CN114631834A - X射线透视摄影装置和x射线图像处理方法 - Google Patents

X射线透视摄影装置和x射线图像处理方法 Download PDF

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Abstract

提供一种X射线透视摄影装置和X射线图像处理方法。本X射线透视摄影装置具备：摄影部；X射线图像获取部，其获取X射线图像；血管提取图像获取部，其获取血管提取图像；合成图像生成部，其生成将X射线图像与血管提取图像合成而成的第二合成图像；以及关心区域设定部，其设定拍到器件的关心区域，其中，合成图像生成部构成为：以在关心区域中拍到的器件和血管像为基准进行X射线图像与血管提取图像的位置对准，由此生成第二合成图像。

Description

X射线透视摄影装置和X射线图像处理方法
技术领域
本发明涉及一种X射线透视摄影装置和X射线图像处理方法，尤其涉及一种将血管提取图像与X射线图像进行位置对准来生成合成图像的X射线透视摄影装置。
背景技术
以往，关于X射线透视摄影装置，已知一种生成将血管提取图像与X射线图像进行了位置对准所得到的合成图像的X射线透视摄影装置。例如在日本特开2019-171105号公报中公开了这样的X射线透视摄影装置。
日本特开2019-171105号公报中公开的X射线透视摄影装置构成为将事先拍摄到的血管像叠加于摄影中的透视像运动图像。日本特开2019-171105号公报中公开的X射线透视摄影装置具备：特征点搜索部，其从图像和运动图像中搜索特征点；重心计算部，其计算对于多个特征点而言的重心；向量组计算部，其以重心为基准来计算表示特征点的相对位置的向量组；选出部，其从向量组中选择一个向量组；以及图像叠加部，其使与选出的向量组对应的血管像叠加于透视像运动图像。在日本特开2019-171105号公报中公开的X射线透视摄影装置中，在将导管等器件导入血管来施行手术时，对手术操作者显示使血管像叠加于拍到器件的透视像运动图像所得到的图像。
然而，在日本特开2019-171105号公报中公开的结构中，基于在血管像和透视像运动图像中均拍到的特征点来计算向量组，生成使血管像叠加于透视像运动图像所得到的叠加图像(合成图像)。虽然在血管像和透视运动图像中均拍到特征点，但该特征点未必处于导入器件的血管的附近。因而，如果在导入器件的血管的附近没有特征点，则有可能随着特征点的位置与器件的位置之间的距离变大，血管像(血管提取图像)与透视像运动图像(X射线图像)之间的位置对准的误差变大。即，在合成图像的器件附近，血管提取图像与X射线图像的位置偏离可能变大。在此，在进行将导管等器件导入血管的手术的情况下，手术操作者注视血管内的器件附近来操作器件，以选择在血管的分支部导入器件的血管等。因此，期望一种能够生成抑制了在器件附近处X射线图像与血管提取图像之间的位置偏离的合成图像的X射线透视摄影装置。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而完成的，其提供一种能够抑制在器件附近处血管提取图像与X射线图像的位置偏离的X射线透视摄影装置和X射线图像处理方法。
为了达成上述目的，本发明的第一方面的X射线透视摄影装置具备：摄影部，其包括向被检体照射X射线的X射线源、以及检测从X射线源照射来的X射线的X射线检测器；X射线图像获取部，其获取通过摄影部拍摄到的X射线图像；血管提取图像获取部，其获取基于造影图像预先生成的、提取出被检体的血管像的血管提取图像，造影图像是在对被检体投放了造影剂的状态下拍摄到的X射线图像；合成图像生成部，其生成通过将在未投放造影剂的状态下拍摄到的X射线图像与血管提取图像进行位置对准而合成出的合成图像；以及关心区域设定部，其设定作为X射线图像的一部分、且拍到被导入被检体的血管的器件的关心区域，其中，合成图像生成部构成为：以在通过关心区域设定部设定的关心区域中拍到的器件和在血管提取图像中拍到的血管像为基准来进行X射线图像与血管提取图像的位置对准，由此生成合成图像。
另外，本发明的第二方面的X射线图像处理方法包括以下步骤：获取X射线图像；血管提取图像获取部获取基于造影图像预先生成的血管提取图像，造影图像是在向被检体投放造影剂并进行拍摄的状态下拍摄到的X射线图像；合成图像生成部生成通过将在未投放造影剂的状态下拍摄到的X射线图像与血管提取图像进行位置对准而合成出的合成图像；关心区域设定部设定作为X射线图像的一部分、且拍到被导入被检体的血管中的器件的关心区域；以及通过以在关心区域中拍到的器件和在血管提取图像中拍到的血管像为基准再次进行X射线图像与血管提取图像的位置对准，来生成合成图像。
在上述第一方面的X射线透视摄影装置中，如上所述，具备合成图像生成部，所述合成图像生成部通过以在通过关心区域设定部设定的关心区域中拍到的器件和在血管提取图像中拍到的血管像为基准进行X射线图像与血管提取图像的位置对准，来生成合成图像。由此，由于以在关心区域中拍到的器件和在血管提取图像中拍到的血管像为基准进行X射线图像与血管提取图像的位置对准，因此能够在器件附近高精度地进行X射线图像与血管提取图像的位置对准。其结果是，能够生成抑制了在器件附近处X射线图像与血管提取图像之间的位置偏离的合成图像。此外，器件附近是指器件的位置本身和器件的周围(附近)的位置这两方。
另外，在上述第二方面的X射线图像处理方法中，如上所述，包括以下步骤：以在关心区域中拍到的器件和在血管提取图像中拍到的血管像为基准再次进行X射线图像与血管提取图像的位置对准，由此生成合成图像。由此，能够提供一种能够与上述第一方面的X射线透视摄影装置同样地生成抑制了在器件附近处X射线图像与血管提取图像之间的位置偏离的合成图像的X射线图像处理方法。
附图说明
图1是表示一个实施方式的X射线透视摄影装置的整体结构的图。
图2是用于说明一个实施方式的合成图像生成部生成合成图像的结构的示意图。
图3是用于说明一个实施方式的血管提取图像获取部获取的血管提取图像的示意图。
图4是用于说明X射线图像与血管提取图像之间的位置偏离的示意图。
图5是用于说明一个实施方式的合成图像生成部生成在设定了关心区域的情况下的合成图像的结构的示意图。
图6是用于说明一个实施方式的合成图像生成部生成的作为运动图像的合成图像的示意图。
图7是用于说明一个实施方式的合成图像生成部获取与关心区域对应的区域的结构的示意图。
图8是用于说明一个实施方式的合成图像生成部基于关心区域以及与关心区域对应的区域将X射线图像与血管提取图像进行位置对准的结构的示意图。
图9A是用于说明一个实施方式的关心区域设定部设定的关心区域的大小的第二合成图像的第一帧的示意图。
图9B是用于说明一个实施方式的关心区域设定部设定的关心区域的大小的第二合成图像的第二帧的示意图。
图9C是用于说明一个实施方式的关心区域设定部设定的关心区域的大小的第二合成图像的第三帧的示意图。
图9D是用于说明一个实施方式的关心区域设定部设定的关心区域的大小的第二合成图像的第四帧的示意图。
图10是用于说明一个实施方式的关心区域设定部接受关心区域的再设定的结构的示意图。
图11是用于说明生成合成图像的处理的流程图。
图12是用于说明再设定关心区域并且生成合成图像的处理的流程图。
具体实施方式
(X射线透视摄影装置的结构)
参照图1来说明本发明的一个实施方式的X射线透视摄影装置100的结构。
如图1所示，本实施方式的X射线透视摄影装置100具备摄影部1、计算机2、输入接受部3、显示部4、存储部5以及顶板6。在本实施方式中，X射线透视摄影装置100拍摄被检者90的心脏91作为被检体。例如在使用器件7来进行心脏91的血管92a的狭窄部位等的治疗的手术中使用X射线透视摄影装置100。
摄影部1具有X射线源1a、X射线检测器1b、以及以X射线源1a与X射线检测器1b相向的方式进行配置的臂1c。
X射线源1a构成为向被检体照射X射线。具体地说，X射线源1a被未图示的驱动部施加电压，由此照射X射线。X射线源1a具有能够调节X射线的照射范围即照射区域的准直器。在本实施方式中，X射线源1a安装于臂1c的一侧的前端。
X射线检测器1b构成为检测从X射线源1a照射来的X射线。在本实施方式中，X射线检测器1b安装于臂1c的另一侧的前端。即，X射线检测器1b隔着顶板6配置于与X射线源1a相反的一侧。另外，X射线检测器1b构成为能够检测X射线。X射线检测器1b例如为FPD(FlatPanel Detector：平板探测器)。X射线检测器1b构成为：检测透过了被检体的X射线，并且基于检测到的X射线输出检测信号。
计算机2构成为包括CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、GPU(Graphics Processing Unit：图形处理单元)、或者构成为图像处理用的FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等处理器2a、以及ROM(Read Only Memory：只读存储器)及RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)。
如图1所示，处理器2a包括控制部20。控制部20构成为进行摄影部1等的控制。控制部20通过软件构成为通过处理器2a执行各种程序实现的功能块。控制部20可以设置专用的处理器(处理电路)来通过硬件构成。
如图1所示，控制部20具备X射线图像获取部20a、血管提取图像获取部20b、合成图像生成部20c以及关心区域设定部20d。X射线图像获取部20a、血管提取图像获取部20b、合成图像生成部20c以及关心区域设定部20d通过软件构成为通过控制部20执行图像处理用的程序实现的功能块。X射线图像获取部20a、血管提取图像获取部20b、合成图像生成部20c以及关心区域设定部20d可以设置专用的处理器(处理电路)来通过单独的硬件构成。
X射线图像获取部20a构成为获取通过摄影部1拍摄到的X射线图像10。另外，血管提取图像获取部20b构成为：获取基于在对被检体投放了造影剂的状态下拍摄到的X射线图像10即造影图像11(参照图3)预先生成的、提取出被检体的血管像92(参照图2)的血管提取图像12。另外，合成图像生成部20c构成为：生成通过将在未投放造影剂的状态下拍摄到的X射线图像10与血管提取图像12进行位置对准而合成出的第一合成图像13和第二合成图像14。另外，关心区域设定部20d构成为：设定作为X射线图像10的一部分、且拍到被导入被检体的血管92a(参照图2)的器件7(参照图2)的关心区域30(参照图5)。在后文叙述X射线图像获取部20a、血管提取图像获取部20b、合成图像生成部20c以及关心区域设定部20d的详细的结构。
输入接受部3构成为接受对X射线图像10设定关心区域30的操作输入。输入接受部3例如包括鼠标、键盘等输入设备。
显示部4构成为显示X射线图像10或第二合成图像14。在本实施方式中，显示部4显示X射线图像10、第一合成图像13以及第二合成图像14中的任一方。显示部4为X射线透视摄影装置100具备的监视器。
存储部5构成为存储X射线图像获取部20a获取到的X射线图像10、血管提取图像获取部20b获取到的血管提取图像12、以及通过合成图像生成部20c生成的第一合成图像13及第二合成图像14。另外，存储部5构成为存储控制部20执行的各种程序。存储部5包括HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)、或SSD(Solid State Drive：固态硬盘)等非易失性的存储器。
如图1所示，顶板6在俯视观察时形成为长方形的平板状。被检者90以被检者90的头足方向为沿着长方形的长边的方向、且被检者90的左右方向为沿着长方形的短边的方向的方式载置于顶板6上。此外，在本申请说明书中，将被检者90的头足方向设为X方向，将被检者的左右方向设为Y方向，将与X方向及Y方向正交的方向设为Z方向。
在顶板6设置有移动机构(未图示)。X射线透视摄影装置100通过移动机构使顶板6沿着长边方向(X方向)移动，由此一边变更顶板6与摄影部1的相对位置一边拍摄被检体。
如图1所示，手术操作者(医生、技师等)一边向被顶板6载置的被检者90投放造影剂并变更摄影部1与顶板6的相对位置，一边拍摄多个造影图像11(参照图3)。在投放造影剂之前，透过了血管92a(参照图2)的X射线的衰减量与透过了周边的组织的X射线的衰减量没有差异，因此无法生成血管92a清晰的X射线图像10。因此，通过向被检者90投放屏蔽X射线的造影剂，使得透过了血管92a的X射线的衰减量与透过了周边的组织的X射线的衰减量产生差异，从而能够生成血管92a清晰的造影图像11。
然而，当造影剂的投放量增加时，被检者90的负担增加，并且X射线图像10中的器件7的可视性也下降，因此在手术操作者使用器件7进行手术时，以不向被检者90的血管92a投放造影剂的方式进行。因此，在手术操作者向血管92a导入器件7时，有时难以在X射线图像10中视觉识别血管92a。
(第一合成图像)
因此，在本实施方式中，如图2所示，合成图像生成部20c构成为通过将X射线图像10与血管提取图像12进行位置对准来生成第一合成图像13。此外，在图2所示的例子中，通过标注影线来表示X射线图像10的背景。
通过X射线图像获取部20a获取X射线图像10。另外，通过血管提取图像获取部20b获取血管提取图像12。
X射线图像10为在未向被检者90(参照图1)投放造影剂的状态下拍摄到的图像。由于处于未投放造影剂的状态，因此在X射线图像10中拍到器件7，未拍到血管92a。此外，图2所示的X射线图像10为了方便而用虚线图示出血管92a。另外，器件7包括被导入血管92a的导管、支架以及导丝中的至少任一方。以下，使用拍到作为器件7的导管的例子进行说明。
另外，血管提取图像12为拍到血管像92的图像。在本实施方式中，为了方便，使用仅拍到血管像92的图像作为血管提取图像12进行说明。血管像92是血管92a的像。在后文叙述血管提取图像12的详情。
合成图像生成部20c能够通过将X射线图像10的整体与血管提取图像12的整体进行位置对准，由此生成第一合成图像13。具体地说，合成图像生成部20c基于在X射线图像10中拍到的器件7的整体形状和血管提取图像12的血管像92的形状来进行X射线图像10与血管提取图像12的位置对准。
(血管提取图像)
如图3所示，基于在投放了造影剂的状态下拍摄到的造影图像11和在未投放造影剂的状态下拍摄到的X射线图像10来生成血管提取图像12。具体地说，通过对造影图像11与X射线图像10的差分图像15进行黑白反转处理来生成血管提取图像12。
X射线图像10是在未投放造影剂的状态下拍摄到的，因此未拍到血管92a，仅拍到背景部分。另外，造影图像11是在投放了造影剂的状态下拍摄到的，因此拍到血管92a和背景部分。因此，在造影图像11与X射线图像10的差分图像15中仅拍到血管92a。此外，在造影图像11中，通过标注阴影来图示出背景部分。
通过进行使差分图像15的亮度反转的处理即黑白反转处理来生成血管提取图像12。即，在血管提取图像12中，用白色描绘血管92a的像即血图像92，并且用黑色描绘血管92a以外的部分。
(合成图像中的位置偏离)
在此，在图2所示的结构中，合成图像生成部20c利用X射线图像10的整体和血管提取图像12的整体进行位置对准。X射线图像10和血管提取图像12是在不同的时间点(时刻)拍摄到的图像，可能不完全一致。因而，在利用X射线图像10的整体和血管提取图像12的整体进行位置对准的情况下，如果想要将整体的误差最小化，则会局部地存在位置偏离。即，如图4所示的第一合成图像13那样，在第一合成图像13中，有时器件7的位置与血管像92的位置产生位置偏离。此外，图4是将图2中的虚线图示出的区域40放大后的示意图。另外，在图4所示的例子中，通过虚线在未产生位置偏离的情况下的器件7的位置图示出虚拟的器件70。
另外，例如，考虑对被检者90导入在X射线图像10和血管提取图像12中均会拍到的金标记等，并且以在X射线图像10和血管提取图像12这两方中拍到的金标记为基准进行位置对准。然而，即使在以金标记为基准进行了位置对准的情况下，两方的图像在金标记的位置周边准确地一致，但越远离金标记则误差越大。
如图4所示，在器件7与血管像92的位置发生了偏离的情况下，手术操作者难以使器件7在血管92a的分支部92b等中准确地移动。
(第二合成图像)
因此，在本实施方式中，如图5所示，合成图像生成部20c(参照图1)构成为：以在通过关心区域设定部20d(参照图1)设定的关心区域30中拍到的器件7和在血管提取图像12中拍到的血管像92为基准进行X射线图像10与血管提取图像12的位置对准，由此生成第二合成图像14。
如图5所示，关心区域设定部20d构成为基于通过输入接受部3接受到的操作输入来在X射线图像10中设定关心区域30。具体地说，关心区域设定部20d在X射线图像10中，在基于通过输入接受部3接受到的操作输入的位置设定规定的形状和规定的大小的关心区域30。在图5所示的例子中，关心区域设定部20d在X射线图像10中设定具有圆形形状的关心区域30。在后文叙述关心区域30的大小。
另外，在本实施方式中，合成图像生成部20c构成为：当在显示部4显示着X射线图像10或第一合成图像13时通过接受到操作输入的关心区域设定部20d设定了关心区域30时，基于在关心区域30中拍到的器件7来进行X射线图像10与血管提取图像12的位置对准，由此生成第二合成图像14。即，在例如向粗的血管92a等导入器件7的情况等容许稍微的位置偏离的情况下，在显示部4显示利用X射线图像10的整体与血管提取图像12的整体进行位置对准而成的第一合成图像13。另外，在器件7到达血管92a的分支部92b等不容许位置偏离的位置的情况下，在显示部4显示通过基于在根据手术操作者的操作输入设定的关心区域30中拍到的器件7进行X射线图像10与血管提取图像12的位置对准而生成的第二合成图像14即可。
(作为运动图像的合成图像)
如图6所示，在本实施方式中，X射线图像获取部20a构成为获取逐次生成的X射线图像10作为实况图像。另外，合成图像生成部20c构成为：基于在实况图像的各帧的关心区域30内拍到的器件7，获取血管提取图像12中的与关心区域30对应的区域31(参照图7)，并且进行获取到的血管提取图像12中的与关心区域30对应的区域31同实况图像的各帧的关心区域30的位置对准，由此生成第二合成图像14。此外，获取与关心区域30对应的区域31是指在血管提取图像12中获取与关心区域30对应的区域31的位置(位置坐标)。
X射线图像获取部20a构成为至少获取心脏91的跳动的一周期量的多个X射线图像10作为实况图像。X射线图像10是以规定的帧频拍摄到的实况图像。规定的帧频例如为15fps(frames per second：每秒帧数)或7.5fps。此外，在图6中，为了方便，示出X射线图像获取部20a获取X射线图像10a、X射线图像10b、X射线图像10c、X射线图像10d以及X射线图像10e这五帧的X射线图像10作为实况图像的例子。
另外，血管提取图像获取部20b构成为至少获取心脏91的跳动的一周期量的多个血管提取图像12作为血管提取图像12。此外，血管提取图像12为在X射线图像10中表示血管92a的位置的图像。因此，血管提取图像12优选以比X射线图像10高的帧频进行拍摄，以获取与X射线图像10的血管92a对应的帧。例如，血管提取图像12优选以30fps进行拍摄。在图6中，为了方便，示出血管提取图像获取部20b获取血管提取图像12a、血管提取图像12b、血管提取图像12c、血管提取图像12d、血管提取图像12e、血管提取图像12f、血管提取图像12g、血管提取图像12h以及血管提取图像12i这九帧的血管提取图像12作为血管提取图像12的例子。
合成图像生成部20c针对实况图像(X射线图像10)的每帧进行与血管提取图像12的位置对准，由此生成作为运动图像的第二合成图像14。具体地说，合成图像生成部20c针对X射线图像10的每帧，将该帧的X射线图像10与多个血管提取图像12中的一张血管提取图像12进行位置对准，由此以帧为单位来生成第二合成图像14。在图6中，为了方便，示出合成图像生成部20c生成第二合成图像14a、第二合成图像14b、第二合成图像14c、第二合成图像14d以及第二合成图像14e这五帧的第二合成图像14的例子。
(与关心区域对应的区域的获取)
在此，合成图像生成部20c从多个血管提取图像12中选择要与X射线图像10进行位置对准的图像。具体地说，合成图像生成部20c基于X射线图像10的器件7的形状和血管提取图像12的血管像92的形状来选择要进行位置对准的血管提取图像12。更具体地说，合成图像生成部20c为了以关心区域30为基准将X射线图像10与血管提取图像12进行位置对准，而在血管提取图像12中获取与关心区域30对应的部分，由此选择要进行位置对准的血管提取图像12。
然而，如图6所示，在X射线图像10中拍到了器件7，但在血管提取图像12中未拍到器件7。因此，在本实施方式中，合成图像生成部20c构成为：基于在实况图像的各帧的关心区域30中拍到的器件7的形状和在血管提取图像12中拍到的血管像92的形状，从多个血管提取图像12中的、与实况图像的各帧的关心区域30处的相位最近的相位的血管提取图像12中获取与关心区域30对应的区域31(参照图7)。
在本实施方式中，如图7所示，合成图像生成部20c构成为：基于在关心区域30内拍到的器件7的形状和在血管提取图像12中拍到的血管像92的形状来获取血管提取图像12中的与关心区域30对应的区域31。
器件7在血管92a中行进，因此在X射线图像10中，该器件7被拍为沿着血管92a的形状。因而，X射线图像10的器件7的形状、与血管提取图像12中的血管像92的轮廓线或通过血管像92的中心的曲线高精度地一致。因此，在本实施方式中，例如合成图像生成部20c通过在关心区域30内拍到的器件7的形状与在血管提取图像12中拍到的血管像92的形状的形状拟合，获取血管提取图像12中的与在关心区域30内拍到的器件7的形状相关性高的区域作为与关心区域30对应的区域31。此外，关于获取与关心区域30对应的区域31的方法，也可以使用其它公知的方法。
(通过关心区域以及与关心区域对应的区域进行的位置对准)
如图8所示，合成图像生成部20c基于X射线图像10中的关心区域30和血管提取图像12中的与关心区域30对应的区域31，进行X射线图像10与血管提取图像12的位置对准。具体地说，合成图像生成部20c基于在关心区域30内拍到的器件7的形状和在血管提取图像12中拍到的血管像92的形状来进行X射线图像10与血管提取图像12的位置对准。
(关心区域的大小)
图9A～图9D表示作为运动图像的第二合成图像14的第一帧～第四帧即第二合成图像14a～第二合成图像14d。在本实施方式中，被检体为被检者90(参照图1)的心脏91(参照图1)，因此第二合成图像14中显示的器件7和血管92a由于心脏91的跳动而移动。在本实施方式中，关心区域设定部20d构成为：在实况图像(X射线图像10)中设定与器件7伴随心脏91的跳动而移动时的器件7的移动范围相应的大小的关心区域30。即，在如图9A所示那样在第二合成图像14中器件7移动至最上侧的情况、以及如图9D所示那样在第二合成图像14中器件7移动至最下侧的情况中的任一情况下，均以器件7被拍进关心区域30内的方式设定关心区域30的大小。
(关心区域的再设定)
在使用导管等器件7进行手术的情况下，血管92a的分支部92b不限于一个，有时下一个分支部92b位于关心区域30的外侧。因此，在正在进行手术时，有时器件7从关心区域30内移动到关心区域30的外部。在本实施方式中，如图10所示，关心区域设定部20d构成为：如果在关心区域30内拍到的器件7的前端7a移动到了关心区域30的外侧，则接受关心区域30的再设定。在本实施方式中，在手术操作者通过目视确认到了器件7的前端7a移动到了关心区域30的外侧的情况下，进行用于再设定关心区域30的操作输入。另外，可以构成为：控制部20通过图像处理来追踪器件7的前端7a，对移动到了关心区域30的外侧这一情况进行探测。控制部20可以构成为：在探测到器件7的前端7a移动到了关心区域30的外侧的情况下，向手术操作者进行促使再设定关心区域30的通知。
(合成图像的生成处理)
接着，参照图11来说明合成图像生成部20c生成第一合成图像13和第二合成图像14的处理。
在步骤101中，X射线图像获取部20a获取X射线图像10。在步骤101的处理中，X射线图像获取部20a从摄影部1逐次地获取X射线图像10作为实况图像。
在步骤102中，血管提取图像获取部20b获取基于在对被检体投放造影剂并进行拍摄的状态下拍摄到的X射线图像10即造影图像11预先生成的血管提取图像12。在步骤102的处理中，血管提取图像获取部20b从存储部5获取多个血管提取图像12。
在步骤103中，合成图像生成部20c生成通过将在未投放造影剂的状态下拍摄到的X射线图像10与血管提取图像12进行位置对准而合成出的第一合成图像13。此外，步骤103中的第一合成图像13是通过将X射线图像10的整体与血管提取图像12的整体进行位置对准来生成的。即，在步骤103中生成的第一合成图像13为器件7与血管像92可能产生位置偏离的图像。
在步骤104中，控制部20在显示部4中显示第一合成图像13。
在步骤105中，关心区域设定部20d判定是否存在设定关心区域30的操作输入。在不存在设定关心区域30的操作输入的情况下，处理进入步骤106。在存在设定关心区域30的操作输入的情况下，处理进入步骤107。
在步骤106中，控制部20判定是否存在结束第一合成图像13的显示的输入。在不存在结束第一合成图像13的显示的输入的情况下，处理进入步骤101。在存在结束第一合成图像13的显示的输入的情况下，处理结束。
在处理从步骤105进入到步骤107的情况下，在步骤107中，关心区域设定部20d设定作为X射线图像10的一部分、且拍到被导入被检体的血管92a中的器件7的关心区域30。在步骤107的处理中，关心区域设定部20d基于设定关心区域30的操作输入来设定关心区域30。
在步骤108中，合成图像生成部20c获取与关心区域30对应的区域31。此外，步骤108的处理还包括合成图像生成部20c选择要进行与X射线图像10的位置对准的血管提取图像12的处理。
在步骤109中，合成图像生成部20c以在关心区域30中拍到的器件7和在血管提取图像12中拍到的血管像92为基准再次进行X射线图像10与血管提取图像12的位置对准，由此生成第二合成图像14。
在步骤110中，控制部20在显示部4中显示第二合成图像14。
在步骤111中，控制部20判定是否存在结束第二合成图像14的显示的输入。在不存在结束第二合成图像14的显示的输入的情况下，处理进入步骤108。在存在结束第二合成图像14的显示的输入的情况下，处理结束。
在本实施方式中，控制部20在不存在设定关心区域30的操作输入的情况下，对作为实况图像的X射线图像10进行上述步骤101～步骤106的处理，并且使显示部4显示第一合成图像13。即，控制部20以帧为单位来生成第一合成图像13，并使显示部4进行显示。另外，控制部20在存在设定关心区域30的操作输入的情况下，对作为实况图像的X射线图像10进行上述步骤107～步骤111的处理，来生成第二合成图像14，并且使显示部4进行显示。即，控制部20以帧为单位来生成第二合成图像14，并且使显示部4进行显示。
接着，参照图12来说明关心区域设定部20d再设定关心区域30的处理。此外，关于与生成第二合成图像14时的处理同样的步骤，标注相同的标记，并且省略详细的说明。
在步骤201中，关心区域设定部20d判定器件7的前端7a是否处于关心区域30内。在器件7的前端7a处于关心区域30内的情况下，重复步骤201的处理。在器件7的前端7a不在关心区域30内的情况下，处理进入步骤202。
在步骤202中，关心区域设定部20d判定是否存在设定关心区域30的操作输入。在不存在设定关心区域30的操作输入的情况下，重复步骤202的处理。在存在设定关心区域30的操作输入的情况下，处理进入步骤107～步骤111，生成第二合成图像14，并且使显示部4显示所生成的第二合成图像14。之后，处理结束。
(本实施方式的效果)
在本实施方式中，能够得到如以下那样的效果。
在本实施方式中，如上所述，X射线透视摄影装置100具备：摄影部1，其包括向被检体照射X射线的X射线源1a、以及检测从X射线源1a照射来的X射线的X射线检测器1b；X射线图像获取部20a，其获取通过摄影部1拍摄到的X射线图像10；血管提取图像获取部20b，其获取基于在向被检体投放了造影剂的状态下拍摄到的X射线图像10即造影图像11预先生成的、提取出被检体的血管像92的血管提取图像12；合成图像生成部20c，其生成通过将在未投放造影剂的状态下拍摄到的X射线图像10和血管提取图像12进行位置对准而合成出的第二合成图像14；以及关心区域设定部20d，其设定作为X射线图像10的一部分、且拍到被导入被检体的血管92a中的器件7的关心区域30，其中，合成图像生成部20c构成为：以在通过关心区域设定部20d设定的关心区域30中拍到的器件7和在血管提取图像12中拍到的血管像92为基准进行X射线图像10与血管提取图像12的位置对准，由此生成第二合成图像14。由此，以在关心区域30中拍到的器件7和在血管提取图像12中拍到的血管像92为基准进行X射线图像10与血管提取图像12的位置对准，因此能够在器件7附近高精度地进行X射线图像10与血管提取图像12的位置对准。其结果是，能够生成抑制了在器件7附近处X射线图像10与血管提取图像12之间的位置偏离的第二合成图像14。
另外，在本实施方式中，如上所述，X射线图像处理方法包括以下步骤：获取X射线图像10；血管提取图像获取部20b获取基于在向被检体投放造影剂并进行拍摄的状态下拍摄到的X射线图像10即造影图像11预先生成的血管提取图像12；合成图像生成部20c生成通过将在未投放造影剂的状态下拍摄到的X射线图像10与血管提取图像12进行位置对准而合成出的第二合成图像14；关心区域设定部20d设定作为X射线图像10的一部分、且拍到被导入被检体的血管92a中的器件7的关心区域30；以及以在关心区域30中拍到的器件7和在血管提取图像12中拍到的血管像92为基准再次进行X射线图像10与血管提取图像12的位置对准，由此生成第二合成图像14。由此，能够提供一种能够与上述X射线透视摄影装置100同样地生成抑制了在器件7附近处X射线图像10与血管提取图像12之间的位置偏离的第二合成图像14的X射线图像处理方法。
另外，在上述实施方式中，通过如以下那样构成，能够得到如下述那样的进一步的效果。
即，在本实施方式中，如上所述，合成图像生成部20c构成为：基于在关心区域30内拍到的器件7的形状和在血管提取图像12中拍到的血管像92的形状来获取血管提取图像12中的与关心区域30对应的区域31。在此，器件7在血管92a中行进，因此在X射线图像10中，该器件7被拍为沿着血管92a的形状。因而，X射线图像10的器件7的形状、与血管提取图像12中的血管像92的轮廓线或通过血管像92的中心的曲线高精度地一致。因此，通过构成为基于器件7的形状和血管像92的形状来获取血管提取图像12中的与关心区域30对应的区域31，例如即使在没有标记等在X射线图像10和血管提取图像12中共通地拍到的特征点的情况下，也能够获取与关心区域30对应的区域31。其结果是，即使在手术操作者期望的位置设定有关心区域30的情况下，也能够基于器件7的形状和血管像92的形状将X射线图像10与血管提取图像12进行位置对准。
另外，在本实施方式中，如上所述，X射线图像获取部20a构成为获取逐次地生成的X射线图像10作为实况图像，合成图像生成部20c构成为：基于在实况图像的各帧的关心区域30内拍到的器件7，获取血管提取图像12中的与关心区域30对应的区域31，并且进行获取到的血管提取图像12中的与关心区域30对应的区域31同实况图像的各帧的关心区域30的位置对准，由此生成第二合成图像14。由此，能够以运动图像的形式生成第二合成图像14，从而手术操作者能够确认作为运动图像的第二合成图像14，因此能够减轻进行手术的手术操作者的作业负担。
另外，在本实施方式中，如上所述，被检体包括被检者90的心脏91，X射线图像获取部20a构成为至少获取心脏91的跳动的一周期量的多个X射线图像10作为实况图像，血管提取图像获取部20b构成为至少获取心脏91的跳动的一周期量的多个血管提取图像12作为血管提取图像12，合成图像生成部20c构成为：基于在实况图像的各帧的关心区域30中拍到的器件7的形状和在血管提取图像12中拍到的血管像92的形状，从多个血管提取图像12中的、与实况图像的各帧的关心区域30处的相位最近的相位的血管提取图像12获取与关心区域30对应的区域31。由此，能够除了基于器件7的形状和血管92a的形状以外，还基于心脏91的跳动的相位来获取与关心区域30对应的区域31。其结果是，能够高精度地获取与关心区域30的相关性高的、与关心区域30对应的区域31。
另外，在本实施方式中，如上所述，还具备输入接受部3，所述输入接受部3接受在X射线图像10中设定关心区域30的操作输入，关心区域设定部20d构成为基于通过输入接受部3接受到的操作输入来在X射线图像10中设定关心区域30。由此，能够在血管92a的分支部92b等手术操作者期望的位置设定关心区域30。其结果是，能够生成在手术操作者期望的位置处X射线图像10与血管提取图像12的位置对准的精度高的第二合成图像14。
另外，在本实施方式中，如上所述，还具备显示部4，所述显示部4显示X射线图像10或合成图像(第一合成图像13和第二合成图像14中的任一方)，合成图像生成部20c构成为：当在显示部4显示着X射线图像10或第一合成图像13时通过接受到操作输入的关心区域设定部20d设定了关心区域30时，基于在关心区域30中拍到的器件7来进行X射线图像10与血管提取图像12的位置对准，由此生成第二合成图像14。由此，能够在针对血管92a的分支部92b等选择导入器件7的血管92a的情况等手术操作者期望的定时，生成在关心区域30进行位置对准所得到的第二合成图像14。
另外，在本实施方式中，如上所述，关心区域设定部20d构成为：在实况图像中设定与器件7伴随心脏91的跳动而移动时的器件7的移动范围相应的大小的关心区域30。由此，即使在器件7伴随心脏91的跳动而移动了的情况下，也能够可靠地抑制器件7移动至关心区域30外。其结果是，即使在器件7移动了的情况下，也能够生成在器件7的位置将X射线图像10与血管提取图像12进行位置对准所得到的第二合成图像14。
另外，在本实施方式中，如上所述，关心区域设定部20d构成为：如果在关心区域30内拍到的器件7的前端7a移动到了关心区域30的外侧，则接受关心区域30的再设定。由此，即使在器件7的前端7a在手术中移动了的情况下，也能够通过以包括器件7的前端7a的方式再设定关心区域30，生成在器件7的前端7a高精度地将X射线图像10与血管提取图像12进行位置对准而合成出的第二合成图像14。其结果是，伴随器件7的移动，再设定关心区域30，由此能够生成在手术操作者期望的位置处精度高的第二合成图像14，因此能够使手术操作者的便利性(可用性)提高。
另外，在本实施方式中，如上所述，器件7包括被导入血管92a中的导管、支架以及导丝中的至少任一方。由此，在第二合成图像14中，手术操作者能够容易地视觉识别被导入血管92a中的导管、支架以及导丝中的至少任一方。其结果是，能够在将导管、支架以及导丝中的至少任一方导入血管92a进行的手术中减轻手术操作者的作业负担。
(变形例)
此外，应当认为，本次公开的实施方式在全部方面均是例示，不是限制性的。本发明的范围并不通过上述的实施方式的说明表示，而通过权利要求书表示，还包括与权利要求书等同的含义和范围内的全部的变更(变形例)。
例如，在上述实施方式中表示了X射线透视摄影装置100具备输入接受部3的结构的例子，但本发明不限于此。在本发明中，例如，X射线透视摄影装置100可以不具备输入接受部3。在为X射线透视摄影装置100不具备输入接受部3的结构的情况下，例如控制部20具备通过图像处理等来探测器件7的前端7a的器件探测部即可。关心区域设定部20d构成为在通过器件探测部探测到的器件7的前端7a附近设定关心区域30即可。
另外，在上述实施方式中表示了X射线透视摄影装置100具备显示部4的结构的例子，但本发明不限于此。在本发明中，X射线透视摄影装置100可以不具备显示部4。在X射线透视摄影装置100不具备显示部4的情况下，控制部20构成为在外部的显示装置等中显示第二合成图像14即可。
另外，在上述实施方式中表示了合成图像生成部20c生成器件7在关心区域30内移动的运动图像作为第二合成图像14的结构的例子，但本发明不限于此。例如，合成图像生成部20c可以构成为生成在器件7在关心区域30内静止的状态下拍到的运动图像作为第二合成图像14。
另外，在上述实施方式中表示了合成图像生成部20c生成作为运动图像的第二合成图像14的结构的例子，但本发明不限于此。在本发明中，合成图像生成部20c可以构成为生成作为静止图像的第二合成图像14。
另外，在上述实施方式中表示了合成图像生成部20c生成第一合成图像13的结构的例子，但本发明不限于此。在本发明中，合成图像生成部20c可以不生成第一合成图像13。
另外，在上述实施方式中表示了拍摄被检者90的心脏91的血管92a作为被摄体的例子，但本发明不限于此。在本发明中，可以拍摄肺的血管等。在进行摄影时，在拍摄会由于跳动、呼吸等而移动的被摄体的情况下，优选使用X射线透视摄影装置100。
另外，在上述实施方式中表示了关心区域设定部20d设定圆形的区域作为关心区域30的结构的例子，但本发明不限于此。关心区域设定部20d设定的关心区域30的形状可以为矩形形状，也可以为星型形状。关心区域设定部20d设定的关心区域30的形状可以为任意的形状。另外，关心区域30可以设定为沿着手术操作者通过手描输入的轨迹的形状。
另外，在上述实施方式中表示了关心区域设定部20d设定规定的大小的关心区域30的结构的例子，但本发明不限于此。例如，在本发明中，关心区域设定部20d可以构成为基于手术操作者的操作输入来设定任意大小的关心区域30。
[方式]
本领域人员应该理解的是，上述的例示的实施方式是以下的方式的具体例。
(项目1)
X射线透视摄影装置，具备：
摄影部，其包括向被检体照射X射线的X射线源、以及检测从所述X射线源照射来的X射线的X射线检测器；
X射线图像获取部，其获取通过所述摄影部拍摄到的X射线图像；
血管提取图像获取部，其获取基于造影图像预先生成、提取出所述被检体的血管像的血管提取图像，所述造影图像是在向所述被检体投放了造影剂的状态下拍摄到的所述X射线图像；
合成图像生成部，其生成通过将在未投放造影剂的状态下拍摄到的所述X射线图像与所述血管提取图像进行位置对准而合成出的合成图像；以及
关心区域设定部，其设定作为所述X射线图像的一部分、且拍到被导入所述被检体的血管中的器件的关心区域，
其中，所述合成图像生成部构成为：以在通过所述关心区域设定部设定的所述关心区域中拍到的所述器件和在所述血管提取图像中拍到的所述血管像为基准来进行所述X射线图像与所述血管提取图像的位置对准，由此生成所述合成图像。
(项目2)
在项目1所记载的X射线透视摄影装置中，
所述合成图像生成部构成为：基于在所述关心区域内拍到的所述器件的形状和在所述血管提取图像中拍到的所述血管像的形状，来获取所述血管提取图像中的与所述关心区域对应的区域。
(项目3)
在项目2所记载的X射线透视摄影装置中，
所述X射线图像获取部构成为：获取逐次生成的所述X射线图像作为实况图像，
所述合成图像生成部构成为：基于在所述实况图像的各帧的所述关心区域内拍到的所述器件，在所述血管提取图像中获取与所述关心区域对应的区域，并且进行获取到的所述血管提取图像中的与所述关心区域对应的区域同所述实况图像的各帧的所述关心区域的位置对准，由此生成所述合成图像。
(项目4)
在项目3所记载的X射线透视摄影装置，
所述被检体包括被检者的心脏，
所述X射线图像获取部构成为：至少获取所述心脏的跳动的一周期量的多个所述X射线图像作为所述实况图像，
所述血管提取图像获取部构成为：至少获取所述心脏的跳动的一周期量的多个所述血管提取图像作为所述血管提取图像，
所述合成图像生成部构成为：基于在所述实况图像的各帧的所述关心区域中拍到的所述器件的形状和在所述血管提取图像中拍到的所述血管像的形状，从多个所述血管提取图像中的、与所述实况图像的各帧的所述关心区域处的相位最近的相位的所述血管提取图像中获取与所述关心区域对应的区域。
(项目5)
在项目2至4中的任一项所记载的X射线透视摄影装置中，
还具备输入接受部，所述输入接受部接受在所述X射线图像中设定所述关心区域的操作输入，
所述关心区域设定部构成为：基于通过所述输入接受部接受到的操作输入来在所述X射线图像中设定所述关心区域。
(项目6)
在项目5所记载的X射线透视摄影装置中，
还具备显示部，所述显示部显示所述X射线图像或所述合成图像，
所述合成图像生成部构成为：当在所述显示部显示着所述X射线图像或所述合成图像时通过接受到操作输入的所述关心区域设定部设定了所述关心区域时，基于在所述关心区域中拍到的所述器件来进行所述X射线图像与所述血管提取图像的位置对准，由此生成所述合成图像。
(项目7)
在项目4所记载的X射线透视摄影装置中，
所述关心区域设定部构成为：在所述实况图像中设定与所述器件伴随所述心脏的跳动而移动时的所述器件的移动范围相应的大小的所述关心区域。
(项目8)
在项目1至4中的任一项所记载的X射线透视摄影装置中，
所述关心区域设定部构成为：如果在所述关心区域内拍到的所述器件的前端移动到了所述关心区域的外侧，则接受所述关心区域的再设定。
(项目9)
在项目1至4中的任一项所记载的X射线透视摄影装置中，
所述器件包括被导入所述血管中的导管、支架以及导丝中的至少任一方。
(项目10)
一种X射线图像处理方法，包括以下步骤：
获取X射线图像；
血管提取图像获取部获取基于造影图像预先生成的血管提取图像，所述造影图像是在向被检体投放了造影剂并进行拍摄的状态下拍摄到的所述X射线图像；
合成图像生成部生成通过将在未投放造影剂的状态下拍摄到的所述X射线图像与所述血管提取图像进行位置对准而合成出的合成图像；
关心区域设定部设定作为所述X射线图像的一部分、且拍到被导入所述被检体的血管中的器件的关心区域；以及
以在所述关心区域中拍到的所述器件和在所述血管提取图像中拍到的血管像为基准再次进行所述X射线图像与所述血管提取图像的位置对准，由此生成所述合成图像。

Claims (10)

1.一种X射线透视摄影装置，具备：
摄影部，其包括向被检体照射X射线的X射线源、以及检测从所述X射线源照射来的X射线的X射线检测器；
X射线图像获取部，其获取通过所述摄影部拍摄到的X射线图像；
血管提取图像获取部，其获取基于造影图像预先生成的、提取出所述被检体的血管像的血管提取图像，所述造影图像是在向所述被检体投放了造影剂的状态下拍摄到的所述X射线图像；
合成图像生成部，其生成通过将在未投放造影剂的状态下拍摄到的所述X射线图像与所述血管提取图像进行位置对准而合成出的合成图像；以及
关心区域设定部，其设定作为所述X射线图像的一部分、且拍到被导入所述被检体的血管中的器件的关心区域，
其中，所述合成图像生成部构成为：以在通过所述关心区域设定部设定的所述关心区域中拍到的所述器件和在所述血管提取图像中拍到的所述血管像为基准，来进行所述X射线图像与所述血管提取图像的位置对准，由此生成所述合成图像。
2.根据权利要求1所述的X射线透视摄影装置，其特征在于，
所述合成图像生成部构成为：基于在所述关心区域内拍到的所述器件的形状和在所述血管提取图像中拍到的所述血管像的形状，来获取所述血管提取图像中的与所述关心区域对应的区域。
3.根据权利要求2所述的X射线透视摄影装置，其特征在于，
所述X射线图像获取部构成为：获取逐次生成的所述X射线图像作为实况图像，
所述合成图像生成部构成为：基于在所述实况图像的各帧的所述关心区域内拍到的所述器件，在所述血管提取图像中获取与所述关心区域对应的区域，并且进行获取到的所述血管提取图像中的与所述关心区域对应的区域同所述实况图像的各帧的所述关心区域的位置对准，由此生成所述合成图像。
4.根据权利要求3所述的X射线透视摄影装置，其特征在于，
所述被检体包括被检者的心脏，
所述X射线图像获取部构成为：至少获取所述心脏的跳动的一周期量的多个所述X射线图像作为所述实况图像，
所述血管提取图像获取部构成为：至少获取所述心脏的跳动的一周期量的多个所述血管提取图像作为所述血管提取图像，
所述合成图像生成部构成为：基于在所述实况图像的各帧的所述关心区域中拍到的所述器件的形状和在所述血管提取图像中拍到的所述血管像的形状，从多个所述血管提取图像中的、与所述实况图像的各帧的所述关心区域处的相位最近的相位的所述血管提取图像中，获取与所述关心区域对应的区域。
5.根据权利要求2至4中的任一项所述的X射线透视摄影装置，其特征在于，
还具备输入接受部，所述输入接受部接受在所述X射线图像中设定所述关心区域的操作输入，
所述关心区域设定部构成为：基于通过所述输入接受部接受到的操作输入来在所述X射线图像中设定所述关心区域。
6.根据权利要求5所述的X射线透视摄影装置，其特征在于，
还具备显示部，所述显示部显示所述X射线图像或所述合成图像，
所述合成图像生成部构成为：当在所述显示部显示着所述X射线图像或所述合成图像时通过接受到操作输入的所述关心区域设定部设定了所述关心区域时，基于在所述关心区域中拍到的所述器件来进行所述X射线图像与所述血管提取图像的位置对准，由此生成所述合成图像。
7.根据权利要求4所述的X射线透视摄影装置，其特征在于，
所述关心区域设定部构成为：在所述实况图像中设定与所述器件伴随所述心脏的跳动而移动时的所述器件的移动范围相应的大小的所述关心区域。
8.根据权利要求1至4中的任一项所述的X射线透视摄影装置，其特征在于，
所述关心区域设定部构成为：如果在所述关心区域内拍到的所述器件的前端移动到了所述关心区域的外侧，则接受所述关心区域的再设定。
9.根据权利要求1至4中的任一项所述的X射线透视摄影装置，其特征在于，
所述器件包括被导入所述血管中的导管、支架以及导丝中的至少任一方。
10.一种X射线图像处理方法，包括以下步骤：
获取X射线图像；
血管提取图像获取部获取基于造影图像预先生成的血管提取图像，所述造影图像是在向被检体投放造影剂并进行拍摄的状态下拍摄到的所述X射线图像；
合成图像生成部生成通过将在未投放造影剂的状态下拍摄到的所述X射线图像与所述血管提取图像进行位置对准而合成出的合成图像；
关心区域设定部设定作为所述X射线图像的一部分、且拍到被导入所述被检体的血管中的器件的关心区域；以及
以在所述关心区域中拍到的所述器件和在所述血管提取图像中拍到的血管像为基准再次进行所述X射线图像与所述血管提取图像的位置对准，由此生成所述合成图像。
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