(57)【要約】【課題】血管造影画像の取得方法を提供する。【解決手段】本発明は、Ｘ線画像のデジタル処理の領域に関し、患者の不随意運動および内臓の運動が血管系の画像に与える影響を補償するためにデジタル減算血管造影法において用いることができる。記載の発明の技術的結果は、解剖学的構造の運動性が引起すアーティファクトを排除することによって減算血管造影画像の診断価値を向上させることである。技術的結果は、以下によって達成される：デジタル画像位置合わせの段階において、各画像について特徴的細部の検索が行なわれる。上記細部のシフトに従って患者の臓器の予想されるシフトを判断する。次いで、均一なワーピング領域においてプレコントラストシリーズからの画像のセグメント化を行なう。各領域について幾何学変換が計算され、プレコントラストデジタル画像シリーズの各領域について対応する幾何学変換が行なわれる。【選択図】図１
2014014673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線システムを用いて患者に対する照射が行なわれることでＮ枚のプレコントラストデジタル画像シリーズを取得し、次いで検査中の患者の血管に造影剤が注入され、次いでＸ線照射が行なわれることでＭ枚のポストコントラストデジタル画像シリーズを取得し、そしてプレコントラストシリーズからのデジタル画像およびポストコントラストシリーズからのデジタル画像の空間的画像位置合わせが行なわれ、次いで前記プレコントラストシリーズからのデジタル画像が前記ポストコントラストシリーズからのデジタル画像から減算され、結果として生じるデジタル血管造影画像が出力装置に伝達されることからなる、血管造影画像の取得方法であって、
デジタル画像位置合わせの段階において、各画像について特徴的細部の検索が行なわれ、前記細部のシフトに従って患者の臓器の予想されるシフトを判断し、次いで均一なワーピング領域において前記プレコントラストシリーズからの画像のセグメント化を行ない、各領域について幾何学変換が計算され、前記プレコントラストデジタル画像シリーズの各領域について対応する幾何学変換が行なわれる、方法。
【請求項２】
前記特徴的細部としてこのような骨構造部および患者の臓器を選択し、前記デジタル画像におけるそれらの位置は、それらの空間的位置に関わらず一義的に決定することができる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記均一なワーピング領域において前記プレコントラストシリーズからのデジタル画像をセグメント化する際、前記ポストコントラストシリーズからの現在の画像に対する起こり得るシフトの有限の組が各々の特徴的細部に対して与えられ、特徴的細部が調和的にシフトする領域を前記画像の中で選択する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記プレコントラストシリーズからの画像においてＸ線機器の固定部を選択し、前記デジタル画像位置合わせの段階において、ゼロバイアスがこれらの領域に対して与えられる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
Ｎ枚の前記プレコントラストデジタル画像シリーズを取得した後、デジタル画像の重み付け加算によって単一の基準プレコントラストデジタル画像を形成し、その最初の基準プレコントラストデジタル画像は修正なしに保存され、各々の後続の画像について、現在の基準画像との加算の前に、前記最初の基準プレコントラストデジタル画像との空間的位置合わせを行なう、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記ポストコントラストデジタル画像シリーズを取得するプロセスにおいて、前記ポストコントラスト画像シリーズからも基準画像を選択し、その中で特徴的細部の検索を繰返し、シフト評価およびセグメント化を繰返す、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
取得された前記デジタル画像の各々において、異なる深さに位置する臓器および組織に対応する層である少なくとも２枚の重なり合った画像によって、互いに陰になった臓器および組織が分離され、各層について独立して画像位置合わせが行なわれ、次いでその結果が合計される、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、デジタルＸ線画像処理の領域に関し、患者の不随意運動およびその内臓の通常運動が血管系の画像に与える影響を補償することを目的としたデジタル減算血管造影法に適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術水準
血管造影法は、検査中の患者の血管に造影剤を注入することに基づいて血管の内部を視覚化するために用いられる医療用画像技術である。血管造影図では、血管のほかに周辺臓器および組織の画像が見られ、これらは造影剤が充填された血管を認識することとしばしば干渉する。デジタル減算血管造影法（digital subtraction angiography：ＤＳＡ）において周辺組織を見えにくくするために、造影剤を血管系に注入する前に取得される患者の関心領域（region of interest：ＲＯＩ）のＸ線画像であるプレコントラスト画像を生成する。次いで、注入された造影剤が対象の血管を通過するところを見せるように一連の画像を撮影する。ポストコントラスト画像と呼ばれるこれらの画像は、造影剤注入の開始時に登録される画像であり、それらは、血管に沿って、血液溶解中を徐々に進む血管造影剤充填の様相を表す。プレコントラスト画像からのポストコントラスト画像の減算により、血管系に属していないアーティファクトを修正することができる。これは、血管視認性の向上ならびに治療および診断の向上を意味する。
【０００３】
ポストコントラスト画像およびプレコントラスト画像の取得がさまざまな時点で行なわれるので、周辺組織および臓器のいかなる空間変化も画像の中にアーティファクトを生じさせる。それらは、特に可動臓器のコントラスト境界で見ることができる。場合によっては、アーティファクトのコントラストが血管のコントラストを上回り、そのため、血管系の必須の断片が隠されてしまい、いくつかの細部が認識できなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＵＳ７４０９０７８
【特許文献２】ＵＳ５８４８１２１
【特許文献３】ＵＳ２０１０／０２６６１８８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＤＳＡにおいて適用される画像のマッチング方法（ＵＳ７４０９０７８）が知られている。この方法によれば、ＤＳＡ画像は以下のように生成される：
‐患者の血管系に造影剤を注入する前にプレコントラスト画像を取得する；
‐患者の血管系に造影剤を注入する；
‐ポストコントラスト画像を取得する；
‐プレコントラスト画像上に規則的なグリッドを配置する；
‐グリッド交差部における制御点を用いてポストコントラスト画像およびプレコントラスト画像をマッチングさせる；
‐モニタ上に表示すべき差分画像を計算する；
‐制御点の安定性を試験する。十分でなければ、グリッドをより小さなセルまたはより大きなセルに分割する。
【０００６】
当該方法には処理画像特性の不完全な組が存在し、これはモーションアーティファクトの準最適な修正につながる。
【０００７】
ＤＳＡ画像のための方法および装置（ＵＳ５８４８１２１）が知られている。この方法によれば、ＤＳＡ画像は以下のように生成される：
‐患者の血管系に造影剤を注入する前にプレコントラスト画像を取得する；
‐患者の血管系に造影剤を注入する；
‐ポストコントラスト画像を取得する；
‐プレコントラスト画像およびポストコントラスト画像の中に特定の細部の組を見つける；
‐両方の画像内の識別された特定の細部同士の対応関係を判断する；
‐特徴ポイントの座標に基づいて適応局所幾何学変換のモデルを構築する；
‐得られた変換を適用して、プレコントラスト画像を変形させる；
‐変形されたプレコントラスト画像の対数をポストコントラスト画像の対数から減算することによって、差分画像を構築する。
【０００８】
当該方法の欠点は、プレコントラスト画像およびポストコントラスト画像の特徴ポイントの対応関係の誤った判断が、結果として生じる画像に除去できない欠陥を招くことである。
【０００９】
本明細書に開示されている方法に最も近い方法は、特許出願ＵＳ２０１０／０２６６１８８による胸部Ｘ線画像のマッチング，減算および表示方法である。当該方法は以下の動作からなる：
‐患者の血管系に造影剤を注入する前にプレコントラスト画像を取得する；
‐患者の血管系に造影剤を注入する；
‐ポストコントラスト画像を取得する；
‐このようにして、同一の臓器を視覚化する少なくとも２枚のＸ線画像を取得する；
‐サイズ、輝度、色深度およびＲＯＩ選択に従う正規化を伴う事前画像処理を行なう；
‐シフトおよび回転補償を含む大まかな画像マッチングを行なう；
‐小さな細部の相関マッチングまたはオプティカルフロー算出方法を用いて厳密な画像マッチングを行なう；
‐必要な細部の最良の視認性および無関係な細部の最良の除去をもたらすように、マッチングされた画像を減算する。
【００１０】
記載の方法の特徴と共通しているのは、
１．制御領域の限られた組にわたってマッチング済み画像を結び付ける幾何学変換の推定、
２．画像内での検査対象の臓器のシフト、回転および局所的なワーピングを補償する可能性、
３．動作推定の際の画像のマルチスケール分析、
４．特別な細部（記載の発明では血管またはプロトタイプでは肺小結節）の強調を目的としたマッチング済み画像の減算処理、である。
【００１１】
ＵＳ２０１０/０２６６１８８に記載される方法の主な不利な点は、検査対象の物体が取得される血管造影図の質に大きく影響を与える特定の特徴を有する場合に、動作推定の精度が限定される、ということである。これは、大きな縮尺（大まかな）から小さな縮尺（より正確な）に向けてさまざまな縮尺で動作補償を行なう順次的なプロセスのためである。臨床実務の中で遭遇する多数の画像の空間周波数分析が示すように、多くの画像は、空間分解能の減少のみを招く必須の細部を含んでいる。このような場合、上記の方法は一定の時点までは正確な結果をもたらすが、その後は誤差が蓄積されることになる。
【００１２】
さらに、公知の方法によれば、座標変換の関数はＲＯＩ内では平滑であり、これは、明確に規定されたエッジを有する少なくとも２つの動く断片がＲＯＩ内にある場合に動作補償の精度に悪影響を及ぼす。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
発明の開示
本発明の技術的結果は、動く解剖学的構造のアーティファクトの除去により減算血管造影図の診断価値を向上させることにある。
【００１４】
Ｘ線装置によって患者に対するＸ線照射を行なうことでＮ枚のプレコントラストデジタル画像シリーズを取得し、患者の血管系に造影剤を注入し、照射後にＭ枚のデジタル画像のポストコントラスト画像シリーズを取得し、さらにデジタルプレコントラスト画像シリーズおよびポストコントラスト画像シリーズの空間的対応関係をマッチングし、プレコントラスト画像をポストコントラスト画像から減算し、取得されたデジタル血管造影図を出力装置に転送することからなる減算血管造影図の取得方法の技術的結果は、画像マッチングの段階において、各画像において特徴的細部の検索が行なわれ、上記細部のシフトを参照して患者の臓器の起こり得るシフトが判断され、類似の動作領域内でプレコントラスト画像シリーズの画像セグメント化が行なわれ、各領域について幾何学変換が計算され、プレコントラスト画像シリーズにおけるすべての領域について適切な幾何学変換が適用されることによって達成される。
【００１５】
本発明の別の考えられる実施例では、特徴的細部として骨構造および患者の臓器のこのような要素は、照射中のデジタル画像におけるそれらの位置が空間内のそれらの位置に関わらず明確に決定されるように選択される。
【００１６】
本発明の別の考えられる実施例では、類似の動作領域内でのプレコントラスト画像シリーズのセグメント化の際、ポストコントラストシリーズの現在の画像に対する起こり得るシフトの有限の組が各々の特徴的細部に対してさらに与えられ、特徴的細部が調和的に移動する領域が選択される。
【００１７】
本発明の別の考えられる実施例では、プレコントラスト画像シリーズにおいてＸ線機器の固定部が選択され、デジタル画像マッチングの段階において、ゼロシフトがこれらの領域に与えられる。
【００１８】
本発明の別の考えられる実施例では、Ｎ枚のデジタル画像のプレコントラストシリーズの取得後、デジタル画像の重み付け加算によって単一の基準プレコントラスト画像が生成され、その最初の基準画像は変更なしに保存され、各々の後続の画像について、現在の基準画像との加算の前に、後者（最初の基準画像）との空間的マッチングが行なわれる。
【００１９】
本発明の別の考えられる実施例では、ポストコントラストデジタル画像シリーズの取得中に、ポストコントラストシリーズから基準画像が選択され、この画像に対して、特徴的細部の検索、シフト推定およびセグメント化が繰返し行なわれる。
【００２０】
本発明の別の考えられる実施例では、取得されたデジタル画像の各々において、異なる深さの臓器および組織に対応するスライスである少なくとも２枚の重なり合った画像に、互いに陰になった臓器および組織が分割され、各スライスについて独立して画像マッチングが行なわれ、その後加算が行なわれる。
【００２１】
上記の記載の解決策ならびにその実際的な実現例の可能性およびその実際的な目的の達成が図１から図４に示される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】Ｘ線装置を示す図である。
【図２】ポストコントラスト画像シリーズの内容を示す図である。
【図３】移動する臓器のセグメント化を示す図である。
【図４】処理結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
発明の詳細な説明
デジタルＸ線画像の取得は、例えば、図１に示されるＸ線装置によって行なわれる。当該Ｘ線装置は、Ｘ線２の流れを放射するＸ線管１を備える。Ｘ線２は、台４の上に配置された患者の身体３を通り抜けて、受信機５に入射する。受信機５は、Ｘ線をデジタル画像に変換する。考えられる実施例バージョンのうちの１つにおいては、受信機は、Ｘ線を可視光に変換するシンチレーションスクリーン（図示せず）と、感光性マトリックスアレイ（図示せず）とを備え得る。Ｘ線管１、受信機５は、台に対する動きに関して４自由度を有する支持体６に固定される。
【００２４】
記載の方法によれば、患者に照射することにより、Ｎ枚（Ｎ≧１）のデジタル画像のプレコントラストシリーズを取得する。患者の血管系に造影剤を注入して、Ｍ枚（Ｍ≧１）のデジタル画像のポストコントラストシリーズを取得できる。プレコントラストシリーズもしくはポストコントラストシリーズに属し得る、または、両方のシリーズからのいくつかの以前の画像の組合せ処理の結果であり得る適切な基準画像を、ポストコントラストシリーズの画像ごとに選択できる。
【００２５】
さまざまなタイプの本発明の実施例によれば、プレコントラストシリーズおよびポストコントラストシリーズの画像の取得および処理の以下のバージョンがある。
【００２６】
１．支持体が静止している間に、Ｎ枚（Ｎ≧１）のデジタル画像のプレコントラストシリーズを取得する。ポストコントラストシリーズからのすべての画像の処理中、手作業で選択された最高品質の画像（または、単一のプレコントラスト画像、Ｎ＝１）が基準画像として用いられる。
【００２７】
２．支持体が静止している間に、少なくとも２枚のデジタル画像のプレコントラストシリーズを取得する。手作業で選択された最高品質の画像が基準画像として保存される。後続のすべての画像は、当該基準画像との空間マッチングを受ける。マッチングされた画像は加算され、その結果が更新基準画像として保存される。これにより、基準画像のノイズ除去が行なわれる。ポストコントラスト画像シリーズを処理する時には、基準画像を１枚だけ用いる。
【００２８】
３．例えば患者の非常に長い血管を検査する際に血管造影検査が支持体を動かすことを必要とする場合には、さまざまな支持体位置においてプレコントラスト画像が取得される。支持体の動作経路は、プレコントラスト画像シリーズおよびポストコントラスト画像シリーズと全く同じである。各々のプレコントラスト画像は、同一の支持体位置において取得されたポストコントラスト画像シリーズを処理する際の基準画像である。
【００２９】
４．ポストコントラスト画像シリーズの取得の場合には、支持体または患者の予期せぬ動きが起こったり、他の理由が画像内容を変化させたりしている。これから先は、好ましい画像は、プレコントラスト画像ではなく、造影剤が充填された血管の視認性を低下させるように処理されたポストコントラスト画像のうちの１つになる。
【００３０】
図２は、ポストコントラストシリーズのデジタル血管造影画像の内容を示す。受信機の長方形の視野７は、検査中は静止しているＸ線装置構成要素８によって部分的に隠される。患者の画像は、造影剤が充填された血管９と、血管造影検査に関与しない臓器および組織１０とを含む。
【００３１】
ポストコントラストシリーズと基準画像とをマッチングするために、画像マッチングの最良の方法を提供する幾何学変換を求めることができる。静止している領域の事前選択により、画像をマッチングするための部分が狭められる。それは、受信機の視野の一部がコリメータシャッタによって覆われている場合、または、受信機が円形断面の電気光学トランスデューサを含む場合に必要である。静止している領域のエッジは、線形の形状または滑らかな曲線の形状を有しており、高いコントラストを有している。これにより、回帰分析技術と組合わせて幾何プリミティブ選択（例えばハフ変換）の周知のアルゴリズムをそれらの検索に用いることができる。
【００３２】
これらの領域が動かないことにより、各々の基準画像の処理中に一旦それらを選択することができる。
【００３３】
画像位置合わせを行なう際、まず、基準画像から制御領域の有限の組を選択する。制御領域は、画像の特徴的細部を含むように選択される。特徴的細部は、輝度および幾何学変換に関わらず、ノイズの存在下で、所与の物体の画像の中で特徴的細部を確実に識別することができるようにする特性を有している。
【００３４】
制御領域を選択するために、以下の動作が行なわれる。
１．ガウスピラミッド変換または類似の変換によるマルチスケール画像表示。縮尺の数は、手作業で設定されるか、または、画像の空間周波数スペクトル形状と合わせられる。
【００３５】
２．各縮尺において、特徴的細部強調演算子が画像に適用される。本発明の一実施例においては、この演算子は、画像の各ポイントにおけるテクスチャの共分散行列の計算に基づく。検出器応答は、この行列の固有値の積である。検出器応答の極大は、輝度差、曲げおよび物体の境界の交点に対応する。
【００３６】
３．さまざまな縮尺で求められた最大検出器応答値を有する細部を選択することによって特徴的細部の組を限定する。さまざまな縮尺における検出器応答値を正確に比較するために、大きな縮尺から小さな縮尺への移行を行なうと増加する単調増加補正係数を導入する。
【００３７】
４．求められた特徴的細部の各々の近傍に制御領域が形成され、そのサイズは、最大検出器応答が得られる縮尺に対応する。結果として生じるテクスチャ共分散行列の固有ベクトルに対応する空間的方位が各領域に対してさらに与えられることができる。
【００３８】
本発明の簡略化された実施例は、特徴的細部の検索が行なわれない時に可能である。その代りに、予め設定された形状（例えば正方形）の幾何学的グリッドが画像に重畳され、制御領域の組がグリッドノードに位置付けられる。
【００３９】
基準画像分析の結果は制御領域の組であり、それらの各々について、中心の座標、サイズ、および本発明の実施例によってはさらなる属性が保存される。
【００４０】
ポストコントラストの組からの各デジタル画像および基準ではないプレコントラストの組からの画像について、基準画像との位置合わせの手順が行なわれ、当該手順は以下からなる。
【００４１】
１．基準画像を処理する時と同一の方法で画像の中で制御領域を選択する。
２．現在の画像の制御領域属性と基準画像の保存された制御領域属性との比較を行なう。この相関関係に基づいて、制御領域同士の間の１対１の対応関係を判断する。その結果、基準画像に対して変位ベクトルが各制御領域に対して与えられる。一般的な場合には、基準画像において選択された制御領域の組は、現在の画像の制御領域の組と完全には一致しないかもしれない。上記の演算中に生じるシフト決定誤差は、さらなる処理の間に統計的技術を適用することによって解消される。
【００４２】
３．制御領域の組からこのようなグループを選択し、そのシフトは、絶えず起こり、幾何学変換のために選択されるモデルによって十分な精度で記載される。本発明の１つの考えられる実施例においては、このようなモデルは、シフト、回転、傾斜付けおよびズームのさまざまな組合わせを暗に示すアフィン変換である。例えば、図３は、患者の頭部の横向き投影図の、異なる運動性を有する３つの領域、すなわち頭蓋骨１１、下顎１２および肩１３へのセグメント化（分割）を示す。異常値ベクトル１５を含む変位ベクトル１４が、制御領域の中心に対して与えられる。シフトのクラスタ分析の結果、制御領域の各グループに対して幾何学変換の一般的モデルが与えられる。
【００４３】
４．画像輝度勾配についてのデータを用いて、制御領域の選択されたグループを含む画像セグメントの境界を決定する。
【００４４】
５．基準画像を変換して、計算された幾何学変換を選択された画像セグメントに適用する。セグメントの境界では、エッジ効果を低下させるために補間を適用することができる。
【００４５】
画像位置合わせの終了後、変換された基準画像の輝度による現在の画像の輝度の画素面での算術除算が行なわれる。この演算は対数減算に対応する。その結果は必要な減算画像である。
【００４６】
図４は、動作補償を用いることなく取得される血管造影画像１６と、記載の方法によって取得される血管造影画像１７との比較を示す。第１の場合には、造影剤が充填された血管の画像１８は、存在するいかなる臓器または組織の画像でもないモーションアーティファクト１９を含んでいる。第２の場合には、アーティファクト２０は大幅に弱く表されている。
【００４７】
基準画像の制御領域と現在の画像の制御領域との比較後に取得されるオプティックフローフィールドのセグメント化により、調査対象の血管の識別可能性を悪化させる臓器の残留視認性が低くなり、記載の方法によって取得される血管造影画像の診断価値が向上する。
【００４８】
発明の最良の実施例
Ｘ線システムを用いてＸ線画像が取得され、Ｘ線システムの固定部は検出器の作業視野上には投影されない。Ｘ線照射を行なって、２〜３枚のプレコントラストデジタル画像シリーズを取得する。プレコントラスト画像シリーズからの第１のデジタル画像において、特徴的細部の検索を行なう。これを行なうために、以下の動作が行なわれる。
【００４９】
１．４つのレベルからなる画像のマルチスケール表示を形成する。第１のレベルは画像自体である。次いで、各々の次のレベルを形成するために、３×３素子のアパーチャを有するデジタル平滑化フィルタが適用され、画像は２倍にサブサンプリングされる。
【００５０】
２．マルチスケール画像の各レベルにおいて、特徴的細部を選択する。これを行なうために、まず、輝度の第１の偏導関数を水平方向および垂直方向に計算する。
【００５１】
【数１】
2014014673.tif 000003
【００５２】
次いで、画像の各画素について、テクスチャの共分散行列を算出する。
【００５３】
【数２】
2014014673.tif 000004
【００５４】
式中、ｇは５×５素子のアパーチャを有するガウス平滑化フィルタのインパルス応答である。次いで、エッジ強調演算子応答が計算され、縮尺で重み付けされる。
【００５５】
【数３】
2014014673.tif 000005
【００５６】
式中、ｎ∈［０，３］はマルチスケール表示の現在のレベルの数であり、ｄｅｔＣはテクスチャの共分散行列の行列式であり、ｔｒＣはテクスチャの共分散行列のトレースである。次いで、ｈの値が半径ｒの近傍において極大であるポイントを画像の中で選択する。ｒの値は、画像最小線形サイズの２％に等しくなるように代入される（小数点第１位で四捨五入して整数にする）。
【００５７】
３．マルチスケール表示のすべてのレベルにおける特徴的細部の選択結果を組合わせて、特徴的細部の当初の組を形成する。これが行なわれるので、ｈの極大の座標および値ならびに（現在の細部が選択された）マルチスケール表示レベルの数が各々の特徴的細部に対して与えられる。
【００５８】
より高いｈの値を有する細部がある他のレベルのその近くに存在する細部を当該組から除外する（繰返し生じる細部を排除するための近傍の半径は、画像最小線形サイズの１％に設定される）。結果として生じる値の組は、値ｈの降順にソートされ、最終的な組の中にわずか１００個の最初の細部を保持する。すべての細部は制御領域に割当てられ、そのサイズは、特徴的細部が選択される縮尺が大きいほど小さくなる。
【００５９】
検査中の患者の血管にＸ線撮影造影剤が注入され、Ｘ線照射が行なわれて、Ｍ枚（Ｍ≧１）のポストコントラストデジタル画像シリーズを取得する。
【００６０】
プレコントラストシリーズからの少なくとも１枚の画像およびポストコントラストシリーズからのすべての画像を含む画像のグループについて、画像位置合わせを行ない、当該画像位置合わせは以下の動作からなる。
【００６１】
１．４つのレベルからなる画像のマルチスケール表示を形成する。第１のレベルは画像自体である。次いで、各々の次のレベルを形成するために、３×３素子のアパーチャを有するデジタル平滑化フィルタが適用され、画像は２倍にサブサンプリングされる。
【００６２】
２．各制御領域について、相関法によってシフトおよび回転を求める。検索は、特徴的細部のサイズに対応するマルチスケール表示のレベルで開始し、より大きな縮尺で継続し、連続的に検索範囲を小さくして精度を上げる。検索は、基準画像のパッチと現在の画像のパッチとの間の相互相関係数の最大化からなる。
【００６３】
【数４】
2014014673.tif 000006
【００６４】
式中、ＴＲは制御領域に対応する基準画像Ｒのパッチであり、ＩＲは制御領域に対応する現在の画像Ｉのパッチであり、ｗａｒｐ１（Ｉ，ｄｘ，ｄｙ，α）はベクトル（ｄｘ，ｄｙ）による並進および角度αによる回転からなる画像Ｉの変換であり、ｃｏｖはパッチ内の現在の画像および基準画像の輝度サンプルの共分散であり、Ｄは分散である。
【００６５】
３．各セグメントについて制御領域のシフトが最小誤差のアフィン変換によって記載されるようにＫ個のセグメントへの制御領域のセグメント化を行なう。座標のアフィン変換は以下の式を有する。
【００６６】
【数５】
2014014673.tif 000007
【００６７】
式中、ｘ、ｙはポイントの基準座標であり、ｘ’、ｙ’は変換された座標であり、ａ１…ａ６は変換係数である。各セグメントの誤差は以下のように求められる。
【００６８】
【数６】
2014014673.tif 000008
【００６９】
式中、ｋ∈［１，Ｋ］はセグメント数であり、ｉは制御領域数であり、Ｐｋはｋ番目のセグメントに関連する制御領域のサブセットである。セグメント化の目的は、全誤差を最小化することである。
【００７０】
【数７】
2014014673.tif 000009
【００７１】
式（７）の最小化プロセスにおいて、制御領域の網羅的な組を構成する互いに素なサブセットであるＰｋが求められ、対応するアフィン行列Ａｋも求められる。
【００７２】
Ｋ個のセグメントの数は最初は分からないが、セグメント化手順の収束を向上させるために、この数は５という値に限定される。反復的な最適化プロセスの間、類似の変換行列を有するセグメントは組合わせられ、それによってセグメントの最終的な数は、制御領域の運動性の性質に応じて１〜５になる。
【００７３】
動作を考慮に入れて現在の画像の処理を行なう。現在の画像がプレコントラストシリーズからのものであれば、前のステップにおいて計算された逆変換が行なわれる。基準画像は、修正済みの現在の画像との重み付け算術加算によって更新される。
【００７４】
【数８】
2014014673.tif 000010
【００７５】
式中、Ｒ’は更新後の基準画像であり、Ｒは更新前の基準画像であり、ｔは処理されたシーケンスにおける画像数であり、Ｉｔは現在の画像であり、ｗａｒｐ２（Ｉｔ，Ａ１，Ａ２，...，ＡＫ）はジョイント変換であり、これにより、画像Ｉｔの各セグメントはＡＫ行列によって規定されるアフィン変換を受ける。
【００７６】
現在の画像がポストコントラストシリーズからのものであれば、減算が行なわれる。基準に対して、前のステップにおいて計算された変換が行なわれる。修正済みの基準画像の重み付け対数が現在の画像の対数から減算される。
【００７７】
【数９】
2014014673.tif 000011
【００７８】
式中、ｓは０〜１の範囲内の減算係数である。取得された画像Ｆは出力装置に表示される。ｓを調整することによって、放射線科医は、調査対象の血管だけでなく、解剖学的ランドマークの役割を果たす周辺臓器も出力装置で見ることができる。
【００７９】
取得される血管造影画像の診断価値は、解剖学的構造の運動性が引起すアーティファクトを除去することによって向上する。
【符号の説明】
【００８０】
１  Ｘ線管、２  Ｘ線、３  患者の身体、４  台、５  受信機、６  支持体。
【図１】
2014014673.tif 000012
【図２】
2014014673.tif 000013
【図３】
2014014673.tif 000014
【図４】
2014014673.tif 000015