JP2021078908A

JP2021078908A - Ｘ線透視方法およびｘ線透視装置

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Publication number: JP2021078908A
Application number: JP2019210146A
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Inventors: 誓次山中; Seiji Yamanaka
Original assignee: Shimadzu Corp
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Filing date: 2019-11-21
Publication date: 2021-05-27
Anticipated expiration: 2039-11-21
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Abstract

【課題】線状のマーカの端縁の位置を正確に認識することが可能なＸ線透視方法およびＸ線透視装置を提供する。【解決手段】Ｘ線照射部とＸ線検出部からなる２個のＸ線撮影系を使用し、被検者の体内に留置された線状のマーカを含むＸ線画像を異なる２方向から収集してマーカの端縁の位置を特定することにより、被検者の体動に伴って移動するマーカの位置を検出するＸ線透視方法であって、各Ｘ線照射部の焦点をカメラの投影中心とし、各Ｘ線照射部の焦点から見た各Ｘ線検出部により検出される像をカメラの投影面としたエピポーラ幾何を設定したときに、一対の投影面におけるマーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致するか否かを判定する判定工程と、一対の投影面におけるマーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致しない場合には、一方の投影面におけるマーカの他方の端縁の位置を一方の端縁の位置に変更する変更工程とを含む。【選択図】図８

Description

この発明は、Ｘ線透視方法およびＸ線透視装置に関する。

腫瘍などの患部に対してＸ線や陽子線等の治療ビームとしての放射線を照射する放射線治療においては、放射線を患部に正確に照射する必要がある。しかしながら、被検者が体を動かしてしまう場合があるばかりではなく、患部自体に動きが生ずる場合がある。例えば、被検者の肺の近くの腫瘍は呼吸に基づき大きく移動する。このため、腫瘍付近にマーカを留置し、このマーカの位置をＸ線撮影装置により検出して、治療放射線の照射を制御する構成を有する放射線治療装置が提案されている（特許文献１参照）。

このような放射線治療装置においては、第１Ｘ線管と第１Ｘ線検出部から成る第１Ｘ線撮影系と、第２Ｘ線管と第２Ｘ線検出部から成る第２Ｘ線撮影系とを備えたＸ線撮影装置を使用して体内に留置されたマーカを撮影し、第１Ｘ線撮影系による二次元の透視画像と第２Ｘ線撮影系による二次元の透視画像を利用して三次元の位置情報を得る。このようにして連続してＸ線透視を行い、リアルタイムでマーカの三次元の位置情報を演算することで、移動を伴う部位のマーカを高精度で検出して追跡（トラッキング）する。そして、検出されたマーカの位置が治療計画時に設定されたゲーティングウインドウ内に配置されたときに治療放射線を照射するように制御することで、腫瘍の動きに応じた高精度の放射線照射を実行することが可能となる。

このマーカの位置情報を得るときには、マーカを含む領域の画像中からマーカを認識する画像認識が実行される。特許文献２には、マーカの候補点の周辺の関心領域における局所的な構造を検出する局所構造検出部と、局所的な構造がマーカ等のデバイスであるか否かを判別するデバイス判別部と、局所的な構造の重心座標を求めるデバイス位置取得部と、を備え、マーカの形状にかかわらずマーカを正確に検出することができる放射線撮影装置が開示されている。

特許第３０５３３８９号公報特許第６４５５３５８号公報

このようなマーカとしては、一般的に、金製の球から成るマーカが使用されている。このような球マーカは、いずれの方向から観察した場合にも同一形状として認識される利点がある一方で、被検者の患部付近から脱落しやすいという欠点がある。このため、コイル状でフレキシブルな性質を有し、被検者の患部組織との密着性が高い線状のマーカも多用されている。

このような線状のマーカを使用する場合、マーカ自身が被検者の体動に伴って湾曲する。このため、マーカの位置を特定する場合においては、画像処理によりマーカの重心の位置を演算し、その位置をマーカの位置として認識することができる。一方、治療計画時において医師がゲーティングウインドウを設定するためにＸ線透視画像からマーカの位置を選択するときには、重心の位置を演算することが困難である。このような場合においては、線状のマーカのいずれか一方の端縁の位置を、マーカの位置として認識する運用がなされる場合がある。

このような線状のマーカを使用してマーカの位置を追跡する場合においては、マーカを認識するために、例えば、特許文献２に記載されたような画像認識を実行している。このような場合に、線状のマーカが大きく湾曲したときには、画像認識時において線状のマーカの両端縁の位置が入れ替わって認識されるという現象が生ずる場合がある。

図１１および図１２は、線状のマーカＭを異なる二方向から観察した様子を示す模式図である。

これらの図に示すように、線状のマーカＭは被検者の患部組織と密着して湾曲する。その湾曲度は、これらの図に示すように、マーカＭの画像を収集する方向によって異なる。この時、マーカＭの両端縁Ｔ１、Ｔ２が、一方の方向からの視野（Ｖｉｅｗ１）と他方の方向からの視野（Ｖｉｅｗ２）において図１１に示す位置に配置されていたとする。このような場合において、画像認識を実行した場合に、図１２のＶｉｅｗ２に示すように、マーカＭの両端縁Ｔ１、Ｔ２の位置が入れ替わって認識される場合がある。このような現象は、マーカＭが大きく湾曲した場合に特に顕著となる。このように、マーカＭの両端縁Ｔ１、Ｔ２の位置が入れ替わって認識された場合においては、線状のマーカＭのいずれか一方の端縁の位置をマーカＭの位置として認識するときに、その位置が誤って認識されることになる。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、線状のマーカの端縁の位置を利用してマーカの位置を認識するときに、マーカが大きく湾曲した場合においても、マーカの端縁の位置を正確に認識することが可能なＸ線透視方法およびＸ線透視装置を提供することを目的とする。

この発明の第１の態様は、Ｘ線照射部とＸ線検出部からなる２個のＸ線撮影系を使用し、被検者の体内に留置された線状のマーカを含むＸ線画像を異なる２方向から収集して前記マーカの端縁の位置を特定することにより、前記被検者の体動に伴って移動する前記マーカの位置を検出するＸ線透視方法であって、各Ｘ線照射部の焦点をカメラの投影中心とし、各Ｘ線照射部の焦点から見た各Ｘ線検出部により検出される像をカメラの投影面としたエピポーラ幾何を設定したときに、一対の投影面における前記マーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致するか否かを判定する判定工程と、一対の投影面における前記マーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致しない場合には、一方の投影面における前記マーカの他方の端縁の位置を一方の端縁の位置に変更する変更工程と、を含むＸ線透視方法。

この発明の第１の態様によれば、線状のマーカの端縁の位置を利用してマーカの位置を認識するときに、マーカが大きく湾曲した場合においても、マーカの端縁の位置を正確に認識することが可能となる。

この発明の実施形態に係るＸ線透視方法を実行するＸ線撮影装置を、治療ビーム照射装置９０とともに示す斜視図である。Ｘ線撮影装置の主要な制御系を示すブロック図である。この発明の実施形態に係るＸ線透視方法に使用されるマーカＭの斜視図である。Ｘ線撮影系により取得されたＸ線画像からマーカＭを認識する画像認識動作を示す説明図である。Ｘ線撮影系により取得されたＸ線画像からマーカＭを認識する画像認識動作を示す説明図である。Ｘ線撮影系により取得されたＸ線画像からマーカＭを認識する画像認識動作を示す説明図である。エピポーラ幾何を説明するための模式図である。マーカＭの位置検出動作を示すフローチャートである。図１に示すＸ線撮影装置に対してエピポーラ幾何を適用した状態を示す概要図である。図９におけるＶｉｅｗ１およびＶｉｅｗ２を示す拡大図である。線状のマーカＭを異なる二方向から観察した様子を示す模式図である。線状のマーカＭを異なる二方向から観察した様子を示す模式図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明の実施形態に係るＸ線透視方法を実行するＸ線撮影装置を、治療ビーム照射装置９０とともに示す斜視図である。これらのＸ線撮影装置と治療ビーム照射装置９０とにより、放射線治療装置が構成される。

治療ビーム照射装置９０は、検診台２７上の被検者に対して放射線治療を行うものであり、治療室の床面に設置された基台９１に対してアイソセンター（ｉｓｏｃｅｎｔｅｒ）を中心として回動するガントリー９２と、治療ビームを出射するためにガントリー９２に配設された治療ビーム照射部９３とを備える。このガントリー９２は、治療ビーム照射部９３とともに、基台９１に対して３６０度の範囲で回動可能な構造となっている。従って、この治療ビーム照射装置９０によれば、ガントリー９２を基台９１に対して任意の角度位置まで回動させることにより、治療ビーム照射部９３から照射される治療ビームの照射方向を変更することが可能となる。

この治療ビーム照射装置９０とともに使用されるＸ線撮影装置は、被検者の患部の位置を特定する動体追跡を行うためのＸ線透視を実行するものである。すなわち、上述した治療ビーム照射装置９０を使用した放射線治療時においては、被検者の体動に伴って移動する患部に対して、放射線を正確に照射する必要がある。このため、このＸ線撮影装置においては、被検者を互いに異なる２方向から透視し、その透視画像に対して画像認識を実行することにより、被検者の特定部位付近に留置されたマーカの位置を検出し、マーカの三次元の位置情報を演算することで、マーカを高精度で検出する、所謂、動体追跡を行う構成となっている。

このＸ線撮影装置は、第１Ｘ線管１１ａ、第２Ｘ線管１１ｂ、第３Ｘ線管１１ｃ、第４Ｘ線管１１ｄ（これらを総称する場合には「Ｘ線管１１」という）と、第１フラットパネルディテクタ２１ａ、第２フラットパネルディテクタ２１ｂ、第３フラットパネルディテクタ２１ｃ、第４フラットパネルディテクタ２１ｄ（これらを総称するときには「フラットパネルディテクタ２１」という）とを備える。第１Ｘ線管１１ａから照射されたＸ線は、検診台２７上の被検者を透過した後、第１フラットパネルディテクタ２１ａにより検出される。第１Ｘ線管１１ａと第１フラットパネルディテクタ２１ａとは、第１Ｘ線撮影系を構成する。第２Ｘ線管１１ｂから照射されたＸ線は、検診台２７上の被検者を透過した後、第２フラットパネルディテクタ２１ｂにより検出される。第２Ｘ線管１１ｂと第２フラットパネルディテクタ２１ｂとは、第２Ｘ線撮影系を構成する。第３Ｘ線管１１ｃから照射されたＸ線は、検診台２７上の被検者を透過した後、第３フラットパネルディテクタ２１ｃにより検出される。第３Ｘ線管１１ｃと第３フラットパネルディテクタ２１ｃとは、第３Ｘ線撮影系を構成する。第４Ｘ線管１１ｄから照射されたＸ線は、検診台２７上の被検者を透過した後、第４フラットパネルディテクタ２１ｄにより検出される。第４Ｘ線管１１ｄと第４フラットパネルディテクタ２１ｄとは、第４Ｘ線撮影系を構成する。

なお、動体追跡を行うためのＸ線透視を実行するときには、後述するように、第１Ｘ線撮影系、第２Ｘ線撮影系、第３Ｘ線撮影系、第４Ｘ線撮影系のうちの２個のＸ線撮影系が選択されて使用される。

検診台２７は、基部２８と、カウチとも呼称される被検者載置部２９とを備える。被検者載置部２９は、基部２８に対して、４軸または６軸方向に移動可能となっている。

図２は、Ｘ線撮影装置の主要な制御系を示すブロック図である。

このＸ線撮影装置は、装置全体を制御する制御部３０を備える。この制御部３０は、ソフトウエアがインストールされたコンピュータから構成される。この制御部３０に含まれる各部の機能は、コンピュータにインストールされているソフトウエアを実行することで実現される。

この制御部３０は、Ｘ線撮影系により被検者の体内に留置された線状のマーカを透視して得た画像に基づいて、このマーカを検出するためのマーカ検出部３１と、マーカ検出部３１により検出したマーカの位置に基づいて、治療ビーム照射装置９０に対して治療ビームの照射信号を送信するための治療ビーム照射制御部３５と、を備える。また、マーカ検出部３１は、後述するように、機能的構成として、マーカを認識するマーカ認識部３２と、マーカ認識部３２により認識したマーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致するか否かを判定する判定部３３と、マーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致しない場合にマーカの他方の端縁の位置を一方の端縁の位置に変更する端縁変更部３４と、を備える。

この制御部３０は、上述したＸ線管１１、フラットパネルディテクタ２１、検診台２７および治療ビーム照射装置９０と接続されている。また、この制御部３０は、キーボードやマウス等の入力機構を備え各種の操作を実行する操作部３８と、液晶表示パネル等を備えた表示部３９とに接続されている。さらに、この制御部３０は、放射線治療に先だって治療計画を策定する治療計画装置９９にオンラインまたはオフラインで接続されている。治療計画装置９９は、図示を省略したＣＴ撮影装置により撮影した被検者のＣＴ画像データを取得している。制御部３０は、治療計画装置９９からこのＣＴ画像データを取得する。

図３は、この発明の実施形態に係るＸ線透視方法に使用されるマーカＭの斜視図である。

このマーカＭは、材質が金より成るコイルから構成される線状の形状を有する。このマーカＭは、コイル状でフレキシブルであることから、被検者の患部組織に密着し、固定される。このようなマーカとしては、例えば、セティ株式会社により提供される放射線治療用マーカＶＩＳＩＣＯＩＬマーカプレロード（商品名）を使用することができる。

図４から図６は、Ｘ線撮影系により取得されたＸ線画像からマーカＭを認識する画像認識動作を示す説明図である。

マーカＭの画像認識を行うときには、第１Ｘ線撮影系、第２Ｘ線撮影系、第３Ｘ線撮影系、第４Ｘ線撮影系のうちの２個のＸ線撮影系を使用して、被検者の体内に留置されたマーカＭを含む二方向からの画像を、２０〜３０ｆｐｓ程度のフレームレートにより取得する。なお、線状のマーカＭは、被検者の体内に留置された状態では、湾曲した形状となっている。

そして、取得された画像から、線状のマーカＭの候補となる候補点Ｐ０（図４参照）を検出する。この場合においては、取得された複数の画像のうち、ある時点のフレームの画像に対して過去数フレーム分の画像の平均との差分をとり、マーカＭ以外の骨等の静止構造物を画像中より除去し、必要に応じ公知のラプラシアンフィルタを適用すること等により候補点Ｐ０を検出する。そして、候補点Ｐ０を含む所定の関心領域Ｅ１内で、線状のマーカＭの候補点Ｐ０周辺の局所的なセグメンテーションを行い、局所的な構造（図４にハッチングを付して示す）を検出する。

次に、図５の上段に示すように、候補点Ｐ０を中心とした所定の関心領域Ｅ１の端に位置する局所的な構造の端点を、新たにマーカＭの候補点Ｐ１、Ｐ２とし、さらに、図５の中段に示すように、各候補点Ｐ１、Ｐ２を中心とする所定の関心領域Ｅ１−１、Ｅ１−２を設定し、新たな所定の関心領域Ｅ１−１、Ｅ１−２での局所的な構造の検出（セグメンテーション処理）を行う。このように、新たな候補点と関心領域の設定、セグメンテーション処理の各動作を繰り返すことにより、図５の下段に示すように、局所的な構造を線状のマーカＭの全体像に相当する大局的な構造へと拡張していく。このような構造の拡張動作は、所定の関心領域の端部に達する局所的な構造がなくなるまで行われる。これにより、図６に示すように、マーカＭの両端縁Ｔ１、Ｔ２の位置を取得することができる。

マーカＭの両端縁Ｔ１、Ｔ２の位置は、第１Ｘ線撮影系、第２Ｘ線撮影系、第３Ｘ線撮影系、第４Ｘ線撮影系のうちの２個のＸ線撮影系を使用して異なる二方向から観察される。この時、上述したように、マーカＭが一方の方向からの視野（Ｖｉｅｗ１）と他方の方向からの視野（Ｖｉｅｗ２）において図１１に示す位置に配置されていた場合においても、画像認識を実行した場合に、図１２のＶｉｅｗ２に示すように、マーカＭの両端縁Ｔ１、Ｔ２の位置が入れ替わって認識される場合がある。このような現象は、マーカＭが大きく湾曲した場合に特に顕著となる。このように、マーカＭの両端縁Ｔ１、Ｔ２の位置が入れ替わって認識された場合においては、線状のマーカＭのいずれか一方の端縁の位置をマーカＭの位置として認識するときに、その位置が誤って認識されることになる。

このため、この発明の実施形態に係るＸ線透視方法においては、エピポーラ幾何（ｅｐｉｐｏｌａｒｇｅｏｍｅｔｒｙ）におけるエピポーラ制約（ｅｐｉｐｏｌａｒｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ）を利用してマーカＭの端縁の位置を確認する構成を採用している。

図７は、エピポーラ幾何を説明するための模式図である。

エピポーラ幾何とは、異なる視点で撮影した２枚の画像間にある幾何的な法則を示すものであり、２つの異なる位置から見た画像から３次元の奥行き情報を復元したり、画像間の対応を求めたりする場合に使用される。図７においては、３次元空間上に存在する点Ｘが一対のカメラの投影面Ｖｉｅｗ１、Ｖｉｅｗ２に透視投影されている状態を示している。この図において、ＯＬおよびＯＲは一対のカメラの投影中心を示し、ＸＬおよびＸＲは各投影面Ｖｉｅｗ１、Ｖｉｅｗ２上における点Ｘの投影を示している。また、ｅＬおよびｅＲは、一方のカメラから他方のカメラを見たときの投影点であるエピポーラ点を示している。図７に示すように、ｅＬ、ｅＲおよびＯＬ、ＯＲは３次元空間上の同一直線の上に配置される。

Ｖｉｅｗ１においては、点ＸとＯＬとを結ぶ直線は一つの点に投影される。一方、Ｖｉｅｗ２において、ｅＲとＸＲとを結ぶ線はエピポーラ線（ｅｐｉｐｏｌａｒｌｉｎｅ）と呼ばれる。このエピポーラ線は点Ｘの３次元空間位置によって一義的に定まるものであり、すべてのエピポーラ線はエピポーラ点ｅＬ、ｅＲを通る。Ｖｉｅｗ１における点Ｘの投影ＸＬが定まると、Ｖｉｅｗ２におけるｅＲとＸＲとを結ぶエピポーラ線が定義される。そして、Ｖｉｅｗ１における点ＸのＶｉｅｗ２への投影ＸＲは、このエピポーラ線上のどこかにあることになる。これは、エピポーラ制約（ｅｐｉｐｏｌａｒｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ）と呼ばれる。すなわち、一対のカメラで同じ点を撮影した場合、必ずそれは互いのエピポーラ線上に存在することになる。そして、それがエピポーラ線に存在しないのであれば、Ｖｉｅｗ１とＶｉｅｗ２のいずれかにおいて位置の認識が誤っているということになる。

次に、このＸ線撮影装置により動体追跡を行うために、マーカＭの位置を検出する動作について説明する。図８は、マーカＭの位置検出動作を示すフローチャートである。また、図９は、図１に示すＸ線撮影装置に対してエピポーラ幾何を適用した状態を示す概要図であり、図１０は、図９におけるＶｉｅｗ１およびＶｉｅｗ２を示す拡大図である。なお、図１０においては、４個のＸ線撮影系のうち、第１Ｘ線管１１ａと第１フラットパネルディテクタ２１ａから成る第１Ｘ線撮影系と、第２Ｘ線管１１ｂと第２フラットパネルディテクタ２１ｂとから成る第２Ｘ線撮影系とを使用する場合を示している。

ここで、図９における第１Ｘ線管１１ａの焦点の位置は図７に示すエピポーラ幾何におけるカメラの投影中心ＯＬに相当し、図９における第２Ｘ線管１１ｂの焦点の位置は図７に示すエピポーラ幾何におけるカメラの投影中心ＯＲに相当する。また、図９における第１Ｘ線管１１ａの焦点から見た第１フラットパネルディテクタ２１ａにより検出される像Ｖｉｅｗ１は図７に示すエピポーラ幾何におけるカメラの投影面Ｖｉｅｗ１に相当し、図９における第２Ｘ線管１１ｂの焦点から見た第２フラットパネルディテクタ２１ｂにより検出される像Ｖｉｅｗ２は図７に示すエピポーラ幾何におけるカメラの投影面Ｖｉｅｗ２に相当する。

Ｘ線撮影装置によりマーカＭの位置を検出するときには、第１Ｘ線管１１ａと第１フラットパネルディテクタ２１ａから成る第１Ｘ線撮影系と、第２Ｘ線管１１ｂと第２フラットパネルディテクタ２１ｂとから成る第２Ｘ線撮影系とを使用することにより、マーカＭを含む画像を撮影する。そして、図２に示すマーカ認識部３２が、図４から図６に示す画像認識動作によりマーカＭを認識し、その両端縁Ｔ１、Ｔ２の位置を特定する。そして、図２に示す判定部３３が、マーカＭの位置として使用する端縁Ｔ１が、Ｖｉｅｗ１およびＶｉｅｗ２においてエピポーラ制約に合致するか否かを判断する(ステップＳ１)。

すなわち、図１０に示すＶｉｅｗ１における端縁Ｔ１についてのエピポーラ線Ｌ１１とＶｉｅｗ２における端縁Ｔ１についてのエピポーラ線Ｌ２１との垂線長を三次元演算する。Ｖｉｅｗ１において認識された端縁Ｔ１とＶｉｅｗ２において認識された端縁Ｔ１とが一致している場合には、エピポーラ制約に合致することになり、この垂線長は実質的にゼロとなるはずである。このため、Ｖｉｅｗ１における端縁Ｔ１についてのエピポーラ線Ｌ１１とＶｉｅｗ２における端縁Ｔ１についてのエピポーラ線Ｌ２１との垂線長が予め設定した設定値以下であるか否かを判定する。

そして、この垂線長が設定値以下の場合には、Ｖｉｅｗ１およびＶｉｅｗ２においてマーカＭの端縁Ｔ１の位置が正しく認識されていると判断し（ステップＳ５）、処理を終了する。

なお、図７に示すＶｉｅｗ１において点Ｘの投影ＸＬが定まるとＶｉｅｗ２におけるエピポーラ線は一義的に定まり、Ｖｉｅｗ２における点Ｘの投影ＸＲはこのエピポーラ線上に配置されることになる。このため、上述したように、Ｖｉｅｗ１における端縁Ｔ１についてのエピポーラ線Ｌ１１とＶｉｅｗ２における端縁Ｔ１についてのエピポーラ線Ｌ２１との垂線長が予め設定した設定値以下であるか否かにより一対の投影面Ｖｉｅｗ１、Ｖｉｅｗ２におけるマーカＭの一方の端縁Ｔ１の位置がエピポーラ制約に合致するか否かを判定するかわりに、図９に示すＶｉｅｗ２におけるマーカＭの端縁Ｔ１が、Ｖｉｅｗ１におけるマーカ１の端縁Ｔ１により定められるエピポーラ線上にある（エピポーラ線との距離が一定以下である）か否かにより、一対の投影面Ｖｉｅｗ１、Ｖｉｅｗ２におけるマーカＭの一方の端縁Ｔ１の位置がエピポーラ制約に合致するか否かを判定してもよい。

一方、Ｖｉｅｗ１における端縁Ｔ１についてのエピポーラ線Ｌ１１とＶｉｅｗ２における端縁Ｔ１についてのエピポーラ線Ｌ２１との垂線長が予め設定した設定値より大きかった場合においては、Ｖｉｅｗ２におけるマーカＭの一方の端縁Ｔ１の位置が他方の端縁Ｔ２の位置と入れ替わっていると判断し、図２に示す端縁変更部３４が、Ｖｉｅｗ２におけるマーカの他方の端縁Ｔ２の位置を一方の端縁Ｔ１の位置に変更する（ステップＳ２）。

そして、図２に示す判定部３３が、Ｖｉｅｗ２におけるマーカの他方の端縁Ｔ２の位置を一方の端縁Ｔ１の位置に変更した後の端縁Ｔ１が、Ｖｉｅｗ１およびＶｉｅｗ２においてエピポーラ制約に合致するか否かを判断する(ステップＳ３)。Ｖｉｅｗ１における端縁Ｔ１についてのエピポーラ線Ｌ１１とＶｉｅｗ２における変更後の端縁Ｔ１についてのエピポーラ線Ｌ２２との垂線長が予め設定した設定値以下であった場合には、Ｖｉｅｗ１およびＶｉｅｗ２においてマーカＭの位置が正しく認識されていると判断し（ステップＳ５）、処理を終了する。一方、Ｖｉｅｗ１における端縁Ｔ１についてのエピポーラ線Ｌ１１とＶｉｅｗ２における変更後の端縁Ｔ１についてのエピポーラ線Ｌ２２との垂線長が予め設定した設定値より大きかった場合には、マーカＭの位置を正しく認識していないものと判断して（ステップＳ４）、エラー表示等を行い処理を終了する。

以上の動作により、線状のマーカが大きく湾曲した場合等においても、マーカＭの両端縁の位置を互いに誤認することなく、Ｖｉｅｗ１およびＶｉｅｗ２における端縁とエピポーラ線とを利用してマーカＭの端縁の位置を正しく検出することが可能となる。

上述した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

（第１項）
Ｘ線照射部とＸ線検出部からなる２個のＸ線撮影系を使用し、被検者の体内に留置された線状のマーカを含むＸ線画像を異なる２方向から収集して前記マーカの端縁の位置を特定することにより、前記被検者の体動に伴って移動する前記マーカの位置を検出するＸ線透視方法であって、各Ｘ線照射部の焦点をカメラの投影中心とし、各Ｘ線照射部の焦点から見た各Ｘ線検出部により検出される像をカメラの投影面としたエピポーラ幾何を設定したときに、一対の投影面における前記マーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致するか否かを判定する判定工程と、一対の投影面における前記マーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致しない場合には、一方の投影面における前記マーカの他方の端縁の位置を一方の端縁の位置に変更する変更工程と、を含むＸ線透視方法。

第１項に記載のＸ線透視方法によれば、線状のマーカの端縁の位置を利用してマーカの位置を認識するときに、マーカが大きく湾曲した場合においても、マーカの端縁の位置を正確に認識することが可能となる。

（第２項）
第１項に記載のＸ線透視方法において、前記判定工程においては、前記一対の投影面における前記一方の端縁の位置に対する一対のエピポーラ線の距離が一定以下であるか否かによりエピポーラ制約に合致するか否かを判定するＸ線透視方法。

第２項に記載のＸ線透視方法によれば、一対のエピポーラ線の距離に基づいてエピポーラ制約の合致を容易に判定することが可能となる。

（第３項）
第１項または第２項に記載のＸ線透視方法において、前記変更工程において変更した後の一方の端縁の位置を用いて、一対の投影面における前記マーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致するか否かを確認する確認工程をさらに含むＸ線透視方法。

第３項に記載のＸ線透視方法によれば、変更後の端縁の位置に基づいてエピポーラ制約の合致を確認することにより、マーカの端縁の位置をより正確に認識することが可能となる。

（第４項）
Ｘ線照射部とＸ線検出部からなる２個のＸ線撮影系を使用し、被検者の体内に留置された線状のマーカを含むＸ線画像を異なる２方向から収集して前記マーカの端縁の位置を特定することにより、前記被検者の体動に伴って移動する前記マーカの位置を検出するＸ線透視装置であって、各Ｘ線照射部の焦点をカメラの投影中心とし、各Ｘ線照射部の焦点から見た各Ｘ線検出部により検出される像をカメラの投影面としたエピポーラ幾何を設定したときに、一対の投影面における前記マーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致するか否かを判定する判定部と、前記判定部が一対の投影面における前記マーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致しないと判定した場合に、一方の投影面における前記マーカの他方の端縁の位置を一方の端縁の位置に変更する端縁変更部と、を備えるＸ線透視装置。

第４項に記載のＸ線透視装置によれば、線状のマーカの端縁の位置を利用してマーカの位置を認識するときに、マーカが大きく湾曲した場合においても、マーカの端縁の位置を正確に認識することが可能となる。

（第５項）
第４項に記載のＸ線透視装置において、前記判定部は、前記一対の投影面における前記一方の端縁の位置に対する一対のエピポーラ線の距離が一定以下であるか否かによりエピポーラ制約に合致するか否かを判定するＸ線透視装置。

第５項に記載のＸ線透視装置によれば、一対のエピポーラ線の距離に基づいてエピポーラ制約の合致を容易に判定することが可能となる。

（第６項）
第４項または第５項に記載のＸ線透視装置において、前記判定部は、前記変更部が変更した後の一方の端縁の位置を用いて、一対の投影面における前記マーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致するか否かを確認するＸ線透視装置。

第６項に記載のＸ線透視装置によれば、変更後の端縁の位置に基づいてエピポーラ制約の合致を確認することにより、マーカの端縁の位置をより正確に認識することが可能となる。

なお、上述した記載はこの発明の実施形態の説明のためのものであり、この発明を限定するものではない。

１１Ｘ線管
２１フラットパネルディテクタ
２７検診台
３０制御部
３１マーカ検出部
３２マーカ認識部
３３判定部
３４端縁変更部
３５治療ビーム照射制御部
９０治療ビーム照射装置

Claims

Ｘ線照射部とＸ線検出部からなる２個のＸ線撮影系を使用し、被検者の体内に留置された線状のマーカを含むＸ線画像を異なる２方向から収集して前記マーカの端縁の位置を特定することにより、前記被検者の体動に伴って移動する前記マーカの位置を検出するＸ線透視方法であって、
各Ｘ線照射部の焦点をカメラの投影中心とし、各Ｘ線照射部の焦点から見た各Ｘ線検出部により検出される像をカメラの投影面としたエピポーラ幾何を設定したときに、
一対の投影面における前記マーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致するか否かを判定する判定工程と、
一対の投影面における前記マーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致しない場合には、一方の投影面における前記マーカの他方の端縁の位置を一方の端縁の位置に変更する変更工程と、
を含むＸ線透視方法。
請求項１に記載のＸ線透視方法において、
前記判定工程においては、前記一対の投影面における前記一方の端縁の位置に対する一対のエピポーラ線の距離が一定以下であるか否かによりエピポーラ制約に合致するか否かを判定するＸ線透視方法。
請求項１または請求項２に記載のＸ線透視方法において、
前記変更工程において変更した後の一方の端縁の位置を用いて、一対の投影面における前記マーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致するか否かを確認する確認工程をさらに含むＸ線透視方法。
Ｘ線照射部とＸ線検出部からなる２個のＸ線撮影系を使用し、被検者の体内に留置された線状のマーカを含むＸ線画像を異なる２方向から収集して前記マーカの端縁の位置を特定することにより、前記被検者の体動に伴って移動する前記マーカの位置を検出するＸ線透視装置であって、
各Ｘ線照射部の焦点をカメラの投影中心とし、各Ｘ線照射部の焦点から見た各Ｘ線検出部により検出される像をカメラの投影面としたエピポーラ幾何を設定したときに、
一対の投影面における前記マーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致するか否かを判定する判定部と、
前記判定部が一対の投影面における前記マーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致しないと判定した場合に、一方の投影面における前記マーカの他方の端縁の位置を一方の端縁の位置に変更する端縁変更部と、
を備えるＸ線透視装置。
請求項４に記載のＸ線透視装置において、
前記判定部は、前記一対の投影面における前記一方の端縁の位置に対する一対のエピポーラ線の距離が一定以下であるか否かによりエピポーラ制約に合致するか否かを判定するＸ線透視装置。
請求項４または請求５に記載のＸ線透視装置において、
前記判定部は、前記変更部が変更した後の一方の端縁の位置を用いて、一対の投影面における前記マーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致するか否かを確認するＸ線透視装置。