JP6132528B2 - Ｘ線診断装置及び画像処理装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置及び画像処理装置に関する。

従来、Ｘ線診断装置による撮影においては、Ｃアームを回転させて観察対象を撮影することにより、観察対象を連続して他方向から観察する手法が使われる。例えば、この手法は、心臓冠状動脈の完全閉塞の治療の際に、ワイヤの先端と対側血管やステントなどとの位置関係の観察に用いられる。

また、Ｃアームを回転した場合、アイソセンターに位置付けられる観察対象は、投影面上の中心に投影される。この一方で、アイソセンターから離れた場所に位置付けられる観察対象は、例えば、投影面上において左右に移動する。

特開２０１０−１３１３７１号公報

本発明が解決しようとする課題は、観察対象の視認性を高めることができるＸ線診断装置及び画像処理装置を提供することである。

実施形態のＸ線診断装置は、撮影部と、補正部と、表示制御部とを備える。撮影部は、Ｘ線を照射するＸ線管とＸ線を検出するＸ線検出器とを支持する支持部を回転させて、対象物が描出されたＸ線画像を収集する。補正部は、前記支持部の回転に伴って前記Ｘ線画像内を移動する前記対象物の移動量を、前記支持部の回転角度と前記移動量との対応関係を表す関数を用いて算出し、算出した移動量を用いて前記Ｘ線画像を補正する。表示制御部は、補正されたＸ線画像を表示部に表示する。ここで、前記関数は、前記回転角度の変化に対応する前記移動量の変化を表す振幅が、アイソセンターと、前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器の中心とを結ぶ線上の所定点との距離に応じて異なるものである。また、前記補正部は、前記振幅が異なる複数の関数を用いて複数の移動量を算出し、算出した複数の移動量それぞれを用いて前記Ｘ線画像を補正する。そして、前記表示制御部は、複数の移動量それぞれを用いて補正された複数のＸ線画像それぞれを表示部に表示する。

図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成例を示す図である。 図２は、第１の実施形態におけるガントリ座標系を示す図である。 図３Ａは、第１の実施形態において収集される透視画像の一例を示す図である。 図３Ｂは、第１の実施形態において収集される透視画像の一例を示す図である。 図３Ｃは、第１の実施形態において収集される透視画像の一例を示す図である。 図４Ａは、ＣアームをＬＡＯ方向にφ回転させた場合の観察対象の投影面上の座標の移動の一例を示す図である。 図４Ｂは、ＣアームをＬＡＯ方向又はＲＡＯ方向にφ回転させた場合の観察対象の投影面上の座標の軌跡の一例を示す図である。 図５は、投影面上の座標と回転角度とから投影関数を選択する処理の一例を示す図である。 図６は、第１の実施形態において抽出される画像の中央領域の一例を示す図である。 図７は、撮影部が収集し、補正部に送る透視画像の一例を示す図である。 図８は、補正処理が行われた場合に表示制御部が表示する透視画像の一例を示す図である。 図９は、撮影部が収集し、補正部に送る透視画像の他の一例を示す図である。 図１０は、表示制御部が表示する透視画像の他の一例を示す図である。 図１１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置による処理手順を示すフローチャートである。 図１２は、補正部による補正処理の手順を示すフローチャートである。 図１３は、表示部の表示領域を分割して透視画像を表示する一例を示す図である。 図１４は、透視画像を縮小して表示部に表示する一例を示す図である。

以下、図面を参照して、実施形態に係るＸ線診断装置及び画像処理装置を説明する。なお、以下に用いる用語を定義する。以下の実施形態において、「透視画像」は、被検体を透過したＸ線をＸ線検出器によって検出することで生成される動画像であり、リアルタイムに表示される。一方、「撮影画像」は、透視画像と同様、被検体を透過したＸ線をＸ線検出器によって検出することで生成される動画像であるが、透視画像に比較してＸ線の線量の多い画像である。Ｘ線の線量は、例えば記録の必要に応じて決定される。例えば、記録の必要がある場合には、線量の多い「撮影画像」が収集される。なお、以下の実施形態において「透視画像」及び「撮影画像」は動画像であるが、広く「Ｘ線画像」という場合には、動画像である「透視画像」及び「撮影画像」に加え、静止画も含まれる。以下の実施形態においては主に動画像である「透視画像」を用いて説明するが、実施形態はこれに限られるものではなく、広く「Ｘ線画像」に同様に適用することができる。なお、「透過画像」や「２次元画像」といった用語で一般に表現される画像も、この「Ｘ線画像」に含まれる。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００の構成例を示す図である。図１に示すように、Ｘ線診断装置１００は、架台部１０と、計算機システム２０とを備える。図１に示すように、架台部１０は、寝台１１と、架台１２と、Ｃアーム１３と、Ｘ線管１４と、Ｘ線検出器１５と、表示部１６とを備える。なお、Ｘ線診断装置１００は、被検体Ｐを含まない。

寝台１１は、垂直方向及び水平方向に移動可能であり、被検体Ｐが載置される。架台１２は、Ｃアーム１３を支持する。Ｃアーム１３は、Ｘ線管１４及びＸ線検出器１５を対向して支持する。なお、Ｃアーム１３のことを支持部とも言う。

Ｘ線管１４は、Ｘ線を照射する。Ｘ線検出器１５は、Ｘ線管１４から照射され、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。Ｘ線管１４及びＸ線検出器１５の対は、幾何学的な回転中心の周りに回転するように構成されている。この回転中心は、アイソセンターである。

ここで、図２を用いて架台部１０における座標系（ガントリ座標系とも言う）について説明する。図２は、第１の実施形態におけるガントリ座標系を示す図である。図２に示すように、架台部１０において軸の向きは、寝台１１の長軸と平行な方向をｚ軸、寝台１１の短軸と平行な方向をｘ軸、寝台１１の上面に対して鉛直方向をｙ軸に設定される。

Ｃアーム１３は、ｚ軸を中心にＬＡＯ（Left Anterior Oblique View：第２斜位）方向あるいはＲＡＯ（Right Anterior Oblique View：第１斜位）方向に回転可能である。また、ＬＡＯ方向あるいはＲＡＯ方向への回転角度はφで示される。また、Ｃアーム１３は、ｘ軸を中心にＣＲＡ（Cranial view:尾頭方向）方向あるいはＣＡＵ（Caudal view：頭尾方向）方向に回転可能である。また、ＣＲＡ方向あるいはＣＡＵ方向への回転角度はθで示される。

表示部１６は、例えば、モニタであり、例えば透視画像などのＸ線画像を表示する。

図１に戻り、計算機システム２０は、操作部２１と、医用画像データ記憶部２２と、制御部２３と、Ｃアーム制御部２４と、撮影部２５と、補正部２６と、表示制御部２７と、選択部２８とを備える。

操作部２１は、コントロールパネル、フットスイッチ、ジョイスティックなどであり、Ｘ線診断装置１００に対する各種操作の入力を操作者から受付ける。具体的には、第１の実施形態に係る操作部２１は、Ｘ線画像データの収集指示や、補正モードの設定指示などを受付ける。

例えば、操作部２１は、被検体Ｐ内の観察対象を画面中央に移動させるための寝台１１に対する操作を操作者から受付ける。これにより、制御部２３は、寝台１１を操作者の操作に応じて移動させる。また、操作部２１は、Ｃアーム１３を回転させる操作を操作者から受付ける。これにより、Ｃアーム制御部２５は、Ｃアーム１３を操作者の操作に応じて回転させる。また、操作部２１は、撮影条件の設定を操作者から受付ける。例えば、操作部２１は、心臓冠状動脈を観察対象に設定する操作を操作者から受付ける。そして、操作部２１は、制御部２３を介して設定された観察対象の情報を補正部２６に送る。また、例えば、操作部２１は、ＳＩＤ（source-isocenter distance）、ＦＯＶ（field of view）等の情報を操作者から受付ける。なお、ＳＩＤやＦＯＶ等の値は、Ｘ線診断装置１００が事前に保持してもよい。

また、操作部２１は、補正モードを起動する指示を操作者から受付ける。なお、ここで言う「補正モード」とは、補正部２６の機能が有効であることを示す。例えば、補正部２６は、「補正モード」において、透視画像中に撮影された観察対象が画面の中央から移動する動きをキャンセルする。なお、補正部２６の詳細については後述する。第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、操作者が指示することで補正モードを起動させる。

医用画像データ記憶部２２は、Ｘ線画像データなどを記憶する。制御部２３は、Ｘ線診断装置１００の全体制御を行う。Ｃアーム制御部２４は、撮影部２５による制御の下、Ｃアーム１３の回転などを制御する。

撮影部２５は、Ｘ線を被検体Ｐに照射するＸ線管１４と被検体Ｐを透過したＸ線を検出するＸ線検出器１５とを支持するＣアーム１３を、アイソセンターを中心に回転させて被検体ＰのＸ線画像を撮影する。

例えば、撮影部２５は、操作者から操作部２１を介して透視画像データの収集指示を受け付けると、Ｘ線管１４、Ｘ線検出器１５、及びＣアーム制御部２４を制御し、透視画像データを収集する。ここで、撮影部２５は、被検体Ｐに照射したＸ線がＸ線検出器１５において投影される画像を収集する。撮影部２５は、収集した透視画像データを、補正部２６及び表示制御部２７に送る。なお、操作者は、通常、診断用に撮影を開始する準備段階に、観察対象を画面の中央に移動させる操作を行う。このとき、観察対象は、Ｘ線管１４とＸ線検出器１５の中心点とを結ぶ線上に位置付けられるはずである。しかしながら、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、観察対象がＸ線管１４とＸ線検出器１５の中心点とを結ぶ線上のどこに位置付けられるかを特定はできない。なお、このときのＣアーム１３のＬＡＯ方向またはＲＡＯ方向の角度を「第１の角度」と呼ぶ。

次に、図３Ａから図３Ｃを用いて撮影部２５により撮影された透視画像の一例について説明する。図３Ａから図３Ｃは、第１の実施形態において収集される透視画像の一例を示す図である。なお、図３Ａから図３Ｃは、観察対象がワイヤであり、Ｃアーム１３をＲＡＯ方向又はＬＡＯ方向に回転させた場合を示す。なお、観察対象であるワイヤ３０は、第１の角度においてＸ線管１４とアイソセンターとＸ線検出器１５とを結ぶ線上で、アイソセンターの上方に位置付けられるものとする。また、通常の透視画像の撮影では、例えば血管に対してガイドワイヤが用いられる。ここでは、説明の便宜上、ワイヤ３０をガイドワイヤに見立てた図を用いる。

図３Ａに示すように、観察対象であるワイヤ３０は、画面中央部の右側に位置付けられる。そして、図３ＡからＣアーム１３をＲＡＯ方向に回転させた場合、図３Ｂに示すように、観察対象であるワイヤ３０は、画面の右側に移動する。一方、図３ＡからＣアーム１３をＬＡＯ方向に回転させた場合、図３Ｃに示すように、観察対象であるワイヤ３０は、画面の左側に移動する。

観察対象の投影面上の座標の軌跡について図４Ａ及び図４Ｂを用いて説明する。図４Ａは、Ｃアーム１３をＬＡＯ方向にφ回転させた場合の観察対象の投影面上の座標の移動の一例を示す図である。図４Ｂは、Ｃアーム１３をＬＡＯ方向又はＲＡＯ方向にφ回転させた場合の観察対象の投影面上の座標の軌跡の一例を示す図である。

まず、図４Ａを用いて投影面上における座標系を説明する。図４Ａに示すように、投影面上における座標系はＣ軸及びＲ軸で定義され、投影面上における座標は（ｃ，ｒ）で定義される。図４Ａは、アイソセンター４０、観察対象４１及び観察対象４２の投影面上の座標の移動の一例を示す。図４Ａに示すように、アイソセンター４０、観察対象４１及び観察対象４２は、第１の角度において、投影面上の中心座標に投影される。ここで、表示部１６の表示領域のピクセル数が１０２４×１０２４である場合、アイソセンター４０、観察対象４１及び観察対象４２の投影面上の座標は、（５１２，５１２）である。なお、０＜＝ｃ＜１０２４であり、０＜＝ｒ＜１０２４である。

そして、Ｃアーム１３をＬＡＯ方向にφ回転させた場合でも、アイソセンター４０は、図４Ａに示すように、投影面上の中心座標に投影される。また、図４Ａに示すように、Ｃアーム１３をＬＡＯ方向にφ回転させた場合、アイソセンターより上方に位置付けられる観察対象４１は、投影面上において中心座標より左側に投影される。この観察対象４１の投影面上におけるＣ座標は、図４Ｂにおいて軌跡４３を示す。なお、投影面上において、Ｒ座標は移動しない。すなわち、投影面上の中心座標のＲ座標と同一である。

一方、図４Ａに示すように、Ｃアーム１３をＬＡＯ方向にφ回転させた場合、アイソセンターより下方に位置付けられる観察対象４２は、投影面上において中心座標より右側に投影される。この観察対象Ｂの投影面上におけるＣ座標は、図４Ｂにおいて軌跡４４を示す。なお、投影面上において、Ｒ座標は移動しない。すなわち、投影面上の中心座標のＲ座標と同一である。また、軌跡４３及び軌跡４４を示す関数のことを「投影関数」と呼ぶ。この投影関数は、Ｃアーム１３の回転角度と移動量との対応関係を表す関数である。また、第１の角度から刻々と変化する回転角度のことを「第２の角度」と呼ぶ。

ここでは投影関数について説明する。ガントリ座標系の点（ｘ，ｙ，ｚ）を投影した場合のＣ座標は、以下の投影関数、「ｃ＝（Δｃ／ｗ）・Ｓ・（ｘｃｏｓφ―ｙｓｉｎφ）」で算出される。ただし、「ｗ＝ｘｓｉｎφ・ｃｏｓθ＋ｃｏｓφ・ｃｏｓθ―ｚｓｉｎθ＋Ｌ」である。ここで、ＬはＸ線管１４とアイソセンターとの間の距離、ＳはＸ線管１４とＸ線検出器１５との間の距離、ΔｃはＸ線検出器１５の空間解像度、φはＬＡＯ角、θはＣＲＡ角を示す。すなわち、（ｘ，ｙ，ｚ）にある観察対象の第２の角度における投影面上のＣ座標は、ＬとＳとθとΔｃとが固定値であるので、（ｘ，ｙ，ｚ）とφとの関数で決定される。言い換えると、ガントリ座標系の点（ｘ，ｙ，ｚ）に位置付けられる観察対象の第２の角度における投影面上のＣ座標は、アイソセンターからの距離に応じて振幅が異なる関数で表現される。なお、画像サイズが１０２４（ピクセル）×１０２４（ピクセル）である場合、第１の角度及び第２の角度でアイソセンターを投影した場合の座標は、（５１２，５１２）である。また、第１の角度で観察対象を投影した場合の座標は、（５１２，５１２）である。また、第２の角度で観察対象を投影した場合の座標は、（ｃ，５１２）である。

このように、Ｃアーム１３を回転させて被検体Ｐを撮影するＸ線診断装置１００を用いた透視画像の撮影では、第１の角度においてＸ線管１４とＸ線検出器１５の中心点とを結ぶ線上で、アイソセンターの上方又は下方に位置付けられる観察対象は、投影画面上において左右に移動する。このため、操作者は、観察対象を視認することが困難になる場合がある。そこで、第１の実施形態に係る計算機システム２０は、図１に示す補正部２６を用いた補正処理を実行する。

補正部２６は、Ｃアーム１３の回転に伴ってＸ線画像内を移動する観察対象の移動量を、Ｃアーム１３の回転角度と移動量との対応関係を表す投影関数を用いて算出し、算出した移動量を用いてＸ線画像を補正する。

また、補正部２６は、引き続き同一の被検体Ｐで撮影を行う際に、後述する選択部２８により透視画像が選択された場合、選択された透視画像の補正に用いた投影関数を選択する。そして、補正部２６は、選択した投影関数を用いて撮影部２５から送られた透視画像を補正し、補正した透視画像を表示制御部２７に出力する。

表示制御部２７は、補正部２６によって補正された透視画像を表示部１６に表示する。例えば、表示制御部２７は、補正部２６により補正された透視画像を表示部１６に短冊表示する。

また、表示制御部２７は、後述する選択部２８から選択された透視画像を選択して表示部１６に表示する。例えば、撮影部２５により撮影された透視画像を繰り返し表示する場合、表示制御部２７は、選択部２８により選択された透視画像を全画面表示させる。

選択部２８は、表示制御部２７によって表示部１６に表示された透視画像から、観察対象の移動量が最小である透視画像を複数の透視画像から選択する。例えば、選択部２８は、透視画像の選択を操作者から受付ける。このとき、操作者は、観察対象の移動量が最小である透視画像、すなわち、観察対象が透視画像の中央付近に留まっている透視画像を選択する可能性が高い。

次に、第１の実施形態に係る補正部２６による補正処理を詳述する。第１の実施形態において、補正部２６は、Ｃアーム１３の回転に伴ってＸ線画像内を移動する観察対象の移動量を、Ｃアーム１３の回転角度と移動量との対応関係を表す投影関数を用いて算出する「第１の段階」と、算出した移動量を用いてＸ線画像を補正する「第２の段階」とを実行する。

補正部２６は、「第１の段階」として以下の処理を実行する。例えば、補正部２６は、操作者から受付けた以下に示す撮影条件から、投影面上における最大移動量に位置付けられる座標を設定する。例えば、操作者は、表示部１６の画面内に表示されている観察対象を追跡しながらＣアーム１３を回転させて撮影する。このため、観察対象は、撮影時に少なくとも表示部１６の画面内に表示されていると考えられる。すなわち、観察対象は、第１の角度で画面の中央に位置し、第２の角度では最大でも画面の端に移動すると考えられる。また、例えば、操作者は観察対象の位置関係を立体的に認識するので、心臓冠状動脈が観察対象に設定された場合、Ｃアーム１３の回転角度は最大でも約３０度であると考えられる。このため、補正部２６は、例えば、心臓冠状動脈が観察対象に設定された場合、３０度で投影面上の端に投影される位置を投影面上における最大移動量に位置付けられる座標として設定する。

ここで、補正部２６が、３０度回転させた投影面上の端部（ｃ＝１０２４）に投影される位置を投影面上における最大移動量に位置付けられる座標に設定する場合、心臓は拍動するので投影面上の座標から観察対象が外れる場合がある。このため、補正部２６は、投影面上のＣ座標を１０２４には設定しないことが望ましい。そこで補正部２６は、例えば（５１２＊（Ｎ−１）／Ｎ＊Δｃ，５１２）を投影面上における最大移動量に位置付けられるＣ座標に設定する。なお、ここでは、Ｎが５であり、ｃが９２１である場合を説明する。

また、補正部２６は、「第１の段階」において、画像サイズから表示領域の分割数（Ｎ）を決定する。例えば、補正部２６は、表示領域を分割する場合、観察対象が分割された表示領域に収まる範囲内のピクセル数を各表示領域に割当てる。一例をあげると、補正部２６は、画像サイズが１０２４（ピクセル）×１０２４（ピクセル）である場合、表示領域の分割数（Ｎ）を５に設定する。なお、表示領域の分割数（Ｎ）は、変更可能である。例えば、補正部２６は、画像サイズが１０２４（ピクセル）×１０２４（ピクセル）である場合、表示領域の分割数（Ｎ）を３に設定してもよい。

例えば、心臓冠状動脈が観察対象に設定された場合の補正部２６の処理について説明する。なお、心臓冠状動脈が観察対象に設定された場合、補正部２６は、回転角度は３０度の範囲内であると予測する。なお、観察対象は、心臓冠状動脈に限定されるものではない。また、補正部２６は、撮影条件に応じて最大の回転角度等を対応付けた情報を記憶する。

そして、補正部２６は、投影面上の座標と回転角度とから投影関数を選択する。図５を用いて投影面上の座標と回転角度とから投影関数を選択する処理を説明する。図５は、投影面上の座標と回転角度とから投影関数を選択する処理の一例を示す図である。図５には、投影関数５１〜５５を示す。図５に示す例では、補正部２６は、ｃが９２１、φが３０である投影関数５５を、選択する。

このように、補正部２６は、Ｃアーム１３を３０度回転させた投影面上における最大移動量に位置付けられる座標の軌跡を示す関数ｆ１を選択する。次に、補正部２６は、Ｃアーム１３を３０度回転させた投影面上におけるその他の座標の軌跡を示す関数を選択する。

例えば、補正部２６は、表示領域の分割数（Ｎ）を５に設定した場合、投影面上の座標（４６０．５，５１２）について投影関数ｆ２を選択し、座標（５１２，５１２）について投影関数ｆ３を選択し、（−４６０．５，５１２）について投影関数ｆ４を選択し、（−９２１，５１２）について投影関数ｆ５を選択する。

そして、補正部２６は、「第２の段階」として以下の処理を実行する。補正部２６は、補正モードが設定された場合、撮影部２５から画像データを取得するとともに、Ｃアーム制御部２４から回転角度を随時取得する。そして、補正部２６は、選択した投影関数と回転角度とから投影面上のＣ座標を算出し、算出したＣ座標の移動をキャンセルする方向に取得した画像データをシフト移動させる。

例えば、補正部２６は、投影関数ｆ１を用いて回転角度ごとに投影面での座標（ｃ，５１２）の算出結果を参照し、収集された画像に対し、座標（ｃ，５１２）が投影面上におけるアイソセンターの座標（５１２，５１２）に移動するように画像を補正する。つまり、補正部２６は、画像全体を、「ｃ−５１２」分だけＣ座標方向に移動させ、補正画像を生成する。これにより、新たに生成された補正画像上において、観察対象はアイソセンターに位置付けられるので動かないように見える。

以上の操作は補正部２６が投影関数ｆ１を用いた場合を示した。同様に、補正部２６は、投影関数ｆ２〜ｆ５を用いて投影面の座標を算出し、補正処理を実行する。これにより、補正部２６は、表示領域の分割数（Ｎ）分の補正画像を生成する。補正部２６は、生成した補正画像を表示制御部２７に出力する。

なお、補正部２６は、撮影条件が設定された時点で「第１の段階」の処理を実行し、撮影が開始されてから「第２の段階」の処理を実行するようにしてもよい。

次に、第１の実施形態に係る表示制御部２７による表示処理を詳述する。表示制御部２７は、生成した各補正画像の中央領域を抽出し、抽出した各補正画像の中央領域を短冊状に並べて表示部１６に表示する。図６を用いて表示制御部２７により抽出される画像の中央領域について説明する。図６は、第１の実施形態において抽出される画像の中央領域の一例を示す図である。

図６に示すように、表示制御部２７は、各補正画像から両端部分を除いた中央領域５０を抽出する。なお、この中央領域のサイズ（ピクセル数）は、補正部２６によって決定される表示領域の分割数（Ｎ）によって決まる。

図７から図１０を用いて表示制御部２７が表示する透視画像の一例について説明する。
図７は、撮影部２５が収集し、補正部２６に送る透視画像の一例を示す図であり、図８は、補正処理が行われた場合に表示制御部２７が表示する透視画像の一例を示す図である。

図７は、観察対象がワイヤ３０であり、Ｃアーム１３をＲＡＯ方向に回転させた場合を示す。なお、観察対象であるワイヤ３０は、第１の角度においてＸ線管１４とアイソセンターとＸ線検出器１５とを結ぶ線上で、アイソセンターの下方に位置付けられるものとする。図７に示すように、観察対象であるワイヤ３０は、画面の右側に位置しており、Ｃアーム１３の回転に伴い画面の左側に移動する。

図８に示すように、表示制御部２７は、５つの投影関数を用いて補正された各透視画像の中央領域を抽出し、抽出した各補正画像の中央領域を短冊状に並べて表示部１６に表示する。図７の例では、表示領域の右端に表示される透視画像においてワイヤ３０の先端は、Ｃアーム１３を回転させても、ほぼ移動することなく表示される。

図９は、撮影部２５が収集し、補正部２６に送る透視画像の他の一例を示す図であり、図１０は、表示制御部２７が表示する透視画像の他の一例を示す図である。

図９は、観察対象がワイヤであり、Ｃアーム１３をＲＡＯ方向に回転させた場合を示す。なお、観察対象であるワイヤ３０は、第１の角度においてＸ線管１４とアイソセンターとＸ線検出器１５とを結ぶ線上で、アイソセンターの下方に位置付けられるものとする。図８に示すように、観察対象であるワイヤ３０は、画面の右側に位置しており、Ｃアーム１３の回転に伴い画面の左側に移動する。

図１０に示すように、表示制御部２７は、５つの投影関数を用いて補正された各透視画像の中央領域を抽出し、抽出した各補正画像の中央領域を短冊状に並べて表示部１６に表示する。図１０の例では、表示領域の右端に表示される透視画像においてワイヤ３０の先端は、Ｃアーム１３を回転させてもほぼ移動することなく表示される。

（処理手順）
次に、図１１を用いて第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００による処理手順を説明する。図１１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００による処理手順を示すフローチャートである。

図１１に示すように、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、撮影条件の入力を操作者から受付ける（ステップＳ１０１）。例えば、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、心臓冠状動脈を観察対象として選択する操作を操作者から受付ける。これにより、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、心臓冠状動脈について回転角度φをＲＡＯ方向及びＬＡＯ方向に３０度であると予測する。

続いて、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、観察対象を表示部１６の中央に位置付けられるように、寝台１１やＣアーム１３を移動させる操作を操作者から受付ける（ステップＳ１０２）。そして、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、補正モードの起動を操作者から受付ける（ステップＳ１０３）。

第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、Ｃアーム１３を回転させる操作を操作者から受付け、Ｃアーム１３を回転させて被検体Ｐの透視画像を撮影する（ステップＳ１０４）。続いて、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、補正処理を実行する（ステップＳ１０５）。なお補正処理の詳細は後述する。そして、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、補正済みの透視画像を表示部１６に表示する（ステップＳ１０６）。

第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、表示部１６に表示した透視画像の選択を受付けたか否かを判定する（ステップＳ１０７）。ここで、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、表示部１６に表示した透視画像の選択を受付けたと判定した場合（ステップＳ１０７、Ｙｅｓ）、選択された透視画像を表示部１６に表示する（ステップＳ１０８）。例えば、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、中央領域が抽出された各透視画像の中から選択された透視画像を表示する。あるいは、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、選択された透視画像について抽出された中央領域以外の領域を補って表示する。

（補正処理）
次に、図１２を用いて、補正部２６による補正処理の手順を説明する。図１２は、補正部２６による補正処理の手順を示すフローチャートである。

図１２に示すように、補正部２６は、画像サイズから表示領域の分割数（Ｎ）を決定する（ステップＳ２０１）。例えば、補正部２６は、画像サイズが１０２４ピクセルである場合、表示領域の分割数（Ｎ）を５に設定する。

そして、補正部２６は、撮影条件に基づいて投影面上における座標を設定する（ステップＳ２０２）。例えば、補正部２６は、撮影条件に基づいて投影面上において最大移動量に位置付けられる座標を設定する。ここで、投影面上において最大移動量に位置付けられる座標が９２１であり、表示領域の分割数（Ｎ）が５である場合、補正部２６は、（９２１，５１２）、（４６０．５，５１２）、（５１２，５１２）、（−４６０．５，５１２）、（−９２１，５１２）を投影面上における座標に設定する。

続いて、補正部２６は、補正処理に用いる投影関数を選択する（ステップＳ２０３）。例えば、補正部２６は、投影面上における座標に基づいて、各座標に対する投影関数を選択する。一例をあげると、補正部２６は、投影面上の座標（９２１，５１２）について投影関数ｆ１を選択し、座標（４６０．５，５１２）について投影関数ｆ２を選択し、座標（５１２，５１２）について投影関数ｆ３を選択し、（−４６０．５，５１２）について投影関数ｆ４を選択し、（−９２１，５１２）について投影関数ｆ５を選択する。

補正部２６は、撮影部２５からＸ線画像データを取得し、Ｃアーム制御部２４から回転角度を取得する（ステップＳ２０４）。そして、補正部２６は、取得したＸ線画像データに対して、投影関数を用いて算出した投影面上のＣ座標をアイソセンターの座標（５１２，５１２）に移動するように画像を補正する（ステップＳ２０５）。例えば、補正部２６は、収集したＸ線画像データに対し、座標（ｃ，５１２）が投影面上におけるアイソセンターの座標（５１２，５１２）に移動するように画像を補正する。

（変形例）
上述した実施形態においては、補正部２８が、対象物の移動量を複数算出し、算出した複数の移動量を用いて透視画像を補正する例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、補正部２８は、Ｃアーム１３の回転角度が小さく、投影面上における移動量が小さい場合には、対象物の移動量を１つ算出して透視画像を補正してもよい。

また、表示制御部２７は、投影面上における座標ごとに補正した各透視画像を所定の順序で表示部１６に表示してもよい。また、表示制御部２７は、表示部１６の表示領域を分割し、分割した表示領域に各透視画像を表示してもよい。例えば、表示制御部２７は、図１３に示すように、表示部１６の表示領域を４分割し、分割した各領域に補正した透視画像を表示する。なお、図１３は、表示部１６の表示領域を分割して透視画像を表示する一例を示す図である。

また、表示制御部２７は、投影面上における座標ごとに補正した各透視画像を縮小して表示部１６に表示してもよい。例えば、表示制御部２７は、図１０に示す例では、各透視画像から１／Ｎに相当する領域をそれぞれ抽出して表示していたが、図１４に示すように、透視画像自体の大きさを１／Ｎに縮小した各透視画像を表示部１６に表示するようにしてもよい。なお、図１４は、透視画像を縮小して表示部１６に表示する一例を示す図である。

なお、一般的に、Ｘ線診断装置は、収集した画像をリアルタイムに表示した後、リアルタイムに表示した画像を再度表示する場合がある。例えば、Ｘ線診断装置は、Ｘ線の照射が終了した後に、操作者からの要求に応じて、リアルタイムに表示した画像を２、３回繰り返し表示する。上述した第１の実施形態では、表示制御部２７が、収集した画像をリアルタイムに表示する際に、補正したＮ個の画像を並べて表示する。さらに、選択部２８が、リアルタイムに表示したＮ個の画像から観察対象が止まって見える一つの画像を選択する。これにより、表示制御部２７は、操作者からの要求に応じてリアルタイムに表示した画像を繰り返し表示する際に、選択部２８により選択された観察対象が止まって見える一つの画像だけを表示することが可能である。この場合、表示制御部２７は、画像をＮ個並べて表示しなくてもよいので、観察対象が止まって見える画像を拡大して表示することも可能である。ここで、上述した第１の実施形態では、選択部２８が、観察対象の移動量が少ない透視画像を観察対象が止まって見える画像として操作者から選択を受付ける例について説明したが、選択部２８は、操作者から画像の選択を受付けずに、観察対象が止まって見える画像を自動で選択してもよい。例えば、選択部２８は、５個の透視画像のそれぞれを画像認識し、観察対象が最も動かない透視画像を選択するようにしてもよい。具体的には、選択部２８は、透視画像の各フレームについて観察対象をオブジェクトとして認識し、連続するフレーム間でのオブジェクトの移動量に基づいて、観察対象が最も動かない透視画像を選択するする。例えば、選択部２８は、連続するフレーム間でのオブジェクトの移動量の平均値が最も少ない透視画像を、観察対象が最も動かない透視画像として選択する。

また、選択部２８は、観察対象の移動量が少ない透視画像を選択する場合、操作者の視線方向を検出し、検出した視線方向の先に位置付けられる透視画像を移動量が最小である透視画像に選択してもよい。例えば、選択部２８は、公知の技術により実現することが可能である。例えば、選択部２８は、カメラを有し、カメラによって撮影された画像に対してパターンマッチングを行う。例えば、パターンマッチングに用いるパターンとしては、視線方向に応じて異なる「人の目」の画像を用いる。そして、選択部２８は、操作者の視線方向を検出する。

なお、上述した第１の実施形態では、補正部２６は、操作部２１を介して操作者から補正モードを起動させる指示を受付けることで補正処理を実行する例を示したが、操作部２１を介して操作者から補正モードを起動させる指示を受付けなくても、Ｃアーム１３を回転させながら撮影がおこなわれたら補正処理を実行するようにしてもよい。

また、補正部２６は、投影関数を用いて補正画像を生成することとしたが、この結果、補正画像と投影関数とが一意に対応付けられることになる。このため、観察対象が最も動かない補正画像を選択することは、観察対象が最も動かない投影関数を選択することと等価である。そこで、補正部２６は、２回目以降にＸ線画像を撮影する場合、観察対象が最も動かない投影関数として選択された投影関数だけを用いて補正処理を行うようにしてもよい。これにより、補正部２６は、補正画像を一つだけ生成すればよいことになる。この結果、表示制御部２７は、表示領域をＮ分割することなく、一つの画像をリアルタイムに画面に大きく表示することができる。

また、Ｘ線診断装置１００が、自装置が撮影した透視画像を補正する例を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、Ｘ線診断装置１００とは異なる画像処理装置が補正を行ってもよい。この場合、画像処理装置は、Ｘ線診断装置１００から透視画像を受取り、透視画像に対して補正の処理を行う。また、画像処理装置は、補正後の透視画像を自装置の表示部に表示したり、あるいは、Ｘ線診断装置１００に転送してもよい。これによりＸ線診断装置１００は、表示部１６に補正された透視画像を表示することができる。すなわち、画像処理装置は、Ｘ線診断装置１００から取得した透視画像を記憶する。そして、画像処理装置は、Ｃアーム１３の回転に伴ってＸ線画像内を移動する観察対象の移動量を、Ｃアーム１３の回転角度と移動量との対応関係を表す関数を用いて算出し、算出した移動量を用いて透視画像を補正する。

上述したように、第１の実施形態によれば、観察対象はいずれかの透視画像において中央付近に止まっているように見えることになる。これにより、例えば、医師はいずれかの透視画像において、観察対象の動きを抑制した画像を観察することができる。すなわち、第１の実施形態によれば、観察対象の視認性を高めることができる。

また、第１の実施形態によれば、対象物の移動量を、表示領域の大きさに基づいて決められた数分、算出する。これにより、観察対象の動きを抑制した画像の候補が適切な数だけ表示され、観察対象の移動量が少ない透視画像が選択される可能性を高めることができる。

また、表示制御部２７は、補正された透視画像の中央領域を抽出し、短冊状に並べて表示する。観察対象の移動量が少ない透視画像は、画像の中央領域に表示される。すなわち、第１の実施形態によれば、操作者は、補正された複数の透視画像の中から観察対象の移動量が少ない透視画像の選択を容易に行える。

また、選択部２８は、視線方向を検出して透視画像を選択する。これにより、操作者は、観察対象の移動量が少ない透視画像を選択する処理を省略することができるので、観察対象の移動量が少ない透視画像を手術中でも選択することができる。

また、補正部２６は、選択部２８により観察対象の移動量が少ない透視画像が選択された以降は、観察対象の移動量が少ない透視画像を生成する。そして、表示制御部２７は、観察対象の移動量が少ない透視画像を表示する。これにより、操作者は、観察対象の視認性を高めた透視画像を観察することができる。

以上述べた少なくとも一つの実施形態のＸ線診断装置及び画像処理装置によれば、観察対象の視認性を高めることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

２５ 撮影部
２６ 補正部
２７ 表示制御部
１００ Ｘ線診断装置

Claims (7)

1. Ｘ線を照射するＸ線管とＸ線を検出するＸ線検出器とを支持する支持部を回転させて、対象物が描出されたＸ線画像を収集する撮影部と、
   前記支持部の回転に伴って前記Ｘ線画像内を移動する前記対象物の移動量を、前記支持部の回転角度と前記移動量との対応関係を表す関数を用いて算出し、算出した移動量を用いて前記Ｘ線画像を補正する補正部と、
   補正されたＸ線画像を表示部に表示する表示制御部と
   を備え、
   前記関数は、前記回転角度の変化に対応する前記移動量の変化を表す振幅が、アイソセンターと、前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器の中心とを結ぶ線上の所定点との距離に応じて異なるものであって、
   前記補正部は、前記振幅が異なる複数の関数を用いて複数の移動量を算出し、算出した複数の移動量それぞれを用いて前記Ｘ線画像を補正し、
   前記表示制御部は、複数の移動量それぞれを用いて補正された複数のＸ線画像それぞれを表示部に表示することを特徴とするＸ線診断装置。
2. 前記表示制御部は、前記複数のＸ線画像の各々から中央領域を抽出し、抽出した各中央領域を並べて前記表示部に表示することを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
3. 前記表示制御部によって前記表示部に表示された複数のＸ線画像から、所定のＸ線画像を選択する選択部を更に備え、
   前記表示制御部は、前記選択部により選択されたＸ線画像の中央領域若しくはＸ線画像の全体を前記表示部に表示することを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線診断装置。
4. 前記選択部は、前記所定のＸ線画像の選択を操作者から受付ける
   ことを特徴とする請求項３に記載のＸ線診断装置。
5. 前記選択部は、操作者の視線方向を検出し、検出した視線方向に位置付けられるＸ線画像を前記所定のＸ線画像として選択する
   ことを特徴とする請求項３に記載のＸ線診断装置。
6. 前記補正部は、前記撮影部によって新たに撮影されたＸ線画像を、前記選択部により選択されたＸ線画像の補正に用いた前記関数を用いて補正する
   ことを特徴とする請求項３〜５のいずれか一つに記載のＸ線診断装置。
7. Ｘ線を照射するＸ線管とＸ線を検出するＸ線検出器とを支持する支持部を回転させて、対象物が描出されたＸ線画像を収集するＸ線診断装置から取得した前記Ｘ線画像を記憶する記憶部と、
   前記支持部の回転に伴って前記Ｘ線画像内を移動する前記対象物の移動量を、前記支持部の回転角度と前記移動量との対応関係を表す関数を用いて算出し、算出した移動量を用いて前記Ｘ線画像を補正する補正部と
   を備え、
   前記関数は、前記回転角度の変化に対応する前記移動量の変化を表す振幅が、アイソセンターと、前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器の中心とを結ぶ線上の所定点との距離に応じて異なるものであって、
   前記補正部は、前記振幅が異なる複数の関数を用いて複数の移動量を算出し、算出した複数の移動量それぞれを用いて前記Ｘ線画像を補正し、
   前記表示制御部は、複数の移動量それぞれを用いて補正された複数のＸ線画像それぞれを表示部に表示することを特徴とする画像処理装置。

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