JP2016159117A - Image region mapping apparatus, 3d model generating apparatus, image region mapping method, and image region mapping program - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention uses an image region association device and an image region association device that associate a plurality of image regions of an X-ray image of a blood vessel imaged from two directions using a single X-ray imaging device. The present invention relates to a three-dimensional model generation apparatus that generates a three-dimensional model, an image region association method, and an image region association program.
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。 As a test for examining a disease caused by stenosis or occlusion of a blood vessel, there is a catheter imaging test. In a catheter contrast examination, a contrast agent that is a radiopaque material is used. By injecting a contrast medium into a blood vessel and taking an X-ray image, it is possible to clearly distinguish the blood vessel from other portions.
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。 When X-ray imaging is performed from one direction, it is difficult for a person to grasp the shape of a blood vessel having a large number of branches such as a coronary artery.
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。
Therefore, a technique for generating a three-dimensional model by correlating blood vessels from two X-ray images taken from two directions has been researched and developed (see, for example,
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。 However, in the above-described conventional technique, a plurality of X-ray imaging apparatuses are necessary to associate blood vessels.
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。 In view of this, a non-limiting exemplary embodiment of the present disclosure is an image region association device that associates a plurality of image regions of an X-ray image of a blood vessel imaged from two directions using a single X-ray imaging device. A three-dimensional model generation device that generates a three-dimensional model of a blood vessel using an image region association device, an image region association method, and an image region association program are provided.
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。
In order to solve the above problem, according to one aspect of the present invention, there is provided an image region association device that associates a plurality of image regions of a blood vessel having a branch,
A first image obtained by imaging the blood vessel in a state in which a contrast medium having a predetermined concentration is captured from a first position by an X-ray imaging apparatus is acquired in time series from the X-ray imaging apparatus, and further, the contrast medium having a predetermined concentration is acquired. An image acquisition unit that acquires, in a time series, the second image obtained by imaging the blood vessel in a state where the agent is held from a second position different from the first position with the X-ray imaging apparatus;
The X-ray absorption amount in the blood vessel is acquired at a predetermined time interval from the brightness of the contrast agent for the first image region corresponding to the branching blood vessel portion of the first image acquired by the image acquisition unit. A first X-ray absorption amount change rate acquisition unit that calculates a value in which the change rate of the acquired X-ray absorption amount is within the first threshold value or less;
For a plurality of second image regions that are candidate image regions corresponding to the first image region in the second image, the X-ray absorption amount in the blood vessel is determined at predetermined time intervals from the brightness of the contrast agent. A second X-ray absorption amount change rate acquisition unit that respectively obtains each of the acquired X-ray absorption amount change rates within a range equal to or less than the second threshold;
The change rate of the X-ray absorption amount acquired from the first X-ray absorption amount change rate acquisition unit and each of the change rates of the plurality of X-ray absorption amounts acquired from the second X-ray absorption amount acquisition unit. A similarity calculator for calculating the similarity,
The second image region with the closest similarity calculated by the similarity calculation unit or the second image region with the similarity smaller than a third threshold is a region corresponding to the first image region. A corresponding area determining unit that determines that
An image region associating device is provided.
These general and specific aspects may be realized by a system, a method, a computer program, and any combination of the system, method, and computer program.
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。 According to a non-limiting exemplary embodiment of the present disclosure, a single X-ray imaging apparatus is used to associate a plurality of image regions of blood vessel X-ray images taken from two directions at different times. There are provided an image region association device and method, an image region association program, and a three-dimensional model generation device that generates a three-dimensional model of a blood vessel using the image region association device.
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。
Before continuing the description of the present invention, the same parts are denoted by the same reference numerals in the accompanying drawings.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Before the embodiments of the present invention are described in detail with reference to the drawings, the knowledge that forms the basis of the present invention will be described below.
(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。
(
FIG. 1 is an explanatory diagram for generating a three-dimensional model of a blood vessel.
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。
A
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。
A point Jk on the
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。
Here, if the point Jk can be identified on the
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。
A method for obtaining a point on the
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。
First, an epipolar line L2 in the
図2に、対応点の候補点が1点の場合の図を示す。 FIG. 2 shows a diagram in the case where there is one corresponding candidate point.
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。
As shown in FIG. 2, in the
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。
However, as shown in FIG. 3, when there are two intersections between the end point of the
(
Here, blood vessel reconstruction in which blood vessels are simultaneously imaged from two directions using two
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。 Since the blood vessel is roughly a cylinder, its cross section is roughly an ellipse as shown in FIG. Here, the case where the cross section is an ellipse will be described, but the same principle holds even when the cross section has a shape other than an ellipse.
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。
The first X-ray image 1101 (first projection image) is obtained by irradiating the
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。
The second X-ray image 1102 (second projection image) is obtained by irradiating the
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。
Here, when the intensities of the X-rays irradiated by the
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。
However, the amount of X-rays irradiated to the
以下、上記内容について数式を用いて説明する。 Hereinafter, the above contents will be described using mathematical expressions.
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。
The X-ray having the intensity I 0 is attenuated to the intensity I when passing through the X-ray absorber having the thickness d. Here, when the linear attenuation coefficient indicating the degree of attenuation is μ,
また、式1の両辺について対数をとると、式2となる。
Moreover, when the logarithm is taken for both sides of
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。
Here, the amount of absorption of X-rays generated by the
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。
The total sum of the intensities I pk — n (n = 1, 2,..., N) of the pixels constituting the first image region Pk is obtained from
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。
Note that the thickness d2 of the
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。
From
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。
Similarly, the amount of absorption by which the X-ray generated from the X-ray generation unit 1202B is absorbed by the contrast medium in the
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。
Note that the intensity of each pixel constituting the second image region Qk is I qk_m (m = 1, 2,..., M), and the thickness of the
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。
Therefore, as described above, the amount of X-rays irradiated to the
By using the above principle, the correspondence between the first area on the
(Basic principle of the present invention)
As described above, blood vessels can be reconstructed by imaging blood vessels from two directions simultaneously using two X-ray imaging devices.
However, when only one X-ray imaging apparatus is used, blood vessels cannot be imaged simultaneously from two directions.
Therefore, in a first aspect of the present invention, there is provided an image region association device that associates a plurality of image regions of a blood vessel having a branch,
A first image obtained by imaging the blood vessel in a state in which a contrast medium having a predetermined concentration is captured from a first position by an X-ray imaging apparatus is acquired in time series from the X-ray imaging apparatus, and further, the contrast medium having a predetermined concentration is acquired. An image acquisition unit that acquires, in a time series, the second image obtained by imaging the blood vessel in a state where the agent is held from a second position different from the first position with the X-ray imaging apparatus;
The X-ray absorption amount in the blood vessel is acquired at a predetermined time interval from the brightness of the contrast agent for the first image region corresponding to the branching blood vessel portion of the first image acquired by the image acquisition unit. A first X-ray absorption amount change rate acquisition unit that calculates a value in which the change rate of the acquired X-ray absorption amount is within the first threshold value or less;
For a plurality of second image regions that are candidate image regions corresponding to the first image region in the second image, the X-ray absorption amount in the blood vessel is determined at predetermined time intervals from the brightness of the contrast agent. A second X-ray absorption amount change rate acquisition unit that respectively obtains each of the acquired X-ray absorption amount change rates within a range equal to or less than the second threshold;
The change rate of the X-ray absorption amount acquired from the first X-ray absorption amount change rate acquisition unit and each of the change rates of the plurality of X-ray absorption amounts acquired from the second X-ray absorption amount acquisition unit. A similarity calculator for calculating the similarity,
The second image region with the closest similarity calculated by the similarity calculation unit or the second image region with the similarity smaller than a third threshold is a region corresponding to the first image region. A corresponding area determining unit that determines that
An image region associating device is provided.
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。 According to the first aspect, it is possible to appropriately associate a plurality of image regions of blood vessel X-ray images taken from two directions at different times using one X-ray imaging apparatus.
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。
According to the second aspect of the present invention, the relative position information between the X-ray imaging apparatus that images the blood vessel from the first position and the X-ray imaging apparatus that images the blood vessel from the second position is retained. An imaging unit information holding unit,
An object area acquisition unit for acquiring position information of the object area from the first image and the second image of the X-ray imaging apparatus;
The X-ray image pickup device at the first position, the X-ray image pickup device at the second position, and the image pickup object from the position information respectively acquired from the image pickup unit information holding unit and the object region acquisition unit. An epipolar plane that is a plane composed of an object region is calculated, an epipolar line that is an intersection line of the calculated epipolar plane and the second image is calculated on the second image, and the plurality of second polarities are calculated. A second image projection area acquisition unit that acquires position information respectively located on the calculated epipolar line;
Further comprising
The second X-ray absorption amount change rate acquisition unit obtains the X-ray absorption amount at the position of the position information of the plurality of second image regions acquired by the second image projection region acquisition unit from the brightness of the contrast agent. , Each obtained at a predetermined time interval, and each obtained X-ray absorption amount change rate is calculated within a range below the second threshold value,
An image region association apparatus according to a first aspect is provided.
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。 According to the second aspect, a plurality of image areas are associated based on the absorption rate change rate from the corresponding candidate areas acquired based on the relative positional relationship between the first position and the second position of the X-ray imaging apparatus. Can be determined appropriately.
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。
According to the third aspect of the present invention, it further includes an absorption amount acquisition unit that acquires X-ray absorption amounts in the first image region and the second image region,
The absorption amount acquisition unit includes a logarithm product of the number of pixels of the first image area and the intensity of X-rays emitted from the X-ray imaging device at the first position, and the first image area. The X-ray absorption amount in the first image region is acquired from the difference from the logarithmic sum of the intensity of the X-rays irradiated from the X-ray imaging device at the first position acquired at each pixel of
The first X-ray absorption amount change rate acquisition unit calculates a value in which the change rate of the X-ray absorption amount in the first image region acquired by the absorption amount acquisition unit is within the first threshold value or less. ,
The absorption amount acquisition unit, for each of the plurality of second image regions, includes the number of pixels in the second image region and the intensity of X-rays emitted from the X-ray imaging device at the second position. Based on the difference between the logarithm product and the logarithmic sum of the intensities of the X-rays emitted from the X-ray imaging device at the second position acquired at each pixel of the second image region, the second Obtain the amount of X-ray absorption in the image area,
The second X-ray absorption amount change rate acquisition unit calculates a value in which the change rate of the X-ray absorption amount in the second image region acquired by the absorption amount acquisition unit is within the second threshold value or less.
An image region association apparatus according to the first or second aspect is provided.
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。 According to the third aspect, the change rate of the absorption amount of the image region is calculated from the X-ray intensity of the image region captured by one X-ray imaging apparatus, and a plurality of change rates are calculated based on the calculated change rate of the absorption amount. The association of the image areas can be determined appropriately.
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。
According to the fourth aspect of the present invention, it further includes an absorption amount acquisition unit that acquires X-ray absorption amounts in the first image region and the second image region,
The absorption amount acquisition unit calculates the product of the intensities of X-rays irradiated from the X-ray imaging device at the first position acquired by each pixel of the first image region as the first position. The X-ray absorption amount in the first image area is obtained from the value obtained by dividing the intensity of X-rays emitted from the X-ray imaging apparatus in FIG. By the value multiplied by the number of pixels in the first image area. And
The first X-ray absorption amount change rate acquisition unit calculates a value in which the change rate of the X-ray absorption amount in the first image region acquired by the absorption amount acquisition unit is within the first threshold value or less. ,
The absorption amount acquisition unit is configured to detect, for each of the plurality of second image regions, X-rays irradiated from the X-ray imaging device at the second position acquired at each pixel of the second image region. The value obtained by dividing the product of the intensities by the value obtained by multiplying the intensity of the X-rays irradiated from the X-ray imaging device at the second position by the number of pixels in the second image area. X-ray absorption amount in the image area of 2 is acquired,
The second X-ray absorption amount change rate acquisition unit calculates a value in which the change rate of the X-ray absorption amount in the second image region acquired by the absorption amount acquisition unit is within the second threshold value or less.
An image region association apparatus according to the first or second aspect is provided.
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。 According to the fourth aspect, it is possible to determine the correspondence between a plurality of image areas with high accuracy from the rate of change in the amount of absorption in a time-series image captured by one X-ray imaging apparatus.
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。
According to the fifth aspect of the present invention, the apparatus further comprises an absorption amount acquisition unit that acquires X-ray absorption amounts in the first image region and the second image region,
The image acquisition unit acquires an image set composed of the first image and the second image for different first predetermined time and second predetermined time,
The absorption amount acquisition unit is a product of the intensities of the X-rays irradiated from the X-ray imaging device at the first position acquired at each pixel of the first image area at the first predetermined time. Divided by the product of the intensities of the X-rays emitted from the X-ray imaging apparatus at the first position acquired at each pixel of the first image area at the second predetermined time. To obtain the X-ray absorption amount in the first image region,
The first X-ray absorption amount change rate acquisition unit calculates a value in which the change rate of the X-ray absorption amount in the first image region acquired by the absorption amount acquisition unit is within the first threshold value or less. ,
The absorption amount acquisition unit acquires the X-ray imaging device at the second position acquired at each pixel of the second image area at the first predetermined time for each of the plurality of second image areas. X-rays irradiated from the X-ray imaging device at the second position acquired by the pixels of the second image area at the second predetermined time, the product of the intensity of the X-rays irradiated more From the value divided by the product of the line intensities, obtain the X-ray absorption amount in the second image area,
The second X-ray absorption amount change rate acquisition unit calculates a value in which the change rate of the X-ray absorption amount in the second image region acquired by the absorption amount acquisition unit is within the second threshold value or less.
An image region association apparatus according to the first or second aspect is provided.
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。 According to the fifth aspect, even in an X-ray image in which an object other than a blood vessel such as a bone or an organ is imaged together with the blood vessel, the association of a plurality of image regions for the blood vessel based on the rate of change in absorption amount Can be performed appropriately.
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。
According to the sixth aspect of the present invention, the image processing apparatus further includes a grouping acquisition unit that generates a group in which the first image area and the second image area are combined.
The similarity calculation unit sets a sum of the change rates of the absorption amounts of all the first image regions included in the group generated by the grouping acquisition unit as a first sum, and the grouping acquisition unit The sum of the rate of change of the amount of absorption of all the second image regions included in the group generated by is used as the second sum, and the absolute value of the difference between the first sum and the second sum Calculating the similarity such that the similarity is high when the value is small and the similarity is low when the absolute value of the difference is large.
An image region association apparatus according to any one of the first to fifth aspects is provided.
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。 According to the sixth aspect, it is possible to calculate the change rate of the absorption amount by using a simple calculation and associate the image areas.
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。
According to the seventh aspect of the present invention, the image acquisition unit acquires the first image in time series by photographing the blood vessel in which the contrast medium having the first predetermined concentration V1 is held as the predetermined concentration. And imaging the blood vessel in a state in which the contrast medium having the second predetermined concentration V2 is held as the predetermined concentration to acquire the second image in time series,
The first X-ray absorption amount change rate acquisition unit obtains a value obtained by multiplying a value by which the change rate of the acquired X-ray absorption amount is within the range of the first threshold value or less by (V2 / V1). The rate of change in linear absorption
An image region association apparatus according to any one of the first to sixth aspects is provided.
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。
According to the eighth aspect of the present invention, the image acquisition unit acquires the first image in time series by photographing the blood vessel in which the contrast agent having the first predetermined concentration V1 is held as the predetermined concentration. And imaging the blood vessel in a state in which the contrast medium having the second predetermined concentration V2 is held as the predetermined concentration to acquire the second image in time series,
Whether the second X-ray absorption amount change rate acquisition unit sets, as the change rate of the X-ray absorption amount, a value obtained by multiplying the X-ray absorption amount when the X-ray absorption amount is maximum by (V1 / V2). Or, multiply the X-ray absorption amount when the X-ray absorption amount change rate when the X-ray absorption amount is acquired at a predetermined time interval is within the second threshold value or less by (V1 / V2). The value is the rate of change of the X-ray absorption amount,
An image region association apparatus according to any one of the first to sixth aspects is provided.
According to a ninth aspect of the present invention, a bed for carrying a patient having the blood vessel;
A mechanism that relatively moves the bed and the X-ray imaging apparatus;
The X-ray imaging device further acquiring the first image and the second image at the first position and the second position, respectively.
The first image is an image photographed by the X-ray imaging device when the X-ray imaging device is positioned at the first position, and the second image is captured by the mechanism unit with the bed and the X-ray. An image taken by the X-ray imaging apparatus after the X-ray imaging apparatus is moved from the first position to the second position by relatively moving with the X-ray imaging apparatus;
An image region association device according to any one of the first to eighth aspects is provided.
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a three-dimensional model generation device for generating a three-dimensional model of the blood vessel having the branch,
The image region association device according to any one of the first to ninth aspects;
A three-dimensional model generation unit that generates the three-dimensional model of the blood vessel using information determined by the corresponding region determination unit of the image region association device;
Is provided.
According to the tenth aspect, a three-dimensional model is generated by appropriately associating a plurality of image regions of blood vessels photographed from two directions at different times using one X-ray imaging apparatus. Can do. In particular, when generating a three-dimensional model using the principle of triangulation, an appropriate corresponding point can be determined even when there are a plurality of corresponding point candidates.
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。
According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided an image region association method for associating a plurality of image regions of a blood vessel having a branch,
A first image obtained by imaging the blood vessel in a state in which a contrast medium having a predetermined concentration is captured from a first position by an X-ray imaging apparatus is acquired in time series from the X-ray imaging apparatus, and further, the contrast medium having a predetermined concentration is acquired. A second image obtained by the X-ray imaging device is acquired in a time series from the second position different from the first position, and the blood vessel in a state where the agent is held is acquired in time series,
The X-ray absorption amount in the blood vessel is acquired at a predetermined time interval from the brightness of the contrast agent for the first image region corresponding to the branching blood vessel portion of the first image acquired by the image acquisition unit. The first X-ray absorption amount change rate acquisition unit calculates a value in which the change rate of the acquired X-ray absorption amount is within the first threshold value or less,
For a plurality of second image regions that are candidate image regions corresponding to the first image region in the second image, the X-ray absorption amount in the blood vessel is determined at predetermined time intervals from the brightness of the contrast agent, respectively. The obtained X-ray absorption amount change rate is calculated by the second X-ray absorption amount change rate acquisition unit so that the value is within the range of the second threshold value or less,
The change rate of the X-ray absorption amount acquired from the first X-ray absorption amount change rate acquisition unit and each of the change rates of the plurality of X-ray absorption amounts acquired from the second X-ray absorption amount acquisition unit. The similarity is calculated by the similarity calculator,
The second image region with the closest similarity calculated by the similarity calculation unit or the second image region with the similarity smaller than a third threshold is a region corresponding to the first image region. And determined by the corresponding area determination unit,
An image region matching method is provided.
According to the eleventh aspect, it is possible to appropriately associate a plurality of image regions of an X-ray image of a blood vessel taken from two directions at different times using one X-ray imaging apparatus.
According to a twelfth aspect of the present invention, in the image region associating method according to the eleventh aspect, after the corresponding region determining unit determines a region corresponding to the first image region,
A three-dimensional model generation method is provided in which a three-dimensional model generation unit generates a three-dimensional model of the blood vessel using information determined by the corresponding region determination unit.
According to the twelfth aspect, a three-dimensional model is generated by appropriately associating a plurality of image regions of blood vessels taken from two directions at different times using one X-ray imaging apparatus. Can do. In particular, when generating a three-dimensional model using the principle of triangulation, an appropriate corresponding point can be determined even when there are a plurality of corresponding point candidates.
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided an image region association program that associates a plurality of image regions of a blood vessel having a branch.
Computer
A first image obtained by imaging the blood vessel in a state in which a contrast medium having a predetermined concentration is captured from a first position by an X-ray imaging apparatus is acquired in time series from the X-ray imaging apparatus, and further, the contrast medium having a predetermined concentration is acquired. An image acquisition unit that acquires, in a time series, the second image obtained by imaging the blood vessel in a state where the agent is held from a second position different from the first position with the X-ray imaging apparatus;
The X-ray absorption amount in the blood vessel is acquired at a predetermined time interval from the brightness of the contrast agent for the first image region corresponding to the branching blood vessel portion of the first image acquired by the image acquisition unit. A first X-ray absorption amount change rate acquisition unit that calculates a value in which the change rate of the acquired X-ray absorption amount is within the first threshold value or less;
For a plurality of second image regions that are candidate image regions corresponding to the first image region in the second image, the X-ray absorption amount in the blood vessel is determined at predetermined time intervals from the brightness of the contrast agent, respectively. A second X-ray absorption amount change rate acquisition unit that obtains and calculates a value in which each change rate of the acquired X-ray absorption amount is within a range equal to or less than a second threshold;
The change rate of the X-ray absorption amount acquired from the first X-ray absorption amount change rate acquisition unit and each of the change rates of the plurality of X-ray absorption amounts acquired from the second X-ray absorption amount acquisition unit. A similarity calculator for calculating the similarity,
The second image region with the closest similarity calculated by the similarity calculation unit or the second image region with the similarity smaller than a third threshold is a region corresponding to the first image region. A corresponding area determination unit for determining
A program for associating an image area is provided.
According to the thirteenth aspect, it is possible to appropriately associate a plurality of image regions of blood vessel X-ray images taken from two directions at different times using one X-ray imaging apparatus.
(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。
(First embodiment)
<Device configuration>
FIG. 5 shows a functional block diagram of the three-dimensional
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。
The three-dimensional
The image
<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。
<X-ray
The X-ray
<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。
<First X-ray absorption constant
The first X-ray absorption amount constant
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。
Note that the first image region Pk is a region including the
Further, the determination of whether or not the brightness of the contrast medium has become constant by the first X-ray absorption amount constant
For example, when the luminance at time t is L (t), the determination of whether or not the luminance has become constant by the first X-ray absorption amount constant value acquisition unit 12 (determination of whether or not there is a constant amount of absorption) is as follows.
| L (t) −L (t−1) |, | L (t) −L (t−2) |,..., | L (t) −L (t−N) |
When all of the values are equal to or less than the first threshold value, the first X-ray absorption amount constant
<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。
<Second X-ray absorption constant
The second X-ray absorption amount constant
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。
The second image region Qk_n is a region including the
Further, the determination of whether or not the brightness of the contrast agent has become constant by the second X-ray absorption amount constant
<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。
<
The
<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。
<Corresponding
The corresponding
Alternatively, the corresponding
<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。
<Three-dimensional
The three-dimensional
<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。
<Device operation>
FIG. 6 shows a processing operation flow of the image
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)。
First, when the surgeon injects a predetermined concentration of contrast medium into the
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)。
Next, the first X-ray absorption constant
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。
Next, the second X-ray absorption amount constant
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)。
Next, the
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。
Next, the corresponding
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)。
Next, the three-dimensional
<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。
<Effects of First Embodiment>
According to the image
Here, the association of the
(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。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a three-dimensional model generation device 1 (hereinafter, also referred to as a shape restoration device 1) having an image
Furthermore, the image
The three-dimensional
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。
The
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。
FIG. 8 shows the configuration of the
The
The
The
The
Here, the positions of the
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。
The
The
The X-ray
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。
Specifically, the X-ray
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。
The imaging unit
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。
Specifically, the imaging unit
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。
The translation vector T is a vector that indicates where the X-ray imaging unit 101B is located with reference to the position of the X-ray imaging unit 101A, and the position information (X-ray imaging device) of each of the X-ray imaging units 101A and 101B. 101A and positional information of the X-ray imaging apparatus 101B). The rotation vector R indicates the direction of the imaging direction of the X-ray imaging unit 101B with respect to the imaging direction of the X-ray imaging unit 101A. The internal parameter A is a parameter representing the positional relationship between the imaging lens provided in the camera of the
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。
Here, the relative position of the X-ray imaging apparatus 101B with respect to the X-ray imaging apparatus 101A is determined in advance, and the translation vector T and the rotation vector R are also held in the imaging unit
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。
The input IF 114 is a device by which an operator (operator) inputs an instruction to the
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。
The X-ray
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。
The imaging object
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)。
The difference
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。
The difference
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。
The
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。
The thinning
<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。
<Flow of Process Performed by Object Captured
FIG. 14 is a diagram illustrating a flowchart of processing for acquiring the imaging object region of the image 1_END imaged by the X-ray imaging unit 101A by the imaging object
被撮像物領域取得部105は、ステップS801で処理を開始する。
The to-be-photographed object area |
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。
In step S802, the difference
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。
Next, in step S803, the
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。
Next, the thinning
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。
Next, the to-be-photographed object area |
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。
The captured object
Here, a case is described in which the object area (position information, for example, position coordinates) is determined from the images 1_END and 2_END acquired at time END. However, an area in which the contrast agent is detected at any time from the start of imaging to the end of imaging may be used as a blood vessel area by the imaging object
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。
The to-be-photographed object thinned
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。
The captured object region
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)。
The associating
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。
FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration of the
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。
First, prior to the description of the second image projection
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。
In FIG. 18, 1201 is a blood vessel. The X-ray generated by the
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。
Although it is impossible to know the position of the three-dimensional point Jk only from the position of the first image projection point Pk, the three-dimensional point Jk is on a
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。
Now, the point on this
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。
Next, a plane that passes through the
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。
The three-dimensional points on the plane are not limited to Jk, and are all projected onto the epipolar line L2 on the second object thinned
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。
Further, all the three-dimensional points on this plane are projected on the epipolar line L1 on the first object thinned
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。
FIG. 19 is a diagram showing an epipolar plane. In the above description, one point on the
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。
The second image projection
A specific method for acquiring the position of the second image projection region Qk_n will be described with reference to a flowchart of processing performed by the imaging target
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。
In step S1001, the second image projection
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。
Next, in step S <b> 1003, the second image projection
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。
Next, in step S1004, the second image projection
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。
Epipolar line L2 is relative position information (translation vector T, rotation vector R) between the position of X-ray imaging unit 101 (
F=A−T[T]xRA−1
・・・・・(式6)
F = A− T [T] x RA −1
... (Formula 6)
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。
In
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。 When the calculated parameter l2 of the epipolar line L2 is (a, b, c) T, the epipolar line L2 is ax + by + c = 0.
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。
Next, in step S <b> 1005, the second image projection
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。
Next, in step S1006, the second image projection
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。
Next, in step S1008, the second image projection
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。
The second image projection
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。
The first image projection
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。
A specific method for acquiring the position coordinates of the first image projection region Pk will be described.
First, the parameter l1 of the epipolar line L1 is calculated using
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。
In
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。
When the parameter l1 of the calculated epipolar line L1 is (a, b, c) T, the epipolar line L1 is ax + by + c = 0. The method of acquiring the coordinates of the intersection point between the calculated epipolar line L1 and the first object thinned image 1011T is the same as in the case of the second image projection
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。
The first image projection region holding unit 1703C is a unit that holds the coordinates of the first image projection region Pk acquired by the first image projection
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。
Prior to describing the absorption
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。
In the epipolar plane shown in FIG. 19, since the brightness of the first image projection point Pk and the brightness of the second image projection point Qk_2 are different, the corresponding point of the first image projection point Pk cannot be determined using the brightness. . However, the total thickness of the three-dimensional region Jk_1 generated by the
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。
First, the reason why the association by luminance cannot be performed will be described. In the epipolar plane shown in FIG. 19, the thickness of the
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。
Since the
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。
However, the area of the
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。
This relationship will be described with reference to FIGS. FIG. 23 is a diagram illustrating the area of the
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。
FIG. 24 is a diagram illustrating the area of the
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。
In the second embodiment of the present invention, an absorption
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。
The principle will be described below. The X-ray having the intensity I 0 attenuates to the intensity I when passing through an object having a thickness d [cm]. When the linear attenuation coefficient indicating the degree of attenuation is μ [cm −1 ],
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。
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。
Taking the logarithm of both sides and calculating the sum of b = 1, 2,..., B (where B is the number of pixels constituting the first image projection region Pk as described above) by the absorption
式11を変形すると、式12が成立する。
When
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。
Also, for each pixel qk_n_an constituting the second image projection region Qk_n,
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。
In
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。
Therefore, in the second embodiment of the present invention, in the second image projection area Qk_n (n = 1, 2,..., N), the second image projection area Qk_x in which the value of
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。
Note that the amount of X-ray absorption in the first image projection region Pk as an example of the absorption characteristic in the second embodiment is the number of pixels in the projection region (first image region Pk) and the X-rays at the first position. X-ray imaging at the first position acquired by the logarithm product of the intensity of the X-rays emitted from the
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。 Here, the explanation is given for the case where μ is constant as the linear attenuation coefficient of the cross section of the three-dimensional region Jk. However, even when the linear attenuation coefficient value is different for each minute region in the cross section, the linear attenuation is performed. Since the sum of the coefficients is constant regardless of the shooting direction, the correlation can be performed by this method.
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。
The absorption
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。
FIG. 25 is a graph illustrating an example of the absorption characteristic acquired by the absorption
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。
FIG. 26 is a diagram illustrating a data structure of absorption characteristics held by the absorption
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。
The absorption
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。
When the change rate of the time-series absorption characteristic value held by the absorption
The determination by the absorption characteristic constant
| Λ_Pk (t) −λ_Pk (t−1) |, | λ_Pk (t) −λ_Pk (t−2) |,..., | Λ_Pk (t) −λ_Pk (t−P_TH) |
When all of the values are equal to or less than the threshold value, the absorption characteristic constant
The absorption characteristic constant
The absorption
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。
That is, the absorption
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。
The absorption characteristic
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。
The corresponding
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。
The
ステップS1401で、対応付け制御部1701は処理を開始する。
In step S1401, the
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。
Next, in step S1402, the
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。
Next, the
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。
First, in step S1406, the
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。
Next, in step S14061, the
Next, in step S1407, the
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。
In step S1408, the
Next, in step S1409, the
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。
Next, in step S1410, the
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。
Next, in step S1411, the
Next, in step S1499, the
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。
The correspondence
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。
The three-dimensional
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。
The three-dimensional
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。
Based on the three-dimensional position of the three-dimensional point Jk (k = 1, 2,..., K) held by the three-dimensional
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。
The
<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。
<Processing Flow of
FIG. 31 shows a flowchart of processing performed by the
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。
First, in step S1901, the
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。
Next, in step S1902, the X-ray
Next, in step S19021, the
Next, in step S19022, the X-ray
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。
Next, in step S1903, the captured object
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。
Next, in step S1904, the associating
Next, in step S1905, the 3D
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。
Next, in step S1906, the display
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。
Next, in step S1907, the
Thereafter, a series of processing ends in step S1908.
<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。
<Principle of processing performed by
When a contrast agent is introduced into the
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。
First, the change in the absorption characteristics of the blood vessel cross section including the three-dimensional point Jk on the
When the catheter is fixed at the same position in the
<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。
<Effects of Second Embodiment>
In the image
(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。
(
In the second embodiment, a case where only the
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。
In each pixel pk_b constituting the first image projection area Pk in FIG. 33, the intensity of the pixel pk_b and I_b_0, the thickness of the object to be imaged gamma and d gamma _b passing the X-rays reaching the pixel pk_b, the object to be imaged When the linear attenuation coefficient of the object Γ is μ Γ [cm −1 ],
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。
When the logarithm of both sides is taken and the sum of b = 1, 2,..., B is calculated by the absorption
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。 When the intensity of the pixel pk_b is I_b_t in each pixel pk_b constituting the first image projection region Pk in FIG. 34, Expression 17 is satisfied.
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。
When the logarithm of both sides is taken and the sum of b = 1, 2,..., B is calculated by the absorption
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。
Using
式19を変形して、式20が成立する。
Equation 19 is transformed and
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。
The left side of
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。
Here, the case where there is no contrast agent in the three-dimensional region Jk at
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。
It should be noted that the absorption
(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。
(
In the second embodiment,
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。
When both sides of
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。 Equation 22 is also established when b = 1, 2,..., B, and Equation 23 is established because the product of the left sides is equal to the product of the right sides.
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。 Further, when Expression 23 is transformed, Expression 24 is established. Here, the symbol Π is an operator indicating the product of each element.
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。
Further, Expression 21 holds for each pixel qk_n_an constituting the second image projection region Qk_n, where the intensity of the pixel qk_n_an is I_an, and the thickness of the three-dimensional region Jk through which the X-rays reaching the pixel qk_n_an pass is determined. If d_an,
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。
In Expression 24, Σd_b is a cross-sectional area of the three-dimensional region Jk. When the second image projection area Qk_n is a corresponding point of the first image projection area Pk, in
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。
In the second modification, the value of Expression 24 is the absorption characteristic λ_pk, and the value of
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。
The absorption characteristic λ_pk is calculated by the absorption
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。
Note that the absorption
(
In the third modification of the second embodiment, as in the first modification, a case where an object that absorbs X-rays other than blood vessels exists in the epipolar plane will be described.
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。 In each pixel pk_b constituting the first image projection area Pk in FIG. 33, the intensity of the pixel pk_b and I_b_0, the thickness of the object to be imaged gamma and d gamma _b passing the X-rays reaching the pixel pk_b, the object to be imaged If the linear attenuation coefficient of the object Γ is μ Γ [cm −1 ], Expression 26 is established.
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。
When b = 1, 2,..., B, Equation 26 is established, and when the product of the left sides and the product of the right sides are calculated by the absorption
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。
In the absorption
式27及び式28より、式29が成立する。 From Expression 27 and Expression 28, Expression 29 is established.
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。
The right side of Expression 29 is the definition of the absorption characteristic in
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。
Here, the case where there is no contrast agent in the three-dimensional region Jk at
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。
Note that the absorption
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。
The absorption characteristic constant
In the second embodiment, the concentration at which the contrast medium is injected into the
Therefore, the second X-ray absorption amount change
Note that the first X-ray absorption amount change
(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。
(Third embodiment)
In the third embodiment, a shape restoration device 1C that restores the shape of a
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。
FIG. 35 shows an epipolar cross section when two
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。
FIG. 36 is a diagram showing the absorption characteristics of the first image projection areas Pk_1 and Pk_2 and the second image projection area Qk_1 in FIG. In FIG. 36, the horizontal axis of the graph is time, and one memory is 33 msec. The vertical axis of the graph is the absorption characteristic. In FIG. 36, an alternate long and
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。 However, the absorption characteristic constant value V4301 (which has a higher value) matches the sum of the absorption characteristic constant value V4303 and the absorption characteristic constant value V4304.
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。
Therefore, in the shape restoration device 1C according to the third embodiment, the sum of the absorption characteristic constant values of the plurality of first image projection areas and the (higher value) absorption characteristic constant value of the second image projection area are used as the absorption characteristics. The
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。
In the following description, in order to simplify the description, the absorption
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。
A
<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。
<Configuration of Third Embodiment>
FIG. 42 is a diagram illustrating a configuration of a shape restoration device 1C according to the third embodiment. 107C of matching parts are used instead of the
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。
The
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。
The first image projection
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。
A specific method for the processing of the first image projection
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。
In
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。
When the parameter l1 of the calculated epipolar line L1 is (a, b, c) T, the epipolar line L1 is ax + by + c = 0. The method of acquiring the coordinates of the intersection point between the calculated epipolar line L1 and the first object thinned image 1011T is the same as in the case of the second image projection
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。
The first image projection
In the following description, each pixel constituting the first image projection area Pk_m is referred to as pk_b_bm (bm = 1, 2,..., Bm: where Bm is the number of pixels constituting the first image projection area Pk_m).
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。
The
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。
FIG. 45 is a diagram illustrating the configuration of the
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。
The two
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。
As a specific example, a two-grouping operation when the grouping
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。
When the total number of elements is N, the combination of grouping is 2 ^ (N-1) -1, that is, 2 (N-1) -1 and the
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。
FIG. 47 is an example in which the group generated by grouping is divided into
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。
The
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。
The grouping
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。 Condition 1: One element always belongs to one group. One element does not belong to a plurality of groups.
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。 Condition 2: One group includes one or more elements of the first element group and one or more elements of the second element group.
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。 Condition 3: Each group has one element in the first element group or one element in the second element group.
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。
FIG. 48 is a flowchart showing the flow of processing performed by the grouping
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。
First, in step S5401, the grouping
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。
Next, in step S5402, the grouping
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。
Next, in step S5403, the grouping
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。
Next, in step S5404, the grouping
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。
For example, when the first element group F is {1, 2} and the second element group S is {1}, the grouping
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。
In step S5411, the grouping
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。
The grouping
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。
Next, in step S5414, the grouping
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。 Condition: The number M of elements in the first element group is “0”, or the number N of elements in the second element group is “0”.
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。
If the grouping
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。
In the case of FIG. 47, when the number is “3, 7, 11, 15”, the grouping
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。
In the case of FIG. 47, the grouping
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。
In other cases, that is, in the case of “5, 6, 9, 10, 13, 14”, the grouping
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。
In step S5415, the grouping
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。 Condition: The number M of elements in the first element group is “1”, or the number N of elements in the second element group is “1”.
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。
If the grouping
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。
In the case of FIG. 47, the grouping
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。
In step S <b> 5418, the grouping
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。 49 shows the grouping generated in step S5418 in the case of “5, 6, 9, 10, 13, 14” in FIG.
以上が、グループ分け本体部7202の処理である。
The above is the processing of the grouping
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。
The
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。
The
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。
The absorption characteristic constant
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。
The absorption characteristic constant
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。
The
Hw = | Su1-Su2 | (Formula 31)
For example, in the case of the grouping G1 in FIG. 49, the absorption of the second image projection region Qk_2 is calculated from the sum Su1 of the constant absorption characteristic value of the first image projection region Pk_1 and the constant absorption property value of the first image projection region Pk_2. The absolute value | Su1-Su2 | of the value obtained by subtracting the constant characteristic value Su2 is the evaluation value Hw.
The grouping
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。
The corresponding
The
まず、ステップS1401で、対応付け制御部5210は処理を開始する。
First, in step S1401, the
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。
Next, in step S1402, the
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。
The
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。
Next, in step S1406, the
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。
Next, in step S14061, the
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。
Next, in step S14062, the
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。
The
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。
In step S1407C, the
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。
Next, in step S1409, the
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。
Next, in step S1410C, the
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。
Next, in step S1411C, the
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。
FIG. 52 shows correspondence information to be added when there are a plurality of first image projection areas Pk_m in the grouping Gα. As illustrated in FIG. 52, the correspondence
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。
FIG. 53 shows correspondence information to be added when there are a plurality of second image projection areas Qk_n in the grouping Gα. As shown in FIG. 53, the correspondence
ステップS1499で、対応付け制御部5210は処理を終了する。
In step S1499,
<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。
<Effect of the third embodiment>
In the third embodiment, the same effect as in the second embodiment can be obtained.
(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。
(Modification)
In the description of the first and second embodiments, an example of the flow of processing is shown, but the processing may be executed by changing the order or by parallelizing a plurality of processes (simultaneous parallel processing).
Although the present invention has been described based on the first to third embodiments and modifications, it is needless to say that the present invention is not limited to the first to third embodiments and modifications. The following cases are also included in the present invention.
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。
Part or all of the elements constituting the
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。
Part or all of the elements constituting the
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。
Part or all of the elements constituting the
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。
Part or all of the elements constituting the
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。
Part or all of the elements constituting the
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。
Part or all of the elements constituting the
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。
Part or all of the elements constituting the
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。
The processing of the present invention can be performed by another independent computer system by recording the computer program or digital signal on a recording medium and transferring it, or by transferring the computer program or digital signal via a network or the like. You may implement.
Further, the computer that executes this program may be singular or plural. That is, centralized processing may be performed, or distributed processing may be performed.
In addition, it can be made to show the effect which each has by combining arbitrary embodiment or modification of the said various embodiment or modification suitably. In addition, combinations of the embodiments, combinations of the examples, or combinations of the embodiments and examples are possible, and combinations of features in different embodiments or examples are also possible.
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。 An image region association device, a three-dimensional model generation device, an image region association method, and an image region association program according to one aspect of the present invention are provided for correspondence between a plurality of image regions of a blood vessel X-ray image captured from two directions. Since a three-dimensional model can be generated using the result, it is useful for catheter treatment.
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
DESCRIPTION OF
101A, 101B
200
1101T 1st to-be-photographed
1102T Second object thinned
Claims (13)
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。 An image region association device that associates a plurality of image regions of a blood vessel having a branch,
A first image obtained by imaging the blood vessel in a state in which a contrast medium having a predetermined concentration is captured from a first position by an X-ray imaging apparatus is acquired in time series from the X-ray imaging apparatus, and further, the contrast medium having a predetermined concentration is acquired. An image acquisition unit that acquires, in a time series, the second image obtained by imaging the blood vessel in a state where the agent is held from a second position different from the first position with the X-ray imaging apparatus;
The X-ray absorption amount in the blood vessel is acquired at a predetermined time interval from the brightness of the contrast agent for the first image region corresponding to the branching blood vessel portion of the first image acquired by the image acquisition unit. A first X-ray absorption amount change rate acquisition unit that calculates a value in which the change rate of the acquired X-ray absorption amount is within the first threshold value or less;
For a plurality of second image regions that are candidate image regions corresponding to the first image region in the second image, the X-ray absorption amount in the blood vessel is determined at predetermined time intervals from the brightness of the contrast agent. A second X-ray absorption amount change rate acquisition unit that respectively obtains each of the acquired X-ray absorption amount change rates within a range equal to or less than the second threshold;
The change rate of the X-ray absorption amount acquired from the first X-ray absorption amount change rate acquisition unit and each of the change rates of the plurality of X-ray absorption amounts acquired from the second X-ray absorption amount acquisition unit. A similarity calculator for calculating the similarity,
The second image region with the closest similarity calculated by the similarity calculation unit or the second image region with the similarity smaller than a third threshold is a region corresponding to the first image region. A corresponding area determining unit that determines that
An image region association device comprising:
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。 An imaging unit information holding unit that holds relative position information between the X-ray imaging device that images the blood vessel from the first position and the X-ray imaging device that images the blood vessel from the second position;
An object area acquisition unit for acquiring position information of the object area from the first image and the second image of the X-ray imaging apparatus;
The X-ray image pickup device at the first position, the X-ray image pickup device at the second position, and the image pickup object from the position information respectively acquired from the image pickup unit information holding unit and the object region acquisition unit. An epipolar plane that is a plane composed of an object region is calculated, an epipolar line that is an intersection line of the calculated epipolar plane and the second image is calculated on the second image, and the plurality of second polarities are calculated. A second image projection area acquisition unit that acquires position information respectively located on the calculated epipolar line;
Further comprising
The second X-ray absorption amount change rate acquisition unit obtains the X-ray absorption amount at the position of the position information of the plurality of second image regions acquired by the second image projection region acquisition unit from the brightness of the contrast agent. , Each obtained at a predetermined time interval, and each obtained X-ray absorption amount change rate is calculated within a range below the second threshold value,
The image area matching apparatus according to claim 1.
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。 Furthermore, an absorption amount acquisition unit that acquires X-ray absorption amounts in the first image region and the second image region, respectively,
The absorption amount acquisition unit includes a logarithm product of the number of pixels of the first image area and the intensity of X-rays emitted from the X-ray imaging device at the first position, and the first image area. The X-ray absorption amount in the first image region is acquired from the difference from the logarithmic sum of the intensity of the X-rays irradiated from the X-ray imaging device at the first position acquired at each pixel of
The first X-ray absorption amount change rate acquisition unit calculates a value in which the change rate of the X-ray absorption amount in the first image region acquired by the absorption amount acquisition unit is within the first threshold value or less. ,
The absorption amount acquisition unit, for each of the plurality of second image regions, includes the number of pixels in the second image region and the intensity of X-rays emitted from the X-ray imaging device at the second position. Based on the difference between the logarithm product and the logarithmic sum of the intensities of the X-rays emitted from the X-ray imaging device at the second position acquired at each pixel of the second image region, the second Obtain the amount of X-ray absorption in the image area,
The second X-ray absorption amount change rate acquisition unit calculates a value in which the change rate of the X-ray absorption amount in the second image region acquired by the absorption amount acquisition unit is within the second threshold value or less.
The image area matching apparatus according to claim 1 or 2.
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。 Furthermore, an absorption amount acquisition unit that acquires X-ray absorption amounts in the first image region and the second image region, respectively,
The absorption amount acquisition unit calculates the product of the intensities of X-rays irradiated from the X-ray imaging device at the first position acquired by each pixel of the first image region as the first position. The X-ray absorption amount in the first image area is obtained from the value obtained by dividing the intensity of X-rays emitted from the X-ray imaging apparatus in FIG. By the value multiplied by the number of pixels in the first image area. And
The first X-ray absorption amount change rate acquisition unit calculates a value in which the change rate of the X-ray absorption amount in the first image region acquired by the absorption amount acquisition unit is within the first threshold value or less. ,
The absorption amount acquisition unit is configured to detect, for each of the plurality of second image regions, X-rays irradiated from the X-ray imaging device at the second position acquired at each pixel of the second image region. The value obtained by dividing the product of the intensities by the value obtained by multiplying the intensity of the X-rays irradiated from the X-ray imaging device at the second position by the number of pixels in the second image area. X-ray absorption amount in the image area of 2 is acquired,
The second X-ray absorption amount change rate acquisition unit calculates a value in which the change rate of the X-ray absorption amount in the second image region acquired by the absorption amount acquisition unit is within the second threshold value or less.
The image area matching apparatus according to claim 1 or 2.
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。 Furthermore, an absorption amount acquisition unit that acquires X-ray absorption amounts in the first image region and the second image region, respectively,
The image acquisition unit acquires an image set composed of the first image and the second image for different first predetermined time and second predetermined time,
The absorption amount acquisition unit is a product of the intensities of the X-rays irradiated from the X-ray imaging device at the first position acquired at each pixel of the first image area at the first predetermined time. Divided by the product of the intensities of the X-rays emitted from the X-ray imaging apparatus at the first position acquired at each pixel of the first image area at the second predetermined time. To obtain the X-ray absorption amount in the first image region,
The first X-ray absorption amount change rate acquisition unit calculates a value in which the change rate of the X-ray absorption amount in the first image region acquired by the absorption amount acquisition unit is within the first threshold value or less. ,
The absorption amount acquisition unit acquires the X-ray imaging device at the second position acquired at each pixel of the second image area at the first predetermined time for each of the plurality of second image areas. X-rays irradiated from the X-ray imaging device at the second position acquired by the pixels of the second image area at the second predetermined time, the product of the intensity of the X-rays irradiated more From the value divided by the product of the line intensities, obtain the X-ray absorption amount in the second image area,
The second X-ray absorption amount change rate acquisition unit calculates a value in which the change rate of the X-ray absorption amount in the second image region acquired by the absorption amount acquisition unit is within the second threshold value or less.
The image area matching apparatus according to claim 1 or 2.
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。 And a grouping acquisition unit that generates a group in which the first image area and the second image area are combined.
The similarity calculation unit sets a sum of the change rates of the absorption amounts of all the first image regions included in the group generated by the grouping acquisition unit as a first sum, and the grouping acquisition unit The sum of the rate of change of the amount of absorption of all the second image regions included in the group generated by is used as the second sum, and the absolute value of the difference between the first sum and the second sum Calculating the similarity such that the similarity is high when the value is small and the similarity is low when the absolute value of the difference is large.
The image area matching apparatus according to any one of claims 1 to 5.
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。 The image acquisition unit acquires the first image in time series by photographing the blood vessel in which the contrast medium having the first predetermined concentration V1 is held as the predetermined concentration, and the second predetermined concentration as the predetermined concentration. The second image is acquired in time series by photographing the blood vessel in a state where the contrast medium of V2 is held,
The first X-ray absorption amount change rate acquisition unit obtains a value obtained by multiplying a value by which the change rate of the acquired X-ray absorption amount is within the range of the first threshold value or less by (V2 / V1). The rate of change in linear absorption
The image area matching apparatus according to any one of claims 1 to 6.
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。 The image acquisition unit acquires the first image in time series by photographing the blood vessel in which the contrast medium having the first predetermined concentration V1 is held as the predetermined concentration, and the second predetermined concentration as the predetermined concentration. The second image is acquired in time series by photographing the blood vessel in a state where the contrast medium of V2 is held,
Whether the second X-ray absorption amount change rate acquisition unit sets, as the change rate of the X-ray absorption amount, a value obtained by multiplying the X-ray absorption amount when the X-ray absorption amount is maximum by (V1 / V2). Or, multiply the X-ray absorption amount when the X-ray absorption amount change rate when the X-ray absorption amount is acquired at a predetermined time interval is within the second threshold value or less by (V1 / V2). The value is the rate of change of the X-ray absorption amount,
The image area matching apparatus according to any one of claims 1 to 6.
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。 A bed for carrying a patient having the blood vessel;
A mechanism that relatively moves the bed and the X-ray imaging apparatus;
The X-ray imaging device further acquiring the first image and the second image at the first position and the second position, respectively.
The first image is an image photographed by the X-ray imaging device when the X-ray imaging device is positioned at the first position, and the second image is captured by the mechanism unit with the bed and the X-ray. An image taken by the X-ray imaging apparatus after the X-ray imaging apparatus is moved from the first position to the second position by relatively moving with the X-ray imaging apparatus;
The image area matching device according to claim 1.
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。 A three-dimensional model generation device for generating a three-dimensional model of the blood vessel having the branch,
The image region association device according to any one of claims 1 to 9,
A three-dimensional model generation unit that generates the three-dimensional model of the blood vessel using information determined by the corresponding region determination unit of the image region association device;
A three-dimensional model generation device comprising:
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。 An image region association method for associating a plurality of image regions of a blood vessel having a branch,
A first image obtained by imaging the blood vessel in a state in which a contrast medium having a predetermined concentration is captured from a first position by an X-ray imaging apparatus is acquired in time series from the X-ray imaging apparatus, and further, the contrast medium having a predetermined concentration is acquired. A second image obtained by the X-ray imaging device is acquired in a time series from the second position different from the first position, and the blood vessel in a state where the agent is held is acquired in time series,
The X-ray absorption amount in the blood vessel is acquired at a predetermined time interval from the brightness of the contrast agent for the first image region corresponding to the branching blood vessel portion of the first image acquired by the image acquisition unit. The first X-ray absorption amount change rate acquisition unit calculates a value in which the change rate of the acquired X-ray absorption amount is within the first threshold value or less,
For a plurality of second image regions that are candidate image regions corresponding to the first image region in the second image, the X-ray absorption amount in the blood vessel is determined at predetermined time intervals from the brightness of the contrast agent, respectively. The obtained X-ray absorption amount change rate is calculated by the second X-ray absorption amount change rate acquisition unit so that the value is within the range of the second threshold value or less,
The change rate of the X-ray absorption amount acquired from the first X-ray absorption amount change rate acquisition unit and each of the change rates of the plurality of X-ray absorption amounts acquired from the second X-ray absorption amount acquisition unit. The similarity is calculated by the similarity calculator,
The second image region with the closest similarity calculated by the similarity calculation unit or the second image region with the similarity smaller than a third threshold is a region corresponding to the first image region. And determined by the corresponding area determination unit,
Image area matching method.
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。 12. The image region association method according to claim 11, wherein after the region corresponding to the first image region is determined by the corresponding region determination unit,
A three-dimensional model generation method in which a three-dimensional model generation unit generates a three-dimensional model of the blood vessel using information determined by the corresponding region determination unit.
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。 An image region association program that associates a plurality of image regions of a blood vessel having a branch,
Computer
A first image obtained by imaging the blood vessel in a state in which a contrast medium having a predetermined concentration is captured from a first position by an X-ray imaging apparatus is acquired in time series from the X-ray imaging apparatus, and further, the contrast medium having a predetermined concentration is acquired. An image acquisition unit that acquires, in a time series, the second image obtained by imaging the blood vessel in a state where the agent is held from a second position different from the first position with the X-ray imaging apparatus;
The X-ray absorption amount in the blood vessel is acquired at a predetermined time interval from the brightness of the contrast agent for the first image region corresponding to the branching blood vessel portion of the first image acquired by the image acquisition unit. A first X-ray absorption amount change rate acquisition unit that calculates a value in which the change rate of the acquired X-ray absorption amount is within the first threshold value or less;
For a plurality of second image regions that are candidate image regions corresponding to the first image region in the second image, the X-ray absorption amount in the blood vessel is determined at predetermined time intervals from the brightness of the contrast agent, respectively. A second X-ray absorption amount change rate acquisition unit that obtains and calculates a value in which each change rate of the acquired X-ray absorption amount is within a range equal to or less than a second threshold;
The change rate of the X-ray absorption amount acquired from the first X-ray absorption amount change rate acquisition unit and each of the change rates of the plurality of X-ray absorption amounts acquired from the second X-ray absorption amount acquisition unit. A similarity calculator for calculating the similarity,
The second image region with the closest similarity calculated by the similarity calculation unit or the second image region with the similarity smaller than a third threshold is a region corresponding to the first image region. A corresponding area determination unit for determining
Program for associating image areas to function as
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