(57)【要約】【課題】治療を行なう際に、医師によって参照されるＸ線画像の画質を常に保証すること。【解決手段】画像データ記憶部２５に時系列に沿った複数のＸ線画像が格納されると、マーカー座標検出部２６ａは、ステントマーカーの座標を検出し、第一の動きベクトル算出部２６ｂは、ステントマーカーの座標を比較して、第一の動きベクトルを算出し、第二の動きベクトル算出部２６ｃは、各Ｘ線画像において設定したマーカー除去領域を比較して、第二の動きベクトルを算出する。総和動きベクトル算出部２６ｄは、第一の動きベクトルと第二の動きベクトルとから総和動きベクトルを算出する。補正画像生成部２６ｅは、総和動きベクトルを用いた画像変形により補正画像群を生成し、加算画像生成部２６ｆは、補正画像群から加算画像群を生成し、システム制御部２１は、加算画像群を表示部２３のモニタに表示するように制御する。【選択図】        図３
2010115429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を透過したＸ線を検出して時系列に沿った複数のＸ線画像を生成するＸ線診断装置であって、
前記複数のＸ線画像それぞれにおいて所定の対象物を特徴点として抽出し、抽出した前記特徴点の位置を検出する特徴点位置検出手段と、
前記複数のＸ線画像における所定のＸ線画像を基準画像とし、当該基準画像以外のＸ線画像を処理対象画像としたうえで、前記特徴点位置検出手段によって検出された前記特徴点の位置から設定した特徴点除去領域を比較することにより、前記処理対象画像それぞれの前記基準画像に対する動き情報を算出する動き情報算出手段と、
前記動き情報算出手段によって算出された前記動き情報を用いた画像変形により、前記処理対象画像それぞれから補正画像群を生成する補正画像生成手段と、
前記補正画像生成手段によって生成された前記補正画像群を所定の表示部に表示するように制御する表示制御手段と、
を備えたことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項２】
前記動き情報算出手段は、
前記特徴点位置検出手段によって検出された前記特徴点の位置に基づいて、前記基準画像に対する前記処理対象画像それぞれの第一の動き情報を算出する第一の動き情報算出手段と、
前記特徴点位置検出手段によって検出された前記特徴点の位置から設定した前記特徴点除去領域に基づいて、前記基準画像に対する前記処理対象画像それぞれの第二の動き情報を算出する第二の動き情報算出手段と、
前記処理対象画像それぞれにおいて、前記第一の動き情報算出手段によって算出された前記第一の動き情報と、前記第二の動き情報算出手段によって算出された前記第二の動き情報とを総和した総和動き情報を算出する総和動き情報算出手段と、
を有し、
前記補正画像生成手段は、前記総和動き情報算出手段によって算出された前記総和動き情報を用いて前記補正画像群を生成することを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
前記補正画像生成手段によって生成された前記補正画像群それぞれにおいて対応する画素の画素値を加算処理することにより加算画像群を生成する加算画像生成手段をさらに備え、
前記表示制御手段は、前記加算画像生成手段によって生成された前記加算画像群を前記所定の表示部に表示するように制御することを特徴とする請求項２に記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
前記第二の動き情報算出手段は、前記特徴点の位置に基づいて複数の特徴点除去領域を設定し、設定した前記複数の特徴点除去領域ごとに第二の動き情報を算出し、
前記総和動き情報算出手段は、前記処理対象画像それぞれにおいて、前記第一の動き情報算出手段によって算出された前記第一の動き情報と、前記第二の動き情報算出手段によって算出された前記複数の特徴点除去領域ごとの第二の動き情報それぞれとを総和することで、複数の総和動き情報を算出し、
前記補正画像生成手段は、前記総和動き情報算出手段によって算出された前記複数の総和動き情報を用いた画像変形により、前記補正画像群を生成することを特徴とする請求項２または３に記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
前記第二の動き情報算出手段は、前記特徴点の画素値に基づいて所定の範囲を決定し、前記特徴点除去領域において当該所定の範囲外にある画素値を有する画素を除去したうえで、前記第二の動き情報を算出することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載のＸ線診断装置。
【請求項６】
被検体を透過したＸ線の検出データから生成された時系列に沿った複数のＸ線画像に対して画像処理を行なう画像処理装置であって、
前記複数のＸ線画像それぞれにおいて所定の対象物を特徴点として抽出し、抽出した前記特徴点の位置を検出する特徴点位置検出手段と、
前記複数のＸ線画像における所定のＸ線画像を基準画像とし、当該基準画像以外のＸ線画像を処理対象画像としたうえで、前記特徴点位置検出手段によって検出された前記特徴点の位置から設定した特徴点除去領域を比較することにより、前記処理対象画像それぞれの前記基準画像に対する動き情報を算出する動き情報算出手段と、
前記動き情報算出手段によって算出された前記動き情報を用いた画像変形により、前記処理対象画像それぞれから補正画像群を生成する補正画像生成手段と、
前記補正画像生成手段によって生成された前記補正画像群を所定の表示部に表示するように制御する表示制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、Ｘ線診断装置および画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、血栓などにより血管内に生じた梗塞部位に対して、血管内インターベンション治療と呼ばれる治療法が行なわれている。
【０００３】
血管内インターベンション治療においては、医師によりバルーン付きカテーテルが梗塞部位まで挿入される。そののち、カテーテルを通じてバルーン内に液体が注入されることにより、バルーンが拡張され、その結果、梗塞部位は、機械的に拡張される。なお、バルーン付きカテーテルは、バルーン内の液体が吸引されたうえで、医師により体外に引き出される。
【０００４】
また、バルーンによって拡張された梗塞部位の再狭窄を防止するために、バルーンの外側に金属のメッシュ（ステントストラット）を密着させたバルーン付きカテーテルを用いた血管内インターベンション治療も行なわれている。これについて、図１２を用いて説明する。図１２は、ステントストラットを用いた血管内インターベンション治療について説明するための図である。なお、ステントストラットおよびバルーン付きカテーテルの２つの部分を有するデバイスは、「ステント」と呼ばれる。
【０００５】
まず、医師は、図１２の（Ａ）に示すように、ステントを梗塞部位まで挿入する。そして、医師は、図１２の（Ｂ）に示すように、カテーテルを通じてバルーン内に液体を注入することでバルーンを拡張させる。
【０００６】
そののち、医師は、バルーン内の液体を吸引させてステントを体外に引き出すことで、図１２の（Ｃ）に示すように、拡張されたステントストラットを梗塞部位に留置する。すなわち、梗塞部位は、留置されたステントストラットにより拡張された状態に維持されることとなり、これにより、梗塞部位の再狭窄率を低下することができる。
【０００７】
上述した血管内インターベンション治療においては、Ｘ線診断装置により治療対象部位の透視撮影が行なわれ、医師は、バルーン付きカテーテルやステントを用いた一連の処理を、モニタに表示されたＸ線画像を参照しながら遠隔操作により実行する。
【０００８】
ここで、血管内インターベンション治療では、血管内に挿入したバルーンを治療対象部位まで精度よく移動させたうえで拡張させることが必要となる。このため、図１２の（Ａ）や（Ｂ）にて矢印で示すように、バルーン付きカテーテルのバルーン部分には、ステントの位置を示すマーカー（ステントマーカー）としてＸ線不透過の金属が２箇所（１箇所の場合もある）取り付けられており、医師は、表示されたＸ線画像におけるステントマーカーを参照してバルーン付きカテーテルの位置を確認しながら治療を行なう。
【０００９】
また、血管内インターベンション治療では、血管内壁が損傷されない程度に梗塞部位が拡張されるよう、バルーンの拡張度合いを精度よく調整することが必要となる。さらに、近年、免疫抑制剤など細胞増殖抑制作用をもつ薬剤がコーティングされたステントストラットを梗塞部位に留置することで、梗塞部位の再狭窄率をさらに低下させる技術が普及している。かかる技術においては、ステントストラットにコーティングされた薬剤が血管内壁の細胞に効率よく投与されるように、バルーンの拡張度合いをさらに精度よく調整することが必要となる。
【００１０】
しかし、心臓のように常に拍動を行なう臓器の血管に血管内インターベンション治療を行なう場合、Ｘ線画像上でのステントマーカーおよびステントストラットの位置が常に動いてしまい、Ｘ線画像を参照してバルーンの位置や拡張度合いを判断することは、医師にとって非常に高度な作業となる。
【００１１】
また、ステントストラットのエッジ部分は、ステントストラットの拡張度合いを医師が判断するうえで重要となるが、ステントストラットのＸ線不透過性は、ステントマーカーのＸ線不透過性と比較して非常に低い。このため、Ｘ線画像においては、ステントストラットのエッジ部分が、ステントマーカーと比較して不鮮明となる。
【００１２】
そこで、Ｘ線画像におけるステントの視認性を向上させる技術として、ステント強調表示技術（例えば、特許文献１参照）や、ステント３次元画像表示技術（例えば、非特許文献１参照）などが提案されている。
【００１３】
ステント強調表示技術においては、治療対象部位のＸ線画像が時系列に沿って複数フレーム撮影され、ステントマーカーを基準とすることで動くステントの位置が一致するように各Ｘ線画像に対して補正が行なわれる。そして、動き補正が行なわれた複数のＸ線画像に対して加算平均などの処理が行なわれることにより、ステントストラットが強調された強調画像が生成される。
【００１４】
具体的には、図１３に示すように、第２フレームのステントマーカーの位置が第１フレームのステントマーカーの位置と一致するように、第２フレームに対して補正処理が行なわれる。このような補正処理が複数フレーム（例えば、第３０フレームまで）について行なわれ、ステントマーカーの位置が一致した複数の補正処理済みＸ線画像に対して加算平均処理が行なわれる。これにより、図１３に示すように、ステントストラットが強調されてステント全体が鮮明に写し出された強調画像が生成され、生成された強調画像がモニタに表示される。
【００１５】
【特許文献１】特表２００５−５１０２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ところで、上記した従来の技術は、動く臓器の血管内に挿入されたステントストラットの動きとステントマーカーの動きとが必ずしも同じとはならないので、血管内インターベンション治療を行なう際に、医師によって参照されるＸ線画像の画質を必ずしも保証するものではないという課題があった。
【００１７】
例えば、血管内インターベンション治療において、医師は、ステントストラットの位置や拡張度合いを調整するために、図１２の（Ｂ）に示す状態から図１２の（Ｃ）に示す状態までに至る過程で、バルーンの収縮および拡張を繰り返す場合がある。この際、ステントストラットは、ステントマーカーから切り離された状態となり、ステントストラットとステントマーカーとは、それぞれ独立に動ける状態となる。このように互いに拘束されていない状態となった場合、動く臓器の血管内に挿入されたステントストラットの動きとステントマーカーの動きとは、必ずしも同じとはならない。
【００１８】
このため、ステント強調表示技術によって生成される強調画像においては、図１４に示すように、第１フレームと第２フレームとの間で、ステントマーカーとステントストラットとの間にずれがあった場合、ステントマーカーを基準とした動き補正を行なったとしても、逆にステントストラットにぼけが生じてしまう。
なお、図１４は、従来技術の課題を説明するための図である。
【００１９】
このように、上記したステント強調表示技術においては、ステントマーカーの位置を基準に補正を行なっているので、ステントストラットの動きとステントマーカーの動きとが異なる場合、強調画像の画質が劣化したものとなってしまう。
【００２０】
なお、ステントを用いて血管内インターベンション治療を行なう場合と同様に、Ｘ線不透過性のマーカーを取り付けた治療用機器（例えば、ローターブレーターなど）を拍動によって動き続ける治療部位に配置し、当該治療用機器を用いた治療がＸ線画像を参照する医師によって行なわれる場合に、当該治療用機器においてマーカーとマーカー以外の部分との間で異なる動きが発生する可能性があるならば、上記した従来の技術を用いたとしても、医師により参照されるＸ線画像の画質は、必ずしも保証されるものでない。
【００２１】
そこで、この発明は、上述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、治療を行なう際に、医師によって参照されるＸ線画像の画質を常に保証することが可能となるＸ線診断装置および画像処理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】
【００２２】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１記載の本発明は、被検体を透過したＸ線を検出して時系列に沿った複数のＸ線画像を生成するＸ線診断装置であって、前記複数のＸ線画像それぞれにおいて所定の対象物を特徴点として抽出し、抽出した前記特徴点の位置を検出する特徴点位置検出手段と、前記複数のＸ線画像における所定のＸ線画像を基準画像とし、当該基準画像以外のＸ線画像を処理対象画像としたうえで、前記特徴点位置検出手段によって検出された前記特徴点の位置から設定した特徴点除去領域を比較することにより、前記処理対象画像それぞれの前記基準画像に対する動き情報を算出する動き情報算出手段と、前記動き情報算出手段によって算出された前記動き情報を用いた画像変形により、前記処理対象画像それぞれから補正画像群を生成する補正画像生成手段と、前記補正画像生成手段によって生成された前記補正画像群を所定の表示部に表示するように制御する表示制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２３】
また、請求項６記載の本発明は、被検体を透過したＸ線の検出データから生成された時系列に沿った複数のＸ線画像に対して画像処理を行なう画像処理装置であって、前記複数のＸ線画像それぞれにおいて所定の対象物を特徴点として抽出し、抽出した前記特徴点の位置を検出する特徴点位置検出手段と、前記複数のＸ線画像における所定のＸ線画像を基準画像とし、当該基準画像以外のＸ線画像を処理対象画像としたうえで、前記特徴点位置検出手段によって検出された前記特徴点の位置から設定した特徴点除去領域を比較することにより、前記処理対象画像それぞれの前記基準画像に対する動き情報を算出する動き情報算出手段と、前記動き情報算出手段によって算出された前記動き情報を用いた画像変形により、前記処理対象画像それぞれから補正画像群を生成する補正画像生成手段と、前記補正画像生成手段によって生成された前記補正画像群を所定の表示部に表示するように制御する表示制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１または６記載の本発明によれば、治療を行なう際に、医師によって参照されるＸ線画像の画質を常に保証することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に添付図面を参照して、この発明に係るＸ線診断装置および画像処理装置の実施例を詳細に説明する。なお、以下では、本発明をＸ線診断装置に適用した場合を実施例として説明する。
【実施例】
【００２６】
まず、本実施例におけるＸ線診断装置の構成について説明する。図１は、本実施例におけるＸ線診断装置の構成を説明するための図である。
【００２７】
図１に示すように、本実施例におけるＸ線診断装置１００は、高電圧発生器１１と、Ｘ線管１２と、Ｘ線絞り装置１３と、天板１４と、Ｃアーム１５と、Ｘ線検出器１６と、Ｃアーム回転・移動機構１７と、天板移動機構１８と、Ｃアーム・天板機構制御部１９と、絞り制御部２０と、システム制御部２１と、入力部２２と、表示部２３と、画像データ生成部２４と、画像データ記憶部２５と、画像処理部２６とを有する。
【００２８】
高電圧発生器１１は、高電圧を発生して、発生した高電圧をＸ線管１２に供給する装置であり、Ｘ線管１２は、高電圧発生部１１から供給される高電圧を用いてＸ線を発生する装置である。すなわち、高電圧発生器１１は、Ｘ線管１２に供給する電圧を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量の調整や、被検体ＰへのＸ線照射のＯＮ／ＯＦＦの制御を行なう。
【００２９】
Ｘ線絞り装置１３は、Ｘ線管１２が発生したＸ線を被検体Ｐの関心領域に対して選択的に照射されるように絞り込むための装置である。例えば、Ｘ線絞り装置１３は、スライド可能な４枚の絞り羽根を有し、これら絞り羽根をスライドさせることで、Ｘ線管１２が発生したＸ線を絞り込んで被検体Ｐに照射させる。
【００３０】
天板１４は、被検体Ｐを載せるベッドであり、図示しない寝台の上に配置される。
【００３１】
Ｘ線検出器１６は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出するためのＸ線検出素子がマトリックス状に配列された装置であり、各Ｘ線検出素子は、被検体Ｐを透過したＸ線を電気信号に変換して蓄積し、蓄積した電気信号を後述する画像データ生成部２４に送信する。
【００３２】
Ｃアーム１５は、Ｘ線管１２、Ｘ線絞り装置１３およびＸ線検出器１６を保持するアームであり、Ｘ線管１２およびＸ線絞り装置１３とＸ線検出器１６とは、Ｃアーム１５により被検体Ｐを挟んで対向するように配置される。
【００３３】
Ｃアーム回転・移動機構１７は、Ｃアーム１５を回転および移動させるための装置であり、天板移動機構１８は、天板１４を移動させるための装置である。
【００３４】
Ｃアーム・天板機構制御部１９は、Ｃアーム回転・移動機構１７および天板移動機構１８を制御することで、Ｃアーム１５の回転調整および移動調整と、天板１４の移動調整とを行なう。
【００３５】
絞り制御部２０は、Ｘ線絞り装置３０が有する絞り羽根の開度を調整することで、Ｘ線の照射範囲を制御する。
【００３６】
画像データ生成部２４は、Ｘ線検出器１６によって被検体Ｐを透過したＸ線から変換された電気信号を用いてＸ線画像を生成し、生成したＸ線画像を画像データ記憶部２５に格納する。具体的には、画像データ生成部２４は、Ｘ線検出器１６から受信した電気信号に対して、電流・電圧変換、Ａ／Ｄ変換およびパラレル・シリアル変換を行なってＸ線画像を生成する。
【００３７】
画像データ記憶部２５は、画像データ生成部２４によって生成されたＸ線画像を記憶する。
【００３８】
画像処理部２６は、画像データ記憶部２５が記憶するＸ線画像に対して各種画像処理を実行する処理部であるが、これについては後に詳述する。
【００３９】
入力部２２は、Ｘ線診断装置１００を操作する医師や技師などの操作者が各種コマンドを入力するためのマウス、キーボード、ボタン、トラックボール、ジョイスティックなどを有し、操作者から受け付けたコマンドを、後述するシステム制御部２１に転送する。
【００４０】
表示部２３は、入力部２２を介して操作者からコマンドを受け付けるためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）を表示したり、画像データ記憶部２５が記憶するＸ線画像および画像処理部２６によって画像処理されたＸ線画像などを表示したりするためのモニタを有する。
【００４１】
システム制御部２１は、Ｘ線診断装置１００全体の動作を制御する。すなわち、システム制御部２１は、入力部２２から転送された操作者からのコマンドに基づいて、高電圧発生器１１、Ｃアーム・天板機構制御部１９、絞り制御部２０を制御することで、Ｘ線量の調整およびＸ線照射のＯＮ／ＯＦＦ制御と、Ｃアーム１５の回転・移動の調整と、天板１４の移動調整を行なう。
【００４２】
また、システム制御部２１は、操作者からのコマンドに基づいて、画像データ生成部２４における画像生成処理や後述する画像処理部２６における画像処理の制御を行なう。さらに、システム制御部２１は、操作者からコマンドを受け付けるためのＧＵＩや、画像データ記憶部２５が記憶するＸ線画像および画像処理部２６によって画像処理されたＸ線画像などを表示部２３のモニタに表示するように制御する。
【００４３】
ここで、本実施例におけるＸ線診断装置１００は、被検体Ｐの心臓血管における梗塞部位に対してステントストラットおよびバルーン付きカテーテルを有するステントを用いた血管内インターベンション治療を行なう際に、操作者からのコマンドに基づいて、ステントが挿入される梗塞部位を関心領域としてＸ線画像の透視撮影を時系列に沿って実行する。なお、本実施例では、ステントのバルーン部分両端に２つのＸ線不透過の金属が、ステントマーカーとして取り付けられている場合について説明するが、本発明は、ステントのバルーン部分中央に１つのＸ線不透過の金属が、ステントマーカーとして取り付けられている場合であっても適用可能である。
【００４４】
すなわち、本実施例におけるＸ線診断装置１００は、血管内インターベンション治療が施されている被検体Ｐの梗塞部位に対してＸ線管１２からＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ線をＸ線検出器１６によって検出することで、図２に示すように、梗塞部位における時系列に沿った複数のＸ線画像を生成する。なお、図２は、本実施例において生成されるＸ線画像について説明するための図である。
【００４５】
そして、本実施例におけるＸ線診断装置１００は、図３〜７を用いて以下、詳細に説明する画像処理部２６の処理が実行されることにより、血管内インターベンション治療を行なう際に、医師によって参照されるＸ線画像の画質を常に保証することが可能となることに主たる特徴がある。なお、図３は、画像処理部の構成を説明するための図であり、図４は、マーカー座標検出部を説明するための図であり、図５は、第一の動きベクトル算出部を説明するための図であり、図６は、第二の動きベクトル算出部を説明するための図であり、図７は、加算画像生成部を説明するための図である。
【００４６】
図３に示すように、画像処理部２６は、マーカー座標検出部２６ａと、第一の動きベクトル算出部２６ｂと、第二の動きベクトル算出部２６ｃと、総和動きベクトル算出部２６ｄと、補正画像生成部２６ｅと、加算画像生成部２６ｆとを有する。
【００４７】
マーカー座標検出部２６ａは、画像データ記憶部２５が記憶する時系列に沿った複数のＸ線画像それぞれにおいてステントマーカーの座標を検出する。
【００４８】
例えば、システム制御部２１は、画像データ記憶部２５が記憶する時系列に沿った複数のＸ線画像の中で、図４の（Ａ）に示すように、最初に生成されたＸ線画像（第１フレーム）を表示部２３のモニタに表示するように制御する。
【００４９】
第１フレームを参照した医師は、図４の（Ａ）に示すように、入力部２２を介して、第１フレームにおける２つのステントマーカーを指定する。これにより、マーカー座標検出部２６ａは、第１フレームにおける２つのステントマーカーそれぞれの座標を検出する。
【００５０】
そして、マーカー座標検出部２６ａは、図４の（Ａ）に示すように、第１フレームにおいて指定された２つのステントマーカーそれぞれの座標を中心とした矩形をＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）として設定し、設定したＲＯＩ内のパターンと類似したパターンを、例えば、相互相関法により、他のフレームにて検索し、相互相関値が最も高くなった座標をステントマーカーの座標として検出する。
【００５１】
なお、図４の（Ａ）では、医師によってステントマーカーが２箇所指定される場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、医師によってステントマーカーが１箇所指定される場合であってもよい。この場合、マーカー座標検出部２６ａは、第１フレームにおいても、指定されたステントマーカーの座標から設定したＲＯＩを用いた相互相関法を実行して、もう１つのステントマーカーの座標を検出する。
【００５２】
あるいは、マーカー座標検出部２６ａは、実際に治療に用いられているステントに取り付けられているステントマーカーがＸ線画像において有する形状や輝度の特徴を示す教師画像を用いてステントマーカーの座標を検出する。
【００５３】
例えば、図４の（Ｂ）に示すように、ステントマーカーのＸ線画像を教師画像として別途記憶しておき、マーカー座標検出部２６ａは、教師画像に類似したパターンを、各フレーム（各Ｘ線画像）にて抽出し、抽出したステントマーカーの候補領域から、最も類似度が高い領域を検索してステントマーカーの座標を検出する。
【００５４】
図３に戻って、第一の動きベクトル算出部２６ｂは、複数のＸ線画像における第１フレームを基準画像とし、第２フレーム以降のＸ線画像を処理対象画像としたうえで、基準画像と処理対象画像それぞれとの間でマーカー座標検出部２６ａによって検出されたステントマーカーの座標を比較する。
【００５５】
これにより、第一の動きベクトル算出部２６ｂは、図５に示すように、第１フレームにおけるステントマーカーの座標を基準とした場合の、第２フレーム以降の各フレームにおけるステントマーカーの座標の動きベクトルである第一の動きベクトルを算出する。
【００５６】
図３に戻って、第二の動きベクトル算出部２６ｃは、マーカー座標検出部２６ａによって検出されたステントマーカーの座標に基づいて複数のＸ線画像それぞれにおいて、ステントマーカーが存在する領域（マーカー領域）を除去したマーカー除去領域を設定する。
【００５７】
まず、第二の動きベクトル算出部２６ｃは、各Ｘ線画像において、検出された２つのステントマーカーの座標それぞれに基づいて所定の矩形を設定する。例えば、ステントマーカーの座標が（Ｘ１，Ｙ１）および（Ｘ２，Ｙ２）であった場合、（（Ｘ１＋Ｘ２）／２，（Ｙ１＋Ｙ２）／２）を中心とし、「２×｜Ｘ１−Ｘ２｜」を幅とし、「２×｜Ｙ１−Ｙ２｜」を高さとする矩形を設定する。
【００５８】
そして、第二の動きベクトル算出部２６ｃは、図６の（Ａ）に示すように、各Ｘ線画像において検出された２つのステントマーカーの座標それぞれを中心とした円（例えば、直径３ｍｍの円）をマーカー領域とし、設定した矩形からマーカー領域を除去した領域を、図６の（Ａ）に示すように、マーカー除去領域として設定する。すなわち、マーカー領域においては、ステントマーカー以外のステントが写し出されている。
【００５９】
そして、第二の動きベクトル算出部２６ｃは、各Ｘ線画像において設定したマーカー除去領域を、基準画像と処理対象画像それぞれとの間で比較することにより、第１フレームにおけるマーカー除去領域を基準とした場合の、第２フレーム以降の各フレームにおけるマーカー除去領域の動きベクトルである第二の動きベクトルを算出する。
【００６０】
例えば、第二の動きベクトル算出部２６ｃは、図６の（Ｂ）に示すように、第２フレーム以降の各フレームにおいて、算出された第一の動きベクトルに基づいてマーカー除去領域を移動させたうえで、相互相関法を実行することで、各マーカー除去領域の第１フレームにおけるマーカー除去領域に対するずれ量を第二の動きベクトルとして算出する。
【００６１】
図３に戻って、総和動きベクトル算出部２６ｄは、処理対象画像（第２フレーム以降のフレーム）それぞれにおいて、第一の動きベクトル算出部２６ｂによって算出された第一の動きベクトルと、第二の動きベクトル算出部２６ｃによって算出された第二の動きベクトルとを総和した総和動きベクトルを算出する。
【００６２】
すなわち、総和動きベクトル算出部２６ｄは、以下に示す式（１）によって第一の動きベクトルと第二の動きベクトルとを総和した総和動きベクトルを算出する。
【００６３】
【数１】
2010115429.tif 000003
【００６４】
補正画像生成部２６ｅは、総和動きベクトル算出部２６ｄによって算出された総和動きベクトルを用いた画像変形（例えば、アフィン変換）により、処理対象画像それぞれから補正画像群を生成する。これにより、時系列に沿った複数のＸ線画像から、ステントマーカー以外のステント部分の位置が一致した時系列に沿った複数の補正画像が生成される。
【００６５】
加算画像生成部２６ｆは、補正画像生成部２６ｅによって生成された補正画像群それぞれにおいて対応する画素の画素値を加算平均処理することにより加算画像群を生成する。例えば、加算画像生成部２６ｆは、生成された補正画像群から３０フレームごとに加算画像を生成する。これにより、加算画像生成部２６ｆは、図７に示すように、ステントストラットとバルーン付きカテーテルとが切り離された場合でも、ステントマーカーはぼけるが、ステントストラットは強調されて鮮明となった加算画像を生成する。
【００６６】
システム制御部２１は、加算画像生成部２６ｆによって生成された加算画像群を表示部２３のモニタに連続表示するように制御する。
【００６７】
なお、本実施例では、補正画像群から生成された加算画像群を表示部２３のモニタに表示する場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、生成された補正画像群を時系列に沿って順次連続して表示部２３のモニタに表示する場合であってもよい。
【００６８】
次に、図８を用いて、本実施例におけるＸ線診断装置１００の処理について説明する。図８は、本実施例におけるＸ線診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。
【００６９】
図８に示すように、本実施例におけるＸ線診断装置１００は、ステントが挿入された被検体Ｐの梗塞部位に対するＸ線画像の透視撮影を実行して、画像データ記憶部２５に時系列に沿った複数のＸ線画像が格納されると（ステップＳ８０１肯定）、マーカー座標検出部２６ａは、時系列に沿った複数のＸ線画像それぞれにおいてステントマーカーの座標を検出する（ステップＳ８０２、図４参照）。
【００７０】
続いて、第一の動きベクトル算出部２６ｂは、基準画像（第１フレーム）と処理対象画像（第２フレーム以降のＸ線画像）それぞれとの間でマーカー座標検出部２６ａによって検出されたステントマーカーの座標を比較して、ステントマーカーの時系列に沿った動きベクトルである第一の動きベクトルを算出する（ステップＳ８０３、図５参照）。
【００７１】
そして、第二の動きベクトル算出部２６ｃは、各Ｘ線画像においてマーカー除去領域を設定し、第１フレームと第２フレーム以降のＸ線画像それぞれとの間でマーカー除去領域を比較して、ステントマーカー以外のステントの時系列に沿った動きベクトルである第二の動きベクトルを算出する（ステップＳ８０４、図６参照）。
【００７２】
そののち、総和動きベクトル算出部２６ｄは、処理対象画像（第２フレーム以降のフレーム）それぞれにおいて、第一の動きベクトル算出部２６ｂによって算出された第一の動きベクトルと、第二の動きベクトル算出部２６ｃによって算出された第二の動きベクトルとを総和した総和動きベクトルを算出する（ステップＳ８０５）。
【００７３】
さらに、補正画像生成部２６ｅは、総和動きベクトル算出部２６ｄによって算出された総和動きベクトルを用いた画像変形により、処理対象画像それぞれから補正画像群を生成する（ステップＳ８０６）。
【００７４】
そして、加算画像生成部２６ｆは、補正画像生成部２６ｅによって生成された補正画像群それぞれにおいて対応する画素の画素値を加算平均処理することにより加算画像群を生成する（ステップＳ８０７、図７参照）。例えば、加算画像生成部２６ｆは、生成された補正画像群から３０フレームごとに加算画像を生成する。
【００７５】
そののち、システム制御部２１は、加算画像生成部２６ｆによって生成された加算画像群を表示部２３のモニタに連続して表示するように制御し（ステップＳ８０８）、処理を終了する。
【００７６】
上述してきたように、本実施例では、Ｘ線画像の透視撮影を実行して、画像データ記憶部２５に時系列に沿った複数のＸ線画像が格納されると、マーカー座標検出部２６ａは、時系列に沿った複数のＸ線画像それぞれにおいてステントマーカーの座標を検出し、第一の動きベクトル算出部２６ｂは、第１フレームと第２フレーム以降のＸ線画像それぞれとの間でマーカー座標検出部２６ａによって検出されたステントマーカーの座標を比較して、ステントマーカーの時系列に沿った動きベクトルである第一の動きベクトルを算出する。
【００７７】
そして、第二の動きベクトル算出部２６ｃは、各Ｘ線画像においてマーカー除去領域を設定し、第１フレームと第２フレーム以降のＸ線画像それぞれとの間でマーカー除去領域を比較して、ステントマーカー以外のステントの時系列に沿った動きベクトルである第二の動きベクトルを算出し、総和動きベクトル算出部２６ｄは、処理対象画像（第２フレーム以降のフレーム）それぞれにおいて、第一の動きベクトル算出部２６ｂによって算出された第一の動きベクトルと第二の動きベクトル算出部２６ｃによって算出された第二の動きベクトルとを総和した総和動きベクトルを算出する。
【００７８】
そして、補正画像生成部２６ｅは、総和動きベクトル算出部２６ｄによって算出された総和動きベクトルを用いた画像変形により、処理対象画像それぞれから補正画像群を生成し、加算画像生成部２６ｆは、補正画像生成部２６ｅによって生成された補正画像群それぞれにおいて対応する画素の画素値を加算平均処理することにより加算画像群を生成し、システム制御部２１は、加算画像生成部２６ｆによって生成された加算画像群を表示部２３のモニタに連続表示するように制御するので、ステントストラットを正確に一致されるための動きベクトルが総和動きベクトルとして算出され、ステントストラットとバルーン付きカテーテルとが切り離された場合でも常にステントストラットの位置がずれないＸ線画像を表示することができ、上記した主たる特徴の通り、血管内インターベンション治療を行なう際に、医師によって参照されるＸ線画像の画質を常に保証することが可能となる。
【００７９】
また、ステントストラットの位置が一致した補正画像群から加算画像群を生成するので、ステントストラットのエッジ部分が常に強調されたＸ線画像を表示することができ、血管内インターベンション治療を行なう際の医師によるステント操作を確実に支援することが可能となる。
【００８０】
さて、これまで本発明の実施例について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では、種々の異なる実施例を（１）〜（４）に区分けして説明する。
【００８１】
（１）マーカー除去領域
上記した実施例では、各Ｘ線画像においてマーカー除去領域が１つ設定される場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各Ｘ線画像においてマーカー除去領域が複数設定される場合であってもよい。これについて、図９および図１０を用いて説明する。なお、図９および図１０は、複数のマーカー除去領域が設定される変形例について説明するための図である。
【００８２】
すなわち、第一の動きベクトルの算出後、第二の動きベクトル算出部２６ｃは、ステントマーカーの座標に基づいて３個のマーカー除去領域を設定する。例えば、第二の動きベクトル算出部２６ｃは、検出された２つのステントマーカーの座標それぞれが（Ｘ１，Ｙ１）および（Ｘ２，Ｙ２）であった場合、（１．５×Ｘ１−０．５×Ｘ２，１．５×Ｙ１−０．５×Ｙ２）と（０．５×Ｘ１＋０．５×Ｘ２，０．５×Ｙ１＋０．５×Ｙ２）と（−０．５×Ｘ１＋１．５×Ｘ２，−０．５×Ｙ１＋１．５×Ｙ２）の３つの座標を算出する。
【００８３】
そして、第二の動きベクトル算出部２６ｃは、図９に示すように、算出した３つの座標を中心として所定の高さおよび幅を有する矩形をマーカー除去領域１、マーカー除去領域２およびマーカー除去領域３として設定する。第二の動きベクトル算出部２６ｃは、図９に示すように、設定した３つのマーカー除去領域ごとに、第一フレームにおけるマーカー除去領域１、マーカー除去領域２およびマーカー除去領域３それぞれに対する第二の動きベクトル１、第二の動きベクトル２、第二の動きベクトル３を算出する。
【００８４】
そして、総和動きベクトル算出部２６ｄは、図９に示すように、処理対象画像それぞれにおいて、マーカー除去領域１、マーカー除去領域２およびマーカー除去領域３それぞれに対する総和動きベクトル１、総和動きベクトル２、総和動きベクトル３を算出し、補正画像生成部２６ｅは、総和動きベクトル算出部２６ｄによって算出された総和動きベクトル１、総和動きベクトル２、総和動きベクトル３を用いたアフィン変換による画像変形により、処理対象画像それぞれから補正画像群を生成する。
【００８５】
このように、マーカー除去領域を複数設定して、マーカー除去領域ごとの総和動きベクトルを算出することにより、拍動により変形するカテーテルの動きにも対応して、ステントストラットの位置が一致する補正画像群を生成することが可能となる。
【００８６】
ここで、図１０の（Ａ）に示すように、過去に留置されたステントストラットの近傍に新たに生じた梗塞部位に対し、血管内インターベンション治療のためにステントが挿入される場合、医師は、現在挿入されているステントストラットと過去に留置されたステントストラットとの位置関係を把握する必要がある。
【００８７】
このような場合、現在挿入されているステントのステントマーカーの座標から第一の動きベクトルが算出されたのち、第二の動きベクトル算出部２６ｃは、図１０の（Ｂ）に示すように、上述した実施例と同様の処理によりマーカー除去領域をマーカー除去領域１として設定して第二の動きベクトル１を算出する。そして、総和動きベクトル算出部２６ｄは、第一の動きベクトルと第二の動きベクトル１とから総和ベクトル１を算出する。
【００８８】
さらに、第二の動きベクトル算出部２６ｃは、図１０の（Ｃ）に示すように、現在挿入されているステントを含む領域以外の領域であり、かつ、過去に留置されたステントストラットを含む領域をマーカー除去領域２として設定し、第二の動きベクトル２を算出する。そして、総和動きベクトル算出部２６ｄは、第一の動きベクトルと第二の動きベクトル２とから総和ベクトル２を算出する。
【００８９】
そののち、補正画像生成部２６ｅは、総和動きベクトル算出部２６ｄによって算出された総和動きベクトル１、総和動きベクトル２を用いたアフィン変換による画像変形により、処理対象画像それぞれから補正画像群を生成する。これにより、過去に留置されたステントストラットと現時点で治療のために挿入されているステントストラットとの位置が一致する補正画像群を生成することが可能となる。
【００９０】
（２）第二の動きベクトル
上記した実施例では、設定されたマーカー除去領域全体を用いて第二の動きベクトルを算出する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、マーカー除去領域の一部を用いて第二の動きベクトルを算出する場合であってもよい。これについて、図１１を用いて説明する。なお、図１１は、第二の動きベクトル算出の変形例について説明するための図である。
【００９１】
例えば、Ｘ線透過性が高い物体ほど輝度を白く表したＸ線画像が生成される場合、第二の動きベクトル算出部２６ｃは、図１１に示すように、マーカー座標検出部２６ａによって検出された座標におけるステントマーカーの画素値「Ｐ」から閾値「Ｐ／２」を算出し、各Ｘ線画像それぞれにおいて設定したマーカー除去領域において「Ｐ／２」以下である画素値を有する画素を用いずに、第二の動きベクトルを算出する。
【００９２】
これにより、マーカー除去領域において、ステントマーカーと比較してＸ線不透過性が低いステントストラットに由来する画素を優先的に用いて第二の動きベクトルを算出することができるので、ステントストラットとの位置が一致する補正画像群を確実に生成することが可能となる。
【００９３】
（３）マーカー
上記した実施例では、ステントマーカーを用いて第一の動きベクトルを算出する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、さらに別の物体をマーカーとして用いて第一の動きベクトルを算出する場合であってもよい。
【００９４】
例えば、マーカー座標検出部２６ａは、ステントのカテーテルを挿入する際に用いられるガイドワイアの先端部分もマーカー座標として、ステントマーカーの座標とともに検出する。すなわち、第一の動きベクトルとして、ステントマーカーの第一の動きベクトルとガイドワイアの先端部分の第一の動きベクトルとを算出する。そして、マーカー除去領域を設定して第二の動きベクトルを算出することで、以下に示す式（２）によって総和動きベクトルを算出する。なお、この場合は、式（２）における「Ｎ」は「３」となる。
【００９５】
【数２】
2010115429.tif 000004
【００９６】
なお、ガイドワイア以外にも、マーカーワイヤのマーカーなども、第一の動きベクトルの算出処理に用いることが可能である。
【００９７】
（４）治療用機器
上記した実施例では、ステントを用いて血管内インターベンション治療を行なう際に本発明を適用する場合について説明したが、Ｘ線不透過性のマーカーを取り付けた治療用機器を拍動によって動き続ける治療部位に配置し、当該治療用機器を用いた治療がＸ線画像を参照する医師によって行なわれる場合であるならば、本発明を適用することが可能である。
【００９８】
例えば、不整脈の治療に用いられる電気生理用カテーテルの電極、バルーンやステントなどでは拡張が困難な硬い梗塞部位に対して治療を行なうために用いられるローターブレーターのドリル、方向性冠動脈切除術に用いられるカテーテルの先端に取り付けられた穴が開いた金属性の筒、梗塞部位の血管内の状況を検査するための超音波送受信機能付きのカテーテルなどをマーカーとすることで、これら治療用機器を用いた治療において本発明を適用することができる。
【００９９】
このような治療用機器においてマーカーとマーカー以外の部分との間で異なる動きが発生しても、本発明を適用することで、治療を行なう際に医師によって参照されるＸ線画像の画質を常に保証することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
以上のように、本発明に係るＸ線診断装置および画像処理装置は、被検体を透過したＸ線を検出して時系列に沿った複数のＸ線画像を生成する場合に有用であり、特に、治療を行なう際に、医師によって参照されるＸ線画像の画質を常に保証することに適する。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本実施例におけるＸ線診断装置の構成を説明するための図である。
【図２】本実施例において生成されるＸ線画像について説明するための図である。
【図３】画像処理部の構成を説明するための図である。
【図４】マーカー座標検出部を説明するための図である。
【図５】第一の動きベクトル算出部を説明するための図である。
【図６】第二の動きベクトル算出部を説明するための図である。
【図７】加算画像生成部を説明するための図である。
【図８】本実施例におけるＸ線診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】複数のマーカー除去領域が設定される変形例について説明するための図（１）である。
【図１０】複数のマーカー除去領域が設定される変形例について説明するための図（２）である。
【図１１】第二の動きベクトル算出の変形例について説明するための図である。
【図１２】ステントストラットを用いた血管内インターベンション治療について説明するための図である。
【図１３】従来技術を説明するための図である。
【図１４】従来技術の課題を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１１  高電圧発生器
１２  Ｘ線管
１３  Ｘ線絞り装置
１４  天板
１５  Ｃアーム
１６  Ｘ線検出器
１７  Ｃアーム回転・移動機構
１８  天板移動機構
１９  Ｃアーム・天板機構制御部
２０  絞り制御部
２１  システム制御部
２２  入力部
２３  表示部
２４  画像データ生成部
２５  画像データ記憶部
２６  画像処理部
２６ａ  マーカー座標検出部
２６ｂ  第一の動きベクトル算出部
２６ｃ  第二の動きベクトル算出部
２６ｄ  総和動きベクトル算出部
２６ｅ  補正画像生成部
２６ｆ  加算画像生成部
１００  Ｘ線診断装置
【図１】
2010115429.tif 000005
【図２】
2010115429.tif 000006
【図３】
2010115429.tif 000007
【図４】
2010115429.tif 000008
【図５】
2010115429.tif 000009
【図６】
2010115429.tif 000010
【図７】
2010115429.tif 000011
【図８】
2010115429.tif 000012
【図９】
2010115429.tif 000013
【図１０】
2010115429.tif 000014
【図１１】
2010115429.tif 000015
【図１２】
2010115429.tif 000016
【図１３】
2010115429.tif 000017
【図１４】
2010115429.tif 000018