ３９に送られることもある。
【００６３】
《ボリュームレンダリング画像生成部》
ボリュームレンダリング画像生成部４０は、３次元画像メモリ２９からボリュームデータを読み出し、ボリュームレンダリング画像Ｖを生成する。すなわち、操作者が３Ｄロードマップスイッチを押下すると、画像処理装置１の制御部２７は、ボリュームレンダリング画像生成部４０にボリュームレンダリング画像Ｖの生成を指示する。
【００６４】
ボリュームレンダリング画像生成部４０は、制御部２７からボリュームレンダリング画像Ｖの生成の指示を受けると、ボリュームレンダリング等の処理を実施してボリュームレンダリング画像（３次元血管表示画像）を生成する。このボリュームレンダリング等の処理は、Ｘ線撮影装置（医用画像診断装置）の状況を示す情報に応じて行われる。つまり、ボリュームレンダリング画像生成部４０は、Ｘ線撮影装置の状況、例えば、観察角度、観察視野、観察拡大率、観察位置などの情報によって示される状況と一致するように上記処理を行う。
【００６５】
《コイル画像生成部》
コイル画像生成部４８は、透視マスク像Ｍに対しコイル抽出処理を施す。このコイル抽出処理により、透視マスク像Ｍにおいて、被検体内に載置されたコイルを示す部分を抽出してコイル抽出画像Ｃを生成する。かかるコイル抽出処理として、透視マスク像Ｍに対するローパスフィルター処理を採用できる。コイル画像生成部４８のローパスフィルター処理により、透視マスク像Ｍから低周波成分を除去した画像を得る。コイル画像生成部４８は、この画像をサブトラクション処理部３４に送り、サブトラクション処理部３４に、この画像と透視マスク画像とのサブトラクション処理を行わせる。
【００６６】
コイル画像生成部４８は、サブトラクション処理部３４にサブトラクション処理させた画像データまたはデバイス強調処理等が施された画像データを受ける。また、コイル画像生成部４８はこの画像データに対し、閾値処理を施す。すなわち、コイル画像生成部４８は、この画像データにおける画素値に基づいて、画像中におけるコイルを示す部分とその他の部分に分ける処理を行う。
【００６７】
コイルのＸ線吸収率は、他の部位に比較して明らかに高いため、他の部位の画素値とは相異する。したがって、コイル画像生成部４８は、ローパスフィルター処理を施した画像から元の透視マスク像Ｍをサブトラクション処理することにより、背景を圧縮することが可能となる。そして、コイル画像生成部４８がサブトラクション処理後の画像データに対し閾値処理を施すことによって、画素値に対応した閾値によりコイルが示す部分を抽出することが可能となる。このようにしてコイル画像生成部４８は、コイル抽出画像Ｃを生成する。
【００６８】
《画像合成部》
画像合成部３５は、図２に示すように透視サブトラクション画像またはデバイス強調画像Ｄと、ボリュームレンダリング画像Ｖと、リアルタイム透視像Ｒと、コイル抽出画像Ｃとの任意の組み合わせを累積的に合成する。なお図２に表示される記号「＋」は、合成処理を意味する。
【００６９】
さらに画像合成部３５は、各画像の合成比率を図示しない合成比率変更部により変更することができる。すなわち、入力デバイス２８により各画像の合成比率を変更する操作がなされると、合成比率変更部は各画像（レイヤー）の透明度を操作に応じて変更する。
例えばガイドワイヤー等の動きを把握するため、透視撮影開始時には、３Ｄロードマップ画像Ｓにおいて抽出されたデバイス強調画像Ｄ（ガイドワイヤー画像等）のレイヤーの透明度を下げ不透明に近くする。その条件において画像合成部３５が各画像を合成すると、ガイドワイヤー等のデバイスの部分が画像において強調されデバイスの視認性が高まる。同じようにして、合成比率変更部は、３Ｄロードマップ画像Ｓにおける他の部分（リアルタイム透視像Ｒ等）のレイヤーを透明に近くして、相対的にデバイスの部分を強調することができる。
【００７０】
言い換えれば、画像合成部３５は、各画像の合成比率の初期値（デフォルト値）に基づいて各画像を合成表示し、合成比率変更部により合成比率が変更された後は、変更後の合成比率に基づいて各画像を合成することができる。例えば、ボリュームデータ収集時から透視開始時間の被検体の動きを把握するため、透視開始時（デフォルト値）にはリアルタイム透視像のレイヤーの比率を高くして表示する。そして、被検体の動きがないと確認された後は合成比率変更部により、リアルタイム透視像画像のレイヤーの比率を低くし、ガイドワイヤー等のデバイス画像やボリュームレンダリング画像の視認性を向上させることもできる。
【００７１】
これらの処理によって、画像合成部３５は、３Ｄロードマップ画像Ｓを生成する。また、コイル抽出画像Ｃを、背景やデバイス強調画像Ｄ、リアルタイム透視像Ｒ、ボリュームレンダリング画像Ｖと異なる色で表示するように合成することができる。画像合成部３５は、ＬＵＴ３７を用いて、この合成画像のロードマップ部分に特異な色を割り当てることができ、又、階調変換を行うことができる。
【００７２】
なお、操作者が、透視撮影開始の指示、デバイスの挿入、ロードマップスイッチの押下、コイルの載置の順で、インターベンション治療等を行う場合は、画像合成部３５は次のように動作する。
【００７３】
画像処理装置１が入力デバイス２８を介して透視撮影開始の指示を受けると、画像合成部３５は、透視サブトラクション画像またはデバイス強調画像Ｄと、リアルタイム透視像Ｒとを受ける。画像合成部３５は、これらを合成してディスプレイ３９に表示させる。
【００７４】
操作者が、被検体にガイドワイヤーおよびカテーテルを挿入し、入力デバイス２８を介し、これらデバイスを強調する旨の指示をすると、画像合成部３５がデバイス強調画像Ｄと、リアルタイム透視像Ｒとを受ける。合成比率変更部は、これらの画像の透明度を上述のように調整する。画像合成部３５は、これらを合成してディスプレイ３９に表示させる。
【００７５】
操作者が、ロードマップスイッチを押下すると、画像合成部３５がデバイス強調画像Ｄと、リアルタイム透視像Ｒと、ボリュームレンダリング画像Ｖを受ける。画像合成部３５は、これらを合成してディスプレイ３９に表示させる。
【００７６】
操作者が、被検体の動脈瘤等にコイルを載置し、入力デバイス２８を介して、再撮影の指示およびコイル抽出の指示をすると、画像合成部３５がデバイス強調画像Ｄと、リアルタイム透視像Ｒと、ボリュームレンダリング画像Ｖと、コイル抽出画像Ｃを受ける。合成比率変更部は、これらの画像の透明度を上述のように調整する。画像合成部３５は、これらを合成してディスプレイ３９に表示させる。
【００７７】
（画像処理装置の動作）
次に図２を参照して上述した画像処理装置１の処理の詳細を図４から図６のフローチャートを参照して説明する。
【００７８】
《ボリュームデータの生成》
図４を参照して本実施形態のＸ線撮影装置によるボリュームデータを生成する工程について説明する。図４は、第１実施形態のＸ線撮影装置によるボリュームデータを生成する処理の工程を示す概略フローチャートである。
【００７９】
（Ｓ１１１）
まず操作者による入力デバイス２８の操作に応じ、Ｘ線撮影機構１０は、ボリュームデータ収集の指示を受ける。Ｘ線撮影機構１０のシステム制御部は当該指示に基づき機構制御部を介して、造影剤注入前に、例えば秒間５０度でアーム１１をプロペラのように高速回転させ、被検体をＸ線撮影する。これによってＸ線撮影装置は、造影剤注入前のマスク像の投影データを収集する。この投影データは、画像処理装置１に送信される。画像処理装置１は、Ａ／Ｄ変換器２６によってこの投影データをデジタル信号に変換し、２次元画像メモリ３０に格納する。
【００８０】
（Ｓ１１２）
マスク像の投影データが収集されると、被検体に造影剤が注入される。造影剤注入後に、Ｘ線撮影機構１０のシステム制御部は機構制御部を介して、マスク像と同じ様に被検体をＸ線撮影する。これによってＸ線撮影装置は、コントラスト画像の投影データを収集する。この投影データは、画像処理装置１に送信される。画像処理装置１は、Ａ／Ｄ変換器２６によってこの投影データをデジタル信号に変換し、２次元画像メモリ３０に格納する。
【００８１】
（Ｓ１１３）
サブトラクション処理部３４は、Ｎフレーム目に撮影したマスク像と、Ｎフレーム目に撮影したコントラスト画像とを２次元画像メモリ３０から読み出す。また、サブトラクション処理部３４は、これらを自然対数に変換する。その上でサブトラクション処理部３４はこれら同じ角度の画像同士をサブトラクション処理する。この処理により、ＤＳＡデータが生成される。サブトラクション処理部３４はこの処理を所定数のフレーム分繰り返す。サブトラクション処理部３４は所定数のフレーム分の処理が完了したら、ＤＳＡデータを再構成部４７に送信する。
【００８２】
（Ｓ１１４）
再構成部４７はＤＳＡデータを受ける。再構成部４７は、ＤＳＡデータからボリュームデータの再構成を行う。再構成部４７はこの処理により再構成されたボリュームデータを生成する。ボリュームデータは、３次元画像メモリ２９に格納される。
【００８３】
《透視撮影》
Ｘ線撮影装置においてボリュームデータの収集が終わると次は治療フェーズに移行される。まず被検体に挿入されるデバイスを示すデバイス強調画像Ｄの生成工程について図５を参照して説明する。図５は、第１実施形態のＸ線撮影装置によるデバイス強調画像Ｄの生成処理の工程を示す概略フローチャートである。
【００８４】
（Ｓ２０１）
ガイドワイヤー、カテーテル等を被検体内の動脈瘤近辺まで挿入するため、医師等は入力デバイス２８における透視撮影スイッチ（不図示）を押下する。Ｘ線撮影機構１０は、透視撮影スイッチの押下を受付けたか判断する。
【００８５】
（Ｓ２０２）
Ｘ線撮影機構１０は、透視撮影スイッチの押下を受付けたと判断した場合（Ｓ２０１；Ｙｅｓ）、被検体を数フレーム撮影する。画像処理装置１はＸ線検出器１４が検出した数フレーム分の投影データを受け、デジタル信号に変換した後、透視マスク像生成部４２に送る。透視マスク像生成部４２は、マスク像の投影データを加算平均して透視マスク像Ｍを生成して２次元画像メモリ３０に格納する。
【００８６】
（Ｓ２０３）
Ｘ線撮影機構１０は、被検体を所定間隔で撮影する。その撮影により順次収集された投影データは画像処理装置１でデジタル信号に変換され、図示しない動画像生成部に送られる。動画像生成部は透視撮影により順次収集された当該投影データを取得し、リアルタイム透視像Ｒを順次生成して２次元画像メモリ３０に格納する。
【００８７】
（Ｓ２０４）
制御部２７は２次元画像メモリ３０から透視マスク像Ｍと継続的に収集されているリアルタイム透視像Ｒの画像データまたは投影データを読み出し、サブトラクション画像生成部４１に送る。サブトラクション画像生成部４１は。透視マスク像Ｍからリアルタイム透視像Ｒをサブトラクション処理し、透視撮影による透視サブトラクション画像を生成する。
【００８８】
（Ｓ２０５）
またサブトラクション画像生成部４１は必要に応じて、透視サブトラクション画像に対し、デバイスを強調する処理を施す。例えば、デバイスを強調する処理として中央値フィルタ処理などのノイズ低減処理が施される。さらにサブトラクション画像生成部４１は、線状成分の検出処理などのノイズ低減処理を施す。サブトラクション画像生成部４１が透視サブトラクション画像においてノイズ抑制処理を行うことによりノイズ抑制画像（不図示）が生成される。
【００８９】
（Ｓ２０６）
サブトラクション画像生成部４１は、ノイズ抑制画像において高周波成分を強調する処理などのワイヤー強調処理を施して、デバイス強調画像Ｄを作成する。なお、デバイス強調画像Ｄは、３Ｄロードマップ画像Ｓの生成の指示がなされるまでは、ボリュームレンダリング画像Ｖと合成されずに、ディスプレイ３９に送られる場合がある。
【００９０】
《画像の合成（３Ｄロードマップ画像の生成）》
次に、治療フェーズにおける、３Ｄロードマップ画像Ｓの生成工程について図６を参照して説明する。図６は、第１実施形態のＸ線撮影装置による３Ｄロードマップ画像Ｓの生成処理の工程を示す概略フローチャートである。
【００９１】
（Ｓ２０７）
透視撮影スイッチを押下し透視サブトラクション画像やデバイス強調画像Ｄが表示されることに前後して、医師等は当該表示された画像を参照しつつガイドワイヤー、カテーテル等を動脈瘤近辺まで挿入する。動脈瘤近辺までデバイスが挿入されると、操作者が、動脈瘤の位置を正確に把握するために、また動脈瘤へのコイルの挿入状況を確認するために入力デバイス２８における３Ｄロードマップスイッチを押下する。画像処理装置１は、３Ｄロードマップスイッチが押下されたか判断する。
【００９２】
（Ｓ２０８）
画像処理装置１は、３Ｄロードマップスイッチが押下されたと判断した場合（Ｓ２０７；Ｙｅｓ）、ボリュームレンダリング画像生成部４０にボリュームレンダリング画像Ｖを生成させる。すなわち、ボリュームレンダリング画像生成部４０は、３次元画像メモリ２９からボリュームデータを読み出す。ボリュームレンダリング画像生成部４０は、ボリュームデータにボリュームレンダリング等の処理を実施してボリュームレンダリング画像Ｖを生成する。このボリュームレンダリング等の処理は、Ｘ線撮影装置における観察角度、観察視野、観察拡大率、観察位置などの情報によって示される状況と一致するように行われる。
【００９３】
（Ｓ２０９）
画像処理装置１は、ステップ２０６の後、Ｘ線撮影装置（Ｘ線撮影機構１０）における撮影条件の変更があったか判断する。撮影条件の変更とは、観察角度や拡大率あるいは寝台の移動や患者の動き等である。これらの情報は、Ｘ線撮影機構１０からの情報に基づくか、または透視像等に基づき制御部２７等により判断される。なお、上記条件の変更についての判断は、図６において記載の便宜上ステップ２０７やステップ２０８の後に記載されているが、判断のタイミングは図６のパターンに限られない。また、撮影条件の変更は、入力デバイス２８を介して指示される場合もある。
【００９４】
（Ｓ２１０）
画像処理装置１は、撮影条件の変更があったと判断した場合（Ｓ２０９；Ｙｅｓ）、Ｘ線撮影機構１０に、被検体を数フレーム撮影させる。画像処理装置１はＸ線検出器１４が検出した数フレーム分の投影データを受け、デジタル信号に変換した後、透視マスク像生成部４２に送る。透視マスク像生成部４２は、マスク像の投影データを加算平均して透視マスク像Ｍを生成して２次元画像メモリ３０に格納する。
【００９５】
（Ｓ２１１）
コイル画像生成部４８は、２次元画像メモリ３０から透視マスク像Ｍを読み出す。コイル画像生成部４８は読み出した透視マスク像Ｍに対しコイル抽出処理を施す。例えばコイル画像生成部４８は、透視マスク像Ｍに対してローパスフィルター処理により低周波成分を除去する。また、この画像と透視マスク像Ｍをサブトラクション処理する。さらにコイル画像生成部４８は閾値処理を施すことによって、コイルの画素値に対応した閾値によりコイルが示す部分を抽出する。これによりコイル画像生成部４８はコイル抽出画像Ｃを生成する。
【００９６】
（Ｓ２１２）
３Ｄロードマップスイッチが押下されるまで（Ｓ２０７；Ｎｏ）、画像合成部３５は、デバイス強調画像Ｄ（サブトラクション画像）およびリアルタイム透視像Ｒを累積的に合成する。
【００９７】
撮影条件の変更があるまで（Ｓ２０９；Ｎｏ）、画像合成部３５は、デバイス強調画像Ｄ（サブトラクション画像）、リアルタイム透視像Ｒおよびボリュームレンダリング画像Ｖを累積的に合成する。これにより３Ｄロードマップ画像Ｓが生成される。
【００９８】
コイル抽出画像Ｃが生成されると、画像合成部３５は、デバイス強調画像Ｄ（サブトラクション画像）、リアルタイム透視像Ｒ、ボリュームレンダリング画像Ｖおよびコイル抽出画像Ｃを累積的に合成する。これにより３Ｄロードマップ画像Ｓが生成される。
【００９９】
なお、画像合成部３５はそれぞれの画像を異なる色で表示するように合成することができる。また、各画像の合成比率を合成比率変更部により変更することができる。各画像の合成比率の変更により各画像（レイヤー）の透明度を異なったものとすることができる。各画像の透明度は、適宜変更することができる。つまり、透視開始時の透視開始時（デフォルト値）には、被検体の動きを把握するため、リアルタイム透視像Ｒのレイヤーの比率を高くして表示する。そして、被検体の動きがないと確認された後は合成比率変更部により、リアルタイム透視像Ｒのレイヤーの比率を低くし、ガイドワイヤー等のデバイス画像やボリュームレンダリング画像の視認性を向上させることもできる。
【０１００】
合成された画像データは、Ｄ／Ａ変換器３８によって、アナログに変換されディスプレイ３９に送られる。なお、ディスプレイ３９によっては、アナログ変換の処理を行わなくてもよい場合がある。ディスプレイ３９は、画像処理装置１から受けたアナログ又はデジタルの画像データに基づき、３Ｄロードマップ画像やデバイス強調画像等を表示する。
【０１０１】
以上のように、第１実施形態は、医療行為の支援に使用される装置に有用であり、特に、血管内治療において医師等のデバイス操作者が、ガイドワイヤー、カテーテル、コイル等を視認して、効率的に医療行為を行う場合に適している。
【０１０２】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態にかかるＸ線撮影装置について説明する。
【０１０３】
（動作の概要）
まず、図１を参照して、第１実施形態に係る画像処理装置１およびＸ線撮影機構１０の動作の概要を説明する。図１に示すＸ線撮影機構１０は、一例として次のようにボリュームデータ（３次元血管画像データ）を得る。ボリュームデータはボリュームレンダリング画像Ｖを生成するためのデータである。
【０１０４】
第２実施形態に係るＸ線撮影装置は、被検体の周りでＸ線撮影機構１０を高速に回転させながら２次元のマスク像の投影データを複数フレーム収集する。次に造影剤が注入された被検体の周りで、再びＸ線撮影機構を高速に回転させながら２次元のコントラスト画像の投影データを複数フレーム収集する。
【０１０５】
ある角度で収集されたマスク像と、同じ角度で収集されたコントラスト画像とをサブトラクション処理する。サブトラクション処理によって、ＤＳＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）データを得る。
【０１０６】
次にＤＳＡデータの再構成を行い、血管像が強調されたボリュームデータを得る。再構成されたボリュームデータは、３次元画像メモリに格納される。
【０１０７】
次にＸ線撮影装置は、例えば次のようにしてボリュームレンダリング画像Ｖを生成して透視サブトラクション画像との合成画像を生成する。
【０１０８】
Ｘ線撮影装置は、ユーザによる操作に基づき透視撮影を開始する。Ｘ線撮影装置は透視撮影の開始後、透視マスク像データを収集する。また、Ｘ線撮影装置はリアルタイム透視像データを収集する。さらにＸ線撮影装置は、サブトラクション処理によって、透視サブトラクションデータを生成する。Ｘ線撮影装置は、これらの処理と併せて、（１）被検体内のガイドワイヤー、カテーテルなどを強調して表示させる。また、（２）３Ｄロードマップ生成指示があるかを判断する。さらに（３）撮影における条件変更があるかを判断する。（４）リアルタイム透視像Ｒの合成比率を透視開始時間の経過に伴って、自動的に減少させる。以下、これら（１）〜（４）の処理の概要について説明する。
【０１０９】
（１）透視撮影の開始後、医師等は透視像を参照しながら、ガイドワイヤー、カテーテルなどのデバイスを被検体内に挿入する。このとき画像処理装置１は、透視サブトラクションデータに対し、線状成分の検出処理等を施す。その結果、透視像においてガイドワイヤー、カテーテルなどのデバイスを示す部分以外、すなわちノイズが抑制される。その結果、透視サブトラクションデータにおいて、デバイスを示す部分が、他の部分と比較して相対的に強調されて表示される。
【０１１０】
（２）Ｘ線撮影装置は、例えば被検体内へのデバイス挿入後に、３Ｄロードマップ生成指示があるか判断する。この指示は医師等の操作に基づく。当該生成指示を受けた場合、Ｘ線撮影装置は３次元画像メモリからボリュームデータを取得する。またＸ線撮影装置は、ボリュームデータにボリュームレンダリング等の処理を施してボリュームレンダリング画像Ｖを生成する。このボリュームレンダリング等の処理は、例えば、観察している角度・視野・拡大率・位置などの情報によって示される状況に対応して実行される。
【０１１１】
さらにＸ線撮影装置は、上記（１）の透視サブトラクションデータと、（２）のボリュームレンダリング画像等に基づいて３Ｄロードマップ画像を生成し、表示する。
【０１１２】
（３）Ｘ線撮影装置は、観察角度や拡大率あるいは寝台の移動や患者の動き等によって撮影における条件変更があるかを判断する。また、透視マスク像Ｍの再生成の指示があるかを判断する。条件変更または指示があったと判断した場合、Ｘ線撮影装置は、ボリュームデータを取得してボリュームレンダリング画像Ｖを条件変更に合わせて生成し直す。Ｘ線撮影装置は、さらに条件変更に合わせて透視マスク像Ｍとリアルタイム透視像Ｒを生成する。
【０１１３】
（４）Ｘ線撮影装置は、リアルタイム透視像の合成比率を透視開始時間の経過に伴って、自動的に減少させる。これにより３次元の血管像と、デバイス強調画像Ｄが強調され、ガイドワイヤー等が視認しやすくなる。
【０１１４】
次に図７を参照し、撮影における条件変更、透視マスク像Ｍの再生成の指示に応じた画像処理装置１の動作の概要について説明する。なお、この動作は動脈瘤に対するコイル塞栓術の例による。図７は、第２実施形態のＸ線撮影装置によって３Ｄロードマップ画像Ｓが生成される工程を模式的に示す概略ブロック図である。
【０１１５】
《デバイス強調画像の生成》
画像処理装置１は、透視マスク像Ｍとリアルタイム透視像Ｒとをサブトラクション処理することによって、透視サブトラクションデータを得る（Ｓ３０１）。図７において、リアルタイム透視像Ｒと透視マスク像Ｍの間に表示される記号「−」は、サブトラクション処理を意味する。また、画像処理装置１は、透視サブトラクションデータに対し、ノイズ抑制処理を施す（Ｓ３０２）。
【０１１６】
画像処理装置１は、ノイズ制御処理を施された透視サブトラクションデータに対し、線状成分の検出処理等を施す（ワイヤー強調）。その結果、透視像においてガイドワイヤー等のデバイスが相対的に強調されたデバイス強調画像Ｄが生成される（Ｓ３０３）。
【０１１７】
《マスク処理・合成比率の調整》
画像処理装置１は、リアルタイム透視像Ｒに対してマスク処理を施す。例えば、画像処理装置１は、リアルタイム透視像Ｒと、ボリュームレンダリング画像Ｖにおける血管が存在する部分とが重畳する部分についてのみ、リアルタイム透視像Ｒの合成比率を下げる処理を行う。この処理により、リアルタイム透視像Ｒの合成比率を高めた場合でも、ボリュームレンダリング画像Ｖの視認性が低下する事態を回避可能である。（Ｓ３０４）。画像処理装置１は、さらにリアルタイム透視像Ｒに対して視認性係数ｋを掛けて、リアルタイム透視像Ｒの合成比率を経時的減少させ、合成画像中におけるデバイスを相対的に強調させる（Ｓ３０５）。
【０１１８】
《３Ｄロードマップ画像》
画像処理装置１は、デバイス強調画像Ｄ、マスク処理されたリアルタイム透視像Ｒの合成処理が行われる（ステップＳ３０６）。さらにボリュームレンダリング画像Ｖと当該合成処理が行われた画像データとを更に合成処理し、３Ｄロードマップ画像Ｓが生成される。また、画像処理装置１は３Ｄロードマップ画像Ｓをディスプレイ３９に表示させる。
【０１１９】
このように、第２実施形態に係るＸ線撮影装置は、リアルタイム透視像Ｒとボリュームレンダリング画像Ｖ、デバイス強調画像Ｄなどを合成して表示する。これにより、血管と、被検体の体内の構造の位置関係をユーザが把握できる。したがって、被検体と撮影機構の相対的位置が変位してもユーザが把握することが可能である。さらに、画像処理装置１は、さらにリアルタイム透視像Ｒの合成比率を経時的に減少させる。それにより合成画像中におけるデバイスを相対的に強調させることが可能である。
【０１２０】
（Ｘ線撮影装置の全体構成）
次に、図１を参照して、第２実施形態に係るＸ線撮影装置の構成を説明する。図１に示すように、第２実施形態に係るＸ線撮影装置は、Ｘ線撮影機構１０と、画像処理装置１と、ディスプレイ３９とを含んで構成される。またＸ線撮影装置は、図示しないシステム制御部を備える。
【０１２１】
図示しないシステム制御部は、画像処理装置１、Ｘ線撮影機構１０等のＸ線撮影装置全体を制御する。
【０１２２】
入力デバイス２８は、例えばキーボード、マウスと、さらにロードマップスイッチを有する。ロードマップスイッチは現在の透視画像に対して血管のロードマップ（３Ｄロードマップ画像Ｓ）を合成する旨の指示を入力するためのものである。
【０１２３】
ディスプレイ３９は、画像処理装置１から各画像データ受け、透視像、デバイス強調画像Ｄ、３Ｄロードマップ画像Ｓ等を表示する。
【０１２４】
なお、Ｘ線撮影装置の具体的な内容については、第１実施形態と同様であるため、説明を割愛する。
【０１２５】
（画像処理装置の構成）
次に、図１および図８を参照して、第１実施形態に係る画像処理装置１の構成を説明する。図８は、第２実施形態に係る画像処理装置１の機能的な構成を示す概略ブロック図である。画像処理装置１は、Ａ／Ｄ変換器２６を介してＸ線撮影機構１０のＸ線検出器１４に接続される。
【０１２６】
図８に示すように画像処理装置１は、Ａ／Ｄ変換器２６、制御部２７、３次元画像メモリ２９、２次元画像メモリ３０、フィルタリング部３１、アフィン変換部３２、サブトラクション処理部３４、画像合成部３５、３次元画像取得部３６、ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ−ｕｐ Ｔａｂｌｅ）３７、ボリュームレンダリング画像生成部４０、サブトラクション画像生成部４１、透視マスク像生成部４２、血管情報抽出部４３、再構成部４７、Ｄ／Ａ変換器（Ｄｉｇｉｔａｌ／Ａｎａｌｏｇ）３８、を含んで構成される。画像処理装置１には、Ｄ／Ａ変換器３８を介してディスプレイ３９が接続される。また、画像処理装置１には、ロードマップスイッチを含む入力デバイス２８が接続される。制御部２７は、画像処理装置１の各部の制御を行う。なお、第２実施形態においては、コイル画像生成部４８を含まない。
【０１２７】
《２次元画像メモリ、フィルタリング部、アフィン変換部》
２次元画像メモリ３０は、Ｘ線撮影機構１０で発生され、Ａ／Ｄ変換器２６によりデジタル信号に変換された２次元の投影データ（Ｘ線画像データ）を格納する。２次元画像メモリ３０に記憶される投影データには、フィルタリング部３１で高周波強調等のフィルタリングを受けた２次元のＸ線画像データが含まれる。また記憶される投影データとしてアフィン変換部３２で画像拡大・移動等のアフィン変換を受けた投影データ等が含まれる。
【０１２８】
《サブトラクション処理部》
サブトラクション処理部３４は、２次元画像メモリ３０に格納されたコントラスト画像の投影データから、マスク像の投影データをサブトラクション処理する。この処理を説明するにあたり、１〜Ｎフレーム目のマスク像と、１〜Ｎフレーム目のコントラスト画像とが、それぞれ順に同じ角度で撮影されているものとする。
【０１２９】
例えば、サブトラクション処理部３４は、Ｎフレーム目に撮影したマスク像と、Ｎフレーム目に撮影したコントラスト画像とを２次元画像メモリ３０から読み出す。また、サブトラクション処理部３４は、これらを自然対数に変換する。サブトラクション処理部３４はそのうえでサブトラクション処理を施す。その結果、サブトラクション処理部３４は、あるマスク像から、そのマスク像と投影方向が同じであるコントラスト画像をサブトラクション処理することになる。このように、サブトラクション処理部３４は、同じ角度同士のマスク画像からコントラスト画像をサブトラクション処理する。なお、このサブトラクション処理は双方自然対数に変換した後に行われる。以下、サブトラクション処理された投影データを「ＤＳＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）データ」と記載することがある。
【０１３０】
サブトラクション処理部３４は、Ｎフレーム（例えば１００フレーム）分のＤＳＡデータを再構成部４７に送る。
【０１３１】
《再構成部》
再構成部４７は、サブトラクション処理部３４からＮフレーム分のＤＳＡデータを受ける。再構成部４７は、この複数の２次元のＤＳＡデータからボリュームデータの再構成を行う。再構成法としては、Ｆｅｌｄｋａｍｐ等によって提案されたフィルタードバックプロジェクション法等がある。フィルタードバックプロジェクションの場合を示すと、例えば１００フレームのＤＳＡデータに対して、適当なコンボリューションフィルターをかける。コンボリューションフィルターとしては、例えばＳｈｅｐｐ＆ＬｏｇａｎやＲａｍａｃｈａｎｄｒａｎのようなものがある。
【０１３２】
再構成部４７は次に逆投影演算を行うことによりボリュームデータ（再構成データ）を得る。ここで、再構成領域は、Ｘ線管球の全方向へのＸ線束に内接する円筒として定義される。この円筒内は、例えば、Ｘ線検出器１４の１検出素子の幅に投影される再構成領域中心部での長さｄで３次元的に離散化され、離散点のデータの再構成像を得る必要がある。但し、ここでは離散間隔の一例を示したが、装置によって定義された離散間隔を用いればよい。
【０１３３】
再構成部４７は、ボリュームデータを３次元画像メモリ２９に格納する。なお、上記ではサブトラクション処理されたＤＳＡデータを再構成することによりボリュームデータを生成した。しかし、この構成に限られず、次のような構成をとることも可能である。例えば、画像処理装置１は、再構成部４７によりマスク像の投影データから再構成したボリュームデータを生成する。また、画像処理装置１は再構成部４７によりコントラスト画像から再構成したボリュームデータを生成する。サブトラクション処理部３４は、マスク像のボリュームデータと、コントラスト画像のボリュームデータとをサブトラクション処理してもよい。
【０１３４】
《３次元画像メモリ》
３次元画像メモリ２９は、再構成部４７から受けたボリュームデータを格納する。
【０１３５】
また、この再構成部４７から受けたボリュームデータの代わりに外部の装置から取得したボリュームデータを３次元画像メモリ２９に格納してもよい。外部の装置としては、例えば、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置などの医用画像診断装置やＰＡＣＳ等がある。Ｘ線ＣＴ装置からはＣＴＡ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）を取得する。ＭＲＩ装置からはＭＲＡ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）、非造影ＭＲＡ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）等を取得する。また、外部の装置から取得したボリュームデータを取得する場合は、３次元画像取得部３６が、例えばネットワークを経由して、外部からのボリュームデータを取得することができる。
【０１３６】
また、外部からのボリュームデータに血管情報以外の人体情報が含まれる場合には、別途、血管情報抽出部４３によって閾値処理や画素値の範囲指定、リージョングローイングなどの方法を用いて血管情報を抽出し、ボリュームデータを生成する。もしくは、閾値処理や画素値の範囲指定、リージョングローイングなどの方法の組み合わせなどにより血管情報を抽出し、ボリュームデータを生成するようにしてもよい。
【０１３７】
《透視マスク像生成部》
透視マスク像生成部４２は、制御部２７から透視マスク像Ｍの生成の指示を受ける。例えば操作者が入力デバイス２８を介して透視撮影の開始を指示する操作を行ったことに応じてこの指示がなされる。すなわち、Ｘ線撮影装置は透視撮影の開始の指示を受けて、Ｘ線撮影機構１０により被検体を撮影する。その撮影により投影データが数フレーム分収集される。投影データはデジタル信号に変換され、画像処理装置１に送られる。画像処理装置１の制御部２７は、透視マスク像生成部４２に、透視マスク像Ｍの生成の指示を行う。
【０１３８】
透視マスク像生成部４２は、透視撮影により収集された数フレーム分の当該投影データを取得し、例えば１秒間加算平均された透視マスク像Ｍを生成して２次元画像メモリ３０に格納する。
【０１３９】
なお、図示しない動画像生成部は、透視マスク像Ｍの生成に対応して、リアルタイム透視像Ｒを生成する。すなわち、Ｘ線撮影装置は、Ｘ線撮影機構１０により被検体を所定間隔で撮影する。その撮影により投影データが順次収集される。順次収集された投影データは画像処理装置１に送られる。画像処理装置１は、投影データを受けてデジタル信号に変換する。また、画像処理装置１の制御部２７は、動画像生成部に、リアルタイム透視像Ｒの生成の指示を行う。動画像生成部は、透視撮影により順次収集された当該投影データを取得し、リアルタイム透視像Ｒを順次生成して２次元画像メモリ３０に格納する。
【０１４０】
《サブトラクション画像生成部》
透視マスク像Ｍおよびリアルタイム透視像Ｒが２次元画像メモリ３０に格納されると、制御部２７は、サブトラクション画像生成部４１にＤＳＡデータを生成させる。すなわち、制御部２７は２次元画像メモリ３０から透視マスク像Ｍと継続的に収集されているリアルタイム透視像Ｒの画像データまたは投影データを読み出す。制御部２７はこれらのデータをサブトラクション画像生成部４１に送る。サブトラクション画像生成部４１は。透視マスク像Ｍからリアルタイム透視像Ｒをサブトラクション処理し、透視撮影による透視サブトラクション画像を生成する。なお、被検体内へガイドワイヤーやカテーテルなどのデバイスが挿入されていれば、この透視サブトラクション画像には、デバイスを示すデータが含まれる。
【０１４１】
また透視サブトラクション画像には、カテーテルやガイドワイヤー等の被検体内へ挿入されたデバイスを強調する処理が施されることが好ましい。透視サブトラクション画像においてデバイスを強調する処理を行うことによりデバイス強調画像Ｄ（図２参照）が生成される。例えば、デバイスを強調する処理としてノイズ低減処理が施される。かかるノイズ低減処理として、中央値フィルタ処理を採用することができる。
【０１４２】
また、さらなるデバイスの強調処理として、透視サブトラクション画像またはデバイス強調画像Ｄに、線状成分の検出処理が施すことが可能である。線状成分の検出処理を施すことにより、画像における線状成分を劣化させずにノイズ成分が低減される。その結果、画像において相対的にガイドワイヤー、カテーテルなどのデバイスの部分を強調することができる。
【０１４３】
図７において、リアルタイム透視像と透視マスク画像の間に表示される記号「−」は、サブトラクション処理を意味する。また、図７においては、透視サブトラクション画像に対し、ノイズ抑制処理とワイヤー強調処理を施して、デバイス強調画像Ｄを作成する工程を示している。ガイドワイヤー強調処理としては、例えば透視サブトラクション画像における高周波成分を強調する処理などがある。
【０１４４】
なお、これらの透視サブトラクション画像やデバイス強調画像Ｄは、他の画像（ボリュームレンダリング画像Ｖ等）と合成されてから、ディスプレイ３９に送られる場合がある。また、透視サブトラクション画像やデバイス強調画像Ｄは、他の画像と合成されずにディスプレイ３９に送られることもある。
【０１４５】
《ボリュームレンダリング画像生成部》
ボリュームレンダリング画像生成部４０は、３次元画像メモリ２９からボリュームデータを読み出し、ボリュームレンダリング画像Ｖを生成する。すなわち、操作者が３Ｄロードマップスイッチを押下すると、画像処理装置１の制御部２７は、ボリュームレンダリング画像生成部４０にボリュームレンダリング画像Ｖの生成を指示する。
【０１４６】
ボリュームレンダリング画像生成部４０は、制御部２７からボリュームレンダリング画像Ｖの生成の指示を受けると、ボリュームレンダリング等の処理を実施してボリュームレンダリング画像（３次元血管表示画像）を生成する。このボリュームレンダリング等の処理は、Ｘ線撮影装置（医用画像診断装置）の状況を示す情報に応じて行われる。つまり、ボリュームレンダリング画像生成部４０は、Ｘ線撮影装置の状況、例えば、観察角度、観察視野、観察拡大率、観察位置などの情報によって示される状況と一致するように上記処理を行う。
【０１４７】
《画像合成部》
画像合成部３５は、図２に示すように透視サブトラクション画像またはデバイス強調画像Ｄと、ボリュームレンダリング画像Ｖと、リアルタイム透視像Ｒとの任意の組み合わせを累積的に合成する。なお図２に表示される記号「＋」は、合成処理を意味する。また、図２において、記号「ｋ」は透視画像の視認性を意味する。ｋを一定レベルから時間経過とともに小さくし、一定時間経過後に、０または最初の値より小さい値にすることもできる。時間及び視認性については、適宜設定され得る。
【０１４８】
さらに画像合成部３５は、各画像の合成比率を図示しない合成比率変更部により変更することができる。すなわち、入力デバイス２８により各画像の合成比率を変更する操作がなされると、合成比率変更部は各画像（レイヤー）の透明度を操作に応じて変更する。
例えばガイドワイヤー等の動きを把握するため、透視撮影開始時には、３Ｄロードマップ画像Ｓにおいて抽出されたデバイス強調画像Ｄ（ガイドワイヤー画像等）のレイヤーの透明度を下げ不透明に近くする。その条件において画像合成部３５が各画像を合成すると、ガイドワイヤー等のデバイスの部分が画像において強調されデバイスの視認性が高まる。同じようにして、合成比率変更部は、３Ｄロードマップ画像Ｓにおける他の部分（リアルタイム透視像Ｒ等）のレイヤーを透明に近くして、相対的にデバイスの部分を強調することができる。
【０１４９】
言い換えれば、画像合成部３５は、各画像の合成比率の初期値（デフォルト値）に基づいて各画像を合成表示し、合成比率変更部により合成比率が変更された後は、変更後の合成比率に基づいて各画像を合成することができる。例えば、ボリュームデータ収集時から透視開始時間の被検体の動きを把握するため、透視開始時（デフォルト値）にはリアルタイム透視像のレイヤーの比率を高くして表示する。そして、被検体の動きがないと確認された後は合成比率変更部により、リアルタイム透視像画像のレイヤーの比率を低くし、ガイドワイヤー等のデバイス画像やボリュームレンダリング画像の視認性を向上させることもできる。
【０１５０】
また、合成比率変更部は、各画像のレイヤーの透明度を時系列に沿って変化させることもできる。例えば合成比率変更部が、段階的にリアルタイム透視像Ｒ像の透明度を高めていくと、３Ｄロードマップ画像Ｓにおけるデバイスの視認性が向上される。デバイスが挿入されていくにつれて、３Ｄロードマップ画像Ｓにおけるデバイスの周囲の部分（背景部分）の合成比率を減少させていき、３次元の血管の画像と、デバイスを強調させた画像を主として表示させるようにすれば、相対的にデバイス等の視認性が向上する。
【０１５１】
すなわち、合成比率変更部は、リアルタイム透視像Ｒにマスク処理を施す。例えば、画像処理装置１は、リアルタイム透視像Ｒと、ボリュームレンダリング画像Ｖにおける血管が存在する部分とが重畳する部分についてのみ、リアルタイム透視像Ｒの合成比率を下げる処理を行う。例えば、リアルタイム透視像Ｒの合成比率を高めた場合、相対的にボリュームレンダリング画像Ｖの合成比率が下がる。その結果、ボリュームレンダリング画像Ｖにおいて血管を示す部分の合成比率が下がる。これによって、表示される３Ｄロードマップ画像Ｓにおけるボリュームレンダリング画像の中で血管を示す部分の視認性が低下する事態が生じうる。そこで、上述のマスク処理が行われる。それにより、リアルタイム透視像Ｒの合成比率を高めた場合でも、ボリュームレンダリング画像Ｖの視認性が低下する事態を回避可能である。
【０１５２】
また合成比率変更部は、透視撮影開始、またはデバイス強調画像Ｄの生成を契機として、合成比率を変化させるまでの時間を計り始める。この時間は予め設定されている。合成比率変更部は、時間を計り始めてから前記した設定時間が経過したときに、合成比率を変更し始める。すなわち、合成比率変更部がさらにリアルタイム透視像Ｒの合成比率に対して視認性係数ｋを掛ける。合成比率の変化については、予め変化曲線が設定されており、時間あたりの視認性の係数ｋの減少率が定まっている。さらに合成比率変更部は、合成比率を変更し始めてから、合成比率の変更を終了するまでの時間を計り始める。この時間も予め設定されている。
【０１５３】
このように合成比率変更部は、時間を計測しつつ、所定の時間および所定の変化曲線に基づいて、リアルタイム透視像Ｒの合成比率に対して積算する視認性の係数ｋの値を経時的に減少させていく。その結果、透視撮影の進行状況に合わせて、合成画像が変化していき、画像中におけるデバイスの視認性が相対的に強調される。
【０１５４】
視認性の係数ｋの値を経時的に減少させていくタイミングは、上述のように透視撮影の開始から所定の時間が経過することによってもよい。ただし、操作者による入力デバイス２８の操作を契機としてもよい。また、視認性の係数ｋの値は経時的に減少していくことが好ましいが、操作者による入力デバイス２８の操作によって段階的に減少させてもよい。
【０１５５】
これらの処理によって、画像合成部３５は、３Ｄロードマップ画像Ｓを生成する。また、背景やデバイス強調画像Ｄ、リアルタイム透視像Ｒ、ボリュームレンダリング画像Ｖをそれぞれ異なる色で表示するように合成することができる。画像合成部３５は、ＬＵＴ３７を用いて、この合成画像のロードマップ部分に特異な色を割り当てることができ、又、階調変換を行うことができる。
【０１５６】
なお、操作者が、透視撮影開始の指示、デバイスの挿入、ロードマップスイッチの押下、コイルの載置の順で、インターベンション治療等を行う場合は、画像合成部３５は次のように動作する。
【０１５７】
画像処理装置１が入力デバイス２８を介して透視撮影開始の指示を受けると、画像合成部３５は、透視サブトラクション画像またはデバイス強調画像Ｄと、リアルタイム透視像Ｒとを受ける。画像合成部３５は、これらを合成してディスプレイ３９に表示させる。
【０１５８】
操作者が、被検体にガイドワイヤーおよびカテーテルを挿入し、入力デバイス２８を介し、これらデバイスを強調する旨の指示をすると、画像合成部３５がデバイス強調画像Ｄと、リアルタイム透視像Ｒとを受ける。合成比率変更部は、これらの画像の透明度を上述のように調整する。画像合成部３５は、これらを合成してディスプレイ３９に表示させる。
【０１５９】
操作者が、ロードマップスイッチを押下すると、画像合成部３５がデバイス強調画像Ｄと、リアルタイム透視像Ｒと、ボリュームレンダリング画像Ｖを受ける。画像合成部３５は、これらを合成してディスプレイ３９に表示させる。
【０１６０】
操作者が、被検体の動脈瘤等にコイルを載置し、入力デバイス２８を介して、再撮影の指示およびコイル抽出の指示をすると、画像合成部３５がデバイス強調画像Ｄと、リアルタイム透視像Ｒと、ボリュームレンダリング画像Ｖとを受ける。合成比率変更部は、これらの画像の透明度を上述のように調整する。画像合成部３５は、これらを合成してディスプレイ３９に表示させる。
【０１６１】
（画像処理装置の動作）
次に図７を参照して上述した画像処理装置１の処理の詳細を図９のフローチャートを参照して説明する。
【０１６２】
《ボリュームデータの生成》
第２実施形態のＸ線撮影装置によるボリュームデータを生成する工程については、第１実施形態で説明した内容（図４／Ｓ１１１〜Ｓ１１４）と同様である。したがって、説明を割愛する。
【０１６３】
《透視撮影》
第２実施形態のＸ線撮影装置によるデバイス強調画像Ｄの生成工程については、第１実施形態で説明した内容（図５／Ｓ２０１〜Ｓ２０６）と同様である。したがって、説明を割愛する。
【０１６４】
《画像の合成（３Ｄロードマップ画像の生成）》
次に、治療フェーズにおける、３Ｄロードマップ画像Ｓの生成工程について図９を参照して説明する。図９は、第２実施形態のＸ線撮影装置による３Ｄロードマップ画像Ｓの生成処理の工程を示す概略フローチャートである。
【０１６５】
（Ｓ２５１）
透視撮影スイッチを押下し透視サブトラクション画像やデバイス強調画像Ｄが表示されることに前後して、医師等は当該表示された画像を参照しつつガイドワイヤー、カテーテル等を動脈瘤近辺まで挿入する。動脈瘤近辺までデバイスが挿入されると、操作者が、動脈瘤の位置を正確に把握するために、また動脈瘤へのコイルの挿入状況を確認するために入力デバイス２８における３Ｄロードマップスイッチを押下する。画像処理装置１は、３Ｄロードマップスイッチが押下されたか判断する。
【０１６６】
（Ｓ２５２）
画像処理装置１は、３Ｄロードマップスイッチが押下されたと判断した場合（Ｓ２５１；Ｙｅｓ）、ボリュームレンダリング画像生成部４０にボリュームレンダリング画像Ｖを生成させる。すなわち、ボリュームレンダリング画像生成部４０は、３次元画像メモリ２９からボリュームデータを読み出す。ボリュームレンダリング画像生成部４０は、ボリュームデータにボリュームレンダリング等の処理を実施してボリュームレンダリング画像Ｖを生成する。このボリュームレンダリング等の処理は、Ｘ線撮影装置における観察角度、観察視野、観察拡大率、観察位置などの情報によって示される状況と一致するように行われる。
【０１６７】
（Ｓ２５３）
画像処理装置１は、透視撮影開始後またはデバイス強調画像Ｄの生成の後、所定時間が経過したか判断する。この所定時間とは、リアルタイム透視像Ｒ視認性の係数ｋの減少を開始する時間である。この時間は、画像処理装置１の制御部２７等により判断される。なお、上記条件の変更についての判断は、図９において記載の便宜上ステップ２５１やステップ２５２の後に記載されているが、判断のタイミングは図９のパターンに限られない。又、撮影条件の変更は、入力デバイス２８を介して指示される場合もある。
【０１６８】
（Ｓ２５４）
画像処理装置１は、所定時間が経過したと判断した場合（Ｓ２５３；Ｙｅｓ）、合成比率変更部（不図示）は、リアルタイム透視像Ｒの合成比率に積算する視認性の係数ｋの値を経時的に減少させる。この係数ｋの減少率は、適宜設定される。これにより画像合成部３５によって合成される合成画像中におけるデバイスの部分が相対的に強調される。
【０１６９】
（Ｓ２５５）
３Ｄロードマップスイッチが押下されるまで（Ｓ２５１；Ｎｏ）、画像合成部３５は、デバイス強調画像Ｄ（サブトラクション画像）およびリアルタイム透視像Ｒを累積的に合成する。
【０１７０】
３Ｄロードマップスイッチが押下され、ボリュームレンダリング画像Ｖが生成されると、画像合成部３５は、デバイス強調画像Ｄ（サブトラクション画像）、リアルタイム透視像Ｒおよびボリュームレンダリング画像Ｖを累積的に合成する。これにより３Ｄロードマップ画像Ｓが生成される。
【０１７１】
なお、画像合成部３５はそれぞれの画像を異なる色で表示するように合成することができる。また、各画像の合成比率を合成比率変更部により変更することができる。各画像の合成比率の変更により各画像（レイヤー）の透明度を異なったものとすることができる。各画像の透明度は、適宜変更することができる。つまり、透視開始時の透視開始時（デフォルト値）には、被検体の動きを把握するため、リアルタイム透視像Ｒのレイヤーの比率を高くして表示する。そして、被検体の動きがないと確認された後は合成比率変更部により、リアルタイム透視像Ｒのレイヤーの比率を低くし、ガイドワイヤー等のデバイス画像やボリュームレンダリング画像の視認性を向上させることもできる。
【０１７２】
合成された画像データは、Ｄ／Ａ変換器３８によって、アナログに変換されディスプレイ３９に送られる。なお、ディスプレイ３９によっては、アナログ変換の処理を行わなくてもよい場合がある。ディスプレイ３９は、画像処理装置１から受けたアナログ又はデジタルの画像データに基づき、３Ｄロードマップ画像Ｓやデバイス強調画像Ｄ等を表示する。
【０１７３】
以上のように、第２実施形態は、医療行為の支援に使用される装置に有用であり、特に、血管内治療において医師等のデバイス操作者が、ガイドワイヤー、カテーテル、コイル等を視認して、効率的に医療行為を行う場合に適している。
【０１７４】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態にかかるＸ線撮影装置について説明する。なお、第３実施形態においては、第１実施形態および第２実施形態と重複する部分について、適宜の説明を割愛する。
【０１７５】
第３実施形態においては、第１実施形態と同様に、透視撮影中に撮影における条件変更があると、コイル抽出画像Ｃの生成を行い３Ｄロードマップ画像Ｓの生成に反映させる。また、第３実施形態においては、第２実施形態と同様にリアルタイム透視像の合成比率を透視開始時間の経過に伴って、自動的に減少させる。
【０１７６】
次に図１０を参照し、撮影における条件変更、透視マスク像Ｍの再生成の指示に応じた画像処理装置１の動作の概要について説明する。なお、この動作は動脈瘤に対するコイル塞栓術の例による。図１０は、第３実施形態のＸ線撮影装置によって３Ｄロードマップ画像Ｓが生成される工程を模式的に示す概略ブロック図である。
【０１７７】
《コイル抽出画像の生成》
図１０に示すように、撮影における条件変更または透視マスク像Ｍの再生成の指示があると、Ｘ線撮影機構１０が透視マスク像Ｍおよびリアルタイム透視像Ｒを再度取得する。さらに、再取得した透視マスク像Ｍからコイルを抽出し、コイル抽出画像Ｃを生成する（Ｓ４０１）。
【０１７８】
《デバイス強調画像の生成》
画像処理装置１は、再取得した透視マスク像Ｍとリアルタイム透視像Ｒとをサブトラクション処理することによって、透視サブトラクションデータを得る（Ｓ４０２）。図１０において、リアルタイム透視像Ｒと透視マスク像Ｍの間に表示される記号「−」は、サブトラクション処理を意味する。また、画像処理装置１は、透視サブトラクションデータに対し、ノイズ抑制処理を施す（Ｓ４０３）。
【０１７９】
画像処理装置１は、ノイズ制御処理を施された透視サブトラクションデータに対し、線状成分の検出処理等を施す（ワイヤー強調）。その結果、透視像においてガイドワイヤー等のデバイスが相対的に強調されたデバイス強調画像Ｄが生成される。
【０１８０】
《マスク処理・合成比率の調整》
画像処理装置１は、リアルタイム透視像Ｒに対してマスク処理を施す（Ｓ４０５）。画像処理装置１は、さらにリアルタイム透視像Ｒに対して視認性係数ｋを掛けて、リアルタイム透視像Ｒの合成比率を経時的減少させ、合成画像中におけるデバイスを相対的に強調させる（Ｓ４０６）。
【０１８１】
《３Ｄロードマップ画像》
画像処理装置１は、デバイス強調画像Ｄ、マスク処理されたリアルタイム透視像Ｒの合成処理が行われる（ステップＳ４０７）。さらにボリュームレンダリング画像Ｖと当該合成処理が行われた画像データとを更に合成処理し、３Ｄロードマップ画像Ｓが生成される。また、画像処理装置１は３Ｄロードマップ画像Ｓをディスプレイ３９に表示させる。
【０１８２】
このように、第３実施形態に係るＸ線撮影装置は、第１実施形態におけるコイル抽出画像Ｃの生成を行う。また、第２実施形態におけるリアルタイム透視像Ｒの合成比率を経時的に変化させる。これらの処理によって、透視撮影下においてガイドワイヤー、カテーテル、コイル等のデバイスの視認性が向上する。
【０１８３】
第３実施形態におけるＸ線撮影装置の全体構成および各部の具体的な構成は、第１実施形態および第２実施形態と同様である。
【０１８４】
第３実施形態における画像処理装置１の構成は、第１実施形態および第２実施形態と同様である。すなわち、画像処理装置１は、Ａ／Ｄ変換器２６、制御部２７、３次元画像メモリ２９、２次元画像メモリ３０、フィルタリング部３１、アフィン変換部３２、サブトラクション処理部３４、画像合成部３５、３次元画像取得部３６、ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ−ｕｐ Ｔａｂｌｅ）３７、ボリュームレンダリング画像生成部４０、サブトラクション画像生成部４１、透視マスク像生成部４２、血管情報抽出部４３、再構成部４７、コイル画像生成部４８、Ｄ／Ａ変換器（Ｄｉｇｉｔａｌ／Ａｎａｌｏｇ）３８、を含んで構成される。画像処理装置１には、Ｄ／Ａ変換器３８を介してディスプレイ３９が接続される。また、画像処理装置１には、ロードマップスイッチを含む入力デバイス２８が接続される。制御部２７は、画像処理装置１の各部の制御を行う。なお、第３実施形態においては、第２実施形態と異なりコイル画像生成部４８を含む。
【０１８５】
第３実施形態における画像処理装置１の各部の具体的な構成は、第１実施形態および第２実施形態と同様である。
【０１８６】
（画像処理装置の動作）
次に図１０を参照して上述した画像処理装置１の処理の詳細を図１１のフローチャートを参照して説明する。
【０１８７】
第３実施形態における画像処理装置１のボリュームデータの生成工程は、第１実施形態および第２実施形態と同様である（図４／Ｓ１１１〜Ｓ１１４参照）。
【０１８８】
第３実施形態のＸ線撮影装置によるデバイス強調画像Ｄの生成工程については、第１実施形態で説明した内容（図５／Ｓ２０１〜Ｓ２０６）と同様である。
【０１８９】
《画像の合成（３Ｄロードマップ画像の生成）》
次に、治療フェーズにおける、３Ｄロードマップ画像Ｓの生成工程について図１１を参照して説明する。図１１は、第３実施形態のＸ線撮影装置による３Ｄロードマップ画像Ｓの生成処理の工程を示す概略フローチャートである。
【０１９０】
（Ｓ２７１）
透視撮影スイッチを押下し、透視サブトラクション画像やデバイス強調画像Ｄが表示されることに前後して、医師等は当該表示された画像を参照しつつガイドワイヤー、カテーテル等を動脈瘤近辺まで挿入する。動脈瘤近辺までデバイスが挿入されると、操作者が、動脈瘤の位置を正確に把握するために、また動脈瘤へのコイルの挿入状況を確認するために入力デバイス２８における３Ｄロードマップスイッチを押下する。画像処理装置１は、３Ｄロードマップスイッチが押下されたか判断する。
【０１９１】
（Ｓ２７２）
画像処理装置１は、３Ｄロードマップスイッチが押下されたと判断した場合（Ｓ２７１；Ｙｅｓ）、ボリュームレンダリング画像生成部４０にボリュームレンダリング画像Ｖを生成させる。すなわち、ボリュームレンダリング画像生成部４０は、３次元画像メモリ２９からボリュームデータを読み出す。ボリュームレンダリング画像生成部４０は、ボリュームデータにボリュームレンダリング等の処理を実施してボリュームレンダリング画像Ｖを生成する。このボリュームレンダリング等の処理は、Ｘ線撮影装置における観察角度、観察視野、観察拡大率、観察位置などの情報によって示される状況と一致するように行われる。
【０１９２】
（Ｓ２７３）
画像処理装置１は、透視撮影開始後またはデバイス強調画像Ｄの生成の後、所定時間が経過したか判断する。この所定時間とは、リアルタイム透視像Ｒ視認性の係数ｋの減少を開始する時間である。この時間は、画像処理装置１の制御部２７等により判断される。なお、上記条件の変更についての判断は、図１１において記載の便宜上ステップ２７１やステップ２７２の後に記載されているが、判断のタイミングは図１１のパターンに限られない。又、撮影条件の変更は、入力デバイス２８を介して指示される場合もある。
【０１９３】
（Ｓ２７４）
画像処理装置１は、所定時間が経過したと判断した場合（Ｓ２７３；Ｙｅｓ）、合成比率変更部（不図示）は、リアルタイム透視像Ｒの合成比率に積算する視認性の係数ｋの値を経時的に減少させる。この係数ｋの減少率は、適宜設定される。これにより画像合成部３５によって合成される合成画像中におけるデバイスの部分が相対的に強調される。
【０１９４】
（Ｓ２７５）
画像処理装置１は、デバイス強調画像Ｄの生成の後、Ｘ線撮影装置（Ｘ線撮影機構１０）における撮影条件の変更があったか判断する。撮影条件の変更とは、観察角度や拡大率あるいは寝台の移動や患者の動き等である。これらの情報は、Ｘ線撮影機構１０からの情報に基づくか、または透視像等に基づき制御部２７等により判断される。なお、上記条件の変更についての判断は、図１１において記載の便宜上ステップ２７１〜ステップ２７４の後に記載されているが、判断のタイミングは図１１のパターンに限られない。
【０１９５】
（Ｓ２７６）
画像処理装置１は、撮影条件の変更があったと判断した場合（Ｓ２７５；Ｙｅｓ）、コイル画像生成部４８は、透視マスク像Ｍに対しコイル抽出処理を施す。例えばコイル画像生成部４８は、透視マスク像Ｍに対してローパスフィルター処理により低周波成分を除去する。また、この画像と透視マスク像Ｍをサブトラクション処理する。さらにコイル画像生成部４８は閾値処理を施すことによって、コイルの画素値に対応した閾値によりコイルが示す部分を抽出する。これによりコイル画像生成部４８はコイル抽出画像Ｃを生成する。
【０１９６】
（Ｓ２７７）
３Ｄロードマップスイッチが押下されるまで（Ｓ２７１；Ｎｏ）、画像合成部３５は、デバイス強調画像Ｄ（サブトラクション画像）およびリアルタイム透視像Ｒを累積的に合成する。
【０１９７】
３Ｄロードマップスイッチが押下され、ボリュームレンダリング画像Ｖが生成されると、画像合成部３５は、デバイス強調画像Ｄ（サブトラクション画像）、リアルタイム透視像Ｒおよびボリュームレンダリング画像Ｖを累積的に合成する。これにより３Ｄロードマップ画像Ｓが生成される。
【０１９８】
コイル抽出画像Ｃが生成されると（Ｓ２７５；Ｙｅｓ）、画像合成部３５は、デバイス強調画像Ｄ（サブトラクション画像）、リアルタイム透視像Ｒ、ボリュームレンダリング画像Ｖおよびコイル抽出画像Ｃを累積的に合成する。これにより３Ｄロードマップ画像Ｓが生成される。
【０１９９】
なお、画像合成部３５はそれぞれの画像を異なる色で表示するように合成することができる。また、各画像の合成比率を合成比率変更部により変更することができる。各画像の合成比率の変更により各画像（レイヤー）の透明度を異なったものとすることができる。各画像の透明度は、適宜変更することができる。つまり、透視開始時の透視開始時（デフォルト値）には、被検体の動きを把握するため、リアルタイム透視像Ｒのレイヤーの比率を高くして表示する。そして、被検体の動きがないと確認された後は合成比率変更部により、リアルタイム透視像Ｒのレイヤーの比率を低くし、ガイドワイヤー等のデバイス画像やボリュームレンダリング画像の視認性を向上させることもできる。
【０２００】
合成された画像データは、Ｄ／Ａ変換器３８によって、アナログに変換されディスプレイ３９に送られる。なお、ディスプレイ３９によっては、アナログ変換の処理を行わなくてもよい場合がある。ディスプレイ３９は、画像処理装置１から受けたアナログ又はデジタルの画像データに基づき、３Ｄロードマップ画像Ｓやデバイス強調画像Ｄ等を表示する。
【０２０１】
以上のように、第３実施形態は、医療行為の支援に使用される装置に有用であり、特に、血管内治療において医師等のデバイス操作者が、ガイドワイヤー、カテーテル、コイル等を視認して、効率的に医療行為を行う場合に適している。
【符号の説明】
【０２０２】
１ 画像処理装置
１０ Ｘ線撮影機構
１２ Ｘ線管球
１４ Ｘ線検出器
２６ Ａ／Ｄ変換器
２７ 制御部
２８ 入力デバイス
２９ ３次元画像メモリ
３０ ２次元画像メモリ
３１ フィルタリング部
３２ アフィン変換部
３４ サブトラクション処理部
３５ 画像合成部
３６ ３次元画像取得部
３７ ルックアップテーブル（ＬＵＴ）
３８ Ｄ／Ａ変換器（ディジタルアナログ変換器）
３９ ディスプレイ
４０ ボリュームレンダリング画像生成部
４１ サブトラクション画像生成部
４２ 透視マスク像生成部
４３ 血管情報抽出部
４７ 再構成部
４８ コイル画像生成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボリュームデータから被検体内部の血管の情報を表したボリュームレンダリング画像を生成するボリュームレンダリング画像生成部と、
透視マスク像を記憶するマスク像記憶部と、
デバイス挿入に伴う時系列毎にリアルタイム透視像を収集するリアルタイム透視像生成部と、
前記マスク像記憶部により記憶された透視マスク像と、前記時系列毎に収集されるリアルタイム透視像とのサブトラクション処理を行ってサブトラクション画像を生成するサブトラクション画像生成部と、
前記透視マスク像からコイル画像を生成するコイル画像生成部と、
前記ボリュームレンダリング画像、前記サブトラクション画像、前記コイル画像を合成した画像を生成する画像合成部とを有することを特徴とする医用画像診断装置。
【請求項２】
前記コイル画像生成部は、透視マスク像に対しローパスフィルタ処理を施し、透視マスク像とフィルタリング画像とをサブトラクション処理することによりコイルを抽出することを特徴とする請求項１に記載の医用画像診断装置。
【請求項３】
前記画像合成部は、コイル画像、サブトラクション画像、ボリュームレンダリング画像の一つもしくは二つに残りの画像の色とは異なる色相あるいは彩度の色を付して表示させることを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載の医用画像診断装置。
【請求項４】
前記サブトラクション画像生成部は、リアルタイム透視像から透視マスク像をサブトラクション処理して生成された画像に対し、ノイズ低減処理を施すことを特徴とする請求項１に記載の医用画像診断装置。
【請求項５】
前記ノイズ低減処理は、中央値フィルタ処理であることを特徴とする請求項４に記載の医用画像診断装置。
【請求項６】
前記サブトラクション画像生成部は、リアルタイム透視像から透視マスク像をサブトラクション処理して生成された画像に対し、線状成分の検出処理を施すことを特徴とする請求項１記載の医用画像診断装置。
【請求項７】
前記画像合成部は、ボリュームレンダリング画像と、リアルタイム透視画像と透視マスク像とのサブトラクション処理により生成されるサブトラクション画像と、コイル画像の各画像の合成比率を変更する合成比率変更部を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の医用画像診断装置。
【請求項８】
前記画像合成部は、予め設定された合成比率に基づいて各画像を合成表示し、前記合成比率変更部により該合成比率が変更された後は、変更後の合成比率に基づいて各画像を合成することを特徴とする請求項７に記載の医用画像診断装置。
【請求項９】
ボリュームデータに基づいて、医用画像診断装置の状態に応じたボリュームレンダリング画像を生成するボリュームレンダリング画像生成部と、
透視マスク像を生成する透視マスク像生成部と、
デバイス挿入に伴う時系列毎にリアルタイム透視像を生成するリアルタイム透視画像生成部と、
前記透視マスク像生成部により生成された透視マスク像と、前記時系列毎に生成されるリアルタイム透視像とのサブトラクション処理を行ってサブトラクション画像を生成するサブトラクション画像生成部と、
前記ボリュームレンダリング画像、リアルタイム透視像、前記サブトラクション画像を合成して表示させる画像合成部と、
前記リアルタイム透視像の合成比率を経時的に変化させる合成比率変更部と、を備えたことを特徴とする医用画像診断装置。
【請求項１０】
前記合成比率変更部は、リアルタイム透視像の合成比率を、予め設定された合成比率の初期値、合成比率の最終値、合成比率の変化開始時間、合成比率の変化終了時間、合成比率の変化曲線のうちの複数の組み合わせ、または、これら全てを因子として変更することを特徴とする請求項９に記載の医用画像診断装置。
【請求項１１】
前記合成比率変更部は、リアルタイム透視像の合成比率を、透視像収集時間によって変化させることを特徴とする請求項９に記載の医用画像診断装置。
【請求項１２】
前記合成比率変更部は、リアルタイム透視像の合成比率を、観察領域の変更に伴い、変更後の透視像収集時間によって変化させることを特徴とする請求項９に記載の医用画像診断装置。
【請求項１】
ボリュームデータから被検体内部の血管の情報を表したボリュームレンダリング画像を生成するボリュームレンダリング画像生成部と、
透視マスク像を記憶するマスク像記憶部と、
デバイス挿入に伴う時系列毎にリアルタイム透視像を収集するリアルタイム透視像生成部と、
前記マスク像記憶部により記憶された透視マスク像と、前記時系列毎に収集されるリアルタイム透視像とのサブトラクション処理を行ってサブトラクション画像を生成するサブトラクション画像生成部と、
前記透視マスク像からコイル画像を生成するコイル画像生成部と、
前記ボリュームレンダリング画像、前記サブトラクション画像、前記コイル画像を合成した画像を生成する画像合成部とを有することを特徴とする医用画像診断装置。
【請求項２】
前記コイル画像生成部は、透視マスク像に対しローパスフィルタ処理を施し、透視マスク像とフィルタリング画像とをサブトラクション処理することによりコイルを抽出することを特徴とする請求項１に記載の医用画像診断装置。
【請求項３】
前記画像合成部は、コイル画像、サブトラクション画像、ボリュームレンダリング画像の一つもしくは二つに残りの画像の色とは異なる色相あるいは彩度の色を付して表示させることを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載の医用画像診断装置。
【請求項４】
前記サブトラクション画像生成部は、リアルタイム透視像から透視マスク像をサブトラクション処理して生成された画像に対し、ノイズ低減処理を施すことを特徴とする請求項１に記載の医用画像診断装置。
【請求項５】
前記ノイズ低減処理は、中央値フィルタ処理であることを特徴とする請求項４に記載の医用画像診断装置。
【請求項６】
前記サブトラクション画像生成部は、リアルタイム透視像から透視マスク像をサブトラクション処理して生成された画像に対し、線状成分の検出処理を施すことを特徴とする請求項１記載の医用画像診断装置。
【請求項７】
前記画像合成部は、ボリュームレンダリング画像と、リアルタイム透視画像と透視マスク像とのサブトラクション処理により生成されるサブトラクション画像と、コイル画像の各画像の合成比率を変更する合成比率変更部を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の医用画像診断装置。
【請求項８】
前記画像合成部は、予め設定された合成比率に基づいて各画像を合成表示し、前記合成比率変更部により該合成比率が変更された後は、変更後の合成比率に基づいて各画像を合成することを特徴とする請求項７に記載の医用画像診断装置。
【請求項９】
ボリュームデータに基づいて、医用画像診断装置の状態に応じたボリュームレンダリング画像を生成するボリュームレンダリング画像生成部と、
透視マスク像を生成する透視マスク像生成部と、
デバイス挿入に伴う時系列毎にリアルタイム透視像を生成するリアルタイム透視画像生成部と、
前記透視マスク像生成部により生成された透視マスク像と、前記時系列毎に生成されるリアルタイム透視像とのサブトラクション処理を行ってサブトラクション画像を生成するサブトラクション画像生成部と、
前記ボリュームレンダリング画像、リアルタイム透視像、前記サブトラクション画像を合成して表示させる画像合成部と、
前記リアルタイム透視像の合成比率を経時的に変化させる合成比率変更部と、を備えたことを特徴とする医用画像診断装置。
【請求項１０】
前記合成比率変更部は、リアルタイム透視像の合成比率を、予め設定された合成比率の初期値、合成比率の最終値、合成比率の変化開始時間、合成比率の変化終了時間、合成比率の変化曲線のうちの複数の組み合わせ、または、これら全てを因子として変更することを特徴とする請求項９に記載の医用画像診断装置。
【請求項１１】
前記合成比率変更部は、リアルタイム透視像の合成比率を、透視像収集時間によって変化させることを特徴とする請求項９に記載の医用画像診断装置。
【請求項１２】
前記合成比率変更部は、リアルタイム透視像の合成比率を、観察領域の変更に伴い、変更後の透視像収集時間によって変化させることを特徴とする請求項９に記載の医用画像診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−６１３０７（Ｐ２０１２−６１３０７Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７８３５９（Ｐ２０１１−１７８３５９）
【出願日】平成２３年８月１７日（２０１１．８．１７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１７日（２０１１．８．１７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
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