JP2015106262A - 画像処理装置、治療システム及び画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表示画像に表示されている対象の内部の位置を示す点を、分解能が低い表示画像を用いて高精度に定める画像処理装置、治療システム及び画像処理方法を提供する。
【解決手段】画像処理装置は、第１取得部と第２取得部と第１画像生成部と第１点取得部と第１修正部とを備える。第１取得部は第１透視画像を取得する。第２取得部は第２透視画像を取得する。第１画像生成部は、第１表示画像を第１透視画像から生成し第２表示画像を第２透視画像から生成する。第１点取得部は、第１表示画像上に指示された第１指示点を取得し、第２表示画像上で第１対応点を取得する。第１修正部は、第１透視画像上で第１指示点に対応する位置を含む画像に類似する画像を第２透視画像上で探索し、第１透視画像上で第１指示点に対応する位置を含む画像に類似する画像の位置に第２透視画像上で第１対応点に対応する位置を修正する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、画像処理装置、治療システム及び画像処理方法に関する。

放射線治療において、事前に患者を透視して撮像した透視画像に基づいて、体内の病巣の位置に正確に放射線が照射されるよう計画する必要がある。計画の際に、放射線を照射する方向及び放射線の強度等があらかじめ決められる。

照射計画を立てる際の照射対象のＸ線参照画像の位置と実際に照射対象に放射線を照射する際の照射対象の位置とを合致させるための位置決め装置およびその位置決め方法に関する技術がある。従来、位置決めの際にエピポーラ幾何を用いてガイドラインの表示を行う技術があった。しかしながら、分解能が低い表示画像を用いて、位置決めするための点の位置を高精度に定めることができなかった。

特開２０１１−２１２１３０号公報

本発明が解決しようとする課題は、表示画像に表示されている対象の内部の位置を示す点を、分解能が低い表示画像を用いて高精度に定めることにある。

実施形態の画像処理装置は、第１取得部と、第２取得部と、第１画像生成部と、第１点取得部と、第１修正部とを備える。第１取得部は、対象を透視する第１分解能を有する第１透視画像を取得する。第２取得部は、第１透視画像とは異なる時刻に対象を透視する第２分解能を有する第２透視画像を取得する。第１画像生成部は、第１分解能及び第２分解能の少なくとも一方よりも低い分解能である表示分解能を有する第１表示画像を、第１透視画像から生成し、表示分解能を有する第２表示画像を、第２透視画像から生成する。第１点取得部は、第１表示画像上に指示された第１指示点を取得し、第２表示画像上で第１指示点に対応する第１対応点を取得する。第１修正部は、第１透視画像上で第１指示点に対応する位置を含む画像に類似する画像を、第２透視画像上で探索し、第１透視画像上で第１指示点に対応する位置を含む画像に類似する画像の位置に、第２透視画像上で第１対応点に対応する位置を修正する。

第１実施形態における、治療システムを示す図である。 第１実施形態における、撮像装置の位置関係を示す図である。 第１実施形態における、第１表示画像及び第２表示画像の表示を示す図である。 第１実施形態における、対応点の位置の修正方法を示す図である。 第１実施形態における、画像処理装置の動作手順を示すフローチャートである。 第２実施形態における、治療システムを示す図である。 第２実施形態における、エピポーラ線を示す図である。 第２実施形態における、第１表示画像〜第４表示画像の表示方法を示す図である。

［第１実施形態］
第１実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、治療システムの構成を示す図である。治療システム１０ａは、撮像装置４００と、画像処理装置１００ａと、表示装置２００とを備える。治療システム１０ａは、計画装置３００と、治療装置５００と、寝台装置６００とを更に備えてもよい。

計画装置３００は、放射線治療、陽子線治療又は粒子線治療が施される対象Ｂ（例えば、患者）の内部形態を撮像した画像と、ユーザ（操作者である医師、技師等）による操作とに基づいて、治療計画を定めるための装置である。画像は、Ｘ線装置、コンピュータ・トモグラフィー（ＣＴ：Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置、磁気共鳴画像（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置、ＰＥＴ（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置、又は、ＳＰＥＣＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｈｏｔｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置など、対象Ｂの内部を透視して撮像することが可能な撮像装置により撮像された画像である。

計画装置３００は、データベース部３１０と、表示部３２０と、操作部３３０と、制御部３４０とを備える。
データベース部３１０は、上述した計画の際に撮像された画像データを記憶する。画像は、２次元画像であっても、３次元画像であっても良い。画像データは、治療が施されることになる対象Ｂの内部の状態を、画素毎に数値化したデータである。画像データは、Ｘ線装置、ＣＴ装置、ＭＲＩ装置、ＰＥＴ装置、又は、ＳＰＥＣＴ装置から得られた信号に基づくデータでもよい。

データベース部３１０に記憶されるデータは、対象Ｂを撮像したボクセルデータそのものであっても、投影データに対して、対数変換、オフセット補正、感度補正、ビームハードニング補正、散乱線補正等の補正処理を行った生データ（「ｒａｗデータ」とも称される）のボクセルデータであっても、ボクセルデータから再構成された２次元画像であってもよい。本実施形態では、データベース部３１０がボクセルデータを保持する例について述べる。
本実施形態では、計画の際にＸ線ＣＴ装置によって収集された画像を用いる例について説明する。

表示部３２０は、計画の際に、制御部３４０による制御に基づいて、第１透視画像を表示する。第１透視画像は、計画の際に、所定方向から対象Ｂを透視して得られる画像である。表示部３２０は、計画の際に、制御部３４０による制御に基づいて、第３透視画像を表示する。第３透視画像は、計画の際に、第１透視画像とは異なる所定方向から対象Ｂを透視して得られる画像である。第１透視画像及び第３透視画像は、例えば、データベース部３１０に記憶されたボクセルデータから再構成された画像（ＤＲＲ:Ｄｉｇｉｔａｌｌｙ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈ）である。複数の透視画像に陰画（ネガ）と陽画（ポジ）の両方が含まれる場合、制御部３４０による制御に基づいて、ネガ若しくはポジのどちらか一方となるように透視画像を反転させた画像を表示することが好ましい。

操作部３３０は、ユーザによる操作を受け付ける。操作部３３０は、受け付けた操作に応じた信号を、制御部３４０に送る。
制御部３４０は、操作部３３０から受け取った信号に基づいて、計画装置３００の各部を制御する。制御部３４０は、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。

撮像装置４００は、治療の際に、対象Ｂの内部を透視して撮像する。撮像装置４００は、例えば、Ｘ線装置、ＣＴ装置又はＭＲＩ装置である。以下、撮像装置４００は、一例として、Ｘ線装置であるものとして説明を続ける。撮像装置４００は、制御部４１０と、第１線源部４２０と、第２線源部４３０と、第１撮像部４４０と、第２撮像部４５０とを備える。

図２は、撮像装置４００の位置関係を例示する図である。第１撮像部４４０は、フラット・パネル・ディテクタ（ＦＰＤ：Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を有する。第１撮像部４４０のＦＰＤは、第１撮像部４４０に投影されたＸ線を受けて、受けたＸ線をデジタル信号に変換する。第１撮像部４４０は、第２透視画像を、第１撮像部４４０のＦＰＤにより変換されたデジタル信号に基づいて生成する。第２透視画像は、治療の際に、第１透視画像と略同じ所定方向から対象Ｂを透視する画像である。第２透視画像は、例えば、撮像装置４００（Ｘ線装置）により撮像された画像（ＸＲ：Ｘ−ｒａｙ Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈ）である。なお、第２透視画像は、Ｘ線源の位置と投影面の位置とを仮想的に定めたシミュレーションにより、ボクセルデータから再構成された２次元透視画像でもよい。

第２撮像部４５０は、ＦＰＤを有する。第２撮像部４５０のＦＰＤは、第２撮像部４５０に投影されたＸ線を受けて、受けたＸ線をデジタル信号に変換する。第２撮像部４５０は、第４透視画像を、第２撮像部４５０により変換されたデジタル信号に基づいて生成する。第４透視画像は、治療の際に、第３透視画像と略同じ所定方向から対象Ｂを透視する画像である。

第１撮像部４４０は、第１線源部４２０と対をなすよう配置される。この配置により、第１撮像部４４０のＦＰＤは、第１線源部４２０からのＸ線を受けることが可能となる。第２撮像部４５０は、第２線源部４３０と対をなすよう配置される。この配置により、第２撮像部４５０のＦＰＤは、第２線源部４３０からのＸ線を受けることが可能となる。

撮像装置４００の構成及び機能を、装置系で定義される３次元空間座標系（例えば、図１、図２、図６及び図７に示すＸＹＺ座標系）を用いて説明する。撮像装置４００は、第１撮像部４４０及び第２撮像部４５０と、ＸＹＺ座標系との座標変換を行うための透視投影行列を求めることが可能であるように、撮像位置の校正が行われている。具体的には、第１撮像部４４０は、ＸＹＺ座標系のＹ軸負方向に配置される。第２撮像部４５０は、ＸＹＺ座標系のＸ軸正方向に配置される。第１線源部４２０は、ＸＹＺ座標系のＹ軸正方向に配置される。第１線源部４２０は、第１撮像部４４０に向けてＸ線を照射する。第２線源部４３０は、ＸＹＺ座標系のＸ軸負方向に配置される。第２線源部４３０は、第２撮像部４５０に向けてＸ線を照射する。

本実施形態では、第１撮像部４４０及び第２撮像部４５０の配置が互いに直交する例について述べたが、これに限られるものではない。ただし、３次元的な位置決めを行うために、第１撮像部４４０及び第２撮像部４５０の配置は、非平行であることが好ましい。

第１線源部４２０から出力されたＸ線は、対象Ｂの内部を透過して、第１撮像部４４０に到達する。第２透視画像は、第１撮像部４４０に到達したＸ線のエネルギに基づいて生成される。一方、第２線源部４３０から出力されたＸ線は、対象Ｂの内部を透過して、第２撮像部４５０に到達する。第４透視画像は、第２撮像部４５０に到達したＸ線のエネルギに基づいて生成される。

制御部４１０は、撮像装置４００の各部を制御する。制御部４１０は、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）である。制御部４１０は、第２分解能を有する第２透視画像を、第１撮像部４４０から取得する。制御部４１０は、第２分解能を有する第２透視画像を、画像処理装置１００ａに出力する。

画像処理装置１００ａは、所定の表示分解能を有する第１表示画像を、第１透視画像から生成する。画像処理装置１００ａは、当該所定の表示分解能を有する第２表示画像を、第２透視画像から生成する。また、画像処理装置１００ａは、第２透過画像上で第１対応点に対応する位置を修正する。また、画像処理装置１００ａは、第１透過画像上で第１指示点に対応する位置を修正してもよい。画像処理装置１００ａの詳細については後述する。

表示装置２００は、治療の際に、画像処理装置１００ａにより生成された表示画像を表示する装置である。表示装置２００は、表示部２１０と、操作部２２０とを有する。表示部２１０は、画像データを画像処理装置１００ａから受け取る。画像データは、例えば、第１透視画像から生成された第１表示画像を示すデータである。また、画像データは、例えば、第２透視画像から生成された第２表示画像を示すデータである。

表示部２１０は、第１表示画像及び第２表示画像を、所定の表示分解能（解像度）で表示する。表示部２１０は、液晶ディスプレイパネル、有機ＥＬパネルや、プラズマディスプレイパネル、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）のいずれであっても構わない。この所定の表示分解能は、画像処理装置１００ａにより生成された画像が有する分解能でもよいし、操作部２２０を介して予め指定された分解能でもよい。

操作部２２０は、ユーザによる操作を受け付け、受け付けた操作に応じた信号を、画像処理装置１００ａに入力する入力装置である。操作部２２０は、表示部２１０に表示された表示画像上の位置を示す情報を画像処理装置１００ａに入力するための操作を、受け付けてもよい。画像上の位置を示す情報は、座標で表現されてもよい。操作部２２０は、位置を示す情報をユーザが入力できるデバイスであればいずれであってもよい。例えば、操作部２２０は、タッチパネル、キーボード、マウスである。ユーザは、操作部２２０を介して操作することにより、表示画像上の位置を表示分解能の精度で指示して、その位置を示す情報を画像処理装置１００ａに入力することができる。例えば、ユーザは、操作部２２０がマウスの場合、マウスを用いて画像上の位置にカーソルを合わせてクリック操作することにより、画像上の位置を指示することができる。

操作部２２０は、表示部２１０と一体に備えられてもよい。この場合、ユーザは、表示部２１０と一体に備えられた操作部２２０を押下操作することにより、表示画像上の位置を表示分解能の精度で指示して、その位置を示す情報を画像処理装置１００ａに入力することができる。

図３は、第１表示画像及び第２表示画像の表示を示す図である。表示部２１０は、画像処理装置１００ａにより生成された第１表示画像７００及び第２表示画像８００を並べて、所定の表示分解能でそれぞれ表示する。第１表示画像７００は、第１透視画像から生成された画像である。第２表示画像８００は、第２透視画像から生成された画像である。第１画像７００及び第２画像８００には、略同じ所定方向から透視された対象Ｂが、それぞれ撮像されている。この略同じ所定方向は、例えば、図１及び図２に示すＹ軸の正値から負値への方向である。

技師(ユーザ)は、患者の位置を決めるために、Ｘ線撮影画像とＸ線参照画像とに対称の特徴点を、視覚判断による手動で指示する。つまり、技師(ユーザ)がマニュアルで点選択を行うため、Ｘ線撮影画像上の指示点とＸ線参照画像上の指示点とは、解剖学的に同じ位置を示すとは限らず、Ｘ線撮影画像の指示点とＸ線参照画像の指示点との間には誤差が含まれる。

第１表示画像７００上には、第１指示点７１１の位置が、ユーザによる操作部２２０を介した操作に基づいて、表示分解能の精度で定められる。操作部２２０は、表示分解能の精度で第１指示点７１１の位置を示す情報を、画像処理装置１００ａに入力する。また、第２表示画像８００上には、第１対応点８１１の位置が、第１指示点７１１が示す位置に対して解剖学的に同一の病巣の位置を示す対応点として、ユーザによる操作部２２０を介した操作に基づいて、表示分解能の精度で定められる。操作部２２０は、表示分解能の精度で第１対応点８１１の位置を示す情報を、画像処理装置１００ａに入力する。

表示部２１０は、第１表示画像７００上での第１指示点７１１の位置を示す画像を、第１表示画像７００に重畳して表示してもよい。位置を示す画像は、例えば、丸印である。表示部２１０は、第２表示画像８００上での第１対応点８１１の位置を示す画像を、第２表示画像８００に重畳して表示してもよい。位置を示す画像は、例えば、丸印である。表示部２１０は、第１指示点７１１及び第１対応点８１１のぞれぞれの位置を示す情報を表示してもよい。

第１指示点７１１の位置は、第１表示画像７００上で、更新されてもよい。同様に、第１対応点８１１の位置は、第２表示画像８００上で、更新されてもよい。例えば、ユーザは、操作部２２０がマウスである場合、第１指示点７１１又は第１対応点８１１の画像に、マウスを用いて表示画像上でカーソルを合わせてクリック操作して選択し、そのままドラッグ操作することにより、選択された第１指示点７１１又は第１対応点８１１の位置を更新してもよい。また、例えば、ユーザは、操作部２２０がキーボードである場合、キーボードの矢印キーを押下操作することにより、第１指示点７１１又は第１対応点８１１を選択し、選択された第１指示点７１１又は第１対応点８１１の位置を更新してもよい。

なお、第１指示点７１１の位置を示す情報、及び、第１対応点８１１の位置を示す情報は、それぞれユーザによる操作に基づく代わりに、例えば、他のデータベース装置から第１点取得部１４０に入力されてもよい。

治療装置５００は、治療の際に、対象Ｂに放射線治療、陽子線治療又は粒子線治療を施す装置である。治療装置５００は、制御部５１０と、線源部５２０とを備える。制御部５１０は、治療装置５００の各部を制御する。制御部５１０は、例えば、中央処理装置である。制御部５１０は、位置決め信号を画像処理装置１００ａから受信する。制御部５１０は、位置決め信号に基づいて、線源部５２０を制御する。線源部５２０は、寝台装置６００により位置決めされた対象Ｂに、制御部５１０による制御に基づいて、放射線、陽子線又は粒子線を照射する。

寝台装置６００は、位置決め信号を画像処理装置１００ａから受信する。寝台装置６００は、位置決め信号に基づいて、寝ている姿勢の対象Ｂを所定範囲で移動させる。これにより、放射線、陽子線又は粒子線は、対象Ｂの内部に高精度に定められた位置に、正確に線源部５２０から照射されることになる。

次に、画像処理装置１００ａの詳細を説明する。
画像処理装置１００ａは、第１取得部１１０と、第２取得部１２０と、画像生成部１３０ａと、第１点取得部１４０と、第１修正部１５０とを備える。

第１取得部１１０は、対象Ｂを透視する第１分解能を有する第１透視画像を、計画装置３００から取得する。なお、第１取得部１１０は、対象Ｂを透視する第１分解能を有する第１透視画像を示すボクセルデータを、計画装置３００のデータベース部３１０から取得してもよい。第１取得部１１０は、第１透視画像を示す画像データを、画像生成部１３０ａに出力する。

第２取得部１２０は、第１透視画像とは異なる時刻に対象Ｂを透視する第２分解能を有する第２透視画像を、撮像装置４００の制御部４１０から取得する。第２取得部１２０は、第２透視画像を画像生成部１３０ａ及び第１修正部１５０に出力する。

画像生成部１３０ａは、第１画像生成部１３１を有する。第１画像生成部１３１は、所定の表示分解能を有する表示画像を生成する。この所定の表示分解能は、第１分解能及び第２分解能の少なくとも一方よりも低い分解能であるものとする。この所定の表示分解能は、表示装置２００の表示部２１０が表示可能な分解能（解像度）から選択されてもよいし、ユーザから予め指定された分解能でもよい。以下、分解能δは、分解能が高いほど小さい値であるものとして説明を続ける。

第１画像生成部１３１は、第１分解能を有する第１透視画像を、第１取得部１１０から受け取る。第１画像生成部１３１は、第１透視画像を、第１修正部１５０に出力する。なお、第１画像生成部１３１は、ボクセルデータを第１取得部１１０から受け取ってもよい。この場合、第１画像生成部１３１は、ボクセルデータから第１透視画像を再構成する。

第１画像生成部１３１は、表示分解能を有する第１表示画像７００（図３を参照）を、第１透視画像から生成する。第１表示画像７００は、第１透視画像をリサイズした画像である。リサイズとは、画像の画素数を変更することである。ここで、第１画像生成部１３１は、第１表示画像７００を生成する方法として、ニアレストネイバー法、バイリニア法、又は、キュービックコンボリューション法などを利用してもよい。第１画像生成部１３１は、第１透視画像を「δ_ｄｉｓｐ／δ_１」倍にリサイズして、第１表示画像を生成する。δ_ｄｉｓｐは、表示分解能である。δ_１は、第１分解能である。第１画像生成部１３１は、生成した第１表示画像７００を、表示装置２００の表示部２１０に出力する。

第１画像生成部１３１は、第２分解能を有する第２透視画像を、第２取得部１２０から受け取る。第１画像生成部１３１は、表示分解能を有する第２表示画像８００（図３を参照）を第２透視画像から生成する。第２表示画像８００は、第２透視画像をリサイズした画像である。ここで、第１画像生成部１３１は、第２表示画像８００を生成する方法として、ニアレストネイバー法、バイリニア法、又は、キュービックコンボリューション法などを利用してもよい。第１画像生成部１３１は、第２透視画像を「δ_ｄｉｓｐ／δ_２」倍にリサイズして、第２表示画像を生成する。ここで、δ_ｄｉｓｐは、表示分解能である。δ_２は、第２分解能である。第１画像生成部１３１は、生成した第２表示画像８００を、表示装置２００の表示部２１０に出力する。

第１画像生成部１３１は、表示分解能の精度で第１指示点７１１の位置を示す情報を、第１点取得部１４０から受け取る。第１画像生成部１３１は、第１表示画像７００上での第１指示点７１１の位置を示す画像を、第１表示画像７００に重畳してもよい。第１画像生成部１３１は、表示分解能の精度で第１対応点８１１の位置を示す情報を、第１点取得部１４０から受け取る。第１画像生成部１３１は、第２表示画像８００上での第１対応点８１１の位置を示す画像を、第２表示画像８００に重畳してもよい。

第１点取得部１４０は、第１表示画像７００上に指示された第１指示点７１１の位置を示す情報を、表示分解能の精度で操作部２２０から取得する。第１点取得部１４０は、表示分解能の精度で第１指示点７１１の位置を示す情報を、第１画像生成部１３１に出力する。第１点取得部１４０は、第２表示画像８００上で第１指示点７１１に対応する第１対応点８１１の位置を示す情報を、表示分解能の精度で操作部２２０から取得する。第１点取得部１４０は、表示分解能の精度で第１対応点８１１の位置を示す情報を、第１画像生成部１３１に出力する。

第１修正部１５０は、第１透視画像上で第１指示点７１１に対応する位置を含む画像に類似する画像を、第２透視画像上で探索する。ここで、第１修正部１５０は、第１透視画像上で第１指示点７１１に対応する位置を含む参照範囲の画像に類似する画像を、第２透視画像上で探索してもよい。

第１修正部１５０は、第１透視画像上で第１指示点７１１に対応する位置を含む画像に類似する画像の位置に、第２透視画像上で第１対応点８１１に対応する位置を修正する。ここで、第１修正部１５０は、表示分解能の精度で第１対応点８１１の位置を示す情報と、画像の類似度とに基づいて、第２透過画像上で第１対応点８１１に対応する位置を修正する。

第１修正部１５０は、第２分解能が第１分解能よりも高い場合、第１分解能を有する第１透視画像の画素当たりの分解能を、第２分解能と同じにするために、ニアレストネイバー法、バイリニア法、又は、キュービックコンボリューション法などを利用してもよい。第１修正部１５０は、第１透視画像を「δ_１／δ_２」倍にリサイズする。以下、「δ_１／δ_２」倍にリサイズした第１透視画像を、「第１拡大画像」という。

第１修正部１５０は、第１拡大画像上で第１指示点７１１に対応する位置を中心とする参照範囲の画像の画素値に基づいて、第１拡大画像上で第１指示点７１１に対応する位置を中心とする参照範囲の画像に最も類似度が高い画像を、第２透視画像上に定められた探索範囲で探索する。つまり、第１修正部１５０は、第１拡大画像上で第１指示点７１１の周辺の画素の画素値を基準にして、第２透視画像上で第１対応点８１１に対応する位置を修正する。類似度は、正規化相互相関を用いた類似度でもよいし、その他の画像特徴量を用いた類似度でもよい。例えば、ベクトル型の画像特徴量であれば、類似度は、ベクトル間の距離が小さいほど高い。

探索範囲は、第２透視画像上の第１対応点８１１に対応する位置を中心とし、１辺の長さが「δ_ｄｉｓｐ／２」である矩形の内側でもよい。この矩形は、例えば、正方形である。探索範囲は、第２透視画像上の第１対応点８１１に対応する位置を中心とし、半径「δ_ｄｉｓｐ／２」である円形の内側でもよい。

第１修正部１５０は、第２表示画像８００で、第１対応点８１１の位置が更新された場合、更新された第１対応点８１１に対応する位置を、同様に修正してもよい。また、第１修正部１５０は、第１分解能が第２分解能よりも高い場合についても、第１透視画像と第２透視画像との対応関係に基づいて同様に、第２透視画像上の第１対応点８１１に対応する位置を修正してもよい。

また、第１修正部１５０は、「表示分解能δ_ｄｉｓｐ＞δ_ｃｏｍｐ＞ｍｉｎ（δ_１，δ_２)」を満たす比較分解能δ_ｃｏｍｐに基づいて、第１対応点８１１の位置を修正してもよい。ここで、「ｍｉｎ（Ａ，Ｂ）」は、ＡとＢとを比較して小さい値をとる関数である。比較分解能δ_ｃｏｍｐは、ユーザにより指定されてもよい。上述したように、分解能δは、分解能が高いほど小さい値である。

第１修正部１５０は、第１透視画像を「δ_１／δ_ｃｏｍｐ」倍にリサイズした第１比較画像と、第２透視画像を「δ_２／δ_ｃｏｍｐ」倍にリサイズした第２比較画像とを生成する。第１修正部１５０は、第１比較画像上で第１指示点７１１の位置を中心とする参照範囲の画像の画素値に基づいて、第１比較画像上で第１指示点７１１の位置を中心とする参照範囲の画像に最も類似度が高い画像を、第２比較画像上に定められた探索範囲で探索する。つまり、第１修正部１５０は、第１比較画像上で第１指示点７１１の周辺の画素の画素値を基準にして、第２比較画像上で第１対応点８１１の位置を修正する。第１修正部１５０は、第１分解能が第２分解能よりも高い場合についても、第１透視画像と第２透視画像との対応関係に基づいて同様に、第１対応点８１１の位置を修正してもよい。

なお、画像処理装置１００ａは、表示分解能の精度で第１指示点７１１の位置を示す情報と、画像の類似度とに基づいて、第１透過画像上で第１指示点７１１の位置を修正してもよい。また、第１修正部１５０は、第１指示点７１１の位置が更新された場合、更新された第１指示点７１１に対応する位置を、第１透過画像上で同様に修正してもよい。

図４は、対応点の位置の修正方法を示す図である。図４の上段の左は、第１対応点８１１に対応する位置が修正される前の第２表示画像８００の一部領域を示す。図４の上段の中央は、類似する画像が探索される第２表示画像８００の一部領域を示す。図４の上段の右は、第１対応点８１１に対応する位置が修正された後の第２表示画像８００の一部領域を示す。図４の上段に示された「第２表示画像８００の一部領域」には、第１対応点８１１が含まれている。図４では、第２表示画像８００の表示分解能δ（正方画素の一辺の長さ）は、一例として、１．０［ｍｍ］であるものとする。

図４の下段は、図４の上段に対応付けられている。すなわち、図４の下段の左は、第１対応点８１１に対応する位置が修正される前の第２透視画像の一部領域を示す。図４の下段の中央は、類似する画像が探索される第２透視画像の一部領域を示す。図４の下段の右は、第１対応点８１１に対応する位置が修正された後の第２透視画像の一部領域を示す。図４では、第２透視画像の第２分解能δ（正方画素の一辺の長さ）は、一例として、０．５［ｍｍ］であるものとする。図４の下段に示された「第２透視画像の一部領域」は、図４の上段に示された「第２表示画像８００の一部領域」と同じ範囲を示す。したがって、図４の下段に示された「第２透視画像の一部領域」にも、第１対応点８１１が含まれている。

図４の上段に示された第２表示画像８００の表示分解能は、第２透視画像の第２分解能よりも低い。このため、第１対応点８１１の位置を示す画像の位置が、図４の下段に示された第２透視画像上で修正された場合でも、第１対応点８１１の位置を示す画像の位置は、表示分解能が低い第２表示画像８００上では、修正されたように見えないことがある。

なお、図４の下段に示された画像は、第２透視画像を「δ_２／δ_ｃｏｍｐ」倍にリサイズした第２比較画像でもよい。また、図４の下段に示された画像は、第１分解能が第２分解能よりも高い場合には、「δ_２／δ_１」倍にリサイズした第２透視画像でもよい。

探索範囲は、複数の単位探索範囲から構成されてもよい。第１対応点８１１に対応する位置が修正される前の第２透視画像の一部領域には、第１対応点８１１を中心とする探索中心群８２０が定められる。探索中心群８２０は、単位探索範囲の中心点の集合である。探索中心群８２０を含む範囲の一辺の長さは、ユーザにより予め指定されてもよい。図４では、探索中心群８２０を含む範囲の一辺の長さは、一例として、１．０［ｍｍ］と指定されたものとする。探索中心群８２０は、第１対応点８１１と、探索中心８１１ａ〜８１１ｈとから構成される。

例えば、単位探索範囲８３０は、探索中心群８２０を構成する探索中心８１１ａを中心とし、一例として、表示分解能（例えば、１．０［ｍｍ］）に応じた長さを辺とする矩形窓（例えば、正方形窓）である。単位探索範囲８３０は、探索中心群８２０を構成する探索中心８１１ａを中心とし、一例として、表示分解能（例えば、１．０［ｍｍ］）を半径とする円形窓でもよい。第１対応点８１１と、探索中心８１１ｂ〜探索中心８１１ｈと、についてもそれぞれ同様である。

第１修正部１５０は、第１透視画像上で第１指示点７１１に対応する位置を含む参照範囲の画像に類似する画像を、単位探索範囲８３０で探索する。第１修正部１５０は、第１透視画像上で第１指示点７１１に対応する位置を含む参照範囲の画像に類似する画像を、探索中心８１１ｂを中心とする単位探索範囲でも探索する。

第１修正部１５０は、第１透視画像上で第１指示点７１１に対応する位置を含む参照範囲の画像に類似する画像を、第１対応点８１１を中心とする他の単位探索範囲でも探索する。また、第１修正部１５０は、第１透視画像上で第１指示点７１１に対応する位置を含む参照範囲の画像に類似する画像を、探索中心８１１ｃ〜探索中心８１１ｈをそれぞれの中心とする他の各単位探索範囲でも探索する。

図４の下段では、第１対応点８１１に対応する位置が修正された後の第２透視画像の一部領域に示されているように、第１修正部１５０は、第１対応点８１１に対応する位置を、探索中心８１１ａの位置に修正している。これにより、第１対応点８１１に対応する位置、つまり、第１対応点８１１の位置は、表示分解能のサブピクセル精度「（√２）×０．５［ｍｍ］」だけ、修正前と比較して高精度になる。

次に、画像処理装置１００ａの動作手順例を説明する。
図５は、画像処理装置の動作手順例を示すフローチャートである。
（ステップＳ１０１）第１取得部１１０は、対象Ｂを透視する第１分解能を有する第１透視画像を、計画装置３００から取得する。
（ステップＳ１０２）第２取得部１２０は、第１透視画像とは異なる時刻に対象Ｂを透視する第２分解能を有する第２透視画像を、撮像装置４００から取得する。

（ステップＳ１０３）第１画像生成部１３１は、第１分解能及び第２分解能の少なくとも一方よりも低い分解能である表示分解能を有する第１表示画像７００を、第１透視画像から生成する。第１画像生成部１３１は、表示分解能を有する第２表示画像８００を、第２透視画像から生成する。

（ステップＳ１０４）第１画像生成部１３１は、第１表示画像７００及び第２表示画像８００を、表示部２１０に表示分解能で表示させる。
（ステップＳ１０５）第１点取得部１４０は、第１表示画像７００上に指示された第１指示点７１１の位置を示す情報を取得する。第１点取得部１４０は、第２表示画像８００上で第１指示点７１１に対応する第１対応点８１１の位置を示す情報を取得する。

（ステップＳ１０６）第１修正部１５０は、第１透視画像上で第１指示点７１１に対応する位置を含む画像に類似する画像を、第２透視画像上で探索する。第１修正部１５０は、第１透視画像上で第１指示点７１１に対応する位置を含む画像に類似する画像の位置に、第２透視画像上で第１対応点８１１の位置を修正する。

以上のように、画像処理装置１００ａは、第１取得部１１０と、第２取得部１２０と、第１画像生成部１３１と、第１点取得部１４０と、第１修正部１５０とを備える。第１取得部１１０は、対象Ｂを透視する第１分解能を有する第１透視画像を取得する。第２取得部１２０は、第１透視画像とは異なる時刻に対象Ｂを透視する第２分解能を有する第２透視画像を取得する。第１画像生成部１３１は、第１分解能及び第２分解能の少なくとも一方よりも低い分解能である表示分解能を有する第１表示画像７００を、第１透視画像から生成し、表示分解能を有する第２表示画像８００を、第２透視画像から生成する。第１点取得部１４０は、第１表示画像７００上に指示された第１指示点７１１を取得し、第２表示画像８００上で第１指示点７１１に対応する第１対応点８１１を取得する。第１修正部１５０は、第１透視画像上で第１指示点７１１に対応する位置を含む画像に類似する画像を、第２透視画像上で探索し、第１透視画像上で第１指示点７１１に対応する位置を含む画像に類似する画像の位置に、第２透視画像上で第１対応点８１１に対応する位置を修正する。

画像処理方法は、画像処理装置１００ａにおける画像処理方法であって、第１取得部１１０が実行するステップと、第２取得部１２０が実行するステップと、第１画像生成部１３１が実行するステップと、第１点取得部１４０が実行するステップと、第１修正部１５０が実行するステップと、を有する。第１取得部１１０は、対象Ｂを透視する第１分解能を有する第１透視画像を取得する。第２取得部１２０は、第１透視画像とは異なる時刻に対象Ｂを透視する第２分解能を有する第２透視画像を取得する。第１画像生成部１３１は、第１分解能及び第２分解能の少なくとも一方よりも低い分解能である表示分解能を有する第１表示画像７００を、第１透視画像から生成し、表示分解能を有する第２表示画像８００を、第２透視画像から生成する。第１点取得部１４０は、第１表示画像７００上に指示された第１指示点７１１を取得し、第２表示画像８００上で第１指示点７１１に対応する第１対応点８１１を取得する。第１修正部１５０は、第１透視画像上で第１指示点７１１に対応する位置を含む画像に類似する画像を、第２透視画像上で探索し、第１透視画像上で第１指示点７１１に対応する位置を含む画像に類似する画像の位置に、第２透視画像上で第１対応点８１１に対応する位置を修正する。

治療システム１０ａは、画像処理装置１００ａと、撮像装置４００と、表示装置２００とを備える。画像処理装置１００ａは、第１取得部１１０と、第２取得部１２０と、第１画像生成部１３１と、第１点取得部１４０と、第１修正部１５０と、操作部２２０と、治療装置５００とを備える。第１取得部１１０は、対象Ｂを透視する第１分解能を有する第１透視画像を取得する。第２取得部１２０は、第１透視画像とは異なる時刻に対象Ｂを透視する第２分解能を有する第２透視画像を取得する。第１画像生成部１３１は、第１分解能及び第２分解能の少なくとも一方よりも低い分解能である表示分解能を有する第１表示画像７００を、第１透視画像から生成し、表示分解能を有する第２表示画像８００を、第２透視画像から生成する。第１点取得部１４０は、第１表示画像７００上に指示された第１指示点７１１を取得し、第２表示画像８００上で第１指示点７１１に対応する第１対応点を取得する。第１修正部１５０は、第１透視画像上で第１指示点７１１に対応する位置を含む画像に類似する画像を、第２透視画像上で探索し、第１透視画像上で第１指示点７１１に対応する位置を含む画像に類似する画像の位置に、第２透視画像上で第１対応点８１１に対応する位置を修正する。撮像装置４００は、第２透視画像を撮像する。表示装置２００は、第１表示画像７００及び第２表示画像８００を表示分解能で表示する。操作部２２０は、第１指示点及び第１対応点を、第１点取得部１１０に入力する。治療装置５００は、第１修正部１５０により修正された第１対応点に対応する位置に基づいて、対象Ｂに治療を施す。

この構成により、第１修正部１５０は、第１透視画像上で第１指示点７１１に対応する位置を含む画像に類似する画像を、第２透視画像上で探索し、第１透視画像上で第１指示点７１１に対応する位置を含む画像に類似する画像の位置に、第２透視画像上で第１対応点８１１に対応する位置を修正する（例えば、図４を参照）。
これにより、画像処理装置１００ａ、治療システム１０ａ及び画像処理方法は、表示画像に表示されている対象の内部の位置を示す点を、分解能が低い表示画像を用いて高精度に定めることができる。また、画像処理装置１００ａ、治療システム１０ａ及び画像処理方法は、ユーザによる対応点の入力を助ける（アシストする）ことができる。また、画像処理装置１００ａ、治療システム１０ａ及び画像処理方法は、表示画像に表示されている対象Ｂの内部の位置を示す点を、表示画像を局所的に拡大させて入力させる必要がない。

第１修正部１５０は、第１透視画像上で第１指示点７１１に対応する位置を含む範囲（例えば、探索範囲と同じ形状の参照範囲）の画像に類似する画像を、第２透視画像上で第１対応点８１１に対応する位置を含む範囲（例えば、探索範囲）で探索し、第１透視画像上で第１指示点７１１に対応する位置を含む範囲（例えば、参照範囲）の画像に類似する画像の位置に、第２透視画像上で第１対応点８１１に対応する位置を修正してもよい（例えば、図４を参照）。

第１点取得部１４０は、更新された第１指示点７１１を取得してもよい。第１点取得部１４０は、更新された第１対応点８１１を取得してもよい。
第１画像生成部１３１は、表示分解能よりも高い分解能である比較分解能を有する第１比較画像を、第１透視画像から生成し、比較分解能を有する第２比較画像を、第２透視画像から生成してもよい。
第１取得部１１０は、ボクセルデータ、又は、ボクセルデータから再構成された第１透視画像を取得してもよい。

第１透視画像と第２透視画像とは、異なる撮像装置で撮像された透視画像でもよい。例えば、第２透視画像は、第１透視画像がＣＴ装置により撮像されている場合でも、撮像装置４００により撮像されてもよい。

［第２実施形態］
第２実施形態では、画像処理装置の構成例が第１実施形態と相違する。第２実施形態では、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。

図６は、治療システムの構成を示す図である。治療システム１０ｂは、撮像装置４００と、画像処理装置１００ｂと、表示装置２００とを備える。画像処理装置１００ｂは、第１実施形態の画像処理装置１００ａに対応する装置である。治療システム１０ｂは、計画装置３００と、治療装置５００と、寝台装置６００とを更に備えてもよい。

撮像装置４００の制御部４１０は、第４分解能を有する第４透視画像を、第２撮像部４５０から取得する。制御部４１０は、第４分解能を有する第４透視画像を、画像処理装置１００ｂに出力する。

画像処理装置１００ｂは、所定の表示分解能を有する第１表示画像を、第１透視画像から生成する。画像処理装置１００ｂは、当該所定の表示分解能を有する第２表示画像を、第２透視画像から生成する。画像処理装置１００ｂは、当該所定の表示分解能を有する第３表示画像を、第３透視画像から生成する。画像処理装置１００ｂは、当該所定の表示分解能を有する第４表示画像を、第４透視画像から生成する。

図７は、エピポーラ線を示す図である。エピポーラ線を説明するため、図７では、第１表示画像７００は、ＸＹＺ座標系のＹ軸負方向に、仮想的に配置されている。第３表示画像９００は、ＸＹＺ座標系のＸ軸正方向に、仮想的に配置されている。第３線源部７４０は、ＸＹＺ座標系のＹ軸正方向に、仮想的に配置されている。第４線源部９４０は、ＸＹＺ座標系のＸ軸負方向に、仮想的に配置されている。

エピポーラ線は、エピポーラ拘束に基づいて得られる。エピポーラ面１２００は、第３線源部７４０と、第４線源部９４０と、第１指示点７１１との３点を含む面である。エピポーラ線７１０は、第１表示画像７００と、エピポーラ面１２００とが交差することより定まる直線である。つまり、エピポーラ線７１０は、第１指示点７１１を通過する線である。エピポーラ線９１０は、第３表示画像９００と、エピポーラ面１２００とが交差することより定まる直線である。つまり、エピポーラ線９１０は、第２指示点９１１を通過する線である。

図８は、第１表示画像〜第４表示画像の表示方法を示す図である。操作部２２０は、画像処理装置１００ｂにより生成された第１表示画像７００、第２表示画像８００、第３表示画像９００及び第４表示画像１０００を並べて、所定の表示分解能でそれぞれ表示する。第３表示画像９００は、第３透視画像から生成された画像である。第４表示画像１０００は、第４透視画像から生成された画像である。

表示部２１０は、第１表示画像７００上でのエピポーラ線７１０の位置を示す画像を、第１表示画像７００に重畳して表示してもよい。エピポーラ線の位置を示す画像は、例えば、破線である。表示部２１０は、第２表示画像８００上でのエピポーラ線８１０の位置を示す画像を、第２表示画像８００に重畳して表示してもよい。

第３表示画像９００上には、第２指示点９１１の位置が、ユーザによる操作部２２０を介した操作に基づいて、表示分解能の精度で定められる。操作部２２０は、表示分解能の精度で第２指示点９１１の位置を示す情報を、画像処理装置１００ｂに入力する。また、第３表示画像９００上には、第２対応点１０１１の位置が、第２指示点９１１が示す位置に対して解剖学的に同一の病巣の位置を示す対応点として、ユーザによる操作部２２０を介した操作に基づいて、表示分解能の精度で定められる。操作部２２０は、表示分解能の精度で第２対応点１０１１の位置を示す情報を、画像処理装置１００ｂに入力する。

表示部２１０は、第３表示画像９００上での第２指示点９１１の位置を示す画像を、第３表示画像９００に重畳して表示してもよい。表示部２１０は、第４表示画像１０００上での第２対応点１０１１の位置を示す画像を、第４表示画像１０００に重畳して表示してもよい。表示部２１０は、第２指示点９１１及び第２対応点１０１１のぞれぞれの位置を示す情報（座標）を表示してもよい。

第２指示点９１１の位置は、第３表示画像９００上で、更新されてもよい。同様に、第２対応点１０１１の位置は、第４表示画像１０００上で、更新されてもよい。例えば、ユーザは、操作部２２０がマウスである場合、第２指示点９１１又は第２対応点１０１１の画像に、マウスを用いて表示画像上でカーソルを合わせてクリック操作して選択し、そのままドラッグ操作することにより、選択された第２指示点９１１又は第２対応点１０１１の位置を更新してもよい。また、例えば、ユーザは、操作部２２０がキーボードである場合、キーボードの矢印キーを押下操作することにより、第２指示点９１１又は第２対応点１０１１を選択し、選択された第２指示点９１１又は第２対応点１０１１の位置を更新してもよい。

第２指示点９１１は、第１指示点７１１が示す３次元位置と同じ位置を示すように、ユーザにより第３表示画像９００上に指定される。第２指示点９１１は、第３表示画像９００（第３透過画像）では、エピポーラ拘束によりエピポーラ線９１０上に位置することになる。つまり、第２指示点９１１は、第１指示点７１１に基づいて算出されるエピポーラ線９１０上に位置する。

第２対応点１０１１は、第１対応点８１１が示す３次元位置と同じ位置を示すように、ユーザにより第４表示画像１０００上に指定される。第２対応点１０１１は、第４表示画像１０００（第４透過画像）では、エピポーラ拘束によりエピポーラ線１０１０上に位置することになる。つまり、第２対応点１０１１は、第１対応点８１１に基づいて算出されるエピポーラ線１０１０上に位置する。

図６に戻り、治療システム１０ｂの構成例の説明を続ける。
画像処理装置１００ｂは、第２透過画像上で第１対応点８１１に対応する位置を修正する。また、画像処理装置１００ｂは、第１透過画像上で第１指示点７１１に対応する位置を修正してもよい。また、画像処理装置１００ｂは、第４透過画像上で第２対応点１０１１に対応する位置を修正してもよい。また、画像処理装置１００ｂは、第３透過画像上で第２指示点に対応する位置を修正してもよい。

画像処理装置１００ｂは、第１取得部１１０と、第２取得部１２０と、画像生成部１３０ｂと、第１点取得部１４０と、第１修正部１５０と、第３取得部１６０と、第４取得部１７０と、第２点取得部１８０と、第２修正部１９０とを備える。画像生成部１３０ｂは、第１実施形態の画像生成部１３０ａに対応する。

第３取得部１６０は、対象Ｂを透視する第３分解能を有する第３透視画像を、計画装置３００から取得する。なお、第３取得部１６０は、対象Ｂを透視する第３分解能を有する第３透視画像を示すボクセルデータを、計画装置３００のデータベース部３１０から取得してもよい。第３取得部１６０は、第３透視画像を示す画像データを、画像生成部１３０ｂに出力する。

第４取得部１７０は、第３透視画像とは異なる時刻に対象Ｂを透視する第４分解能を有する第４透視画像を、撮像装置４００の制御部４１０から取得する。第４取得部１７０は、第４透視画像を画像生成部１３０ｂ及び第２修正部１９０に出力する。

画像生成部１３０ｂは、第１画像生成部１３１と、第２画像生成部１３２とを有する。第２画像生成部１３２は、所定の表示分解能を有する表示画像を生成する。この所定の表示分解能は、第３分解能及び第４分解能の少なくとも一方よりも低い分解能であるものとする。この所定の表示分解能は、表示装置２００の表示部２１０が表示可能な分解能（解像度）から選択されてもよいし、ユーザから予め指定された分解能でもよい。

第２画像生成部１３２は、第３分解能を有する第３透視画像を、第３取得部１６０から受け取る。第２画像生成部１３２は、第３透視画像を、第２修正部１９０に出力する。なお、第２画像生成部１３２は、ボクセルデータを第３取得部１６０から受け取ってもよい。この場合、第２画像生成部１３２は、ボクセルデータから第３透視画像を再構成する。

第２画像生成部１３２は、表示分解能を有する第３表示画像９００を、第３透視画像から生成する。第３表示画像９００は、第３透視画像をリサイズした画像である。ここで、第２画像生成部１３２は、第３表示画像９００を生成する方法として、ニアレストネイバー法、バイリニア法、又は、キュービックコンボリューション法などを利用してもよい。第２画像生成部１３２は、第３透視画像を「δ_ｄｉｓｐ／δ_３」倍にリサイズして、第３表示画像９００を生成する。δ_ｄｉｓｐは、表示分解能である。δ_３は、第３分解能である。第２画像生成部１３２は、生成した第３表示画像９００を、表示装置２００の表示部２１０に出力する。

第２画像生成部１３２は、第４分解能を有する第４透視画像を、第４取得部１７０から受け取る。第２画像生成部１３２は、表示分解能を有する第４表示画像１０００を第４透視画像から生成する。第４表示画像１０００は、第４透視画像をリサイズした画像である。ここで、第２画像生成部１３２は、第４表示画像１０００を生成する方法として、ニアレストネイバー法、バイリニア法、又は、キュービックコンボリューション法などを利用してもよい。第２画像生成部１３２は、第４透視画像を「δ_ｄｉｓｐ／δ_４」倍にリサイズして、第４表示画像１０００を生成する。ここで、δ_ｄｉｓｐは、表示分解能である。δ_４は、第４分解能である。第２画像生成部１３２は、生成した第４表示画像１０００を、表示装置２００の表示部２１０に出力する。

第２画像生成部１３２は、表示分解能の精度で第２指示点９１１の位置を示す情報を、第２点取得部１８０から受け取る。第２画像生成部１３２は、第３表示画像９００上での第２指示点９１１の位置を示す画像を、第３表示画像９００に重畳してもよい。第２画像生成部１３２は、第１指示点７１１の位置に基づいてエピポーラ線９１０を算出し、エピポーラ線９１０を示す画像を、第３表示画像９００に重畳してもよい。

第２画像生成部１３２は、表示分解能の精度で第２対応点１０１１の位置を示す情報を、第２点取得部１８０から受け取る。第２画像生成部１３２は、第４表示画像１０００上での第２対応点１０１１の位置を示す画像を、第４表示画像１０００に重畳してもよい。第２画像生成部１３２は、第１対応点８１１の位置に基づいてエピポーラ線１０１０を算出し、エピポーラ線１０１０を示す画像を、第４表示画像１０００に重畳してもよい。

第２点取得部１８０は、第３表示画像９００上に指示された第２指示点９１１の位置を示す情報を、表示分解能の精度で操作部２２０から取得する。第２点取得部１８０は、表示分解能の精度で第２指示点９１１の位置を示す情報を、第２画像生成部１３２に出力する。第２点取得部１８０は、第４表示画像１０００上で第２指示点９１１に対応する第２対応点１０１１の位置を示す情報を、表示分解能の精度で操作部２２０から取得する。第２点取得部１８０は、表示分解能の精度で第２対応点１０１１の位置を示す情報を、第２画像生成部１３２に出力する。

第２修正部１９０は、第２画像生成部１３２を介して第３取得部１６０から第３透視画像を受け取る。第２修正部１９０は、第４透視画像を第４取得部１７０から受け取る。第２修正部１９０は、表示分解能の精度で第１指示点７１１の位置を示す情報を、第１点取得部１４０から受け取る。第２修正部１９０は、表示分解能の精度で第１対応点８１１の位置を示す情報を、第１点取得部１４０から受け取る。第２修正部１９０は、表示分解能の精度で第２指示点９１１の位置を示す情報を、第２点取得部１８０から受け取る。第２修正部１９０は、表示分解能の精度で第２対応点１０１１の位置を示す情報を、第２点取得部１８０から受け取る。

なお、第１指示点７１１の位置を示す情報、及び、第１対応点８１１の位置を示す情報は、それぞれユーザによる操作に基づく代わりに、例えば、他のデータベース装置から第１点取得部１４０に入力されてもよい。また、第２指示点９１１の位置を示す情報、及び、第２対応点１０１１の位置を示す情報は、それぞれユーザによる操作に基づく代わりに、例えば、他のデータベース装置から第２修正部１９０に入力されてもよい。

第２修正部１９０は、第３透視画像上で第２指示点９１１に対応する位置を含む画像に類似する画像を、第４透視画像上で探索する。ここで、第２修正部１９０は、第３透視画像上で第２指示点９１１に対応する位置を含む参照範囲の画像に類似する画像を、第４透視画像上で探索してもよい。また、第２修正部１９０は、第３透視画像上で第２指示点９１１に対応する位置を含む参照範囲の画像と類似する画像を、第４透視画像のエピポーラ線１０１０上の周辺の探索範囲で探索してもよい。

第２修正部１９０は、第３透視画像上で第２指示点９１１に対応する位置を含む画像に類似する画像の位置に、第４透視画像上で第２対応点１０１１に対応する位置を修正する。ここで、第２修正部１９０は、表示分解能の精度で第２対応点１０１１の位置を示す情報と、画像の類似度とに基づいて、第４透過画像上で第２対応点１０１１に対応する位置を修正する。

第２修正部１９０は、第４分解能が第３分解能よりも高い場合、第３分解能を有する第３透視画像の画素当たりの分解能を、第４分解能と同じにするために、ニアレストネイバー法、バイリニア法、又は、キュービックコンボリューション法などを利用してもよい。第２修正部１９０は、第３透視画像を「δ_３／δ_４」倍にリサイズする。以下、「δ_３／δ_４」倍にリサイズした第３透視画像を、「第３拡大画像」という。

第２修正部１９０は、第３拡大画像上で第２指示点９１１に対応する位置を中心とする参照範囲の画像の画素値に基づいて、第３拡大画像上で第２指示点９１１に対応する位置を中心とする参照範囲の画像に最も類似度が高い画像を、第４透視画像上に定められた探索範囲で探索する。つまり、第２修正部１９０は、第３拡大画像上で第２指示点９１１の周辺の画素の画素値を基準にして、第４透視画像上で第２対応点１０１１に対応する位置を修正する。類似度は、正規化相互相関を用いた類似度でもよいし、その他の画像特徴量を用いた類似度でもよい。例えば、ベクトル型の画像特徴量であれば、類似度は、ベクトル間の距離が小さいほど高い。

探索範囲は、第４透視画像上の第２対応点１０１１に対応する位置を中心とし、１辺の長さが「δ_ｄｉｓｐ／２」である矩形の内側であり、かつ、第１対応点８１１に基づいて算出されるエピポーラ線１０１０上としてもよい。また、探索範囲は、第４透視画像上の第２対応点１０１１に対応する位置を中心とし、半径「δ_ｄｉｓｐ／２」である円形の内側であり、かつ、第１対応点８１１に基づいて算出されるエピポーラ線１０１０上としてもよい。

第２修正部１９０は、第４表示画像１０００で、第２対応点１０１１の位置が更新された場合、更新された第２対応点１０１１に対応する位置を、第１対応点８１１に基づいて算出されるエピポーラ線１０１０上を移動させて、同様に修正してもよい。また、第２修正部１９０は、第３分解能が第４分解能よりも高い場合についても、第３透視画像と第４透視画像との対応関係に基づいて同様に、第４透視画像上の第２対応点１０１１に対応する位置を修正してもよい。

また、第２修正部１９０は、「表示分解能δ_ｄｉｓｐ＞δ_ｃｏｍｐ＞ｍｉｎ（δ_３，δ_４)」を満たす比較分解能δ_ｃｏｍｐに基づいて、第２対応点１０１１の位置を修正してもよい。ここで、「ｍｉｎ（Ａ，Ｂ）」は、ＡとＢとを比較して小さい値をとる関数である。比較分解能δ_ｃｏｍｐは、ユーザにより指定されてもよい。上述したように、分解能δは、分解能が高いほど小さい値である。

第２修正部１９０は、第３透視画像を「δ_３／δ_ｃｏｍｐ」倍にリサイズした第３比較画像と、第４透視画像を「δ_４／δ_ｃｏｍｐ」倍にリサイズした第４比較画像とを生成する。第２修正部１９０は、第３比較画像上で第２指示点９１１の位置を中心とする参照範囲の画像の画素値に基づいて、第３比較画像上で第２指示点９１１の位置を中心とする参照範囲の画像に最も類似度が高い画像を、第４比較画像上に定められた探索範囲で探索する。つまり、第２修正部１９０は、第３比較画像上で第２指示点９１１の周辺の画素の画素値を基準にして、第４比較画像上で第２対応点１０１１の位置を修正する。第２修正部１９０は、第３分解能が第４分解能よりも高い場合についても、第３透視画像と第４透視画像との対応関係に基づいて同様に、第２対応点１０１１の位置を修正してもよい。

なお、画像処理装置１００ｂは、表示分解能の精度で第２指示点９１１の位置を示す情報と、画像の類似度とに基づいて、第３透過画像上で第２指示点９１１の位置を修正してもよい。また、第２修正部１９０は、第２指示点９１１の位置が更新された場合、更新された第２指示点９１１に対応する位置を、第１指示点７１１に基づいて算出されるエピポーラ線９１０上を移動させて、第３透過画像上で同様に修正してもよい。

以上のように、画像処理装置１００ｂは、画像処理装置１００ａと比較して、第３取得部１６０と、第４取得部１７０と、第２画像生成部１３２と、第２点取得部１８０と、第２修正部１９０とをさらに備える。第３取得部１６０は、第１透視画像とは異なる方向から対象Ｂを透視する第３分解能を有する第３透視画像を取得する。第４取得部１７０は、第３透視画像とは異なる時刻に第２透視画像とは異なる方向から対象Ｂを透視する第４分解能を有する第４透視画像を取得する。第２画像生成部１３２は、表示分解能を有する第３表示画像９００を第３透視画像から生成し、表示分解能を有する第４表示画像１０００を第４透視画像から生成する。第２点取得部１８０は、第３表示画像９００上に指示された第２指示点９１１を取得し、第４表示画像１０００上で第２指示点９１１に対応する第２対応点１０１１を取得する。第２修正部１９０は、第３透視画像上で第２指示点９１１に対応する位置を含む画像に類似する画像を、第４透視画像上で探索し、第３透視画像上で第２指示点９１１に対応する位置を含む画像に類似する画像の位置に、第４透視画像上で第２対応点１０１１に対応する位置を修正する。

この構成により、第２修正部１９０は、第３透視画像上で第２指示点９１１に対応する位置を含む画像に類似する画像を、第４透視画像上で探索し、第３透視画像上で第２指示点９１１に対応する位置を含む画像に類似する画像の位置に、第４透視画像上で第２対応点１０１１に対応する位置を修正する。
これにより、画像処理装置１００ｂ、治療システム１０ｂ及び画像処理方法は、表示画像に表示されている対象の内部の位置を示す点を、分解能が低い表示画像を用いて高精度に定めることができる。

第２修正部１９０は、エピポーラ線１０１０に基づいて、第２対応点１０１１に対応する位置を修正してもよい。例えば、第２修正部１９０は、エピポーラ線１０１０から所定の距離内の範囲を探索範囲として画像を探索し、第２対応点１０１１に対応する位置を修正してもよい。他のエピポーラ線についても同様である。また、第１修正部１５０についても同様である。

表示部２１０は、第３表示画像９００上での第２指示点９１１の位置を示す画像を、第３表示画像９００に重畳して表示してもよい。
表示部２１０は、第４表示画像１０００上での第２対応点１０１１の位置を示す画像を、第４表示画像１０００に重畳して表示してもよい。

以上述べた少なくともひとつの実施形態の画像処理装置によれば、表示画像に表示されている対象の内部の位置を示す点を、分解能が低い表示画像を用いて高精度に定めることができる。

以上、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。

例えば、第１指示点７１１（例えば、図８を参照）の位置は、第１表示画像７００上に定められる代わりに、第２表示画像８００上に定められてもよい。この場合、第１対応点８１１の位置は、第２表示画像８００上に定められる代わりに、第１表示画像７００上に定められる。また、例えば、第２指示点９１１の位置は、第３表示画像９００上に定められる代わりに、第４表示画像１０００上に定められてもよい。この場合、第２対応点１０１１の位置は、第４表示画像１０００上に定められる代わりに、第３表示画像９００上に定められる。

１０ａ…治療システム、１０ｂ…治療システム、１００ａ…画像処理装置、１００ｂ…画像処理装置、１１０…第１取得部、１２０…第２取得部、１３０ａ…画像生成部、１３０ｂ…画像生成部、１３１…第１画像生成部、１３２…第２画像生成部、１４０…第１点取得部、１５０…第１修正部、１６０…第３取得部、１７０…第４取得部、１８０…第２点取得部、１９０…第２修正部、２００…表示装置、２１０…表示部、２２０…操作部、３００…計画装置、３１０…データベース部、３２０…表示部、３３０…操作部、３４０…制御部、４００…撮像装置、４１０…制御部、４２０…第１線源部、４３０…第２線源部、４４０…第１撮像部、４５０…第２撮像部、５００…治療装置、５１０…制御部、５２０…線源部、６００…寝台装置、７００…第１表示画像、７１０…エピポーラ線、７１１…第１指示点、７４０…第３線源部、８００…第２表示画像、８１０…エピポーラ線、８１１…第１対応点、８１１ａ…探索中心、８１１ｂ…探索中心、８１１ｃ…探索中心、８１１ｄ…探索中心、８１１ｅ…探索中心、８１１ｆ…探索中心、８１１ｇ…探索中心、８１１ｈ…探索中心、８２０…探索中心群、８３０…単位探索範囲、９００…第３表示画像、９１０…エピポーラ線、９１１…第２指示点、９４０…第４線源部、１０００…第４表示画像、１０１０…エピポーラ線、１０１１…第２対応点、１２００…エピポーラ面、Ｂ…対象

Claims (9)

1. 対象を透視する第１分解能を有する第１透視画像を取得する第１取得部と、
   前記第１透視画像とは異なる時刻に前記対象を透視する第２分解能を有する第２透視画像を取得する第２取得部と、
   前記第１分解能及び前記第２分解能の少なくとも一方よりも低い分解能である表示分解能を有する第１表示画像を、前記第１透視画像から生成し、前記表示分解能を有する第２表示画像を、前記第２透視画像から生成する第１画像生成部と、
   前記第１表示画像上に指示された第１指示点を取得し、前記第２表示画像上で前記第１指示点に対応する第１対応点を取得する第１点取得部と、
   前記第１透視画像上で前記第１指示点に対応する位置を含む画像に類似する画像を、前記第２透視画像上で探索し、前記第１透視画像上で前記第１指示点に対応する位置を含む画像に類似する画像の位置に、前記第２透視画像上で前記第１対応点に対応する位置を修正する第１修正部と、
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記第１修正部は、前記第１透視画像上で前記第１指示点に対応する位置を含む範囲の画像に類似する画像を、前記第２透視画像上で前記第１対応点に対応する位置を含む範囲で探索し、前記第１透視画像上で前記第１指示点に対応する位置を含む範囲の画像に類似する画像の位置に、前記第２透視画像上で前記第１対応点に対応する位置を修正することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記第１点取得部は、更新された前記第１指示点又は前記第１対応点を取得することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記第１画像生成部は、前記表示分解能よりも高い分解能である比較分解能を有する第１比較画像を、前記第１透視画像から生成し、前記比較分解能を有する第２比較画像を、前記第２透視画像から生成することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の画像処理装置。
5. 前記第１透視画像とは異なる方向から前記対象を透視する第３分解能を有する第３透視画像を取得する第３取得部と、
   前記第３透視画像とは異なる時刻に前記第２透視画像とは異なる方向から前記対象を透視する第４分解能を有する第４透視画像を取得する第４取得部と、
   前記表示分解能を有する第３表示画像を前記第３透視画像から生成し、前記表示分解能を有する第４表示画像を前記第４透視画像から生成する第２画像生成部と、
   前記第３表示画像上に指示された第２指示点を取得し、前記第４表示画像上で前記第２指示点に対応する第２対応点を取得する第２点取得部と、
   前記第３透視画像上で前記第２指示点に対応する位置を含む画像に類似する画像を、前記第４透視画像上で探索し、前記第３透視画像上で前記第２指示点に対応する位置を含む画像に類似する画像の位置に、前記第４透視画像上で前記第２対応点に対応する位置を修正する第２修正部と、
   を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の画像処理装置。
6. 前記第２修正部は、エピポーラ線に基づいて、前記第２対応点に対応する位置を修正することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の画像処理装置。
7. 前記第１取得部は、ボクセルデータ、又は、前記ボクセルデータから再構成された前記第１透視画像を取得することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の画像処理装置。
8. 対象を透視する第１分解能を有する第１透視画像を取得する第１取得部と、
   前記第１透視画像とは異なる時刻に前記対象を透視する第２分解能を有する第２透視画像を取得する第２取得部と、
   前記第１分解能及び前記第２分解能の少なくとも一方よりも低い分解能である表示分解能を有する第１表示画像を、前記第１透視画像から生成し、前記表示分解能を有する第２表示画像を、前記第２透視画像から生成する第１画像生成部と、
   前記第１表示画像上に指示された第１指示点を取得し、前記第２表示画像上で前記第１指示点に対応する第１対応点を取得する第１点取得部と、
   前記第１透視画像上で前記第１指示点に対応する位置を含む画像に類似する画像を、前記第２透視画像上で探索し、前記第１透視画像上で前記第１指示点に対応する位置を含む画像に類似する画像の位置に、前記第２透視画像上で前記第１対応点に対応する位置を修正する第１修正部と、
   を有する画像処理装置と、
   前記第２透視画像を撮像する撮像装置と、
   前記第１表示画像及び前記第２表示画像を前記表示分解能で表示する表示装置と、
   前記第１指示点及び前記第１対応点を、前記第１点取得部に入力する入力装置と、
   前記第１修正部により修正された前記第１対応点に対応する位置に基づいて、前記対象に治療を施す治療装置と、
   を備えることを特徴とする治療システム。
9. 画像処理装置における画像処理方法であって、
   第１取得部が、対象を透視する第１分解能を有する第１透視画像を取得するステップと、
   第２取得部が、前記第１透視画像とは異なる時刻に前記対象を透視する第２分解能を有する第２透視画像を取得するステップと、
   第１画像生成部が、前記第１分解能及び前記第２分解能の少なくとも一方よりも低い分解能である表示分解能を有する第１表示画像を、前記第１透視画像から生成し、前記表示分解能を有する第２表示画像を、前記第２透視画像から生成するステップと、
   第１点取得部が、前記第１表示画像上に指示された第１指示点を取得し、前記第２表示画像上で前記第１指示点に対応する第１対応点を取得するステップと、
   第１修正部が、前記第１透視画像上で前記第１指示点に対応する位置を含む画像に類似する画像を、前記第２透視画像上で探索し、前記第１透視画像上で前記第１指示点に対応する位置を含む画像に類似する画像の位置に、前記第２透視画像上で前記第１対応点に対応する位置を修正するステップと、
   を有することを特徴とする画像処理方法。

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