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医用图像处理装置及医用图像处理方法
    【相关申请的交叉引用】

    本申请基于2009年2月23日提交的在先日本专利申请No.2009-039849，并要求享受其优先权，后者的全部内容以引用的方式并入与此。

    【技术领域】

    本发明涉及医用图像处理装置及医用图像处理方法。

    背景技术

    在脑梗塞的诊断中，脑灌注(Brain Perfusion)技术是有用的。在该技术中，根据注入造影剂并摄影的脑的断层像，制作表示血液的还流状态的图像即脑灌注图像，在脑梗塞的诊断中多有使用。

    近年来，为了立体地把握血管于病变的位置关系，使用数字减影血管造影(Digital Subtraction Angiography：DSA)。在该DSA中，大多使用3D-DSA，该3D-DSA采用了基于不是仅从一个方向的摄影而是从多方向的摄影或旋转DSA摄影等的三维摄影方法。

    作为与3D-DSA相关联的技术，例如在日本专利2005-80285号公报中公开了如下技术。即，在日本专利2005-80285号公报中，不包括造影剂的像来对被检体的需要部位进行摄影，收集作为X线图像的遮蔽(mask)像的图像数据。接下来，包括造影剂的像来对需要部位进行摄影，收集作为X线图像的对比度像的图像数据。然后，对投影角度彼此相同的遮蔽像和对比度像进行相减。根据该相减图像，对造影血管像三维图像数据进行重构。进而，对遮蔽像和浓度不均校正用图像数据进行相减，并根据该相减图像对人体构造像三维图像数据进行重构。然后，对造影血管像三维图像数据和人体构造像三维图像数据进行合成并显示。通过该显示，不仅能够明确把握血管的详细信息，而且能够明确把握血管与人体构造、特别是血管与骨骼之间的关系。

    随着近年来介入放射学(interventional radiology：IVR)的技术进步，为了治疗血管的疾病，使用X线介入的情况增多。在X线介入中，有时因为用气球将狭窄拓宽的处理，斑块等物质飞向清除侧，结果，清除血管阻塞。在这种情况下，要求迅速进行血栓溶解疗法。此时，血栓溶解而该清除血管中的血流恢复之前的时间成为表示在脑中留有何种程度的功能障碍的指标。

    现在，不存在在X线介入中能够使用的临床上确定的脑灌注技术。因此，在X线介入结束时，不免停留在对于具有其自身大小的动脉是否阻塞的确定。

    另外，通过在X线介入结束后实施的CT检查，有时发现血栓使非常细的动脉或毛细血管阻塞等的异常。但是，CT检查一般在X线介入结束后最少2、3小时后，或者在X线介入的下一天实施。因此，即使在其发现后迅速进行血栓溶解疗法，有时也对脑功能留下了相应的等级的障碍。

    【发明内容】

    本发明鉴于上述情况而做成，其目的在于，提供一种医用图像处理装置及医用图像处理方法，能够迅速地检测出例如因为使用了X线介入的处理而使清除血管等阻塞所引起的、脑血管的还流出现异常的部位。

    为了达到上述目的，本发明的第一方式所涉及的医用图像处理装置对于由可旋转地支持的X线摄影构件收集的X线透射数据进行处理，具备：

    第一图像生成部，根据上述X线透射数据进行重构处理，生成包括被检体的被造影的血管的像在内的造影血管像三维图像数据；

    第二图像生成部，根据上述X线透射数据进行重构处理，生成包括被检体的非造影的人体构造像在内的人体构造像三维图像数据；

    黑白反转处理部，对上述造影血管像三维图像数据进行黑白反转处理，并生成黑白反转三维图像数据；以及

    合成处理部，对上述人体构造像三维图像数据和上述黑白反转三维图像数据进行合成，并生成合成图像数据。

    为了达到上述目的，本发明的第二方式所涉及的医用图像处理装置对于由可旋转地支持的X线摄影构件收集的X线透射数据进行处理，具备：

    第一图像生成部，根据上述X线透射数据进行重构处理，生成包括被检体的被造影的血管的像在内的造影血管像三维图像数据；

    第二图像生成部，根据上述X线透射数据进行重构处理，生成包括被检体的非造影的人体构造像在内的人体构造像三维图像数据；

    图像处理部，根据上述造影血管像三维图像数据，生成表示低血流区域的低血流区域图像数据；以及

    合成处理部，对上述人体构造像三维图像数据和上述低血流区域图像数据进行合成，并生成合成图像数据。

    为了达到上述目的，本发明的第三方式所涉及的医用图像处理装置对于由X线旋转摄影机构收集的X线透射数据进行处理，具备：

    存储部，存储对于注入造影剂之前的被检体通过多个投影角度的摄影来收集的多个人体构造像图像数据、以及对于注入了造影剂之后的上述被检体通过上述多个投影角度的摄影来收集的多个对比度图像数据；

    相减部，对于上述摄影的上述投影角度相同的图像数据之间，从上述人体构造像图像数据中减去上述对比度图像数据，并生成造影血管像数据；

    第一重构部，根据由上述相减部生成的多个造影血管像数据进行重构处理，并生成造影血管像三维图像数据；

    第二重构部，根据上述多个人体构造像数据进行重构处理，并生成人体构造像三维图像数据；

    黑白反转处理部，对上述造影血管像三维图像数据进行黑白反转处理，并生成非血流像三维图像数据；以及

    合成处理部，对上述人体构造像三维图像数据和上述非血流像三维图像数据进行合成，并生成合成图像数据。

    为了达到上述目的，本发明的第四方式所涉及的医用图像处理装置对于由X线旋转摄影机构收集的数据进行处理，具备：

    存储部，存储对于注入造影剂之前的被检体通过多个投影角度的摄影来收集的多个人体构造像图像数据、以及对于注入了造影剂之后的上述被检体通过上述多个投影角度的摄影来收集的多个对比度图像数据；

    CT图像存储部，存储CT图像数据；

    相减部，对于上述摄影的上述投影角度相同的图像数据之间，对上述上述对比度图像数据和人体构造像图像数据进行相减，并生成造影血管像数据；

    重构部，根据由上述相减部生成的多个造影血管像数据进行重构处理，并生成造影血管像三维图像数据，而且，根据上述多个人体构造像数据进行重构处理，并生成人体构造像三维图像数据；

    反转处理部，对上述造影血管像三维图像数据进行黑白反转处理，并生成非血流像三维图像数据；

    位置偏离校正部，根据上述人体构造像三维图像数据和上述CT图像数据来检测位置偏离，根据该检测结果，对上述CT图像数据与上述非血流像三维图像数据的三维的位置偏离进行辨别并校正；以及

    合成处理部，对上述非血流像三维图像数据和进行了上述位置偏离校正的CT图像数据进行合成，并生成合成图像数据。

    为了达到上述目的，本发明的第五方式所涉及的医用图像处理装置对于由X线旋转摄影机构以多个投射角度的摄影来收集的X线透射数据进行处理，具备：

    存储部，存储在规定的状态变化之前由上述X线旋转摄影机构收集的、包括非造影的人体构造像在内的第一人体构造像图像数据及包括被造影的血管像在内的第一对比度图像数据，以及在上述规定的状态变化之后由上述X线旋转摄影机构收集的、包括非造影的人体构造在内的第二人体构造像数据及包括被造影的血管像在内的第二对比度图像数据；

    第一相减部，对于上述摄影的上述投影角度相同的图像数据之间，从上述第一人体构造像图像数据中减去上述第一对比度图像数据，并生成第一造影血管像数据，而且，从上述第二人体构造像图像数据中减去上述第二对比度图像数据，并生成第二造影血管像数据；

    重构部，根据上述第一造影血管像数据生成第一造影血管像三维图像数据，而且，根据上述第二造影血管像数据生成第二造影血管像三维图像数据，进而，根据第一人体构造像图像数据生成第一人体构造像三维图像数据，而且，根据第二人体构造像图像数据生成第二人体构造像三维图像数据；

    位置偏离校正部，根据上述第一人体构造像三维图像数据和上述第二人体构造像三维图像数据来对上述被检体的位置偏离进行辨别，根据该辨别的位置偏离，对于第一造影血管三维图像数据或第二造影血管像三维图像数据进行位置偏离校正，以使上述第一造影血管像三维图像数据与上述第二造影血管像三维图像数据的三维坐标相同；

    第二相减部，对于由上述位置偏离校正部进行了校正并具有相同的三维坐标的上述第一造影血管像三维图像数据和上述第二造影血管像三维图像数据进行相减，生成血流变化像三维图像数据；以及

    合成处理部，将上述血流变化像三维图像数据、以及具有与上述血流变化像三维图像数据相同的三维坐标的第一人体构造像三维图像数据或上述第二人体构造像三维图像数据合成，并生成合成图像数据。

    为了达到上述目的，本发明的第六方式所涉及的医用图像处理装置对于由X线旋转摄影机构以多个投射角度的摄影来收集的X线透射数据进行处理，具备：

    存储部，存储在规定的状态变化之前由上述X线旋转摄影机构收集的第一人体构造像/造影血管像图像数据、在上述规定的状态变化之后由上述X线旋转摄影机构收集的第二人体构造像/造影血管像图像数据以及人体构造像图像数据；

    重构部，根据上述第一人体构造/造影血管像图像数据，生成第一人体构造/造影血管像三维图像数据，而且，根据上述第二人体构造/造影血管像图像数据，生成第二人体构造/造影血管像三维图像数据；

    位置偏离校正部，根据上述第一人体构造/造影血管像三维图像数据和上述第二人体构造/造影血管像三维图像数据来对上述被检体的位置偏离进行辨别，根据该辨别的位置偏离，对于上述第一人体构造/造影血管像三维图像数据或上述第二人体构造/造影血管像三维图像数据进行位置偏离校正；

    第二相减部，对于由上述位置偏离校正部进行了校正并具有相同的三维坐标的上述第一人体构造/造影血管像三维图像数据和上述第二人体构造/造影血管像三维图像数据进行相减，生成血流变化像图像数据；以及

    合成处理部，将上述血流变化像图像数据、以及具有与上述血流变化像图像数据相同的三维坐标的第一人体构造/造影血管像三维图像数据或第二人体构造/造影血管像三维图像数据合成，并生成合成图像数据。

    为了达到上述目的，本发明的第七方式所涉及的医用图像处理装置对于由X线旋转摄影机构以多个投射角度的摄影来收集的X线透射数据进行处理，具备：

    存储部，存储在规定的状态变化之前由上述X线旋转摄影机构收集的第一人体构造像/造影血管像图像数据、在上述规定的状态变化之后由上述X线旋转摄影机构收集的第二人体构造像/造影血管像图像数据以及人体构造像图像数据；

    第一相减部，对于上述摄影的上述投影角度相同的图像数据之间，从上述第二人体构造像图像数据中减去上述第二对比度图像数据，并生成第二造影血管像数据；

    重构部，根据上述第一人体构造/造影血管像图像数据，生成第一人体构造/造影血管像三维图像数据，而且，根据上述第二人体构造/造影血管像图像数据，生成第二人体构造/造影血管像三维图像数据；

    位置偏离校正部，根据上述第一人体构造/造影血管像三维图像数据和上述第二人体构造像三维图像数据，对上述被检体的位置偏离进行辨别，根据该辨别的位置偏离，对于上述第一人体构造/造影血管像三维图像数据进行位置偏离校正；

    第二相减部，对于由上述位置偏离校正部校正了位置偏离、并具有相同的三维坐标的第一人体构造/造影血管像三维图像数据和第二人体构造像三维图像数据进行相减，生成第一造影血管像三维图像数据；

    第三相减部，对于上述第一造影血管像三维图像数据和上述第二造影血管像三维图像数据进行相减，并生成血管变化像图像数据；以及

    合成处理部，对上述血管变化像图像数据和上述第二人体构造像三维图像数据进行合成，并生成合成图像数据。

    为了达到上述目的，本发明的第八方式所涉及的医用图像处理方法对于由X线旋转摄影机构收集的X线透射数据进行处理，包括：

    第一图像生成步骤，根据上述X线透射数据进行重构处理，生成包括被造影的血管的像在内的造影血管像三维图像数据；

    第二图像生成步骤，根据上述X线透射数据进行重构处理，生成包括非造影的人体构造像在内的人体构造像三维图像数据；

    反转图像处理步骤，对上述造影血管像三维图像数据进行黑白反转处理，并生成反转图像数据；以及

    合成处理步骤，对上述人体构造像三维图像数据和上述反转图像数据进行合成，并生成合成图像数据。

    为了达到上述目的，本发明的第九方式所涉及的医用图像处理方法对于由X线旋转摄影机构收集的X线透射数据进行处理，包括：

    第一图像生成步骤，根据上述X线透射数据进行重构处理，生成包括被造影的血管的像在内的造影血管像三维图像数据；

    第二图像生成步骤，根据上述X线透射数据进行重构处理，生成包括非造影的人体构造像在内的人体构造像三维图像数据；

    图像处理步骤，根据上述造影血管像三维图像数据，生成表示低血流区域的低血流区域图像数据；以及

    合成处理步骤，对上述人体构造像三维图像数据和上述低血流区域图像数据进行合成，并生成合成图像数据。

    为了达到上述目的，本发明的第十方式所涉及的医用图像处理方法对于由X线旋转摄影机构收集的X线透射数据进行处理，包括：

    存储步骤，存储对于注入造影剂之前的被检体通过多个投影角度的摄影来收集的多个人体构造像图像数据、以及对于注入了造影剂之后的上述被检体通过上述多个投影角度的摄影来收集的多个对比度图像数据；

    相减步骤，对于上述摄影的上述投影角度相同的图像数据之间，从上述人体构造像图像数据中减去上述对比度图像数据，并生成造影血管像数据；

    第一重构步骤，根据由上述相减步骤生成的多个造影血管像数据进行重构处理，并生成造影血管像三维图像数据；

    第二重构步骤，根据上述多个人体构造像数据进行重构处理，并生成人体构造像三维图像数据；

    反转处理步骤，对上述造影血管像三维图像数据进行黑白反转处理，并生成非血流像三维图像数据；以及

    合成处理步骤，对上述人体构造像三维图像数据和上述非血流像三维图像数据进行合成，并生成合成图像数据。

    根据本发明，能够提供一种医用图像处理装置及医用图像处理方法，能够迅速地检测出例如因为使用了X线介入的处理而使清除血管等阻塞所引起的、脑血管的还流出现异常的部位。

    本发明的优点将在后述的描述中说明，并且部分通过描述和本发明的实施例得到阐明。通过特别在下面记载的实施例及其组合，本发明的优点将得以实现并获得。

    【附图说明】

    附图作为说明书的一部分，用来说明本发明的实施方式，并与上述的发明内容和下述的具体实施方式一起，用于说明本发明的精神。

    图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的三维X线诊断装置的一个结构例的图。

    图2是表示从处理内容的观点来掌握第一实施方式中的控制部的处理的处理流程的图。

    图3A是表示基于LUT的DSA三维图像数据的黑白反转处理中的“体元(voxel)值-LUT变换后的值”的特性曲线的图。

    图3B是表示像素值与反射率的关系的一个例子的图。

    图4是表示从处理内容的观点来掌握第一实施方式的第一变形例中的控制部的处理的处理流程的图。

    图5是表示从处理内容的观点来掌握第一实施方式的第二变形例中的控制部的处理的处理流程的图。

    图6是表示从处理内容的观点来掌握第二实施方式中的控制部的处理的处理流程的图。

    图7是表示从处理内容的观点来掌握第三实施方式中的控制部的处理的处理流程的图。

    图8是表示从处理内容的观点来掌握第四实施方式中的控制部的处理的处理流程的图。

    【具体实施方式】

    [第一实施方式]

    以下，参照附图说明本发明的第一实施方式所涉及的医用图像处理装置及医用图像处理方法。

    图1是表示适用了本第一实施方式所涉及的医用图像处理装置的三维X线诊断装置的一个构成例的图。如图1所示，三维X线诊断装置具备X线摄影机构10和本第一实施方式所涉及的医用图像处理装置1。

    上述X线摄影机构10具有：X线产生部，包括X线管球12；检测系统14；C形臂160；以及机构部，用于进行C形臂160的移动。上述检测系统14由具有以矩阵状配置的多个半导体检测元件的平板检测器(FPD)构成。上述X线管球12与检测系统14一起，安装在C形臂160上。载放在检查床的顶板上的被检体(未图示)配置在X线管球12与检测系统14之间。C形臂160由从天花板吊下的支柱支持。C形臂160可绕正交的3个轴A、B、C旋转。

    上述X线产生部具备：X线管球12，对被检体(未图示)照射X线；补偿过滤器(未图示)，用于缓和X线的吸收差；以及X线光圈器(未图示)，设定从X线管球12照射的X线的照射范围。

    上述补偿过滤器(未图示)配置在X线管球12与被检体之间，具备过滤器以及移动该过滤器的过滤器驱动机构。该过滤器驱动机构通过对于摄影条件的位置设定该补偿过滤器，来吸收透射了该补偿过滤器的X线的一部分。

    上述X线光圈器(未图示)配置在X线管球12与被检体之间，具备上叶片及下叶片、移动该上叶片及下叶片的X线光圈开度驱动机构。该X线光圈开度驱动机构通过对于摄影条件的位置设定上叶片及下叶片，来设定X线的照射范围。

    上述机构部(未图示)具备：C形臂转动/移动机构，使C形臂160转动及滑动；顶板移动机构，使顶板向长度方向、宽度方向及上下方向移动或在水平状态下转动；支柱转动/移动机构，使保持C形臂160的支柱转动及移动；以及C形臂/顶板机构控制部，控制C形臂转动/移动机构、顶板移动机构以及支柱转动/移动机构。

    上述医用图像处理装置1具有控制部37、A/D转换器21、3D图像存储器23、2D图像存储器24、相减部31、仿射转换部36、三维重构处理部33、三维图像处理部35、D/A转换器38、显示部41以及查找表(以下称为LUT)45。

    上述控制部37总体控制医用图像处理装置1的各部。

    上述A/D转换器21与X线摄影机构10连接，将从X线摄影机构10作为模拟信息提供的投影数据数字化。

    上述D/A转换器38与显示部41连接，将供给至显示部41的图像数据模拟化。

    上述2D图像存储器24存储从X线摄影机构10供给并由A/D转换器21数字化了的投影数据。

    上述3D图像存储器23存储在后述的处理中重构的图像数据。

    上述相减部31执行图像数据的减影(DSA；Digital SubtractionAngiography)。

    上述滤波部32例如进行高频强调处理等的滤波处理。

    上述三维重构处理部33根据分别与多个投影方向对应的多个图像的数据，重构三维图像数据。

    上述三维图像处理部35例如进行表面绘制等绘制处理和合成处理。

    上述仿射转换部36对于图像数据进行扩大处理、移动处理。

    上述LUT45对于图像数据进行灰度转换。

    以下，说明基于本第一实施方式所涉及的医用图像处理装置的控制部37的控制的处理。图2是从处理内容的观点来掌握控制部37的处理的处理流程的图。

    首先，控制部37收集由X线摄影机构10对于被检体的血管在注入造影剂之前以及注入造影剂之后的合计2次的、与多个投影方向分别对应的多个图像数据。然后，将这样取得的图像数据存储至上述2D图像存储器24中。

    在此，将注入造影剂前取得的图像数据称为遮蔽图像数据。遮蔽图像数据是包括骨骼的像以及软部组织的像的图像数据。各像内的像素值反映骨骼以及软部组织的各自所固有的X线透射率。另一方面，将注入造影剂后取得的图像数据称为对比度图像。对比度图像数据是包括骨骼的像、软部组织的像以及被造影的血管的像的图像数据。骨骼的像内的像素值反映骨骼所固有的X线透射率。软部组织的像内的像素值反映软部组织所固有的X线透射率。另外，被造影的血管的像内的像素值不反映血管所固有的X线透射率，而反映在血管内流动的造影剂所固有的X线透射率。其中，造影剂的X线透射率与血管的X线透射率相比非常低。

    实际上，在C形臂160高速旋转(A或B)期间，例如以1°为间隔反复摄影200次，得到200张(200帧)遮蔽图像。200张遮蔽图像与200种投影方向对应。在注入造影剂后摄影的200张对比度图像与200种投影方向对应。200张对比度图像与200张遮蔽图像分别对应。某一张遮蔽图像和与其对应的一张对比度图像在投影方向上相同。

    在通过上述处理生成遮蔽图像数据以及对比度图像数据之后，控制部37由相减部31对于遮蔽图像数据和对比度图像数据中相对应的角度彼此的投影数据进行相减而生成DSA图像数据，并将DSA图像数据发送至三维重构处理部33(步骤S1)。

    具体而言，在上述步骤S1中，通过相减部31，从投影方向不同的多张对比度图像数据中，分别对投影方向不同的多张遮蔽图像数据进行相减处理。更详细而言，从各遮蔽图像数据中，分别对相同投影方向的对比度图像数据进行相减处理，生成多张DSA图像数据。在各DSA图像数据中，基本上仅包括被造影的血管的像。

    然后，控制部37由三维重构处理部33对于多张DSA图像数据进行三维重构处理来生成DSA三维图像数据(步骤S2)。在DSA三维图像数据中，仅包括被造影的血管的立体构造像。

    具体而言，作为重构方法，一般为由Feldkamp(费德坎普)等提出的滤波反投影(filtered back projection)法。对于200张DSA图像，例如施加Shepp&Logan(谢普&罗根)或Ramachandran(拉马钱德拉图)那样的适当的卷积滤波器。对于施加了卷积滤波器的200张DSA图像，施加逆投影运算处理，并生成DSA三维图像数据。

    在此重构区域一般由与X线管球12向全方向的X线束内接的圆筒来定义。该圆筒内例如通过投影为作为检测器的检测系统14中的1个检测元件的宽度的重构区域中心部上的长度d来进行三维离散化。因此，需要得到离散点的数据的重构像。其中，在此表示了离散间隔的1个例子，但其有时也根据装置或制造商的不同而不同，因此基本上使用对每个装置定义的离散间隔即可。

    在通过上述处理生成了DSA三维图像数据之后，控制部37将DSA三维图像数据转发至LUT45。通过LUT45对DSA三维图像数据进行黑白反转处理(步骤S3)。详细而言，根据y＝-ax，进行黑白反转处理。在此，x是体元值，y是LUT转换后的值，a是任意的系数。

    在由上述LUT45进行反转处理之前的DSA三维图像数据中，包括动脉、静脉以及毛细血管的像。另一方面，在由上述LUT45进行反转处理之后的DSA三维图像数据中，成为能够无视动脉以及静脉的像的程度的显示，并成为稍微能够看见毛细血管的像的程度的显示。另一方面，非常明亮地显示没有血流的部分。将该由LUT45进行反转处理之后的DSA三维图像数据称为非血流像三维图像数据。

    另外，控制部37由相减部31利用遮蔽图像数据和浓度不均校正用图像数据进行相减并生成人体构造像图像数据，将该人体构造像图像数据发送至三维重构处理部33(步骤S4)。

    在此，所谓浓度不均校正用图像数据，是在X线管球12与检测系统14之间不存在空气以外的任何物体的状态下的摄影所收集的图像数据。

    接下来，控制部37由三维重构处理部33对于多张人体构造像图像数据进行三维重构，并生成人体构造像三维图像数据(步骤S5)。其中，三维重构处理的详情如上所述。在人体构造像三维图像数据中，包括与上述非血流像三维图像数据的像对应的部分的人体构造的像。

    另外，在通过映射进行了处理的非血流像三维图像数据以及人体构造像三维图像数据的附带信息中，记录了是进行图像合成处理的对象的图像数据的意思。三维图像处理部35对于具有记录了是进行图像合成处理的对象的图像数据的意思的附带信息的图像数据之间进行合成处理，并生成可显示的图像数据。

    控制部37由三维图像处理部35对非血流像三维图像数据和人体构造像三维图像数据进行合成，进而施加体绘制(volumn rendering)处理，制作体绘制合成图像(步骤S6)。然后，将该体绘制合成图像经由D/A转换器38发送至显示部41，并使显示部41进行显示(步骤S7)。

    详细而言，将非血流像三维图像数据设为V₁(x，y，z)，将人体构造像三维图像数据设为V₂(x，y，z)，进而，设定将非血流像三维图像数据转换为反射率等光学参数的不透明度曲线O₁(d)，并同样设定将人体构造像三维图像数据转换为光学参数的不透明度曲线O₂(d)。

    在此，不透明度曲线例如定义为图3B所示的形状。即，通过调整窗口宽度(WW)、窗口等级(WL)，能够选择显示怎样的组织信息。

    然后，对于来自非血流像三维图像数据的反射光、来自人体构造三维图像数据的反射光，分别设定不同的颜色。例如，对于来自非血流像三维图像数据的反射光分配黄绿色，对于来自人体构造像三维图像数据的反射光分配白色。进而，如果决定了光源的位置及强度，则能够根据光源处的光强度分布和光的行进轨迹以及反射光的轨迹来计算体绘制像。在此如果为了说明的方便，将光的行进轨迹设为一定强度I₀的平行光，则

    公式1

    VL(u，v)＝VL_W(u，v)+VL_LG(u，v)

    公式2

     VLW(u,v)=ΣM=1N{IM×O2(V2(x,y,z))×S(V2(x,y,z))}]]>

    公式3

     VLLG(u,v)=ΣM=1N{IM×O1(V1(x,y,z))×S(V1(x,y,z))}]]>

    S(a)是计算三维图像数据中的浓度梯度的函数。例如，如果相同的浓度相对于光的行进垂直，则梯度值高。另一方面，如果相同浓度相对于光的行进接近于平行，则梯度值接近于0。进而，I_M如下计算。

    公式4

    I_M＝I_M-1×{1-O₁(V₁(x，y，z))-O₂(V₂(x，y，z))}

    沿着光的行进轨迹(在此为M)反复执行这些计算，由此制作体绘制图像VL(u，v)。

    在此，式(1)可以通过考虑了RGB的3原色的矢量来进行计算。另外，也可以替代式(1)，将VL_W(u，v)、VL_LG(u，v)显示上各自不同的层上，并调整双方的层的透射度，由此来进行图像合成。

    另外，控制部37在使显示部41显示作为3D合成图像数据的体绘制合成图像时，通过对于源于非血流像三维图像数据的像和源于人体构造像三维图像数据的像改变显示颜色，由此容易分辨地显示人体构造与非血流图像的位置关系。

    进而，对于各自的三维图像数据的显示条件(颜色、光学参数、WL/WW等)，可以个别地进行改变。进而，对于各自的三维图像数据，可以个别地实施剪切等图像处理。进而，显示也可以构成为设置显示切换开关，如果按压操作了该显示切换开关，则单独显示各自的三维图像数据。

    另外，用户参照显示在显示部41上的3D合成图像数据，手动辨别血流的观察区域，并将非血流像图像中的观察区域以外的区域的像素值设定为0，由此能够省略不受重视的部位的非血流信息(例如骨部、头盖外、空气部等)。

    另外，对本实施方式可以进行各种变形。例如，在本实施方式中对于DSA三维图像数据利用LUT进行黑白反转处理，但对于DSA图像数据在重构前根据y＝-ax来进行黑白反转处理也为相同结果。另外，从各遮蔽图像数据中分别对相同投影方向的对比度图象数据进行相减处理，但反之从各对比度图像数据中分别对于相同投影方向的遮蔽图像数据进行相减处理也为相同结果。另外，在对DSA三维图像数据进行黑白反转处理的情况下，也可以不根据y＝-ax而根据图3A所示的特性曲线(体元值-LUT转换后的值)来进行。该情况下，完全梗塞区域如果没有噪声则过程之后为0，但实际上有时因为噪声的影响而取负值。因此，该特性区域适于使完全梗塞区域可视化。

    根据本第一实施方式，能够提供一种医用图像处理装置及医用图像处理方法，能够迅速地检测出例如因为使用了X线介入的处理而使清除血管等阻塞所引起的、脑血管的还流出现异常的部位。

    另外，对于非血流图像中显示的没有血流的部位，在因为使用了X线介入的处理而使清除血管等阻塞所引起的没有血流的情况以外，存在人体构造上原本就几乎没有血流(少)的情况。根据本第一实施方式所涉及的医用图像处理装置及医用图像处理方法，能够在显示作为3D合成图像数据的体绘制合成图像的基础上，根据人体构造来选择性观察非血流部位，因此能够区别上述2种情况。

    [第一变形例]

    以下，说明第一实施方式所涉及的医用图像处理装置及医用图像处理方法的“第一变形例”。其中，为了避免重复的说明，说明与第一实施方式所涉及的医用图像处理装置及医用图像处理方法的不同点。在本第一变形例中，利用CT图像作为表示人体构造的图像。该情况下，需要进行CT图像与非血流像图像的对位。该对位在以下说明的步骤S11以及步骤S12中进行。

    图4是表示从处理内容的观点来把握控制部37的处理的处理流程的图。步骤S1至步骤S5的处理是与第一实施方式中说明的相同步骤编号的处理相同的处理。

    在上述步骤S5的处理之后，例如在患者正面方向以及患者侧面方向，通过与基于旋转摄影的图像数据的收集相同的几何学条件，投影CT图像数据并制作CT投影图像数据。然后，根据该CT投影图像数据、以及通过旋转摄影收集的图像数据之中在相同投影方向上收集的图像数据，来检测位置偏离(步骤S11)。

    同样，根据在其他投影方向上收集的图像数据、以及与其在相同的几何学条件下投影CT图像数据而制作的CT投影数据，来检测位置偏离(步骤S11)。其中，作为实际使用的投影方向，患者正面方向以及患者侧面方向是适合的。然后，根据这2个位置偏离数据，对于CT图像数据与非血流像图像数据的三维位置偏离进行辨别并校正(步骤S12)。

    然后控制部37由三维图像处理部35对CT图像数据和通过映射进行了处理的非血流像三维图像数据进行合成处理(步骤S13)。然后，使显示部41显示通过这样的合成处理生成的合成图像数据(步骤S14)。关于该合成处理以及显示处理的详情，按照第一实施方式所说明的，在此省略说明。

    如上所述，根据本第一变形例，能够提供一种医用图像处理装置及医用图像处理方法，在达到与第一实施方式所涉及的医用图像处理装置及医用图像处理方法相同的效果的基础上，能够更详细而且容易观察地显示脑构造与血流量的关系。

    其中，显然也可以通过根据注入造影剂之前由旋转摄影收集的图像数据来重构的图像、以及CT图像，来在三维上辨别位置偏离，并根据该辨别的位置偏离来进行CT图像的位置偏离校正。

    [第二变形例]

    以下，说明第一实施方式所涉及的医用图像处理装置及医用图像处理方法的“第二变形例”。其中，为了避免重复的说明，说明与第一实施方式所涉及的医用图像处理装置及医用图像处理方法的不同点。在第一实施方式中，通过手动操作来辨别观察区域，而在本第二变形例中，以某种程度自动辨别观察区域。

    图5是表示从处理内容的观点把握控制部37的处理的处理流程的图。步骤S1至步骤S7的处理是与第一实施方式中说明的相同的步骤编号的处理相同的处理。

    在本第二变形例中，根据注入造影剂之前的旋转摄影图像来重构人体构造像三维图像数据，根据该人体构造像三维图像数据来辨别骨骼的像素值区域，将位于该辨别的骨骼的像素值区域的内部的区域，辨别为作为观察区域的头盖区域(步骤S21)。然后，将与这样辨别的头盖区域以外的部位相当的非血流像三维图像数据的非血流像信息删除。另外，当然也可以使用CT图像作为人体构造像图像。

    接下来，在步骤S22中，对于头盖区域之中本来就几乎没有血流的部位，进行使像素值衰减的处理。具体而言，进行下述处理(步骤S22)。

    (图像处理例1)

    将上述辨别的头盖区域与标准的头盖模型进行比较，进行变形(warping)使标准的头盖模型与该辨别的头盖区域匹配。然后，将该变形的头盖模型的脑构造存储至规定的存储器，根据该变形的头盖模型的脑构造，对于本来几乎没有血流的部位，进行使非血流像三维图像数据中的像素值衰减的处理(步骤S22)。

    (图像处理例2)

    根据注入造影剂之前通过旋转摄影收集的图像数据，重构人体构造像三维图像数据，并在该人体构造像三维图像数据上辨别软组织等级的像素值。然后，进行以下处理，即：越从该辨别的像素值偏离，越使非血流像三维图像数据中的对应部位的像素值衰减(步骤S22)。

    (图像处理例3)

    根据CT图像，区分脑组织部与此外的部位，进行使脑组织部以外的非血流像三维图像数据中的像素值衰减的处理(步骤S22)。

    (图像处理例4)

    在投影图像的相减图像上，通过阈值处理提取血流部与此外的部位，据此在患者正面方向、患者侧面方向上投影非血流像三维图像数据的像素，如果投影点是血流部以外的部位，则进行使该部位的像素值衰减的处理(步骤S22)。

    (图像处理例5)

    在投影图像的相减图像上，通过阈值处理提取血流部与此外的部位，根据提取的信息在全部方向上投影非血流图像的像素，辨别投影点为血流部以外的投影角度范围。进行根据该角度的大小使该像素值进行衰减的处理(步骤S22)。

    如上所述，根据本第二变形例，能够提供一种医用图像处理装置及医用图像处理方法，在达到与第一实施方式所涉及的医用图像处理装置及医用图像处理方法相同的效果的基础上，能够在显示3D合成图像数据时，进行自动强调希望的观察区域的显示。

    [第二实施方式]

    以下，说明本发明的第二实施方式所涉及的医用图像处理装置及医用图像处理方法。其中，为了避免重复的说明，对与第一实施方式所涉及的医用图像处理装置及医用图像处理方法的不同点进行说明。

    在第一实施方式中，控制部37通过X线摄影机构10收集对被检体的血管注入造影剂(contrast media)之前以及注入造影剂之后的合计2次的、与多个投影方向分别对应的多个图像数据。

    另一方面，在本第二实施方式中，例如在溶解血栓等的“规定的治疗或药剂注入等的处理”的前后，分别在进行造影剂注入前后各执行1次图像数据的收集。即，在本第二实施方式中，进行合计4次图像数据收集。另外，对于浓度不均校正用图像数据的收集，由于不是如上所述的对于被检体的摄影，所以不计入摄影次数。

    具体而言，分别在下述条件下进行合计4次图像数据收集。

    (收集1)在规定的治疗或药剂注入等的处理之前，并在注入造影剂之前

    (收集2)在规定的治疗或药剂注入等的处理之前，并在注入造影剂之后

    (收集3)在规定的治疗或药剂注入等的处理之后，并在注入造影剂之前

    (收集4)在规定的治疗或药剂注入等的处理之后，并在注入造影剂之后

    在本第二实施方式中，

    将(收集1)中收集的遮蔽图像数据称为第一遮蔽图像数据，

    将(收集2)中收集的对比度图像数据称为第一对比度图像数据，

    将(收集3)中收集的遮蔽图像数据称为第二遮蔽图像数据，

    将(收集4)中收集的对比度图像数据称为第二对比度图像数据。

    图6是表示从处理内容的观点来把握控制部37的处理的处理流程的图。

    首先，在按照第一实施方式说明的处理中，在生成遮蔽图像数据以及对比度图像数据之后，控制部37由相减部31根据第一遮蔽图像数据以及第一对比度图像数据，对于对应的角度彼此的投影数据进行相减，并生成第一DSA图像数据，将该第一DSA图像数据发送至三维重构处理部33(步骤S31)。

    接下来，控制部37由三维重构处理部33对多张第一DSA图像数据进行三维重构处理，并生成第一DSA三维图像数据(步骤S32)。在该第一DSA三维图像数据中，仅包括被造影的血管的立体构造。

    然后，控制部37由相减部31根据第一遮蔽图像数据以及浓度不均校正用图像数据，对于对应的角度彼此的投影数据进行相减，并生成第一人体构造像图像数据，将该第一人体构造像图像数据发送至三维重构处理部33(步骤S33)。

    进而，控制部37由三维重构处理部33对多张人体构造像图像数据进行三维重构处理，并生成第一人体构造像三维图像数据(步骤S34)。

    在此，用户对于被检体实施规定的治疗或药剂注入等处理。

    然后，在按照第一实施方式说明的处理中，在生成第二遮蔽图像数据以及第二对比度图像数据之后，控制部37由相减部31根据第二遮蔽图像数据以及第二对比度图像数据，对于对应的角度彼此的投影数据进行相减，并生成第二DSA图像数据，将该第二DSA图像数据发送至三维重构处理部33(步骤S35)。

    接下来，控制部37由三维重构处理部33对多张第二DSA图像数据进行三维重构处理，并生成第二DSA三维图像数据(步骤S36)。在该第二DSA三维图像数据中，仅包括被造影的血管的立体构造。

    然后，控制部37由相减部31根据第二遮蔽图像数据以及浓度不均校正用图像数据，对于对应的角度彼此的投影数据进行相减，并生成第二人体构造像图像数据，将该第二人体构造像图像数据发送至三维重构处理部33(步骤S37)。

    进而，控制部37由三维重构处理部33对步骤S37中生成的多张第二人体构造像图像数据进行三维重构处理，并生成第二人体构造像三维图像数据(步骤S38)。

    在此，控制部37对于第一人体构造像三维图像数据和第二人体构造像三维图像数据进行比较，辨别被检体的位置偏离(步骤S39)。接下来，根据该步骤S39中辨别的位置偏离，对于第一DSA三维图像数据实施位置偏离校正(步骤S40)。

    其后，控制部37由相减部31根据第一DSA三维图像数据和第二DSA三维图像数据，对于对应的角度彼此的投影数据进行相减，并生成血流变化像三维图像数据(步骤S41)。

    根据该血流变化像三维图像数据，进行规定的治疗或药剂注入等的前后的血流的差显示为像。换言之，根据血流变化像三维图像数据，规定的治疗或药剂注入等对血流的改善情况显示为像。

    控制部37由三维图像处理部35对血流变化像三维图像数据和人体构造像三维图像数据进行合成，实施体绘制处理，并制作体绘制合成图像。然后，将该体绘制合成图像经由D/A转换器38输出至显示部41，并使显示部41进行显示。

    如上所述，根据本第二实施方式，在达到与第一实施方式所涉及的医用图像处理装置及医用图像处理方法相同的效果的基础上，能够例如将进行溶解血栓等的规定的治疗或药剂注入等的前后的血流的差显示为像。因此，能够提供一种医用图像处理装置及医用图像处理方法，能够视觉识别规定的治疗或药剂注入等对血流的改善情况。

    [第三实施方式]

    以下，说明本发明的第三实施方式所涉及的医用图像处理装置及医用图像处理方法。其中，为了避免重复的说明，对与第二实施方式所涉及的医用图像处理装置及医用图像处理方法的不同点进行说明。在第二实施方式中，例如在溶解血栓等“规定的治疗或药剂注入等的处理”的前后，分别在进行造影剂注入的前后各执行1次图像数据的收集。即，在该第二实施方式中，进行总计4次图像数据收集。

    在本第三实施方式中，不进行上述第二实施方式中的第一遮蔽图像数据以及第二遮蔽图像数据的收集。因此，图像数据的收集次数与第二实施方式的收集次数相同比减少2次。其中，浓度不均校正用图像数据的收集由于不是如上所述的对于被检体的摄影，所以不计入摄影次数。

    具体而言，在本第三实施方式中，以下述条件进行总计2次的图像数据收集。

    (收集1)在规定的治疗或药剂注入等的处理之前，并在注入造影剂之后；第一对比度图像数据的收集

    (收集2)在规定的治疗或药剂注入等的处理之后，并在注入造影剂之后；第二对比度图像数据的收集

    图7是表示从处理内容的观点来把握控制部37的处理的处理流程的图。

    首先，控制部37由相减部31根据第一对比度图像数据以及浓度不均校正用图像数据进行相减，并生成多张第一人体构造/造影血管像数据，将该第一人体构造/造影血管像数据发送至三维重构处理部33(步骤S51)。

    接下来，控制部37由三维重构处理部33对多张第一人体构造/造影血管像数据进行三维重构处理，并生成第一人体构造/造影血管像数据三维图像数据(步骤S52)。

    控制部37由相减部31根据第二遮蔽图像数据以及浓度不均校正用图像数据，对于对应的角度彼此的投影数据进行相减，并生成第一人体构造像图像数据，将该第一人体构造像图像数据发送至三维重构处理部33(步骤S53)。

    进而，控制部37由三维重构处理部33对多张人体构造像图像数据进行三维重构处理，并生成第一人体构造像三维图像数据(步骤S54)。

    在此，控制部37对第一人体构造/造影血管像三维图像数据和第一人体构造像三维图像数据进行比较，并辨别被检体的位置偏离(步骤S55)。接下来，根据该步骤S55中检测处的位置偏离，对于第一人体构造/造影血管像三维图像数据实施位置偏离校正(步骤S56)。

    接下来，控制部37由相减部31根据第一人体构造/造影血管像三维图像数据和第一人体构造像三维图像数据，对于对应的角度彼此的投影数据进行相减，并生成第一造影血管像三维图像数据(步骤S57)。

    控制部37由相减部31根据第二遮蔽图像数据以及第二对比度图像数据，对于对应的角度彼此的投影数据进行相减，并生成第二造影血管像图像数据，将该第二造影血管像图像数据发送至三维重构处理部33(步骤S58)。

    接下来，控制部37由三维重构处理部33对多张第二造影血管像图像数据进行三维重构处理，并生成第二造影血管像三维图像数据(步骤S59)。

    在此，上述第一造影血管像三维图像数据是仅包括规定的治疗或药剂注入等的处理前的造影血管像的三维图像数据。另一方面，上述第二造影血管像三维图像数据是仅包括规定的治疗或药剂注入等的处理后的造影血管像的三维图像数据。

    然后，控制部37由三维图像处理部35根据第一造影血管像图像数据和第二造影血管像图像数据进行相减，并生成多张血流变化像三维图像数据(步骤S60)。进而，对血流变化像三维图像数据和第一人体构造像三维图像数据进行合成(步骤S61)。然后，将该合成图像经由D/A转换器38输出至显示部41，并使显示部41进行显示(步骤S62)。

    如上所述，根据本第三实施方式，能够提供一种医用图像处理装置及医用图像处理方法，在达到与第二实施方式所涉及的医用图像处理装置及医用图像处理方法相同的效果的基础上，减轻被检体的X线被照射量。

    [第四实施方式]

    以下，说明本发明的第四实施方式所涉及的医用图像处理装置及医用图像处理方法。其中，为了避免重复的说明，对与第二实施方式所涉及的医用图像处理装置及医用图像处理方法的不同点进行说明。在第二实施方式中，执行4次图像数据的收集。在本第四实施方式中，由于不进行第一遮蔽图像数据以及第二遮蔽图像数据的收集，所以图像数据的收集次数与第二实施方式相比少2次。其中，浓度不均校正用图像数据的收集由于不是如上所述的对于被检体的摄影，所以不计入摄影次数。

    具体而言，在本第四实施方式中，以下述条件进行总计2次的图像数据收集。

    (收集1)在规定的治疗或药剂注入等的处理之前，并在注入造影剂之后；第一对比度图像数据的收集

    (收集2)在规定的治疗或药剂注入等的处理之后，并在注入造影剂之后；第二对比度图像数据的收集

    图8是表示从处理内容的观点来把握控制部37的处理的处理流程的图。

    首先，在生成了多张第一对比度图像数据以及浓度不均校正用图像数据之后，控制部37由相减部31根据第一对比度图像数据与浓度不均校正用图像数据进行相减，并生成多张第一人体构造/造影血管像数据，将该第一人体构造/造影血管像数据发送至三维重构处理部33(步骤S71)。

    接下来，控制部37由三维重构处理部33对多张第一人体构造/造影血管像数据进行三维重构处理，并生成第一人体构造/造影血管像数据三维图像数据(步骤S72)。在该人体构造/造影血管像三维图像数据中，包括实施规定的治疗或药剂注入等的处理之前的时刻的人体构造像以及血管造影像。

    在此，对被检体实施规定的治疗或药剂注入等的处理。

    然后，在生成了多张第二对比度图像数据之后，控制部37由相减部31根据第二对比度图像数据与浓度不均校正用图像数据进行相减，并生成多张第二人体构造/造影血管像数据，将该第二人体构造/造影血管像数据发送至三维重构处理部33(步骤S73)。

    接下来，控制部37由三维重构处理部33对多张第二人体构造/造影血管像数据进行三维重构处理，并生成第二人体构造/造影血管像数据三维图像数据(步骤S74)。在该第二人体构造/造影血管像三维图像数据中，包括实施规定的治疗或药剂注入等的处理之后的时刻的人体构造像以及血管造影像。

    在此，控制部37对第一人体构造/造影血管像三维图像数据和第二人体构造/造影血管像三维图像数据进行比较，并辨别被检体的位置偏离(步骤S75)。在此，如果从第一人体构造/造影血管像三维图像数据和第二人体构造/造影血管像三维图像数据中仅提取相对于骨骼的像素值的信息，仅使用提取的骨骼信息来辨别位置偏离，则能够高精度地辨别位置偏离。接下来，根据在该步骤S75中辨别的位置偏离，对于第一人体构造/造影血管像三维图像数据实施位置偏离校正(步骤S76)。

    其后，控制部37由相减部31根据第一人体构造/造影血管像体和第二人体构造/造影血管像三维图像数据，对于对应的角度彼此的投影数据进行相减，并生成血流变化像三维图像数据(步骤S77)。

    控制部37由三维图像处理部35对血流变化像三维图像和人体构造/造影血管像三维图像数据进行合成，实施体绘制处理，并制作体绘制合成图像。然后，将该体绘制合成图像经由D/A转换器38输出至显示部41，并使显示部41进行显示。

    如上所述，根据本第四实施方式，能够提供一种医用图像处理装置及医用图像处理方法，在达到与第三实施方式所涉及的医用图像处理装置及医用图像处理方法相同的效果的基础上，进一步减轻被检体的X线被照射量。

    以上，根据第一实施方式至第四实施方式说明了本发明，但本发明不限于上述实施方式，在本发明的主旨的范围内显然可以进行各种变形及应用。

    进而，在上述实施方式中包括各种阶段的发明，通过公开的多个构成要素的适当组合可以得到各种发明。例如，从实施方式所示的全部构成要素中删除几个构成要素，也能够解决发明想要解决的技术问题并能够得到发明的效果的情况下，该删除了构成要素的构成也能够提取为发明。

    本领域的技术人员能够得到其他的优点和变形。因此，本发明的较宽范围不限于在此列出的说明书细节和举出的实施方式。在不脱离由权利要求及其等价范围所规定的总体发明构思的范围的条件下，可以进行各种变形。