(57)【要約】【課題】位置決めの精度を向上し位置決めに要する時間を短縮することができる画像処理装置、治療システム及び画像処理方法を提供することである。【解決手段】実施形態の画像処理装置は、点取得部と点検出部と算出部とをもつ。点検出部は、撮影で得られた複数の第１透視画像又はボリュームデータから再構成された複数の第２透視画像において定められた設定点に対応する対応点を第１透視画像又は第２透視画像において検出する。算出部は、設定点と対応点とに基づいて、第１透視画像を撮影した際の対象の位置に対する第２透視画像を生成した際の対象の位置の変位量を算出する。変位量が所定条件を満たさない場合、点検出部は変位量に基づいて移動させたボリュームデータから再び再構成された第２透視画像と第１透視画像とにおいて対応点を検出し、算出部は新たに検出された対応点と設定点とに基づいて変位量を再び算出する。【選択図】図２
2015198893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる少なくとも２つの方向から対象を撮影した複数の第１の透視画像を取得する画像取得部と、
互いに異なる少なくとも２つの方向から対象を撮影した際に得られる複数の第２の透視画像を予め取得された対象のボリュームデータから再構成する再構成部と、
前記第１の透視画像又は前記第２の透視画像における複数の設定点を取得する点取得部と、
前記設定点が前記第１の透視画像における点である場合、当該設定点に対応する対応点を前記第２の透視画像において検出し、前記設定点が前記第２の透視画像における点である場合、当該設定点に対応する対応点を前記第１の透視画像において検出する検出部と、
前記設定点と前記対応点とに基づいて、前記第１の透視画像を撮影した際の前記対象の位置に対する前記第２の透視画像を生成した際の前記対象の位置の変位量を算出する算出部と、
前記変位量が所定の条件を満たしているか否かを判定する判定部と、
を備え、
前記変位量が所定の条件を満たしていない場合、前記再構成部は前記変位量に基づいて移動させた前記ボリュームデータから複数の前記第２の透視画像を再び再構成し、前記検出部は前記再構成部が再構成した第２の透視画像と前記第１の透視画像とにおいて対応点を検出し、前記算出部は新たに検出された対応点と前記設定点とに基づいて変位量を再び算出する
画像処理装置。
【請求項２】
前記判定部は、
前記変位量に基づいて移動させた前記ボリュームデータから再構成された前記第２の透視画像と前記第１の透視画像との類似度を算出し、算出した類似度が予め定めた閾値以上であるか否かを判定することで、前記変位量が前記条件を満たしているか否かを判定する
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記判定部は、
前記変位量に基づいて移動させた前記ボリュームデータから再構成された前記第２の透視画像と前記第１の透視画像とにおける前記設定点及び前記対応点を含む部分画像の類似度を算出し、算出した類似度が予め定めた閾値以上であるか否かを判定することで、前記変位量が前記条件を満たしているか否かを判定する
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記判定部は、
前記算出部が前記変位量を所定の回数算出した場合に、前記変位量が前記条件を満たしていると判定する
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記判定部は、
前記所定の回数を前記第１の透視画像又は前記第２の透視画像の少なくとも一方のコントラストに基づいて決定する
請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記画像取得部は、
前記第１の透視画像に対して平滑化処理を行う
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記画像取得部は、
前記第１の透視画像における画素当たりの実寸法と前記第２の透視画像における画素当たりの実寸法とを一致させるように前記第１の透視画像のサイズを変更する
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記第１の透視画像と前記第２の透視画像とに前記設定点と前記対応点とを重畳した画像データを生成する生成部
を更に備える請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項９】
対象の透視画像を撮影する撮像装置と、
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の画像処理装置と、
前記第１の透視画像と前記第２の透視画像と表示し、ユーザの入力操作を受け付ける入出力装置と
を備える治療システム。
【請求項１０】
前記対象を乗せる可動台を有する寝台装置と、
前記対象に対して治療線を照射する治療装置と
を更に備え、
前記寝台装置は、前記画像処理装置が算出する変位量に基づいて、前記対象の治療が施される部位に前記治療線が照射されるように前記可動台を移動させる
請求項９に記載の治療システム。
【請求項１１】
互いに異なる少なくとも２つの方向から対象を撮影した複数の第１の透視画像を取得する画像取得ステップと、
互いに異なる少なくとも２つの方向から対象を撮影した際に得られる複数の第２の透視画像を予め取得された対象のボリュームデータから再構成する第１の再構成ステップと、
前記第１の透視画像又は前記第２の透視画像における複数の設定点を取得する点取得ステップと、
前記設定点が前記第１の透視画像における点である場合、当該設定点に対応する対応点を前記第２の透視画像において検出し、前記設定点が前記第２の透視画像における点である場合、当該設定点に対応する対応点を前記第１の透視画像において検出する検出ステップと、
前記設定点と前記対応点とに基づいて、前記第１の透視画像を撮影した際の前記対象の位置に対する前記第２の透視画像を生成した際の前記対象の位置の変位量を算出する算出ステップと、
前記変位量が所定の条件を満たしているか否かを判定する判定ステップと、
前記変位量が所定の条件を満たしていない場合、前記変位量に基づいて移動させた前記ボリュームデータから複数の前記第２の透視画像を再構成する第２の再構成ステップと、
前記第２の再構成ステップにおいて再構成された第２の透視画像と前記第１の透視画像とにおいて対応点を検出する再検出ステップと、
前記再検出ステップにおいて新たに検出された対応点と前記設定点とに基づいて変位量を算出する再算出ステップと
を有する画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、画像処理装置、治療システム及び画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線治療や重粒子線治療などは、病巣に対して放射線や重粒子線を照射することで、病巣を破壊する治療法である。放射線治療や重粒子線治療を行う際には、病巣に対して正確に放射線や重粒子線を照射しないと治療の効果を得ることが難しい。そのため、治療の対象（例えば、被検体）をＣＴ（Computed Tomography）撮影し、病巣の位置を３次元的に把握する。医師や技師は、把握した病巣の３次元位置に基づいて、放射線や重粒子線を照射する角度や照射強度などを含む治療計画を定める。実際に治療が行われる際には、治療時の被検体の位置と治療計画を定めたときの被検体の位置とを一致させる位置決めが行われる。治療は治療計画に基づいて複数回行われるので、位置決めがその度行われる。位置決めを開始してから治療が終わるまでの間、被検体は姿勢を保つ必要があるため、位置決めは短時間で行われることが望ましい。しかし、位置決めには精度も求められるため、位置決めを短時間で行うことが困難である場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２１２１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、位置決めの精度を向上し位置決めに要する時間を短縮することができる画像処理装置、治療システム及び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】
【０００５】
実施形態の画像処理装置は、画像取得部と再構成部と点取得部と点検出部と算出部と判定部とをもつ。画像取得部は、互いに異なる少なくとも２つの方向から対象を撮影した複数の第１の透視画像を取得する。再構成部は、互いに異なる少なくとも２つの方向から対象を撮影した際に得られる複数の第２の透視画像を予め取得された対象のボリュームデータから再構成する。点取得部は、第１の透視画像又は第２の透視画像における複数の設定点を取得する。点検出部は、設定点が第１の透視画像における点である場合、当該設定点に対応する対応点を第２の透視画像において検出し、設定点が第２の透視画像における点である場合、当該設定点に対応する対応点を第１の透視画像において検出する。算出部は、設定点と対応点とに基づいて、第１の透視画像を撮影した際の対象の位置に対する第２の透視画像を生成した際の対象の位置の変位量を算出する。判定部は、変位量が所定の条件を満たしているか否かを判定する。変位量が所定の条件を満たしていない場合、再構成部は変位量に基づいて移動させたボリュームデータから複数の第２の透視画像を再び再構成し、点検出部は再構成部が再構成した第２の透視画像と第１の透視画像とにおいて対応点を検出し、算出部は新たに検出された対応点と設定点とに基づいて変位量を再び度算出する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】治療システム１０の構成を示すブロック図である。
【図２】画像処理装置１００の構成を示すブロック図である。
【図３】再構成画像を生成する際の処理を示す図である。
【図４】撮像装置４００における第１線源部４２０、第２線源部４３０、第１撮像部４４０及び第２撮像部４５０の配置を示す図である。
【図５】透視画像と再構成画像との間において対応する点を示す図である。
【図６】画像処理装置１００が行う変位量算出処理を示すフローチャートである。
【図７】画像処理装置１００Ａの構成を示すブロック図である。
【図８】画像処理装置１００Ａが行う変位量算出処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態の画像処理装置、治療システム及び画像処理方法を、図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態では、同一の参照符号を付した部分は同様の動作をおこなうものとして、重複する説明を適宜省略する。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における治療システム１０の構成を示すブロック図である。治療システム１０は、画像処理装置１００、入出力装置２００及び撮像装置４００を備える。治療システム１０は、計画装置３００、治療装置５００及び寝台装置６００を更に備えてもよい。治療システム１０では、計画装置３００を用いて設定された治療計画に基づいて、技師や医師などのユーザが入出力装置２００、撮像装置４００、治療装置５００及び寝台装置６００を操作して対象Ａに対する治療を行う。ユーザは、画像処理装置１００が生成した再構成画像と、撮像装置４００が撮影した透視画像とに基づいて、入出力装置２００を操作する。
【０００９】
計画装置３００は、放射線治療、陽子線治療又は粒子線治療などが施される対象Ａに対する治療計画を定める装置である。計画装置３００は、対象Ａの内部形態を撮影した画像などの情報と、技師や医師などのユーザによる操作入力とに基づいて治療計画を定める。計画装置３００において用いられる画像は、対象Ａの内部を透視して撮影することが可能な撮像装置により撮影された画像である。このような撮像装置としては、例えばＸ線装置、コンピュータ・トモグラフィー（ＣＴ：Computed Tomography）装置、磁気共鳴画像（ＭＲＩ：Magnetic Resonance Imaging）装置、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）装置、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）装置などがある。また、計画装置３００において用いられる画像は、２次元画像と３次元画像とのいずれでもよい。本実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置によって収集されたボリュームデータに基づく画像が治療計画を定める際に用いられる場合について説明する。
【００１０】
計画装置３００は、データベース部３１０、表示部３２０、操作部３３０及び制御部３４０を備える。データベース部３１０には、対象Ａを撮影して得られたデータが記憶されている。データベース部３１０に記憶されるデータは、対象Ａを撮影して得られたボクセルデータそのものであってもよいし、撮影して得られたデータに対して、対数変換、オフセット補正、感度補正、ビームハードニング補正、散乱線補正等の補正処理を施したデータからなるボクセルデータであってもよい。また、データベース部３１０には、ボクセルデータに加えて、ボクセルデータから再構成された２次元画像が記憶されていてもよい。本実施形態では、データベース部３１０にボクセルデータがボリュームデータとして記憶されている場合について説明する。
【００１１】
表示部３２０は、制御部３４０による制御に基づいて、再構成画像を表示する。再構成画像はデータベース部３１０に記憶されているボクセルデータを再構成することにより得られる。本実施形態では、所定方向から対象Ａを透視した場合に得られる画像をシミュレーションした画像（ＤＲＲ：Digitally Reconstructed Radiograph）を再構成画像として用いる場合について説明する。表示部３２０が表示する再構成画像は、撮像装置４００が撮影する画像の種類と対応していることが好ましい。例えば撮像装置４００がＸ線装置である場合、表示部３２０に用事される再構成画像は、Ｘ線装置で撮影した画像をシミュレーションしたＤＤＲ画像であることが好ましい。
【００１２】
操作部３３０は、ユーザによる操作入力を受け付け、受け付けた操作入力に応じた情報を制御部３４０に送る。制御部３４０は、操作部３３０から受けた情報に基づいて、計画装置３００が備える各部の動作を制御する。制御部３４０は、例えば中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）を有する情報処理装置であり、特定のプログラムに基づいて制御動作を行う。制御部３４０は、再構成画像や操作入力に応じた情報に基づいて、治療が施される対象Ａの部位を示す情報をデータベース部３１０に記憶させる。
【００１３】
撮像装置４００は、Ｘ線装置などであり、治療時における対象Ａの内部を透視して撮影する装置である。本実施形態では、撮像装置４００がＸ線装置である場合について説明する。撮像装置４００は、制御部４１０、第１線源部４２０、第２線源部４３０、第１撮像部４４０及び第２撮像部４５０を備える。
【００１４】
第１撮像部４４０は、第１線源部４２０から放出されたＸ線であって対象Ａを透過したＸ線に基づいて、対象Ａを透視した透視画像を生成する。第１撮像部４４０は、フラット・パネル・ディテクタ（ＦＰＤ:Flat Panel Detector）を有している。ＦＰＤは、対象Ａを透過したＸ線を受けてデジタル信号に変換する。第１撮像部４４０は、ＦＰＤにより得られたデジタル信号に基づいて、透視画像を生成する。
【００１５】
第２撮像部４５０は、第２線源部４３０から放出されたＸ線であって対象Ａを透過したＸ線に基づいて、対象Ａを透視した透視画像を生成する。第２撮像部４５０は、第１撮像部４４０と同様にＦＰＤを有している。第２撮像部４５０は、ＦＰＤにより得られたデジタル信号に基づいて、透視画像を生成する。
【００１６】
なお、第１撮像部４４０が対象Ａを透視する方向と第２撮像部４５０が対象Ａを透視する方向とは異なっている。例えば、第１撮像部４４０のＦＰＤの撮像面と第２撮像部４５０のＦＰＤの撮像面とが直交するように、第１線源部４２０、第２線源部４３０、第１撮像部４４０及び第２撮像部４５０は配置されている。なお、第１撮像部４４０及び第２撮像部４５０は、ＦＰＤに代えてイメージ・インテンシファイア（Ｉ．Ｉ．：Image Intensifier）を有していてもよい。
【００１７】
制御部４１０は、撮像装置４００が備える各部を制御する。制御部４１０は、例えば中央処理装置（ＣＰＵ）を有する情報処理装置であり、特定のブログラムに基づいて制御動作を行う。制御部４１０は、第１撮像部４４０及び第２撮像部４５０が生成した対象Ａの一対の透視画像を画像処理装置１００に送る。
【００１８】
画像処理装置１００は、対象Ａの透視画像を撮影した際の撮影パラメータを撮像装置４００から取得する。また、画像処理装置１００は、治療計画を定めた際に用いられたボリュームデータを計画装置３００のデータベース部３１０から読み出す。画像処理装置１００は、撮影パラメータに基づいて、撮像装置４００が対象Ａの透視画像を撮影した視点と同じ視点からの再構成画像をボリュームデータから生成する。
【００１９】
画像処理装置１００は、透視画像又は再構成画像においてユーザが定めた対象Ａの任意の部位を示す設定点の組を入出力装置２００から取得する。設定点は、入出力装置２００に表示される透視画像及び再構成画像に基づいて、ユーザが入出力装置２００を操作して定められる。画像処理装置１００は、透視画像上に設定点が定められた場合、再構成画像上において設定点に対応する対応点を検出する。また、画像処理装置１００は、再構成画像上に設定点が定められた場合、透視画像上において設定点に対応する対応点を検出する。
【００２０】
ここで、対応点とは、設定点を中心とした所定のサイズの矩形領域における画像と類似度が最も高い部分画像の中心点である。透視画像上に設定点が定められた場合、再構成画像上における対応点は、設定点近傍の部分画像に最も類似する部分画像の中心点である。また、再構成画像上に設定点が定められた場合、透視画像における対応点は、設定点近傍の部分画像に最も類似する部分画像の中心点である。
【００２１】
画像処理装置１００は、設定点と対応点とに基づいて、透視画像を撮影した際の対象Ａの位置と再構成画像を生成した際の対象Ａの位置とのずれを算出する。画像処理装置１００は、算出したずれに基づいた位置決め情報を寝台装置６００に出力する。以下の説明において、透視画像を撮影した際の対象Ａの位置と再構成画像を生成した際の対象Ａの位置とのずれを、変位量という。
【００２２】
入出力装置２００は、表示部２１０及び操作部２２０を備える。表示部２１０は、画像処理装置１００から画像データを受け付ける。表示部２１０は、受け付けた画像データを表示する。画像データは、例えばボリュームデータに基づいて生成された再構成画像や、撮像装置４００が撮影した透視画像などを含む。
【００２３】
操作部２２０は、ユーザによる操作入力を受け付け、操作入力に応じた情報を画像処理装置１００に出力する。操作部２２０は、表示部２１０に表示された画像上の位置を指定する操作入力を受け付け、当該位置を示す座標情報を画像処理装置１００に供給する。操作部２２０は、例えばマウス及びタッチパネルなどのポインティングデバイスや、キーボードなどを有する。操作部２２０がタッチパネルを有する場合、表示部２１０と操作部２２０とがひとつの装置として構成されてもよい。
【００２４】
治療装置５００は、対象Ａに対して放射線治療、陽子線治療又は粒子線治療を施す装置である。治療装置５００は、制御部５１０及び複数の線源部５２０を備える。制御部５１０は、治療装置５００が備える各部を制御する。制御部５１０は、例えば中央処理装置（ＣＰＵ）を有する情報処理装置であり、特定のプログラムに基づいて制御動作を行う。制御部５１０は、寝台装置６００が対象Ａを変位量に基づいて移動させたことを検出した後に、線源部５２０を可動可能状態にする。複数の線源部５２０それぞれは、稼働可能状態になるとユーザの制御に基づいて対象Ａに向けて放射線、陽子線又は粒子線を照射する。複数の線源部５２０は、各線源部５２０から照射される放射線、陽子線又は粒子線が一点（アイソセンタ）で交わるように、配置されている。
【００２５】
寝台装置６００は対象Ａを乗せる可動台を備えている。寝台装置６００は、画像処理装置１００から取得する位置決め情報に基づいて、対象Ａを乗せる可動台を移動させる。これにより、治療計画時に定めた対象Ａの部位とアイソセンタとを合わせる。なお、可動台には、寝床や椅子などの形状を有するものが用いられる。
【００２６】
図２は、第１の実施形態における画像処理装置１００の構成を示すブロック図である。図２に示すように、画像処理装置１００は、透視画像取得部１０１、再構成画像生成部１０２、点取得部１０３、点検出部１０４、算出部１０５、判定部１０６及び画像データ生成部１０７を備える。第１の実施形態における画像処理装置１００及び治療システム１０において、治療装置５００のアイソセンタを位置決めにおける世界座標系の原点とする。また、画像処理装置１００及び治療システム１０において用いられる３次元座標には、アイソセンタを原点とする世界座標系が用いられる。
【００２７】
ここで、画像処理装置１００における画像処理の対象となる透視画像としてのＸ線画像と再構成画像とについて説明する。
【００２８】
Ｘ線画像は、Ｘ線源から被写体に向けて照射されたＸ線が被写体を通過してＦＰＤに到達したときのＸ線のエネルギーの大小を画素値に変換して得られた画像である。ＦＰＤには２次元平面上にＸ線検出器が配置されており、各Ｘ検出器が検出するエネルギーが画素値に変換される。ＦＰＤに到達したときのＸ線のエネルギーは被写体内の組織に応じて減衰しているため、Ｘ線画像は被写体内を透視した画像になる。Ｘ線画像における各画素の位置ｉ∈Ｒ２のＸ線検出器に到達するＸ線のエネルギーＰｉは次式（１）で表すことができる。
【００２９】
【数１】
2015198893.tif 000003
【００３０】
式（１）において、Ｐ０は被写体に入射したときのＸ線のエネルギーである。μ（ｌ，ｐ）は位置ｌにおける物体の線源弱係数（linear attenuation coefficient）である。線源弱係数は物質を通過するＸ線のエネルギーＰに応じて変化する値である。線源から画素位置ｉに配置されているＸ線検出器に到達するまでのＸ線の経路上にある物質の線源弱係数を線積分して得られた値が、Ｘ線検出器に到達するＸ線のエネルギーである。Ｘ線検出器の検出特性はＰｉの対数をとったものに対して線形になるように設計されているので、Ｘ線検出器が出力する信号を画素値に線形変換することによりＸ線画像が得られる。すなわち、Ｘ線画像の各画素の画素値Ｔｉは次式（２）で表すことができる。なお、ｌｏｇ（Ｐ０）は定数である。
【００３１】
【数２】
2015198893.tif 000004
【００３２】
上記のように、Ｘ線撮影で得られるＸ線画像の各画素は、線源から照射されるＸ線がＦＰＤのＸ線検出器に到達する経路上の対象Ａの線源弱係数の積和に応じて画素化される。
【００３３】
再構成画像（ＤＲＲ：Digitally Reconstructed Radiograph）は、例えばボリュームデータで表される対象Ａを寝台装置６００上に仮想的に配置したときに、任意の方向から透視投影をして生成される。図３は、再構成画像を生成する際の処理を示す図である。アイソセンタを原点とする３次元座標系における座標を（ｘ，ｙ，ｚ）とし、再構成画像における２次元座標を（ｕ，ｖ）とする。再構成画像の座標（ｕ，ｖ）における画素の画素値Ｉ（ｕ，ｖ）は次式（３）により算出される。
【００３４】
【数３】
2015198893.tif 000005
【００３５】
式（３）において、Ｖ（ｘ，ｙ，ｚ）は寝台装置６００に仮想的に配置された対象Ａの座標（ｘ，ｙ，ｚ）におけるボリュームデータの値である。画素値Ｉ（ｕ，ｖ）は、光線Ｌ上のボリュームデータの値の積分によって得られることを式（３）は示している。Ｗ（Ｖ）は、ボリュームデータの値に掛かる重み係数である。重み係数Ｗ（Ｖ）を制御することにより、特定のボリュームデータの値を強調した再構成画像を生成することができる。重み係数Ｗ（Ｖ）の制御は、再構成画像とＸ線画像とを照合する際に注目する組織を強調したり、ユーザが注目する組織を強調して視認性を向上させたりすることができる。
【００３６】
データ値Ｖ（ｘ，ｙ，ｚ）は、位置（ｘ，ｙ，ｚ）に位置する物質の線源弱係数に基づく値である。そこで、光線Ｌの経路上になる物質の線源弱係数の和を用いて再構成画像を生成した場合、Ｘ線画像も式（２）で示すように光線上の線源弱係数の和で画素値が決定されるので、再構成画像とＸ線画像とは類似する。
【００３７】
再構成画像を生成するためには、光線の経路Ｌと対象Ａのボリュームデータの位置とを定める必要がある。治療システム１０において対象Ａの位置決めをする際には、治療時に対象Ａの透視画像を撮影するときの撮像装置４００におけるＸ線がＦＰＤに到達する経路に基づいて、再構成画像を生成するための光線の経路Ｌと対象Ａの位置とを定める。
【００３８】
図４は、異なる２方向から透視画像を撮影する撮像装置４００における第１線源部４２０、第２線源部４３０、第１撮像部４４０及び第２撮像部４５０の配置を示す図である。第１線源部４２０から照射されるＸ線は、対象Ａを透過して第１撮像部４４０に到達する。第１撮像部４４０は、対象Ａを透過したＸ線のエネルギーに基づいて透視画像を生成する。同様に、第２線源部４３０から照射されるＸ線は、対象Ａを透過して第２撮像部４５０に到達する。第２撮像部４５０は、対象Ａを透過したＸ線のエネルギーに基づいて透視画像を生成する。
【００３９】
撮像装置４００は撮影位置の校正が行われており、治療システムに対して定められた３次元空間座標系と、第１撮像部４４０及び第２撮像部４５０における撮像面における２次元座標系との座標顕官を行うための透視投影行列が予め求められている。このように、撮像装置４００が校正済みであれば、第１線源部４２０及び第１撮像部４４０と第２線源部４３０及び第２撮像部４５０とそれぞれの位置関係が既知であるため、再構成画像を生成する際に用いる光線の経路Ｌを定めることができる。具体的には、経路Ｌの始点を第１線源部４２０とし、終点を第１撮像部４４０の撮像面における各画素とする。また、経路Ｌの始点を第２線源部４３０とし、終点を第２撮像部４５０の撮像面における各画素とする。
【００４０】
このように、透視画像を撮影した際のＸ線の経路と同様の経路Ｌを利用して再構成画像を生成した場合、対象Ａのボリュームデータの位置が透視画像を撮影したときの対象Ａの位置と同一であれば、再構成画像と透視画像とが最も類似する。
【００４１】
つまり、位置決めを行う際には、ユーザは、２方向から撮影した２枚の透視画像と２枚の再構成画像とが最も類似するようにボリュームデータを移動させて一致する位置を探して、変位量を求める。ボリュームデータを移動させるには、ＸＹＺ軸周りの回転と並進との６つのパラメータを定める必要がある。これらの６つのパラメータを定めるために、図５に示すように、透視画像と再構成画像とのそれぞれにおいて対応する点を定め、対応する点に基づいて変位量を算出する。図５は、透視画像と再構成画像との間において対応する点の例を示す図である。図５において、透視画像と再構成画像とにおいて対応する点が、黒い点で示されている。
【００４２】
画像処理装置１００は、透視画像と再構成画像とのいずれか一方の画像上に点が入力されると、他方の画像において対応する対応点を検出し、変位量を算出する。画像処理装置１００は、算出した変位量に基づいて対象Ａのボリュームデータを移動させた後に再構成画像を生成し、再び対応点を検出して変位量を算出する。画像処理装置１００は、対応点の検出と変位量の算出とを繰り返すことにより、ユーザが対応点を入力する手間を省くとともに、位置決めの精度を向上させる。
【００４３】
透視画像取得部１０１は、撮像装置４００において撮影された対象Ａの第１透視画像と第２透視画像との一対の透視画像を取得する。また、透視画像取得部１０１は、第１透視画像を撮影した第１撮像部４４０のカメラパラメータと、第２透視画像を撮影した第２撮像部４５０のカメラパラメータとを取得する。透視画像取得部１０１は、取得した一対の透視画像を点検出部１０４に供給する。また、透視画像取得部１０１は、取得した二つのカメラパラメータを再構成画像生成部１０２及び点取得部１０３に供給する。
【００４４】
再構成画像生成部１０２は、計画装置３００のデータベース部３１０からボリュームデータを読み出す。再構成画像生成部１０２は、透視画像取得部１０１から二つのカメラパラメータを取得する。また、再構成画像生成部１０２は、算出部１０５から変位量を取得する。再構成画像生成部１０２は、ボリュームデータと変位量と二つのカメラパラメータに基づいて、再構成画像をカメラパラメータごとに生成する。変位量は、カメラパラメータごとに生成された一対の再構成画像と一対の透視画像とに基づいて算出部１０５が算出する値である。また、変位量は、ボリュームデータで表される対象Ａの位置と透視画像を撮影した際の対象Ａの位置とのずれを表す値である。なお、再構成画像生成部１０２が最初に再構成画像を生成するときには、変位量が算出されていないため、変位量をゼロとする。再構成画像生成部１０２は、生成した一対の再構成画像を点検出部１０４に供給する。
【００４５】
点取得部１０３は、ユーザが透視画像又は再構成画像において定めた対象Ａの少なくとも三つの部位に対応する点を含む点群の画像における２次元座標を入出力装置２００から取得する。以下の説明において、ユーザが定めた点を設定点という。設定点には、例えば透視画像又は再構成画像において特徴があるとユーザが判断した点や、画像上において特異な点などが選択される。設定点は、透視画像において定められる場合、再構成画像において定められる場合のいずれの場合においても、異なる方向からの画像それぞれにおける対象Ａの部位に対応する点が定められる。
【００４６】
点取得部１０３が取得した点群に含まれる各設定点は、異なる２方向から撮影した透視画像又は再構成画像において対象Ａ上の同位置を示す点である。そのため、各設定点の位置から、以下のようにして対象Ａの３次元位置を算出することができる。
【００４７】
カメラパラメータに含まれる射影行列Ｐが既知である撮像装置４００で撮影された画像上の設定点の位置をベクトルｘ＝（ｘ，ｙ，１）とする。設定点の位置にある対象の３次元空間における位置をベクトルＸ＝（Ｘ，Ｙ，Ｚ，１）とすれば、次式（４）が成り立つ。
【００４８】
【数４】
2015198893.tif 000006
【００４９】
式（４）におけるλはスケール倍の不定性を表す定数である。ここで、異なる２方向から撮影した画像上で対象Ａ上の同一位置であるベクトルｘ１とベクトルｘ２とが指定されると、次式（５）の連立方程式が成り立つ。
【００５０】
【数５】
2015198893.tif 000007
【００５１】
式（５）における、Ｐ１とＰ２とは２方向から撮影した際の射影行列であり、λ１とλ２とはスケール倍の不定性を表す定数である。式（５）をベクトルＸについて解くことにより、設定点の３次元座標を得ることができる。点取得部１０３は、取得した点群に含まれる各設定点の３次元座標を算出する。点取得部１０３は、点群の３次元座標を含む座標情報を点検出部１０４及び算出部１０５に供給する。
【００５２】
なお、点取得部１０３は、過去の治療で設定された対象Ａにおける点群の３次元座標を取得してもよい。また、点取得部１０３は、ボリュームデータに基づいて生成された対象Ａの断面図において定められた点を設定点として取得し、ボリュームデータに基づいた３次元座標を取得してもよい。点群の位置を３次元座標として取得した場合でも、点取得部１０３は、式（５）に基づいて画像上の２次元座標に変換することで、画像上の点を取得できる。また、治療システム１０による対象Ａの治療は、複数回に亘り行われることが多いので、点取得部１０３は、過去の治療において定められた複数の設定点を取得してもよい。
【００５３】
点検出部１０４は、点取得部１０３から取得した点群に含まれる各設定点に対応する対応点を検出する。点検出部１０４は、点群に含まれる設定点ごとに、設定点を中心とした所定の大きさの矩形窓を用いて設定点の近傍の部分画像を抽出する。点検出部１０４は、設定点が透視画像上の点である場合、抽出した部分画像と最も類似度が高い部分画像を再構成画像上において探索する。点検出部１０４は、検出した再構成画像上の部分画像の中心を設定点に対応する対応点にする。また、点検出部１０４は、設定点が再構成画像上の点である場合、検出した部分画像と最も類似度が高い部分画像を透視画像上において探索する。点検出部１０４は、検出した透視画像上の部分画像の中心を設定点に対応する対応点にする。
【００５４】
点検出部１０４は、例えば類似度の算出に正規化相互相関を用いる。なお、類似度には、他の画像特徴量を用いてもよい。例えば、輝度の勾配に基づく特徴量、ＳＩＦＴ特徴量や、ＬＢＰ特徴量、類似度にベクトル型の特徴量を用いてもよい。ベクトル型の特徴量を用いる場合には、ベクトル間の距離が小さいほど類似度を高くする。
【００５５】
点検出部１０４は、検出した各対応点の３次元座標を式（５）に基づいて算出する。点検出部１０４は、検出した各対応点の３次元座標を含む座標情報を算出部１０５に供給する。
【００５６】
算出部１０５は、点取得部１０３が取得した点群の座標情報と、点検出部１０４が算出した各対応点の座標情報とに基づいて、変位量を算出する。算出部１０５は、異なる２方向から撮影した透視画像及び再構成画像の４枚の画像上それぞれに対応する点に基づいて、透視画像を撮影した際の対象Ａの位置と再構成画像を生成した際の対象Ａの位置とを算出する。
【００５７】
算出部１０５は、対象Ａのボリュームデータの三次元位置をＸｉとし、透視画像を撮影した際の対象Ａの三次元位置Ｙｉとし、対象Ａが三次元位置Ｘｉから三次元位置Ｙｉへ移動する際の変位量を算出する。このとき、対象Ａが３次元空間において回転及び並進を含む剛体移動をしているとすれば、次式（６）を満たす。
【００５８】
【数６】
2015198893.tif 000008
【００５９】
式（６）における行列Ｒは３行３列の回転行列であり、ベクトルｔは３行１列の並進ベクトルである。行列Ｒとベクトルｔとが算出部１０５によって算出される変位量である。設定点及び対応点として得られたすべての対応する点の三次元位置Ｘｉ、Ｙｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）に対して式（６）が成り立つとして連立方程式にして変位量を算出する。
【００６０】
三次元位置Ｘｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）の重心を￣Ｘとし、三次元位置Ｙｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）の重心を￣Ｙとすれば、並進ベクトルｔは次式（７）のように表される。よって、回転行列Ｒを求めれば、並進ベクトルｔが定まる。なお、「￣Ｘ」はＸの上にオーバーラインを付したパラメータを便宜的に示している。また、他のパラメータに対してオーバーラインが付されている場合、同様にパラメータの前に「￣（オーバーライン）」を付して表す。
【００６１】
【数７】
2015198893.tif 000009
【００６２】
ここで、Ｘ’ｉ＝Ｘｉ−￣Ｘ、Ｙ’ｉ＝Ｙｉ−￣Ｙとしたとき、次式（８）となる回転行列Ｒを算出する。このような行列Ｒを求める問題は、Orthogonal Procrustes problem として知られており、様々な解法が存在する。算出部１０５は、既知の解法のいずれかを用いて回転行列Ｒを算出する。また、算出部１０５は、算出した回転行列Ｒを式（７）に代入して並進ベクトルｔを算出する。算出部１０５は、算出した回転行列Ｒ及び並進ベクトルｔを含む変位量を、判定部１０６及び再構成画像生成部１０２に供給する。
【００６３】
【数８】
2015198893.tif 000010
【００６４】
判定部１０６は、算出部１０５により算出された変位量が予め定められた基準を満たすか否かを判定する。判定部１０６は、変位量が基準を満たす場合に、変位量を含む位置決め情報を寝台装置６００に出力する。判定部１０６は、変位量が基準を満たさない場合、再構成画像生成部１０２に再構成画像の生成、点検出部１０４に対応点の検出及び算出部１０５に変位量の算出を行わせる制御を行う。
【００６５】
ここで、変位量に対する基準に対して説明する。判定部１０６は、再構成画像と透視画像との類似度が予め定められた閾値以上である場合に、変位量が基準を満たしていると判定する。判定に用いる再構成画像は、再構成画像生成部１０２が変位量に基づいて対象Ａのボリュームデータを移動させて生成した再構成画像である。再構成画像と透視画像との類似度の算出には、例えば正規化相互相関を用いる。なお、正規化相互相関の算出に代えて、相互情報量を用いて類似度を算出したり、それぞれの画像の各画素値のヒストグラムの類似度を算出したり、それぞれの画像の画素値を正規化して二乗誤差を算出したりしてもよい。また、それぞれの画像における画素値の勾配に基づく特徴量によって類似度を算出してもよい。
【００６６】
また、判定部１０６は、再構成画像と透視画像との類似度を算出する際に、画像全体の類似度の算出に代えて、設定点及び対応点それぞれの含む一定の大きさの部分画像の局所類似度を算出してもよい。すなわち、判定部１０６は、設定点及び対応点それぞれの近傍の部分画像の局所類似度を、変位量に基づいて移動させたボリュームデータの再構成画像と透視画像との類似度として用いてもよい。
【００６７】
また、判定部１０６は、変位量が繰り返し算出されている場合に、透視画像と再構成画像との類似度が前回の判定の際に算出した類似度をより類似の度合いが低くなったときに、変位量を繰り返し算出する動作を停止させて、前回の変位量を含む位置決め情報を寝台装置６００に出力する。
【００６８】
なお、変位量に対する基準として、再構成画像と透視画像との類似度に代えて、変位量に含まれる回転行列Ｒに基づいてＸＹＺ軸周りの回転角度と並進ベクトルｔの大きさとを算出してもよい。このとき、判定部１０６は、各回転角度と大きさとのすべてが所定の閾値以下であるか否かを判定する。判定部１０６は、各回転角度と大きさとが閾値以下である場合、変位量を含む位置決め情報を寝台装置６００に出力する。判定部１０６は、各回転角度と大きさとのうちいずれかが閾値より大きい場合、再構成画像生成部１０２に再構成画像の生成、点検出部１０４に対応点の検出及び算出部１０５に変位量の算出を行わせる制御を行う。
【００６９】
また、判定部１０６は、再構成画像と透視画像との類似度や、変位量を用いた判定に代えて、変位量の算出が所定の回数行われた否かを判定してもよい。このとき、判定部１０６は、所定の回数繰り返して変位量の算出が行われると、最後に算出された変位量を含む位置決め情報を寝台装置６００に出力する。判定部１０６は、再構成画像に投影される対象Ａの組織に応じて、繰り返し回数を定めてもよい。判定部１０６が繰り返し回数を定める場合、判定部１０６は、再構成画像を生成する際に用いるボリュームデータの値Ｖ（ｘ，ｙ，ｚ）に基づいて、投影される対象Ａの組織を識別する。また、対象Ａの組織の識別は、ボリュームデータの値のパターンに基づいて行ってもよい。また、判定部１０６は、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and COmmunication in Medicine）データに含まれる情報や、ユーザが入力した情報に基づいて、対象Ａの組織を識別してもよい。例えば、判定部１０６は、再構成画像における骨の部分の領域の広さを算出する。判定部１０６は、再構成画像において骨の部分の領域が占める割合が予め定めた閾値以上である場合には、繰り返し回数を基準の回数より少なくする。また、判定部１０６は、再構成画像において骨の部分の領域が占める割合が閾値より小さい場合には、繰り返し回数を基準の回数より多くする。これは、透視画像をＸ線装置で取得した場合には、骨の部分が多いほど透視画像におけるコントラストが高くなり、対応点の検出精度が高くなるため、繰り返し回数を少なくしても高い精度の変位量を得ることができるためである。この傾向に基づいて、判定部１０６は、再構成画像と透視画像との少なくとも一方のコントラストが高いほど繰り返し回数を少なくしてもよい。
【００７０】
画像データ生成部１０７は、透視画像取得部１０１が取得した透視画像と、再構成画像生成部１０２が生成した再構成画像と、点取得部１０３が取得した設定点と、点検出部１０４が検出した対応点とを含む画像データを生成する。このとき、画像データ生成部１０７は、設定点及び対応点を透視画像又は再構成画像に重畳した画像データを生成してもよい。画像データ生成部１０７は、生成した画像データを入出力装置２００に出力する。
【００７１】
図６は、画像処理装置１００が行う変位量算出処理を示すフローチャートである。画像処理装置１００において、変位量算出処理が開始されると、透視画像取得部１０１は、異なる方向から撮影した複数の透視画像及び各透視画像に対応するカメラパラメータを撮像装置４００から取得する（ステップＳ１０１）。
【００７２】
再構成画像生成部１０２は、対象Ａのボリュームデータと透視画像取得部１０１が取得したカメラパラメータとに基づいて、透視画像それぞれに対応する再構成画像を生成する（ステップＳ１０２）。
点取得部１０３は、ユーザが指定した少なくとも３つの設定点からなる点群を取得する（ステップＳ１０３）。
【００７３】
点検出部１０４は、設定点それぞれに対応する点を透視画像又は再構成画像において検出する。点検出部１０４は、検出した点を対応点とする（ステップＳ１０４）。
算出部１０５は、各設定点の３次元座標と各対応点の３次元座標とに基づいて、透視画像を撮影したときの位置に対するボリュームデータの位置の変位量を算出する（ステップＳ１０５）。
【００７４】
再構成画像生成部１０２は、変位量を用いて移動させたボリュームデータとカメラパラメータとに基づいて、透視画像それぞれに対応する再構成画像を生成する（ステップＳ１０６）。
判定部１０６は、ステップＳ１０５において生成された再構成画像と透視画像との類似度を算出する（ステップＳ１０７）。判定部１０６は、算出した類似度が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。
【００７５】
類似度が閾値以上でない場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、判定部１０６は、処理をステップＳ１０４に戻して、ステップＳ１０４以降の処理を繰り返し行わせる。
類似度が閾値以上である場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、判定部１０６は、変位量を含む位置決め情報を寝台装置６００に出力し（ステップＳ１０９）、変位量算出処理を終了させる。
【００７６】
第１の実施形態における画像処理装置１００は、複数の透視画像において対象Ａの特定の部位を示す設定点を取得すると、複数の再構成画像において設定点に対応する対応点を取得し、設定点と対応点とに基づいて変位量を算出する。また、画像処理装置１００は、複数の再構成画像において対象Ａの特定の部位を示す設定点を取得すると、複数の透視画像において設定点に対応する対応点を取得し、設定点と対応点とに基づいて変位量を算出する。このように、透視画像と再構成画像との両方において対象Ａの特定の部位を示す点を設定せずとも、画像処理装置１００を用いることで透視画像を撮影したときの位置に対するボリュームデータの位置の変位量が得られる。これにより、ユーザが対象Ａの特定の部位を示す点を定める手間を省くことができ、治療システム１０における位置決めに要する時間を短縮することができる。また、画像処理装置１００は、透視画像と再構成画像との類似度が基準を満たすまで、再構成画像の生成と変位量の算出とを繰り返し行うことにより、変位量の精度を改善することができ、位置決めの精度を向上させることができる。
【００７７】
また、画像処理装置１００は、透視画像と再構成画像との類似度に基づいて、変位量の算出などを繰り返し行うか否かを決定することにより、算出する変位量の精度を向上させることができる。
また、画像処理装置１００は、設定点及び対応点の近傍の部分画像の類似度に基づいて、変位量の算出などを繰り返し行うか否かを決定することにより、対応点の検出精度を判定するとともに、繰り返しの判定における演算量を削減することができ、位置決めに要する時間を短縮することができる。
【００７８】
また、画像処理装置１００において、判定部１０６が再構成画像に含まれる特定の組織の割合、例えば骨の割合に応じて繰り返し回数を定める場合、撮影される対象Ａの部位に応じて位置決めに要する時間を短縮することができる。
【００７９】
（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態における画像処理装置１００Ａの構成を示すブロック図である。図２に示すように、画像処理装置１００Ａは、透視画像取得部１１１、再構成画像生成部１０２、点取得部１１３、点検出部１０４、算出部１０５、判定部１０６及び画像データ生成部１０７を備える。第２の実施形態の画像処理装置１００Ａは、図１に示した治療システム１０において画像処理装置１００に代えて用いられる。画像処理装置１００Ａにおいて、第１の実施形態の画像処理装置１００が備える構成要素と同じ構成要素に対しては同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００８０】
透視画像取得部１１１は、撮像装置４００において撮影された対象Ａの第１透視画像と第２透視画像との一対の透視画像を取得する。また、透視画像取得部１１１は、第１透視画像を撮影した第１撮像部４４０のカメラパラメータと、第２透視画像を撮影した第２撮像部４５０のカメラパラメータとを取得する。透視画像取得部１１１は、再構成画像生成部１０２が生成する再構成画像が示す対象Ａの画像における画素当たりの実寸法と、取得した透視画像が示す対象Ａの画像における画素当たりの実寸法とを一致させるように、透視画像のサイズを変更する。また、透視画像取得部１１１は、サイズの変更をして得られた透視画像に対して各画素値を平滑化する平滑化フィルタ処理を行う。透視画像取得部１１１は、サイズの変更と平滑化フィルタ処理とを施した一対の透視画像を点検出部１０４に供給する。また、透視画像取得部１１１は、取得した二つのカメラパラメータを再構成画像生成部１０２及び点取得部１０３に供給する。
【００８１】
点取得部１１３は、第１の実施形態における点取得部１０３が行う動作に加えて、点検出部１０４が検出した対応点に対する位置の修正を指示する修正情報を入出力装置２００から取得する動作を行う。対応点に対する修正の指示は、例えば対応点が重畳された透視画像及び再構成画像をユーザが確認した上で、入出力装置２００の操作部２２０がユーザの操作入力を受け付けることにより取得される。点取得部１１３は、取得した修正情報を算出部１０５に供給する。修正情報が供給された場合、算出部１０５は、透視画像又は再構成画像上における対応点の位置を修正情報に基づいて変更し、変更後の対応点の位置と設定点の位置とに基づいて変位量を算出する。
【００８２】
図８は、画像処理装置１００Ａが行う変位量算出処理を示すフローチャートである。画像処理装置１００において、変位量算出処理が開始されると、透視画像取得部１１１は、異なる方向から撮影した複数の透視画像及び各透視画像に対応するカメラパラメータを撮像装置４００から取得する（ステップＳ１０１）。透視画像取得部１１１は、取得した各透視画像に対して、画素当たりの実寸法を再構成画像と一致させるサイズ変更と平滑化処理とを行う（ステップＳ２０１）。
【００８３】
再構成画像生成部１０２は、対象Ａのボリュームデータと透視画像取得部１０１が取得したカメラパラメータとに基づいて、透視画像それぞれに対応する再構成画像を生成する（ステップＳ１０２）。
点取得部１１３は、ユーザが指定した少なくとも３つの設定点からなる点群を取得する（ステップＳ１０３）。
【００８４】
点検出部１０４は、設定点それぞれに対応する点を透視画像又は再構成画像において検出する。点検出部１０４は、検出した点を対応点とする（ステップＳ１０４）。
点取得部１１３は、点検出部１０４が検出した対応点の位置に対する修正情報を取得する（ステプＳ２０５）。
【００８５】
算出部１０５は、修正情報に基づいて、点検出部１０４が検出した対応点の位置を修正する（ステップＳ２０６）。
算出部１０５は、各設定点の３次元座標と修正した各対応点の３次元座標とに基づいて、透視画像を撮影したときの位置に対するボリュームデータの位置の変位量を算出する（ステップＳ２０７）。
【００８６】
再構成画像生成部１０２は、変位量を用いて移動させたボリュームデータとカメラパラメータとに基づいて、透視画像それぞれに対応する再構成画像を生成する（ステップＳ１０６）。
判定部１０６は、ステップＳ１０５において生成された再構成画像と透視画像との類似度を算出する（ステップＳ１０７）。判定部１０６は、算出した類似度が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。
【００８７】
類似度が閾値以上でない場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、判定部１０６は、処理をステップＳ１０４に戻して、ステップＳ１０４以降の処理を繰り返し行わせる。
類似度が閾値以上である場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、判定部１０６は、変位量を含む位置決め情報を寝台装置６００に出力し（ステップＳ１０９）、変位量算出処理を終了させる。
【００８８】
第２の実施形態における画像処理装置１００Ａは、複数の透視画像において対象Ａの特定の部位を示す設定点を取得すると、複数の再構成画像において設定点に対応する対応点を取得し、透視画像に設定点を重畳させた画像と再構成画像に対応点を重畳させた画像とを含む画像データを入出力装置２００へ出力する。入出力装置２００において表示された画像データをユーザが確認し、再構成画像上の対応点の位置にずれがある場合にはユーザが対応点の位置の修正を指示する修正情報を入出力装置２００を介して入力する。画像処理装置１００Ａは、検出した対応点の位置を修正情報に基づいて修正し、位置を修正した対応点と設定点とに基づいて変位量を算出する。このように、検出した対応点に対してユーザによる確認と修正との機会を設けたことで、再構成画像において類似する部分画像が多い場合などにおける対応点の精度を向上させることができる。これにより、画像処理装置１００Ａは、算出する変位量の精度を改善することができ、位置決めの精度を向上させることができる。なお、画像処理装置１００Ａは、再構成画像において対象Ａの特定の部位を示す設定点を取得した場合も、同様に、変位量の精度を改善することができ、位置決めの精度を向上させることができる。
【００８９】
また、画像処理装置１００Ａは、透視画像における画素当たりの実寸法を再構成画像における画素当たりの実寸法に合わせる画像変換を透視画像に対して行う。これにより、透視画像を撮影したときの対象Ａの位置と、再構成画像を生成するときの対象Ａのボリュームデータとの位置とが一致した場合における透視画像と再構成画像との類似度を高くして、繰り返しを行うか否かの判定の精度を向上させることができる。その結果、画像処理装置１００Ａが算出する変位量の精度を向上させることができる。
【００９０】
また、画像処理装置１００Ａは、サイズを変更して得られた透視画像に対して平滑化を行う。再構成画像の解像度が透視画像の解像度より低い場合、再構成画像の一画素に透視画像の複数の画素が対応することになる。この場合、再構成画像の一画素値と透視画像の複数の画素値とを比較することになり、再構成画像と透視画像との類似度の算出に不要なばらつきが生じてしまう。サイズを変更して得られた透視画像に対して平滑化を行うことにより、上述のばらつきを抑えることができ、類似度を用いた判定の精度を向上させることができる。
【００９１】
上記各実施形態では、設定点が透視画像又は再構成画像のいずれかにおいて定められる場合ついて説明したが、複数の設定点が透視画像と再構成画像との両方に定められてもよい。そのとき、点検出部１０４は、設定点ごとに、対応する対応点を透視画像又は再構成画像において検出する。
また、点取得部が取得する設定点の組数が４組個以上の場合、画像処理装置は、ロバスト推定手法のＲＡＮＳＡＣ法や最小メジアン法（ＬＭｅｄＳ）を用いて、透視画像を撮影した際の対象Ａの姿勢と再構成画像を生成した際の対象Ａのボリュームデータの姿勢とを推定して変位量を算出してもよい。
【００９２】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、ユーザが定めた設定点に対応する対応点を検出する点検出部と、透視画像を撮影したときの対象Ａの位置と対象Ａのボリュームデータの位置との変位量を設定点と対応点とに基づいて算出する算出部と、変位量が所定の条件を満たしているか否かを判定し、満たしていない場合に対応点の検出と変位量の算出とを繰り返し行わせる判定部とをもつことにより、位置決めの精度を向上するとともに位置決めに要する時間を短縮することができる。
【００９３】
なお、各実施形態において説明した画像処理装置は、例えば汎用のコンピュータ装置を基本ハードウェアとして用いることでも実現することが可能である。すなわち、透視画像取得部、再構成画像生成部、点取得部、点検出部、算出部、判定部及び画像データ生成部は、上記のコンピュータ装置に搭載されたプロセッサにプログラムを実行させることにより実現することができる。このとき、画像処理装置は、上記のプログラムをコンピュータ装置に予めインストールすることで実現してもよいし、ＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体に記憶して、あるいはネットワークを介して上記のプログラムを配布して、このプログラムをコンピュータ装置に適宜インストールすることで実現してもよい。
【００９４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００９５】
１０…治療システム、１００，１００Ａ…画像処理装置、１０１，１１１…透視画像取得部、１０２…再構成画像生成部、１０３，１１３…点取得部、１０４…点検出部、１０５…算出部、１０６…判定部、１０７…画像データ生成部、２００…入出力装置、２１０…表示部、２２０…操作部、３００…計画装置、３１０…データベース部、３２０…表示部、３３０…操作部、３４０…制御部、４００…撮像装置、４１０…制御部、４２０…第１線源部、４３０…第２線源部、４４０…第１撮像部、４５０…第２撮像部、５００…治療装置、５１０…制御部、５２０…線源部、６００…寝台装置
【図１】
2015198893.tif 000011
【図２】
2015198893.tif 000012
【図３】
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【図４】
2015198893.tif 000014
【図５】
2015198893.tif 000015
【図６】
2015198893.tif 000016
【図７】
2015198893.tif 000017
【図８】
2015198893.tif 000018