JP6491375B2 - Ｘ線診断装置 - Google Patents

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Description

この発明は、Ｘ線診断装置に関する。
従来より、血栓などにより血管内に生じた狭窄部位に対して、血管内インターベンション治療と呼ばれる治療法が行なわれている。
血管内インターベンション治療においては、医師によりバルーン付きカテーテルが狭窄部位まで挿入される。そののち、カテーテルを通じてバルーン内に液体が注入されることにより、バルーンが拡張され、その結果、狭窄部位は、機械的に拡張される。なお、バルーン付きカテーテルは、バルーン内の液体が吸引されたうえで、医師により体外に引き出される。
また、バルーンによって拡張された狭窄部位の再狭窄を防止するために、バルーンの外側に金属のメッシュ（ステントストラット）を密着させたバルーン付きカテーテルを用いた血管内インターベンション治療も行なわれている。かかる治療法においては、バルーンの拡張にともないステントストラットを拡張させたのちに、バルーン内の液体を吸引させてバルーン付きカテーテルが体外に引き出される。これにより、拡張されたステントストラットが狭窄部位に留置され、狭窄部位の再狭窄率を低下することができる。なお、ステントストラットおよびバルーン付きカテーテルの２つの部分を有するデバイスは、「ステント」と呼ばれる。
上述した血管内インターベンション治療においては、Ｘ線診断装置により治療対象部位の透視撮影が行なわれ、医師は、バルーン付きカテーテルやステントを用いた一連の処理を、モニタに表示されたＸ線画像を参照しながら遠隔操作により実行する。
ここで、血管内インターベンション治療では、血管内に挿入したバルーン付きカテーテルやステントを治療対象部位まで精度よく移動させることが必要となる。特に、ステントストラットを留置する際には、ステントの位置決めをミリ単位の精度で行なうことが必要となる。このため、バルーン部分には、バルーン付きカテーテルやステントの位置を示すマーカー（ステントマーカー）としてＸ線不透過の金属が２箇所（１箇所の場合もある）取り付けられており、医師は、表示されたＸ線画像におけるステントマーカーを参照してバルーン付きカテーテルやステントの位置を確認しながら治療を行なう。
しかし、心臓のように常に拍動を行なう臓器の血管に血管内インターベンション治療を行なう場合、Ｘ線画像上でのバルーン付きカテーテルやステントの位置が常に動いてしまうため、Ｘ線画像を参照して位置決めを行なうことは、医師にとって非常に高度な作業となる。
また、ステントストラットのエッジ部分は、ステントストラットの拡張度合いを医師が判断するうえで重要となるが、ステントストラットのＸ線不透過性は、ステントマーカーのＸ線不透過性と比較して非常に低い。このため、Ｘ線画像においては、ステントストラットのエッジ部分が、ステントマーカーと比較して不鮮明となる。
そこで、Ｘ線画像におけるステントの視認性を向上させるための技術として、ステント強調表示技術（例えば、特許文献１参照）が提案されている。
ステント強調表示技術においては、治療対象部位のＸ線画像が時系列に沿って複数フレーム撮影され、ステントマーカーを基準とすることで動くステントの位置が一致するように、撮影された複数のＸ線画像に対して補正が行なわれる。そして、動き補正が行なわれた複数のＸ線画像に対して加算平均などの処理が行なわれることにより、ステントストラットが強調された強調画像が生成される。
具体的には、図２２に示すように、第２フレームのステントマーカーの位置が第１フレームのステントマーカーの位置と一致するように、第２フレームに対して補正処理が行なわれる。このような補正処理が複数フレーム（例えば、第３０フレームまで）について行なわれ、ステントマーカーの位置が一致した複数のＸ線画像に対して加算平均処理が行なわれる。これにより、図２２に示すように、ステントストラットが強調されてステント全体が鮮明に写し出された強調画像が生成され、生成された強調画像がモニタに表示される。なお、図２２は、従来技術を説明するための図である。
特表２００５−５１０２８８号公報
ところで、上記した従来の技術は、Ｘ線画像を参照して行なわれる血管内インターベンション治療実行時に、ステントなどの治療用機器の視認性を保証したＸ線画像を即時に表示できないという課題があった。
すなわち、上記したステント強調表示技術においては、ステントの視認性を向上することができるが、時系列に沿って複数のＸ線画像が生成されたうえでの後処理として、ステントマーカーのトラッキング処理、補正処理、強調画像の生成処理が行なわれるため、Ｘ線画像の撮影から強調画像の表示までに、待ち時間（例えば、数十秒の待ち時間）が生じてしまう。また、強調画像は、補正処理が行なわれた複数枚（例えば、３０枚）のＸ線画像から１枚しか生成されないので、表示される強調画像の時間分解能は、撮影されたＸ線画像の時間分解能と比較して低くなってしまう。
なお、血管内インターベンション治療を行なう場合と同様に、Ｘ線不透過性のマーカーを取り付けた治療用機器（例えば、ローターブレーターなど）を拍動によって動き続ける治療部位に配置し、当該治療用機器を用いた治療がＸ線画像を参照する医師によって行なわれる場合であれば、上記した従来の技術を用いても、治療用機器の視認性を保証したＸ線画像を即時に表示できないという課題があった。
そこで、この発明は、上述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、Ｘ線画像を参照して行なわれる治療実行時に、治療用機器の視認性を保証したＸ線画像を即時に表示することが可能となるＸ線診断装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、Ｘ線管から照射され被検体を透過したＸ線に基づいてＸ線画像を順次生成する画像生成部と、前記順次生成されるＸ線画像における特徴点の位置を検出する特徴点位置検出部と、前記順次生成されるＸ線画像の中で少なくともいずれか１つのＸ線画像において検出された前記特徴点の位置と、当該Ｘ線画像より後に生成される新規のＸ線画像において検出された前記特徴点の位置とを実質的に一致させる補正処理を施すことによって、画像内の前記特徴点の位置が実質的に同一位置となる補正画像を順次生成する補正画像生成部と、前記補正画像生成部によって順次生成された補正画像と該補正画像より前に生成された少なくとも１枚の補正画像とが加算された加算補正画像を生成する加算補正画像生成部と、前記加算補正画像生成部によって前記加算補正画像が新規に生成されるごとに該加算補正画像を順次表示することによって、表示部に動画表示を行なう表示制御部と、を備え、前記特徴点位置検出部は、操作者による操作に基づき設定された前記Ｘ線画像上の関心領域において前記特徴点を検出し、前記表示制御部は、前記加算補正画像と前記順次生成されるＸ線画像とを並べて動画表示制御を行い、前記表示制御部は、前記特徴点の位置に基づいて、前記加算補正画像におけるステントが略垂直方向又は略水平方向になるように表示制御を行い、前記表示制御部は、前記加算補正画像を順次表示させることによって、拍動によって動くステントをリアルタイムで固定動画表示制御することを特徴とする。
本発明によれば、Ｘ線画像を参照して行なわれる治療実行時に、治療用機器の視認性を保証したＸ線画像を即時に表示することが可能となる。
図１は、実施例１におけるＸ線診断装置の構成を説明するための図である。 図２は、実施例１における画像データ記憶部を説明するための図である。 図３は、実施例１における画像処理部の構成を説明するための図である。 図４は、実施例１におけるマーカー座標検出部を説明するための図である。 図５は、実施例１における補正画像生成部を説明するための図である。 図６は、実施例１における画像後処理部を説明するための図である。 図７は、表示形態を説明するための図である。 図８は、実施例１におけるＸ線診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。 図９は、実施例１における変形例１を説明するための図である。 図１０は、実施例１における変形例２を説明するための図である。 図１１は、実施例１における変形例３を説明するための図である。 図１２は、実施例２における画像処理部の構成を説明するための図である。 図１３は、実施例２におけるＸ線画像を説明するための図である。 図１４は、実施例２におけるマーカー座標検出部について説明するための図である。 図１５は、周期的軌跡データ取得部を説明するための図である。 図１６は、実施例２における新規画像を説明するための図である。 図１７は、実施例２における補正画像生成部を説明するための図である。 図１８は、実施例２におけるＸ線診断装置の周期的軌跡データ生成処理を説明するためのフローチャートである。 図１９は、実施例２におけるＸ線診断装置の周期的軌跡データを用いた画像処理を説明するためのフローチャートである。 図２０は、実施例３を説明するための図（１）である。 図２１は、実施例３を説明するための図（２）である。 図２２は、従来技術を説明するための図である。
以下に添付図面を参照して、この発明に係るＸ線診断装置の実施例を詳細に説明する。なお、以下では、本発明をＸ線診断装置に適用した場合を実施例として説明する。
まず、実施例１におけるＸ線診断装置の構成について説明する。図１は、実施例１におけるＸ線診断装置の構成を説明するための図である。
図１に示すように、本実施例におけるＸ線診断装置１００は、高電圧発生器１１と、Ｘ線管１２と、Ｘ線絞り装置１３と、天板１４と、Ｃアーム１５と、Ｘ線検出器１６と、Ｃアーム回転・移動機構１７と、天板移動機構１８と、Ｃアーム・天板機構制御部１９と、絞り制御部２０と、システム制御部２１と、入力部２２と、表示部２３と、画像データ生成部２４と、画像データ記憶部２５と、画像処理部２６とを有する。
高電圧発生器１１は、高電圧を発生して、発生した高電圧をＸ線管１２に供給する装置であり、Ｘ線管１２は、高電圧発生部１１から供給される高電圧を用いてＸ線を発生する装置である。すなわち、高電圧発生器１１は、Ｘ線管１２に供給する電圧を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量の調整や、被検体ＰへのＸ線照射のＯＮ／ＯＦＦの制御を行なう。
Ｘ線絞り装置１３は、Ｘ線管１２が発生したＸ線を被検体Ｐの関心領域に対して選択的に照射されるように絞り込むための装置である。例えば、Ｘ線絞り装置１３は、スライド可能な４枚の絞り羽根を有し、これら絞り羽根をスライドさせることで、Ｘ線管１２が発生したＸ線を絞り込んで被検体Ｐに照射させる。
天板１４は、被検体Ｐを載せるベッドであり、図示しない寝台の上に配置される。
Ｘ線検出器１６は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出するためのＸ線検出素子がマトリックス状に配列された装置であり、各Ｘ線検出素子は、被検体Ｐを透過したＸ線を電気信号に変換して蓄積し、蓄積した電気信号を後述する画像処理部２４に送信する。
Ｃアーム１５は、Ｘ線管１２、Ｘ線絞り装置１３およびＸ線検出器１６を保持するアームであり、Ｘ線管１２およびＸ線絞り装置１３とＸ線検出器１６とは、Ｃアーム１５により被検体Ｐを挟んで対向するように配置される。
Ｃアーム回転・移動機構１７は、Ｃアーム１５を回転および移動させるための装置であり、天板移動機構１８は、天板１４を移動させるための装置である。
Ｃアーム・天板機構制御部１９は、Ｃアーム回転・移動機構１７および天板移動機構１８を制御することで、Ｃアーム１５の回転調整および移動調整と、天板１４の移動調整とを行なう。
絞り制御部２０は、Ｘ線絞り装置１３が有する絞り羽根の開度を調整することで、Ｘ線の照射範囲を制御する。
画像データ生成部２４は、Ｘ線検出器１６によって被検体Ｐを透過したＸ線から変換された電気信号を用いてＸ線画像を生成し、生成したＸ線画像を画像データ記憶部２５に格納する。具体的には、画像データ生成部２４は、Ｘ線検出器１６から受信した電気信号に対して、電流・電圧変換、Ａ／Ｄ変換およびパラレル・シリアル変換を行なってＸ線画像を生成する。
画像データ記憶部２５は、画像データ生成部２４によって生成されたＸ線画像を記憶する。
画像処理部２６は、画像データ記憶部２５が記憶するＸ線画像に対して各種画像処理を実行する処理部であるが、これについては後に詳述する。
入力部２２は、Ｘ線診断装置１００を操作する医師や技師などの操作者が各種コマンドを入力するためのマウス、キーボード、ボタン、トラックボール、ジョイスティックなどを有し、操作者から受け付けたコマンドを、後述するシステム制御部２１に転送する。
表示部２３は、入力部２２を介して操作者からコマンドを受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したり、画像データ記憶部２５が記憶するＸ線画像および画像処理部２６によって画像処理されたＸ線画像などを表示したりするためのモニタを有する。なお、表示部２３は、複数のモニタを有する場合であってもよい。
システム制御部２１は、Ｘ線診断装置１００全体の動作を制御する。すなわち、システム制御部２１は、入力部２２から転送された操作者からのコマンドに基づいて、高電圧発生器１１、Ｃアーム・天板機構制御部１９、絞り制御部２０を制御することで、Ｘ線量の調整およびＸ線照射のＯＮ／ＯＦＦ制御と、Ｃアーム１５の回転・移動の調整と、天板１４の移動調整を行なう。
また、システム制御部２１は、操作者からのコマンドに基づいて、画像データ生成部２４における画像生成処理や後述する画像処理部２６における画像処理の制御を行なう。さらに、システム制御部２１は、操作者からコマンドを受け付けるためのＧＵＩや、画像データ記憶部２５が記憶するＸ線画像および画像処理部２６によって画像処理されたＸ線画像などを表示部２３のモニタに表示するように制御する。
ここで、本実施例におけるＸ線診断装置１００は、被検体Ｐの心臓血管における狭窄部位に対してステントストラットおよびバルーン付きカテーテルを用いた血管内インターベンション治療を行なう際に、操作者からのコマンドに基づいて、ステントが挿入される狭窄部位を関心領域としてＸ線画像の透視撮影を時系列に沿って実行する。なお、本実施例では、ステントのバルーン部分両端に２つのＸ線不透過の金属が、ステントマーカーとして取り付けられている場合について説明するが、本発明は、ステントのバルーン部分中央に１つのＸ線不透過の金属が、ステントマーカーとして取り付けられている場合であっても適用可能である。
すなわち、本実施例におけるＸ線診断装置１００は、図２に示すように、血管内インターベンション治療が施されている被検体Ｐの狭窄部位に対してＸ線管１２からＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ線をＸ線検出器１６によって検出することで、時系列に沿って順次生成したＸ線画像を画像データ記憶部２５に格納する。なお、図２は、実施例１における画像データ記憶部を説明するための図である。
そして、本実施例におけるＸ線診断装置１００は、図３〜７を用いて以下、詳細に説明する画像処理部２６の処理が実行されることにより、Ｘ線画像を参照して行なわれる血管内インターベンション治療実行時に、ステントの視認性を保証したＸ線画像を即時に表示することが可能となることに主たる特徴がある。なお、図３は、実施例１における画像処理部の構成を説明するための図であり、図４は、マーカー座標検出部を説明するための図であり、図５は、実施例１における補正画像生成部を説明するための図であり、図６は、画像後処理部を説明するための図であり、図７は、表示形態を説明するための図である。
図３に示すように、画像処理部２６は、マーカー座標検出部２６ａと、補正画像生成部２６ｂと、画像後処理部２６ｃとを有する。
マーカー座標検出部２６ａは、画像データ記憶部２５に新規のＸ線画像である新規画像が格納されるごとに、新規画像におけるステントに取り付けられたステントマーカーの座標を検出する。
例えば、システム制御部２１は、図４の（Ａ）に示すように、最初に生成されて画像データ記憶部２５に格納されたＸ線画像（第１フレーム）を、表示部２３のモニタに表示するように制御する。
第１フレームを参照した医師は、図４の（Ａ）に示すように、入力部２２を介して、第１フレームにおける２つのステントマーカーを指定する。これにより、マーカー座標検出部２６ａは、第１フレームにおける２つのステントマーカーそれぞれの座標を検出する。
そののち、マーカー座標検出部２６ａは、図４の（Ａ）に示すように、第１フレームにおいて指定された２つのステントマーカーそれぞれの座標を中心とした矩形をＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）として設定し、設定したＲＯＩ内のパターンと類似したパターンを、例えば、相互相関法により、順次生成される新規画像ごとに抽出して、相互相関値が最も高くなった座標をステントマーカーの座標として検出する。
なお、図４の（Ａ）では、医師によってステントマーカーが２箇所指定される場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、医師によってステントマーカーが１箇所指定される場合であってもよい。この場合、マーカー座標検出部２６ａは、第１フレームにおいても、指定されたステントマーカーの座標から設定したＲＯＩを用いた相互相関法を実行して、もう１つのステントマーカーの座標を検出する。
あるいは、マーカー座標検出部２６ａは、実際に治療に用いられているステントに取り付けられているステントマーカーがＸ線画像において有する形状や輝度の特徴を示す教師画像を用いてステントマーカーの座標を検出する。
例えば、図４の（Ｂ）に示すように、ステントマーカーのＸ線画像を教師画像として別途記憶しておき、マーカー座標検出部２６ａは、教師画像に類似したパターンを新規画像ごとに抽出し、抽出したステントマーカーの候補領域から、最も類似度が高い領域を検索してステントマーカーの座標を検出する。
図３に戻って、補正画像生成部２６ｂは、最初に生成されたＸ線画像である第１フレームにおいてマーカー座標検出部２６ａによって既に検出されたステントマーカーの座標を基準座標とし、第２フレーム以降の新規画像においてマーカー座標検出部２６ａによって検出したステントマーカーの座標が、基準座標と一致するように、第２フレーム以降の新規画像から平行移動、回転移動などの画像移動処理やアフィン変換などの画像変形処理により補正画像を生成する。
例えば、補正画像生成部２６ｂは、図５の（Ａ）に示すように、新規画像として生成された第２フレームのＸ線画像で検出されたステントマーカーの座標が、第１フレームで既に検出されているステントマーカーの座標（基準位置）と一致するように、第２フレームから画像変形により補正画像２を生成する。
そして、補正画像生成部２６ｂは、第３フレーム以降の新規画像に関しては、新規画像の直前に生成されたＸ線画像から自身が生成した補正画像におけるステントマーカーの座標を基準座標として、補正画像を生成する。例えば、補正画像生成部２６ｂは、図５の（Ｂ）に示すように、第３フレームで検出されたステントマーカーの座標が、第２フレームから生成した補正画像２のステントマーカーの座標と一致するように、第３フレームから画像変形により補正画像３を生成する。
なお、本実施例では、新規画像の直前フレームから生成された補正画像におけるステントマーカーの座標を基準座標として用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１フレームにて検出されたステントマーカーの座標を基準座標に固定して、第２フレーム以降の新規画像から補正画像を生成する場合であってもよい。
ただし、後述するように、補正画像は、動画表示する際に用いられる表示用画像を生成するために用いられるので、直前の補正画像を用いて新規画像から補正画像を生成することが、ステントマーカーの位置がぶれない画像の動画表示を確実に実行するためには望ましい。
図３に戻って、画像後処理部２６ｃは、補正画像生成部２６ｂによって生成された補正画像に対して後処理を行なう。具体的には、画像後処理部２６ｃは、図６に示すように、第１フレームとステントマーカーの位置が一致した補正画像に対し、高周波ノイズ低減フィルター処理および低周波成分除去フィルター処理を実行してフィルター処理済み補正画像を生成し、さらに、フィルター処理済み補正画像を構成する各画素の画素値に対して自然対数を底とする対数値を算出して対数画像を生成する。なお、画像後処理部２６ｃは、第１フレームに関しても、上記した後処理を実行する。
ここで、画像後処理部２６ｃは、例えば、「Nambu K, Iseki H. A noise reduction method based on a statistical test of high dimensional pixel vectors for dynamic and volumetric images. Riv Neuroradiol 2005;18:21-33.」および「Nishiki, Method for reducing noise in X-ray images by averaging pixels based on the normalized difference with the relevant pixel, Radiological Physics and Technology, Vol 2, 2008」に記載されている空間フィルターを用いた高周波ノイズ低減処理を実行する。
この空間フィルターは、時間軸の異なるフレーム間で画素値の差異値を測定し、差異値の大きさに従って重み付けを変更して、単一フレーム内で平滑化処理を行なう高周波ノイズ低減フィルター処理であり、他フレームには影響を与えずに、高周波ノイズを低減することが可能である。ここで、補正画像においては、ステントマーカーの座標が一致していることから空間フィルターを強くかけることができ、これにより、ステント部分の高周波ノイズを低減して補正画像におけるステントの視認性を向上することが可能となる。
あるいは、画像後処理部２６ｃは、例えば、リカーシブフィルター（Recursive Filter）を用いた高周波ノイズ低減フィルター処理を実行してもよい。
リカーシブフィルターは、処理対象のフレームを構成する画素の画素値に、所定の重み付けを行なった過去のフレームを構成する画素の画素値を加算することにより高周波ノイズを低減するフィルターである。補正画像においては、ステントマーカーの座標が一致していることから、過去のフレームを処理に用いるリカーシブフィルターによっても、ステント部分の高周波ノイズを低減して補正画像におけるステントの視認性を向上することが可能となる。
また、画像後処理部２６ｃは、ハイパスフィルターを用いて低周波成分除去フィルター処理する。これにより、補正画像におけるステント部分以外の背景部分における明暗差を低減することができる。
また、画像後処理部２６ｃは、フィルター処理済み補正画像に対して対数画像生成処理を実行することで、画像全体における信号成分を一定にすることができる。
図３に戻って、システム制御部２１は、画像後処理部２６ｃによって対数画像が時系列に沿って新規に生成されるごとに、新規に生成された対数画像を表示用画像として表示部２３のモニタにて順次表示するように制御する。
すなわち、システム制御部２１は、ステントマーカーの座標が一致した表示用画像を動画表示するように制御する。これにより、ステント以外の背景部分がぶれた状態となるものの、ステント部分が動かない状態でＸ線画像を動画表示することができる。
なお、システム制御部２１は、操作者から入力部２２を介して受け付けた表示形態指示コマンドに従って、表示用画像を様々な形態で表示する。
具体的には、システム制御部２１は、表示形態指示コマンドに従って、対数画像のステントマーカーの座標に基づいて設定される設定領域を表示用画像として表示するように制御する。例えば、システム制御部２１は、対数画像における２つのステントマーカーの座標が（Ｘ１，Ｙ１）および（Ｘ２，Ｙ２）であった場合、（（Ｘ１＋Ｘ２）／２，（Ｙ１＋Ｙ２）／２）を中心とし、「２×｜Ｘ１−Ｘ２｜」を幅とし、「２×｜Ｙ１−Ｙ２｜」を高さとする矩形を設定領域とし、設定領域以外の対数画像をマスクして表示するように制御する。
また、システム制御部２１は、設定領域を拡大した拡大画像を表示用画像として表示するように制御する。
ここで、システム制御部２１は、対数画像、設定領域および拡大画像のいずれかのみを表示する場合、これら表示用画像におけるステントマーカーの位置が、表示部２３のモニタ中心に位置するように制御する。
あるいは、システム制御部２１は、表示形態指示コマンドに従って、表示用画像とともに、表示用画像の原画像を並列表示するように制御する。さらに、並列表示する際に、システム制御部２１は、設定領域または拡大画像が表示用画像であるならば、設定領域に対応する領域を原画像にて表示するように制御する。
すなわち、システム制御部２１は、図７の（Ａ）に示すように、表示部２３のモニタにて、設定領域に対応する枠が付加された原画像の動画表示と設定領域の動画表示とが並列して行なわれるように制御する。あるいは、システム制御部２１は、図７の（Ｂ）に示すように、表示部２３のモニタにて、設定領域に対応する枠が付加された原画像の動画表示と拡大画像の動画表示とが並列して行なわれるように制御する。
ここで、設定領域および拡大画像においては、図７の（Ａ）および（Ｂ）に示すように、原画像と比較して、上記した後処理によりステントストラットが明瞭となり、また、背景部分の明暗差が低減されており、ステント全体の視認性が向上している。なお、原画像における枠は、ステントマーカーの位置の移動にともない移動する。また、原画像と表示用画像とは、上述したように、表示部２３が有する１つのモニタにて並列表示される場合であってもよいが、表示部２３が複数のモニタを有するならば、原画像と表示用画像とは、それぞれ異なる２つのモニタにて表示される場合であってもよい。
ここで、本実施例では、対数画像、設定領域、または拡大画像を表示用画像とする場合について説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、補正画像そのものや、高周波ノイズ低減フィルター処理、低周波成分除去フィルター処理および対数画像生成処理の中で、操作者により設定された任意の組み合わせの後処理が実行された画像を表示用画像とする場合であってもよい。
次に、図８を用いて、実施例１におけるＸ線診断装置１００の処理について説明する。図８は、実施例１におけるＸ線診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。
図８に示すように、実施例１におけるＸ線診断装置１００は、ステントが挿入された被検体Ｐの狭窄部位に対するＸ線画像の透視撮影を開始して、画像データ記憶部２５に最初のＸ線画像（第１フレーム）が格納されると（ステップＳ８０１肯定）、マーカー座標検出部２６ａは、第１フレームにおいてステントマーカーの座標を検出する（ステップＳ８０２）。
そして、画像後処理部２６ｃは、最初のＸ線画像（第１フレーム）を後処理して表示用画像を生成し（ステップＳ８０３）、システム制御部２１は、表示用画像にて設定した設定領域の拡大画像を原画像とともに表示するように制御する（ステップＳ８０４）。
続いて、新規画像が画像データ記憶部２５に格納されると（ステップＳ８０５肯定）、マーカー座標検出部２６ａは、新規画像においてステントマーカーの座標を検出する（ステップＳ８０６）。
そののち、補正画像生成部２６ｂは、第１フレームにおいてマーカー座標検出部２６ａによって既に検出されたステントマーカーの座標である基準座標と一致するように、新規画像から画像変形により補正画像を生成する（ステップＳ８０７）。
さらに、画像後処理部２６ｃは、補正画像生成部２６ｂによって生成された補正画像に対して高周波ノイズ低減フィルター処理、低周波成分除去フィルター処理および対数画像生成処理からなる後処理により、表示用画像を生成する（ステップＳ８０８）。
そして、システム制御部２１は、表示用画像にて設定した設定領域の拡大画像を原画像とともに表示するように制御する（ステップＳ８０９）。
そののち、システム制御部２１は、入力部２２を介して操作者から表示終了要求が入力されたか否かを判定する（ステップＳ８１０）。
表示終了要求が入力されていない場合（ステップＳ８１０否定）、システム制御部２１は、ステップＳ８０５に戻って、新規画像が格納され次第、ステントマーカーの座標を検出するようにマーカー座標検出部２６ａを制御する。
一方、システム制御部２１は、表示終了要求が入力された場合（ステップＳ８１０肯定）、処理を終了する。
上述してきたように、実施例１では、マーカー座標検出部２６ａは、新規画像が画像データ記憶部２５に格納されると、新規画像においてステントマーカーの座標を検出し、補正画像生成部２６ｂは、第１フレームにおいてマーカー座標検出部２６ａによって既に検出されたステントマーカーの座標である基準座標と一致するように、新規画像から画像変形により補正画像を生成する。
そして、画像後処理部２６ｃは、補正画像生成部２６ｂによって生成された補正画像に対して高周波ノイズ低減フィルター処理、低周波成分除去フィルター処理および対数画像生成処理からなる後処理により、表示用画像を生成し、システム制御部２１は、表示用画像にて設定した設定領域の拡大画像を原画像とともに表示するように制御する。したがって、実施例１によれば、ステント以外の背景部分が若干動くものの、ステント部分が静止した状態となるＸ線画像を動画表示することができ、上記した主たる特徴の通り、Ｘ線画像を参照して行なわれる血管内インターベンション治療実行時に、ステントの視認性を保証したＸ線画像を即時に表示することが可能となる。また、実施例１によれば、動画表示されるＸ線画像では、ステント部分が静止した状態となっているので、医師は、ステントストラットが拡張される過程を容易に把握することが可能となる。また、実施例１によれば、動画表示されるＸ線画像では、ステント部分とともにステントが挿入されている血管も静止した状態となるので、被検体Ｐに造影剤を投与した状態で治療が行なわれている場合、医師は、ステントが挿入されている血管における血流の状態も容易に把握することが可能となる。
また、実施例１では、高周波ノイズ低減フィルター処理、低周波成分除去フィルター処理および対数画像生成処理などを補正画像に対して実行するので、Ｘ線画像におけるステントの視認性をさらに向上することが可能となる。
なお、上記した実施例１は、種々の異なる変形例を適用して実施することが可能である。そこで、以下では、３つの異なる変形例について図９〜１１を用いて説明する。なお、図９は、実施例１における変形例１を説明するための図であり、図１０は、実施例１における変形例２を説明するための図であり、図１１は、実施例１における変形例３を説明するための図である。
（変形例１）
図９の（Ａ）に示すように、実施例１におけるＸ線診断装置１００において、被検体Ｐが横たわる天板１４に動きを検出するためのセンサー２７を取り付けておき、システム制御部２１は、センサー２７によって検出された天板１４（すなわち、天板１４が配置される寝台）の動き（移動量）が閾値以上となる期間においては、表示用画像の表示を中止するように制御する。
あるいは、実施例１におけるＸ線診断装置１００において、システム制御部２１は、図９の（Ｂ）に示すように、マーカー座標検出部２６ａによって現に検出された第ｋ＋１フレームのステントマーカーの座標が、既に検出されている第ｋフレームのステントマーカーの座標に対する移動量が閾値以上となった場合、表示用画像の表示を中止するように制御する。なお、表示用画像の表示を中止した場合は、例えば、原画像のみが動画表示される。または、システム制御部２１は、表示中止の代わりに、図９の（Ｂ）に示すように、フレーム間のステントマーカーの移動量が閾値以上となったことを示す警告をモニタに表示するように制御する場合であってもよい。
これにより、ステントマーカーの位置が大きく移動したことで、過剰に画像変形した表示用画像を表示することが回避できる。
（変形例２）
実施例１におけるＸ線診断装置１００において、システム制御部２１は、図１０の（Ａ）に示すように、新規画像（第ｋ＋１フレーム）にてステントマーカーの抽出不可であった場合、補正画像生成処理を中止して、直前のＸ線画像（第ｋフレーム）から生成された表示用画像を継続表示する。
通常、透視撮影においては、１秒間に１５〜３０フレームのＸ線画像が生成される。そこで、システム制御部２１は、新規画像からステントマーカーの座標が検出されなかった場合は、直前フレームから生成された表示用画像を継続表示しておく。そして、再度、新規画像からステントマーカーの座標が検出された場合、システム制御部２１は、補正画像生成処理を実行して、表示用画像を表示するように制御する。これにより、モニタを参照する医師に対して違和感を与えないまま、ステント部分が一致した表示用画像を動画表示することができる。
あるいは、実施例１におけるＸ線診断装置１００において、システム制御部２１は、マーカー座標検出部２６ａが新規画像にてステントマーカーの抽出不可である場合、図１０の（Ｂ）に示すように、Ｘ線照射パルス幅を短縮し、さらに、Ｘ線管１２に供給される管電流を上昇させるように高電圧発生器１１を制御して撮影条件を変更する。または、Ｘ線照射パルス幅を短縮し、Ｘ線管１２に供給される管電流を上昇させるように撮影条件を変更することを促すための撮影条件変更通知を表示するように制御する。
すなわち、『「Ｘ線照射パルス幅」×「管電流」×「Ｘ線照射間隔」』で表される「Ｘ線量」において、「Ｘ線照射間隔（フレームレート）」は変更せず、「Ｘ線照射パルス幅」を短くし、短くなった「Ｘ線照射パルス幅」を補償するために「管電流」を増加させることで、Ｘ線量を同じままに画像における被検体Ｐの動きぼけを低減する。これにより、動きぼけによりステントマーカーの検出が困難である場合、一定間隔ごとに照射されるＸ線量を同じままにステントマーカーの検出感度を上昇させることで、再度、表示用画像（補正画像）の生成可能な状態にすることができる。なお、撮影条件の変更制御、または撮影条件変更通知の表示制御の対象は、Ｘ線照射パルス幅の短縮、管電流の上昇から選択されたいずれか一方のみである場合であってもよい。また、撮影条件の変更制御、または撮影条件変更通知の表示制御は、ステントマーカーの抽出不可であり、かつ、透視撮影時におけるＸ線量が安全基準値以下である場合に限定して実行される場合であってもよい。
ここで、ステントマーカー抽出不可が連続すると表示用画像の静止画表示が継続することとなる。このため、実施例１におけるＸ線診断装置１００において、システム制御部２１は、所定の回数、例えば、図１０の（Ｃ）に示すように、「第ｋ＋１フレームから第ｋ＋１０フレームまで１０回連続してステントマーカー抽出不可」であった場合、第ｋフレームから生成された表示用画像の継続表示を中止する。そして、システム制御部２１は、表示用画像の表示を中止した場合は、例えば、原画像のみを動画表示するように制御する。
これにより、モニタを参照して治療を実行している医師に違和感を与えることを回避するとともに、Ｘ線画像撮影条件が不適切であることや、被検体Ｐに心拍変動が発生していることなどの可能性を、医師に報知することができる。なお、表示用画像の表示を中止した場合でも、マーカー座標検出部２６ａは、新規画像に対するステントマーカーの抽出処理を継続しており、再度、ステントマーカーの抽出処理に連続して成功した場合、新たな表示用画像の表示を再開することも可能である。
なお、ステントマーカーの抽出が不可であり、直前フレームから生成された表示用画像を継続表示している場合、システム制御部２１は、警告メッセージを表示部２３のモニタに表示するように制御してもよい。例えば、システム制御部２１は、ステントマーカーの抽出に失敗した場合、警告メッセージとして、直前フレームから生成された表示用画像の表示位置に、失敗したことを示す失敗マークを表示させる。これにより、医師は、例えば、失敗マークが連続して表示されているならば、表示されている画像の信頼性が低いことを認識することができる。なお、失敗マークは、目立ちにくい位置に目立ちにくい色で表示されることが好ましい。また、警告メッセージの形式としては、失敗マークの他に、ステントマーカーの抽出に連続して失敗したフレーム数の数字を表示する形式や、ステントマーカーの抽出に失敗した連続回数が多くなるに応じて色が青から赤に徐々に変わっていく表示形式であってもよい。あるいは、警告メッセージの形式としては、Progress Barのようなものであってもよい。
（変形例３）
血管内インターベンション治療においては、複数のステントが同時に挿入される場合がある。例えば、２つのステントが挿入されている場合、実施例１におけるＸ線診断装置１００において、システム制御部２１は、これら２つのステント同士の距離に基づいて、以下に説明する制御を行なう。
なお、ステント同士の距離は、第１フレーム（原画像）を参照する医師によって入力部２２を介して指定された座標を用いてマーカー座標検出部２６ａが算出する場合であってもよいし、マーカー座標検出部２６ａが教師画像を用いて第１フレーム内で検出したステントマーカーの座標を用いて算出する場合であってもよい。
具体的には、２つのステント同士の距離が実空間面において所定の距離内（例えば、５０ｍｍ以内）であることから、ステント同士が隣接していると判断される場合、システム制御部２１は、各ステントに由来する複数のステントマーカーの座標それぞれが、対応する複数の基準位置それぞれと一致するように画像変形して補正画像を生成するように補正画像生成部２６ｂを制御する。
例えば、ステントマーカーがバルーン中央部に１つ取り付けられたステントを用いている場合、システム制御部２１の制御に基づいて、補正画像生成部２６ｂは、図１１の（Ａ）上段に示すように、新規画像において検出された２つのステントマーカーの座標が、２つのステントそれぞれにおける基準座標（Ｘ１，Ｙ１）および（Ｘ２，Ｙ２）に一致するように画像変形を行なう。
また、ステントマーカーがバルーン両端に２つ取り付けられたステントを用いている場合、システム制御部２１の制御に基づいて、補正画像生成部２６ｂは、図１１の（Ａ）下段に示すように、新規画像において検出された４つのステントマーカーの座標が、２つのステントそれぞれにおける基準座標（Ｘ１，Ｙ１）および（Ｘ２，Ｙ２）と（Ｘ３，Ｙ３）および（Ｘ４，Ｙ４）とに一致するように画像変形を行なう。
一方、２つのステント同士の距離が実空間面において所定の距離より大きい（例えば、５０ｍｍより大きい）ことから、ステント同士が離れていると判断される場合、２つのステントそれぞれの位置を１つの画像上で一致させるためには、過剰な画像変形を行なわなければならない。これを回避するため、ステント同士が離れている場合、システム制御部２１は、図１１の（Ｂ）に示すように、２つのステント（ステント１およびステント２）それぞれを個別に処理するように画像処理部２６を制御する。例えば、システム制御部２１は、ステント１の位置が一致した表示用画像の動画表示と、ステント２の位置が一致した表示用画像の動画表示とをモニタ上の２つの子ウィンドウにて実行するために、２種類の表示用画像を生成するように画像処理部２６を制御する。
あるいは、２つのステントのうち、どちらか一方のステントを関心領域として指定するための関心領域指定画面を表示させ、関心領域としていずれかのステントが入力部２２を介して指定されると、システム制御部２１は、図１１の（Ｂ）に示すように、指定されたステントのみ処理するように画像処理部２６を制御する。例えば、システム制御部２１は、指定されたステント１の位置が一致した表示用画像のみを生成するように画像処理部２６を制御する。
このようなことから、複数のステントを用いて治療が実行されている場合でも、ステント間の距離に応じて最適な表示用画像を動画表示することができる。
上述した実施例１では、新規画像ごとにステントマーカーの座標を検出して補正画像を生成する場合について説明したが、実施例２では、新規画像におけるステントマーカーの座標を検出せずに補正画像を生成する場合について説明する。
まず、図１２を用いて実施例２における画像処理部２６の構成について説明する。図１２は、実施例２における画像処理部の構成について説明するための図である。
実施例２におけるＸ線診断装置１００は、図１に示した実施例１におけるＸ線診断装置１００と同様の構成であるが、図１２に示すように、実施例２における画像処理部２６は、図３に示した実施例１における画像処理部２６と比較して、心電情報取得部２６ｆ、周期的軌跡データ取得部２６ｄおよび周期的データ記憶部２６ｅを新たに備える点が異なる。以下、これを中心に説明する。
ここで、実施例２においては、図１２に示すように、心電波形を取得する心電計２８が被検体Ｐに取り付けられている。そして、心電情報取得部２６ｆは、ステントが挿入された状態にある被検体Ｐの心電波形を心電計２８から取得する。なお、心電情報取得部２６ｆは、心電計２８から取得した心電波形を画像データ記憶部２５および周期的軌跡データ取得部２６ｄそれぞれに転送することが可能である。
すなわち、図１３に示すように、実施例２におけるＸ線診断装置１００は、実施例１と同様に、Ｘ線管１２からＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ線をＸ線検出器１６によって検出することで、時系列に沿ったＸ線画像を生成するが、さらに、被検体Ｐに取り付けられた心電計２８から心電情報取得部２６ｆが心電波形を取得することで、Ｘ線画像の生成時における被検体Ｐの心位相も取得する。なお、図１３は、実施例２におけるＸ線画像を説明するための図である。
ここで、実施例２におけるＸ線診断装置１００は、表示用画像の表示処理を開始した時点から所定の期間（例えば、３心拍分）に渡って予備撮影を行なう。これにより、画像データ記憶部２５は、心位相の情報が付加された３心拍分のＸ線画像を予備画像として記憶する。なお、予備画像は、後述する周期的軌跡データを収集するための画像のことであり、診断用として表示する画像を利用すればよい。また、予備画像として、今回の撮影より前に行なった撮影の画像を利用しても良い。
そして、実施例２におけるマーカー座標検出部２６ａは、予備画像ごとにステントマーカーの座標を取得する。
以下、実施例２におけるマーカー座標検出部２６ａの予備画像におけるステントマーカー座標検出処理の一例について図１４を用いて説明する。なお、図１４は、実施例２におけるマーカー座標検出部について説明するための図である。
まず、予備画像が画像データ記憶部２５に格納されると、システム制御部２１は、例えば、１心拍分の時系列に沿った複数の予備画像を表示部２３のモニタに表示するように制御する。この際、図１４の（Ａ）に示すように、システム制御部２１は、複数の予備画像それぞれが、心電波形のどの位置（心位相）にて生成された画像であるのかを操作者に把握できるように表示させる。
そして、操作者は、図１４の（Ａ）に示すように、モニタに表示された予備画像の中で、例えば、収縮末期の予備画像にてマーカーを１箇所指定し、さらに、拡張末期の予備画像にて対応するマーカーを１箇所指定する。なお、以下では、収縮末期の予備画像として、Ｒ波の間隔における３０％の時期（ＲＲ間隔３０％）における予備画像が指定され、拡張末期の予備画像として、Ｒ波の間隔における７０％の時期（ＲＲ間隔７０％）における予備画像が指定されたとして説明する。
マーカー座標検出部２６ａは、これら２つの予備画像において指定されたステントマーカーの座標を検出するとともに、指定されたステントマーカーの座標を中心とした矩形を設定する。そして、図１４の（Ｂ）に示すように、マーカー座標検出部２６ａは、他の予備画像において設定した矩形内のパターンと類似したパターンを、例えば、相互相関法により抽出して、相互相関値が最も高くなった座標をステントマーカーの座標として検出する。
なお、マーカー座標検出部２６ａによる処理が終了したのちは、システム制御部２１が予備画像に対するマーカー座標検出部２６ａによる処理結果をモニタに表示するように制御し、操作者により検出されたステントマーカーの座標を入力部２２のマウスを介して修正してもよい。
また、実施例１において説明したように、本実施例においても、マーカー座標検出部２６ａが教師画像を用いて処理を実行する場合であってもよい。
また、マーカー座標検出処理は、１心拍分ごとの予備画像に対して繰り返して実行する場合であってもよいし、３心拍分の予備画像に対して一括して実行する場合であってもよい。
そして、図１２に示す周期的軌跡データ取得部２６ｄは、複数の予備画像ごとにマーカー座標検出部２６ａによって検出されたステントマーカーの座標と、複数の予備画像ぞれぞれの生成時における心位相とに基づいて、ステントマーカーの時系列に沿った周期的軌跡データを取得する。
ここで、ステントマーカーが指定された２つの予備画像のうち、「ＲＲ間隔７０％の予備画像」におけるステントマーカーの座標が基準点として操作者が選択したとする。この場合、周期的軌跡データ取得部２６ｄは、図１５の（Ａ）に示すように、各予備画像においてマーカー座標検出部２６ａによって検出されたステントマーカーの座標と「ＲＲ間隔７０％の予備画像」の基準点との差異を、補正ベクトルとして算出する。
さらに、周期的軌跡データ取得部２６ｄは、３心拍分すべての予備画像において算出した補正ベクトルから、各心位相における平均補正ベクトルを算出する。
例えば、周期的軌跡データ取得部２６ｄは、図１５の（Ｂ）に示すように、「心位相：ＲＲ間隔７０％」の基準点に対する「心位相：ＲＲ間隔Ｍ％」の平均補正ベクトル（ベクトルCM）を算出することで、平均補正ベクトルと心位相とを対応付けた周期的軌跡データを生成する。
図１２に戻って、周期的軌跡データ記憶部２６ｅは、周期的軌跡データ取得部２６ｄによって生成された周期的軌跡データを記憶する。
なお、本実施例では、図１４に示すように、マーカー座標検出部２６ａが予備画像の上側にあるステントマーカーの座標のみを検出する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、マーカー座標検出部２６ａが予備画像の下側にあるステントマーカーの座標のみを検出する場合であっても、マーカー座標検出部２６ａが２つのステントマーカーの座標を検出する場合であってもよい。
周期的軌跡データ記憶部２６ｅに周期的軌跡データが格納されると、操作者の指示により、実施例２におけるＸ線診断装置１００は、画像処理対象となる新規画像の透視撮影を実行する。
これにより、画像データ記憶部２５は、図１６に示すように、画像処理対象となる新規画像を心電波形から推定される心位相とともに順次記憶する。なお、図１６は、実施例２における新規画像を説明するための図である。
図１２に戻って、実施例２における補正画像生成部２６ｂは、時系列に沿って新規画像が生成されるごとに、周期的軌跡データ記憶部２６ｅが記憶する周期的軌跡データと、新規画像生成時における心位相とに基づいて当該新規画像から補正画像を生成する。
すなわち、実施例２における補正画像生成部２６ｂは、図１７に示すように、新規画像が格納されると、格納された新規画像生成時の心位相に対応する平均補正ベクトルを周期的軌跡データから取得し、取得した平均補正ベクトルを用いて補正画像を生成する。
次に、図１８を用いて、実施例２におけるＸ線診断装置１００の周期的軌跡データ生成処理について説明する。図１８は、実施例２におけるＸ線診断装置の周期的軌跡データ生成処理を説明するためのフローチャートである。
図１８に示すように、実施例２におけるＸ線診断装置１００は、予備画像（例えば、３心拍分の期間に渡って撮影された予備画像）が心位相とともに画像データ記憶部２５に格納されると（ステップＳ１８０１肯定）、マーカー座標検出部２６ａは、各予備画像のステントマーカーの座標を検出する（ステップＳ１８０２、図１４参照）。
そして、周期的軌跡データ取得部２６ｄは、マーカー座標検出部２６ａによって各予備画像にて検出されたステントマーカーの座標それぞれにて、操作者から指定された基準点に対する平均補正ベクトルを算出し（ステップＳ１８０３）、平均補正ベクトルと心位相とを対応付けた周期的軌跡データを生成して周期的軌跡データ記憶部２６ｅに格納し（ステップＳ１８０４）、処理を終了する。
続いて、図１９を用いて、実施例２におけるＸ線診断装置１００の周期的軌跡データを用いた画像処理について説明する。図１９は、実施例２におけるＸ線診断装置の周期的軌跡データを用いた画像処理を説明するためのフローチャートである。
図１９に示すように、実施例２におけるＸ線診断装置１００は、ステントが挿入された被検体Ｐの狭窄部位に対するＸ線画像の透視撮影を実行して、画像データ記憶部２５に画像処理対象の新規画像が心位相とともに格納されると（ステップＳ１９０１肯定）、補正画像生成部２６ｂは、新規画像生成時の心位相に対応する補正ベクトルを、周期的軌跡データから取得して補正画像を生成する（ステップＳ１９０２）。
そして、画像後処理部２６ｃは、補正画像生成部２６ｂによって生成された補正画像に対して高周波ノイズ低減フィルター処理、低周波成分除去フィルター処理および対数画像生成処理からなる後処理により、表示用画像を生成する（ステップＳ１９０３）。
そして、システム制御部２１は、表示用画像にて設定した設定領域の拡大画像を原画像とともに表示するように制御する（ステップＳ１９０４）。
そののち、システム制御部２１は、入力部２２を介して操作者から表示終了要求が入力されたか否かを判定する（ステップＳ１９０５）。
表示終了要求が入力されていない場合（ステップＳ１９０５否定）、システム制御部２１は、ステップＳ１９０１に戻って、新規画像が格納され次第、補正画像を生成するように補正画像生成部２６ｂを制御する。
一方、システム制御部２１は、表示終了要求が入力された場合（ステップＳ１９０５肯定）、処理を終了する。
上述してきたように、実施例２では、マーカー座標検出部２６ａを用いずに、順次生成される新規画像から補正画像、表示用画像を生成するので、画像処理部２６の処理負荷を軽減して処理時間を短縮することができ、ステントの視認性を保証したＸ線画像をより即時的に動画表示することが可能となる。
実施例３では、実施例１におけるＸ線診断装置１００の機能と実施例２におけるＸ線診断装置１００の機能とを併用する場合について、図２０および図２１を用いて説明する。なお、図２０および図２１は、実施例３におけるＸ線診断装置を説明するための図である。
実施例３におけるＸ線診断装置１００は、実施例１で説明した『マーカー座標検出部２６ａによって検出された新規画像におけるステントマーカーの座標を用いて補正画像の生成処理を実行する「リアルタイムマーカー座標検出使用モード」』と、実施例２で説明した『周期的軌跡データを用いて補正画像の生成処理を実行する「周期的軌跡データ使用モード」』とのいずれかのモードを実行する指示を、操作者から入力部２２を介して受け付ける。
ここで、実施例３におけるシステム制御部２１は、「リアルタイムマーカー座標検出使用モード」の実行中に、マーカー座標検出部２６ａによって新規画像からステントマーカーが抽出されなかった場合、「周期的軌跡データ使用モード」に切替えて補正画像を生成するように補正画像生成部２６ｂを制御する。
例えば、図２０に示すように、第ｋフレーム（心位相：ＲＲ間隔Ｍ％）にてステントマーカー抽出不可であった場合、システム制御部２１の制御により、補正画像生成部２６ｂは、周期的軌跡データから、基準点（ＲＲ間隔７０％）に対する「心位相：ＲＲ間隔Ｍ％」の補正ベクトル「ベクトルCM」を取得する。
そして、補正画像生成部２６ｂは、図２０に示すように、「リアルタイムマーカー座標検出使用モード」の実行中に、ＲＲ間隔７０％で生成された新規画像においてマーカー座標検出部２６ａによって既に検出されているステントマーカーの座標から、補正ベクトル「ベクトルCM」を用いて第ｋフレームのステントマーカーの座標を推定し、補正画像を生成する。
一方、実施例３におけるシステム制御部２１は、「周期的軌跡データ使用モード」の実行中においても、「リアルタイムマーカー座標検出使用モード」によるマーカー座標検出部２６ａの機能を用いて、周期的軌跡データを修正して更新するように制御する。
例えば、図２１に示すように、システム制御部２１の制御により、マーカー座標検出部２６ａは、順次生成される新規画像のうち所定の間隔ごと（例えば、５フレームごと）に選択した選択画像それぞれからステントマーカーの座標を検出する。
そして、周期的軌跡データ取得部２６ｄは、システム制御部２１の制御により、図２１に示すように、マーカー座標検出部２６ａによって検出された選択画像それぞれのステントマーカーの座標と、選択画像それぞれの生成時における心位相とから周期的軌跡データ記憶部２６ｅが記憶する周期的軌跡データを修正して更新する。例えば、周期的軌跡データ取得部２６ｄは、システム制御部２１の制御により、１００ミリ秒間隔ごとに、周期的軌跡データを修正して更新する。
そして、補正画像生成部２６ｂは、システム制御部２１の制御により、周期的軌跡データ記憶部２６ｅが記憶する更新された周期的軌跡データを用いて補正画像の生成処理を実行する。
上述してきたように、実施例３では、「リアルタイムマーカー座標検出使用モード」の実行中に、例えば、新規画像の画質低下によりステントマーカーの座標が抽出されない場合でも、周期的軌跡データを用いて補正画像生成処理を実行することができ、ステントの視認性の高いＸ線画像を途切れることなく動画表示することが可能となる。また、実施例３では、「周期的軌跡データ使用モード」の実行中に、検出したマーカー座標によって周期的軌跡データを修正して更新することができ、即時性の高い画像表示方式によって表示されるＸ線画像のステントの視認性をさらに保証することが可能となる。
なお、上記した実施例１〜３で説明した「ステントが静止したＸ線画像を動画表示させる機能（以下、本機能と記載する）」を動作させるか否かは、Ｘ線診断装置１００の操作者（医師もしくは技師）により決定することができる。すなわち、本機能のＯＮ／ＯＦＦを決定するためのボタンを、入力部２２や寝台近傍に設けることで、治療を行なう医師の希望する場合のみ、ステントが静止したＸ線画像を動画表示させることができる。
また、本機能の動作時には、モニタに表示されるステントは、ほぼ止まって見える。よって、本機能の動作時に実行される透視撮影のＸ線照射は、高レートで行なう必要がない。したがって、システム制御部２１は、以下に説明する制御処理を行なってもよい。すなわち、システム制御部２１は、本機能の動作開始時には、Ｘ線管１２から照射されるＸ線の照射レート（例えば、パルスレートやフレームレート）を低減させ、本機能の動作終了後には、Ｘ線の照射レートを元に戻す。例えば、心臓冠状動脈治療の場合には、通常、フレームレートが１５〜３０frames/sec程度であるので、本機能動作時は、例えば、半分にする。また、システム制御部２１は、ステントマーカーの検出結果に応じて、Ｘ線の照射レートを本機能の動作開始時から増減させる。具体的には、システム制御部２１は、ステントマーカーの検出が所定の回数連続して失敗した場合、Ｘ線の照射レートを再度上昇させる。また、システム制御部２１は、ステントマーカーの検出が所定の回数連続して成功した場合、Ｘ線の照射レートをさらに低減させる。かかる処理により、Ｘ線被曝を低減することが可能となる。
また、上記した実施例１〜３において、ステントにステントマーカーが２つ取り付けられているならば、補正画像の生成時に、以下に説明する処理を加えてもよい。すなわち、補正画像生成部２６ｂは、２つのステントマーカーの位置情報に基づいて、補正画像に描出されるステントの方向が、水平方向、または垂直方向となるように、さらに回転補正を行なう。これにより、医師は、常にステントの方向が水平方向、または垂直方向にある画像を参照することができるため、例えば、ステント拡張の様子を、より認識しやすくなる。
また、一般的に、医師は、血管内インターベンション治療を行なう際、透視撮影を間欠的に行なうことが多い。例えば、医師は、３０秒の透視撮影を行ない、その後、透視撮影をやめ、その３０秒後に透視撮影を再開する。ここで、最初の３０秒の透視撮影を「Ａ」、次の透視撮影を「Ｂ」とし、「Ａ」と「Ｂ」とが独立して無相関に行なわれたとする。かかる場合、「Ａ」の透視撮影中に表示されるステント静止動画像と、「Ｂ」の透視撮影中に表示されるステント静止動画像とでは、表示されるステントの角度が異なる角度である可能性が高く、医師は、透視撮影「Ｂ」の実行中に表示される画像を参照しても、ステントが見えにくくなってしまう。
そこで、補正画像生成部２６ｂは、「Ａ」と「Ｂ」とが所定時間内（例えば、１分以内）に行なわれているならば、「Ａ」の処理中に取得した情報を、「Ｂ」の処理中に用いることで、表示されるステントの角度を同一となるように補正画像の生成処理を行なう。具体的には、補正画像生成部２６ｂは、「Ａ」の透視撮影にて生成されたＸ線画像で抽出されたステントマーカーの座標と一致するように、「Ｂ」の透視撮影にて生成されたＸ線画像の画像変形を行なう。これにより、例えば、１分以内に透視撮影が再開された場合は、医師は、ステントを同じ角度で観察できるため、手技が違和感なく続けられるようになる。なお、かかる機能は、ＯＮ／ＯＦＦ可能とし、所定時間（例えば、１分）もユーザ設定可能とする。
また、上記した実施例１〜３で説明した「ステントが静止したＸ線画像を動画表示させる機能」は、Ｘ線照射と同時にリアルタイムで実行される処理に用いられる場合であってもよいし、過去に時系列に沿って生成されたＸ線画像に対して実行される処理に用いられる場合であってもよい。
また、上記した実施例１〜３では、Ｘ線画像を参照して行なわれる治療として血管内インターベンション治療を、治療用器具としてステントを用いる場合について説明したが、本発明は、Ｘ線画像を参照して実行される様々な治療に用いられる治療用器具に対して、本発明を適用することが可能である。
例えば、不整脈の治療に用いられる電気生理用カテーテルの電極、バルーンやステントなどでは拡張が困難な硬い狭窄部位に対して治療を行なうために用いられるローターブレーターのドリル、方向性冠動脈切除術に用いられるカテーテルの先端に取り付けられた穴が開いた金属性の筒、狭窄部位の血管内の状況を検査するための超音波送受信機能付きのカテーテルなどをマーカーとすることで、これら治療用機器を用いた治療において本発明を適用することができる。また、治療用機器としては、血管内視鏡、血管超音波、血管内ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）、ＯＣＴ（Optical Coherence Tomography）や、再生医療の分野で幹細胞を移植するためのデバイスや、人工弁や、血管グラフトなども挙げられる。また、本発明は、外科と内科のハイブリット治療や、外科治療にて生検を行なうための穿刺針のガイダンスなど、様々な医療現場において適用可能である。
以上のように、本発明に係るＸ線診断装置および画像処理装置は、被検体を透過したＸ線を検出して時系列に沿った複数のＸ線画像を生成する場合に有用であり、特に、Ｘ線画像を参照して行なわれる治療実行時に、治療用機器の視認性を保証したＸ線画像を即時に表示することに適する。
１１ 高電圧発生器
１２ Ｘ線管
１３ Ｘ線絞り装置
１４ 天板
１５ Ｃアーム
１６ Ｘ線検出器
１７ Ｃアーム回転・移動機構
１８ 天板移動機構
１９ Ｃアーム・天板機構制御部
２０ 絞り制御部
２１ システム制御部
２２ 入力部
２３ 表示部
２４ 画像データ生成部
２５ 画像データ記憶部
２６ 画像処理部
２６ａ マーカー座標検出部
２６ｂ 補正画像生成部
２６ｃ 画像後処理部
１００ Ｘ線診断装置

Claims (4)

  1. Ｘ線管から照射され被検体を透過したＸ線に基づいてＸ線画像を順次生成する画像生成部と、
    前記順次生成されるＸ線画像における特徴点の位置を検出する特徴点位置検出部と、
    前記順次生成されるＸ線画像の中で少なくともいずれか１つのＸ線画像において検出された前記特徴点の位置と、当該Ｘ線画像より後に生成される新規のＸ線画像において検出された前記特徴点の位置とを実質的に一致させる補正処理を施すことによって、画像内の前記特徴点の位置が実質的に同一位置となる補正画像を順次生成する補正画像生成部と、
    前記補正画像生成部によって順次生成された補正画像と該補正画像より前に生成された少なくとも１枚の補正画像とが加算された加算補正画像を生成する加算補正画像生成部と、
    前記加算補正画像生成部によって前記加算補正画像が新規に生成されるごとに該加算補正画像を順次表示することによって、表示部に動画表示を行なう表示制御部と、
    を備え、
    前記特徴点位置検出部は、操作者による操作に基づき設定された前記Ｘ線画像上の関心領域において前記特徴点を検出し、
    前記表示制御部は、前記加算補正画像と前記順次生成されるＸ線画像とを並べて動画表示制御を行い、
    前記表示制御部は、前記特徴点の位置に基づいて、前記加算補正画像におけるステントが略垂直方向又は略水平方向になるように表示制御を行い、
    前記表示制御部は、前記加算補正画像を順次表示させることによって、拍動によって動くステントをリアルタイムで固定動画表示制御する
    ことを特徴とするＸ線診断装置。
  2. 前記特徴点はステントマーカーであることを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
  3. 前記加算補正画像の動画表示のＯＮ／ＯＦＦを操作するための操作部をさらに備えたことを特徴とする請求項２に記載のＸ線診断装置。
  4. 前記表示制御部は、前記加算補正画像生成部によって前記加算補正画像が新規に生成されるごとに、前記特徴点の位置に基づく該加算補正画像の領域を拡大した拡大画像を順次表示することによって、前記表示部に動画表示を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のＸ線診断装置。
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