(57)【要約】【課題】１台のＸ線撮像装置を用いて２方向から撮影した血管の複数の画像領域の対応付けを行う画像領域対応付け装置及び方法を提供する。【解決手段】造影剤が保持された血管１２０１を第１及び第２位置でＸ線撮像装置１０１Ａ,１０１Ｂで撮影して第１及び第２画像を時系列的に夫々取得し、第１画像の第１画像領域の第１吸収量変化率を取得し、第２画像において第１画像領域の対応候補領域である複数の第２画像領域の第２吸収量変化率を取得し、対応候補領域の中から第２吸収量変化率が第１吸収量変化率と近い領域を第１画像領域に対応付けする。【選択図】図５
2016159117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分岐を有する血管の複数の画像領域の対応付けを行なう画像領域対応付け装置であって、
所定濃度の造影剤が保持された状態の前記血管を第１の位置からＸ線撮像装置によって撮影した第１画像を前記Ｘ線撮像装置から時系列的に取得し、更に、所定濃度の前記造影剤が保持された状態の前記血管を、前記第１の位置とは異なる第２の位置から前記Ｘ線撮像装置で撮影した第２画像を時系列的に取得する画像取得部と、
前記画像取得部で取得した前記第１画像の分岐先の血管部分に相当する第１の画像領域について、前記造影剤の輝度より、所定の時間間隔で前記血管でのＸ線吸収量を取得し、取得したＸ線吸収量の変化率が、第１閾値以下の範囲内である値を算出する第１Ｘ線吸収量変化率取得部と、
前記第２画像における前記第１の画像領域に対応する候補の画像領域である複数の第２の画像領域について、前記造影剤の輝度より、所定の時間間隔で前記血管でのＸ線吸収量をそれぞれ取得し、それぞれ取得したＸ線吸収量の変化率が、第２閾値以下の範囲内である値をそれぞれ算出する第２Ｘ線吸収量変化率取得部と、
前記第１Ｘ線吸収量変化率取得部より取得された前記Ｘ線吸収量の変化率と、前記第２Ｘ線吸収量取得部より取得された複数の前記Ｘ線吸収量の変化率のそれぞれとの類似度をそれぞれ算出する類似度算出部と、
前記類似度算出部より算出された前記類似度が最も近い第２の画像領域、又は、前記類似度が第３閾値よりも小さい第２の画像領域を、前記第１の画像領域と対応する領域であると決定する対応領域決定部と、
を備える画像領域対応付け装置。
【請求項２】
前記第１の位置より前記血管を撮像する前記Ｘ線撮像装置と前記第２の位置より前記血管を撮像する前記Ｘ線撮像装置との相対位置情報を保持する撮像部情報保持部と、
前記Ｘ線撮像装置の前記第１画像及び前記第２画像から被撮像物領域の位置情報を取得する被撮像物領域取得部と、
前記撮像部情報保持部及び前記被撮像物領域取得部よりそれぞれ取得した各位置情報より、前記第１の位置の前記Ｘ線撮像装置と前記第２の位置の前記Ｘ線撮像装置と前記被撮像物領域とで構成される平面であるエピポーラ平面を算出し、前記第２画像上について、算出された前記エピポーラ平面と前記第２画像との交線であるエピポーラ線を算出し、前記複数の第２の画像領域は、前記算出された前記エピポーラ線上にそれぞれ位置する位置情報を取得する第２画像投影領域取得部と、
をさらに備え、
前記第２Ｘ線吸収量変化率取得部は、前記第２画像投影領域取得部で取得した前記複数の第２の画像領域の位置情報の位置でのＸ線吸収量を、前記造影剤の輝度より、所定の時間間隔でそれぞれ取得し、それぞれ取得したＸ線吸収量の変化率が、前記第２閾値以下の範囲内である値をそれぞれ算出する、
請求項１に記載の画像領域対応付け装置。
【請求項３】
さらに、前記第１の画像領域及び前記第２の画像領域におけるＸ線吸収量をそれぞれ取得する吸収量取得部を備え、
前記吸収量取得部は、前記第１の画像領域の画素数と前記第１の位置での前記Ｘ線撮像装置より照射されたＸ線の強度との対数の積と、前記第１の画像領域の各画素にて取得した前記第１の位置での前記Ｘ線撮像装置より照射されたＸ線の強度の対数和との差より、前記第１の画像領域におけるＸ線吸収量を取得し、
前記吸収量取得部で取得した前記第１の画像領域におけるＸ線吸収量の変化率が、前記第１閾値以下の範囲内である値を前記第１Ｘ線吸収量変化率取得部で算出するとともに、
前記吸収量取得部は、前記複数の第２の画像領域それぞれについて、前記第２の画像領域の画素数と前記第２の位置での前記Ｘ線撮像装置より照射されたＸ線の強度との対数の積と、前記第２の画像領域の各画素にて取得した前記第２の位置での前記Ｘ線撮像装置より照射されたＸ線の強度の対数和との差より、前記第２の画像領域におけるＸ線吸収量を取得し、
前記吸収量取得部で取得した前記第２の画像領域におけるＸ線吸収量の変化率が、前記第２閾値以下の範囲内である値を前記第２Ｘ線吸収量変化率取得部で算出する、
請求項１又は２に記載の画像領域対応付け装置。
【請求項４】
さらに、前記第１の画像領域及び前記第２の画像領域におけるＸ線吸収量をそれぞれ取得する吸収量取得部を備え、
前記吸収量取得部は、前記第１の画像領域の各画素にて取得した前記第１の位置での前記Ｘ線撮像装置より照射されたＸ線の強度同士の積を、前記第１の位置での前記Ｘ線撮像装置より照射されたＸ線の強度を前記第１の画像領域の画素数にて乗じた値にて割った値より、前記第１の画像領域におけるＸ線吸収量を取得し、
前記吸収量取得部で取得した前記第１の画像領域におけるＸ線吸収量の変化率が、前記第１閾値以下の範囲内である値を前記第１Ｘ線吸収量変化率取得部で算出するとともに、
前記吸収量取得部は、前記複数の第２の画像領域それぞれについて、前記第２の画像領域の各画素にて取得した前記第２の位置での前記Ｘ線撮像装置より照射されたＸ線の強度同士の積を、前記第２の位置での前記Ｘ線撮像装置より照射されたＸ線の強度を前記第２の画像領域の画素数にて乗じた値にて割った値より、前記第２の画像領域におけるＸ線吸収量を取得し、
前記吸収量取得部で取得した前記第２の画像領域におけるＸ線吸収量の変化率が、前記第２閾値以下の範囲内である値を前記第２Ｘ線吸収量変化率取得部で算出する、
請求項１又は２に記載の画像領域対応付け装置。
【請求項５】
さらに、前記第１の画像領域及び前記第２の画像領域におけるＸ線吸収量をそれぞれ取得する吸収量取得部を備え、
前記画像取得部は、互いに異なる第１の所定時刻及び第２の所定時刻について、前記第１画像及び前記第２画像で構成される画像セットを取得し、
前記吸収量取得部は、前記第１の所定時刻において前記第１の画像領域の各画素にて取得した前記第１の位置での前記Ｘ線撮像装置より照射されたＸ線の強度同士の積を、前記第２の所定時刻において前記第１の画像領域の各画素にて取得した前記第１の位置での前記Ｘ線撮像装置より照射されたＸ線の強度同士の積にて割った値より、前記第１の画像領域におけるＸ線吸収量を取得し、
前記吸収量取得部で取得した前記第１の画像領域におけるＸ線吸収量の変化率が、前記第１閾値以下の範囲内である値を前記第１Ｘ線吸収量変化率取得部で算出するとともに、
前記吸収量取得部は、前記複数の第２の画像領域それぞれについて、前記第１の所定時刻において前記第２の画像領域の各画素にて取得した前記第２の位置での前記Ｘ線撮像装置より照射されたＸ線の強度同士の積を、前記第２の所定時刻において前記第２の画像領域の各画素にて取得した前記第２の位置での前記Ｘ線撮像装置より照射されたＸ線の強度同士の積にて割った値より、前記第２の画像領域におけるＸ線吸収量を取得し、
前記吸収量取得部で取得した前記第２の画像領域におけるＸ線吸収量の変化率が、前記第２閾値以下の範囲内である値を前記第２Ｘ線吸収量変化率取得部で算出する、
請求項１又は２に記載の画像領域対応付け装置。
【請求項６】
更に、前記第１の画像領域と前記第２の画像領域とを組み合わせたグループを生成するグループ分け取得部を有し、
前記類似度算出部は、前記グループ分け取得部が生成した前記グループに含まれる全ての前記第１の画像領域の前記吸収量の前記変化率の和を第１の和とし、前記グループ分け取得部が生成した前記グループに含まれる全ての前記第２の画像領域の前記吸収量の前記変化率の和を第２の和とし、前記第１の和と前記第２の和との差の絶対値が小さいときに前記類似度が高くなり、前記差の絶対値が大きいときに前記類似度が低くなるような前記類似度を算出する、
請求項１から５のいずれか１つに記載の画像領域対応付け装置。
【請求項７】
前記画像取得部は、前記所定濃度として第１所定濃度Ｖ１の造影剤が保持された状態の前記血管を撮影して前記第１画像を時系列的に取得し、前記所定濃度として第２所定濃度Ｖ２の造影剤が保持された状態の前記血管を撮影して前記第２画像を時系列的に取得し、
前記第１Ｘ線吸収量変化率取得部は、前記取得したＸ線吸収量の変化率が、前記第１閾値以下の範囲内である値に、（Ｖ２／Ｖ１）を乗じた値を前記第１Ｘ線吸収量変化率とする、
請求項１から６のいずれか１つに記載の画像領域対応付け装置。
【請求項８】
前記画像取得部は、前記所定濃度として第１所定濃度Ｖ１の造影剤が保持された状態の前記血管を撮影して前記第１画像を時系列的に取得し、前記所定濃度として第２所定濃度Ｖ２の造影剤が保持された状態の前記血管を撮影して前記第２画像を時系列的に取得し、
前記第２Ｘ線吸収量変化率取得部は、前記Ｘ線吸収量が最大となるときのＸ線吸収量に（Ｖ１／Ｖ２）を乗じた値を前記Ｘ線吸収量の前記変化率とするか、又は、所定時間の間隔でＸ線吸収量を取得したときのＸ線吸収量の変化率が、前記第２閾値以下の範囲内となるときのＸ線吸収量に（Ｖ１／Ｖ２）を乗じた値を、前記Ｘ線吸収量の前記変化率とする、
請求項１から６のいずれか１つに記載の画像領域対応付け装置。
【請求項９】
前記血管を有する患者を乗せる寝台と、
前記寝台と前記Ｘ線撮像装置とを相対的に移動する機構部と、
前記第１の位置と前記第２の位置とでそれぞれ前記第１画像および前記第２画像を取得する前記Ｘ線撮像装置と
をさらに有し、
前記第１画像は、前記Ｘ線撮像装置が前記第１の位置に位置したときに前記Ｘ線撮像装置によって撮影される画像であり、前記第２画像は、前記機構部によって前記寝台と前記Ｘ線撮像装置とを相対的に移動して、前記Ｘ線撮像装置が前記第１の位置から前記第２の位置に位置した後に前記Ｘ線撮像装置によって撮影される画像である、
請求項１から８のいずれか１つに記載の画像領域対応付け装置。
【請求項１０】
前記分岐を有する前記血管の３次元モデルを生成する３次元モデル生成装置であって、
請求項１から９のいずれか１つに記載の前記画像領域対応付け装置と、
前記画像領域対応付け装置の前記対応領域決定部により決定された情報を用いて、前記血管の前記３次元モデルを生成する３次元モデル生成部と、
を備える３次元モデル生成装置。
【請求項１１】
分岐を有する血管の複数の画像領域の対応付けを行なう画像領域対応付け方法であって、
所定濃度の造影剤が保持された状態の前記血管を第１の位置からＸ線撮像装置によって撮影した第１画像を前記Ｘ線撮像装置から時系列的に取得し、更に、所定濃度の前記造影剤が保持された状態の前記血管を、前記第１の位置とは異なる第２の位置から前記Ｘ線撮像装置で撮影した第２画像を画像取得部で時系列的に取得し、
前記画像取得部で取得した前記第１画像の分岐先の血管部分に相当する第１の画像領域について、前記造影剤の輝度より、所定の時間間隔で前記血管でのＸ線吸収量を取得し、取得したＸ線吸収量の変化率が、第１閾値以下の範囲内である値を第１Ｘ線吸収量変化率取得部で算出し、
前記第２画像における前記第１の画像領域に対応する候補の画像領域である複数の第２画像領域について、前記造影剤の輝度より、所定の時間間隔で前記血管でのＸ線吸収量をそれぞれ取得し、それぞれ取得したＸ線吸収量の変化率が、第２閾値以下の範囲内である値を第２Ｘ線吸収量変化率取得部でそれぞれ算出し、
前記第１Ｘ線吸収量変化率取得部より取得された前記Ｘ線吸収量の変化率と、前記第２Ｘ線吸収量取得部より取得された複数の前記Ｘ線吸収量の変化率のそれぞれとの類似度を類似度算出部でそれぞれ算出し、
前記類似度算出部より算出された前記類似度が最も近い第２画像領域、又は、前記類似度が第３閾値よりも小さい第２画像領域を、前記第１の画像領域と対応する領域であると対応領域決定部で決定する、
画像領域対応付け方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の前記画像領域対応付け方法において、前記対応領域決定部で前記第１の画像領域と対応する領域を決定したのち、
前記対応領域決定部により決定された情報を用いて、前記血管の３次元モデルを３次元モデル生成部で生成する、３次元モデル生成方法。
【請求項１３】
分岐を有する血管の複数の画像領域の対応付けを行なう画像領域対応付け用プログラムであって、
コンピュータを、
所定濃度の造影剤が保持された状態の前記血管を第１の位置からＸ線撮像装置によって撮影した第１画像を前記Ｘ線撮像装置から時系列的に取得し、更に、所定濃度の前記造影剤が保持された状態の前記血管を、前記第１の位置とは異なる第２の位置から前記Ｘ線撮像装置で撮影した第２画像を時系列的に取得する画像取得部と、
前記画像取得部で取得した前記第１画像の分岐先の血管部分に相当する第１の画像領域について、前記造影剤の輝度より、所定の時間間隔で前記血管でのＸ線吸収量を取得し、取得したＸ線吸収量の変化率が、第１閾値以下の範囲内である値を算出する第１Ｘ線吸収量変化率取得部と、
前記第２画像における前記第１の画像領域に対応する候補の画像領域である複数の第２画像領域について、前記造影剤の輝度より、所定の時間間隔で前記血管でのＸ線吸収量をそれぞれ取得し、それぞれ取得したＸ線吸収量の変化率が、第２閾値以下の範囲内である値をそれぞれ算出する第２Ｘ線吸収量変化率取得部と、
前記第１Ｘ線吸収量変化率取得部より取得された前記Ｘ線吸収量の変化率と、前記第２Ｘ線吸収量取得部より取得された複数の前記Ｘ線吸収量の変化率のそれぞれとの類似度をそれぞれ算出する類似度算出部と、
前記類似度算出部より算出された前記類似度が最も近い第２画像領域、又は、前記類似度が第３閾値よりも小さい第２画像領域を、前記第１の画像領域と対応する領域であると決定する対応領域決定部と、
として機能させるための画像領域対応付け用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１台のＸ線撮像装置を用いて、２方向から撮影した血管のＸ線画像の複数の画像領域の対応付けを行う画像領域対応付け装置、画像領域対応付け装置を利用して３次元モデルを生成する３次元モデル生成装置、画像領域対応付け方法及び画像領域対応付け用プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
血管の狭窄又は閉塞による疾患を調べる検査として、カテーテル造影検査がある。カテーテル造影検査では、Ｘ線不透過物質である造影剤を使用する。造影剤を血管内に注入してＸ線撮影することにより、血管とそれ以外の部分とを明瞭に区別することができる。
【０００３】
１方向からＸ線撮影した場合、冠状動脈のように多数の分岐を有する血管について、人が血管の形状を把握することは困難である。
【０００４】
そこで、２方向からＸ線撮影した２枚のＸ線画像より、血管の対応付けを行なって３次元モデルを生成する技術が研究開発されている（例えば、特許文献１及び非特許文献１参照）。これにより、人は血管の形状を把握することが容易となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１３１４２９号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】吉田忠弘、見崎元秀、佐藤浩康、斎藤恒雄、「心血管造影像からの冠状動脈の３次元抽出」、電子情報通信学会論文誌  ‘８９／３  Ｖｏｌ．Ｊ７２−Ｄ−ＩＩ  Ｎｏ．３、Ｐ４３３−４４１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の技術では、血管の対応付けを行なうために複数のＸ線撮像装置が必要であった。
【０００８】
そこで、本開示の限定的でない例示的な実施形態は、１台のＸ線撮像装置を用いて２方向から撮影した血管のＸ線画像の複数の画像領域の対応付けを行う画像領域対応付け装置、画像領域対応付け装置を利用して血管の３次元モデルを生成する３次元モデル生成装置、画像領域対応付け方法及び画像領域対応付け用プログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、分岐を有する血管の複数の画像領域の対応付けを行なう画像領域対応付け装置であって、
所定濃度の造影剤が保持された状態の前記血管を第１の位置からＸ線撮像装置によって撮影した第１画像を前記Ｘ線撮像装置から時系列的に取得し、更に、所定濃度の前記造影剤が保持された状態の前記血管を、前記第１の位置とは異なる第２の位置から前記Ｘ線撮像装置で撮影した第２画像を時系列的に取得する画像取得部と、
前記画像取得部で取得した前記第１画像の分岐先の血管部分に相当する第１の画像領域について、前記造影剤の輝度より、所定の時間間隔で前記血管でのＸ線吸収量を取得し、取得したＸ線吸収量の変化率が、第１閾値以下の範囲内である値を算出する第１Ｘ線吸収量変化率取得部と、
前記第２画像における前記第１の画像領域に対応する候補の画像領域である複数の第２の画像領域について、前記造影剤の輝度より、所定の時間間隔で前記血管でのＸ線吸収量をそれぞれ取得し、それぞれ取得したＸ線吸収量の変化率が、第２閾値以下の範囲内である値をそれぞれ算出する第２Ｘ線吸収量変化率取得部と、
前記第１Ｘ線吸収量変化率取得部より取得された前記Ｘ線吸収量の変化率と、前記第２Ｘ線吸収量取得部より取得された複数の前記Ｘ線吸収量の変化率のそれぞれとの類似度をそれぞれ算出する類似度算出部と、
前記類似度算出部より算出された前記類似度が最も近い第２の画像領域、又は、前記類似度が第３閾値よりも小さい第２の画像領域を、前記第１の画像領域と対応する領域であると決定する対応領域決定部と、
を備える画像領域対応付け装置を提供する。
これらの概括的かつ特定の態様は、システム、方法、コンピュータプログラム並びにシステム、方法及びコンピュータプログラムの任意の組み合わせにより実現してもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の限定的でない例示的なある実施形態によれば、１台のＸ線撮像装置を用いて、異なる時間に２方向から撮影した血管のＸ線画像の複数の画像領域の対応付けを行う、画像領域対応付け装置及び方法及び画像領域対応付け用プログラム、及び、画像領域対応付け装置を利用して血管の３次元モデルを生成する３次元モデル生成装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】血管の３次元モデルを生成する説明図
【図２】対応点の候補点が１点の場合の図
【図３】対応点の候補点が２点の場合の図
【図４】本発明の基本原理の説明図
【図５】第１実施形態における３次元モデル生成装置の機能構成を示すブロック図
【図６】第１実施形態における３次元モデル生成装置の処理動作の一例を示すフローチャート
【図７】第２実施形態における形状復元装置の機能構成を示すブロック図
【図８】Ｘ線撮像部の構成を示すブロック図
【図９】第２実施形態における撮像部情報保持部のデータ構造を示す図
【図１０】第２実施形態におけるＸ線画像保持部のデータ構造を示す図
【図１１】第２実施形態における被撮像物領域取得部の構成を示す図
【図１２】第２実施形態における二値画像の一例を示す図
【図１３】第２実施形態における細線画像の一例を示す図
【図１４】第２実施形態における被撮像物領域取得部のフローチャート
【図１５】第２実施形態における被撮像物細線化画像保持部のデータ構造を示す図
【図１６】第２実施形態における対応付け部の構成を示す図
【図１７】第２実施形態における第２画像投影領域取得部のフローチャート
【図１８】第２実施形態におけるエピポーラ線Ｌ２を示す図
【図１９】第２実施形態におけるエピポーラ平面を示す図
【図２０】第２実施形態における第２画像投影領域Ｑｋ（ｋ＝１、２）を示す図
【図２１】第２実施形態における第２画像投影領域保持部が保持するデータの一例を示す図
【図２２】第２実施形態における第１画像投影領域保持部が保持するデータの一例を示す図
【図２３】第２実施形態におけるエピポーラ平面を示す図
【図２４】第２実施形態におけるエピポーラ平面を示す図
【図２５】第２実施形態における第１画像投影点Ｐｋ、第２画像投影領域Ｑｋ＿１〜Ｑｋ＿２の吸収特性を示すグラフ
【図２６】第２実施形態における吸収特性保持部のデータ構造を示す図
【図２７】第２実施形態における対応付け制御部のフローチャート
【図２８】第２実施形態における第２画像投影領域保持部のデータ構造を示す図
【図２９】第２実施形態における三次元位置保持部のデータ構造を示す図
【図３０】第２実施形態における表示画面生成部が生成する表示画面を示す図
【図３１】第２実施形態における形状復元装置のフローチャート
【図３２】第２実施形態における三次元点Ｊ１に流れる造影剤の量を示すグラフ
【図３３】第２実施形態の変形例１におけるエピポーラ平面を示す図
【図３４】第２実施形態の変形例１におけるエピポーラ平面を示す図
【図３５】第３実施形態におけるエピポーラ平面を示す図
【図３６】第３実施形態における第１画像投影点Ｐｋ＿１及びＰｋ＿２、第１画像投影点Ｐｋ＿１及びＰｋ＿２の合計、及び、対応点Ｑｋ＿１の吸収特性を示すグラフ
【図３７】第３実施形態におけるエピポーラ平面を示す図
【図３８】第３実施形態におけるエピポーラ平面を示す図
【図３９】第３実施形態におけるエピポーラ平面を示す図
【図４０】第３実施形態におけるエピポーラ平面を示す図
【図４１】第３実施形態におけるエピポーラ平面を示す図
【図４２】第３実施形態における形状復元装置の構成を示す図
【図４３】第３実施形態における対応付け部の構成を示す図
【図４４】第３実施形態におけるグループ分け取得部が取得するグループ分けの一例を示す図
【図４５】第３実施形態におけるグループ分け取得部の構成を示す図
【図４６】第３実施形態における二グループ分け部が行うグループ分けの一例を示す図
【図４７】第３実施形態における二グループ分け部が行うグループ分けの結果を示す図
【図４８】第３実施形態におけるグループ分け本体部のフローチャート
【図４９】第３実施形態におけるグループ分け部が行うグループ分けの結果の一例を示す図
【図５０】第３実施形態におけるグループ分け評価部の構成を示す図
【図５１】第３実施形態における対応付け制御部が行う処理のフローチャート
【図５２】第３実施形態における対応情報保持部に追加する対応情報の一例を示す図
【図５３】第３実施形態における対応情報保持部に追加する対応情報の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号を付している。
以下、図面を参照して本発明における実施形態を詳細に説明する前に、本発明の基礎となった知見について説明する。
【００１３】
（本発明の基礎となった知見１）
図１に、血管の３次元モデルを生成する説明図を示す。
【００１４】
Ｘ線発生部１２０２Ａ及びＸ線発生部１２０２Ｂより、２つの異なる方向から血管１２０１に向けてＸ線を照射することにより、第１Ｘ線画像１１０１及び第２Ｘ線画像１１０２を得る。
【００１５】
血管１２０１上の点Ｊｋは、第１Ｘ線画像１１０１上において点Ｐｋに相当する。
【００１６】
ここで、点Ｊｋが、第２Ｘ線画像１１０２上において何れの箇所であるか特定できれば、三角測量の原理を用いて、点Ｊｋの３次元位置を特定することができる。同様に、血管１２０１上の複数の点について、３次元位置をそれぞれ特定することにより、血管１２０１の３次元モデルを生成することができる。
【００１７】
点Ｊｋに対応する第２Ｘ線画像１１０２上の点の求める方法について説明する。
【００１８】
始めに、第１Ｘ線画像１１０１の点Ｐｋに対して、第２Ｘ線画像１１０２におけるエピポーラ線Ｌ２を求める。エピポーラ線Ｌ２とは、点Ｐｋの対応点が第２Ｘ線画像１１０２上に出現し得る直線状の範囲である。エピポーラ線Ｌ２は、点Ｐｋと、第１Ｘ線画像１１０１及び第２Ｘ線画像１１０２の幾何学的な位置関係より決定される。図１において、点Ｐｋに対応する候補点は点Ｑｋのみであるので、点Ｐｋの対応点は点Ｑｋとなる。
【００１９】
図２に、対応点の候補点が１点の場合の図を示す。
【００２０】
図２に示すように、第２Ｘ線画像１１０２において、血管１２０１の端点と、エピポーラ線Ｌ２との交点が１点である場合には、点Ｑｋが点Ｐｋの対応点と決定される。
【００２１】
しかし、図３に示すように、血管１２０１の端点と、エピポーラ線Ｌ２との交点が２点である場合には、点Ｑｋ＿１又は点Ｑｋ＿２のいずれを点Ｐｋの対応点とすべきかを決定することができない。
（本発明の基礎となった知見２）
ここでは、２台のＸ線撮像装置１２０２Ａ，１２０２Ｂを用いて２方向から同時に血管を撮影する血管再構成を、図４を用いて説明する。
【００２２】
血管は、大まかには円柱であるので、その断面はおおまかには図４に示すように楕円となる。ここでは、断面が楕円の場合を説明するが、断面形状が楕円形状以外の場合においても、同様の原理が成り立つ。
【００２３】
第１Ｘ線画像１１０１（第１の投影画像）は、Ｘ線撮像装置（以下、Ｘ線発生部１２０２Ａとも言う）が第１の撮影角度より血管１２０１にＸ線を照射することにより得られる。第１の画像領域Ｐｋは、第１Ｘ線画像１１０１上の領域であり、かつ、Ｘ線発生部１２０２Ａから血管１２０１に向けた方向より撮像した血管１２０１に相当する領域である。第１の画像領域Ｐｋは、血管１２０１中の造影剤よりＸ線が吸収されるため、第１Ｘ線画像１１０１上において他の領域より輝度が低くなる。
【００２４】
第２Ｘ線画像１１０２（第２の投影画像）は、Ｘ線撮像装置（以下、Ｘ線発生部１２０２Ｂとも言う）が第２の撮影角度より血管１２０１にＸ線を照射することにより得られる。第２の画像領域Ｑｋは、第２Ｘ線画像１１０２上の領域であり、かつ、Ｘ線発生部１２０２Ｂから血管１２０１に向けた方向より撮像した血管１２０１に相当する領域である。第２の画像領域Ｑｋは、血管１２０１中の造影剤よりＸ線が吸収されるため、第２Ｘ線画像１１０２上において他の領域より輝度が低くなる。第１の撮影角度と第２の撮影角度とは、図示では一例として９０度異ならせているが、これに限られるものではなく、角度が異なればよい。
【００２５】
ここで、Ｘ線発生部１２０２Ａ及びＸ線発生部１２０２Ｂがそれぞれ照射するＸ線の強度が同一である場合、第１の画像領域Ｐｋは、第２の画像領域Ｑｋ＿２と比較して輝度が低くなる。これは、Ｘ線発生部１２０２Ａより照射されたＸ線が血管１２０１の幅ｄ２を通過するのに対し、Ｘ線発生部１２０２Ｂより照射されたＸ線が血管１２０１の幅ｄ１(ただし、ｄ１＜ｄ２）を通過するため、血管１２０１中の造影剤にて吸収されるＸ線の吸収量が少ないからである。
【００２６】
しかし、Ｘ線発生部１２０２Ａより血管１２０１に照射されたＸ線が血管１２０１中の造影剤に吸収された吸収量と、Ｘ線発生部１２０２Ｂより血管１２０１に照射されたＸ線が血管１２０１中の造影剤に吸収された吸収量とは等しい。なぜならば、Ｘ線の吸収量は造影剤の量に依存するため、血管１２０１のある部分におけるＸ線の吸収量は、血管１２０１のある部分に対するＸ線の入射方向に関わらず一定となるからである。
【００２７】
以下、上記内容について数式を用いて説明する。
【００２８】
強度Ｉ０のＸ線は、厚さｄのＸ線吸収体を通過すると強度Ｉに減衰する。ここで、減衰の程度を示す線減弱係数をμとすると、式１が成立する。
【００２９】
【数１】
2016159117.tif 000003
【００３０】
また、式１の両辺について対数をとると、式２となる。
【００３１】
【数２】
2016159117.tif 000004
【００３２】
ここで、Ｘ線発生部１２０２Ａより発生するＸ線が血管１２０１中の造影剤に吸収される吸収量は、第１の画像領域Ｐｋを構成する各画素の輝度、つまり各画素におけるＸ線の強度を用いて求めることができる。具体的には、以下のように求められる。
【００３３】
第１の画像領域Ｐｋを構成する各画素の強度Ｉｐｋ＿ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）の総和は、式３より求められる。ただし、Ｎは２以上の整数であって、第１の画像領域Ｐｋを構成する最大画素数である。
【００３４】
【数３】
2016159117.tif 000005
【００３５】
なお、Ｘ線発生部１２０２Ａの方向から見た血管１２０１の厚さｄ２は、第１の画像領域Ｐｋを構成する各画素において厚みが異なる。そのため、式３において、厚さｄ２は、厚さｄ２ｐｋ＿ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）としている。
【００３６】
式３より、Ｘ線発生部１２０２Ａより発生するＸ線が血管１２０１中の造影剤に吸収される吸収量は、式４のように示される。
【００３７】
【数４】
2016159117.tif 000006
【００３８】
同様に、Ｘ線発生部１２０２Ｂより発生するＸ線が血管１２０１中の造影剤に吸収される吸収量は、式５のように示される。
【００３９】
【数５】
2016159117.tif 000007
【００４０】
なお、第２の画像領域Ｑｋを構成する各画素の強度をＩｑｋ＿ｍ（ｍ＝１，２，…，Ｍ）、Ｘ線発生部１２０２Ｂの方向から見た血管１２０１の厚さをｄ１ｑｋ＿ｍ（ｍ＝１，２，…，Ｍ）とする。ただし、Ｍは２以上の整数であって、第２の画像領域Ｑｋを構成する最大画素数である。
【００４１】
したがって、前述の通り、Ｘ線発生部１２０２Ａより血管１２０１に照射されたＸ線が血管１２０１中の造影剤に吸収された吸収量と、Ｘ線発生部１２０２Ｂより血管１２０１に照射されたＸ線が血管１２０１中の造影剤に吸収された吸収量とは等しいため、式４と式５とは等しくなる。
上記原理を利用することにより、第１Ｘ線画像１１０１上の第１の領域と、第２Ｘ線画像１１０２上の第２の領域との対応を決定することができる。これにより、２台のＸ線撮像装置を用いて、血管１２０１の３次元モデルを生成できる。なお、線減弱係数μが場所によらず一定の場合にも、線減弱係数μが場所に依存する関数である場合にも、上記の式は成立する。
（本発明の基本原理）
上記の通り、２台のＸ線撮像装置を用いて２方向から同時に血管を撮影すると、血管再構成を行なうことができる。
しかし、１台のみのＸ線撮像装置を用いる場合には、２方向から同時に血管を撮影することは出来ない。
そこで、本発明の第１態様では、分岐を有する血管の複数の画像領域の対応付けを行なう画像領域対応付け装置であって、
所定濃度の造影剤が保持された状態の前記血管を第１の位置からＸ線撮像装置によって撮影した第１画像を前記Ｘ線撮像装置から時系列的に取得し、更に、所定濃度の前記造影剤が保持された状態の前記血管を、前記第１の位置とは異なる第２の位置から前記Ｘ線撮像装置で撮影した第２画像を時系列的に取得する画像取得部と、
前記画像取得部で取得した前記第１画像の分岐先の血管部分に相当する第１の画像領域について、前記造影剤の輝度より、所定の時間間隔で前記血管でのＸ線吸収量を取得し、取得したＸ線吸収量の変化率が、第１閾値以下の範囲内である値を算出する第１Ｘ線吸収量変化率取得部と、
前記第２画像における前記第１の画像領域に対応する候補の画像領域である複数の第２の画像領域について、前記造影剤の輝度より、所定の時間間隔で前記血管でのＸ線吸収量をそれぞれ取得し、それぞれ取得したＸ線吸収量の変化率が、第２閾値以下の範囲内である値をそれぞれ算出する第２Ｘ線吸収量変化率取得部と、
前記第１Ｘ線吸収量変化率取得部より取得された前記Ｘ線吸収量の変化率と、前記第２Ｘ線吸収量取得部より取得された複数の前記Ｘ線吸収量の変化率のそれぞれとの類似度をそれぞれ算出する類似度算出部と、
前記類似度算出部より算出された前記類似度が最も近い第２の画像領域、又は、前記類似度が第３閾値よりも小さい第２の画像領域を、前記第１の画像領域と対応する領域であると決定する対応領域決定部と、
を備える画像領域対応付け装置を提供する。
【００４２】
前記第１態様によれば、１台のＸ線撮像装置を用いて、異なる時間に２方向から撮影した血管のＸ線画像の複数の画像領域の対応付けを適切に行うことができる。
【００４３】
本発明の第２態様によれば、前記第１の位置より前記血管を撮像する前記Ｘ線撮像装置と前記第２の位置より前記血管を撮像する前記Ｘ線撮像装置との相対位置情報を保持する撮像部情報保持部と、
前記Ｘ線撮像装置の前記第１画像及び前記第２画像から被撮像物領域の位置情報を取得する被撮像物領域取得部と、
前記撮像部情報保持部及び前記被撮像物領域取得部よりそれぞれ取得した各位置情報より、前記第１の位置の前記Ｘ線撮像装置と前記第２の位置の前記Ｘ線撮像装置と前記被撮像物領域とで構成される平面であるエピポーラ平面を算出し、前記第２画像上について、算出された前記エピポーラ平面と前記第２画像との交線であるエピポーラ線を算出し、前記複数の第２の画像領域は、前記算出された前記エピポーラ線上にそれぞれ位置する位置情報を取得する第２画像投影領域取得部と、
をさらに備え、
前記第２Ｘ線吸収量変化率取得部は、前記第２画像投影領域取得部で取得した前記複数の第２の画像領域の位置情報の位置でのＸ線吸収量を、前記造影剤の輝度より、所定の時間間隔でそれぞれ取得し、それぞれ取得したＸ線吸収量の変化率が、前記第２閾値以下の範囲内である値をそれぞれ算出する、
第１態様に記載の画像領域対応付け装置を提供する。
【００４４】
前記第２態様によれば、Ｘ線撮像装置の第１の位置と第２の位置との相対位置関係によって取得した対応候補領域の中から吸収量変化率に基づいて複数の画像領域の対応付けを適切に決定することができる。
【００４５】
本発明の第３態様によれば、さらに、前記第１の画像領域及び前記第２の画像領域におけるＸ線吸収量をそれぞれ取得する吸収量取得部を備え、
前記吸収量取得部は、前記第１の画像領域の画素数と前記第１の位置での前記Ｘ線撮像装置より照射されたＸ線の強度との対数の積と、前記第１の画像領域の各画素にて取得した前記第１の位置での前記Ｘ線撮像装置より照射されたＸ線の強度の対数和との差より、前記第１の画像領域におけるＸ線吸収量を取得し、
前記吸収量取得部で取得した前記第１の画像領域におけるＸ線吸収量の変化率が、前記第１閾値以下の範囲内である値を前記第１Ｘ線吸収量変化率取得部で算出するとともに、
前記吸収量取得部は、前記複数の第２の画像領域それぞれについて、前記第２の画像領域の画素数と前記第２の位置での前記Ｘ線撮像装置より照射されたＸ線の強度との対数の積と、前記第２の画像領域の各画素にて取得した前記第２の位置での前記Ｘ線撮像装置より照射されたＸ線の強度の対数和との差より、前記第２の画像領域におけるＸ線吸収量を取得し、
前記吸収量取得部で取得した前記第２の画像領域におけるＸ線吸収量の変化率が、前記第２閾値以下の範囲内である値を前記第２Ｘ線吸収量変化率取得部で算出する、
第１又は２態様に記載の画像領域対応付け装置を提供する。
【００４６】
前記第３態様によれば、１台のＸ線撮像装置に撮影された画像領域のＸ線強度から画像領域の吸収量の変化率を算出し、算出した吸収量の変化率に基づいて複数の画像領域の対応付けを適切に決定することができる。
【００４７】
本発明の第４態様によれば、さらに、前記第１の画像領域及び前記第２の画像領域におけるＸ線吸収量をそれぞれ取得する吸収量取得部を備え、
前記吸収量取得部は、前記第１の画像領域の各画素にて取得した前記第１の位置での前記Ｘ線撮像装置より照射されたＸ線の強度同士の積を、前記第１の位置での前記Ｘ線撮像装置より照射されたＸ線の強度を前記第１の画像領域の画素数にて乗じた値にて割った値より、前記第１の画像領域におけるＸ線吸収量を取得し、
前記吸収量取得部で取得した前記第１の画像領域におけるＸ線吸収量の変化率が、前記第１閾値以下の範囲内である値を前記第１Ｘ線吸収量変化率取得部で算出するとともに、
前記吸収量取得部は、前記複数の第２の画像領域それぞれについて、前記第２の画像領域の各画素にて取得した前記第２の位置での前記Ｘ線撮像装置より照射されたＸ線の強度同士の積を、前記第２の位置での前記Ｘ線撮像装置より照射されたＸ線の強度を前記第２の画像領域の画素数にて乗じた値にて割った値より、前記第２の画像領域におけるＸ線吸収量を取得し、
前記吸収量取得部で取得した前記第２の画像領域におけるＸ線吸収量の変化率が、前記第２閾値以下の範囲内である値を前記第２Ｘ線吸収量変化率取得部で算出する、
第１又は２態様に記載の画像領域対応付け装置を提供する。
【００４８】
前記第４態様によれば、１台のＸ線撮像装置に撮影された時系列画像における吸収量の変化率から、高精度に複数の画像領域の対応付けを決定することができる。
【００４９】
本発明の第５態様によれば、さらに、前記第１の画像領域及び前記第２の画像領域におけるＸ線吸収量をそれぞれ取得する吸収量取得部を備え、
前記画像取得部は、互いに異なる第１の所定時刻及び第２の所定時刻について、前記第１画像及び前記第２画像で構成される画像セットを取得し、
前記吸収量取得部は、前記第１の所定時刻において前記第１の画像領域の各画素にて取得した前記第１の位置での前記Ｘ線撮像装置より照射されたＸ線の強度同士の積を、前記第２の所定時刻において前記第１の画像領域の各画素にて取得した前記第１の位置での前記Ｘ線撮像装置より照射されたＸ線の強度同士の積にて割った値より、前記第１の画像領域におけるＸ線吸収量を取得し、
前記吸収量取得部で取得した前記第１の画像領域におけるＸ線吸収量の変化率が、前記第１閾値以下の範囲内である値を前記第１Ｘ線吸収量変化率取得部で算出するとともに、
前記吸収量取得部は、前記複数の第２の画像領域それぞれについて、前記第１の所定時刻において前記第２の画像領域の各画素にて取得した前記第２の位置での前記Ｘ線撮像装置より照射されたＸ線の強度同士の積を、前記第２の所定時刻において前記第２の画像領域の各画素にて取得した前記第２の位置での前記Ｘ線撮像装置より照射されたＸ線の強度同士の積にて割った値より、前記第２の画像領域におけるＸ線吸収量を取得し、
前記吸収量取得部で取得した前記第２の画像領域におけるＸ線吸収量の変化率が、前記第２閾値以下の範囲内である値を前記第２Ｘ線吸収量変化率取得部で算出する、
第１又は２態様に記載の画像領域対応付け装置を提供する。
【００５０】
前記第５態様によれば、骨又は臓器と言った血管以外の物体が血管と一緒に撮影されるＸ線画像においても、吸収量の変化率に基づいて血管についての複数の画像領域の対応付けを適切に行うことができる。
【００５１】
本発明の第６態様によれば、更に、前記第１の画像領域と前記第２の画像領域とを組み合わせたグループを生成するグループ分け取得部を有し、
前記類似度算出部は、前記グループ分け取得部が生成した前記グループに含まれる全ての前記第１の画像領域の前記吸収量の前記変化率の和を第１の和とし、前記グループ分け取得部が生成した前記グループに含まれる全ての前記第２の画像領域の前記吸収量の前記変化率の和を第２の和とし、前記第１の和と前記第２の和との差の絶対値が小さいときに前記類似度が高くなり、前記差の絶対値が大きいときに前記類似度が低くなるような前記類似度を算出する、
第１から５のいずれか１つの態様に記載の画像領域対応付け装置を提供する。
【００５２】
前記第６態様によれば、単純な演算を用いて吸収量の変化率を算出し、画像領域の対応付けを行うことができる。
【００５３】
本発明の第７態様によれば、前記画像取得部は、前記所定濃度として第１所定濃度Ｖ１の造影剤が保持された状態の前記血管を撮影して前記第１画像を時系列的に取得し、前記所定濃度として第２所定濃度Ｖ２の造影剤が保持された状態の前記血管を撮影して前記第２画像を時系列的に取得し、
前記第１Ｘ線吸収量変化率取得部は、前記取得したＸ線吸収量の変化率が、前記第１閾値以下の範囲内である値に、（Ｖ２／Ｖ１）を乗じた値を前記第１Ｘ線吸収量変化率とする、
第１から６のいずれか１つの態様に記載の画像領域対応付け装置を提供する。
【００５４】
本発明の第８態様によれば、前記画像取得部は、前記所定濃度として第１所定濃度Ｖ１の造影剤が保持された状態の前記血管を撮影して前記第１画像を時系列的に取得し、前記所定濃度として第２所定濃度Ｖ２の造影剤が保持された状態の前記血管を撮影して前記第２画像を時系列的に取得し、
前記第２Ｘ線吸収量変化率取得部は、前記Ｘ線吸収量が最大となるときのＸ線吸収量に（Ｖ１／Ｖ２）を乗じた値を前記Ｘ線吸収量の前記変化率とするか、又は、所定時間の間隔でＸ線吸収量を取得したときのＸ線吸収量の変化率が、前記第２閾値以下の範囲内となるときのＸ線吸収量に（Ｖ１／Ｖ２）を乗じた値を、前記Ｘ線吸収量の前記変化率とする、
第１から６のいずれか１つの態様に記載の画像領域対応付け装置を提供する。
本発明の第９態様によれば、前記血管を有する患者を乗せる寝台と、
前記寝台と前記Ｘ線撮像装置とを相対的に移動する機構部と、
前記第１の位置と前記第２の位置とでそれぞれ前記第１画像および前記第２画像を取得する前記Ｘ線撮像装置と
をさらに有し、
前記第１画像は、前記Ｘ線撮像装置が前記第１の位置に位置したときに前記Ｘ線撮像装置によって撮影される画像であり、前記第２画像は、前記機構部によって前記寝台と前記Ｘ線撮像装置とを相対的に移動して、前記Ｘ線撮像装置が前記第１の位置から前記第２の位置に位置した後に前記Ｘ線撮像装置によって撮影される画像である、
第１から８のいずれか１つの態様に記載の画像領域対応付け装置を提供する。
本発明の第１０態様によれば、前記分岐を有する前記血管の３次元モデルを生成する３次元モデル生成装置であって、
第１から９のいずれか１つの態様に記載の前記画像領域対応付け装置と、
前記画像領域対応付け装置の前記対応領域決定部により決定された情報を用いて、前記血管の前記３次元モデルを生成する３次元モデル生成部と、
を備える３次元モデル生成装置を提供する。
前記第１０態様によれば、１台のＸ線撮像装置を用いて、異なる時間に２方向から撮影した血管の複数の画像領域の対応付けを適切に行うことにより、３次元モデルを生成することができる。特に、三角測量の原理を用いて３次元モデルを生成する際、対応点候補が複数ある場合においても適切な対応点を決定することができる。
【００５５】
本発明の第１１態様によれば、分岐を有する血管の複数の画像領域の対応付けを行なう画像領域対応付け方法であって、
所定濃度の造影剤が保持された状態の前記血管を第１の位置からＸ線撮像装置によって撮影した第１画像を前記Ｘ線撮像装置から時系列的に取得し、更に、所定濃度の前記造影剤が保持された状態の前記血管を、前記第１の位置とは異なる第２の位置から前記Ｘ線撮像装置で撮影した第２画像を画像取得部で時系列的に取得し、
前記画像取得部で取得した前記第１画像の分岐先の血管部分に相当する第１の画像領域について、前記造影剤の輝度より、所定の時間間隔で前記血管でのＸ線吸収量を取得し、取得したＸ線吸収量の変化率が、第１閾値以下の範囲内である値を第１Ｘ線吸収量変化率取得部で算出し、
前記第２画像における前記第１の画像領域に対応する候補の画像領域である複数の第２画像領域について、前記造影剤の輝度より、所定の時間間隔で前記血管でのＸ線吸収量をそれぞれ取得し、それぞれ取得したＸ線吸収量の変化率が、第２閾値以下の範囲内である値を第２Ｘ線吸収量変化率取得部でそれぞれ算出し、
前記第１Ｘ線吸収量変化率取得部より取得された前記Ｘ線吸収量の変化率と、前記第２Ｘ線吸収量取得部より取得された複数の前記Ｘ線吸収量の変化率のそれぞれとの類似度を類似度算出部でそれぞれ算出し、
前記類似度算出部より算出された前記類似度が最も近い第２画像領域、又は、前記類似度が第３閾値よりも小さい第２画像領域を、前記第１の画像領域と対応する領域であると対応領域決定部で決定する、
画像領域対応付け方法を提供する。
前記第１１態様によれば、１台のＸ線撮像装置を用いて、異なる時間に２方向から撮影した血管のＸ線画像の複数の画像領域の対応付けを適切に行うことができる。
本発明の第１２態様によれば、第１１態様に記載の前記画像領域対応付け方法において、前記対応領域決定部で前記第１の画像領域と対応する領域を決定したのち、
前記対応領域決定部により決定された情報を用いて、前記血管の３次元モデルを３次元モデル生成部で生成する、３次元モデル生成方法を提供する。
前記第１２態様によれば、１台のＸ線撮像装置を用いて、異なる時間に２方向から撮影した血管の複数の画像領域の対応付けを適切に行うことにより、３次元モデルを生成することができる。特に、三角測量の原理を用いて３次元モデルを生成する際、対応点候補が複数ある場合においても適切な対応点を決定することができる。
本発明の第１３態様によれば、分岐を有する血管の複数の画像領域の対応付けを行なう画像領域対応付け用プログラムであって、
コンピュータを、
所定濃度の造影剤が保持された状態の前記血管を第１の位置からＸ線撮像装置によって撮影した第１画像を前記Ｘ線撮像装置から時系列的に取得し、更に、所定濃度の前記造影剤が保持された状態の前記血管を、前記第１の位置とは異なる第２の位置から前記Ｘ線撮像装置で撮影した第２画像を時系列的に取得する画像取得部と、
前記画像取得部で取得した前記第１画像の分岐先の血管部分に相当する第１の画像領域について、前記造影剤の輝度より、所定の時間間隔で前記血管でのＸ線吸収量を取得し、取得したＸ線吸収量の変化率が、第１閾値以下の範囲内である値を算出する第１Ｘ線吸収量変化率取得部と、
前記第２画像における前記第１の画像領域に対応する候補の画像領域である複数の第２画像領域について、前記造影剤の輝度より、所定の時間間隔で前記血管でのＸ線吸収量をそれぞれ取得し、それぞれ取得したＸ線吸収量の変化率が、第２閾値以下の範囲内である値をそれぞれ算出する第２Ｘ線吸収量変化率取得部と、
前記第１Ｘ線吸収量変化率取得部より取得された前記Ｘ線吸収量の変化率と、前記第２Ｘ線吸収量取得部より取得された複数の前記Ｘ線吸収量の変化率のそれぞれとの類似度をそれぞれ算出する類似度算出部と、
前記類似度算出部より算出された前記類似度が最も近い第２画像領域、又は、前記類似度が第３閾値よりも小さい第２画像領域を、前記第１の画像領域と対応する領域であると決定する対応領域決定部と、
として機能させるための画像領域対応付け用プログラムを提供する。
前記第１３態様によれば、１台のＸ線撮像装置を用いて、異なる時間に２方向から撮影した血管のＸ線画像の複数の画像領域の対応付けを適切に行うことができる。
【００５６】
（第１実施形態）
＜装置構成＞
図５に、本発明の第１実施形態における、画像領域対応付け装置１００を有する３次元モデル生成装置１０の機能ブロック図を示す。
【００５７】
３次元モデル生成装置１０は、画像領域対応付け装置１００と、３次元モデル生成部１６とを備えて構成されている。
画像領域対応付け装置１００は、Ｘ線画像取得部１１と、第１Ｘ線吸収量変化率取得部（第１Ｘ線吸収特性変化率取得部）の一例として機能する第１Ｘ線吸収量一定値取得部（第１Ｘ線吸収特性一定値取得部）１２と、第２Ｘ線吸収量変化率取得部（第２Ｘ線吸収特性変化率取得部）の一例として機能する第２Ｘ線吸収量一定値取得部（第２Ｘ線吸収特性一定値取得部）１３と、類似度算出部１４と、対応領域決定部１５とを備える。
【００５８】
＜Ｘ線画像取得部１１＞
Ｘ線画像取得部１１は、後述する１台のＸ線撮像装置１０１によって、異なる位置（第１の位置と第２の位置、又は、第１の撮影位置と第２の撮影位置）で異なる時間に撮影された２組の時系列画像を、入力ＩＦ１１４で指示された撮影開始のタイミングから撮影終了のタイミングまで（例えば所定時間毎に）取得する。２組の時系列画像のうちの１組目は、術者が血管に所定濃度の造影剤を注入したのち（所定濃度の造影剤が血管に保持された状態で）、Ｘ線撮像装置１０１によって前記血管を第１の撮影位置（第１の位置又は第１の撮影角度）から時系列的に撮影した第１画像１１０１である。２組の時系列画像のうちの２組目は、第１画像１１０１取得後に前記Ｘ線撮像装置１０１又は前記血管を移動してから、再度、術者が前記血管に前記所定濃度の造影剤を注入したのち（前記所定濃度の造影剤が血管に保持された状態で）、Ｘ線撮像装置１０１によって前記血管を第２の撮影位置（第２の位置又は第２の撮影角度）から時系列的に撮影した第２画像１１０２である。２組の時系列画像の取得は、入力ＩＦ１１４で指示されたタイミング１回だけでもよいし、入力ＩＦ１１４で指示された開始時刻から、指示された終了時間までであっても構わない。
【００５９】
＜第１Ｘ線吸収量一定値取得部１２＞
第１Ｘ線吸収量一定値取得部１２は、Ｘ線画像取得部１１で取得した第１Ｘ線画像（第１画像）１１０１における血管１２０１の部分の第１の画像領域Ｐｋについて、造影剤の輝度が一定となったとき（所定濃度の造影剤が血管に保持された状態で）の造影剤の輝度より、第１の画像領域ＰｋにおけるＸ線の吸収量を取得する。その後、第１Ｘ線吸収量一定値取得部１２は、取得したＸ線の吸収量からＸ線の吸収量の変化率を取得し、取得した変化率から吸収量の一定値（吸収量一定値又は吸収特性一定値）を取得する。ここで、吸収量一定値（吸収特性一定値）とは、第１Ｘ線画像１１０１の分岐先（分岐より先の部分）の血管部分に相当する第１の画像領域Ｐｋについて、造影剤の輝度より、所定の時間間隔（例えば０．１〜０．２秒程度）で血管でのＸ線吸収量（Ｘ線吸収特性）を取得し、取得したＸ線吸収量の変化率が、第１閾値以下の範囲内である値のことを意味する。
【００６０】
なお、第１の画像領域Ｐｋは、血管１２０１を含む領域である。
また、第１Ｘ線吸収量一定値取得部１２による造影剤の輝度が一定となったか否かの判定は、分岐先の血管１２０１に含まれる領域に対して行ない、吸収量（吸収特性の一例）の一定値の算出のみを、分岐先の血管１２０１を含む領域に対して、第１Ｘ線吸収量一定値取得部１２で行なっても構わない。
第１Ｘ線吸収量一定値取得部１２による輝度一定となったか否かの判定（吸収量一定値があるか否かの判定）は、例えば、時刻ｔの輝度をＬ（ｔ）としたとき、
｜Ｌ（ｔ）−Ｌ（ｔ―１）｜、｜Ｌ（ｔ）−Ｌ（ｔ―２）｜、・・・、｜Ｌ（ｔ）−Ｌ（ｔ―Ｎ）｜
の全てが第１閾値以下である場合に、時刻ｔで輝度が一定になったと、第１Ｘ線吸収量一定値取得部１２で判定する。なお、ここで、｜Ｘ｜は、Ｘの絶対値を示す。また、Ｎは、２以上の整数である。第１の画像領域Ｐｋを撮影した画像枚数の内、Ｎ枚以上の画像で連続して輝度が一定となったかを判定する。
【００６１】
＜第２Ｘ線吸収量一定値取得部１３＞
第２Ｘ線吸収量一定値取得部１３は、第２Ｘ線画像（第２画像）１１０２における分岐先の血管１２０１の部分に相当する画像領域であり、かつ、第１の画像領域Ｐｋに対応する候補（対応点の候補点）の画像領域である複数の第２の画像領域Ｑｋ＿ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）について、造影剤の輝度が一定となったとき（所定濃度の造影剤が血管に保持された状態で）の造影剤の輝度より分岐先の血管透過後のＸ線強度をそれぞれ算出することにより、第２の画像領域Ｑｋ＿ｎにおけるＸ線の吸収量をそれぞれ取得する。その後、第２Ｘ線吸収量一定値取得部１３は、取得したＸ線の吸収量の一定値（吸収量一定値又は吸収特性一定値）を取得する。ここで、吸収量一定値（吸収特性一定値）とは、第２Ｘ線画像１１０２における第１の画像領域Ｐｋに対応する候補の画像領域である複数の第２画像領域Ｑｋ＿ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）について、造影剤の輝度より、所定の時間間隔（例えば０．１〜０．２秒程度）で血管でのＸ線吸収量（Ｘ線吸収特性）をそれぞれ取得し、それぞれ取得したＸ線吸収量の変化率が、第２閾値以下の範囲内である値のことを意味する。
【００６２】
なお、第２の画像領域Ｑｋ＿ｎは、血管１２０１を含む領域である。
また、第２Ｘ線吸収量一定値取得部１３による造影剤の輝度が一定となったか否かの判定は、分岐先の血管１２０１に含まれる領域に対して行ない、吸収量（吸収特性の一例）の一定値の算出のみを、分岐先の血管１２０１を含む領域に対して、第２Ｘ線吸収量一定値取得部１３で行なっても構わない。
【００６３】
＜類似度算出部１４＞
類似度算出部１４は、第１Ｘ線吸収量一定値取得部１２より取得されたＸ線の吸収量一定値と、第２Ｘ線吸収量一定値取得部１３より取得された複数のＸ線の吸収量一定値のそれぞれとの類似度を算出する。
【００６４】
＜対応領域決定部１５＞
対応領域決定部１５は、類似度算出部１４より算出された複数の類似度のうち、最も高い類似度の第２の画像領域Ｑｋ＿ｎを、第１の画像領域Ｐｋと対応する領域であると決定する。なお、対応領域決定部１５は、類似度算出部１４より算出された類似度が第３閾値よりも小さな第２画像領域Ｑｋ＿ｎを、第１の画像領域Ｐｋと対応する領域であると決定しても良い。
又は、対応領域決定部１５は、類似度が第３閾値よりも高い第２の画像領域Ｑｋ＿ｎを、第１の画像領域Ｐｋと対応する領域であると決定する。もし、類似度が第３閾値よりも高い第２の画像領域Ｑｋ＿ｎがある場合には、一例として、最初に類似度が第３閾値よりも高いと判定した第２の画像領域Ｑｋ＿ｎを、第１の画像領域Ｐｋと対応する領域であると決定する。この決定により、第２の画像領域Ｑｋ＿ｎと、第１の画像領域Ｐｋとの対応付けを決定することができる。
【００６５】
＜３次元モデル生成部１６＞
３次元モデル生成部１６は、対応領域決定部１５より決定された情報を用いて、血管１２０１の３次元モデルを生成する。
【００６６】
＜装置動作＞
図６に、第１実施形態における、画像領域対応付け装置１００及び３次元モデル生成装置１０の処理動作フローを示す。
【００６７】
始めに、Ｘ線画像取得部１１は、術者が血管１２０１に所定濃度の造影剤を注入した際に、Ｘ線撮像装置１０１によって前記血管１２０１を第１の撮影位置から時系列的に撮影した第１画像１１０１と、前記Ｘ線撮像装置１０１又は前記血管１２０１を移動した後に再度、術者が前記血管１２０１に所定濃度の造影剤を注入した際に、Ｘ線撮像装置１０１によって前記血管を第２の撮影位置から時系列的に撮影した第２画像１１０２を取得する（ステップＳ１０）。
【００６８】
次に、第１Ｘ線吸収量一定値取得部１２は、Ｘ線画像取得部１１で取得した第１Ｘ線画像１１０１における血管１２０１の部分に相当する第１の画像領域Ｐｋについて、造影剤の輝度が一定となったときの造影剤の輝度より、第１の画像領域ＰｋにおけるＸ線の吸収量を取得する。そして、取得したＸ線吸収量の変化率が、第１閾値以下の範囲内である値を、第１Ｘ線吸収量一定値として取得する（ステップＳ１１）。
【００６９】
次に、第２Ｘ線吸収量一定値取得部１３は、第２Ｘ線画像１１０２における分岐先の血管１２０１の部分に相当する画像領域であり、かつ、第１の画像領域Ｐｋに対応する候補の画像領域である複数の第２の画像領域Ｑｋ＿ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）について、造影剤の輝度が一定となったときの造影剤の輝度より分岐先の血管透過後のＸ線強度をそれぞれ算出して、第２の画像領域Ｑｋ＿ｎにおけるＸ線の吸収量をそれぞれ取得する。そして、それぞれ取得したＸ線吸収量の変化率が、第２閾値以下の範囲内である値を、第２Ｘ線吸収量一定値としてそれぞれ取得する（ステップＳ１２）。なお、ステップＳ１１とステップＳ１２とは、同時に行ってもよい。
【００７０】
次に、類似度算出部１４は、第１Ｘ線吸収量一定値取得部１２より取得された第１Ｘ線吸収量一定値と、第２Ｘ線吸収量一定値取得部１３より取得された複数の第２Ｘ線吸収量一定値のそれぞれとの類似度を算出する（ステップＳ１３）。
【００７１】
次に、対応領域決定部１５は、類似度算出部１４より算出された複数の類似度のうち、類似度が最も高い第２の画像領域Ｑｋ＿ｎを、第１の画像領域Ｐｋと対応する領域であると決定する（ステップＳ１４）。ここまでが、画像領域対応付け装置１００の処理動作である。
【００７２】
次に、３次元モデル生成部１６は、対応領域決定部１５より決定された情報を用いて、血管１２０１の３次元モデルを生成する（ステップＳ１５）。
【００７３】
＜第１実施形態の効果＞
第１実施形態における画像領域対応付け装置１００によれば、１台のＸ線撮像装置１０１を用いて、異なる時間に２方向から撮影した血管１２０１の２組の画像列より、画像領域の対応付けを行うことができて、血管１２０１の３次元モデルを生成することができる。すなわち、第１Ｘ線画像１１０１上の第１の領域に対して、複数の第２Ｘ線画像１１０２がある場合でも、第１Ｘ線画像１１０１上の第１の領域と最適な第２Ｘ線画像１１０２上の第２の領域との対応関係を対応領域決定部１５で決定することができる。この結果、３次元モデル生成装置１０によれば、この画像領域対応付け装置１００での画像領域対応付け結果を基に、血管１２０１の３次元モデルを生成することができる。
なお、ここでは造影剤が注入された血管１２０１の対応付けについて述べたが、血管以外の一般的な物体に対しても同様に対応付けを行なうことが出来る。
【００７４】
（第２実施形態）
図７は、本発明の第２実施形態の、画像領域対応付け装置１００Ｂを有する３次元モデル生成装置１（以下、形状復元装置１とも言う）の構成を示す図である。形状復元装置１は、一例として、画像領域対応付け装置１００Ｂと、３次元モデル生成部１６Ｂと、表示部１１２とを備える。
さらに、画像領域対応付け装置１００Ｂは、一例として、Ｘ線画像取得部１１３と、Ｘ線撮像部（Ｘ線撮像装置）１０１と、移動指示部１０２と、撮像部情報保持部１０４と、入力ＩＦ（インターフェース）１１４と、Ｘ線画像保持部１０３と、被撮像物領域取得部１０５と、被撮像物細線化画像保持部１０６と、被撮像物領域画像保持部１１３２と、対応付け部１０７とを備える。Ｘ線画像取得部１１３は、第１実施形態のＸ線画像取得部１１に対応する。対応付け部１０７は、第１実施形態の第１Ｘ線吸収量一定値取得部１２（第１Ｘ線吸収特性一定値取得部の一例）と第２Ｘ線吸収量一定値取得部１３（第２Ｘ線吸収特性一定値取得部の一例）と第１実施形態の類似度算出部１４と対応領域決定部１５との一例として対応する。
３次元モデル生成部１６Ｂは、対応情報保持部１０８と、三次元位置取得部１０９と、三次元位置保持部１１０と、表示画面生成部１１１とを備えている。
【００７５】
Ｘ線撮像部１０１は、異なる時間に異なる角度から被験者の撮影対象部位に対して放射線をそれぞれ照射して、撮影されたＸ線透視像、又は、造影剤を注入した際に撮影された血管造影像を取得する手段であり、例えばＸ線血管造影装置又はアンギオグラフィと称される。第２実施形態におけるＸ線撮像部１０１は、被撮像物である血管１２０１を撮影する。
【００７６】
図８にＸ線撮像部１０１の構成を示す。Ｘ線撮像部１０１は、Ｘ線発生部２０２と、Ｘ線検出部２０３と、機構部２０６と、機構制御部２０５とで構成されている。
Ｘ線発生部２０２は、高電圧を用いてＸ線を発生するＸ線管と、Ｘ線の一部を遮蔽することによって照射野を制御するＸ線絞り器とを有しており、寝台２０１上の患者２００にＸ線を照射する。
Ｘ線検出部２０３は、患者２００を透過したＸ線を受けて画像情報を記録し、記録した画像情報を出力するカメラである。Ｘ線検出部２０３は、例えば、Ｘ線観応層を配置し、Ｘ線をデジタルデータに変換して出力するＦＰＤ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）として構成されている。Ｘ線検出部２０３は、Ｘ線発生部２０２から患者２００にＸ線が照射されると、照射されたＸ線画像を示す画像情報を画像取得部１１３へ出力する。
機構部２０６は、モータなどの駆動装置を有して、機構制御部２０５の指示に基づいて、アーム２０４及び寝台２０１を移動する。
また、機構制御部２０５は、移動指示部１０２からの移動指示に基づいて、機構部２０６を制御するとともに、Ｘ線発生部２０２又はＸ線検出部２０３の位置を撮像部情報保持部１０４に出力する。
ここでは、１回目に画像列を撮影する際のＸ線撮像部１０１と、Ｘ線撮像部１０１を移動したのちに２回目に画像列を撮影する際のＸ線撮像部１０１との位置を区別する場合には、前者での位置のＸ線撮像部１０１をＸ線撮像部１０１Ａとし、後者での位置のＸ線撮像部１０１をＸ線撮像部１０１Ｂとする。同様に、Ｘ線撮像部１０１のＸ線発生部２０２についても、１回目に画像列を撮影する際と、２回目に画像列を撮影する際とで位置を区別する場合には、前者での位置のＸ線発生部２０２をＸ線発生部２０２Ａとし、後者での位置のＸ線発生部２０２をＸ線発生部２０２Ｂとする。
【００７７】
移動指示部１０２は、機構制御部２０５を駆動制御して例えばＸ線検出部２０３を相対的に移動する。具体的には、移動指示部１０２は、機構制御部２０５に、アーム２０４（Ｘ線検出部２０３）又は寝台２０１を移動する指示を送る。
機構制御部２０５は、機構部２０６を駆動制御して、アーム２０４のみを移動する構成、又は、寝台２０１のみを移動する構成であっても、両方を移動する構成でも良い。寝台２０１のみを移動する構成とする場合には、Ｘ線検出部２０３及びＸ線発生部２０２を固定することで、装置を安価にすることができる。
Ｘ線画像取得部１１３は、異なる時間に異なる位置でのＸ線撮像部１０１よりＸ線画像（放射線画像）をそれぞれ取得し、それぞれ取得したＸ線画像をＸ線画像保持部１０３にそれぞれ格納する。後述の入力ＩＦ１１４によって指示されたタイミングで、Ｘ線画像取得部１１３は、画像の取得を開始及び終了する。
【００７８】
Ｘ線画像取得部１１３は、具体的には、入力ＩＦ１１４の指示により画像の取得を開始し、例えばＸ線撮像部１０１Ａより取得した画像をＸ線画像保持部１１５に格納する。以降、Ｘ線画像取得部１１３は、入力ＩＦ１１４より終了の指示があるまで、入力ＩＦ１１４で指示されたタイミングで（例えば所定時間毎に）Ｘ線撮像部１０１Ａより画像を取得し、取得した画像をＸ線画像保持部１１５に格納する。すなわち、Ｘ線撮像部１０１を移動指示部１０２で移動する前の第１の位置で取得した画像（Ｘ線撮像部１０１Ａで取得した画像）を、Ｘ線画像保持部１１５に格納する。Ｘ線画像取得部１１３は、Ｘ線撮像部１０１Ｂからも同様に、入力ＩＦ１１４で指示されたタイミングで（例えば所定時間毎に）画像を取得して、取得した画像をＸ線画像保持部１０３に格納する。すなわち、Ｘ線撮像部１０１を移動指示部１０２で移動した後の第２の位置で取得した画像（Ｘ線撮像部１０１Ｂで取得した画像）を、Ｘ線画像保持部１１５に格納する。
【００７９】
撮像部情報保持部１０４は、Ｘ線撮像部１０１Ａ、１０１Ｂに関する情報を保持する部である。具体的には、撮像部情報保持部１０４は、例えばＣＰＵのレジスタ、キャッシュ、ＲＡＭ、又は、ＲＯＭ等の記憶装置によって実現する。以降、名称に保持部を有する部は、同様の方法で実現する。
【００８０】
撮像部情報保持部１０４は、具体的には、Ｘ線撮像部１０１Ａ、１０１Ｂの相対位置情報、及び、Ｘ線撮像部１０１のカメラの内部パラメータＡを保持する。図９は、撮像部情報保持部１０４のデータ構造の例を示す図である。撮像部情報保持部１０４は、並進ベクトルＴと、回転ベクトルＲと、内部パラメータＡとを保持する。
【００８１】
並進ベクトルＴは、Ｘ線撮像部１０１Ａの位置を基準にして、Ｘ線撮像部１０１Ｂがどこに存在するかを示すベクトルであり、Ｘ線撮像部１０１Ａ及び１０１Ｂのそれぞれの位置情報（Ｘ線撮像装置１０１Ａの位置情報とＸ線撮像装置１０１Ｂの位置情報と）の相対位置情報の一例である。回転ベクトルＲは、Ｘ線撮像部１０１Ａの撮影方向に対する、Ｘ線撮像部１０１Ｂの撮影方向の向きを示す。内部パラメータＡは、Ｘ線撮像部１０１のカメラが備える撮影レンズと撮像素子の撮像面との位置関係を表すパラメータであり、Ｘ線撮像部１０１では、Ｘ線発生部２０２とＸ線検出部２０３との位置関係を表すパラメータである。ここでは、説明を簡単にするため、Ｘ線発生部２０２に対するＸ線検出部２０３の位置は固定であるものとし、内部パラメータＡの値は、予め用意して撮像部情報保持部１０４に格納しておくものとする。
【００８２】
また、ここでは、Ｘ線撮像装置１０１Ａに対するＸ線撮像装置１０１Ｂの相対位置は予め決められているものとし、並進ベクトルＴ及び回転ベクトルＲも、撮像部情報保持部１０４に予め保持するものとする。なお、撮像部情報保持部１０４は、Ｘ線撮像装置１０１ＡとＸ線撮像装置１０１Ｂとの位置をそれぞれ取得し、それぞれ取得した位置より、並進ベクトルＴ及び回転ベクトルＲをそれぞれ算出する構成であっても構わない。
【００８３】
入力ＩＦ１１４は、操作者（術者）が、形状復元装置１に対して指示を入力する装置である。例えば、入力ＩＦ１１４は、ボタン、スイッチ、コンピュータのキーボード、又は、マウスなどによって実現する。ここでは、入力ＩＦ１１４は、Ｘ線画像取得部１１３に対して画像取得の開始、及び、終了の指示を与えるために用いる。
【００８４】
Ｘ線画像保持部１０３は、Ｘ線画像取得部１１３が取得した画像を保持する部である。図１０は、Ｘ線画像保持部１０３のデータ構造を示す図である。Ｘ線画像取得部１１３が画像取得を開始した時刻を時刻０とし、画像取得を終了した時刻を時刻ＥＮＤとし、画像取得から開始までの各時刻に、Ｘ線撮像部１０１Ａ〜１０１Ｂで撮影された画像をそれぞれ保持する。すなわち、Ｘ線撮像装置１０１を移動指示部１０２で移動する前の位置で撮影した画像列（図１０では、Ｘ線撮像部１０１Ａで撮影した画像列として示す。）と、Ｘ線撮像装置１０１を移動指示部１０２で移動した後の位置で撮影した画像列（図１０では、Ｘ線撮像部１０１Ｂで撮影した画像列として示す。）とを保持する。以降の説明では、Ｘ線撮像部１０１Ａで時刻ｎに撮影された画像を画像１＿ｎとし、Ｘ線撮像部１０１Ｂで時刻ｎに撮影された画像を画像２＿ｎとする。また、Ｘ線撮像部１０１Ａ及びＸ線撮像部１０１Ｂでそれぞれ時刻０に撮影された画像１＿０、画像２＿０を背景画像と呼ぶ。
【００８５】
被撮像物領域取得部１０５は、画像１＿ＥＮＤ、及び、画像２＿ＥＮＤから、造影剤が投入された血管１２０１の領域を取得する部である。図１１は、被撮像物領域取得部１０５の構成を示す図である。被撮像物領域取得部１０５は、差分画像生成部１５０４と、差分画像保持部１５０５と、二値化部１５０１と、細線化部１５０３とを有する。
【００８６】
差分画像生成部１５０４は、Ｘ線画像保持部１０３より、画像ｎ＿ＥＮＤと画像ｎ＿０（背景画像）とを取得し、両者の差分画像を生成し、生成した差分画像を差分画像保持部１５０５に格納する（ｎ＝１、２）。
【００８７】
差分画像保持部１５０５は、差分画像生成部１５０４が生成した差分画像を保持する。
【００８８】
二値化部１５０１は、差分画像保持部１５０５より、差分画像を取得し、取得した差分画像を二値化し、被撮像物領域画像保持部１１３２に格納する。ここでは、血管の領域の画素値を「１」とし、それ以外の領域の画素値を「０」とする。
【００８９】
細線化部１５０３は、被撮像物領域画像保持部１１３２が保持する二値画像を細線化して被撮像物細線化画像保持部１０６に格納する。図１２に示す二値画像を、細線化して得られる細線画像を図１３に示す。図１２に示す二値画像は、被撮像物領域画像の一例であり、図１３の細線画像は、細線化された被撮像物領域画像の一例である。
【００９０】
＜被撮像物領域取得部１０５が行う処理の流れ＞
図１４は、被撮像物領域取得部１０５によって、Ｘ線撮像部１０１Ａで撮影した画像１＿ＥＮＤの被撮像物領域を取得する処理のフローチャートを示す図である。
【００９１】
被撮像物領域取得部１０５は、ステップＳ８０１で処理を開始する。
【００９２】
次に、ステップＳ８０２で、差分画像生成部１５０４は、前述の差分画像生成部１５０４の処理を行う。すなわち、差分画像生成部１５０４は、Ｘ線画像保持部１０３より、Ｘ線撮像部１０１Ａで撮影した画像列において、画像１＿０と、画像１＿ＥＮＤとをそれぞれ取得し、取得した画像の各画素の差分を算出して生成し、生成した差分画像を、差分画像保持部１５０５に格納する。
【００９３】
次に、ステップＳ８０３で、二値化部１５０１は、前述の二値化部１５０１の処理を行う。すなわち、二値化部１５０１は、差分画像保持部１５０５より、差分画像を被撮像物領域画像として取得し、取得した差分画像を二値化し、被撮像物領域画像保持部１１３２に被撮像物領域画像として格納する。
【００９４】
次に、細線化部１５０３は、ステップＳ８０４で前述の細線化部１５０３の処理を行う。すなわち、細線化部１５０３は、被撮像物領域画像保持部１１３２が保持する二値画像を細線化して、被撮像物細線化画像保持部１０６に、細線化された被撮像物領域画像として格納する。
【００９５】
次に、被撮像物領域取得部１０５は、ステップＳ８０５で処理を終了する。これらの処理により、被撮像物領域取得部１０５は、画像１＿ＥＮＤの被撮像物領域（の位置座標）を取得する。
【００９６】
被撮像物領域取得部１０５は、Ｘ線撮像部１０１Ｂで撮影された画像２＿ＥＮＤに対しても、同様の処理を行って、画像２＿ＥＮＤの被撮像物領域（の位置座標）を取得する。
なお、ここでは、被撮像物領域（の位置情報、例えば位置座標）を、時刻ＥＮＤに取得された画像１＿ＥＮＤ及び２＿ＥＮＤより決定する場合を説明している。が、撮影開始から撮影終了までのいずれかの時間に、造影剤が検出された領域を、被撮像物領域取得部１０５によって、血管領域としても良い。具体的には、撮影開始時刻における画素の輝度との輝度差が被撮像物領域用閾値以上となる時刻を有する画素を、被撮像物領域取得部１０５によって、被撮像物領域とし、いずれの時刻においても撮影開始時刻における画素の輝度との輝度差が被撮像物領域用閾値未満となる画素を、被撮像物領域取得部１０５によって、被撮像物領域外とする。
【００９７】
被撮像物細線化画像保持部１０６は、被撮像物領域取得部１０５が取得した被撮像物領域を保持する部である。図１５は、被撮像物細線化画像保持部１０６のデータ構造を示す図である。被撮像物細線化画像保持部１０６は、画像１＿ＥＮＤより生成した第１被撮像物細線化画像１１０１Ｔと、画像２＿ＥＮＤより生成した第２被撮像物細線化画像１１０２Ｔとを保持する。
【００９８】
被撮像物領域画像保持部１１３２は、被撮像物領域取得部１０５が取得した被撮像物領域画像を保持する部である。被撮像物領域画像保持部１１３２は、画像１＿ＥＮＤより生成した第１被撮像物領域画像と、画像２＿ＥＮＤより生成した第２被撮像物領域画像とをそれぞれ保持する。
【００９９】
対応付け部１０７は、被撮像物細線化画像保持部１０６が保持する第１被撮像物細線化画像１１０１Ｔと第２被撮像物細線化画像１１０２Ｔとに基づき、第１被撮像物細線化画像１１０１Ｔの黒色の点に対して、第２被撮像物細線化画像１１０２Ｔ上の対応点の位置を取得する。以降の説明では、第１被撮像物細線化画像１１０１Ｔの各点を第１画像投影点Ｐｋ（ｋ＝１，２，…，Ｋ。ただし、Ｋは第１被撮像物細線化画像１１０１Ｔにおける第１画像投影点の数。）と呼ぶ（図１８参照）。
【０１００】
図１６は、対応付け部１０７の構成を示す図である。対応付け部１０７は、被撮像物領域取得部の一例として機能する第１画像投影領域取得部１７０２Ｃと、第１画像投影領域保持部１７０３Ｃと、第２画像投影領域取得部１７０５と、第２画像投影領域保持部１７０６と、吸収特性取得部１７０７と、吸収特性保持部１７０８と、第１Ｘ線吸収特性一定値取得部１２及び第２Ｘ線吸収特性一定値取得部１３の一例として機能する吸収特性一定値取得部１７３１と、吸収特性一定値保持部１７３２と、類似度算出部１４の一例として機能する吸収特性評価部１７０９と、吸収特性評価保持部１７１０と、対応領域決定部１７１１と、対応付け制御部１７０１とを有する。
【０１０１】
まず、第２画像投影領域取得部１７０５を説明するのに先立って、第２画像投影領域取得部１７０５で算出して取得されるエピポーラ線とエピポーラ平面とについて図１８を用いて説明する。
【０１０２】
図１８において、１２０１は、血管である。Ｘ線撮像部１０１のＸ線発生部２０２Ａで発生し、三次元点Ｊｋを通過したＸ線は、Ｘ線検出部２０３上の第１被撮像物細線化画像１１０１Ｔ上の第１画像投影点Ｐｋに投影される。
【０１０３】
第１画像投影点Ｐｋの位置のみからでは、三次元点Ｊｋの位置を知ることは出来ないが、三次元点Ｊｋは、Ｘ線発生部２０２Ａと第１画像投影点Ｐｋとを結ぶ直線１２３１上のどこかに存在することになる。
【０１０４】
さて、この直線１２３１上の点は、第２被撮像物細線化画像１１０２Ｔ上では、図１８のエピポーラ線Ｌ２に投影される。三次元点Ｊｋは直線１２３１上の点なので、三次元点Ｊｋの投影点もこのエピポーラ線Ｌ２上のどこかに出現する。よって、三次元点Ｊｋの対応点の候補は、このエピポーラ線Ｌ２上に存在する投影点に絞り込む事が出来る。
【０１０５】
次に、Ｘ線撮像部１０１のＸ線発生部２０２Ｂと、Ｘ線発生部２０２Ａと、第１画像投影点Ｐｋとを通る平面について説明する。この平面は（第１画像投影点Ｐｋに対する）エピポーラ平面と呼ばれる。
【０１０６】
この平面上の三次元点はＪｋに限らず、第２被撮像物細線化画像１１０２Ｔ上では、全てエピポーラ線Ｌ２上に投影される。Ｘ線発生部２０２Ｂと、三次元点を結ぶ直線は、全てエピポーラＬ２に投影されるためである。
【０１０７】
また、この平面上の三次元点は、第１被撮像物細線化画像１１０１Ｔ上では、全てエピポーラ線Ｌ１上に投影される。Ｘ線発生部２０２Ａと、三次元点を結ぶ直線は、全てエピポーラＬ１に投影されるためである。
【０１０８】
さて、図１９は、エピポーラ平面を示す図である。先述の説明では、血管１２０１上の一点を三次元点Ｊｋとして説明しているが、詳細には、血管１２０１のエピポーラ平面による断面は、図１９のように楕円等の面積を有する形状となる。よって、以降の説明では、面積があることを利用する場合には、三次元領域Ｊｋと述べる。また、三次元領域Ｊｋの投影点である第１画像投影点Ｐｋ、第２画像投影点Ｑｋは、実際には線分であり、長さを有する形状となる。よって、以降の説明では、長さがあることを利用する場合には、第１画像投影領域（第１画像領域）Ｐｋ、第２画像投影領域（第２画像領域）Ｑｋと記述する。
【０１０９】
第２画像投影領域取得部１７０５は、後述の対応付け制御部１７０１により指定された第１画像投影点Ｐｋに対する、対応点の候補となる第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ：ただし、Ｎは第２画像投影領域の数）の位置を取得する。
第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎの位置を取得する具体的な方法を、図１７の被撮像物領域取得部１０５が行う処理のフローチャートを用いて説明する。
【０１１０】
ステップＳ１００１で、第２画像投影領域取得部１７０５は処理を開始する。
【０１１１】
次に、ステップＳ１００３で、第２画像投影領域取得部１７０５は、撮像部情報保持部１０４より、並進ベクトルＴと、回転ベクトルＲと、内部パラメータＡとを取得する。
【０１１２】
次に、ステップＳ１００４で、第２画像投影領域取得部１７０５は、取得した第１画像投影領域に対応するエピポーラ線Ｌ２を算出する。エピポーラ線Ｌ２は、第１画像投影点Ｐｋの対応点が第２画面上に出現しうる直線状の範囲であり、第１画像投影点Ｐｋの位置と、Ｘ線撮像部１０１ＡとＸ線撮像部１０１Ｂの幾何学的な位置関係とに基づいて決定される。
【０１１３】
エピポーラ線Ｌ２は、Ｘ線撮像部１０１（Ｘ線発生部２０２Ａ）の位置とＸ線撮像部１０１Ｂ（Ｘ線発生部２０２Ｂ）の位置との相対位置情報（並進ベクトルＴ、回転ベクトルＲ）と、どのようなカメラで撮影しているかの情報（内部パラメータＡ）とで算出される。具体的には、第２画像投影領域取得部１７０５は、以下の式６、式７の計算を行ってエピポーラ線Ｌ２のパラメータｌ２を算出する。
【０１１４】
Ｆ＝Ａ−Ｔ［Ｔ］ｘＲＡ−１
・・・・・（式６）
【０１１５】
【数６】
2016159117.tif 000008
・・・・・（式７）
【０１１６】
式６において、Ｆはファンダメンタル行列と呼ばれる行列であり、Ａ−Ｔは、内部パラメータＡの逆行列の転置行列を示し、［Ｔ］Ｘは、並進ベクトルＴの歪対称行列を示す。ｍは造影点Ｐｋの位置座標を示す。
【０１１７】
算出されたエピポーラ線Ｌ２のパラメータｌ２を（ａ，ｂ，ｃ）Ｔとしたとき、エピポーラ線Ｌ２は、ａｘ＋ｂｙ＋ｃ＝０となる。
【０１１８】
次に、ステップＳ１００５で、第２画像投影領域取得部１７０５は、被撮像物領域画像保持部１１３２より第２被撮像物領域画像を取得する。
【０１１９】
次に、ステップＳ１００６で、第２画像投影領域取得部１７０５は、第２被撮像物領域画像で、エピポーラ線Ｌ２と交点となる第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ。ただし、Ｎは第２画像投影領域の数）の位置を取得する。図２０は、第２画像投影領域Ｑｋ（ｋ＝１、２）の一例を示す図である。図２０において、８００１はエピポーラ線Ｌ２を示す。図２０の太線の領域は、Ｘ線撮像部１０１が撮影した画像２＿ＥＮＤにおいて血管１２０１が撮影された被撮像物領域を示す。図２０において、被撮像物領域（太線の領域）と、エピポーラ線Ｌ２とが交差するそれぞれの領域が、第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎ（ｎ＝１、２）である。図２０の場合では、点８０１１と点８０１２とを結ぶ線分上の領域が、第２画像投影領域Ｑｋ＿１であり、点８０１２と点８０１３とを結ぶ線分上の領域が、第２画像投影領域Ｑｋ＿２である。第２画像投影領域取得部１７０５は、それぞれの領域に属する点の座標を第２画像投影領域保持部１７０６に格納する。
【０１２０】
次に、ステップＳ１００８で、第２画像投影領域取得部１７０５は、処理を終了する。
【０１２１】
第２画像投影領域保持部１７０６は、第２画像投影領域取得部１７０５が取得した第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）の座標を保持する部である。図２０の場合では、第２画像投影領域Ｑｋ＿１、Ｑｋ＿２の座標をそれぞれ取得する。図２１は、第２画像投影領域保持部１７０６が保持するデータの一例を示す図である。１行目には、点８０１１〜点８０１２までの点の座標をそれぞれ保持し、２行目には、点８０１３〜点８０１４までの点の座標をそれぞれ保持する。以降の説明では、第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎを構成する各画素をｑｋ＿ｎ＿ａｎ（ａｎ＝１，２，…，Ａｎ：ただし、Ａｎは、第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎを構成する画素数）と呼ぶ。
【０１２２】
第１画像投影領域取得部１７０２Ｃは、後述の対応付け制御部１７０１により指定された第１画像投影点Ｐｋに対する、第１画像投影領域Ｐｋの位置座標を取得する。
【０１２３】
第１画像投影領域Ｐｋの位置座標を取得する具体的な方法を説明する。
まず、式８を用いてエピポーラ線Ｌ１のパラメータｌ１を算出する。
【０１２４】
【数７】
2016159117.tif 000009
・・・・・（式８）
【０１２５】
式８において、Ｆは式６で算出したファンダメンタル行列Ｆであり、ＦＴはファンダメンタル行列Ｆの転置行列を示す。ｍは、第１画像投影領域取得部１７０２Ｃが第２画像投影領域保持部１７０６より取得した任意の第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎの一点の座標である。
【０１２６】
算出されたエピポーラ線Ｌ１のパラメータｌ１を（ａ，ｂ，ｃ）Ｔとしたとき、エピポーラ線Ｌ１は、ａｘ＋ｂｙ＋ｃ＝０となる。算出したエピポーラ線Ｌ１と、第１被撮像物細線化画像１０１１Ｔとの交点の座標の取得の仕方は、第２画像投影領域取得部１７０５の場合と同様であり、説明を省略する。
【０１２７】
第１画像投影領域保持部１７０３Ｃは、第１画像投影領域取得部１７０２Ｃが取得した第１画像投影領域Ｐｋの座標を保持する部である。図２２は、第１画像投影領域Ｐｋの保持する座標の一例を図２２に示す。以降の説明では、第１画像投影領域Ｐｋを構成する各画素をｐｋ＿ｂ（ｂ＝１，２，…，Ｂ：ただし、Ｂは、第１画像投影領域Ｐｋを構成する画素数）と呼ぶ。
【０１２８】
吸収特性取得部１７０７を説明するのに先立って、吸収特性について説明する。
【０１２９】
図１９に示すエピポーラ平面において、第１画像投影点Ｐｋの輝度と第２画像投影点Ｑｋ＿２の輝度とは異なるため、輝度を用いて第１画像投影点Ｐｋの対応点を決定することは出来ない。しかし、Ｘ線発生部２０２Ａで発生して第１画像投影領域Ｐｋに到達するＸ線が横切る三次元領域Ｊｋ＿１の厚さの合計（図２３における太線の長さの合計）と、Ｘ線発生部２０２Ｂで発生して第２画像投影領域Ｑｋ＿２に到達するＸ線が横切る三次元領域Ｊｋの厚さの合計（図２４における太線の長さの合計）は等しくなる。また、Ｘ線発生部２０２Ａで発生して第１画像投影領域Ｐｋに到達するＸ線が横切る造影剤の量（Ｘ線を吸収する物質量）の合計（図２４における太線上の造影剤の量の合計）と、Ｘ線発生部２０２Ｂで発生して第２画像投影領域Ｑｋ＿２に到達するＸ線とが横切る造影剤の量（Ｘ線を吸収する物質量）の合計（図２３における太線上の造影剤の量の合計）は等しくなる。より厳密には、Ｘ線発生部２０２Ｂから発生して第２画像投影領域Ｑｋ＿２に到達するＸ線が横切る領域に存在する線減弱係数μの合計は、等しくなる。本手法では、この関係を用いて、第１画像投影領域取得部１７０２Ｃにより、第１画像投影領域Ｐｋの対応点を決定する。
【０１３０】
まず、輝度による対応付けが出来ない理由を説明する。図１９に示すエピポーラ平面において、Ｘ線発生部２０２Ａを通過して三次元領域Ｊｋを通過し、第１画像投影点Ｐｋに到達するＸ線８２０１が、血管１２０１を通過する厚みは厚み８２１１である。一方、Ｘ線発生部２０２Ｂを通過して三次元領域Ｊｋを通過し、第２画像投影点Ｑｋ＿２に到達するＸ線８２０２が、血管１２０１を通過する厚みは厚み８２１２である。
【０１３１】
厚み８２１１と厚み８２１２とは異なるので、第１画像投影点Ｐｋの輝度と、第２画像投影点Ｑｋ＿２の輝度は異なる値となる。よって、輝度によって、第１画像投影点Ｐｋの対応点を決定することは困難である。
【０１３２】
しかし、第１画像投影領域Ｐｋの範囲に到達するＸ線が、第２画像投影領域Ｐｋの範囲に到達するまでに横切る血管１２０１の面積と、第２画像投影領域Ｑｋ＿２に到達するＸ線が、第２画像投影領域Ｑｋ＿２の範囲に到達するまでに横切る血管１２０１の面積は等しい。
【０１３３】
図２３及び図２４を用いて、この関係を説明する。図２３は、第１画像投影領域Ｐｋの範囲に到達するＸ線が、第１画像投影領域Ｐｋの範囲に到達するまでに横切る血管１２０１の面積を示す図である。説明を分かりやすくするために、三次元領域Ｊｋは、図１９とは異なるサイズ及び位置に記載している。第１画像投影領域Ｐｋの範囲に到達するＸ線が、第２画像投影領域Ｐｋの範囲に到達するまでに横切る血管１２０１の面積は、図２３中の太線の長さの合計で近似できる。
【０１３４】
図２４は、第２画像投影領域Ｑｋ＿２の範囲に到達するＸ線が、第２画像投影領域Ｑｋ＿２の範囲に到達するまでに横切る血管１２０１の面積を示す図である。第１画像投影領域Ｐｋの範囲に到達するＸ線が、第２画像投影領域Ｐｋの範囲に到達するまでに横切る血管１２０１の面積は、図２４中の太線の長さの合計で近似値できる。これらの面積は図２３の場合も、図２４の場合も等しくなる。また、上記の太線上に存在する造影剤の量も、図２３の場合と、図２４の場合とで等しくなる。また、上記の太線上に存在する造影剤の量が図２３の場合と、図２４の場合とで等しくなることより、上記の太線上でＸ線を吸収する物質量も、図２３の場合と、図２４の場合とで等しくなる。
【０１３５】
本発明の第２実施形態では、Ｘ線画像における第１撮像物領域に属する点の輝度より、前記の面積、もしくは前記面積で物質によって吸収されるＸ線の総量の推定を吸収特性取得部１７０７で行う。
【０１３６】
以下、その原理を説明する。強度Ｉ０のＸ線は厚さｄ［ｃｍ］の物体を通過すると、強度Ｉに減衰する。減弱の程度を示す線減弱係数をμ［ｃｍ−１］とすると、式９が成り立つ。
【０１３７】
【数８】
2016159117.tif 000010
・・・・・（式９）
【０１３８】
第１画像投影領域Ｐｋを構成する各画素ｐｋ＿ｂに対しても、式８は成立する。画素ｐｋ＿ｂが取得するＸ線の強度（画素ｐｋ＿ｂの輝度）をＩ＿ｂとし、画素ｐｋ＿ｂに到達するＸ線が通過する三次元領域Ｊｋの厚さをｄ＿ｂとすると、式１０が成立する。
【０１３９】
【数９】
2016159117.tif 000011
・・・・・（式１０）
【０１４０】
両辺の対数を取り、ｂ＝１，２，…，Ｂ（ただし、Ｂは、前記したように、第１画像投影領域Ｐｋを構成する画素数）の合計を吸収特性取得部１７０７で算出すると、式１１が成立する。
【０１４１】
【数１０】
2016159117.tif 000012
・・・・・（式１１）
【０１４２】
式１１を変形すると、式１２が成立する。
【０１４３】
【数１１】
2016159117.tif 000013
・・・・・（式１２）
【０１４４】
また、第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎを構成する各画素ｑｋ＿ｎ＿ａｎに対しても、式８は成立し、画素ｑｋ＿ｎ＿ａｎの強度をＩ＿ａｎとし、画素ｑｋ＿ｎ＿ａｎに到達するＸ線が通過する三次元領域Ｊｋの厚さをｄ＿ａｎとすると、同様に、式１３が成立する。
【０１４５】
【数１２】
2016159117.tif 000014
・・・・・（式１３）
【０１４６】
式１２において、Σｄ＿ｂは、三次元領域Ｊｋの断面積である。また、第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎが第１画像投影領域Ｐｋの対応点であるとき、式１３において、Σｄ＿ａｎも、三次元領域Ｊｋの断面積となり、式１２の値と式１３の値とは等しくなる。三次元領域Ｊｘは、エピポーラ平面と血管１２０１の断面における血管１２０１の領域を示すほぼ楕円、または楕円を複数並べたような領域である。
【０１４７】
そこで、本発明の第２実施形態では、第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）の中で、式１３の値が式１２の値に最も近い第２画像投影領域Ｑｋ＿ｘを、第１画像投影領域Ｐｋの対応点の対応点に、対応領域決定部１７１１で決定する。以降の説明では、式１２の値を吸収特性λ＿ｐｋと呼び、式１３の値を吸収特性λ＿ｑｋ＿ｎと呼ぶ。
【０１４８】
なお、第２実施形態における吸収特性の一例としての第１の画像投影領域ＰｋにおけるＸ線の吸収量は、投影領域（第１の画像領域Ｐｋ）の画素数と第１の位置でのＸ線撮像装置１０１ＡのＸ線発生部２０２Ａより照射されたＸ線の強度との対数の積と、前記投影領域（第１の画像領域Ｐｋ）の各画素で取得した第１の位置でのＸ線撮像装置１０１Ａより照射されたＸ線の強度の対数和との差として、吸収特性取得部１７０７で算出する。また、第２実施形態における吸収特性の一例としての第２の画像領域ＱｋにおけるＸ線の吸収量は、複数の第２の画像領域それぞれについて、投影領域（第２の画像領域Ｑｋ）の画素数と第２の位置でのＸ線撮像装置１０１ＢのＸ線発生部２０２Ｂより照射されたＸ線の強度との対数の積と、前記投影領域（第２の画像領域Ｑｋ）の各画素で取得した第２の位置でのＸ線撮像装置１０１Ｂより照射されたＸ線の強度の対数和との差として、吸収特性取得部１７０７で算出する。
【０１４９】
なお、ここでは、三次元領域Ｊｋの断面の、線減弱係数をμが一定の場合の説明を行っているが、断面内の微少領域毎に線減弱係数の値が異なる場合においても、線減弱係数の合計は、撮影方向によらず一定になるため、本手法によって対応付けを行うことが出来る。
【０１５０】
吸収特性取得部１７０７は、一例として、吸収量取得部である。吸収特性取得部１７０７は、対応付け制御部１７０１により指定された第１画像投影点Ｐｋに対する吸収特性λ＿Ｐｋの各時刻における値を取得する。また、吸収特性取得部１７０７は、第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）に対する吸収特性λ＿Ｑｋ＿ｎの各時刻の値を取得する。以降の説明では、時刻ｔ（ｔ＝１，２，…，ＥＮＤ）における吸収特性の値をそれぞれ、吸収特性λ＿Ｐｋ＿ｔ、λ＿Ｑｋ＿ｎ＿ｔと記述する。
【０１５１】
図２５は、吸収特性取得部１７０７が取得する吸収特性の一例を示すグラフである。図２５において太線２３０１、実線２３０２、点線２３０３は、それぞれ、第１画像投影領域Ｐｋの吸収特性の変化、第２画像投影領域Ｑｋ＿２の吸収特性の変化、第２画像投影領域Ｑｋ＿２の吸収特性の変化を示す。グラフの横軸は時刻であり、１メモリは３３ｍｓｅｃである。グラフの縦軸は、吸収特性である。このグラフでは、血管１２０１に造影剤が注入されて、時間が経過するにつれて（言い換えれば、所定時間内で）、血管１２０１に含まれる造影剤の濃度が増えている段階の吸収特性の変化を示している。
【０１５２】
図２６は、吸収特性保持部１７０８が保持する吸収特性のデータ構造を示す図である。吸収特性取得部１７０７が取得する吸収特性のデータは、第１画像投影点Ｐｋの吸収特性λ＿Ｐｋ＿ｔ（ｔ＝０，２，…，ＥＮＤ）及び、第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎの吸収特性λ＿Ｑｋ＿ｎ（ｔ）（ｎ＝１，２，…，Ｎ、ｔ＝０，１，…，ＥＮＤ）を有する。言い換えれば、吸収特性取得部１７０７は、第１の画像投影領域Ｐｋについて、所定時間分の造影剤の輝度より第１の画像投影領域ＰｋにおけるＸ線の吸収量変化（吸収量変化率）を吸収特性として取得するとともに、複数の第２の画像投影領域Ｑｋについて、所定時間分の造影剤の輝度より第２の画像投影領域ＱｋにおけるＸ線の吸収量変化（吸収量変化率）をそれぞれ吸収特性として取得する。
【０１５３】
吸収特性保持部１７０８は、吸収特性取得部１７０７が取得した時系列の吸収特性（吸収特性の変化）を保持する。図２６は、第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎが２つある場合に、吸収特性保持部１７０８が保持する吸収特性（吸収特性の変化）を示す図である。
【０１５４】
吸収特性一定値取得部１７３１は、吸収特性保持部１７０８が保持する時系列の吸収特性の値の変化率が所定の閾値以下の範囲内となるとき、そのときの値を、吸収特性の一定値として取得する。図２５の場合では、吸収特性λ＿Ｐｋに対してはＶ２５０１の値を、吸収特性λ＿Ｑｋ＿１に対してはＶ２５０２の値を、吸収特性λ＿Ｑｋ＿２に対してはＶ２５０３の値を、それぞれ吸収特性の一定値として取得する。
輝度一定（吸収特性一定値）となったか否かの吸収特性一定値取得部１７３１による判定は、例えば、
｜λ＿Ｐｋ（ｔ）−λ＿Ｐｋ（ｔ−１）｜、｜λ＿Ｐｋ（ｔ）−λ＿Ｐｋ（ｔ−２）｜、・・・、｜λ＿Ｐｋ（ｔ）−λ＿Ｐｋ（ｔ−Ｐ＿ＴＨ）｜
の全てが閾値以下である場合に、時刻ｔで輝度が一定になったと、吸収特性一定値取得部１７３１で判定する。なお、ここで、｜Ｘ｜はＸの絶対値を示す。なお、吸収特性一定値取得部１７３１において、造影剤が注入される前の時間を吸収量一定値と誤判定しないために、吸収特性λ＿Ｐｋ（ｔ）が閾値以下の場合は、吸収量一定値の判定対象から除外する。
吸収特性一定値保持部１７３２は、吸収特性一定値取得部１７３１が取得した吸収特性一定値を格納する部である。図２５の場合には、Ｖ２５０１、Ｖ２５０２、Ｖ２５０３の値をそれぞれ格納する。
吸収特性評価部１７０９は、吸収特性一定値保持部１７３２が保持する各第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）の吸収特性一定値の評価を行う部である。
【０１５５】
すなわち、吸収特性評価部１７０９は、吸収特性一定値保持部１７３２が保持する第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）の複数の吸収特性一定値のそれぞれと、第１画像投影点Ｐの吸収特性一定値との類似度を算出する。具体的には、第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）の吸収特性一定値と、第１画像投影点Ｐの吸収特性一定値との差の絶対値を、第１実施形態の類似度の一例として、吸収特性評価部１７０９で算出する。そして、吸収特性評価部１７０９で、算出した値を第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）の評価値Ｈ＿ｎとして、を吸収特性評価保持部１７１０に格納する。ここでは、評価値Ｈ＿ｎが低いほど、類似度が高くなって吸収特性一定値が類似していることを示し、評価値Ｈ＿ｎが高いほど、類似度が低くなって吸収特性一定値が類似していないことを示している。
【０１５６】
吸収特性評価保持部１７１０は、吸収特性評価部１７０９が算出して取得した各第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）の吸収特性の評価値Ｈ＿ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を保持する部である。吸収特性一定値が、それぞれ図２５におけるＶ２５０２、Ｖ２５０３で示される値の場合には、評価Ｈ＿１＝｜Ｖ２５０１−Ｖ２５０２｜、評価Ｈ＿２＝｜Ｖ２５０１−Ｖ２５０３｜となる。
【０１５７】
対応領域決定部１７１１は、吸収特性評価保持部１７１０が保持する評価値Ｈ＿ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）のうち、最も小さい評価値を選択する。対応領域決定部１７１１で選択した評価値がＨ＿ｘ（ただし、ｘは、ｎ＝１，２，…，Ｎのうち最も小さい評価値に該当する値。）のとき、第２画像投影領域Ｑｋ＿ｘを、第１画像投影領域Ｐｋの対応領域Ｑｋに対応領域決定部１７１１で決定する。吸収特性一定値が、それぞれ図２５におけるＶ２５０２、Ｖ２５０３で示される値の場合には、評価Ｈ＿１＝｜Ｖ２５０１−Ｖ２５０２｜、評価Ｈ＿２＝｜Ｖ２５０１−Ｖ２５０３｜のうち、小さな値であるＨ＿１を対応領域決定部１７１１で選択し、第２画像投影領域Ｑｋ＿２を第１画像投影領域Ｐｋの対応点Ｑｋに対応領域決定部１７１１で決定する。
【０１５８】
対応付け制御部１７０１は、対応付け部１０７を構成する各部を用いて対応付けを行うように制御する部である。図２７は、対応付け制御部１７０１が行う処理の流れを示すフローチャートである。
【０１５９】
ステップＳ１４０１で、対応付け制御部１７０１は処理を開始する。
【０１６０】
次に、ステップＳ１４０２で、対応付け制御部１７０１は、被撮像物細線化画像保持部１０６より第１被撮像物細線化画像１１０１Ｔを取得する。
【０１６１】
次に、対応付け制御部１７０１は、ステップＳ１４０２で取得した第１被撮像物細線化画像１１０１Ｔにおける被撮像物領域の黒色の点に対して、ステップＳ１４０４からＳ１４１５の処理を行う。以下の説明では、黒色の点を第１画像投影点Ｐｋ（ｋ＝１，２，…，Ｋ：ただし、Ｋは黒色の点の数）と呼ぶ。
【０１６２】
まず、ステップＳ１４０６で、対応付け制御部１７０１は、第２画像投影領域取得部１７０５を用いて、第１画像投影点Ｐｋに対する第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を取得し、取得した第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）の座標を第２画像投影領域保持部１７０６に格納する。
【０１６３】
次に、ステップＳ１４０６１で、対応付け制御部１７０１は、第１画像投影領域取得部１７０２Ｃを用いて、第１画像投影点Ｐｋに対する第１画像投影領域Ｐｋを取得し、取得した第１画像投影領域Ｐｋの座標を第１画像投影領域保持部１７０３Ｃに格納する。
次に、ステップＳ１４０７で、対応付け制御部１７０１は、吸収特性取得部１７０７を用いて、第１画像投影領域Ｐｋと第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）との吸収特性をそれぞれ取得し、吸収特性保持部１７０８に格納する。
【０１６４】
ステップＳ１４０８で、対応付け制御部１７０１は、吸収特性一定値取得部１７３１を用いて、第１画像投影領域Ｐｋと、第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）の吸収特性一定値をそれぞれ取得し、吸収特性一定値保持部１７３２にそれぞれ格納する。
次に、ステップＳ１４０９で、対応付け制御部１７０１は、吸収特性評価部１７０９を用いて、第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）の評価値（すなわち、第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）の吸収特性一定値と、第１画像投影領域Ｐｋの吸収特性一定値との差分の絶対値）を評価値として取得し、吸収特性評価保持部１７１０に格納する。
【０１６５】
次に、ステップＳ１４１０で、対応付け制御部１７０１は、対応領域決定部１７１１を用いて、第１画像投影領域Ｐｋの対応領域Ｑｋを決定する。すなわち、吸収特性評価保持部１７１０が保持する評価値Ｈ＿ｎのうち、最も値が低い評価値となる第２画像投影領域Ｑｋ＿ｘを対応領域決定部１７１１で選択する。また、対応領域決定部１７１１において、最も低い評価値Ｈｋを、対応領域Ｑｋの評価値とする。
【０１６６】
次に、ステップＳ１４１１で、対応付け制御部１７０１は、第１画像投影点Ｐｋの座標と、対応領域Ｑｋの座標と、対応領域Ｑｋの評価値Ｈｋとを対応情報保持部１０８に格納して、ステップＳ１４０４から始まった処理を終了する。
次に、ステップＳ１４９９で、対応付け制御部１７０１は処理を終了する。
【０１６７】
対応情報保持部１０８は、対応付け部１０７が取得した、第１画像投影領域Ｐｋ（ｋ＝１，２，…，Ｋ：Ｋは第１画像投影点の数）の重心の座標と、対応領域Ｑｋ（ｋ＝１，２，…，Ｋ）の重心の座標と、対応領域Ｑｋの評価値Ｈｋ（ｋ＝１，２，…，Ｋ）とを格納する部である。図２８は、対応情報保持部１０８のデータ構造を示す。初期状態では、対応情報保持部１０８が保持する組合せの数は０個であるが、対応付け制御部１７０１のステップＳ１４１１の処理が行われる度に、一行ずつデータが追加される。
【０１６８】
三次元位置取得部１０９は、対応情報保持部１０８が保持するそれぞれの行の第１画像投影領域Ｐｋの重心の座標と、それぞれの行の対応領域Ｑｋの重心の座標とを用いて、三角測量の原理を用いて、三次元上の三次元点Ｊｋの三次元位置の座標を算出し、算出した三次元点Ｊｋ（ｋ＝１，２，…，Ｋ）の座標を、三次元位置保持部１１０に格納する。
【０１６９】
三次元位置保持部１１０は、三次元位置取得部１０９が復元した三次元点Ｊｋ（ｋ＝１，２，…，Ｋ）の座標を保持する。図２９は、三次元位置保持部１１０のデータ構造を示す図である。Ｋ行目（ｋ＝Ｋ）には、（ＪＫ＿Ｘ、ＪＫ＿Ｙ、ＪＫ＿Ｚ）を保持する。ＪＫ＿Ｘ、ＪＫ＿Ｙ、ＪＫは、それぞれ、三次元点ＪＫのＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標を示す。
【０１７０】
表示画面生成部１１１は、三次元位置保持部１１０が保持する三次元点Ｊｋ（ｋ＝１，２，…，Ｋ）の三次元位置を基に、各三次元点Ｊｋ（ｋ＝１，２，…，Ｋ）を表示するＣＧ（コンピュータグラフィックス）の画面を生成する。図３０は、表示画面生成部１１１が生成する表示画面の一例を示す図である。なお、ここでの三次元表示は表示方法の一例として、各三次元点を球として表示する場合を示すが、他の表示方法であっても構わない。たとえば、前後する３次元点を円柱で繋いでポリゴンとして表示するなどであっても構わない。
【０１７１】
表示部１１２は、表示画面生成部１１１が生成した画面を表示する。具体的には、表示部１１２の例は、ディスプレイ装置、又は、プロジェクター投影装置等の表示装置である。
【０１７２】
＜形状復元装置１の処理の流れ＞
図３１は、形状復元装置１が行う処理のフローチャートを示す。
【０１７３】
まず、ステップＳ１９０１で、形状復元装置１は処理を開始する。すなわち、操作者は、入力ＩＦ１１４を用いて撮影開始の指示を形状復元装置１にすると共に、血管１２０１に造影剤の注入を開始する。
【０１７４】
次に、ステップＳ１９０２で、Ｘ線画像取得部１１３は、第１画像１１０１を取得する。すなわち、入力ＩＦ１１４の指示を受けて、Ｘ線画像取得部１１３は画像取得を開始する。具体的には、Ｘ線撮像装置１０１によって血管１２０１を第１の撮影位置（第１の位置又は第１の撮影角度）から時系列的に撮影して、第１画像１１０１を取得する。その後、取得開始から一定時間経過した後、操作者は、入力ＩＦ１１４を用いて撮影終了を形状復元装置１に指示し、Ｘ線画像取得部１１３は撮影を終了する。取得した画像は、Ｘ線画像保持部１０３に保持する。
次に、ステップＳ１９０２１において、移動指示部１０２は、アーム２０４又は寝台２０１を移動する指示を機構制御部２０５に出力する。機構制御部２０５は、移動指示部１０２からの移動指示に基づいて、機構部２０６を制御して、アーム２０４又は寝台２０１を、Ｘ線撮像装置１０１の撮影位置が第１の撮影位置から第２の撮影位置となるように、相対的に移動させる。
次に、ステップＳ１９０２２で、Ｘ線画像取得部１１３は、第２画像１１０２を取得する。取得方法はステップＳ１９０２と同様である。具体的には、Ｘ線撮像装置１０１によって血管１２０１を第２の撮影位置（第２の位置又は第２の撮影角度）から時系列的に撮影して、第２画像１１０２を取得する。取得した画像は、Ｘ線画像保持部１０３に保持する。
【０１７５】
次に、ステップＳ１９０３で、被撮像物領域取得部１０５は、前述した被撮像物領域取得部１０５の処理を行う。すなわち、被撮像物領域取得部１０５は、Ｘ線画像保持部１０３が保持する画像に基づいて、第１被撮像物細線化画像１１０１Ｔと、第２被撮像物細線化画像１１０２Ｔとを取得し、被撮像物細線化画像保持部１０６に格納する。
【０１７６】
次に、ステップＳ１９０４で、対応付け部１０７は、前述の対応付け部１０７の処理を行う。すなわち、対応付け部１０７は、被撮像物細線化画像保持部１０６に保持された第１被撮像物細線化画像１１０１Ｔと第２被撮像物細線化画像１１０２Ｔとを基に、第１被撮像物細線化画像１１０１Ｔの各第１画像投影領域Ｐｋ（ｋ＝１，２，…，Ｋ）の対応領域Ｑｋを決定し、対応情報保持部１０８に対応情報を格納する。
次に、ステップＳ１９０５で、三次元位置取得部１０９は、前述の三次元位置取得部１０９の処理を行う。すなわち、三次元位置取得部１０９は、対応情報保持部１０８に保持する情報より、第１被撮像物細線化画像１１０１Ｔの各第１画像投影領域Ｐｋ（ｋ＝１，２，…，Ｋ）に対して、三次元点Ｊｋの三次元位置の座標を算出し、三次元位置保持部１１０に格納する。
【０１７７】
次に、ステップＳ１９０６で、表示画面生成部１１１は、三次元位置保持部１１０に保持された三次元点Ｊｋの三次元位置を基に、各三次元点Ｊｋ（ｋ＝１，２，…，Ｋ）を表示するＣＧの画面を生成する。
【０１７８】
次に、ステップＳ１９０７で、表示部１１２は、表示画面生成部１１１が生成した表示画面を表示する。
その後、ステップＳ１９０８で一連の処理を終了する。
【０１７９】
＜形状復元装置１が行う処理の原理＞
血管１２０１に造影剤を投入すると、血管１２０１上の三次元点Ｊｋに存在する造影剤の量は、時間と共に変化する。そのとき、三次元点Ｊｋを含む血管断面を撮影した第１画像投影領域Ｐｋ、及び、対応領域Ｑｋの吸収特性も変化する。
【０１８０】
まず、血管１２０１上の三次元点Ｊｋを含む血管断面の吸収特性の変化について説明する。ある三次元点Ｊｋを含む血管断面における吸収特性の変化を図３２に示す。造影剤を血管１２０１に投入する前（時刻Ｔ２より前の時間）は、造影剤は血管１２０１に流れていない。時刻Ｔ２で造影剤の血管１２０１への噴出を開始すると、時刻Ｔ２より造影剤が血管１２０１に徐々に流れ始める。造影剤を噴出した位置に近い血管における吸収特性は、時刻Ｔ２では吸収特性が小さな値となり、造影剤を噴出した位置から遠い血管における吸収特性は、時刻Ｔ２では吸収特性が大きな値となる。やがて、時刻Ｔ３で吸収特性は一定値Ｖ３４となる。造影剤の噴出を停止すると（又は、徐々に減らしていくと）、時刻Ｔ４より、やがて、吸収特性が徐々に減少していき、時刻Ｔ５で造影剤が血管１２０１に流れていない状態になる。
カテーテルを血管１２０１内の同じ位置に固定し、同じ濃度の造影剤を一定時間注入する操作を複数回行なった場合、Ｔ２〜Ｔ５の時間は操作ごとに、ずれが生じる。これは、血管１２０１に流体である血液が流れており、そこに流体である造影剤が混入していくため、毎回、同じ広がり方にはならないためである。また、脈動などの生体の作用によって変化が生じすることが考えられる。しかし、Ｖ３４の値、すなわち吸収特性が一定となる値自体には、大きな変化は生じない。そこで、形状復元装置１は、第１画像投影領域Ｐｋの吸収特性、及び、第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）の吸収特性をそれぞれ時系列的に吸収特性取得部１７０７で取得する。そして、それぞれの時系列の吸収特性において吸収特性が一定となる吸収特性一定値を吸収特性一定値取得部１７３１で取得する。そして、吸収特性一定値同士の類似性を吸収特性評価部１７０９で評価して、第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎの中から対応領域Ｑｋを対応領域決定部１７１１で決定する。
【０１８１】
＜第２実施形態の効果＞
本手法にかかる画像領域対応付け装置１００Ｂ及び３次元モデル生成装置１６，１６Ｂでは、一台のＸ線撮像部１０１のみで異なる時間に２方向から撮影した２つの撮影画像を用いて、血管１２０１のＸ線画像の複数の画像領域の対応付けを行って血管１２０１の３次元再構成を行なうことができる。
【０１８２】
（第２実施形態の変形例１）
第２実施形態では、エピポーラ平面に血管１２０１のみが存在する場合を説明している。第２実施形態の変形例１では、血管以外にＸ線を吸収する物体がエピポーラ平面に存在する場合を説明する。図３３及び図３４は、被撮像物体Γが存在するエピポーラ平面を示す。図３３は、造影剤が注入される前の状態であり、図３４は、造影剤が注入された後の状態を示す。
【０１８３】
図３３の第１画像投影領域Ｐｋを構成する各画素ｐｋ＿ｂにおいて、画素ｐｋ＿ｂの強度をＩ＿ｂ＿０とし、画素ｐｋ＿ｂに到達するＸ線が通過する被撮像物体Γの厚さをｄΓ＿ｂとし、被撮像物体Γの線減弱係数をμΓ［ｃｍ−１］とすると、式１５が成立する。
【０１８４】
【数１３】
2016159117.tif 000015
・・・・・（式１５）
【０１８５】
両辺の対数を取り、ｂ＝１，２，…，Ｂの合計を吸収特性取得部１７０７で算出すると、式１６が成立する。
【０１８６】
【数１４】
2016159117.tif 000016
・・・・・（式１６）
【０１８７】
図３４の第１画像投影領域Ｐｋを構成する各画素ｐｋ＿ｂにおいて、画素ｐｋ＿ｂの強度をＩ＿ｂ＿ｔとすると、式１７が成立する。
【０１８８】
【数１５】
2016159117.tif 000017
・・・・・（式１７）
【０１８９】
両辺の対数を取り、ｂ＝１，２，…，Ｂの合計を吸収特性取得部１７０７で算出すると、式１８が成立する。
【０１９０】
【数１６】
2016159117.tif 000018
・・・・・（式１８）
【０１９１】
式１６を用いて、式１８の右辺の第１項、第２項を置き換えて、式１９が成立する。
【０１９２】
【数１７】
2016159117.tif 000019
・・・・・（式１９）
【０１９３】
式１９を変形して、式２０が成立する。
【０１９４】
【数１８】
2016159117.tif 000020
・・・・・（式２０）
【０１９５】
式２０の左辺は、吸収特性の定義であり、式２０を用いても吸収特性を吸収特性取得部１７０７で算出できることが分かる。右辺第１項は、第１画像投影領域Ｐｋを構成する点の時刻０での輝度の対数の和として、吸収特性取得部１７０７で算出する。第２画像投影領域Ｑｋについても、同様に式２１を用いて、吸収特性を吸収特性取得部１７０７で算出することが出来る。
【０１９６】
【数１９】
2016159117.tif 000021
・・・・・（式２１）
【０１９７】
なお、ここでは、時刻０には、三次元領域Ｊｋに造影剤が全く無い場合を説明しているが、造影剤がある場合においても、時刻０からの吸収特性の増加量を式２０及び式２１を用いて、吸収特性取得部１７０７で算出することが出来る。
【０１９８】
なお、変形例１における吸収特性取得部１７０７は、第１の時刻に前記投影領域（第１の画像領域又は複数の第２の画像領域それぞれ）の各画素で取得したＸ線の強度の対数の値同士を加算した値（対数和）と、第１の時刻とは異なる第２の時刻に前記投影領域の各画素で取得したＸ線の強度の対数の値同士を加算した値（対数和）との、差を算出して、前記投影領域（第１の画像領域又は複数の第２の画像領域それぞれ）の前記吸収特性とする。変形例１の装置を用いれば、撮影画像中に骨などのＸ線画像中に輝度変化をもたらす物体が撮影される場合にも、血管を再構成することが出来る。
【０１９９】
（第２実施形態の変形例２）
第２実施形態では、式１２及び式１３を吸収特性の定義としているが、第２実施形態の変形例２では、他の方法で吸収特性を定義する。
【０２００】
第２実施形態の式１０の両辺を強度Ｉ０で割ると、式２２が成り立つ。
【０２０１】
【数２０】
2016159117.tif 000022
・・・・・（式２２）
【０２０２】
式２２は、ｂ＝１，２，…，Ｂの場合にも成立し、左辺同士の積と、右辺同士の積とが等しくなることより、式２３が成立する。
【０２０３】
【数２１】
2016159117.tif 000023
・・・・・（式２３）
【０２０４】
更に式２３を変形すると、式２４が成立する。ここで、記号Πは、各要素の積を示す演算子である。
【０２０５】
【数２２】
2016159117.tif 000024
・・・・・（式２４）
【０２０６】
また、第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎを構成する各画素ｑｋ＿ｎ＿ａｎに対しても式２１は成立し、画素ｑｋ＿ｎ＿ａｎの強度をＩ＿ａｎとし、画素ｑｋ＿ｎ＿ａｎに到達するＸ線が通過する三次元領域Ｊｋの厚さをｄ＿ａｎとすると、同様に式２５が成立する。
【０２０７】
【数２３】
2016159117.tif 000025
・・・・・（式２５）
【０２０８】
式２４において、Σｄ＿ｂは、三次元領域Ｊｋの断面積である。また、第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎが第１画像投影領域Ｐｋの対応点であるとき、式２５において、Σｄ＿ａｎも、三次元領域Ｊｘの断面積となり、式２４の値と式２５の値とは等しくなる。
【０２０９】
変形例２では、式２４の値を吸収特性λ＿ｐｋとし、式２５の値をλ＿ｑｋ＿ｎとする。
【０２１０】
吸収特性λ＿ｐｋは、第１画像投影領域Ｐｋの各画素ｐｋ＿ｂ（ｂ＝１，２，…，Ｂ）における輝度Ｉ＿ｂを強度Ｉ０で割った値の積として、吸収特性取得部１７０７で算出する。
【０２１１】
なお、変形例２における吸収特性取得部１７０７は、投影領域（第１の画像領域又は複数の第２の画像領域それぞれ）の各画素で取得した第１の位置でのＸ線撮像装置１０１Ａより照射されたＸ線の強度同士の積を、第１又は第２Ｘ線発生装置２０２Ａ又は２０２Ｂが発生したＸ線の強度を、当該投影領域の画素数で乗じた値で割った値を算出し、算出した値より、前記投影領域（第１の画像領域又は複数の第２の画像領域それぞれ）の吸収特性の一例としての吸収量とする。
（第２実施形態の変形例３）
第２実施形態の変形例３では、変形例１と同様に、血管以外にＸ線を吸収する物体がエピポーラ平面に存在する場合を説明する。
【０２１２】
図３３の第１画像投影領域Ｐｋを構成する各画素ｐｋ＿ｂにおいて、画素ｐｋ＿ｂの強度をＩ＿ｂ＿０とし、画素ｐｋ＿ｂに到達するＸ線が通過する被撮像物体Γの厚さをｄΓ＿ｂとし、被撮像物体Γの線減弱係数をμΓ［ｃｍ−１］とすると、式２６が成立する。
【０２１３】
【数２４】
2016159117.tif 000026
・・・・・（式２６）
【０２１４】
ｂ＝１，２，…，Ｂにおいて式２６が成立し、左辺同士の積と、右辺同士の積とを吸収特性取得部１７０７で算出すると、式２７が成立する。
【０２１５】
【数２５】
2016159117.tif 000027
・・・・・（式２７）
【０２１６】
吸収特性取得部１７０７において、図３４の第１画像投影領域Ｐｋを構成する各画素ｐｋ＿ｂにおいて、画素ｐｋ＿ｂの強度をＩ＿ｂ＿ｔとすると、式１７が成立し、両辺を強度Ｉ０で割り、ｂ＝１，２，…，Ｂにおいて式１７が成立し、左辺同士の積と、右辺同士の積とを算出すると、式２８が成立する。
【０２１７】
【数２６】
2016159117.tif 000028
・・・・・（式２８）
【０２１８】
式２７及び式２８より、式２９が成立する。
【０２１９】
【数２７】
2016159117.tif 000029
・・・・・（式２９）
【０２２０】
式２９の右辺は、変形例１における吸収特性の定義であり、式２９を用いても、吸収特性を吸収特性取得部１７０７で算出できることが分かる。左辺は、第１画像投影領域Ｐｋを構成する点ｐｋ＿ｂ（ｂ＝１，２，…，Ｂ）の「時刻ｔでの輝度を時刻０での輝度で割った値」の積として算出する。すなわち、画像取得部１１３で、互いに異なる第１の所定時刻及び第２の所定時刻について、第１画像及び第２画像で構成される画像セットを取得したのち、吸収特性取得部１７０７は、第１の所定時刻において投影領域（第１の画像領域又は複数の第２の画像領域それぞれ）の各画素にて取得した第１の位置でのＸ線撮像装置１０１Ａより照射されたＸ線の強度同士の積を、第２の所定時刻において当該投影領域（第１の画像領域又は複数の第２の画像領域それぞれ）の各画素にて取得した第１の位置又は第２の位置でのＸ線撮像装置１０１Ａ又は１０１Ｂより照射されたＸ線の強度同士の積にて割った値を求める。吸収特性取得部１７０７は、この割った値より、前記投影領域におけるＸ線の吸収量を吸収特性として取得することができる。
【０２２１】
なお、ここでは、時刻０には、三次元領域Ｊｋに造影剤が全く無い場合を説明しているが、造影剤がある場合においても、時刻０からの吸収特性の増加量を、式２０及び式２１を用いて、吸収特性取得部１７０７で算出することが出来る。
【０２２２】
なお、変形例３における吸収特性取得部１７０７は、第１の時刻に投影領域の各画素で取得したＸ線の強度の値同士の積を、第２の時刻に投影領域の各画素で取得したＸ線の強度の値同士の積で、割った値を算出し、吸収特性とする。変形例１の装置を用いれば、撮影画像中に骨などのＸ線画像中に輝度変化をもたらす物体が撮影される場合にも、血管を再構成することが出来る。
【０２２３】
なお、吸収特性一定値取得部１７３１は、吸収特性（例えば吸収量）が一定となったときの値の替わりに、吸収特性の最大値を吸収特性一定値として用いることもできる。ここで、吸収特性（吸収量）が一定とは、一例としての所定時間である０．１〜０．２秒程度の間隔で血管のＸ線吸収特性（Ｘ線吸収量）を取得し、取得したＸ線吸収特性（Ｘ線吸収量）の変化率が、一定（第１閾値又は第２閾値以下の範囲内）となる吸収特性（吸収量）のことを意味する。また、吸収特性の最大値とは、画像領域を撮影してから撮影終了するまでの間で、画像領域の吸収特性が最大の値となる値のことを意味する。
また、第２実施形態では、血管１２０１に造影剤を注入する濃度は、１回目と２回目とで同じ濃度としている。ここでは、１回目に注入する造影剤濃度Ｖ１と、２回目に注入する造影剤濃度Ｖ２との比を、Ｖ１：Ｖ２とする。Ｖ１＜Ｖ２のとき、２回目に注入する造影剤濃度の方が高くなる。
そこで、第２Ｘ線吸収量変化率取得部１３は、第２Ｘ線吸収量が一定となる値（吸収量変化率）に（Ｖ１／Ｖ２）を乗じた値を、第２吸収特性一定値（第２Ｘ線吸収量変化率）とする。
なお、第１Ｘ線吸収量変化率取得部１２は、第１Ｘ線吸収量が一定となる値（吸収量変化率）に、（Ｖ２／Ｖ１）を乗じた値を、第１吸収特性一定値（第１Ｘ線吸収量変化率）とする構成であっても構わない。
【０２２４】
（第３実施形態）
第３実施形態では、１台のＸ線撮像部１０１（１０１Ａ、１０１Ｂ）で撮影した画像において、複数本の血管１２０１が重なって１本に見える場合の血管１２０１の形状復元を行う形状復元装置１Ｃを説明する。
【０２２５】
Ｘ線撮像部１０１（１０１Ａ、１０１Ｂ）で撮影した画像において、２本の血管１２０１が重なって見える場合のエピポーラ断面を図３５に示す。第２の位置のＸ線撮像部１０１ＢのＸ線発生部２０２Ｂで発生して血管１２０１の三次元点Ｊｋ＿１を通過したＸ線は、更に、別の血管１２０１の三次元点Ｊｋ＿２を通過して第２画像投影領域Ｑｋ＿１に到達する。Ｘ線撮像部１０１ＢのＸ線発生部２０２Ｂで発生して三次元点Ｊｋ＿３を通過したＸ線は、第２画像投影領域Ｑｋ＿２に到達する。一方、第１の位置のＸ線撮像部１０１ＡのＸ線発生部２０２Ａで発生して三次元点Ｊｋ＿１を通過したＸ線は、撮影画像上の第１画像投影点Ｐｋ＿１に投影される。Ｘ線発生部２０２Ａで発生して三次元点Ｊｋ＿２を通過したＸ線は、撮影画像上の第１画像投影点Ｐｋ＿２に投影される。Ｘ線撮像部１０１のＸ線発生部２０２Ａで発生して三次元点Ｊｋ＿３を通過したＸ線は、撮影画像上の第１画像投影点Ｐｋ＿３に投影される。
【０２２６】
図３６は、図３５の第１画像投影領域Ｐｋ＿１、Ｐｋ＿２、第２画像投影領域Ｑｋ＿１の吸収特性をそれぞれ示す図である。図３６において、グラフの横軸は時刻であり、１メモリは３３ｍｓｅｃである。グラフの縦軸は、吸収特性である。図３６において、一点鎖線６２０４は、第２画像投影領域Ｑｋ＿１の吸収特性変化のグラフである。点線６２０３は、第１画像投影領域Ｐｋ＿１の吸収特性のグラフである。太線６２０１は、第１画像投影領域Ｐｋ＿２の吸収特性のグラフである。血管１２０１が重なった事で、第２画像投影領域Ｑｋ＿１のグラフ６２０４には吸収特性一定値が２つある。そのうち、より低い値の吸収量一定値Ｖ４３０２は第１画像投影領域Ｐｋ＿２の吸収特性一定値Ｖ４３０３と一致するが、より高い値の吸収量一定値Ｖ４３０１は、どの画像投影領域の吸収量一定値とも一致しない。
【０２２７】
しかし、（より高い値の）吸収特性一定値Ｖ４３０１は、吸収特性一定値Ｖ４３０３と吸収特性一定値Ｖ４３０４の合計と一致する。
【０２２８】
そこで、第３実施形態における形状復元装置１Ｃでは、複数の第１画像投影領域の吸収特性一定値の和と、第２画像投影領域の（より高い値の）吸収特性一定値とを、吸収特性評価部１７０９で比較して、両者の対応付けを行う。図３５の場合では、第１画像投影領域Ｐｋ＿１と第１画像投影領域Ｐｋ＿２との吸収特性一定値の合計と、第２画像投影領域Ｑｋ＿１の吸収特性一定値とを吸収特性評価部１７０９で比較する。図３６において、実線６２０２は、第１画像投影領域Ｐｋ＿１の吸収特性の値（グラフ６２０３）に第１画像投影領域Ｐｋ＿２の吸収特性の値（グラフ６２０１）を加えた合計の吸収特性のグラフである。実線６２０２は、一点鎖線６２０４と同様の増減の傾向をしている。また、値Ｖ４３０４（グラフ６２０３の第１画像投影領域Ｐｋ＿１の吸収特性一定値）と値Ｖ４３０３（グラフ６２０１の第１画像投影領域Ｐｋ＿２の吸収特性一定値）の和である値Ｖ４３０５は、値Ｖ４３０１（第２画像投影領域Ｑｋ＿１の遅い時刻の吸収特性一定値）とほぼ等しい値となる。
【０２２９】
なお、以降の説明では、記述を簡略化するために、吸収特性評価部１７０９において、第１画像投影領域Ｐｋ＿ｘと第１画像投影領域Ｐｋ＿ｙとの吸収特性一定値の合計と、第２画像投影領域Ｑｋ＿ｚの吸収特性一定値とを比較対象とする場合、［｛ｘ、ｙ｝、｛ｚ｝］をグループとして比較する、と記述する。
【０２３０】
さて、図３５で示した血管１２０１は、Ｘ線撮像部１０１で撮影した画像で、第１画像投影領域Ｐｋ＿１〜Ｐｋ＿３に投影され、Ｘ線撮像部１０１で撮影した画像では、第２画像投影領域Ｑｋ＿１〜Ｑｋ＿２に投影される。図３５の場合以外にも、投影される位置が図３５の場合と同じ位置になる血管が考えられる。具体的には、三次元点Ｊｋ＿１〜Ｊｋ＿３が図３７〜図４１の位置にある場合にも、同様の位置に第１画像投影領域及び第２画像投影領域が出現する。（実際には、これら以外の特殊な配置もありえるが、ここでは省略して考える。）形状復元装置１Ｃは、これらの血管の中から、形状復元対象となる血管の投影点の対応点の組合せを抽出し、血管の形状復元を正しく行うことができる。
【０２３１】
＜第３実施形態の構成＞
図４２は、第３実施形態における形状復元装置１Ｃの構成を示す図である。第２実施形態における対応付け部１０７の替わりに、対応付け部１０７Ｃを用いる。図４３は、対応付け部１０７Ｃの構成を示す図である。
【０２３２】
対応付け部１０７Ｃは、第２画像投影領域取得部１７０５と、第２画像投影領域保持部１７０６と、第１画像投影領域取得部１７０２と、第１画像投影領域保持部１７０３と、グループ分け取得部５２０３と、グループ分け保持部５２０４と、グループ分け評価部５２０７と、グループ分け評価保持部５２０８と、対応領域決定部５２０９とを有する。
【０２３３】
第１画像投影領域取得部１７０２は、被撮像物細線化保持部１０６が保持する第１被撮像物細線化画像１１０１Ｔの第１画像投影点Ｐｋを通るエピポーラ平面と、第１被撮像物細線化画像１１０２Ｔとの交線（エピポーラ線）の第１画像投影領域Ｐｋ＿ｍ（ｍ＝１，２，…，Ｍ）の位置を取得し、第１画像投影領域保持部１７０３に格納する。ただし、第１画像投影点Ｐｋ＿０は、第１画像投影点Ｐｋと同じとする。
【０２３４】
第１画像投影領域取得部１７０２の処理についての具体的な方法を説明する。まず、式３０を用いてエピポーラ線Ｌ１のパラメータｌ１を算出する。
【０２３５】
【数２８】
2016159117.tif 000030
・・・・・（式３０）
【０２３６】
式３０で、Ｆは式６で算出したファンダメンタル行列と呼ばれる行列であり、ＦＴはファンダメンタル行列Ｆの転置行列を示す。ｍは、第２画像投影領域保持部１７０６より取得した任意の投影点（第２画像投影領域）Ｑｋ＿ｎの座標である。
【０２３７】
算出されたエピポーラ線Ｌ１のパラメータｌ１を（ａ，ｂ，ｃ）Ｔとしたとき、エピポーラ線Ｌ１は、ａｘ＋ｂｙ＋ｃ＝０となる。算出したエピポーラ線Ｌ１と、第１被撮像物細線化画像１０１１Ｔとの交点の座標の取得の仕方は、第２画像投影領域取得部１７０５の場合と同様であり、説明を省略する。
【０２３８】
第１画像投影領域保持部１７０３は、第１画像投影領域取得部１７０２が取得した第１画像投影領域Ｐｋ＿ｍ（ｍ＝１，２，…，Ｍ）の座標を保持する部である。
以降の説明では、第１画像投影領域Ｐｋ＿ｍを構成する各画素をｐｋ＿ｂ＿ｂｍ（ｂｍ＝１，２，…，Ｂｍ：ただし、Ｂｍは、第１画像投影領域Ｐｋ＿ｍを構成する画素数）と呼ぶ。
【０２３９】
グループ分け取得部５２０３は、第１画像投影領域Ｐｋ＿ｍ（ｍ＝１，２，…，Ｍ）と第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）とを組み合わせたグループＧを生成するためのグループ分けを生成する。例えば、ｍ＝３、ｎ＝２の場合は、図４４の６通りのグループ分けを生成する。図４４の１列目には、グループ分けの番号（ｎ＝１，２，…，Ｎ）、２列目にはグループ分けの結果、３列目には、対応するエピポーラ断面の図の番号を示す。
【０２４０】
図４５はグループ分け取得部５２０３の構成を示す図である。グループ分け取得部５２０３は、グループ分け制御部７２０１と、グループ分け本体部７２０２と、二グループ分け部７２０３とを有する。
【０２４１】
二グループ分け部７２０３は、グループ分け本体部７２０２により指定されたグループを、２つのグループに分ける組合せを生成して、グループ分け本体部７２０２に出力する。
【０２４２】
具体例として、グループ分け本体部７２０２により、グループＧ＝｛｛Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３｝、｛Ｓ１、Ｓ２｝｝が二グループ分け７２０３に与えられたときの二グループ分け動作について説明する。２つのグループ（グループＧ０とグループＧ１）に分ける組合せの表を図４６に示す。図４６の表の各行は１つの組合せを示す。各列には、集合の各要素がどのグループに属するかを示す数値を記載している。「０」の場合には、グループＧ０に割り当てられることを示し、「１」の場合にはグループＧ１に割り当てられることを示す。例えば１行目の組合せでは、Ｓ２はグループＧ１であり、それ以外の識別子Ｆ１〜Ｓ１はグループＧ０に割り当てられることを示す。なお、図４６に示すように、集合Ｇの一つ目の要素に割り当てられるグループをグループＧ０とする。
【０２４３】
要素の合計がＮ個のとき、グループ分けの組合せは、２＾（Ｎ―１）−１、すなわち、２（Ｎ―１）−１となり、１番から２＾（Ｎ−１）−１番までの番号の組合せが生成される。ここで、演算子「＾」はべき乗演算を示す。図４６の表で、右端からＵ列目の値は、（番号）％（２＾Ｕ）となる。
【０２４４】
図４７は、グループ分けによって生じるグループをグループ０とグループ１とに分け、要素群毎に記載した例である。
【０２４５】
グループ分け制御部７２０１は、第１画像投影領域保持部１７０３が保持する第１画像投影領域の数Ｍと、第２画像投影領域保持部１７０６が保持する投影領域の数Ｎとを取得し、第１要素群｛１，２，…，Ｍ｝と第２要素群｛１，２，…，Ｎ｝とを引数として、後述のグループ分け本体部７２０２を実行し、グループ分け本体部７２０２で取得したグループ分けをグループ分け保持部５２０４に格納する。
【０２４６】
グループ分け本体部７２０２は、指定された第１要素群Ｆ｛Ｆ＿１，Ｆ＿２，…，Ｆ＿Ｍ｝と第２要素群Ｓ｛Ｓ＿１，Ｓ＿２，…，Ｓ＿Ｎ｝とをグループ分けする処理を行う。グループ分け本体部７２０２は、指定された要素を、以下の条件を満たすグループに分ける。
【０２４７】
条件１：一つの要素は、必ず一つのグループに属する。また、一つの要素は、複数のグループに属さない。
【０２４８】
条件２：一つのグループには、１つ以上の第１要素群の要素と、１つ以上の第２要素群の要素とを含む。
【０２４９】
条件３：どのグループも、第１要素群の要素が一つであるか、又は、第２要素群の要素が一つである。
【０２５０】
図４８は、グループ分け本体部７２０２が行う処理の流れを示すフローチャートである。
【０２５１】
まず、ステップＳ５４０１で、グループ分け本体部７２０２は、指定された第１要素群Ｆ｛Ｆ＿１，Ｆ＿２，…，Ｆ＿Ｍ｝と第２要素群Ｓ｛Ｓ＿１，Ｓ＿２，…，Ｓ＿Ｎ｝とに対してグループ分けの処理を開始する。
【０２５２】
次に、ステップＳ５４０２で、グループ分け本体部７２０２は、第１要素群の要素の数Ｍの値が「０」であるか、又は、第２要素群の要素の数Ｎが「０」であるか否かを判定する。グループ分け本体部７２０２は、どちらか一方でも「０」であったと判定した場合には、ステップＳ５４９９に分岐して、処理を終了する。それ以外の場合には、ステップＳ５４０３に分岐する。
【０２５３】
次に、ステップＳ５４０３で、グループ分け本体部７２０２は、第１要素群の要素の数Ｍの値が「１」であるか、又は、第２要素群の要素の数Ｎが「１」であるか否かを判定する。グループ分け本体部７２０２は、どちらか一方でも「１」であったと判定した場合には、ステップＳ５４０４に分岐し、それ以外の場合にはステップＳ５４１１に分岐する。
【０２５４】
次に、ステップＳ５４０４で、グループ分け本体部７２０２は、第１要素群の全ての要素｛Ｆ＿１，Ｆ＿２，…，Ｆ＿Ｍ｝と、第２要素群の全ての要素｛Ｓ＿１，Ｓ＿２，…，Ｓ＿Ｎ｝とをグループとする。そして、グループ分け本体部７２０２は、そのグループ［｛Ｆ＿１，Ｆ＿２，…，Ｆ＿Ｍ｝と、｛Ｓ＿１，Ｓ＿２，…，Ｓ＿Ｎ｝］とを、グループ分け本体部７２０２の処理結果として出力し、ステップＳ５４９９で処理を終了する。
【０２５５】
例えば、グループ分け本体部７２０２は、第１要素群Ｆが｛１，２｝で、第２要素群Ｓが｛１｝のとき、グループ［｛１，２｝、｛１｝］を出力する。また、例えば、グループ分け本体部７２０２は、第１要素群Ｆが｛１｝で、第２要素群Ｓが｛２｝のとき、グループ［｛１｝、｛２｝］を出力する。
【０２５６】
ステップＳ５４１１で、グループ分け本体部７２０２は、二グループ分け部７２０３の処理を実行する。具体的には、例えば、グループ分け本体部７２０２は、図４７の二グループ分けの結果を取得する。
【０２５７】
グループ分け本体部７２０２は、二グループ分け部７２０３を実行して得られたグループ分けの各結果に対して、ステップＳ５４１２からステップＳ５４４４のループ処理を実行する。図４７の場合では、図４７の各行のグループ分けに対して、ステップＳ５４１２からステップＳ５４４４までのループ処理をグループ分け本体部７２０２で行う。
【０２５８】
次に、ステップＳ５４１４で、グループ分け本体部７２０２は、二グループ分けによって生成したグループ０に対して、条件判定を行う。すなわち、以下の条件を満たすか否かをグループ分け本体部７２０２により判定する。
【０２５９】
条件：第１要素群の要素数Ｍが「０」であるか、又は、第２要素群の要素数Ｎが「０」である。
【０２６０】
ステップＳ５４１４の条件を満たすとグループ分け本体部７２０２で判定する場合は、ステップＳ５４４４に分岐し、ステップＳ５４１４の条件を満たさないとグループ分け本体部７２０２で判定する場合は、ステップＳ５４１５に分岐する。
【０２６１】
グループ分け本体部７２０２は、図４７の場合には、番号が、「３，７，１１，１５」のとき、グループ０に要素数が「０」の要素群があるため、ステップＳ５４４４に分岐する。
【０２６２】
グループ分け本体部７２０２は、図４７の場合には、番号が、「１，２，（３，），４，８，１２」のとき、グループ１に要素数が「０」の要素群があるため、ステップＳ５４４４に分岐する。
【０２６３】
グループ分け本体部７２０２は、それら以外の場合、すなわち、「５，６，９，１０，１３，１４」の場合、ステップＳ５４１５に分岐する。
【０２６４】
ステップＳ５４１５で、グループ分け本体部７２０２は、二グループ分けによって生成したグループ０に対して、条件判定を行う。すなわち、以下の条件を満たすか否かをグループ分け本体部７２０２で判定する。
【０２６５】
条件：第１要素群の要素数Ｍが「１」であるか、又は、第２要素群の要素数Ｎが「１」である。
【０２６６】
条件を満たすとグループ分け本体部７２０２で判定する場合は、ステップＳ５４１８に分岐し、条件を満たさないとグループ分け本体部７２０２で判定する場合は、ステップＳ５４４４に分岐する。
【０２６７】
グループ分け本体部７２０２は、図４７の場合には、番号が、「５，６，９，１０，１３，１４」の全ての場合に、ステップＳ５４１８に分岐する。
【０２６８】
ステップＳ５４１８で、グループ分け本体部７２０２は、二グループ分けによって生成したグループ０のグループ分けを生成し、グループ分け保持部５２０４に格納する。その後、ステップＳ５４４４でループ処理を終了したのち、ステップＳ５４９９でグループ分け本体部７２０２の処理を終了する。
【０２６９】
グループ分け本体部７２０２は、図４７の「５，６，９，１０，１３，１４」の場合、ステップＳ５４１８で生成されるグループ分けを図４９に示す。
【０２７０】
以上が、グループ分け本体部７２０２の処理である。
【０２７１】
グループ分け保持部５２０４は、グループ分け取得部５２０３が取得したグループ分けＧｗ（ｗ＝１，２，…，Ｗ：ただし、Ｗはグループ分けの数）の組合せを保持する。グループ分け本体部７２０２のステップＳ５４０４又はステップＳ５４１８が実行される度に、グループ分けが一つ追加される。
【０２７２】
グループ分け評価部５２０７は、グループ分け保持部５２０４が保持する各グループ分けＧｗ（ｗ＝１，２，…，Ｗ）に対する評価値Ｈｗ（ｗ＝１，２，…，Ｗ）を取得し、取得した評価値をグループ分け評価保持部５２０８に格納する。図５０は、グループ分け評価部５２０７の構成を示す図である。グループ分け評価部５２０７は、吸収特性一定値取得部７６０１と、吸収特性一定値保持部７６０２と、類似度算出部１４の一例として機能する評価取得部１７０９Ｄとを有する。
【０２７３】
吸収特性一定値取得部７６０１は、対応付け制御部５２１０により指定されたグループ分けＧｗに属する第１画像投影領域Ｐｋ＿ｍ（ｍ＝１，２，…，Ｍ）に属する全ての領域の吸収特性一定値（吸収量変化率）の合計（第１の和）Ｓｕ１と、第２画像投影領域保持部１７０６が保持する第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）に属する全ての領域の吸収特性一定値（吸収量変化率）との合計（第２の和）Ｓｕ２とを取得する。ここでは、一つの領域に複数の吸収特性一定値がある場合は、より高い値の吸収特性一定値を用いる。例えば、図４９のグループ分けＧ１の場合では、第１画像投影領域Ｐｋ＿１の吸収特性一定値と、第１画像投影領域Ｐｋ＿２の吸収特性一定値との合計がＳｕ１となり、第２画像投影領域Ｑｋ＿２の吸収特性一定値がＳｕ２となる。
【０２７４】
吸収特性一定値保持部７６０２は、吸収特性一定値取得部７６０１が取得した吸収特性一定値を保持する部である。吸収特性一定値保持部７６０２で保持した吸収特性一定値を基に、評価取得部１７０９Ｄは、下記する評価動作（評価算出処理）を行い、評価値Ｈｗ（ｗ＝１，２，…，Ｗ）をグループ分け評価保持部５２０８に出力する。
【０２７５】
評価取得部１７０９Ｄは、グループ分け保持部５２０４が保持する各グループ分けＧｗ（ｗ＝１，２，…，Ｗ）に対する評価値Ｈｗ（ｗ＝１，２，…，Ｗ）を式３１より取得し、取得した評価値Ｈｗをグループ分け評価保持部５２０８に格納する。
Ｈｗ＝｜Ｓｕ１−Ｓｕ２｜          （式３１）
例えば、図４９のグループ分けＧ１の場合では、第１画像投影領域Ｐｋ＿１の吸収特性一定値と、第１画像投影領域Ｐｋ＿２の吸収特性一定値との合計Ｓｕ１から、第２画像投影領域Ｑｋ＿２の吸収特性一定値Ｓｕ２を引いた値の絶対値｜Ｓｕ１−Ｓｕ２｜が、評価値Ｈｗとなる。
グループ分け評価保持部５２０８は、グループ分け評価部５２０７が取得した評価値Ｈｗ（ｗ＝１，２，…，Ｗ）を保持する。
【０２７６】
対応領域決定部５２０９は、グループ分け評価保持部５２０８が保持する評価値のうち、最も小さな値となる評価値Ｈｘ（ただし、ｘは、ｗ＝１，２，…，Ｗのうち最も小さい評価値に該当する値。）を選択する。
対応付け制御部５２１０は、対応付け部１０７Ｃの各部を用いて、対応付けを行うように制御する。図５１は、対応付け制御部５２１０が行う処理の流れを示すフローチャートである。
【０２７７】
まず、ステップＳ１４０１で、対応付け制御部５２１０は処理を開始する。
【０２７８】
次に、ステップＳ１４０２で、対応付け制御部５２１０は、被撮像物細線化画像保持部１０６より第１被撮像物細線化画像１１０１Ｔを取得する。
【０２７９】
対応付け制御部５２１０は、ステップＳ１４０２で取得した第１被撮像物細線化画像１１０１Ｔにおける被撮像物領域の黒色の点に対して、ステップＳ１４０４からステップＳ１４１５までの処理を行う。以下の説明では、黒色の点を、第１画像投影点Ｐｋ（ｋ＝１，２，…，Ｋ：ただし、Ｋは黒色の点の数）とする。
【０２８０】
次に、ステップＳ１４０６で、対応付け制御部５２１０は、第２画像投影領域取得部１７０５を用いて、第１画像投影点Ｐｋに対する第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）を取得し、取得した第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）の座標を第２画像投影領域保持部１７０６に格納する。
【０２８１】
次に、ステップＳ１４０６１で、対応付け制御部５２１０は、第１画像投影領域取得部１７０２を用いて、第１画像投影点Ｐｋと同一のエピポーラ平面に存在する第１画像投影領域Ｐｋ＿ｍ（ｍ＝１，２，…，Ｍ）を取得し、取得した第１画像投影点Ｐｋ＿ｍ（ｍ＝１，２，…，Ｍ）の座標を第１画像投影領域保持部１７０３に格納する。
【０２８２】
次に、ステップＳ１４０６２で、対応付け制御部５２１０は、グループ分け取得部５２０３の処理を行う。すなわち、グループ分け取得部５２０３は、第１画像投影点Ｐｋ＿ｍ（ｍ＝１，２，…，Ｍ）と、第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）とのグループ分けＧｗ（ｗ＝１，２，…，Ｗ）を生成する。
【０２８３】
対応付け制御部５２１０は、ステップＳ１４０６２で取得した各グループ分けＧｗ（ｗ＝１，２，…，Ｗ）の結果に対して、ステップＳ１４０６３からステップＳ１４１４までの処理を行う。
【０２８４】
ステップＳ１４０７Ｃで、対応付け制御部５２１０は、吸収特性一定値取得部７６０１の処理を行う。すなわち、グループ分けＧｗに属する第１画像投影点Ｐｋ＿ｍ（ｍ＝１，２，…，Ｍ）の吸収特性一定値の合計と、グループ分けＧｗに属する第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）の吸収特性一定値の合計を取得し、吸収特性一定値保持部７６０２に格納する。
【０２８５】
次に、ステップＳ１４０９で、対応付け制御部５２１０は、評価取得部１７０９Ｄの処理を行う。すなわち、評価取得部１７０９Ｄは、第１画像投影領域Ｐｋ＿ｍの合計の吸収特性一定値と、第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎの合計の吸収特性一定値の差Ｈｗを評価値として算出し、グループ分け評価保持部５２０８に格納して、ステップＳ１４１４を終了する。
【０２８６】
次に、ステップＳ１４１０Ｃで、対応付け制御部５２１０は、対応領域決定部５２０９の処理を行う。すなわち、対応領域決定部５２０９は、グループ分け評価保持部５２０８が保持する評価値Ｈｗ（ｗ＝１，２，…，Ｗ）のうち、最も値の小さい評価値Ｈαを対応領域決定部５２０９で取得する。ここで、αは選択された評価値のグループ分け番号である。
【０２８７】
次に、ステップＳ１４１１Ｃで、対応付け制御部５２１０は、グループ分けＧαに属する第１画像投影領域Ｐｋ＿ｍ（ｍ＝１，２，…，Ｍ）の重心の座標と、第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）の重心の座標と、評価値Ｈαとを対応情報保持部１０８に格納して、ステップＳ１４１５で一連の処理を終了する。
【０２８８】
グループ分けＧαに第１画像投影領域Ｐｋ＿ｍが複数ある場合に、追加する対応情報を、図５２に示す。図５２に示すように、各第１画像投影領域Ｐｋ＿ｍ（ｍ＝１，２）の対応領域が対応点Ｑｋ＿１とする行を、対応情報保持部１０８に格納する。図５２において、（Ｐｋ＿ｍ＿Ｘ、Ｐｋ＿ｍ＿Ｙ）は、第１画像投影領域Ｐｋ＿ｋの重心の座標である。また、（Ｑｋ＿ｎ＿Ｘ、Ｑｋ＿ｎ＿Ｙ）は、第２画像投影領域Ｑｋ＿ｋの重心の座標である。
【０２８９】
グループ分けＧαに第２画像投影領域Ｑｋ＿ｎが複数ある場合に、追加する対応情報を、図５３に示す。図５３に示すように、第１画像領域Ｐｋ＿１の対応領域を各第２画像領域Ｑｋ＿ｎ（ｎ＝１，２）とする行を、対応情報保持部１０８に格納する。
【０２９０】
ステップＳ１４９９で、対応付け制御部５２１０は処理を終了する。
【０２９１】
＜第３実施形態の効果＞
第３実施形態では、第２実施形態と同様の効果が得られる。
【０２９２】
（変形例）
第１、２実施形態の説明では、処理の流れの一例を示しているが、順序の入れ替え、又は、複数の処理の並列化（同時並行処理）をして実行しても構わない。
なお、本発明を第１〜第３実施形態及び変形例に基づいて説明してきたが、本発明は、前記の第１〜第３実施形態及び変形例に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。
【０２９３】
形状復元装置１，１Ｃを構成する要素の一部又は全部は、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクユニット、ディスプレイユニット、キーボード、及びマウスなどから構成されるコンピュータシステムで実現することができる。そのＲＡＭ又はハードディスクユニットには、コンピュータプログラムが記憶されている。つまり、マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各部は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。
【０２９４】
形状復元装置１，１Ｃを構成する要素の一部又は全部は、１個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）から構成されているとしてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、及びＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。そのＲＡＭには、コンピュータプログラムが記憶されている。つまり、マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。
【０２９５】
形状復元装置１，１Ｃを構成する要素の一部又は全部は、各装置に脱着可能なＩＣカード又は単体のモジュールから構成されているとしてもよい。そのＩＣカード又はモジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、及びＲＡＭなどから構成されるコンピュータシステムである。そのＩＣカード又はモジュールは、前記の超多機能ＬＳＩを含むとしてもよい。つまり、マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、そのＩＣカード又はモジュールは、その機能を達成する。このＩＣカード又はこのモジュールは、耐タンパ性を有するとしてもよい。
【０２９６】
形状復元装置１，１Ｃを構成する要素の一部又は全部は、管の形状を取得する方法としても実現される。また、本発明は、これらの方法によりコンピュータに管の形状を取得させるコンピュータプログラム、又は、コンピュータプログラムで構成されるディジタル信号としても実現される。
【０２９７】
形状復元装置１，１Ｃを構成する要素の一部又は全部は、上述のコンピュータプログラム又はディジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）  Ｄｉｓｃ）、又は、半導体メモリなどに記録したものとしても実現される。また、これらの記録媒体に記録されているディジタル信号としても実現される。
【０２９８】
形状復元装置１，１Ｃを構成する要素の一部又は全部は、電気通信回線、無線通信回線、有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、又はデータ放送等を経由して伝送される、上述のコンピュータプログラム又はディジタル信号としても実現される。
【０２９９】
形状復元装置１，１Ｃを構成する要素の一部又は全部は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムとしても実現される。この場合、そのメモリは、上述のコンピュータプログラムを記憶しており、マイクロプロセッサは、そのコンピュータプログラムにしたがって動作する。
【０３００】
また、そのコンピュータプログラム又はディジタル信号を記録媒体に記録して移送することにより、又はコンピュータプログラム又はディジタル信号をネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより本発明の処理を実施してもよい。
また、このプログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。
なお、上記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせ又は実施例同士の組み合わせ又は実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態又は実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０３０１】
本発明の一態様に係る画像領域対応付け装置、３次元モデル生成装置、画像領域対応付け方法、画像領域対応付け用プログラムは、２方向から撮影した血管のＸ線画像の複数の画像領域の対応付けを行うことができ、その結果を利用して、３次元モデルを生成することができるため、カテーテル治療の際などに有用である。
【符号の説明】
【０３０２】
１，１Ｃ  形状復元装置
１０  ３次元モデル生成装置
１１  Ｘ線画像取得部
１２  第１Ｘ線吸収量一定値取得部
１３  第２Ｘ線吸収量一定値取得部
１４  類似度算出部
１５  対応領域決定部
１６、１６Ｂ  ３次元モデル生成部
１００、１００Ｂ  画像領域対応付け装置
１０１  Ｘ線撮像部（Ｘ線撮像装置）
１０１Ａ、１０１Ｂ  １回目と２回目とにそれぞれ画像列を撮影する際のＸ線撮像部
１０２  移動指示部
１０３  Ｘ線画像保持部
１０４  撮像部情報保持部
１０５  被撮像物領域取得部
１０６  被撮像物細線化画像保持部
１０７、１０７Ｃ  対応付け部
１０８  対応情報保持部
１０９  三次元位置取得部
１１０  三次元位置保持部
１１１  表示画面生成部
１１２  表示装置
１１３  Ｘ線画像取得部
１１４  入力ＩＦ（インターフェース）
２００  患者
２０１  寝台
２０２  Ｘ線発生部
２０２Ａ、２０２Ｂ  １回目と２回目とにそれぞれ画像列を撮影する際のＸ線発生部
２０３  Ｘ線検出部
２０４  アーム
２０５  機構制御部
２０６  機構部
１１０１  第１Ｘ線画像（第１画像、第１の投影画像）
１１０１Ｔ  第１被撮像物細線化画像
１１０２  第２Ｘ線画像（第２画像、第２の投影画像）
１１０２Ｔ  第２被撮像物細線化画像
１１３２  被撮像物領域画像保持部
１２０１  血管
１２０２Ａ、１２０２Ｂ  Ｘ線発生部
１２３１  直線
１５０１  二値化部
１５０３  細線化部
１５０４  差分画像生成部
１５０５  差分画像保持部
１７０１  対応付け制御部
１７０２、１７０２Ｃ  第１画像投影領域取得部
１７０３、１７０３Ｃ  第１画像投影領域保持部
１７０５  第２画像投影領域取得部
１７０６  第２画像投影領域保持部
１７０７  吸収特性取得部
１７０８  吸収特性保持部
１７０９  吸収特性評価部
１７０９Ｄ  評価取得部
１７１０  吸収特性評価保持部
１７１１  対応領域決定部
１７３１  吸収特性一定値取得部
１７３２  吸収特性一定値保持部
２３０１  太線
２３０２  実線
２３０３  点線
５２０３  グループ分け取得部
５２０４  グループ分け保持部
５２０７  グループ分け評価部
５２０８  グループ分け評価保持部
５２０９  対応領域決定部
７２０１  グループ分け制御部
７２０２  グループ分け本体部
７２０３  二グループ分け部
７６０１  吸収特性一定値取得部
７６０２  吸収特性一定値保持部
８００１  エピポーラ線
８０１１、８０１２、８０１３、８０１４  点
８２０２  Ｘ線
８２１１、８２１２  厚み
Ｐｋ  第１の画像領域
Ｑｋ＿ｎ  第２の画像領域
【図１】
2016159117.tif 000031
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2016159117.tif 000036
【図７】
2016159117.tif 000037
【図８】
2016159117.tif 000038
【図９】
2016159117.tif 000039
【図１０】
2016159117.tif 000040
【図１１】
2016159117.tif 000041
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2016159117.tif 000046
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
2016159117.tif 000056
【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
2016159117.tif 000069
【図４０】
2016159117.tif 000070
【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
2016159117.tif 000078
【図４９】
2016159117.tif 000079
【図５０】
2016159117.tif 000080
【図５１】
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【図５２】
2016159117.tif 000082
【図５３】
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