(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管から照射され被検体を透過したＸ線に基づいて、Ｘ線画像を順次生成する画像生成部と、
前記画像生成部によって順次生成された複数のＸ線画像に含まれる所定の対象物の位置をそれぞれ検出する検出部と、
前記複数のＸ線画像に含まれる基準画像において検出された前記所定の対象物の位置を基準位置とし、新たに生成されたＸ線画像において検出された前記所定の対象物の位置を前記基準位置と一致させる補正処理を施した補正画像を順次生成する補正画像生成部と、
前記補正画像において複数の前記所定の対象物の位置に応じて定まる領域の加算係数と、前記補正画像において当該領域とは異なる領域の加算係数とをそれぞれ決定する決定部と、
前記決定部によって決定された加算係数に基づいて、前記補正画像を加算した加算画像を表示部に表示させる表示制御部と、
を備える、Ｘ線診断装置。
【請求項２】
前記決定部は、前記補正画像生成部によって順次生成される補正画像における画素値の変化に基づいて前記加算係数を決定する、請求項１に記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
前記決定部は、前記補正画像における画素値の変化が所定の閾値を超えた場合に、前記補正画像の加算量を少なくするように前記加算係数を決定する、請求項２に記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
前記決定部は、前記補正画像において複数の前記所定の対象物の間となる第１の領域の加算係数と、前記補正画像において前記第１の領域とは異なる領域の加算係数とをそれぞれ決定する、請求項１に記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
Ｘ線管から照射され被検体を透過したＸ線に基づいて、Ｘ線画像を順次生成する画像生成部と、
前記画像生成部によって順次生成された複数のＸ線画像に含まれる所定の対象物の位置をそれぞれ検出する検出部と、
前記複数のＸ線画像に含まれる基準画像において検出された前記所定の対象物の位置を基準位置とし、新たに生成されたＸ線画像において検出された前記所定の対象物の位置を前記基準位置と一致させる補正処理を施した補正画像を順次生成する補正画像生成部と、
前記補正画像生成部によって順次生成される補正画像の加算係数を領域ごとに決定する決定部と、
前記決定部によって決定された加算係数に基づいて、前記補正画像を加算した加算画像を表示部に表示させる表示制御部と、
前記補正画像における領域を指定する操作を受け付ける領域受付部と、
を備え、
前記決定部は、前記補正画像において前記領域受付部によって受け付けられた領域の加算係数を決定する、Ｘ線診断装置。
【請求項６】
Ｘ線管から照射され被検体を透過したＸ線に基づいて、Ｘ線画像を順次生成する画像生成部と、
前記画像生成部によって順次生成された複数のＸ線画像に含まれる所定の対象物の位置をそれぞれ検出する検出部と、
前記複数のＸ線画像に含まれる基準画像において検出された前記所定の対象物の位置を基準位置とし、新たに生成されたＸ線画像において検出された前記所定の対象物の位置を前記基準位置と一致させる補正処理を施した補正画像を順次生成する補正画像生成部と、
複数の前記所定の対象物の位置に基づく距離を算出し、算出された前記距離の変化に応じて、前記補正画像生成部によって順次生成される補正画像の加算係数を決定する決定部と、
前記決定部によって決定された加算係数に基づいて、前記補正画像を加算した加算画像を表示部に表示させる表示制御部と、
を備える、Ｘ線診断装置。
【請求項７】
前記決定部は、前記画像生成部によって順次生成された複数のＸ線画像について、単一のＸ線画像から検出された複数の前記所定の対象物の中点から所定の位置までの距離をそれぞれ算出し、算出した距離の変化が所定の閾値を超えた場合に、前記補正画像の加算量を少なくするように前記加算係数を決定する、請求項６に記載のＸ線診断装置。
【請求項８】
前記決定部は、前記中点から前記所定の対象物までの距離を算出する、請求項７に記載のＸ線診断装置。
【請求項９】
前記加算画像を前記表示部に表示させる入力操作を受け付ける受付部をさらに備え、
前記表示制御部には、前記受付部によって入力操作を受け付けた場合に、前記加算画像を前記表示部に表示させる、請求項１〜８のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
血管内インターベンション治療は、カテーテルと呼ばれる治療用の器具（デバイス）を血管に挿入して、心臓、脳、肝臓等に生じた患部の治療を行なう治療法である。例えば、血管内インターベンション治療では、医師は、バルーン付きカテーテルを狭窄部位まで挿入する。そして、医師は、例えば、カテーテルを通じてバルーン内に液体を注入し、バルーンを拡張する。これにより、狭窄部位は機械的に拡張され、血流が回復する。バルーン付きカテーテルは、バルーン内の液体を吸引後、医師により体外に引き出される。
【０００３】
また、バルーンによって拡張された狭窄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）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。この治療法においては、医師は、バルーンを拡張させることで、ステントを拡張させた後、バルーン内の液体を吸引させてカテーテルを体外に引き出す。これにより、拡張されたステントが狭窄部位に留置され、狭窄部位の再狭窄率を低下することができる。
【０００４】
血管内インターベンション治療では、血管内に挿入したデバイスを治療対象部位まで精度よく移動させることが必要となる。通常、デバイスの位置決めは、Ｘ線診断装置によりリアルタイムで生成表示されるＸ線画像を参照して行なわれている。このため、デバイスには、バルーンやステントの位置を示すマーカーとして、例えば、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、モニタに表示されたＸ線画像に描出されたマーカーを参照して、デバイスの位置決めを行なう。
【０００５】
しかし、心臓のように常に拍動を行なう臓器や、拍動により動く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線画像上でのデバイスの位置が常に動いてしまう。このため、Ｘ線画像を参照してデバイスの位置決めを行なうことは、医師にとって非常に高度な作業となる。
【０００６】
そこで、従来、例えば、順次生成されるＸ線画像に描出される２点のマーカーを追跡し、各Ｘ線画像における２点のマーカーの位置が過去画像と同じ位置になるように画像変形することで、デバイスが仮想的に止まって見える動画表示を行なう技術が知られている。また、ポストプロセスとして、２点のマーカーの位置が同じ位置に補正された複数フレームの画像を、例えば、加算平均することにより、デバイスを高コントラストで強調表示する技術も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−１２８５７８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３１２６３号公報
【特許文献３】特開２０１２−０１６５２６号公報
【特許文献４】特開２００７−３３０５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、画像の視認性を向上させることができるＸ線診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態のＸ線診断装置は、画像生成部と、検出部と、補正画像生成部と、決定部と、表示制御部とを備える。画像生成部は、Ｘ線管から照射され被検体を透過したＸ線に基づいて、Ｘ線画像を順次生成する。検出部は、前記画像生成部によって順次生成された複数のＸ線画像に含まれる所定の対象物の位置をそれぞれ検出する。補正画像生成部は、前記複数のＸ線画像に含まれる基準画像において検出された前記所定の対象物の位置を基準位置とし、新たに生成されたＸ線画像において検出された前記所定の対象物の位置を前記基準位置と一致させる補正処理を施した補正画像を順次生成する。決定部は、前記補正画像生成部によって順次生成される補正画像の加算係数を領域ごとに決定する。表示制御部は、前記決定部によって決定された加算係数に基づいて、前記補正画像を加算した加算画像を表示部に表示させる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る検出機能による処理を説明するための図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係るＬｅａｒｎｉｎｇモードの一例を説明するための図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係る補正画像生成機能による処理を説明するための図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係るＴｒａｃｋｉｎｇモードの一例を説明するための図である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係る１点固定処理を説明するための図である。
【図７】図７は、第１の実施形態に係る加算処理の一例を説明するための図である。
【図８】図８は、第１の実施形態に係る決定機能による処理内容を説明するための図である。
【図９】図９は、第１の実施形態に係る決定機能による決定処理の一例を説明するための図である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態に係る決定機能による決定処理の一例を説明するための図である。
【図１１】図１１は、第１の実施形態に係る表示用画像の切替処理を説明するための図である。
【図１２】図１２は、第１の実施形態に係る領域設定を説明するための図である。
【図１３】図１３は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、第２の実施形態に係る決定機能による決定処理の一例を説明するための図である。
【図１５】図１５は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置の処理手順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】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、Ｘ線診断装置の実施形態を詳細に説明する。なお、本願に係るＸ線診断装置は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。
【００１２】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の全体構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００の構成の一例を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、高電圧発生器１１と、Ｘ線管１２と、コリメータ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・天板機構制御回路１９と、絞り制御回路２０と、処理回路２１と、入力回路２２と、ディスプレイ２３と、画像データ生成回路２４と、記憶回路２５と、画像処理回路２６とを有する。
【００１３】
図１に示すＸ線診断装置１００においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路２５へ記憶されている。Ｃアーム・天板機構制御回路１９、絞り制御回路２０、処理回路２１、画像データ生成回路２４、及び、画像処理回路２６は、記憶回路２５からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の各回路は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。
【００１４】
なお、上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＧＰＵ（Graphics  Processing  Unit）、或いは、特定用途向け集積回路（Application  Specific  Integrated  Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple  Programmable  Logic  Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex  Programmable  Logic  Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field  Programmable  Gate  Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。
【００１５】
高電圧発生器１１は、処理回路２１による制御の下、高電圧を発生し、発生した高電圧をＸ線管１２に供給する。Ｘ線管１２は、高電圧発生器１１から供給される高電圧を用いて、Ｘ線を発生する。
【００１６】
コリメータ１３は、絞り制御回路２０による制御の下、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。例えば、コリメータ１３は、スライド可能な４枚の絞り羽根を有する。コリメータ１３は、絞り制御回路２０による制御の下、これらの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。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。なお、被検体Ｐは、Ｘ線診断装置１００に含まれない。
【００１７】
Ｘ線検出器１６は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。例えば、Ｘ線検出器１６は、マトリックス状に配列された検出素子を有する。各検出素子は、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画像データ生成回路２４に送信する。
【００１８】
Ｃアーム１５は、Ｘ線管１２、コリメータ１３及びＸ線検出器１６を保持する。Ｘ線管１２及びコリメータ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。なお、図１では、Ｘ線診断装置１００がシングルプレーンの場合を例に挙げて説明しているが、実施形態はこれに限定されるものではなく、バイプレーンの場合であってもよい。
【００１９】
Ｃアーム回転・移動機構１７は、Ｃアーム１５を回転及び移動させるための機構である。また、Ｃアーム回転・移動機構１７は、Ｘ線管１２とＸ線検出器１６との距離であるＳＩＤ（Source  Image  receptor  Distance）を変更することも可能である。また、Ｃアーム回転・移動機構１７は、Ｃアーム１５に保持されているＸ線検出器１６を、回転することも可能である。天板移動機構１８は、天板１４を移動させるための機構である。
【００２０】
Ｃアーム・天板機構制御回路１９は、処理回路２１による制御の下、Ｃアーム回転・移動機構１７及び天板移動機構１８を制御することで、Ｃアーム１５の回転や移動、天板１４の移動を調整する。絞り制御回路２０は、処理回路２１による制御の下、コリメータ１３が有する絞り羽根の開度を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の照射範囲を制御する。
【００２１】
画像データ生成回路２４は、Ｘ線検出器１６によってＸ線から変換された電気信号を用いて画像データを生成し、生成した画像データを記憶回路２５に格納する。例えば、画像データ生成回路２４は、Ｘ線検出器１６から受信した電気信号に対して、電流・電圧変換やＡ（Analog）／Ｄ（Digital）変換、パラレル・シリアル変換を行い、画像データを生成する。そして、画像データ生成回路２４は、生成した画像データを記憶回路２５に格納する。
【００２２】
記憶回路２５は、画像データ生成回路２４によって生成された画像データを受け付けて記憶する。また、記憶回路２５は、図１に示す各回路によって読み出されて実行される各種機能に対応するプログラムを記憶する。一例を挙げると、記憶回路２５は、処理回路２１によって読み出されて実行される検出機能２１１に対応するプログラム、補正画像生成機能２１２に対応するプログラム、決定機能２１３に対応するプログラム及び表示制御機能２１４に対応するプログラムを記憶する。
【００２３】
画像処理回路２６は、後述する処理回路２１による制御のもと、記憶回路２５が記憶する画像データに対して各種画像処理を行うことでＸ線画像を生成する。或いは、画像処理回路２６は、後述する処理回路２１による制御のもと、画像データ生成回路２４から直接画像データを取得し、取得した画像データに対して各種画像処理を行うことでＸ線画像を生成する。なお、画像処理回路２６は、画像処理後のＸ線画像を、記憶回路２５に格納することも可能である。例えば、画像処理回路２６は、移動平均（平滑化）フィルタ、ガウシアンフィルタ、メディアンフィルタ、リカーシブフィルタ、バンドパスフィルタなどの画像処理フィルタによる各種処理を実行することが可能である。
【００２４】
入力回路２２は、所定の領域（例えば、関心部位などの注目領域）などの設定などを行うためのトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード等や、Ｘ線の照射などを行うためのフットスイッチ等によって実現される。入力回路２２は、処理回路２１に接続されており、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換し処理回路２１へと出力する。ディスプレイ２３は、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）や、画像処理回路２６によって生成された種々の画像を表示する。
【００２５】
処理回路２１は、Ｘ線診断装置１００全体の動作を制御する。具体的には、処理回路２１は、装置全体を制御するための制御機能に対応するプログラムを記憶回路２５から読み出して実行することにより、種々の処理を実行する。例えば、処理回路２１は、入力回路２２から転送された操作者の指示に従って高電圧発生器１１を制御し、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線量やＯＮ／ＯＦＦを制御する。また、例えば、処理回路２１は、操作者の指示に従ってＣアーム・天板機構制御回路１９を制御し、Ｃアーム１５の回転や移動、天板１４の移動を調整する。また、例えば、処理回路２１は、操作者の指示に従って絞り制御回路２０を制御し、コリメータ１３が有する絞り羽根の開度を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の照射範囲を制御する。
【００２６】
また、処理回路２１は、操作者の指示に従って、画像データ生成回路２４による画像データ生成処理や、画像処理回路２６による画像処理、あるいは解析処理などを制御する。また、処理回路２１は、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩや記憶回路２５が記憶する画像などを、ディスプレイ２３に表示するように制御する。ここで、第１の実施形態に係る処理回路２１は、図１に示すように、検出機能２１１、補正画像機能２１２、決定機能２１３及び表示制御機能２１３を実行するが、これらの詳細については、後述する。なお、上述した画像データ生成回路２４は、特許請求の範囲における画像生成部の一例である。また、検出機能２１１は、特許請求の範囲における検出部の一例である。また、補正画像生成機能２１２は、特許請求の範囲における補正画像生成部の一例である。また、決定機能２１３は、特許請求の範囲における決定部の一例である。また、表示制御機能２１４は、特許請求の範囲における表示制御部の一例である。
【００２７】
以上、Ｘ線診断装置１００の全体構成について説明した。かかる構成のもと、本実施形態に係るＸ線診断装置１００は、画像の視認性を向上させることを可能にする。具体的には、Ｘ線診断装置１００は、Ｘ線画像を参照して行なわれる血管内インターベンション治療実行時に表示する治療用の器具（デバイス）の視認性を向上させたＸ線画像を表示する際のＸ線画像の視認性を向上させることを可能にする。
【００２８】
例えば、医師は、被検体Ｐの心臓血管における狭窄部位に対して「ステントを有する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を行なう際、Ｘ線診断装置により生成表示されるＸ線画像を参照して、デバイスの位置決めを行なう。ここで、上述したように、心臓のように常に拍動を行なう臓器や、拍動により動く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線画像上でのデバイスの位置が動いてしまうため、Ｘ線画像を参照してデバイスの位置決めを行なうことは、医師にとって非常に高度な作業となる。
【００２９】
そこで、Ｘ線診断装置１００は、例えば、順次生成されるＸ線画像に描出される２点のマーカーを追跡し、各Ｘ線画像における２点のマーカーの位置が過去画像と同じ位置になるように画像変形することで、デバイスが仮想的に止まって見える動画表示を行う。例えば、Ｘ線管１２が被検体Ｐの関心領域（例えば、心臓）にＸ線を照射し、Ｘ線検出器１６が関心領域を透過したＸ線を順次検出する。Ｘ線診断装置１００は、Ｘ線検出器１６が連続して検出したデータに基づいて、時系列に沿って順次生成したＸ線画像に含まれるデバイスが仮想的に止まって見えるように画像処理を施して、リアルタイムで動画表示する。
【００３０】
これにより、Ｘ線診断装置１００においては、Ｘ線画像を参照して行なわれる血管内インターベンション治療実行時に表示するデバイスの視認性を向上させたＸ線画像の表示を行うことができ、デバイスの位置決めを容易に行わせることができる。しかしながら、上述した技術では、画像の視認性が低下してしまう場合があった。そこで、本願に係るＸ線診断装置１００は、以下、詳細に説明する処理回路２１により、デバイスが仮想的に止まって見える動画像を表示する際の画像の視認性を向上させることを可能にする。
【００３１】
ここで、以下では、まず、デバイスが仮想的に止まって見える動画像を表示する際の処理について説明する。なお、以下では、処理回路２１が各種機能を実行して画像処理回路２６を制御することにより実行される場合について説明するが、処理回路２１が画像処理回路２６と同様の処理を行う場合であってもよい。
【００３２】
検出機能２１１は、画像処理回路２６を制御することで、所定の期間に画像データ生成回路２４によって順次生成された画像データ群を用いて、被検体の体内に挿入された医療デバイスに関する所定の対象物を特定し、新たに生成されたＸ線画像における前記所定の対象物の位置を、特定結果に基づいて検出する。すなわち、検出機能２１１は、画像処理回路２６を制御して、画像データから生成されたＸ線画像に含まれる所定の対象物を検出させる。例えば、検出機能２１１は、新規のＸ線画像である新規画像が格納されるごとに、新規画像におけるステントに取り付けられたステントマーカー、或いは、ステントマーカーに基づく１点（例えば、中点）の座標を検出する。すなわち、検出機能２１１は、画像に描出されたステントマーカーに関する情報に基づいて、順次生成されるＸ線画像内のステントマーカーの位置を検出する。一例を挙げると、検出機能２１１は、操作者によって指定されたステントマーカーの情報、或いは、ステントマーカーの教師画像に基づいて、順次生成されるＸ線画像内のステントマーカー、或いは、ステントマーカーに基づく１点（例えば、中点）の位置を検出する。
【００３３】
ここで、検出機能２１１は、順次生成されたＸ線画像から所定の周波数成分を含む周波数画像をそれぞれ生成し、生成した複数の周波数画像に含まれる所定の対象物の位置をそれぞれ検出する。具体的には、検出機能２１１は、順次生成されるＸ線画像から高周波成分を含む高周波画像をそれぞれ生成し、生成した高周波画像におけるステントマーカー、或いはステントマーカーに基づく１点の座標をそれぞれ検出する。すなわち、所定の周波数成分は、所定の対象物に相当する成分を含む周波数成分であり、検出機能２１１は、所定の対象物が強調された周波数画像を生成して、所定の対象物の位置を検出する。
【００３４】
例えば、検出機能２１１は、Ｘ線画像に対して平滑化処理を実行することで、Ｘ線画像の低周波画像をそれぞれ生成する。そして、検出機能２１１は、Ｘ線画像から低周波画像を減算することで、Ｘ線画像から低周波成分を除去した高周波画像を生成する。さらに、検出機能２１１は、生成した高周波画像におけるステントマーカー、或いは、ステントマーカーに基づく１点の座標を検出する。例えば、検出機能２１１は、順次生成される各Ｘ線画像に対して上述した処理を行うことで、各Ｘ線画像について高周波画像をそれぞれ生成し、生成した高周波画像に含まれるステントマーカー、或いは、ステントマーカーに基づく１点の座標を検出する。なお、高周波画像の生成は、上記した例に限らず、例えば、バンドパスフィルタを用いた処理など任意の手法によって実行される場合であってもよい。
【００３５】
以下、２つのステントマーカーの位置を検出する場合を例に挙げて、デバイスが仮想的に止まって見える動画像を表示する際の処理について説明する。なお、以下では、高周波画像を生成した後の処理について説明する。図２は、第１の実施形態に係る検出機能２１１による処理を説明するための図である。例えば、後述する表示制御機能２１４が、図２の（Ａ）に示すように、最初に生成されて記憶回路２５に格納されたＸ線画像（第１フレーム）を、ディスプレイ２３に表示するように制御する。第１フレームを参照した操作者（医師など）は、図２の（Ａ）に示すように、入力回路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、検出機能２１１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。
【００３６】
その後、検出機能２１１は、図２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）として設定する。そして、検出機能２１１は、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、順次生成される新規画像ごとに抽出して、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。
【００３７】
なお、図２の（Ａ）では、操作者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、本実施形態はこれに限定されるものではなく、操作者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、検出機能２１１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。
【００３８】
或いは、検出機能２１１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。例えば、図２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、検出機能２１１は、教師画像に類似したパターンを新規画像ごとに抽出し、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。
【００３９】
ここで、検出機能２１１は、順次生成されるＸ線画像からステントマーカーの座標を検出する際に、まず、複数のＸ線画像を用いてステントマーカーの同定（特定）を行う。すなわち、検出機能２１１は、順次生成されたＸ線画像群を用いて、被検体の体内に挿入され、Ｘ線画像に描出された所定の対象物を特定し、新たに生成されたＸ線画像に含まれる所定の対象物の位置を、特定結果に基づいて検出する。例えば、検出機能２１１は、操作者から指定されたステントマーカー、或いは、教師画像に基づくステントマーカーを用いて、所定の期間における複数のＸ線画像それぞれについて、ステントマーカーと類似したすべての領域を抽出する。そして、検出機能２１１は、複数のＸ線画像それぞれで抽出した領域から総合的に最もステントマーカーらしい領域をステントマーカーとして抽出する。以下、上述したステントマーカーの検出及び同定（特定）の処理を「Ｌｅａｒｎｉｎｇモード」と記す。
【００４０】
図３は、第１の実施形態に係るＬｅａｒｎｉｎｇモードの一例を説明するための図である。図３においては、画像処理回路２６によって生成されたｎフレームのＸ線画像を用いたＬｅａｒｎｉｎｇモードについて示す。例えば、検出機能２１１は、図３に示す第１フレームの全領域においてステントマーカーと類似した全ての領域（座標）を抽出する。そして、検出機能２１１は、抽出した全ての座標でペアを形成させ、それぞれのペアについて類似度などにより評価点を付ける。例えば、検出機能２１１は、座標５１と座標５２とのペアに対して評価点を付与する。なお、図３では座標５１と座標５２のみしか示していないが、ステントマーカーに類似した領域（座標）が含まれていれば、それらの座標も検出され、座標５１、座標５２、或いは、その他の座標とペアが形成されて評価点が付与される。
【００４１】
同様に、検出機能２１１は、第２フレームから第ｎフレームに対して上述した処理を実行して、抽出した全ての座標に基づく各ペアに評価点を付与する。そして、検出機能２１１は、各フレームにおいて最も高い評価点を示すペアの座標をステントマーカーの座標として抽出し、所定の期間のＸ線画像においてステントマーカーが取りうる位置を包含する領域を抽出する。例えば、検出機能２１１は、図３に示すように、各フレームにおいて最も高い評価点を示す座標５１と座標５２とのペアを抽出して、それらの座標が包含される領域Ｒ１を抽出する。なお、領域Ｒ１の抽出は、例えば、座標５１と座標５２との中点の座標を中心とした所定の大きさの矩形を各フレームから抽出して、抽出した全ての矩形を含む領域を領域Ｒ１として抽出する。
【００４２】
例えば、心臓の拍動や肺の拡張・収縮などは規則的（周期的）であることから、それらに伴って動くステントマーカーは規則的（周期的）な動きを示す。上述したＬｅａｒｎｉｎｇモードでは、所定の期間のＸ線画像を用いて規則的（周期的）な動きをするステントマーカーを網羅的に検出して、最もステントマーカーらしいものをステントマーカーとして同定（特定）する。なお、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードは、例えば、４０フレーム程度のＸ線画像が用いられる。
【００４３】
上述したように、検出機能２１１は、まず、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードによって、Ｘ線画像内のステントマーカーを同定（特定）して、ステントマーカーが取りうる位置を包含する領域を抽出する。その後、検出機能２１１は、抽出した領域を対象領域として、ステントマーカーの検出を行う。例えば、検出機能２１１は、図３に示す領域Ｒ１を処理対象の領域としてステントマーカーの検出処理を実行する。
【００４４】
補正画像生成機能２１２は、画像処理回路２６を制御して、検出機能２１１によって既に検出されたステントマーカーの座標を基準座標とし、新規画像において検出機能２１１によって検出されたステントマーカーの座標が、基準座標と一致するように、新規画像から平行移動、回転移動などの画像移動処理やアフィン変換などの画像変形処理により補正画像を生成する。図４は、第１の実施形態に係る補正画像生成機能２１２による処理を説明するための図である。なお、図４においては、検出機能２１１によるＬｅａｒｎｉｎｇモードの処理が終了した後、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードの処理結果に基づいてステントマーカーの座標が検出された新規画像に対する処理を示す。すなわち、図４に示す第１フレームとは、Ｌｅａｒｎｉｎｇモード終了後に最初に生成されたＸ線画像を示す。
【００４５】
例えば、検出機能２１１は、まず、４０フレームの画像を用いてＬｅａｒｎｉｎｇモードの処理を実行し、Ｌｅａｒｎｉｎｇモード終了後に生成された第１フレーム及び第２フレームについて、図４の（Ａ）に示すように、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードの処理結果を用いてステントマーカーの座標を検出する。補正画像生成機能２１２は、検出機能２１１によってステントマーカーの座標が検出されると、図４の（Ａ）に示すように、新規画像として生成された第２フレームのＸ線画像で検出されたステントマーカーの座標が、第１フレームで既に検出されているステントマーカーの座標（基準位置）と一致するように、第２フレームから画像変形により補正画像２を生成する。そして、補正画像生成機能２１２は、第３フレーム以降の新規画像に関しては、新規画像の直前に生成されたＸ線画像から自身が生成した補正画像におけるステントマーカーの座標を基準座標として、補正画像を生成する。例えば、補正画像生成機能２１２は、図４の（Ｂ）に示すように、第３フレームで検出されたステントマーカーの座標が、第２フレームから生成した補正画像２のステントマーカーの座標と一致するように、第３フレームから画像変形により補正画像３を生成する。
【００４６】
なお、本実施形態では、新規画像の直前フレームから生成された補正画像におけるステントマーカーの座標を基準座標として用いる場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、第１フレームにて検出されたステントマーカーの座標を基準座標に固定して、第２フレーム以降の新規画像から補正画像を生成する場合であってもよい。ただし、後述するように、補正画像は、動画表示する際に用いられる表示用画像を生成するために用いられるので、直前の補正画像を用いて新規画像から補正画像を生成することが、ステントマーカーの位置がぶれない画像の動画表示を確実に実行するためには望ましい。
【００４７】
上述したように、補正画像生成機能２１２は、検出機能２１１によって検出されたステントマーカーの座標を画像間で一致させた補正画像を生成する。すなわち、補正画像生成機能２１２は、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードによってステントマーカーが同定され、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードの処理結果を用いてその後のＸ線画像から検出されるステントマーカーの座標を画像間で一致させた補正画像を生成する。以下、上述した補正画像の生成処理を「Ｔｒａｃｋｉｎｇモード」と記す。
【００４８】
図５は、第１の実施形態に係るＴｒａｃｋｉｎｇモードの一例を説明するための図である。例えば、Ｔｒａｃｋｉｎｇモードでは、図５に示すように、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードによって抽出された領域Ｒ１内で検出されたステントマーカーの位置を一致させるように画像変形した補正画像が生成される。すなわち、補正画像生成機能２１２は、Ｌｅａｒｎｉｎｇモード後に検出機能２１１がステントマーカーを検出したＸ線画像を対象として補正画像を生成する。
【００４９】
表示制御機能２１４は、補正画像生成機能２１２によって生成された補正画像をディスプレイ２３に動画表示させる。具体的には、表示制御機能２１４は、補正画像が時系列に沿って新規に生成されるごとに、新規に生成された補正画像を表示用画像としてディスプレイ２３にて順次表示するように制御する。すなわち、表示制御機能２１４は、ステントマーカーの座標が一致した表示用画像を動画表示するように制御する。これにより、例えば、ステント以外の背景部分がぶれた状態となるものの、ステント部分が動かない状態でＸ線画像を動画表示することができる。
【００５０】
ここで、表示制御機能２１４は、画像処理回路２６を制御して、補正画像に対する種々のフィルタ処理を実行させた表示用画像を動画表示する。例えば、表示制御機能２１４は、画像処理回路２６を制御して、補正画像に対してリカーシブフィルタ（Recursive  Filter）を用いた高周波ノイズ低減フィルタ処理を実行させ、表示用画像を生成させる。リカーシブフィルタは、処理対象のフレームを構成する画素の画素値に、所定の重み付けを行なった過去のフレームを構成する画素の画素値を加算することにより高周波ノイズを低減するフィルタである。補正画像においては、ステントマーカーの座標が一致していることから、過去のフレームを用いるリカーシブフィルタによっても、ステント部分の高周波ノイズを低減して補正画像におけるステントの視認性を向上することが可能となる。
【００５１】
すなわち、表示制御機能２１４は、順次生成される補正画像に対して、過去の補正画像を用いたリカーシブフィルタの処理を順次実行させることで、デバイスの視認性を向上させた表示用画像を生成させて、動画表示させる。なお、表示制御機能２１４は、順次生成された補正画像を単純に加算させることで表示用画像を生成させることも可能である。
【００５２】
以上、デバイスが仮想的に止まって見える動画像を表示する際の処理について説明した。なお、上述した例では、新たに生成されたＸ線画像の２つのステントマーカーの位置が、第１フレームのＸ線画像の２つのステントマーカーの位置と一致するように、画像変形を行なう場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、２つのステントマーカーに基づく１点を用いて補正画像を生成する場合であってもよい。すなわち、検出機能２１１が２つのステントマーカーに基づく１点（例えば、２つのステントマーカーの中点）に対するＬｅａｒｎｉｎｇモードの処理を実行して位置（座標）を同定し、処理結果に基づいて新規画像におけるステントマーカーに基づく１点を検出する。補正画像生成機能２１２は、検出されたステントマーカーに基づく１点を一致させるように補正した補正画像を生成する。
【００５３】
かかる場合には、補正画像生成機能２１２は、基準画像として設定されたＸ線画像（例えば、第１フレーム）で検出された特徴パターンから定まる１点及び角度を用いる。そして、補正画像生成機能２１２は、補正対象のＸ線画像である対象画像で検出された特徴パターンと、所定の１点と、所定の角度とに基づいて、該対象画像から補正画像を生成する。そして、表示制御機能２１４は、補正画像生成機能２１２が順次生成する補正画像をディスプレイ２３に動画表示させる。
【００５４】
以下、Ｘ線画像内の１点を用いて、デバイスが仮想的に止まって見える動画像を表示する際の処理（１点固定処理）の一例を説明する。ここで、以下では、治療用の器具が２つの特徴点（例えば、２つのステントマーカー）を有する場合について説明する。かかる場合、検出機能２１１は、特徴パターンとして、器具が有する２つの特徴点を検出する。そして、補正画像生成機能２１２は、基準画像で検出された２つの特徴点の位置で定まる１点を、所定の１点として用いる。また、補正画像生成機能２１２は、基準画像で検出された２つの特徴点を結ぶ線分と基準画像における基準線との角度を、所定の角度として用いる。
【００５５】
図６は、第１の実施形態に係る１点固定処理を説明するための図である。例えば、検出機能２１１は、基準画像として設定された第１フレームのＸ線画像において、２つのマーカー（Ｍ１及びＭ２）それぞれの位置（座標）を検出する。一例を挙げると、検出機能２１１は、図６に示すように、Ｍ１及びＭ２の位置として、「（ｘｓ１，ｙｓ１）及び（ｘｓ２，ｙｓ２）」を検出する。検出機能２１１の検出結果から、補正画像生成機能２１２は、画像変形に用いる「１点の位置（座標）」を決定する。例えば、補正画像生成機能２１２は、図６に示すように、Ｍ１及びＭ２の中心座標「（ｘｓ，ｙｓ）」を算出する。中心座標は、Ｍ１及びＭ２を結ぶ線分（以下、線分Ｍ１＆２）の中点である。すなわち、「ｘｓ」は、「（ｘｓ１＋ｘｓ２）／２」となり、「ｙｓ」は、「（ｙｓ１＋ｙｓ２）／２」となる。更に、補正画像生成機能２１２は、例えば、図６に示すように、線分Ｍ１＆２と、基準画像の水平方向となる基準線との角度「θｓ」を算出する。
【００５６】
これにより、画像変形処理に用いられる「１点及び角度」が定まり、その後、検出機能２１１は、基準画像の後に生成された補正対象のＸ線画像（対象画像）におけるＭ１及びＭ２の位置（座標）を検出する。そして、補正画像生成機能２１２は、対象画像における線分Ｍ１＆２の中点の位置（座標）が（ｘｓ，ｙｓ）となり、かつ、線分Ｍ１＆２と基準線との角度が「θｓ」となるように、対象画像の画像変形を行なう。すなわち、１点固定処理では、補正画像に描出されるデバイスが同じ１点を通り、かつ、補正画像に描出されるデバイスの傾きが同じ角度となるように、対象画像に対して画像変形を行なう。そして、表示制御機能２１４は、補正画像生成機能２１２が順次生成する補正画像をディスプレイ２３に動画表示させる。
【００５７】
以上、デバイスが仮想的に止まって見える動画像を表示する際の処理について説明した。本願に係るＸ線診断装置１００は、上述したデバイスが仮想的に止まって見える動画像を表示する際の画像の視認性を向上させる。上述したように、デバイスを仮想的に止めた動画像を表示する場合、表示制御機能２１４が、画像処理回路２６を制御して、デバイスの視認性を向上させるために過去の補正画像を加算する加算処理を実行させた表示用画像を表示させる。図７は、第１の実施形態に係る加算処理の一例を説明するための図である・なお、図７においては、２つのマーカーの位置を基準位置に一致させることでデバイスを仮想的に止めた動画像を表示する場合の加算処理の一例を示す。
【００５８】
例えば、検出機能２１１によって各フレーム（高周波画像）における２つのマーカーがそれぞれ検出され、補正画像生成機能２１２によって各Ｘ線画像に対して２つのマーカーの位置を基準位置に一致させる画像変形処理が実行されて補正画像が生成されると、表示制御機能２１４は、新たに生成された補正画像に対して過去の補正画像を加算する加算処理を実行させた表示用画像を生成させる。一例を挙げると、表示制御機能２１４は、図７に示すように、各フレームからマーカーＭ３及びマーカーＭ４が検出され、補正画像がそれぞれ生成されると、最新のフレームから生成された補正画像（図中、ｔ時の補正画像）に対して、過去のフレームから生成された補正画像（図中、ｔ−１時やｔ−２時の補正画像）を加算する加算処理を実行させることで「ｔ時」の表示用画像を生成させる。
【００５９】
このように加算処理を実行することで生成される表示用画像は、図７に示すように、マーカーＭ３及びマーカーＭ４や、マーカーが付いたカテーテルを示す画素の値が加算されて強調された画像となる。これにより、観察者は、デバイスを仮想的に止めた動画像でデバイスが強調された画像を観察することができる。しかしながら、このような加算処理を実行する際に加算するフレーム間で位置があっていないものが含まれる場合、それらがうまく加算されず、残像のように描出されてしまい、画像の視認性が低下する場合があった。
【００６０】
そこで、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、デバイスを仮想的に止めた動画像でデバイスが強調された画像を表示する場合に画像の視認性を向上させた表示用画像を生成する。具体的には、決定機能２１３が、補正画像生成機能２１２によって順次生成される補正画像の加算係数を領域ごとに決定する。図８は、第１の実施形態に係る決定機能２１３による処理内容を説明するための図である。例えば、決定機能２１３は、図８に示す領域Ｒ２及び領域Ｒ３について、それぞれ加算係数を決定する。一例を挙げると、決定機能２１３は、補正画像内の領域ごとに、リカーシブフィルタの加算する画像数や、各画像における重み付け係数などを決定する。或いは、決定機能２１３は、補正画像内の領域ごとに、単純な加算処理において加算する画像数などを決定する。
【００６１】
例えば、決定機能２１３は、図８における領域Ｒ２おけるリカーシブフィルタの加算数や各画像の重み付け係数と、図８における領域Ｒ３おけるリカーシブフィルタの加算数や各画像の重み付け係数とをそれぞれ決定する。ここで、決定機能２１３は、補正画像生成機能２１２によって順次生成される補正画像における画素値の変化に基づいて加算係数を決定する。例えば、決定機能２１３は、補正画像における画素値の変化が所定の閾値を超えた場合に、補正画像の加算量を少なくするように加算係数を決定する。
【００６２】
すなわち、決定機能２１３は、補正画像生成機能２１２によって順次生成される複数の補正画像について、領域ごとに画素値の変動を計測し、計測した変動に基づいて各領域の加算係数を決定する。例えば、決定機能２１３は、経時的に順次生成される補正画像における領域Ｒ２内の各画素の画素値の変動を計測することで、領域Ｒ２内に描出された描出物の補正画像間の動きを判定し、描出物の補正画像間の動きが所定の閾値を超えた場合に、領域Ｒ２における加算係数を変更する。換言すると、決定機能２１３は、領域Ｒ２に含まれる描出物の位置が補正画像間で動いていた場合に、領域Ｒ２における加算係数を変更する。決定機能２１３は、複数の補正画像における各領域について上述した判定処理と加算係数の変更処理を実行する。
【００６３】
ここで、決定機能２１３は、補正画像における所定の領域として、例えば、補正画像における複数の所定の対象物間の領域を設定することができる。一例挙げると、決定機能２１３は、補正画像において複数の所定の対象物（例えば、マーカー等）の間となる第１の領域の加算係数と、補正画像において第１の領域とは異なる領域の加算係数とをそれぞれ決定する。すなわち、決定機能２１３は、図８に示すように、デバイスを仮想的に止めた動画像を表示する際に補正画像間で位置を一致させる対象物（マーカー等）に基づいて、マーカーの間にある領域Ｒ２（第１の領域）と、領域Ｒ２以外の領域（第１の領域以外の領域）とを、加算係数を変更する領域として設定する。なお、上述した領域の設定は、あくまでも一例であり、加算係数の変更対象となる領域は、任意に設定することができる。
【００６４】
以下、決定機能２１３による領域ごとの加算係数の変化処理について、図９及び図１０を用いて説明する。図９及び図１０は、第１の実施形態に係る決定機能２１３による決定処理の一例を説明するための図である。なお、図９及び図１０においては、各補正画像における２つのマーカーの位置を一致させるように画像変形を行い、複数の補正画像を加算した表示用画像を生成する場合について示す。また、図９及び図１０は、マーカー間の領域及びマーカー間の領域以外の領域それぞれを加算係数の変更処理の対象領域とする場合について示す。
【００６５】
まず、図９における処理について説明する。図９においては、カテーテルＣ１と、カテーテルＣ２とを血管内に配置し、カテーテルＣ１内のワイヤーＷ１をさらに上部に進める場合の例を示す。かかる場合には、まず、検出機能２１１は、各フレームに含まれるマーカーＭ３及びマーカーＭ４の位置を検出する。そして、補正画像生成機能２１２は、検出機能２１１によって検出されたマーカーＭ３とマーカーＭ４をそれぞれ一致させるための画像変形処理を実行して、補正画像を順次生成する。決定機能２１３は、順次生成される補正画像におけるマーカーＭ３とマーカーＭ４との間の領域（マーカーＭ３とマーカーＭ４の内側の領域）の画素値の変動を計測する。同様に、決定機能２１３は、順次生成される補正画像におけるマーカーＭ３の外側の領域及びマーカーＭ４の外側の領域の画素値の変動を計測する。
【００６６】
ここで、画素値の変動が所定の閾値を超えた場合に、決定機能２１３は、画素値の変動が所定の閾値を超えた領域について、過去のフレームを加算する程度を低くするように、加算係数を変更する。例えば、決定機能２１３は、所定の閾値を超えた領域について、過去のフレームの加算枚数を低下させたり、リカーシブフィルタにおける重み付けを低下させたりする。図９の場合、カテーテルＣ１内のワイヤーＷ１がさらに上部に進められるため、マーカーＭ３とマーカーＭ４との間でワイヤーＷ１が動くこととなる。従って、通常と同様に画像全体に対してリカーシブフィルタなどの加算処理を行うと、図９の右側上部の点線楕円内に示すように、補正画像間で位置が異なるワイヤーＷ１がそれぞれ表示用画像に描出されることとなり、残像のように観察されてしまう。
【００６７】
そこで、決定機能２１３が、各領域における画素値の変動を計測して、計測結果に応じて加算係数を変更する。例えば、決定機能２１３は、順次生成される補正画像におけるマーカーＭ３とマーカーＭ４との間の領域の画素値の変動を計測し、ワイヤーＷ１の動きに伴って画素値の変動が閾値を超えた場合に、マーカーＭ３とマーカーＭ４との間の領域における加算係数を変更する。例えば、決定機能２１３は、図９の右側下部の図に示すように、マーカーＭ３とマーカーＭ４との間の領域Ｒ２について、加算処理を行わない、或いは、加算するフレーム数を少なくするなどの変更を行う。これにより、図９の右側下部の点線楕円内に示すように、補正画像間で位置が異なるワイヤーＷ１が表示用画像に描出されることがなくなり、現在のフレームにおけるワイヤーＷ１のみが観察されるようになる。さらに、マーカーＭ３の外側及びマーカーＭ４の外側の領域Ｒ３については、画素値の変動が閾値を超えないためデフォルトで設定された加算処理が実行されることにより、図９に示すように、カテーテルＣ１、カテーテルＣ２、マーカーＭ３及びマーカーＭ４が強調された表示用画像を表示することができる。
【００６８】
なお、画素値の変動の判定処理は、任意のフレームを対象として行うことができる。例えば、決定機能２１３は、Ｌｅａｒｎｉｎｇモード後に最初に生成された補正画像における各領域の各画素の画素値を基準として、その後生成される各補正画像の各領域における画素値を基準と比較して画素値の変動を判定することができる。また、決定機能２１３は、補正画像における各領域の各画素の画素値を、時系列的に直前の補正画像の各領域における画素値と比較して画素値の変動を判定することができる。また、決定機能２１３は、デフォルトで設定された加算枚数分の過去の補正画像の各領域における画素値と比較して画素値の変動を判定することができる。
【００６９】
また、画素値の変動の判定処理に用いられる閾値は、任意に設定することができる。例えば、決定機能２１３は、比較する補正画像間で所定の画素値を示す領域が移動した画素数が所定の閾値を超えた場合に加算係数を変更する。一例を挙げると、決定機能２１３は、ワイヤーＷ１を示す画素値の位置が５画素分変化した場合に、領域Ｒ２の加算係数を変更する。
【００７０】
また、補正画像を加算する加算係数は、任意に設定することができる。例えば、決定機能２１３によって画素値が変動したと判定された場合に、加算処理を行わないと設定したり、過去の補正画像の加算枚数を低くするように設定したりすることができる。また、決定機能２１３による画素値の変動の検出状況に応じて、加算係数を変化させる場合であってもよい。例えば、複数の閾値を設定しておき、画素値の変動が第１の閾値を超えた場合に、決定機能２１３は加算枚数や重み付け係数を低下させるように決定する。そして、画素値の変動が第１の閾値よりも大きい第２の閾値を超えた場合に、決定機能２１３は加算処理を行わないように決定する。
【００７１】
また、決定機能２１３は、過去の補正画像の中から加算処理に用いる補正画像を抽出して、抽出した補正画像を用いた加算処理を実行するように決定することも可能である。例えば、決定機能２１３は、現時点の補正画像の各領域について、各領域における画素値の状態と類似した画素値の状態を有する補正画像を過去の補正画像の中から抽出し、抽出した補正画像を用いた加算処理を行うように決定する。
【００７２】
上述したように、決定機能２１３は、経時的に生成される補正画像の各領域について画素値の変動を判定し、画素値の変動が所定の閾値を超えた領域について加算係数を変更する。これにより、動画像内で動きがある部分の残像を削除することができ、画像の視認性を向上させることができる。このような加算係数の変更は、補正画像内の任意の領域について行うことができる。上述した図９では、マーカーＭ３とマーカーＭ４との間の領域Ｒ２について、加算係数を変更する場合について説明した。図１０では、マーカーＭ３の外側及びマーカーＭ４の外側の領域Ｒ３について加算係数を変更する例を説明する。
【００７３】
図１０においては、ステントＳ１が血管内に配置された状態で、さらにもう１つのステントを血管内に配置するために、マーカーＭ３とマーカーＭ４を有するワイヤーＷ１を血管内に進める場合の例を示す。かかる場合には、まず、検出機能２１１は、各フレームに含まれるマーカーＭ３及びマーカーＭ４の位置を検出する。そして、補正画像生成機能２１２は、検出機能２１１によって検出されたマーカーＭ３とマーカーＭ４をそれぞれ一致させるための画像変形処理を実行して、補正画像を順次生成する。決定機能２１３は、上述した図９の場合と同様に、順次生成される補正画像におけるマーカーＭ３とマーカーＭ４との間の領域（マーカーＭ３とマーカーＭ４の内側の領域）の画素値の変動と、マーカーＭ３の外側の領域及びマーカーＭ４の外側の領域の画素値の変動を計測して、加算係数を変化させる。
【００７４】
図１０の場合、ワイヤーＷ１が血管内を進められている、ワイヤーＷ１全体が動くこととなる。従って、マーカーＭ３とマーカーＭ４の位置を一致させる画像変形をした場合、各マーカーとワイヤーＷ１のマーカー間の部分が止まって観察される。すなわち、各マーカーとワイヤーＷ１のマーカー間の部分を含む領域Ｒ２については、補正画像間で位置が一致するため、加算処理を行っても残像が観察されない。しかしながら、領域Ｒ２以外の領域Ｒ３については、補正画像間で位置が一致していないため、残像が観察されてしまう。例えば、図１０において、通常と同様に画像全体に対してリカーシブフィルタなどの加算処理を行うと、図１０の右側上部の点線楕円内に示すように、補正画像間で位置が異なるステントＳ１や、領域Ｒ３内にあるワイヤーＷ１がそれぞれ表示用画像に描出されることとなり、残像のように観察されてしまう。
【００７５】
そこで、決定機能２１３が、各領域における画素値の変動を計測することで、領域Ｒ３内の画素値の変動を検出し、領域Ｒ３の加算係数を変更する。これにより、図１０の右側下部の点線楕円内に示すように、補正画像間で位置が異なるステントＳ１や、領域Ｒ３内にあるワイヤーＷ１が表示用画像に描出されることがなくなり、現在のフレームにおけるステントＳ１や、ワイヤーＷ１のみが観察されるようになる。さらに、マーカーＭ３とマーカーＭ４との間の領域Ｒ２については、画素値の変動が閾値を超えないためデフォルトで設定された加算処理が実行されることにより、図９に示すように、マーカーＭ３及びマーカーＭ４とワイヤーＷ１が強調された表示用画像を表示することができる。なお、図１０においても、図９での処理と同様に、画素値の変動の判定処理、閾値の設定、加算係数の設定などが実行される。
【００７６】
上述した例では、各領域における画素値の変動に応じて加算係数を変更する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、任意のタイミングで加算係数を変更する場合であってもよい。かかる場合には、入力回路２２は、表示用画像（加算画像）をディスプレイ２３に表示させる入力操作を受け付ける。表示制御機能２１４は、入力回路２２によって入力操作を受け付けた場合に、表示用画像をディスプレイ２３に表示させる。
【００７７】
図１１は、第１の実施形態に係る表示用画像の切替処理を説明するための図である。例えば、入力回路２２が表示用画像を切り替えるための操作を受け付けると、表示制御機能２１４は、図１１に示すように、受け付けた切り替え操作に応じた表示用画像をディスプレイ２３に表示させる。一例を挙げると、デフォルトの加算係数で加算処理された表示用画像を表示させた状態で、入力回路２２が残像を低下させた表示用画像を表示させる（加算する画像の枚数や、重み付け係数を低下させる）ための操作を受け付けた場合に、表示制御機能２１４は、図１１の右側の図に示すように、補正画像間で画素値の変動が閾値を超えたマーカーＭ３とマーカーＭ４との間の領域について加算係数が変更された表示用画像を表示させる。
【００７８】
また、入力回路２２は、デフォルトの加算係数で加算処理された表示用画像を表示させるための操作を受け付けることも可能である。例えば、加算係数が変更された表示用画像を表示させた状態で、入力回路２２がデフォルトの加算係数で加算処理された表示用画像を表示させるための操作を受け付けた場合に、表示制御機能２１４は、図１１の左側の図に示すように、マーカーＭ３とマーカーＭ４との間の領域にワイヤーＷ１の残像が描出された表示用画像を表示させる。
【００７９】
また、上述した例では、マーカー間の領域Ｒ２及び領域Ｒ２以外の領域Ｒ３における画素値の変動を計測し、計測結果に応じて加算係数を変更する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、任意の領域について画素値の変動を計測し、計測結果に応じて加算係数を変更する場合であってもよい。かかる場合には、入力回路２２は、補正画像における領域を指定する操作を受け付ける。決定機能２１３は、補正画像において入力回路２２によって受け付けられた領域の加算係数を決定する。すなわち、決定機能２１３は、入力回路２２を介して設定された領域について画素値に変動を計測し、計測結果に応じて加算係数を変更する。
【００８０】
図１２は、第１の実施形態に係る領域設定を説明するための図である。例えば、入力回路２２は、図１２の左側の図に示すように、デフォルトの加算係数で加算処理された表示用画像内の領域Ｒ４の設定を受け付ける。すなわち、観察者は、デフォルトの加算係数で加算処理された表示用画像を観察して、例えば、観察の邪魔になる領域（残像が気になる領域）を、入力回路２２を介して設定する。例えば、図１２の左側の図に示すように、入力回路２２が、ステントＳ１が残像のように観察される領域Ｒ４の設定を受け付けると、決定機能２１３は、順次生成される補正画像における領域Ｒ４について、画素値の変動を計測する。そして、画素値の変動が所定の閾値を超えた場合に、決定機能２１３は、加算係数を変更させる。これにより、表示制御機能２１４は、図１２の右側の図に示すように、領域Ｒ４内にステントＳ１の残像が描出されていない表示用画像を表示させる。なお、領域Ｒ４以外の領域は、加算係数の変更処理の対象外であることから、図１２の右側の図に示すように、ワイヤーＷ１の残像が観察されることとなる。
【００８１】
上述したように、決定機能２１３によって加算係数が決定されると、表示制御機能２１４は、決定機能２１３によって決定された加算係数に基づいて、補正画像を加算した表示用画像をディスプレイ２３に表示させる。すなわち、表示制御機能２１４は、領域ごとに決定された加算係数で加算処理を実行した表示用画像をディスプレイ２３に表示させる。上述したように、加算係数が領域ごとに決定され、加算処理された表示用画像をディスプレイ２３に表示させることで、観察者は、視認性の高い画像を観察することができる。
【００８２】
次に、図１３を用いて、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００の処理について説明する。図１３は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００の処理手順を示すフローチャートである。図１３に示すステップＳ１０１は、処理回路２１が記憶回路２５から制御機能に対応するプログラムを読み出して実行するステップである。また、ステップＳ１０２は、処理回路２１が記憶回路２５から検出機能２１１に対応するプログラムを読み出して実行するステップである。また、ステップＳ１０３は、処理回路２１が記憶回路２５から補正画像生成機能２１２に対応するプログラムを読み出して実行するステップである。また、ステップＳ１０４及びステップＳ１０９は、処理回路２１が記憶回路２５から表示制御機能２１４に対応するプログラムを読み出して実行するステップである。また、ステップＳ１０５〜ステップＳ１０８は、処理回路２１が記憶回路２５から決定機能２１３に対応するプログラムを読み出して実行するステップである。
【００８３】
ステップＳ１０１では、処理回路２１が、Ｘ線画像を収集する。ステップＳ１０２では、処理回路２１が、収集したＸ線画像からマーカーをそれぞれ検出する。ステップＳ１０３では、処理回路２１が、マーカーの位置に基づいて、Ｘ線画像に対して画像変形を行うことで補正画像を生成する。ステップＳ１０４は、処理回路２１が、複数の補正画像を所定の加算係数で加算して表示する。
【００８４】
ステップＳ１０５では、処理回路２１が、領域の指定操作を受け付けたか否かを判定する。ここで、領域の指定操作を受け付けた場合（ステップＳ１０５肯定）、処理回路２１は、ステップＳ１０６において、受け付けた領域における加算係数を変更する。一方、領域の指定操作を受け付けていない場合（ステップＳ１０５否定）、処理回路２１は、ステップＳ１０７において、補正画像の領域ごとに画素値の変化が所定の閾値を超えたか否かを判定する。
【００８５】
ここで、画素値の変化が所定の閾値を超えた場合（ステップＳ１０７肯定）、処理回路２１は、ステップＳ１０８において、画素値の変化が所定の閾値を超えた領域における加算係数を変更する。一方、画素値の変化が所定の閾値を超えていない場合（ステップＳ１０７否定）、処理回路２１は、ステップＳ１０５に戻る。ステップＳ１０６又はステップＳ１０８において加算係数を変更すると、処理回路２１は、ステップＳ１０９において、補正画像を変更後の加算係数で加算した表示用画像を表示させる。
【００８６】
上述したように、第１の実施形態によれば、検出機能２１１は、順次生成された複数のＸ線画像に含まれる所定の対象物の位置をそれぞれ検出する。補正画像生成機能２１２は、複数のＸ線画像に含まれる基準画像において検出された所定の対象物の位置を基準位置とし、新たに生成されたＸ線画像において検出された所定の対象物の位置を基準位置と一致させる補正処理を施した補正画像を順次生成する。決定機能２１３は、補正画像生成機能２１２によって順次生成される補正画像の加算係数を領域ごとに決定する。表示制御機能２１４は、決定機能２１３によって決定された加算係数に基づいて、補正画像を加算した加算画像をディスプレイ２３に表示させる。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、領域ごとに加算係数を変化させた表示用画像を生成して表示することでき、デバイスが仮想的に止まって見える動画像を表示する際の視認性を向上させることを可能にする。
【００８７】
また、第１の実施形態によれば、決定機能２１３は、補正画像生成機能２１２によって順次生成される補正画像における画素値の変化に基づいて加算係数を決定する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、経時的に生成される補正画像において、位置を変化させた物を対象として加算係数を決定することができ、残像を除去した表示用画像を精度よく表示させることを可能にする。
【００８８】
また、第１の実施形態によれば、決定機能２１３は、補正画像における画素値の変化が所定の閾値を超えた場合に、補正画像の加算量を少なくするように加算係数を決定する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、経時的に生成される補正画像において、位置を変化させる物のうち、変化の大きいものを対象として加算係数を決定することができ、効率的に残像を除去することを可能にする。
【００８９】
また、第１の実施形態によれば、決定機能２１３は、補正画像において複数の所定の対象物の間となる第１の領域の加算係数と、補正画像において第１の領域とは異なる領域の加算係数とをそれぞれ決定する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、デバイスを仮想的に止めた動画像において効率的に残像を除去することを可能にする。
【００９０】
また、第１の実施形態によれば、入力回路２２は、補正画像における領域を指定する操作を受け付ける。決定機能２１３は、補正画像において入力回路２２によって受け付けられた領域の加算係数を決定する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、観察者が所望する領域について加算係数を変更することを可能にする。
【００９１】
また、第１の実施形態によれば、入力回路２２は、加算係数を変更した表示用画像をディスプレイ２３に表示させる入力操作を受け付ける。表示制御機能２１４は、入力回路２２によって入力操作を受け付けた場合に、加算係数を変更した表示用画像をディスプレイ２３に表示させる。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、観察者が所望するタイミングで加算係数を変更することを可能にする。
【００９２】
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、領域ごとに加算係数を変更する場合について説明した。第２の実施形態では、画像全体の加算係数を変更する場合について説明する。なお、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、第１の実施形態と比較して、決定機能２１３による処理内容が異なる。以下、これを中心に説明する。
【００９３】
第２の実施形態に係る決定機能２１３は、所定の対象物の位置に基づいて算出される距離の変化に応じて、補正画像生成機能２１２によって順次生成される補正画像の加算係数を決定する。具体的には、決定機能２１３は、順次生成された複数のＸ線画像について、単一のＸ線画像から検出された複数の所定の対象物の中点から所定の位置までの距離をそれぞれ算出し、算出した距離の変化が所定の閾値を超えた場合に、補正画像の加算量を少なくするように加算係数を決定する。例えば、決定機能２１３は、２つのマーカーの中点からマーカーまでの距離の変化が所定の閾値を超えた場合に、画像全体の加算係数を変化させる。
【００９４】
以下、第２の実施形態に係る決定機能２１３による決定処理について、図１４を用いて説明する。図１４は、第２の実施形態に係る決定機能２１３による決定処理の一例を説明するための図である。なお、図１４においては、各補正画像における２つのマーカーに基づく１点の位置と、２つのマーカーを結ぶ線分の傾きを一致させるように画像変形を行い、複数の補正画像を加算した表示用画像を生成する場合について示す。
【００９５】
図１４においては、カテーテルＣ２を血管内に配置し、カテーテルＣ１をさらに上部に進める場合の例を示す。かかる場合には、まず、検出機能２１１は、各フレームに含まれるマーカーＭ３及びマーカーＭ４の位置を検出する。そして、補正画像生成機能２１２は、各フレームについて検出機能２１１によって検出されたマーカーＭ３とマーカーＭ４に基づく１点（例えば、マーカーＭ３とマーカーＭ４との中点）と、マーカーＭ３とマーカーＭ４とを結ぶ線分の傾きをそれぞれ決定し、決定した点の位置と傾きを一致させるための画像変形処理を実行して、補正画像を順次生成する。決定機能２１３は、順次生成される補正画像における中点とマーカーＭ３との距離、或いは、中点とマーカーＭ４との距離の変動を計測する。
【００９６】
ここで、距離の変動が所定の閾値を超えた場合に、決定機能２１３は、補正画像全体について、過去のフレームを加算する程度を低くするように、加算係数を変更する。例えば、決定機能２１３は、過去のフレームの加算枚数を低下させたり、リカーシブフィルタにおける重み付けを低下させたりする。図１４の場合、カテーテルＣ１がさらに上部に進められるため、カテーテルＣ１に付けられたマーカーＭ４が動くこととなる。従って、通常と同様に画像全体に対してリカーシブフィルタなどの加算処理を行うと、図１４の右側上部の点線楕円内に示すように、補正画像間で位置が異なるカテーテルＣ１及びマーカーＭ４がそれぞれ表示用画像に描出されることとなり、残像のように観察されてしまう。
【００９７】
そこで、決定機能２１３が、中点とマーカー間の距離の変動を計測して、計測結果に応じて加算係数を変更する。例えば、決定機能２１３は、順次生成される補正画像におけるマーカーＭ３とマーカーＭ４の中点と各マーカー間の距離の変動を計測し、カテーテルＣ１の動きに伴って距離の変動が閾値を超えた場合に、画像全体の加算係数を変更する。例えば、決定機能２１３は、画像全体について、加算処理を行わない、或いは、加算するフレーム数を少なくするなどの変更を行う。これにより、図１４の右側下部の点線楕円内に示すように、補正画像間で位置が異なるカテーテルＣ１及びマーカーＭ４が表示用画像に描出されることがなくなり、現在のフレームにおけるカテーテルＣ１及びマーカーＭ４のみが観察されるようになる。
【００９８】
次に、図１５を用いて、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１００の処理について説明する。図１５は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１００の処理手順を示すフローチャートである。図１５に示すステップＳ２０１は、処理回路２１が記憶回路２５から制御機能に対応するプログラムを読み出して実行するステップである。また、ステップＳ２０２は、処理回路２１が記憶回路２５から検出機能２１１に対応するプログラムを読み出して実行するステップである。また、ステップＳ２０３は、処理回路２１が記憶回路２５から補正画像生成機能２１２に対応するプログラムを読み出して実行するステップである。また、ステップＳ２０４及びステップＳ２０７は、処理回路２１が記憶回路２５から表示制御機能２１４に対応するプログラムを読み出して実行するステップである。また、ステップＳ２０５及びステップＳ２０６は、処理回路２１が記憶回路２５から決定機能２１３に対応するプログラムを読み出して実行するステップである。
【００９９】
ステップＳ２０１では、処理回路２１が、Ｘ線画像を収集する。ステップＳ２０２では、処理回路２１が、収集したＸ線画像からマーカーをそれぞれ検出する。ステップＳ２０３では、処理回路２１が、マーカーの位置に基づいて、Ｘ線画像に対して画像変形を行うことで補正画像を生成する。ステップＳ２０４は、処理回路２１が、複数の補正画像を所定の加算係数で加算して表示する。
【０１００】
ステップＳ２０５では、処理回路２１が、距離の変化が所定の閾値を超えたか否かを判定する。ここで、距離の変化が所定の閾値を超えた場合（ステップＳ２０５肯定）、処理回路２１は、ステップＳ２０６において、画像全体における加算係数を変更する。なお、距離の変化が所定の閾値を超えていない場合（ステップＳ２０５否定）、処理回路２１は、所定の加算係数で加算した表示用画像の表示を継続する。ステップＳ２０６において加算係数を変更すると、処理回路２１は、ステップＳ２０７において、補正画像を変更後の加算係数で加算した表示用画像を表示させる。
【０１０１】
上述したように、第２の実施形態によれば、検出機能２１１は、順次生成された複数のＸ線画像に含まれる所定の対象物の位置をそれぞれ検出する。補正画像生成機能２１２は、複数のＸ線画像に含まれる基準画像において検出された所定の対象物の位置を基準位置とし、新たに生成されたＸ線画像において検出された所定の対象物の位置を基準位置と一致させる補正処理を施した補正画像を順次生成する。決定機能２１３は、所定の対象物の位置に基づいて算出される距離の変化に応じて、補正画像生成機能２１２によって順次生成される補正画像の加算係数を決定する。表示制御機能２１４は、決定機能２１３によって決定された加算係数に基づいて、補正画像を加算した加算画像をディスプレイ２３に表示させる。従って、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、デバイスを仮想的に止めるための対象物が動いた場合であっても、動画像を表示する際の視認性を向上させることを可能にする。
【０１０２】
また、第２の実施形態によれば、決定機能２１３は、補正画像生成機能２１２によって順次生成された複数のＸ線画像について、単一のＸ線画像から検出された複数の所定の対象物の中点から所定の位置までの距離をそれぞれ算出し、算出した距離の変化が所定の閾値を超えた場合に、補正画像の加算量を少なくするように加算係数を決定する。従って、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、デバイスを仮想的に止めるための対象物の動きを検出して、表示用画像を変更させることを可能にする。
【０１０３】
また、第２の実施形態によれば、決定機能２１３は、中点から所定の対象物までの距離を算出する。従って、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、デバイスを仮想的に止めるための対象物の動きを容易に検出することを可能にする。
【０１０４】
（第３の実施形態）
さて、これまで第１及び第２の実施形態について説明したが、上述した第１及び第２の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
【０１０５】
上述した第１の実施形態では、補正画像における２つの領域の加算係数を変更する場合について説明した。しかしながら、領域の数は任意に設定することができ、例えば、３つ以上の領域の加算係数を変更する場合であってもよい。この場合、例えば、各領域の画素値の変動の程度に応じて、加算係数を変更する場合であってもよい。
【０１０６】
上述した第１及び第２の実施形態では、デフォルトの加算係数で加算処理した表示用画像から加算係数を変更した表示用画像にする場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、画素値の変動の状況、或いは、距離の変化の状況に応じて、表示用画像を切り替える場合であってもよい。例えば、デフォルトの加算係数で加算処理した表示用画像から加算係数を変更した表示用画像にした後も、画素値の変動或いは距離の変化の計測を継続して実行しておき、画素値の変動或いは距離の変化が所定の閾値を下回った場合に、加算係数を変更した表示用画像からデフォルトの加算係数で加算処理した表示用画像に切り替えて表示する場合であってもよい。
【０１０７】
また、第１の実施形態で図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
【０１０８】
また、上記実施形態で説明した表示方法は、予め用意された制御プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この表示プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この制御プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
【０１０９】
以上説明したとおり、少なくとも一つの実施形態によれば、画像の視認性を向上させることを可能にする。
【０１１０】
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】
【０１１１】
２１  処理回路
２４  画像データ生成回路
２１１  検出機能
２１２  補正画像生成機能
２１３  決定機能
２１４  表示制御機能
【図１】
0006783547.tif 000002
【図２】
0006783547.tif 000003
【図３】
0006783547.tif 000004
【図４】
0006783547.tif 000005
【図５】
0006783547.tif 000006
【図６】
0006783547.tif 000007
【図７】
0006783547.tif 000008
【図８】
0006783547.tif 000009
【図９】
0006783547.tif 000010
【図１０】
0006783547.tif 000011
【図１１】
0006783547.tif 000012
【図１２】
0006783547.tif 000013
【図１３】
0006783547.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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