(57)【要約】【課題】互いに異なる時点で撮影された合成対象画像と透視画像とを合成して合成画像を生成する際に被検体が合成対象画像の撮影後に動いた場合にも、適切に合成画像を生成することにより、被検体に対するＸ線の被ばく量の増大を抑制することが可能なＸ線撮影装置およびＸ線画像処理方法を提供する。【解決手段】このＸ線撮影装置１００は、第１ライブ画像Ｒｒ１と第２ライブ画像Ｒｒ２の各々から特徴点画像Ｆを抽出するとともに、抽出された特徴点画像Ｆに基づく特徴点の移動情報Ｅ１と、第１ライブ画像Ｒｒ１に属する画素の移動情報Ｅ２とを取得する移動情報取得部３０と、特徴点の移動情報Ｅ１と画素の移動情報Ｅ２とに基づいて、ＤＳＡ画像Ｒｄを補正して補正血管像Ｒｄｂｃを生成し、補正血管像Ｒｄｂｃと第２ライブ画像Ｒｒ２とを合成してロードマップ透視画像Ｒｓを生成する画像合成部４０とを備える。【選択図】図２
2020036819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体にＸ線を照射するＸ線発生部と、前記被検体を透過した前記Ｘ線発生部からのＸ線を検出するＸ線検出部とを含み、前記被検体のＸ線画像を撮影する撮影部と、
前記撮影部により撮影され前記被検体を透視する前記Ｘ線画像であるとともに、特徴点画像を含む透視画像を取得する透視画像取得部と、
前記透視画像と、前記透視画像が撮影された時点よりも前に撮影され、前記透視画像に合成される前記Ｘ線画像である合成対象画像とを合成して合成画像を生成する画像合成部と、
前記特徴点画像を含み、前記透視画像が撮影される時点よりも前に撮影された前記Ｘ線画像を基準画像として取得する基準画像取得部と、
前記基準画像および前記透視画像の各々から前記特徴点画像を抽出するとともに、抽出された前記特徴点画像に基づく特徴点の移動情報を取得し、前記基準画像および前記透視画像に基づいて、前記基準画像に属する各画素のうちの少なくとも一部の画素の移動情報とを取得する移動情報取得部とを備え、
前記画像合成部は、前記特徴点の移動情報と前記画素の移動情報とに基づいて、前記合成対象画像もしくは前記透視画像を補正するとともに、補正された前記合成対象画像と前記透視画像とを合成もしくは前記合成対象画像と補正された前記透視画像とを合成して前記合成画像を生成するように構成されている、Ｘ線撮影装置。
【請求項２】
前記透視画像取得部は、前記透視画像をリアルタイムで逐次的に生成されるライブ画像として取得するように構成されており、
前記画像合成部は、前記特徴点の移動情報と前記画素の移動情報とに基づいて、前記合成対象画像もしくは前記ライブ画像を補正するとともに、前記補正された合成対象画像と前記ライブ画像とを合成もしくは前記合成対象画像と補正された前記ライブ画像とを合成して前記合成画像を生成するように構成されている、請求項１に記載のＸ線撮影装置。
【請求項３】
前記画像合成部は、前記ライブ画像が前記透視画像取得部により取得される度に、前記特徴点の移動情報と前記画素の移動情報とに基づいて、前記合成対象画像もしくは前記ライブ画像を補正して、補正された前記合成対象画像と前記ライブ画像とを合成もしくは前記合成対象画像と補正された前記ライブ画像とを合成して前記合成画像を生成するように構成されている、請求項２に記載のＸ線撮影装置。
【請求項４】
前記画像合成部は、前記被検体の下肢の血管に造影剤を投与した状態の前記Ｘ線画像である造影画像と、前記被検体の血管に造影剤を投与しない状態の前記Ｘ線画像である非造影画像との差分画像を、前記合成対象画像として取得するとともに、前記特徴点の移動情報と前記画素の移動情報とに基づいて、前記差分画像もしくは前記ライブ画像を補正して、補正された前記差分画像と前記ライブ画像とを合成もしくは前記差分画像と補正された前記ライブ画像とを合成して前記合成画像を生成するように構成されている、請求項２または３に記載のＸ線撮影装置。
【請求項５】
前記画像合成部は、前記補正された差分画像の少なくとも一部を白黒反転処理した反転画像と前記ライブ画像とを合成するか、もしくは、前記差分画像の少なくとも一部を白黒反転処理した反転画像と、前記補正されたライブ画像とを合成して前記合成画像を生成するように構成されている、請求項４に記載のＸ線撮影装置。
【請求項６】
前記画像合成部は、前記反転画像と、前記被検体内に挿入されたカテーテル、ステントまたはガイドワイヤの少なくとも１つが映し出された画像を含む前記ライブ画像とを合成して前記合成画像を生成するように構成されている、請求項５に記載のＸ線撮影装置。
【請求項７】
前記基準画像取得部は、前記合成対象画像の撮影位置と略同一の撮影位置において、前記透視画像よりも前に撮影された前記ライブ画像を前記基準画像として取得するように構成されている、請求項４〜６のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項８】
前記基準画像取得部は、前記造影画像を前記基準画像として取得するように構成されている、請求項４〜６のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項９】
前記基準画像取得部は、前記非造影画像を前記基準画像として取得するように構成されている、請求項４〜６のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項１０】
前記移動情報取得部は、前記基準画像の前記特徴点画像からの前記透視画像の前記特徴点画像への移動量が、移動量しきい値を超えた場合に、前記特徴点の移動情報に基づいて、前記基準画像を補正するとともに、補正された前記基準画像および前記透視画像に基づいて、前記画素の移動情報を取得するように構成されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項１１】
前記移動情報取得部は、前記基準画像から複数の前記特徴点画像を抽出するとともに、前記透視画像から複数の前記特徴点画像を抽出し、前記基準画像の前記特徴点画像からの前記透視画像の前記特徴点画像への移動量の平均値分、前記基準画像を移動させるように補正するとともに、補正された前記基準画像および前記透視画像に基づいて、前記画素の移動情報を取得するように構成されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項１２】
前記移動情報取得部は、前記基準画像および前記透視画像に基づいて、前記基準画像に属する各画素のうちの少なくとも一部の画素の移動方向および移動量を表す移動マップを取得するとともに、前記移動マップの空間方向の高周波成分が抑制された平滑化移動マップを前記画素の移動情報として取得するように構成されている、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項１３】
被検体を透視するＸ線画像であり、かつ、特徴点画像を含む透視画像を取得するとともに、前記透視画像が撮影される時点よりも前に撮影されたＸ線画像であり、前記特徴点画像を含む基準画像を取得し、
前記基準画像および前記透視画像の各々から前記特徴点画像を抽出し、
抽出された前記特徴点画像に基づく特徴点の移動情報を取得するとともに、前記基準画像および前記透視画像に基づいて、前記基準画像に属する各画素のうちの少なくとも一部の画素の移動情報とを取得し、
前記特徴点の移動情報と前記画素の移動情報とに基づいて、前記被検体のＸ線画像である合成対象画像もしくは前記透視画像を補正し、
補正された前記合成対象画像と前記透視画像とを合成もしくは前記合成対象画像と補正された前記透視画像とを合成して合成画像を生成する、Ｘ線画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線撮影装置およびＸ線画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、合成対象画像と透視画像とを合成して合成画像を生成するＸ線撮影装置およびＸ線画像処理方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、ロードマップデータ（合成対象画像）と透視画像データ（透視画像）とを重畳表示するＸ線画像診断装置が開示されている。このＸ線画像診断装置では、透視画像データを撮像した撮像系の位置と、透視画像データに重畳表示されるロードマップデータを撮像した撮像系の位置との位置ずれを抑制するために、透視画像データを撮像した撮像系の位置に最も近い撮像系の位置で撮像されたロードマップデータが、複数の参照画像データのうちから抽出される。詳細には、このＸ線画像診断装置には、位置検出手段と、移動判定手段と、ロードマップデータ検索手段と、表示手段とが設けられている。位置検出手段は、撮像系の位置情報を検出するように構成されている。移動判定手段は、透視画像データの収集の際に、位置検出手段が検出した位置情報に基づいて、撮像系の移動が停止されている状態を示す移動停止状態を判定するように構成されている。ロードマップデータ検索手段は、複数の参照画像データのうちから、移動停止状態であると判定された時点における撮影系の位置情報に最も近い位置情報を有する参照画像データをロードマップデータとして抽出するように構成されている。そして、表示手段は、ロードマップデータと透視画像データとを重畳表示（合成画像を表示）するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５３６６６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載されているようなＸ線画像診断装置では、複数のＸ線画像を撮影している間に、被検体が撮像系に対して移動する（体動する）場合がある。このため、上記特許文献１に記載のＸ線画像診断装置では、移動停止状態であると判定された時点の透視画像データに映された被検体の撮像系に対する位置と、ロードマップデータが撮影された時のロードマップデータに映された被検体の撮像系に対する位置とが、被検体の移動に起因してずれる（被検体と撮像系との位置ずれが発生する）場合があると考えられる。この場合、合成画像を構成する画像として、透視画像データの撮像系の位置に最も近いロードマップデータを抽出した場合でも、被検体の移動に起因して、互いにずれた被検体のＸ線画像同士が重畳されて表示されてしまうと考えられる。この場合、ロードマップデータ（Ｘ線画像）を再び撮影し直す作業が必要となり、被検体に対するＸ線の被ばく量が増大する。また、造影剤を用いる場合には造影剤の使用量が増大する。したがって、上記特許文献１に記載されているような従来のＸ線画像診断装置では、互いに異なる時点で撮影された合成対象画像と透視画像とを合成して合成画像を生成する場合に、適切に合成画像を生成することができず、被検体に対するＸ線の被ばく量が増大する場合があるという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、互いに異なる時点で撮影された合成対象画像と透視画像とを合成して合成画像を生成する際に被検体が合成対象画像の撮影後に動いた場合にも、適切に合成画像を生成することにより、被検体に対するＸ線の被ばく量の増大を抑制することが可能なＸ線撮影装置およびＸ線画像処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面におけるＸ線撮影装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線発生部と、被検体を透過したＸ線発生部からのＸ線を検出するＸ線検出部とを含み、被検体のＸ線画像を撮影する撮影部と、撮影部により撮影され被検体を透視するＸ線画像であるとともに、特徴点画像を含む透視画像を取得する透視画像取得部と、透視画像と、透視画像が撮影された時点よりも前に撮影され、透視画像に合成されるＸ線画像である合成対象画像とを合成して合成画像を生成する画像合成部と、特徴点画像を含み、透視画像が撮影される時点よりも前に撮影されたＸ線画像を基準画像として取得する基準画像取得部と、基準画像および透視画像の各々から特徴点画像を抽出するとともに、抽出された特徴点画像に基づく特徴点の移動情報を取得し、基準画像および透視画像に基づいて、基準画像に属する各画素のうちの少なくとも一部の画素の移動情報とを取得する移動情報取得部とを備え、画像合成部は、特徴点の移動情報と画素の移動情報とに基づいて、合成対象画像もしくは透視画像を補正するとともに、補正された合成対象画像と透視画像とを合成もしくは合成対象画像と補正された透視画像とを合成して合成画像を生成するように構成されている。
【０００８】
この発明の第１の局面によるＸ線撮影装置では、上記のように、移動情報取得部を、透視画像が撮影される時点よりも前に撮影されたＸ線画像である基準画像の特徴点画像、および、透視画像の特徴点画像に基づいて、特徴点の移動情報を取得するとともに、画素の移動情報を取得するように構成する。そして、画像合成部を、特徴点の移動情報と画素の移動情報とに基づいて、合成対象画像もしくは透視画像を補正するとともに、補正された合成対象画像と透視画像とを合成もしくは合成対象画像と補正された透視画像とを合成して合成画像を生成するように構成する。これにより、合成対象画像および基準画像が撮影された後に、被検体が撮影部に対して移動した場合でも、被検体の移動に対応するように合成対象画像もしくは透視画像を補正することができる。このため、被検体の特徴点の位置が互いにずれたＸ線画像同士（合成対象画像と透視画像と）が合成されるのを抑制することができる。この結果、互いに異なる時点で撮影された合成対象画像と透視画像（Ｘ線画像）とを合成して合成画像を生成する際に被検体が合成対象画像の撮影後に動いた場合にも、適切に（画像同士の位置ずれが抑制された）合成画像を生成することができる。これにより、合成対象画像を再び撮影し直す場合が少なくなるので、被検体に対するＸ線の被ばく量が増大するのを抑制することができる。
【０００９】
ここで、被検体の比較的大きな移動（特徴点自体の移動）に対する補正のみでは、比較的細かい被検体の動きに追従するのは容易ではなく、被検体の比較的小さな移動（画素単位の移動）に対する補正のみでは、被検体の特徴点自体の大きな移動に対応するのは容易ではない。これに対して、本発明では、上記のように、移動情報取得部を、合成対象画像を補正するための情報として、特徴点の移動情報と、画素の移動情報とを取得するように構成する。これにより、基準画像および透視画像における比較的広範囲（マクロ）な移動情報として、特徴点の移動情報を取得するので、比較的広範囲な被検体の移動（比較的大きな移動）に対する補正を行うことができる。そして、基準画像および透視画像における比較的狭い範囲（ミクロ）の移動情報として、画素の移動情報を取得するので、比較的狭い範囲の被検体の移動（比較的小さな移動）に対する補正を行うことができる。これらの結果、相互に利点・欠点を補完し合う、被検体の比較的大きな移動に対する補正と、被検体の比較的小さな移動に対する補正との両方を行うことによって、より一層適切に合成対象画像を補正することができる。したがって、互いに異なる時点で撮影された合成対象画像とＸ線画像とを合成して合成画像を生成する場合にも、より一層適切に（画像同士の位置ずれがより一層抑制された）合成画像を生成することができる。
【００１０】
上記第１の局面によるＸ線撮影装置において、好ましくは、透視画像取得部は、透視画像をリアルタイムで逐次的に生成されるライブ画像として取得するように構成されており、画像合成部は、特徴点の移動情報と画素の移動情報とに基づいて、合成対象画像もしくはライブ画像を補正するとともに、補正された合成対象画像とライブ画像とを合成もしくは合成対象画像と補正されたライブ画像とを合成して合成画像を生成するように構成されている。このように構成すれば、ライブ画像の変化に対応させて、合成対象画像もしくはライブ画像を補正することができるので、リアルタイムで表示され逐次的に変化するライブ画像と、合成対象画像とを合成する場合でも、適切に合成画像を生成することができる。なお、本願明細書では、「リアルタイム」とは、即時または同時を意味するのみならず、術者（操作者）がＸ線撮影装置を使用している期間（操作または撮影されたＸ線画像を視認可能な状態）を意味するものとする。また、「逐次的に生成されるライブ画像」とは、たとえば、連続して取得される複数のＸ線画像（たとえば、動画）のうちの１つのフレームごとに更新されながら表示されるＸ線画像を意味するものとして記載している。
【００１１】
この場合、好ましくは、画像合成部は、ライブ画像が透視画像取得部により取得される度に、特徴点の移動情報と画素の移動情報とに基づいて、合成対象画像もしくはライブ画像を補正して、補正された合成対象画像とライブ画像とを合成もしくは合成対象画像と補正されたライブ画像とを合成して合成画像を生成するように構成されている。このように構成すれば、更新されるライブ画像に対応させて合成対象画像もしくはライブ画像を逐次的に更新するように補正することができる。このため、逐次的に変化するライブ画像（たとえば、動画）と合成対象画像とを合成する場合でも、より一層適切に（画像同士の位置ずれが抑制された）合成画像を生成することができる。この結果、術者が動画として表示される合成画像を視認しながら、被検体の治療を行う場合にも、より効果的に位置ずれが抑制された合成画像を生成することができる。
【００１２】
上記合成対象画像とライブ画像とを合成して合成画像を生成するＸ線撮影装置において、好ましくは、画像合成部は、被検体の下肢の血管に造影剤を投与した状態のＸ線画像である造影画像と、被検体の血管に造影剤を投与しない状態のＸ線画像である非造影画像との差分画像を、合成対象画像として取得するとともに、特徴点の移動情報と画素の移動情報とに基づいて、差分画像もしくはライブ画像を補正して、補正された差分画像とライブ画像とを合成もしくは差分画像と補正されたライブ画像とを合成して合成画像を生成するように構成されている。ここで、合成対象画像とライブ画像とを合成して合成画像を生成するＸ線撮影装置では、術者がこの合成画像を視認しながら、被検体の下肢の血管にカテーテルを挿入することにより各種の治療を行うことが可能となる。この場合、血管を示す画像のみにより構成される差分画像（造影画像と非造影画像との差分画像）が、合成対象画像として用いられる。この点を考慮して、本発明では、画像合成部を、差分画像もしくはライブ画像を補正して、補正された差分画像とライブ画像とを合成もしくは差分画像と補正されたライブ画像とを合成して合成画像を生成するように構成する。これにより、術者が被検体の下肢の血管にカテーテルを挿入することにより各種の治療を行う際に、画像同士の位置ずれが効果的に抑制された合成画像を生成することが可能なＸ線撮影装置を提供することができる。
【００１３】
この場合、好ましくは、画像合成部は、補正された差分画像の少なくとも一部を白黒反転処理した反転画像とライブ画像とを合成するか、もしくは、差分画像の少なくとも一部を白黒反転処理した反転画像と、補正されたライブ画像とを合成して合成画像を生成するように構成されている。ここで、たとえば、合成対象画像における造影された血管の画像が黒色であり、ライブ画像における治療器具の画像が血管の画像と同一の黒色である場合、合成画像において、造影された血管の画像と治療器具の画像とが区別しにくくなる場合があると考えられる。これに対して、本発明では、上記のように構成することにより、差分画像において略黒色の画像（たとえば、造影された血管の画像）が、略白色の画像（たとえば、略背景色の画像）に変換された状態で、ライブ画像に合成されるので、ライブ画像における血管に対応する部分における治療器具（たとえば、カテーテル、ステントまたはガイドワイヤ等）を黒色（血管の画像と異なる色）により表示させることができる。この結果、ライブ画像における血管に対応する部分（治療器具）の視認性を向上させながら、適切に造影された血管の画像を術者に視認させることができる。なお、本願明細書では、「黒色」とは、たとえば、画像（画素）における比較的低い輝度値を有することを意味するものとし、「白色」とは、たとえば、画像（画素）における比較的高い輝度値を有することを意味するものとする。
【００１４】
上記反転画像とライブ画像とを合成して合成画像を生成するＸ線撮影装置において、好ましくは、画像合成部は、反転画像と、被検体内に挿入されたカテーテル、ステントまたはガイドワイヤの少なくとも１つが映し出された画像を含むライブ画像とを合成して合成画像を生成するように構成されている。このように構成すれば、反転画像により、略背景色として映し出される造影された血管の画像と、被検体内に挿入されたカテーテル、ステントまたはガイドワイヤの少なくとも１つが映し出された画像とを、区別がより一層容易な態様で、術者に視認させることができる。
【００１５】
上記差分画像とライブ画像とを合成して合成画像を生成するＸ線撮影装置において、好ましくは、基準画像取得部は、合成対象画像の撮影位置と略同一の撮影位置において、透視画像よりも前に撮影されたライブ画像を基準画像として取得するように構成されている。ここで、合成対象画像（造影画像および非造影画像）と、ライブ画像（たとえば、透視画像）とは、互いに撮影される際に照射されるＸ線量が異なる場合がある。この場合、合成対象画像（差分画像）を基準画像とし、ライブ画像を透視画像とした場合には、同一の特徴点画像であっても、照射するＸ線量の差異に起因して輝度が異なる。したがって、基準画像の特徴点画像と、透視画像の特徴点画像とを対応付ける（マッチングする）際に、輝度の補正を行う必要があると考えられる。これに対して、本発明では、基準画像取得部を、透視画像よりも前に撮影されたライブ画像を基準画像として取得するように構成することにより、Ｘ線の照射量が互いに略等しいライブ画像同士で、基準画像（ライブ画像）の特徴点画像と、透視画像（ライブ画像）の特徴点画像とを対応付けることができる。これにより、輝度を補正する制御処理が不要な分、対応付ける際の制御処理が複雑化するのを抑制しながら、合成対象画像を補正することができる。
【００１６】
上記差分画像とライブ画像とを合成して合成画像を生成するＸ線撮影装置において、好ましくは、基準画像取得部は、造影画像を基準画像として取得するように構成されている。このように構成すれば、差分画像（合成対象画像）に残存する造影された血管の画像を含む画像である造影画像と、合成対象画像の血管の画像とは、同一の時点で撮影されたものとなるので、造影画像よりも後の時点で撮影されるライブ画像を基準画像として取得する場合に比べて、合成対象画像をより正確に補正することができる。
【００１７】
上記差分画像とライブ画像とを合成して合成画像を生成するＸ線撮影装置において、好ましくは、基準画像取得部は、非造影画像を基準画像として取得するように構成されている。ここで、造影画像における造影された血管の画像は、比較的特徴的な画像であるため、造影画像を基準画像とした場合、特徴点として血管の画像が抽出される可能性がある。一方、ライブ画像（透視画像）では血管が造影されておらず血管が特徴点として抽出される可能性は低い。この場合、基準画像と透視画像とで互いに異なる特徴点が抽出される場合があると考えられる。これに対して、本発明では、基準画像取得部を、非造影画像を基準画像として取得するように構成することにより、造影された血管の画像を含まない非造影画像が基準画像として構成されるので、基準画像と透視画像とで互いに異なる特徴点が抽出されることを抑制することができる。この結果、特徴点同士を容易に対応付けることができるので、特徴点の移動情報を容易に取得することができる。また、ライブ画像を基準画像として取得する場合に比べて、非造影画像はＸ線の照射量を多くすることができるので、基準画像を比較的鮮明な画像として構成することができる。
【００１８】
上記第１の局面によるＸ線撮影装置において、好ましくは、移動情報取得部は、基準画像の特徴点画像からの透視画像の特徴点画像への移動量が、移動量しきい値を超えた場合に、特徴点の移動情報に基づいて、基準画像を補正するとともに、補正された基準画像および透視画像に基づいて、画素の移動情報を取得するように構成されている。このように構成すれば、被検体が比較的大きく移動することにより、特徴点の位置が撮影部に対して比較的大きく移動した場合（移動量が移動量しきい値を超えた場合）に、基準画像を特徴点の移動情報に基づいて補正することができる。たとえば、被検体の移動が比較的小さい場合（移動量が移動量しきい値を超えない場合）は、基準画像を補正する制御処理を行うことなく、画素の移動情報に基づいて合成対象画像を補正すれば（被検体の比較的小さい移動に対する補正のみを行えば）、画像合成部の制御負担を軽減しながら、適切に合成画像を生成することができる。
【００１９】
上記第１の局面によるＸ線撮影装置において、好ましくは、移動情報取得部は、基準画像から複数の特徴点画像を抽出するとともに、透視画像から複数の特徴点画像を抽出し、基準画像の特徴点画像からの透視画像の特徴点画像への移動量の平均値分、基準画像を移動させるように補正するとともに、補正された基準画像および透視画像に基づいて、画素の移動情報を取得するように構成されている。このように構成すれば、複数の移動量の平均値に基づいて、基準画像を補正するので、１つの特徴点のみの移動量を用いる場合に比べて、基準画像および透視画像に映された被検体全体の移動の情報を、より正確に取得することができる。
【００２０】
上記第１の局面によるＸ線撮影装置において、好ましくは、移動情報取得部は、基準画像および透視画像に基づいて、基準画像に属する各画素のうちの少なくとも一部の画素の移動方向および移動量を表す移動マップを取得するとともに、移動マップの空間方向の高周波成分が抑制された平滑化移動マップを画素の移動情報として取得するように構成されている。このように構成すれば、移動マップの空間方向の高周波成分を抑制した平滑化移動マップを画素の移動情報として取得することにより、画素毎に移動マップを生成することに起因して移動マップに誤差が生じたとしても、空間方向の高周波成分を抑制することにより、誤差の影響を小さくすることができる。これらの結果、異なる時間で撮影された２つのＸ線画像間における被検体の線形な動作だけでなく非線形な動作（比較的複雑な動作）を考慮して、合成対象画像と透視画像とを適切に合成することができる。
【００２１】
この発明の第２の局面におけるＸ線画像処理方法は、被検体を透視するＸ線画像であり、かつ、特徴点画像を含む透視画像を取得するとともに、透視画像が撮影される時点よりも前に撮影されたＸ線画像であり、特徴点画像を含む基準画像を取得し、基準画像および透視画像の各々から特徴点画像を抽出し、抽出された特徴点画像に基づく特徴点の移動情報を取得するとともに、基準画像および透視画像に基づいて、基準画像に属する各画素のうちの少なくとも一部の画素の移動情報とを取得し、特徴点の移動情報と画素の移動情報とに基づいて、被検体のＸ線画像である合成対象画像もしくは透視画像を補正し、補正された合成対象画像と透視画像とを合成もしくは合成対象画像と補正された透視画像とを合成して合成画像を生成する。
【００２２】
この発明の第２の局面によるＸ線画像処理方法では、上記のように構成することにより、互いに異なる時点で撮影された合成対象画像と透視画像とを合成して合成画像を生成する際に被検体が合成対象画像の撮影後に動いた場合にも、適切に合成画像を生成することにより、被検体に対するＸ線の被ばく量の増大を抑制することが可能なＸ線画像処理方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、上記のように、互いに異なる時点で撮影された合成対象画像と透視画像とを合成して合成画像を生成する際に被検体が合成対象画像の撮影後に動いた場合にも、適切に合成画像を生成することにより、被検体に対するＸ線の被ばく量の増大を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１〜第３実施形態によるＸ線撮影装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるＸ線撮影装置のシフト量の取得、移動量の取得およびロードマップ透視画像の生成を説明するための図である。
【図３】本発明の第１〜第３実施形態による画像処理部の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態による特徴点の移動情報の取得について説明するための図である。
【図５】本発明の第１実施形態による画素値差最小画素の特定について説明するための図である。
【図６】本発明の第１実施形態による移動マップの生成について説明するための図である。
【図７】本発明の第１実施形態による平滑化移動マップの生成について説明するための図である。
【図８】本発明の第１実施形態による一次元で表した移動マップについて説明するための図である。
【図９】本発明の第１実施形態によるＸ線撮影装置における制御処理のフローを示す図（フローチャート）である。
【図１０】本発明の第２実施形態によるＸ線撮影装置のシフト量の取得、移動量の取得およびロードマップ透視画像の生成を説明するための図である。
【図１１】本発明の第３実施形態によるＸ線撮影装置のシフト量の取得、移動量の取得およびロードマップ透視画像の生成を説明するための図である。
【図１２】本発明の第１〜第３実施形態の変形例によるＸ線撮影装置のロードマップ透視画像の生成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
［第１実施形態］
図１〜図８を参照して、本発明の第１実施形態によるＸ線撮影装置１００の構成について説明する。
【００２７】
（Ｘ線撮影装置の構成）
図１に示すように、第１実施形態のＸ線撮影装置１００（放射線撮影装置）は、被検体Ｐが載置される天板１と、被検体ＰのＸ線画像Ｒを撮影する撮影部２と、Ｘ線撮影装置１００の各種構成を制御する制御部３と、撮影したＸ線画像Ｒ等を記憶する記憶部４と、Ｘ線画像Ｒ等を表示する表示部５と、術者からの入力操作を受け付ける操作部６とを備えている。なお、以下の説明では、「術者」とは、被検体Ｐの治療を行う者に限られず、被検体Ｐの治療に直接関与せずに単にＸ線撮影装置１００を操作する「操作者」をも含むものとして記載している。
【００２８】
図２に示すように、Ｘ線撮影装置１００は、被検体ＰのＸ線画像Ｒを連続的に撮影して、リアルタイムで逐次的に生成されるライブ画像Ｒｒ（動画）を取得するように構成されている。また、Ｘ線撮影装置１００は、ライブ画像Ｒｒを、造影画像Ｒｃおよびマスク画像ＲｍよりもＸ線の照射量を低減し、被検体Ｐを透視する透視画像として撮影するように構成されている。これにより、Ｘ線撮影装置１００を用いる術者は、被検体Ｐのライブ画像Ｒｒ（透視画像）を視認しながら、カテーテル等の治療器具を被検体Ｐの血管（たとえば、被検体Ｐの下肢の血管）に挿入することにより、各種の治療を行うことが可能となる。
【００２９】
また、Ｘ線撮影装置１００は、造影画像Ｒｃとマスク画像Ｒｍとの差分画像であるＤＳＡ画像Ｒｄと、ライブ画像Ｒｒとを合成したロードマップ透視画像Ｒｓを表示部５により表示するように構成されている。ここで、第１実施形態によるＸ線撮影装置１００は、ロードマップ透視画像Ｒｓを生成する際に、特徴点画像Ｆ（図４参照）を抽出し、抽出した特徴点画像Ｆに基づく特徴点の移動情報（後述するシフト量ｄ１）に基づいた補正（マクロな位置合わせ補正）処理と、画素の移動情報（後述する移動量ｄ２）に基づく補正処理であり、Ｆｌｅｘ−ＡＰＳ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ａｃｔｉｖｅ  Ｐｉｘｅｌ  Ｓｈｉｆｔ）技術を用いた補正（ミクロな位置合わせ補正）処理との両方を行うように構成されている。
【００３０】
（Ｘ線撮影装置の各部の構成）
図１に示すように、天板１は、被検体Ｐが載置する検診台として構成されている。天板１は、駆動部が設けられ、操作部６の入力操作に基づいて制御部３の指令により移動可能に構成されている。
【００３１】
撮影部２は、被検体ＰにＸ線を照射するＸ線発生部２ａと、被検体Ｐを透過したＸ線発生部からのＸ線を検出するＸ線検出部２ｂとを含む。Ｘ線発生部２ａは、天板１の一方側に配置されたＸ線管装置として構成されている。Ｘ線発生部２ａは、Ｘ線源を含み、図示しないＸ線管駆動装置によって電圧が印加されることにより、Ｘ線を照射することが可能に構成されている。Ｘ線検出部２ｂは、天板１の他方側に配置されたＦＰＤ（フラットパネルディテクタ）として構成されており、Ｘ線を検出することができるように構成されている。なお、Ｘ線発生部２ａの近傍には、Ｘ線発生部２ａから照射されるＸ線の照射野を調整するためのコリメータ２ｃが設けられている。
【００３２】
制御部３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを含んで構成されたコンピュータである。制御部３は、Ｘ線検出部２ｂから送られた検出信号に基づいて、被検体Ｐの内部構造をＸ線撮影したＸ線画像Ｒ同士を合成してロードマップ透視画像Ｒｓを生成する画像処理部１０を含む。
【００３３】
また、制御部３は、術者による操作部６の入力操作に基づいて、ロードマップ透視画像撮影モードと、ＤＳＡ画像撮影モードとを切り替える制御を行うように構成されている。ロードマップ透視画像撮影モードでは、制御部３は、ライブ画像Ｒｒを撮影する制御を行い、ＤＳＡ画像撮影モードでは、制御部３は、造影画像Ｒｃとマスク画像Ｒｍとを撮影する制御を行う。
【００３４】
記憶部４は、たとえば、不揮発メモリを含む。そして、記憶部４には、制御部３の処理に用いられるプログラムが記憶されているとともに、画像処理部１０で生成した各Ｘ線画像Ｒ（マスク画像Ｒｍ、造影画像Ｒｃ、ＤＳＡ画像Ｒｄ、ライブ画像Ｒｒ、および、ロードマップ透視画像Ｒｓ）等を記憶するように構成されている。
【００３５】
表示部５は、たとえば、液晶ディスプレイとして構成されている。そして、表示部５は、画像処理部１０により生成された後述するロードマップ透視画像Ｒｓ（図２参照）を表示することが可能に構成されている。たとえば、表示部５は、ロードマップ透視画像Ｒｓを動画として表示するように構成されている。
【００３６】
操作部６は、たとえば、入力用ボタンスイッチ、キーボード、タッチパネル、または、マウス等から構成されている。
【００３７】
（画像処理部の構成）
画像処理部１０は、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）や画像処理用に構成されたＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）などのプロセッサを含んで構成されたコンピュータである。画像処理部１０は、記憶部４に記憶された画像処理プログラム実行することにより、画像処理装置として機能する。なお、後述するＸ線画像処理方法は、画像処理部１０において実行される制御処理の方法である。
【００３８】
図３に示すように、画像処理部１０は、画像取得部２０と、移動情報取得部３０と、画像合成部４０とを含む。なお、図３では、画像処理部１０を機能ブロックとして図示しているが、この例に限られない。すなわち、画像処理部１０の各部をそれぞれ別個のハードウェア（ソフトウェア）として構成してもよいし、１つのハードウェア（ソフトウェア）として構成してもよい。
【００３９】
〈画像取得部の構成〉
図２に示すように、画像取得部２０は、撮影部２により撮影されたＸ線画像Ｒを取得するように構成されている。そして、画像取得部２０は、撮影部２からＸ線画像Ｒを、マスク画像Ｒｍ、造影画像Ｒｃ、または、ライブ画像Ｒｒとして取得するように構成されている。なお、マスク画像Ｒｍは、特許請求の範囲の「非造影画像」の一例である。また、ライブ画像Ｒｒは、特許請求の範囲の「基準画像」および「透視画像」の一例である。また、画像取得部２０は、特許請求の範囲の「透視画像取得部」および「基準画像取得部」の一例である。
【００４０】
ここで、Ｘ線撮影装置１００では、マスク画像Ｒｍ、造影画像Ｒｃ、および、ライブ画像Ｒｒは、たとえば、この順に撮影される。すなわち、Ｘ線撮影装置１００では、術者により操作部６が操作されること（ＤＳＡ画像撮影モードが選択されること）により、まず、被検体Ｐの下肢の血管に造影剤を投与しない状態（血管に造影剤がない状態）で、被検体Ｐの下肢が撮影されることにより、後述するＤＳＡ画像Ｒｄのマスクとなるマスク画像Ｒｍが撮影される。その後、Ｘ線撮影装置１００では、ライブ画像Ｒｒの撮影が行われる。
【００４１】
詳細には、マスク画像Ｒｍには、被検体Ｐの背景構造物Ａｂが映し出されている一方、被検体Ｐの血管は明確には映し出されていない。次に、Ｘ線撮影装置１００では、術者により操作部６が操作されることにより、被検体Ｐの下肢の血管に造影剤を投与した状態（血管に造影剤が残存した状態）で、被検体Ｐの下肢が撮影され、造影された血管の画像Ａｖを含む造影画像Ｒｃが撮影される。なお、背景構造物Ａｂには、たとえば、被検体Ｐの骨や筋肉等の部位が含まれる。また、造影画像Ｒｃは、たとえば、連続して撮影された複数のＸ線画像Ｒに対してピークホールドを適用した画像であってもよい。
【００４２】
また、画像取得部２０は、造影画像Ｒｃからマスク画像Ｒｍをデジタル差分処理することにより、ＤＳＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ  Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）画像Ｒｄを生成するように構成されている。ＤＳＡ画像Ｒｄでは、背景構造物Ａｂが略削除され、造影された血管の画像Ａｖが残存している。ここで、以下の記載では、ＤＳＡ画像Ｒｄのうちの画像Ａｖが残存しているＤＳＡ画像Ｒｄを、血管像Ｒｄｂとして説明する。なお、ＤＳＡ画像Ｒｄおよび血管像Ｒｄｂは、特許請求の範囲の「合成対象画像」および「差分画像」の一例である。
【００４３】
造影画像Ｒｃおよびマスク画像Ｒｍの撮影後、Ｘ線撮影装置１００では、術者により操作部６が操作されること（ロードマップ透視画像撮影モードが選択されること）により、撮影部２からのＸ線の照射量がマスク画像Ｒｍおよび造影画像Ｒｃの撮影における照射量よりも低減された状態で、ライブ画像Ｒｒ（Ｘ線画像Ｒ）の撮影が開始される。そして、Ｘ線撮影装置１００は、ライブ画像Ｒｒをリアルタイムで逐次的に（動画として）、撮影するように構成されている。詳細には、画像取得部２０は、Ｘ線検出部２ｂから順次出力されるＸ線検出信号を画像化することにより、ライブ画像Ｒｒを所定のフレームレートで生成する。フレームレートは、たとえば１５ＦＰＳ〜３０ＦＰＳ程度である。ライブ画像Ｒｒ（Ｘ線画像Ｒ）は、たとえばグレースケールで所定の階調数（１０〜１２ビットなど）の画素値を有する画像である。
【００４４】
第１実施形態では、画像取得部２０は、特徴点画像Ｆ１（図４参照）を含み、マスク画像Ｒｍおよび造影画像Ｒｃが撮影された時点以降で、かつ、第２ライブ画像Ｒｒ２が撮影される時点よりも前に撮影されたＸ線画像Ｒである第１ライブ画像Ｒｒ１を基準画像として取得する。また、画像取得部２０は、撮影部２により撮影され被検体Ｐを透視するＸ線画像Ｒであるとともに、特徴点画像Ｆ２（図４参照）を含む透視画像である第２ライブ画像Ｒｒ２を取得するように構成されている。なお、第１ライブ画像Ｒｒ１は、特許請求の範囲の「基準画像」の一例である。また、第２ライブ画像Ｒｒ２は、特許請求の範囲の「透視画像」の一例である。
【００４５】
また、マスク画像Ｒｍ、造影画像Ｒｃ、および、第１ライブ画像Ｒｒ１は、互いに略同一の撮影位置（好ましくは、同一の撮影位置）において撮影されているものとして説明する。具体的には、「同一の撮影位置において撮影されたＸ線画像Ｒ」とは、後述する特徴点画像Ｆの位置が互いに同一である（シフト量ｄ１が略０となる）Ｘ線画像Ｒを意味するものとする。
【００４６】
詳細には、術者により、第１ライブ画像Ｒｒ１の撮影位置が変更された場合には、変更後の第１ライブ画像Ｒｒ１の撮影位置に基づいて、記憶部４から同一の撮影位置となるＤＳＡ画像Ｒｄ（マスク画像Ｒｍおよび造影画像Ｒｃ）が読み出される。なお、制御部３は、撮影部２および天板１の駆動部（エンコーダ等）から位置情報を取得するように構成されており、画像取得部２０は、この位置情報が各Ｘ線画像Ｒに関連付けられていることにより、撮影位置を取得するように構成されている。
【００４７】
第１ライブ画像Ｒｒ１は、ロードマップ透視画像撮影モードを開始した直後（造影画像Ｒｃを撮影した時点の直後）に撮影された時点のライブ画像Ｒｒである。たとえば、第１ライブ画像Ｒｒ１は、ロードマップ透視画像撮影モードを開始後の最初のライブ画像Ｒｒである。すなわち、第１ライブ画像Ｒｒ１は、造影画像Ｒｃから被検体Ｐの移動（体動）が略生じていない時点の透視画像である。また、第２ライブ画像Ｒｒ２は、たとえば、最新（現在）のライブ画像Ｒｒである。すなわち、第２ライブ画像Ｒｒ２は、造影画像Ｒｃ、マスク画像Ｒｍ、および、第１ライブ画像Ｒｒ１よりも後の時点に撮影された画像である。また、第２ライブ画像Ｒｒ２は、ロードマップ透視画像Ｒｓを構成するＸ線画像Ｒである。
【００４８】
〈移動情報取得部の構成〉
図３に示すように、第１実施形態では、移動情報取得部３０は、第１ライブ画像Ｒｒ１および第２ライブ画像Ｒｒ２の各々から特徴点画像Ｆを抽出する特徴点抽出部３１と、特徴点抽出部３１により抽出された特徴点画像Ｆに基づく特徴点の移動情報Ｅ１を取得する特徴点移動情報取得部３２と、第１ライブ画像Ｒｒ１および第２ライブ画像Ｒｒ２に基づいて、第１ライブ画像Ｒｒ１に属する各画素のうちの少なくとも一部の画素の移動情報Ｅ２とを取得する画素移動情報取得部３３とを含む。
【００４９】
ここで、第１実施形態では、図４に示すように、特徴点抽出部３１は、第１ライブ画像Ｒｒ１から複数（図４では４つ）の特徴点画像Ｆ１（Ｆ１ａ、Ｆ１ｂ、Ｆ１ｃおよびＦ１ｄ）を抽出するとともに、第２ライブ画像Ｒｒ２から複数（図４では４つ）の特徴点画像Ｆ２（Ｆ２ａ、Ｆ２ｂ、Ｆ２ｃおよびＦ２ｄ）を抽出するように構成されている。特徴点抽出部３１は、たとえば、第１ライブ画像Ｒｒ１および第２ライブ画像Ｒｒ２において、記憶部４に記憶されたパターン画像に対して類似性が高い画像や、輝度の変化が所定の変化量よりも大きい画像領域を、特徴点画像Ｆ１およびＦ２として抽出するように構成されている。なお、特徴点抽出部３１による特徴点画像Ｆ１およびＦ２の抽出方法は、この例に限られず、公知の画像処理技術の特徴点抽出方法を用いてもよい。
【００５０】
特徴点画像Ｆ１およびＦ２は、複数の画素からなる領域（図４の円で囲む部分）である。なお、図４では、特徴点画像Ｆ１およびＦ２を円状に示しているが、円状に限られず、円状以外の形状（たとえば、矩形状）であってもよい。たとえば、特徴点画像Ｆ１ａと特徴点画像Ｆ２ａとは、被検体Ｐにおける同一の部位を示す画像である。これと同様に、特徴点画像Ｆ１ｂ、Ｆ１ｃ、および、Ｆ１ｄは、特徴点画像Ｆ２ｂ、Ｆ２ｃ、およびＦ２ｄとそれぞれ対応する部位を示す画像である。
【００５１】
特徴点移動情報取得部３２は、特徴点画像Ｆ１と特徴点画像Ｆ２とを、対応付ける処理（マッチング処理）を行うように構成されている。たとえば、特徴点移動情報取得部３２は、特徴点画像Ｆ１ａ〜Ｆ１ｄと特徴点画像Ｆ２ａ〜Ｆ２ｄとの各々をパターンマッチング処理することにより、特徴点画像Ｆ１ａとＦ２ａとを対応付けて（紐付けて）、特徴点画像Ｆ１ｂとＦ２ｂとを対応付けて、特徴点画像Ｆ１ｃとＦ２ｃとを対応付けて、特徴点画像Ｆ１ｄとＦ２ｄとを対応付ける。たとえば、特徴点移動情報取得部３２は、特徴点画像Ｆ１ａ〜Ｆ１ｄと特徴点画像Ｆ２ａ〜Ｆ２ｄとのうちから、類似度の高いもの同士を対応付ける。
【００５２】
そして、特徴点移動情報取得部３２は、第１ライブ画像Ｒｒ１における被検体Ｐの位置に対する第２ライブ画像Ｒｒ２における被検体Ｐの位置への移動量を取得するように構成されている。具体的には、特徴点移動情報取得部３２は、特徴点画像Ｆ１ａ〜Ｆ１ｄから特徴点画像Ｆ２ａ〜Ｆ２ｄへの移動量の平均値ｄ１（以下、「シフト量ｄ１」という）を取得（算出）するように構成されている。すなわち、特徴点移動情報取得部３２は、被検体Ｐの動きや撮影部２の位置変更に起因する特徴点のシフト量ｄ１を算出するように構成されている。
【００５３】
詳細には、特徴点移動情報取得部３２は、特徴点画像Ｆ１ａの中心座標（ｘ１ａ、ｙ１ａ）と、特徴点画像Ｆ１ａに対応付けられた特徴点画像Ｆ２ａの中心座標（ｘ２ａ、ｙ２ａ）との変位ｄａ（ｄｘａ、ｄｙａ）を取得する。特徴点移動情報取得部３２は、変位ｄａと同様に、特徴点画像Ｆ１ｂ〜Ｆ１ｄから特徴点画像Ｆ２ｂ〜Ｆ２ｄへの変位ｄｂ、ｄｃおよびｄｄを取得する。そして、特徴点移動情報取得部３２は、変位ｄａ〜ｄｄの平均値をシフト量ｄ１として取得する。なお、シフト量ｄ１は、特徴点の移動情報Ｅ１に含まれる。また、「平均値の取得」とは、相加平均値（算術平均値）を算出することを意味するのみならず、相加平均値以外の加重平均値等の平均値を算出してもよい。
【００５４】
また、特徴点移動情報取得部３２は、新たな第２ライブ画像Ｒｒ２が取得される度に、シフト量ｄ１を取得するように構成されている。そして、第１実施形態では、特徴点移動情報取得部３２は、シフト量ｄ１が、しきい値ｄ１ｔを超えた場合に、シフト量ｄ１分移動させるように、第１ライブ画像Ｒｒ１を補正するように構成されている。すなわち、特徴点移動情報取得部３２は、シフト量ｄ１が、しきい値ｄ１ｔ未満の場合には、第１ライブ画像Ｒｒ１を補正しない。たとえば、特徴点移動情報取得部３２は、シフト量ｄ１がしきい値ｄ１ｔを超えた場合、第１ライブ画像Ｒｒ１をシフト量ｄ１分、平行移動、および、回転移動の少なくとも一方の画像処理を行い、第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃを生成するように構成されている。なお、しきい値ｄ１ｔは、特許請求の範囲の「移動量しきい値」の一例である。
【００５５】
画素移動情報取得部３３は、第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃが生成されている場合には、第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃと第２ライブ画像Ｒｒ２とに基づいて、画素の移動情報Ｅ２を取得するように構成されている。また、画素移動情報取得部３３は、第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃが生成されていない場合には、第１ライブ画像Ｒｒ１と第２ライブ画像Ｒｒ２とに基づいて、画素の移動情報Ｅ２を取得するように構成されている。以下、「第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃが生成されている場合」について説明するが、「第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃが生成されていない場合」は、以下の「第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃ」という記載を、「第１ライブ画像Ｒｒ１」と読み替えるものとする。
【００５６】
具体的には、画素移動情報取得部３３は、Ｆｌｅｘ−ＡＰＳ技術を用いた補正処理を行うための画素の移動情報Ｅ２を取得するように構成されている。第１実施形態では、画素移動情報取得部３３は、第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃおよび第２ライブ画像Ｒｒ２に基づいて、第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃに属する各画素のうちの少なくとも一部の画素の移動方向および移動量を表す移動マップＭ１を取得する移動マップ生成部３３ａと、移動マップＭ１の空間方向の高周波成分が抑制された平滑化移動マップＭ２を画素の移動情報Ｅ２として取得する平滑化移動マップ生成部３３ｂとを含む。移動マップＭ１は、言い換えると、移動ベクトルである。平滑化移動マップＭ２は、言い換えると、平滑化移動ベクトルである。
【００５７】
移動マップ生成部３３ａは、図５に示すように、第２ライブ画像Ｒｒ２の画素Ｂ２の画素値と、第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃにおける当該画素Ｂ２に対応する画素Ｂ１および所定の周辺領域に属する画素Ｂ１の画素値との画素値差とに基づいて、第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃの画素Ｂ１の移動方向および移動量を表す移動マップＭ１を生成するように構成されている。より詳しくは、移動マップ生成部３３ａは、第２ライブ画像Ｒｒ２の画素Ｂ２の画素値と、第２ライブ画像Ｒｒ２の画素Ｂ２に対して画素値差が最も小さい第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃにおける画素Ｂ１である画素値差最小画素Ｂ１ａの画素値とに基づいて、第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃの画素Ｂ１の移動方向および移動量を表す移動マップＭ１を生成するように構成されている。
【００５８】
具体的には、移動マップ生成部３３ａは、図６に示すように、第２ライブ画像Ｒｒ２のある画素Ｂ２と、当該画素Ｂ２に対応する（同一座標である）第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃの画素Ｂ１、および、対応する画素Ｂ１の所定の周辺領域（対応する画素Ｂ１の上、右上、右、右下、下、左下、左および左上の計８つ）の画素Ｂ１の計９つの画素Ｂ１とを、各々の画素値で比較する。そして、移動マップ生成部３３ａは、第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃの９つの画素Ｂ１の中から、第２ライブ画像Ｒｒ２のある画素Ｂ２との画素値の差が最小の画素（画素値差最小画素Ｂ１ａ）を特定する。ここで、画素値は、被検体Ｐの位置によって異なる定量的な値であるため、第２ライブ画像Ｒｒ２および第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃにおいて被検体Ｐの位置の指標となる。したがって、上記のように、第２ライブ画像Ｒｒ２のある画素Ｂ２と、その画素Ｂ２と同一座標およびその周囲の第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃにおける９つの画素Ｂ１とを比較することは、第２ライブ画像Ｒｒ２の画素Ｂ２に対する第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃの位置ずれを調べることに相当する。また、第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃの画素値差最小画素Ｂ１ａは、第２ライブ画像Ｒｒ２の画素Ｂ２が位置ずれした可能性が最も高い画素である。そして、移動マップ生成部３３ａは、図６に示すように、画素値差最小画素Ｂ１ａを、第２ライブ画像Ｒｒ２の画素Ｂ２に対応する（同一座標である）第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃの画素Ｂ１の位置に移動させた場合の画素値差最小画素Ｂ１ａの移動方向および移動量を、第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃの画素Ｂ１に対応する移動マップＭ１とする。
【００５９】
平滑化移動マップ生成部３３ｂは、図７に示すように、移動マップＭ１の空間方向の高周波成分を抑制することにより、平滑化移動マップＭ２を生成するように構成されている。具体的には、平滑化移動マップ生成部３３ｂは、移動マップＭ１を、第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃにおける画素Ｂ１毎に、第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃにおける画素Ｂ１および第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃにおける画素Ｂ１の周囲の画素Ｂ１で平滑化した平滑化移動マップＭ２を算出する。すなわち、平滑化移動マップ生成部３３ｂは、第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃにおける各々の画素Ｂ１に対応付けられた移動マップＭ１を、その画素Ｂ１と周囲の８つの画素Ｂ１とで平滑化した平滑化移動マップＭ２を算出する。なお、平滑化は、たとえば、９つの画素Ｂ１において、移動マップＭ１を平均化することである。
【００６０】
平滑化を行うことにより、図８に示すように、９つの画素Ｂ１内に移動マップＭ１が過度に異なるもの（移動マップＭ１ｘ）が含まれていた場合であっても、移動マップＭ１が平均されることにより、過度に異なる移動マップＭ１ｘの影響が低減される。この結果、移動マップＭ１の空間方向の高周波成分が抑制される。なお、図７では、紙面の都合上、平滑化移動マップＭ２を平滑化前の移動マップＭ１と同じ方向および大きさのベクトルにより描いている。なお、平滑化は、９つの画素Ｂ１で単純に移動マップＭ１を平均する場合に限られない。たとえば、９つの画素Ｂ１の移動マップＭ１を移動方向毎に移動量でグラフ化した後、フーリエ変換を行うことによって高周波成分を抽出する。そして、高周波成分を除去することによって、移動マップＭ１の空間方向の高周波成分を抑制してもよい。
【００６１】
そして、平滑化移動マップ生成部３３ｂは、生成された平滑化移動マップＭ２を、第２ライブ画像Ｒｒ２の画素Ｂ２に対応する第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃの画素Ｂ１に対応付ける。そして、平滑化移動マップ生成部３３ｂが、この対応付けを第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃの全ての画素Ｂ１に対して行うことにより、第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃの全ての画素Ｂ１に平滑化移動マップＭ２が対応付けられた状態となる。第１実施形態では、第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃの全ての画素Ｂ１に平滑化移動マップＭ２が対応付けられた状態の第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃの移動量ｄ２の情報を画素の移動情報Ｅ２とし、この移動量ｄ２がＤＳＡ画像Ｒｄの補正に用いられる。
【００６２】
〈画像合成部の構成〉
図３に示すように、画像合成部４０は、特徴点の移動情報Ｅ１（シフト量ｄ１）と画素の移動情報Ｅ２（移動量ｄ２）とに基づいて、第１ライブ画像Ｒｒ１と略同一の撮影位置で撮影されたＤＳＡ画像Ｒｄ（血管像Ｒｄｂ）を補正して、補正血管像Ｒｄｂｃ（白黒反転像Ａｖａ）を生成する血管像補正部４１と、生成された補正血管像Ｒｄｂｃと第２ライブ画像Ｒｒ２とを合成してロードマップ透視画像Ｒｓを生成する合成画像生成部４２とを含む。なお、補正血管像Ｒｄｂｃおよび白黒反転像Ａｖａは、特許請求の範囲の「反転画像」の一例である。
【００６３】
図２に示すように、血管像補正部４１は、記憶部４に記憶されているＤＳＡ画像Ｒｄのうちから血管像Ｒｄｂを読み出すように構成されている。そして、血管像補正部４１は、血管像Ｒｄｂの位置（画像Ａｖの位置）を、補正前の位置に対してシフト量ｄ１分移動させる（平行移動または回転移動の少なくとも一方の）処理を行う。また、血管像補正部４１は、一部（たとえば、画素毎、または、所定の領域毎）、画像全体（画像Ａｖ全体またはＤＳＡ画像Ｒｄ全体）に対して、移動量ｄ２分移動させる処理を行う。
【００６４】
また、第１実施形態では、血管像補正部４１は、特徴点の移動情報Ｅ１と画素の移動情報Ｅ２とに基づいて補正された血管像Ｒｄｂを、白黒反転処理した補正血管像Ｒｄｂｃを生成するように構成されている。具体的には、血管像補正部４１は、シフト量ｄ１分移動され、かつ、移動量ｄ２分移動された補正血管像Ｒｄｂｃを白黒反転処理（輝度を反転させる処理）することにより、白黒反転像Ａｖａを含む補正血管像Ｒｄｂｃを生成する。
【００６５】
また、血管像補正部４１は、新たな第２ライブ画像Ｒｒ２が画像取得部２０により取得される度に、特徴点の移動情報Ｅ１と画素の移動情報Ｅ２とに基づいて、血管像Ｒｄｂ（ＤＳＡ画像Ｒｄ）を補正するように構成されている。すなわち、血管像補正部４１は、リアルタイムで逐次的に血管像Ｒｄｂを補正して、補正血管像Ｒｄｂｃを生成するように構成されている。
【００６６】
合成画像生成部４２は、補正血管像Ｒｄｂｃと、第２ライブ画像Ｒｒ２とを合成してロードマップ透視画像Ｒｓを生成するように構成されている。具体的には、合成画像生成部４２は、補正血管像Ｒｄｂｃと第２ライブ画像Ｒｒ２とを重畳させて表示するように、ロードマップ透視画像Ｒｓを生成するように構成されている。また、合成画像生成部４２は、新たな第２ライブ画像Ｒｒ２が画像取得部２０により取得される度に、特徴点の移動情報Ｅ１と画素の移動情報Ｅ２とに基づいて、血管像Ｒｄｂを補正して補正血管像Ｒｄｂｃを生成し、生成された補正血管像Ｒｄｂｃと、第２ライブ画像Ｒｒ２とを合成してロードマップ透視画像Ｒｓを生成するように構成されている。
【００６７】
言い換えると、第１実施形態では、合成画像生成部４２は、被検体Ｐの下肢の血管に造影剤を投与した状態のＸ線画像Ｒである造影画像Ｒｃと、被検体Ｐの血管に造影剤を投与しない状態のＸ線画像Ｒであるマスク画像Ｒｍとの差分画像であるＤＳＡ画像Ｒｄを、血管像Ｒｄｂとして取得するとともに特徴点の移動情報Ｅ１と画素の移動情報Ｅ２とに基づいて、血管像Ｒｄｂを補正血管像Ｒｄｂｃに補正して、補正血管像Ｒｄｂｃと第２ライブ画像Ｒｒ２とを合成してロードマップ透視画像Ｒｓを生成するように構成されている。
【００６８】
これにより、第１実施形態では、合成画像生成部４２は、補正血管像Ｒｄｂｃと、被検体Ｐ内に挿入されたカテーテル、ステントまたはガイドワイヤの少なくとも１つが映し出された画像Ａｋを含む第２ライブ画像Ｒｒ２とを合成してロードマップ透視画像Ｒｓを生成するように構成されている。そして、ロードマップ透視画像Ｒｓは、表示部５により表示され、術者によって視認される。
【００６９】
（Ｘ線画像処理方法）
次に、図９を参照して、第１実施形態によるＸ線撮影装置１００によるＸ線画像Ｒの制御処理（Ｘ線画像処理方法）について説明する。図９には、Ｘ線撮影装置１００によるＸ線画像Ｒの制御処理のフローを示している。なお、Ｘ線撮影装置１００によるＸ線画像Ｒの制御処理は、制御部３（画像処理部１０）により実行される。
【００７０】
まず、ステップＳ１において、ＤＳＡ画像撮影モードにおいて、ＤＳＡ画像Ｒｄの取得が行われる。すなわち、マスク画像Ｒｍおよび造影画像Ｒｃが撮影（取得）され、マスク画像Ｒｍおよび造影画像Ｒｃに基づいて、ＤＳＡ画像Ｒｄが生成される。
【００７１】
ステップＳ２において、ＤＳＡ画像Ｒｄから血管像Ｒｄｂの選択（生成）が行われる。たとえば、血管像Ｒｄｂは、記憶部４に記憶されたＤＳＡ画像Ｒｄのうちから操作部６に対する入力操作によって、または、自動的に選択される。
【００７２】
ステップＳ３において、術者による操作部６の入力操作に応じて、ロードマップ透視画像撮影モードが開始され、ライブ画像Ｒｒの取得が開始される。
【００７３】
ステップＳ４において、ロードマップ透視画像撮影モードが開始直後のライブ画像Ｒｒを、第１ライブ画像Ｒｒ１として保持する。すなわち、ロードマップ透視画像撮影モードが開始され、最初に取得されるライブ画像Ｒｒが第１ライブ画像Ｒｒ１として、記憶部４または画像処理部１０内に記憶される。
【００７４】
ステップＳ５において、第１ライブ画像Ｒｒ１よりも後に撮影されたライブ画像Ｒｒが第２ライブ画像Ｒｒ２として取得される。
【００７５】
ステップＳ６において、第１ライブ画像Ｒｒ１および第２ライブ画像Ｒｒ２の各々から、特徴点画像Ｆが抽出される。たとえば、図４に示すように、第１ライブ画像Ｒｒ１から特徴点画像Ｆ１ａ〜Ｆ１ｄが抽出され、第２ライブ画像Ｒｒ２から特徴点画像Ｆ２ａ〜Ｆ２ｄが抽出される。
【００７６】
ステップＳ７において、特徴点の移動情報Ｅ１（シフト量ｄ１）が取得される。具体的には、図４に示すように、第１ライブ画像Ｒｒ１の特徴点画像Ｆ１ａ〜Ｆ１ｄと、第１ライブ画像Ｒｒ１の特徴点画像Ｆ１ａ〜Ｆ１ｄとの対応付け（マッチング処理）を行い、各変位ｄａ〜ｄｄの平均値（シフト量）ｄ１が取得（算出）される。すなわち、被検体Ｐの動きや撮影部２の位置変更に起因する特徴点のシフト量ｄ１が算出される。
【００７７】
ステップＳ８において、シフト量ｄ１がしきい値ｄ１ｔを超えたか否かが判断される。すなわち、シフト量ｄ１としきい値ｄ１ｔとが比較され、シフト量ｄ１がしきい値ｄ１ｔを超えている場合、ステップＳ９に進み、シフト量ｄ１がしきい値ｄ１ｔを超えていない場合、ステップＳ１０に進む。
【００７８】
ステップＳ９において、第１ライブ画像Ｒｒ１がシフト量ｄ１に基づいて補正され、第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃが生成される。その後、ステップＳ１０に進む。
【００７９】
ステップＳ１０において、第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃと第２ライブ画像Ｒｒ２とに基づいて、画像の移動情報Ｅ２（移動量ｄ２）が取得される。すなわち、図５〜図８に示す移動マップＭ１が取得されるとともに、平滑化移動マップＭ２が画像の移動情報Ｅ２（移動量ｄ２）として取得される。
【００８０】
ステップＳ１１において、特徴点の移動情報Ｅ１（シフト量ｄ１）および画素の移動情報Ｅ２（移動量ｄ２）に基づいて、ＤＳＡ画像Ｒｄ（血管像Ｒｄｂ）が補正され、白黒反転像Ａｖａを含む補正血管像Ｒｄｂｃが生成される。
【００８１】
ステップＳ１２において、補正血管像Ｒｄｂｃと第２ライブ画像Ｒｒ２とが合成され、ロードマップ透視画像Ｒｓが生成され、ロードマップ透視画像Ｒｓが表示部５に表示される。
【００８２】
ステップＳ１３において、ロードマップ透視画像撮影モードを継続するか否かが判断される。たとえば、操作部６がロードマップ透視画像撮影モードを終了する入力操作を受け付けない場合には、ロードマップ透視画像撮影モードを継続するものとして、ステップＳ５に戻る。また、操作部６がロードマップ透視画像撮影モードを終了する入力操作を受け付けた場合には、ロードマップ透視画像撮影モードを継続しない（終了する）ものとして、ステップＳ１４に進む。すなわち、ロードマップ透視画像撮影モードを継続する場合には、ステップＳ５〜Ｓ１３が繰り返され、第２ライブ画像Ｒｒ２が取得される度に、特徴点の移動情報Ｅ１と画素の移動情報Ｅ２とに基づいて、血管像Ｒｄｂが補正され、補正された血管像Ｒｄｂである補正血管像Ｒｄｂｃと、第２ライブ画像Ｒｒ２とが合成されたロードマップ透視画像Ｒｓが生成される。
【００８３】
ステップＳ１４において、ロードマップ透視画像撮影モードが終了される。その後、Ｘ線撮影装置１００によるＸ線画像Ｒの制御処理が終了される。
【００８４】
［第１実施形態の効果］
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００８５】
第１実施形態では、上記のように、移動情報取得部３０を、第２ライブ画像Ｒｒ２が撮影される時点よりも前に撮影されたＸ線画像Ｒである第１ライブ画像Ｒｒ１の特徴点画像Ｆ１、および、第２ライブ画像Ｒｒ２の特徴点画像Ｆ２に基づいて、特徴点の移動情報Ｅ１を取得するとともに、画素の移動情報Ｅ２を取得するように構成する。そして、画像合成部４０を、特徴点の移動情報Ｅ１と画素の移動情報Ｅ２とに基づいて、第１ライブ画像Ｒｒ１と略同一の撮影位置で撮影されたＤＳＡ画像Ｒｄ（血管像Ｒｄｂ）を補正するとともに、補正されたＤＳＡ画像Ｒｄ（補正血管像Ｒｄｂｃ）と第２ライブ画像Ｒｒ２とを合成してロードマップ透視画像Ｒｓを生成するように構成する。これにより、ＤＳＡ画像Ｒｄ（血管像Ｒｄｂ）および第１ライブ画像Ｒｒ１が撮影された後に、被検体Ｐが撮影部２に対して移動した場合でも、第２ライブ画像Ｒｒ２が撮影される時点における被検体Ｐの位置に整合するようにＤＳＡ画像Ｒｄ（血管像Ｒｄｂ）を補正することができる。このため、互いに位置がずれた被検体ＰのＸ線画像Ｒ同士（ＤＳＡ画像Ｒｄ（血管像Ｒｄｂ）と第２ライブ画像Ｒｒ２と）が合成されるのを抑制することができる。この結果、互いに異なる時点で撮影されたＤＳＡ画像Ｒｄ（血管像Ｒｄｂ）と第２ライブ画像Ｒｒ２（Ｘ線画像Ｒ）とを合成してロードマップ透視画像Ｒｓを生成する際に被検体が合成対象画像の撮影後に動いた場合にも、適切に（画像同士の位置ずれが抑制された）ロードマップ透視画像Ｒｓを生成することができる。これにより、ＤＳＡ画像Ｒｄ（血管像Ｒｄｂ）を再び撮影し直す必要がないので、被検体Ｐに対するＸ線の被ばく量が増大するのを抑制することができる。
【００８６】
また、第１実施形態では、上記のように、移動情報取得部３０を、ＤＳＡ画像Ｒｄ（血管像Ｒｄｂ）を補正するための情報として、特徴点の移動情報Ｅ１と、画素の移動情報Ｅ２とを取得するように構成する。これにより、第１ライブ画像Ｒｒ１および第２ライブ画像Ｒｒ２における比較的広範囲（マクロ）な移動情報として、特徴点の移動情報Ｅ１を取得するので、比較的広範囲な被検体Ｐの移動（比較的大きな移動）に対する補正を行うことができる。そして、第１ライブ画像Ｒｒ１および第２ライブ画像Ｒｒ２における比較的狭い範囲（ミクロ）の移動情報として、画素の移動情報Ｅ２を取得するので、比較的狭い範囲の被検体Ｐの移動（比較的小さな移動）に対する補正を行うことができる。これらの結果、相互に利点・欠点を補完し合う、被検体Ｐの比較的大きな移動に対する補正と、被検体Ｐの比較的小さな移動に対する補正との両方を行うことによって、より一層適切にＤＳＡ画像Ｒｄ（血管像Ｒｄｂ）を補正することができる。したがって、互いに異なる時点で撮影されたＤＳＡ画像Ｒｄ（血管像Ｒｄｂ）とＸ線画像Ｒとを合成してロードマップ透視画像Ｒｓを生成する場合にも、より一層適切に（画像同士の位置ずれがより一層抑制された）ロードマップ透視画像Ｒｓを生成することができる。
【００８７】
また、第１実施形態では、上記のように、画像取得部２０を、第２ライブ画像Ｒｒ２をリアルタイムで逐次的に生成されるライブ画像Ｒｒとして取得するように構成する。そして、画像合成部４０を、補正されたＤＳＡ画像Ｒｄ（補正血管像Ｒｄｂｃ）と、ライブ画像Ｒｒとを合成してロードマップ透視画像Ｒｓを生成するように構成する。これにより、ライブ画像Ｒｒの変化に対応させてＤＳＡ画像Ｒｄ（血管像Ｒｄｂ）を補正することができるので、リアルタイムで表示され逐次的に変化するライブ画像Ｒｒに、ＤＳＡ画像Ｒｄを合成する場合でも、適切にロードマップ透視画像Ｒｓを生成することができる。
【００８８】
また、第１実施形態では、上記のように、画像合成部４０を、ライブ画像Ｒｒが画像取得部２０により取得される度に、特徴点の移動情報Ｅ１と画素の移動情報Ｅ２とに基づいて、ＤＳＡ画像Ｒｄ（血管像Ｒｄｂ）を補正するように構成する。そして、画像合成部４０を、補正されたＤＳＡ画像Ｒｄ（補正血管像Ｒｄｂｃ）と、ライブ画像Ｒｒとを合成してロードマップ透視画像Ｒｓを生成するように構成する。これにより、更新されるライブ画像Ｒｒに対応させてＤＳＡ画像Ｒｄ（血管像Ｒｄｂ）を逐次的に更新するように補正することができる。このため、逐次的に変化するライブ画像Ｒｒ（たとえば、動画）にＤＳＡ画像Ｒｄ（血管像Ｒｄｂ）を合成する場合でも、より一層適切に（画像同士の位置ずれが抑制された）ロードマップ透視画像Ｒｓを生成することができる。この結果、術者が動画として表示されるロードマップ透視画像Ｒｓを視認しながら、被検体Ｐの治療を行う場合にも、より効果的に位置ずれが抑制されたロードマップ透視画像Ｒｓを生成することができる。
【００８９】
また、第１実施形態では、上記のように、画像合成部４０を、被検体Ｐの下肢の血管に造影剤を投与した状態のＸ線画像Ｒである造影画像Ｒｃと、被検体Ｐの血管に造影剤を投与しない状態のＸ線画像Ｒであるマスク画像Ｒｍとの差分画像を、ＤＳＡ画像Ｒｄ（血管像Ｒｄｂ）として取得するように構成する。そして、画像合成部４０を、特徴点の移動情報Ｅ１と画素の移動情報Ｅ２とに基づいて、ＤＳＡ画像Ｒｄ（血管像Ｒｄｂ）を補正して、補正されたＤＳＡ画像Ｒｄ（補正血管像Ｒｄｂｃ）と、ライブ画像Ｒｒとを合成してロードマップ透視画像Ｒｓを生成するように構成する。これにより、術者が被検体Ｐの下肢の血管にカテーテルを挿入することにより各種の治療を行う際に、画像同士の位置ずれが効果的に抑制されたロードマップ透視画像Ｒｓを生成することが可能なＸ線撮影装置１００を提供することができる。
【００９０】
また、第１実施形態では、上記のように、画像合成部４０を、特徴点の移動情報Ｅ１と画素の移動情報Ｅ２とに基づいて補正された補正血管像Ｒｄｂｃのうちの造影された血管の画像Ａｖが白黒反転処理された白黒反転像Ａｖａと、ライブ画像Ｒｒとを合成してロードマップ透視画像Ｒｓを生成するように構成する。これにより、ＤＳＡ画像Ｒｄにおいて略黒色の画像（血管像Ｒｄｂ）が、略白色の画像（たとえば、白黒反転像Ａｖａ）に変換された状態で、ライブ画像Ｒｒに合成されるので、ライブ画像Ｒｒにおける血管に対応する部分における治療器具（たとえば、カテーテル、ステントまたはガイドワイヤ等）を黒色（白黒反転像Ａｖａと異なる色）により表示させることができる。この結果、ライブ画像Ｒｒにおける血管に対応する部分（治療器具）の視認性を向上させながら、適切に造影された血管の画像を術者に視認させることができる。
【００９１】
また、第１実施形態では、上記のように、画像合成部４０を、白黒反転像Ａｖａと、被検体Ｐ内に挿入されたカテーテル、ステントまたはガイドワイヤの少なくとも１つが映し出された画像Ａｋを含むライブ画像Ｒｒとを合成してロードマップ透視画像Ｒｓを生成するように構成する。これにより、白黒反転処理により、略背景色（白色）として映し出される血管の画像と、被検体Ｐ内に挿入されたカテーテル、ステントまたはガイドワイヤの少なくとも１つが映し出された画Ａｋ像とを、区別がより一層容易な態様で、術者に視認させることができる。
【００９２】
また、第１実施形態では、上記のように、移動情報取得部３０を、造影画像Ｒｃおよびマスク画像Ｒｍの撮影位置と略同一の撮影位置において、第２ライブ画像Ｒｒ２よりも前に撮影されたライブ画像Ｒｒを第１ライブ画像Ｒｒ１として取得するように構成する。これにより、Ｘ線の照射量が互いにお簿等しいライブ画像Ｒｒ同士で、第１ライブ画像Ｒｒ１（ライブ画像Ｒｒ）の特徴点画像Ｆ１ａ〜Ｆ１ｄと、第２ライブ画像Ｒｒ２（ライブ画像Ｒｒ）の特徴点画像Ｆ２ａ〜Ｆ２ｄとを対応付けることができる。これにより、輝度を補正する制御処理が不要な分、対応付ける際の制御処理が複雑化するのを抑制しながら、ＤＳＡ画像Ｒｄ（血管像Ｒｄｂ）を補正することができる。
【００９３】
また、第１実施形態では、上記のように、移動情報取得部３０を、第１ライブ画像Ｒｒ１の特徴点画像Ｆからの第２ライブ画像Ｒｒ２の特徴点画像Ｆへのシフト量ｄ１が、しきい値ｄ１ｔを超えた場合に、特徴点の移動情報Ｅ１に基づいて、第１ライブ画像Ｒｒ１を補正するとともに、補正された第１ライブ画像Ｒｒ１および第２ライブ画像Ｒｒ２に基づいて、画素の移動情報Ｅ２を取得するように構成する。これにより、被検体Ｐが比較的大きく移動することにより、特徴点の位置が撮影部２に対して比較的大きく移動した場合（シフト量ｄ１がしきい値ｄ１ｔを超えた場合）に、第１ライブ画像Ｒｒ１を特徴点の移動情報Ｅ１に基づいて補正することができる。たとえば、被検体Ｐの移動が比較的小さい場合（シフト量ｄ１がしきい値ｄ１ｔを超えない場合）は、第１ライブ画像Ｒｒ１を補正する制御処理を行うことなく、画素の移動情報Ｅ２に基づいてＤＳＡ画像Ｒｄ（血管像Ｒｄｂ）を補正すれば（被検体Ｐの比較的小さい移動に対する補正のみを行えば）、画像合成部４０の制御負担を軽減しながら、適切にロードマップ透視画像Ｒｓを生成することができる。
【００９４】
また、第１実施形態では、上記のように、移動情報取得部３０を、第１ライブ画像Ｒｒ１から複数の特徴点画像Ｆ１ａ〜Ｆ１ｄを抽出するとともに、第２ライブ画像Ｒｒ２から複数の特徴点画像Ｆ２ａ〜Ｆ２ｄを抽出し、第１ライブ画像Ｒｒ１の特徴点画像Ｆ１ａ〜Ｆ１ｄからの第２ライブ画像Ｒｒ２の特徴点画像Ｆ２ａ〜Ｆ２ｄへの移動量の平均値分（シフト量ｄ１分）、第１ライブ画像Ｒｒ１を移動させるように補正するように構成する。そして、移動情報取得部３０を、第１補正ライブ画像Ｒｒ１ｃおよび第２ライブ画像Ｒｒ２に基づいて、画素の移動情報Ｅ２を取得するように構成する。これにより、複数の移動量（変位ｄａ〜ｄｄ）の平均値に基づいて、第１ライブ画像Ｒｒ１を補正するので、１つの特徴点のみの移動量を用いる場合に比べて、第１ライブ画像Ｒｒ１および第２ライブ画像Ｒｒ２に映された被検体Ｐ全体の移動の情報を、より正確に取得することができる。
【００９５】
また、第１実施形態では、上記のように、移動情報取得部３０を、第１ライブ画像Ｒｒ１および第２ライブ画像Ｒｒ２に基づいて、第１ライブ画像Ｒｒ１に属する各画素Ｂ１のうちの少なくとも一部の画素Ｂ１の移動方向および移動量を表す移動マップＭ１を取得するとともに、移動マップＭ１の空間方向の高周波成分が抑制された平滑化移動マップＭ２を画素の移動情報Ｅ２として取得するように構成する。これにより、移動マップＭ１の空間方向の高周波成分を抑制した平滑化移動マップＭ２を画素の移動情報Ｅ２として取得することにより、画素Ｂ１毎に移動マップＭ１を生成することに起因して移動マップＭ１に誤差が生じたとしても、空間方向の高周波成分を抑制することにより、誤差の影響を小さくすることができる。これらの結果、異なる時間で撮影された２つのＸ線画像Ｒ間における被検体Ｐの線形な動作だけでなく非線形な動作（比較的複雑な動作）を考慮して、ＤＳＡ画像Ｒｄ（血管像Ｒｄｂ）と第２ライブ画像Ｒｒ２とを適切に合成することができる。
【００９６】
［第２実施形態］
次に、図１、図３および図１０を参照して、本発明の第２実施形態によるＸ線撮影装置２００の構成について説明する。第２実施形態では、第１ライブ画像Ｒｒ１と第２ライブ画像Ｒｒ２とに基づいて特徴点の移動情報Ｅ１および画素の移動情報Ｅ２を取得するように構成されていた第１実施形態によるＸ線撮影装置１００と異なり、造影画像Ｒｃとライブ画像Ｒｒ１２とに基づいて特徴点の移動情報Ｅ１１および画素の移動情報Ｅ１２を取得するように構成されている。なお、上記第１実施形態と同一の構成については、図中において同じ符号を付して図示し、その説明を省略する。また、第２実施形態において、造影画像Ｒｃは、特許請求の範囲の「基準画像」の一例であり、ライブ画像Ｒｒ１２は、特許請求の範囲の「透視画像」の一例である。
【００９７】
第２実施形態によるＸ線撮影装置２００は、図１に示すように、画像処理部２１０を有する制御部２０３を備える。図３に示すように、画像処理部２１０は、画像取得部２２０と、移動情報取得部２３０と、画像合成部２４０とを含む。第２実施形態では、画像取得部２２０は、造影画像Ｒｃを基準画像として取得するように構成されている。
【００９８】
移動情報取得部２３０は、図１０に示すように、造影画像Ｒｃおよびライブ画像Ｒｒ１２の各々から特徴点画像を抽出するとともに、抽出された特徴点画像に基づく特徴点の移動情報Ｅ１１（シフト量ｄ１１）を取得するように構成されている。そして、移動情報取得部２３０は、特徴点の移動情報Ｅ１１に基づいて、造影画像Ｒｃを補正した補正造影画像Ｒｃｃを生成するとともに、補正造影画像Ｒｃｃおよびライブ画像Ｒｒ１２に基づいて、補正造影画像Ｒｃｃに属する各画素のうちの少なくとも一部の画素の移動情報Ｅ１２（移動量ｄ１２）とを取得するように構成されている。
【００９９】
画像合成部２４０は、特徴点の移動情報Ｅ１１と画素の移動情報Ｅ１２とに基づいて、ＤＳＡ画像Ｒｄ１（血管像Ｒｄ１ｂ）を補正して補正血管像Ｒｄ１ｂｃを生成するとともに、補正血管像Ｒｄ１ｂｃとライブ画像Ｒｒ１２とを合成してロードマップ透視画像Ｒｓ１を生成するように構成されている。なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【０１００】
［第２実施形態の効果］
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【０１０１】
第２実施形態では、上記のように、画像取得部２２０を、造影画像Ｒｃを基準画像として取得するように構成する。そして、移動情報取得部２３０を、造影画像Ｒｃおよびライブ画像Ｒｒ１２の各々から特徴点画像を抽出するとともに、抽出された特徴点画像に基づく特徴点の移動情報Ｅ１１（シフト量ｄ１１）を取得するように構成する。これにより、造影された血管の画像Ａｖを含む画像である造影画像Ｒｃと、補正血管像Ｒｄ１ｂｃの血管の画像Ａｖａとは、同一の時点で撮影されたものとなるので、造影画像Ｒｃよりも後の時点で撮影されるライブ画像Ｒｒから特徴点画像を取得する場合に比べて、より正確に補正した補正血管像Ｒｄ１ｂｃを生成することができる。なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【０１０２】
［第３実施形態］
次に、図１、図３および図１１を参照して、本発明の第３実施形態によるＸ線撮影装置３００の構成について説明する。第３実施形態では、第１ライブ画像Ｒｒ１と第２ライブ画像Ｒｒ２とに基づいて特徴点の移動情報Ｅ１および画素の移動情報Ｅ２を取得するように構成されていた第１実施形態によるＸ線撮影装置１００と異なり、マスク画像Ｒｍとライブ画像Ｒｒ２２とに基づいて特徴点の移動情報Ｅ２１および画素の移動情報Ｅ２２を取得するように構成されている。なお、上記第１または第２実施形態と同一の構成については、図中において同じ符号を付して図示し、その説明を省略する。また、第３実施形態において、マスク画像Ｒｍは、特許請求の範囲の「基準画像」および「非造影画像」の一例であり、ライブ画像Ｒｒ２２は、特許請求の範囲の「透視画像」の一例である。
【０１０３】
第３実施形態によるＸ線撮影装置３００は、図１に示すように、画像処理部３１０を有する制御部３０３を備える。図３に示すように、画像処理部３１０は、画像取得部３２０と、移動情報取得部３３０と、画像合成部３４０とを含む。第３実施形態では、画像取得部３２０は、マスク画像Ｒｍを基準画像として取得するように構成されている。
【０１０４】
移動情報取得部３３０は、図１１に示すように、マスク画像Ｒｍおよびライブ画像Ｒｒ２２の各々から特徴点画像を抽出するとともに、抽出された特徴点画像に基づく特徴点の移動情報Ｅ２１（シフト量ｄ２１）を取得するように構成されている。そして、移動情報取得部３３０は、特徴点の移動情報Ｅ２１に基づいて、マスク画像Ｒｍを補正した補正マスク画像Ｒｍｃを生成するとともに、補正マスク画像Ｒｍｃおよびライブ画像Ｒｒ２２に基づいて、補正マスク画像Ｒｍｃに属する各画素のうちの少なくとも一部の画素の移動情報Ｅ２２（移動量ｄ２２）とを取得するように構成されている。
【０１０５】
画像合成部３４０は、特徴点の移動情報Ｅ２１と画素の移動情報Ｅ２２とに基づいて、ＤＳＡ画像Ｒｄ２（血管像Ｒｄ２ｂ）を補正して補正血管像Ｒｄ２ｂｃを生成するとともに、補正血管像Ｒｄ２ｂｃとライブ画像Ｒｒ２２とを合成してロードマップ透視画像Ｒｓ２を生成するように構成されている。なお、第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【０１０６】
［第３実施形態の効果］
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【０１０７】
第３実施形態では、画像取得部３２０を、マスク画像Ｒｍを基準画像として取得するように構成する。そして、移動情報取得部３３０を、マスク画像Ｒｍおよびライブ画像Ｒｒ２２の各々から特徴点画像を抽出するとともに、抽出された特徴点画像に基づく特徴点の移動情報Ｅ２１（シフト量ｄ２１）を取得するように構成する。これにより、造影された血管の画像を含まないマスク画像Ｒｍとライブ画像Ｒｒ２２とで互いに異なる特徴点が抽出されることを抑制することができる。この結果、特徴点同士を容易に対応付けることができるので、特徴点の移動情報Ｅ２１を容易に取得することができる。また、ライブ画像Ｒｒに比べて、マスク画像ＲｍはＸ線の照射量を多くすることができるので、比較的鮮明なマスク画像Ｒｍとライブ画像Ｒｒ２２とから、特徴点画像を抽出することができる。なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【０１０８】
［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【０１０９】
たとえば、上記実施形態では、本発明の合成対象画像として、ＤＳＡ画像および血管像を用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、ＤＳＡ画像ではないＸ線画像を合成対象画像として用いてもよいし、血管の画像を含まないＸ線画像を合成対象画像として用いてもよい。
【０１１０】
また、上記実施形態では、「同一の撮影位置」において撮影されたＸ線画像を、特徴点画像の位置が互いに同一であるものを意味するのものとして説明したが、本発明はこれに限られない。たとえば、「同一の撮影位置」を、撮影部に対する天板の相対位置が同一で、かつ、撮影部におけるＸ線発生部とＸ線検出部との相対位置が同一の場合を意味するものとしてもよい。
【０１１１】
また、上記実施形態では、ＤＳＡ画像（血管像）と第２ライブ画像とを重畳表示するように合成されたロードマップ透視画像を生成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、造影画像とライブ画像とを並列表示するように合成された合成画像を生成してもよい。
【０１１２】
また、上記実施形態では、第２ライブ画像が取得される（撮影される）度に、ＤＳＡ画像（血管像）を補正する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、術者による操作部に対する入力操作を受け付けた場合のみ、ＤＳＡ画像（血管像）を補正してもよい。
【０１１３】
また、上記実施形態では、被検体の下肢を撮影する例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、本発明のＸ線撮影装置は、被検体の下肢をＸ線撮影する際に特に効果的であるとともに、被検体の下肢以外の部位をＸ線撮影する際においても適切に合成画像を生成することができるという効果を奏する。
【０１１４】
また、上記実施形態では、ＤＳＡ画像（血管像）と第２ライブ画像とを合成する際に、血管像を白黒反転処理する例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、血管像を白黒反転せずに、第２ライブ画像に合成してもよいし、血管像を白黒反転以外の画像処理（色の変更処理）等を行って、第２ライブ画像に合成してもよい。
【０１１５】
また、上記実施形態では、特徴点の移動情報として、全ての特徴点画像の変位の平均値（シフト量）を取得する例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、複数の特徴点画像のうちの一部の特徴点画像のみについて変位を取得し、この変位に基づいてシフト量を取得してもよい。
【０１１６】
また、上記実施形態では、白黒反転像と、被検体内に挿入されたカテーテル、ステントまたはガイドワイヤの少なくとも１つが映し出された画像を含むライブ画像とを合成する例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、白黒反転像と、カテーテル、ステントおよびガイドワイヤ以外の治療器具が映し出された画像を含むライブ画像とを合成してもよい。
【０１１７】
また、上記実施形態では、シフト量がしきい値を超えた場合に、特徴点の移動情報に基づいて第１ライブ画像（造影画像またはマスク画像）を補正する例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、制御負担の増大に問題が少なければ、しきい値を設けずに、ライブ画像を取得する度に、特徴点の移動情報に基づいて第１ライブ画像（造影画像またはマスク画像）を補正するとともに、特徴点の移動情報および画素の移動情報に基づいて、ＤＳＡ画像（血管像）を補正してもよい。
【０１１８】
また、上記実施形態では、ロードマップ透視画像を生成する際、ＤＳＡ画像（血管像）を補正するとともに、補正されたＤＳＡ画像（補正血管像）と第２ライブ画像（またはライブ画像）を合成するように、画像合成部を構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、図１２に示す変形例のＸ線撮影装置４００のように、画像合成部４４０を、ロードマップ透視画像Ｒｓ３を生成する際、第２ライブ画像Ｒｒ２を、特徴点の移動情報（シフト量ｄ１）および画素の移動情報（移動量ｄ２）に基づいて補正するとともに、補正された第２ライブ画像Ｒｒ３２とＤＳＡ画像Ｒｄ（補正血管像Ｒｄｂ）とを合成するように構成してもよい。
【符号の説明】
【０１１９】
２  撮影部
２ａ  Ｘ線発生部
２ｂ  Ｘ線検出部
１０、２１０、３１０  画像処理部
２０、２２０、３２０  画像取得部（透視画像取得部、基準画像取得部）
３０、２３０、３３０  移動情報取得部
４０、２４０、３４０、４４０  画像合成部
１００、２００、３００、４００  Ｘ線撮影装置
【図１】
2020036819.tif 000003
【図２】
2020036819.tif 000004
【図３】
2020036819.tif 000005
【図４】
2020036819.tif 000006
【図５】
2020036819.tif 000007
【図６】
2020036819.tif 000008
【図７】
2020036819.tif 000009
【図８】
2020036819.tif 000010
【図９】
2020036819.tif 000011
【図１０】
2020036819.tif 000012
【図１１】
2020036819.tif 000013
【図１２】
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