JP6559934B2 - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置に関する。

血管内インターベンション治療は、カテーテルと呼ばれる治療用の器具（デバイス）を血管に挿入して、心臓、脳、肝臓等に生じた患部の治療を行なう治療法である。例えば、血管内インターベンション治療では、医師は、バルーン付きカテーテルを狭窄部位まで挿入する。そして、医師は、例えば、カテーテルを通じてバルーン内に液体を注入し、バルーンを拡張する。これにより、狭窄部位は機械的に拡張され、血流が回復する。バルーン付きカテーテルは、バルーン内の液体を吸引後、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。この治療法においては、医師は、バルーンを拡張させることで、ステントストラットを拡張させた後、バルーン内の液体を吸引させてカテーテルを体外に引き出す。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を有するバルーン付きカテーテルは、「ステント」と呼ばれる。

血管内インターベンション治療では、血管内に挿入したデバイス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。通常、デバイスの位置決めは、Ｘ線診断装置によりリアルタイムで生成表示されるＸ線画像を参照して行なわれている。このため、デバイスには、バルーンやステントの位置を示すマーカーとして、例えば、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、モニタに表示されたＸ線画像に描出されたマーカーを参照して、デバイスの位置決めを行なう。

しかし、心臓のように常に拍動を行なう臓器や、拍動により動く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線画像上でのデバイスの位置が常に動いてしまう。このため、Ｘ線画像を参照してデバイスの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。

そこで、従来、例えば、順次生成されるＸ線画像に描出される２点のマーカーを追跡し、各Ｘ線画像における２点のマーカーの位置が過去画像と同じ位置になるように画像変形することで、デバイスが仮想的に止まって見える動画表示を行なう技術が知られている。また、ポストプロセスとして、２点のマーカーの位置が同じ位置に補正された複数フレームの画像を、例えば、加算平均することにより、デバイスを高コントラストで強調表示する技術も知られている。

特表２００５−５１０２８８号公報 特開２０１０−１３１３７１号公報 国際公開第２０１２−１４３９７１号

本発明が解決しようとする課題は、画像の表示に係る処理時間を短縮させることができるＸ線診断装置を提供することである。

実施形態のＸ線診断装置は、画像生成部と、補正処理部と、記憶部とを備える。画像生成部は、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。補正処理部は、順次生成された複数のＸ線画像に含まれる対象物をそれぞれ特定し、当該複数のＸ線画像においてそれぞれ特定した対象物を包含する領域を特定する第１の処理と、前記第１の処理により特定した領域を対象として、新たに生成されたＸ線画像における前記対象物の位置を検出し、検出した前記対象物の位置を前記対象物の基準位置と一致させた補正画像を順次生成する第２の処理とを実行する。記憶部は、前記第１の処理により特定された領域を記憶する。前記補正処理部は、前記被検体に対する手技条件が前記第１の処理の実行時と同一の手技条件で新たに前記第２の処理を行うＸ線画像の収集開始指示を受けた場合に、新たに生成されたＸ線画像に対して、前記記憶部に記憶された前記領域を使用して前記第２の処理を実行する。

図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成の一例を示す図である。 図２は、処理対象となるＸ線画像を説明するための図である。 図３は、第１の実施形態に係る画像処理部及びシステム制御部の構成の一例を示す図である。 図４は、第１の実施形態に係るマーカー座標検出部による処理を説明するための図である。 図５は、第１の実施形態に係るＬｅａｒｎｉｎｇモードの一例を説明するための図である。 図６は、第１の実施形態に係る補正画像生成部による処理を説明するための図である。 図７は、第１の実施形態に係るＴｒａｃｋｉｎｇモードの一例を説明するための図である。 図８は、第１の実施形態に係る画像後処理部による処理の一例を説明するための図である。 図９は、第１の実施形態に係る表示制御部によって表示される動画像の一例を示す図である。 図１０は、従来技術に係る課題の一例を説明するための図である。 図１１Ａは、第１の実施形態に係る検出制御部による処理の一例を説明するための図である。 図１１Ｂは、第１の実施形態に係る検出制御部による処理の一例を説明するための図である。 図１２は、第１の実施形態に係る表示制御部による処理の一例を示す図である。 図１３は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の処理の手順を示すフローチャートである。 図１４は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の処理の手順を示すフローチャートである。 図１５は、第２の実施形態に係る検出制御部による処理の一例を説明するための図である。 図１６は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置の処理の手順を示すフローチャートである。 図１７は、第３の実施形態に係る検出制御部による処理の一例を説明するための図である。 図１８は、第３の実施形態に係るＸ線診断装置の処理の手順を示すフローチャートである。 図１９は、第４の実施形態に係るＸ線診断装置を説明するための図である。 図２０は、第５の実施形態に係る画像処理部の構成の一例を示す図である。 図２１は、第５の実施形態に係るＸ線画像を説明するための図である。 図２２は、第５の実施形態に係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２３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２４は、第５の実施形態に係る新規画像を説明するための図である。 図２５は、第５の実施形態に係る補正画像生成部を説明するための図である。 図２６は、第６の実施形態に係るＸ線診断装置を説明するための図である。 図２７は、第６の実施形態に係るＸ線診断装置を説明するための図である。 図２８は、第６の実施形態に係る画像処理部を説明するための図である。 図２９は、第６の実施形態に係る画像処理部を説明するための図である。 図３０は、第６の実施形態に係る画像処理部を説明するための図である。 図３１は、第６の実施形態に係る画像処理部を説明するための図である。

以下、添付図面を参照して、Ｘ線診断装置の実施形態を詳細に説明する。

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の全体構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００の構成の一例を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る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、発生した高電圧をＸ線管１２に供給する装置である。Ｘ線管１２は、高電圧発生器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。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。例えば、Ｘ線検出器１６は、マトリックス状に配列された検出素子を有する。各検出素子は、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生成部２４に送信する。Ｃアーム１５は、Ｘ線管１２、Ｘ線絞り装置１３及びＸ線検出器１６を保持するアームである。「Ｘ線管１２及び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を回転及び移動させるための機構である。また、Ｃアーム回転・移動機構１７は、Ｘ線管１２とＸ線検出器１６との距離であるＳＩＤ（Source Image receptor Distance）を変更することも可能である。また、Ｃアーム回転・移動機構１７は、Ｃアーム１５に保持されているＸ線検出器１６を、回転することも可能である。天板移動機構１８は、天板１４を移動させるための機構である。Ｃアーム・天板機構制御部１９は、後述するシステム制御部２１の制御の下、Ｃアーム回転・移動機構１７及び天板移動機構１８を制御することで、Ｃアーム１５の回転や移動、天板１４の移動を調整する。絞り制御部２０は、後述する制御部２１の制御の下、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、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の照射範囲を制御する。

画像データ生成部２４は、Ｘ線管１２から照射され被検体を透過したＸ線に基づいて、Ｘ線画像を生成する。具体的には、画像データ生成部２４は、Ｘ線検出器１６によって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。例えば、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・電圧変換やＡ（Analog）／Ｄ（Digital）変換、パラレル・シリアル変換を行い、画像データを生成する。

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。画像処理部２６は、画像データ生成部２４によって生成されたＸ線画像に対して各種画像処理を実行する。例えば、画像処理部２６は、画像生成部２４から直接、Ｘ線画像を取得して、各種画像処理を行なう。或いは、例えば、画像処理部２６は、画像生成部２４によって生成されたＸ線画像を、画像記憶部２５から取得して、各種画像処理を行なう。なお、画像処理部２６は、画像処理後の画像データを、画像記憶部２５に格納することも可能である。

入力部２２は、操作者（医師や技師等）がＸ線診断装置を操作するための操作部であり、操作者から各種指示を受け付ける。例えば、入力部２２は、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、フットスイッチ等を有する。入力部２２は、操作者から受け付けた指示を、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、画像データ生成部２４が生成したＸ線画像や画像処理部２６によって画像処理されたＸ線画像等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、画像データ生成部２４や画像処理部２６が出力した画像データを表示する場合であっても、画像データ記憶部２５から取得した画像データを表示する場合であっても良い。

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、画像データ生成部２４によって生成される画像データに対して所定の関心領域を設定し、設定した関心領域の平均画素値と所定の閾値との比較結果に基づいて、自動輝度調整（ＡＢＣ：Automatic Brightness Control）を実行する。

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。

以上、Ｘ線診断装置１００の全体構成について説明した。かかる構成のもと、本実施形態に係るＸ線診断装置１００は、画像の表示に係る処理時間を短縮させることを可能にする。具体的には、Ｘ線診断装置１００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表示する治療用の器具（デバイス）の視認性を保証したＸ線画像の表示に係る処理時間を短縮させることを可能にする。

例えば、医師は、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を有する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、Ｘ線診断装置により生成表示されるＸ線画像を参照して、デバイスの位置決めを行なう。ここで、上述したように、心臓のように常に拍動を行なう臓器や、拍動により動く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線画像上でのデバイスの位置が動いてしまうため、Ｘ線画像を参照してデバイスの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。

そこで、従来、例えば、順次生成されるＸ線画像に描出される２点のマーカーを追跡し、各Ｘ線画像における２点のマーカーの位置が過去画像と同じ位置になるように画像変形することで、デバイスが仮想的に止まって見える動画表示を行う。例えば、図２に示すように、Ｘ線管１２が被検体Ｐの関心領域（例えば、心臓）にＸ線を照射し、Ｘ線検出器１６が関心領域を透過したＸ線を順次検出する。Ｘ線診断装置１００は、Ｘ線検出器１６が連続して検出したデータに基づいて、時系列に沿って順次生成したＸ線画像に含まれるデバイスが仮想的に止まって見えるように画像処理を施して、リアルタイムで動画表示する。なお、図２は、処理対象となるＸ線画像を説明するための図である。

これにより、Ｘ線診断装置１００においては、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表示するデバイスの視認性を保証したＸ線画像の表示を行うことができ、デバイスの位置決めを容易に行わせることができる。しかしながら、上述した技術では、マーカーの検出及び同定（特定）に時間を要するため、デバイスが仮想的に止まって見える動画像を表示するまでに時間を要する場合があった。そこで、本願に係るＸ線診断装置１００は、以下、詳細に説明するシステム制御部２１により、デバイスが仮想的に止まって見える動画像の表示に係る処理時間を短縮させることを可能にする。

ここで、以下では、まず、デバイスが仮想的に止まって見える動画像を表示する際の画像処理部２６による処理について説明した後、本実施形態に係るシステム制御部２１による制御について説明する。図３は、第１の実施形態に係る画像処理部２６及びシステム制御部２１の構成の一例を示す図である。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、所定の期間に画像データ生成部２４によって順次生成されたＸ線画像群を用いて、被検体の体内に挿入された医療デバイスに関する所定の対象物を特定し、特定結果に基づいて新たに生成されたＸ線画像における前記所定の対象物の位置を検出する。具体的には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、或いは、ステントマーカーに基づく１点（例えば、中点）の座標を検出する。例えば、マーカー座標検出部２６ａは、画像に描出されたステントマーカーに関する情報に基づいて、順次生成されるＸ線画像内のステントマーカーの位置を検出する。一例を挙げると、マーカー座標検出部２６ａは、操作者によって指定されたステントマーカーの情報、或いは、ステントマーカーの教師画像に基づいて、順次生成されるＸ線画像内のステントマーカー、或いは、ステントマーカーに基づく１点（例えば、中点）の位置を検出する。

以下、２つのステントマーカーの位置を検出する場合の例について説明する。図４は、第１の実施形態に係るマーカー座標検出部２６ａによる処理を説明するための図である。例えば、後述するシステム制御部２１が、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操作者（医師など）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。

その後、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、操作者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、本実施形態はこれに限定されるものではなく、操作者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。

或いは、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。

ここで、マーカー座標検出部２６ａは、順次生成されるＸ線画像からステントマーカーの座標を検出する際に、まず、複数のＸ線画像を用いてステントマーカーの同定（特定）を行う。すなわち、マーカー座標検出部２６ａは、所定の期間に画像データ生成部２４によって順次生成されたＸ線画像群を用いて、被検体の体内に挿入され、Ｘ線画像に描出された所定の対象物を特定し、特定結果に基づいて新たに生成されたＸ線画像に含まれる所定の対象物の位置を検出する。例えば、マーカー座標検出部２６ａは、操作者から指定されたステントマーカー、或いは、教師画像に基づくステントマーカーを用いて、所定の期間における複数のＸ線画像それぞれについて、ステントマーカーと類似したすべての領域を抽出する。そして、マーカー座標検出部２６ａは、複数のＸ線画像それぞれで抽出した領域から総合的に最もステントマーカーらしい領域をステントマーカーとして抽出する。以下、上述したステントマーカーの検出及び同定（特定）の処理を「Ｌｅａｒｎｉｎｇモード」と記す。

図５は、第１の実施形態に係るＬｅａｒｎｉｎｇモードの一例を説明するための図である。図５においては、画像データ生成部２４によって生成されたｎフレームのＸ線画像を用いたＬｅａｒｎｉｎｇモードについて示す。例えば、マーカー座標検出部２６ａは、図５に示す第１フレームの全領域においてステントマーカーと類似した全ての領域（座標）を抽出する。そして、マーカー座標検出部２６ａは、抽出した全ての座標でペアを形成させ、それぞれのペアについて類似度などにより評価点を付ける。例えば、マーカー座標検出部２６ａは、座標５１と座標５２とのペアに対して評価点を付与する。なお、図５では座標５１と座標５２のみしか示していないが、ステントマーカーに類似した領域（座標）が含まれていれば、それらの座標も検出され、座標５１、座標５２、或いは、その他の座標とペアが形成されて評価点が付与される。

同様に、マーカー座標検出部２６ａは、第２フレームから第ｎフレームに対して上述した処理を実行して、抽出した全ての座標に基づく各ペアに評価点を付与する。そして、マーカー座標検出部２６ａは、各フレームにおいて最も高い評価点を示すペアの座標をステントマーカーの座標として抽出し、所定の期間のＸ線画像においてステントマーカーが取りうる位置を包含する領域を抽出する。例えば、マーカー座標検出部２６ａは、図５に示すように、各フレームにおいて最も高い評価点を示す座標５１と座標５２とのペアを抽出して、それらの座標が包含される領域Ｒ１を抽出する。なお、領域Ｒ１の抽出は、例えば、座標５１と座標５２との中点の座標を中心とした所定の大きさの矩形を各フレームから抽出して、抽出した全ての矩形を含む領域を領域Ｒ１として抽出する。

例えば、心臓の拍動や肺の拡張・収縮などは規則的（周期的）であることから、それらに伴って動くステントマーカーは規則的（周期的）な動きを示す。上述したＬｅａｒｎｉｎｇモードでは、所定の期間のＸ線画像を用いて規則的（周期的）な動きをするステントマーカーを網羅的に検出して、最もステントマーカーらしいものをステントマーカーとして同定（特定）する。なお、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードは、例えば、４０フレーム程度のＸ線画像が用いられる。

上述したように、マーカー座標検出部２６ａは、まず、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードによって、Ｘ線画像内のステントマーカーを同定（特定）して、ステントマーカーが取りうる位置を包含する領域を抽出する。その後、マーカー座標検出部２６ａは、抽出した領域を対象領域として、ステントマーカーの検出を行う。例えば、マーカー座標検出部２６ａは、図５に示す領域Ｒ１を処理対象の領域として新たに生成されたＸ線画像におけるステントマーカーの検出処理を実行する。

図３に戻って、補正画像生成部２６ｂは、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、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、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。図６は、第１の実施形態に係る補正画像生成部２６ｂによる処理を説明するための図である。なお、図６においては、マーカー座標検出部２６ａによるＬｅａｒｎｉｎｇモードの処理が終了した後、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードの処理結果に基づいてステントマーカーの座標が検出された新規画像に対する処理を示す。すなわち、図６に示す第１フレームとは、Ｌｅａｒｎｉｎｇモード終了後に最初に生成されたＸ線画像を示す。

例えば、マーカー座標検出部２６ａは、まず、４０フレームの画像を用いてＬｅａｒｎｉｎｇモードの処理を実行し、Ｌｅａｒｎｉｎｇモード終了後に生成された第１フレーム及び第２フレームについて、図６の（Ａ）に示すように、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードの処理結果を用いてステントマーカーの座標を検出する。補正画像生成部２６ｂは、マーカー座標検出部２６ａによってステントマーカーの座標が検出されると、図６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位置（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６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、本実施形態では、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、実施形態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。

上述したように、補正画像生成部２６ｂは、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を画像間で一致させた補正画像を生成する。すなわち、補正画像生成部２６ｂは、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードによってステントマーカーが同定され、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードの処理結果を用いてその後のＸ線画像から検出されるステントマーカーの座標を画像間で一致させた補正画像を生成する。以下、上述した補正画像の生成処理を「Ｔｒａｃｋｉｎｇモード」と記す。

図７は、第１の実施形態に係るＴｒａｃｋｉｎｇモードの一例を説明するための図である。例えば、Ｔｒａｃｋｉｎｇモードでは、図７に示すように、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードによって抽出された領域Ｒ１内で検出されたステントマーカーの位置を一致させるように画像変形した補正画像が生成される。すなわち、補正画像生成部２６ｂは、Ｌｅａｒｎｉｎｇモード後にマーカー座標検出部２６ａがステントマーカーを検出したＸ線画像を対象として補正画像を生成する。

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。図８は、第１の実施形態に係る画像後処理部２６ｃによる処理の一例を説明するための図である。例えば、画像後処理部２６ｃは、図８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。

以上、デバイスが仮想的に止まって見える動画像を表示する際の画像処理部２６による処理について説明した。次に、第１の実施形態に係るシステム制御部２１について説明する。システム制御部２１は、図３に示すように、検出制御部２１ａと、表示制御部２１ｂとを有する。検出制御部２１ａは、上述した画像処理部２６を制御することで、デバイスが仮想的に止まって見える動画像の表示に係る処理時間を短縮させるが、これらの処理の詳細については後述する。

表示制御部２１ｂ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、表示制御部２１ｂは、ステントマーカーの座標が一致した表示用画像（ステント固定画像）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。

ここで、表示制御部２１ｂ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、ステント固定画像を様々な形態で表示する。具体的には、表示制御部２１ｂ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ステント固定画像として表示するように制御する。例えば、表示制御部２１ｂ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て、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、表示制御部２１ｂは、設定領域を拡大した拡大画像をステント固定画像として表示するように制御する。ここで、表示制御部２１ｂ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、これらステント固定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。或いは、表示制御部２１ｂは、表示形態指示コマンドに従って、ステント固定画像とともに、表示用画像の原画像を並列表示するように制御する。ここで、並列表示する際に、表示制御部２１ｂは、設定領域または拡大画像がステント固定画像であるならば、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。

図９は、第１の実施形態に係る表示制御部２１ｂによって表示される動画像の一例を示す図である。例えば、表示制御部２１ｂは、図９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、表示制御部２１ｂは、図９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９の（Ａ）および（Ｂ）に示すように、原画像と比較して、上述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、原画像とステント固定画像とは、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、原画像とステント固定画像とは、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。

なお、本実施形態では、対数画像、設定領域、または拡大画像をステント固定画像とする場合について説明した。しかし、本実施形態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。

上述したように、Ｘ線診断装置１００は、複数のＸ線画像を用いたＬｅａｒｎｉｎｇモードによってステントマーカーを同定し、その結果に基づいて以後のＸ線画像におけるステントマーカーを検出する。そして、Ｘ線診断装置１００は、Ｔｒａｃｋｉｎｇモードによってステント固定画像を生成し、動画表示する。ここで、従来のＸ線診断装置では、透視或いは撮影が実行されるごとに上述したＬｅａｒｎｉｎｇモードから実行するため、デバイスが仮想的に止まって見える動画像を表示するまでに時間を要する場合があった。

図１０は、従来技術に係る課題の一例を説明するための図である。例えば、従来技術に係るＸ線診断装置では、図１０に示すように、透視が開始されると、まず数十フレームを繰り返し用いたＬｅａｒｎｉｎｇモードによりステントマーカーを同定し、Ｔｒａｃｋｉｎｇモードに移行する。そして、従来技術に係るＸ線診断装置では、Ｔｒａｃｋｉｎｇモードが成功するとステント固定画像が表示される。そして、従来技術に係るＸ線診断装置では、Ｔｒａｃｋｉｎｇモードにおいて一定のフレーム数失敗を繰り返すと、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードから処理をやり直すこととなる。

このように、従来技術に係るＸ線診断装置では、例えば、透視開始ごとに同一の処理を行うため、ステント固定画像が表示されるまでに常に一定時間を要するとともに、Ｔｒａｃｋｉｎｇモードで失敗した場合、再度Ｌｅａｒｎｉｎｇモードからやり直す必要があり、復帰に時間を要する。そこで、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００では、検出制御部２１ａ及び表示制御部２１ｂの制御によって、ステント固定画像の表示に係る処理時間を短縮する。

具体的には、検出制御部２１ａは、被検体に対する手技に応じてマーカー座標検出部２６ａによる所定の対象物の特定処理（Ｌｅａｒｎｉｎｇモード）を制御する。より具体的には、検出制御部２１ａは、画像データ生成部２４によって順次生成されるＸ線画像群が複数生成される場合に、被検体に対する手技の条件が同一であることを条件に、時系列的に先に生成されるＸ線画像群を用いた所定の対象物の特定結果（Ｌｅａｒｎｉｎｇモードの処理結果）に基づいて、後に生成されるＸ線画像群に対する所定の対象物の検出処理を実行するように制御する。ここで、所定の対象物としては、上述した２つのステントマーカーや、２つのステントマーカーに基づく１点（例えば、中点）などが挙げられる。すなわち、検出制御部２１ａは、マーカー座標検出部２６ａによる２つのステントマーカー、或いは、２つのステントマーカーに基づく１点を同定するＬｅａｒｎｉｎｇモードの処理を制御する。

図１１Ａは、第１の実施形態に係る検出制御部２１ａによる処理の一例を説明するための図である。例えば、アブレーションなどの短時間の透視が継続的に（複数回）実施される際に、検出制御部２１ａは、図１１Ａに示すように、透視が開始された後、ＬｅａｒｎｉｎｇモードとＴｒａｃｋｉｎｇモードとからなるステントマーカー検出プロセスが実行される前に、前回の手技条件から変更があるか否かを判定する。例えば、検出制御部２１ａは、Ｃアーム１５の角度、寝台の高さ、ＦＯＶ、ＳＩＤなどの条件に変更があるか否かを判定し、変更がないと判定した場合に、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードを飛ばしてＴｒａｃｋｉｎｇモードを実行するように制御する。

すなわち、検出制御部２１ａは、前回の透視で用いられたＬｅａｒｎｉｎｇモードの結果に基づいて新たに生成されるＸ線画像のステントマーカーを検出するように、マーカー座標検出部２６ａを制御する。補正画像生成部２６ｂは、マーカー座標検出部２６ａが前回のＬｅａｒｎｉｎｇモードの結果を用いて検出したステントマーカーの座標に基づいて、補正画像を生成する。アブレーションなどの手技では、各種条件が固定された状態で透視のＯＮ／ＯＦＦが実行されるため、最初の透視で実行したＬｅａｒｎｉｎｇモードの結果をその後の透視で用いたとしても、ステントマーカーの検出精度が低下することはない。したがって、上述したように、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードを飛ばしてＴｒａｃｋｉｎｇモードを実行するように制御することで、数十フレーム（例えば、４０フレーム）のＸ線画像を用いたＬｅａｒｎｉｎｇモードを省略することができ、その分の処理時間を短縮してステント固定画像を即時表示することができる。換言すると、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、透視が開始された１フレーム目からステント固定画像を表示することができる。さらに、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードで用いる数十フレームのＸ線画像を必要としないことから、その分の被曝低減を行うこともできる。

上述した処理は、生成したＸ線画像を保存する撮影においても適用することができる。すなわち、検出制御部２１ａは、Ｘ線画像を保存するための撮影によりＸ線画像群が生成される場合に、直前の透視により生成されるＸ線画像群を用いた所定の対象物（ステントマーカー）に対するＬｅａｒｎｉｎｇモードの結果に基づいて、撮影により生成されるＸ線画像群に対するステントマーカーの検出処理を実行するように制御する。図１１Ｂは、第１の実施形態に係る検出制御部２１ａによる処理の一例を説明するための図である。

例えば、一般的に、撮影が行われる場合には、直前に透視によって周辺部位の確認が行われる。そして、Ｃアーム１５の角度、寝台の高さ、ＦＯＶ、ＳＩＤなどの条件を変更せずに、撮影が行われる。そこで、検出制御部２１ａは、図１１Ｂに示すように、透視前の透視が開始された時点で、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードを実行するようにマーカー座標検出部２６ａを制御する。その後、撮影が開始されると、検出制御部２１ａは、ステントマーカー検出プロセスのＬｅａｒｎｉｎｇモードを飛ばしてＴｒａｃｋｉｎｇモードを実行するように制御する。

すなわち、検出制御部２１ａは、透視時に実行したＬｅａｒｎｉｎｇモードの結果に基づいて新たに生成されるＸ線画像のステントマーカーを検出するように、マーカー座標検出部２６ａを制御する。補正画像生成部２６ｂは、マーカー座標検出部２６ａが透視時のＬｅａｒｎｉｎｇモードの結果を用いて検出したステントマーカーの座標に基づいて、補正画像を生成する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、このような状況においても処理時間を短縮してステント固定画像を即時表示する（撮影が開始された１フレーム目からステント固定画像を表示する）ことができるとともに、被曝低減を行うこともできる。

上述したように、表示制御部２１ｂは、原画像やステント固定画像の動画表示を制御する。ここで、第１の実施形態に係る表示制御部２１ｂは、上述した動画表示に加えて、ステントマーカー検出プロセスの状態を示す情報を表示部２３に表示させるように制御することも可能である。具体的には、表示制御部２１ｂは、マーカー座標検出部２６ａによるＬｅａｒｎｉｎｇモードの処理、補正画像生成部２６ｂによるＴｒａｃｋｉｎｇモードの処理、及び、補正画像の生成処理の成否のうち、少なくとも一つについて表示部２３に表示させるように制御する。

図１２は、第１の実施形態に係る表示制御部２１ｂによる処理の一例を示す図である。例えば、表示制御部２１ｂは、図１２に示すように、ステント固定画像の下側の領域Ｒ２にステントマーカー検出プロセスの状態を示す情報を表示するように制御する。ここで、例えば、表示制御部２１ｂは、図１２の下側の図に示すように、Ｌｅａｒｎｉｎｇモード中には「Ｌｅａｒｎｉｎｇ」を点灯させ、Ｔｒａｃｋｉｎｇモード中には「Ｔｒａｃｋｉｎｇ」を点灯させる。そして、Ｔｒａｃｋｉｎｇモードにおいてステント固定画像の出力に失敗した場合に、表示制御部２１ｂは、図に示すプログレスバーなどのインジケータを点灯させる。

上述したように、Ｘ線診断装置１００は、Ｔｒａｃｋｉｎｇモードにおいてステント固定画像の表示に複数回失敗した場合に、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードを再度実行するように構成される。そこで、表示制御部２１ｂは、ステント固定画像の出力に失敗するごとに、図１２に示すインジケータを１つずつ点灯させる。そして、表示制御部２１ｂは、規定の失敗回数に到達する前にステント固定画像の出力に成功した場合、点灯しているすべてのインジケータを消灯させる。すなわち、表示制御部２１ｂは、ステント固定画像の出力に失敗するごとに図中の右側に向かって順次インジケータを点灯させ、ステント固定画像の出力に成功すると、全てのインジケータを消灯させる。なお、ステント固定画像の出力の失敗が規定の回数に到達し、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードが再度実行されると、表示制御部２１ｂは、「Ｔｒａｃｋｉｎｇ」及びすべてのインジケータを消灯させ、「Ｌｅａｒｎｉｎｇ」を点灯させる。

なお、上述した例では、失敗した場合に、インジケータを点灯させる場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、すべてのインジケータを点灯させておき、ステント固定画像の出力に失敗するごとに１つずつインジケータを消灯させるように制御する場合であってもよい。例えば、表示制御部２１ｂは、ステント固定画像の出力に失敗するごとに図中の右側（或いは、左側）に向かって順次インジケータを消灯させ、ステント固定画像の出力に成功すると、全てのインジケータを点灯させる。また、各モードに関する表示も上述した例に限られず、例えば、現時点のモードのみが表示されるように制御する場合であってもよい。すなわち、表示制御部２１ｂは、Ｌｅａｒｎｉｎｇモード中には「Ｌｅａｒｎｉｎｇ」のみを表示させ、Ｔｒａｃｋｉｎｇモード中には「Ｔｒａｃｋｉｎｇ」のみを表示させる。

次に、図１３及び図１４を用いてＸ線診断装置１００の処理の手順を説明する。図１３及び図１４は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００の処理の手順を示すフローチャートである。ここで、図１３では、手技条件の変更の有無による処理の手順を示し、図１４は、撮影を行う場合の処理の手順を示す。なお、以下の処理の手順では、所定の対象物としてステントマーカーを同定して検出する場合について示す。

図１３に示すように、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００においては、透視が開始されると（ステップＳ１０１肯定）、マーカー座標検出部２６ａがＬｅａｒｎｉｎｇモードによってステントマーカーを同定する（ステップＳ１０２）。そして、マーカー座標検出部２６ａが同定した結果に基づいて新たなＸ線画像のステントマーカーを検出すると、補正画像生成部２６ｂがＴｒａｃｋｉｎｇモードによるステント固定画像の生成を行い（ステップＳ１０３）、表示制御部２１ｂがステント固定画像を表示部に表示させる（ステップＳ１０４）。

そして、操作者による操作のもと、透視が停止されると（ステップＳ１０５）、Ｘ線診断装置１００は終了要求が入力されたか否かを判定する（ステップＳ１０６）。ここで、終了要求が入力されなかった場合には（ステップＳ１０６否定）、検出制御部２１ａが、透視が開始されたか否かを判定する（ステップＳ１０７）。ここで、透視が開始されていない場合には（ステップＳ１０７否定）、Ｘ線診断装置１００は終了要求が入力されたか否かを判定する（ステップＳ１０６）。

一方、透視が開始された場合には（ステップＳ１０７肯定）、検出制御部２１ａは、透視条件が変更されたか否かを判定する（ステップＳ１０８）。ここで、透視条件が変更されていない場合には（ステップＳ１０８否定）、検出制御部２１ａは、前回のＬｅａｒｎｉｎｇモードの結果を用いてステントマーカーを検出するようにマーカー座標検出部２６ａを制御し、補正画像生成部２６ｂは、検出結果に基づいてＴｒａｃｋｉｎｇモードによるステント固定画像の生成を行う（ステップＳ１０３）。

一方、透視条件が変更されている場合には（ステップＳ１０８肯定）、検出制御部２１ａは、ステップＳ１０２に戻って、再度Ｌｅａｒｎｉｎｇモードを実行するようにマーカー座標検出部２６ａを制御する。

次に、撮影時の処理の手順について説明する。図１４に示すように、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００においては、透視が開始されると（ステップＳ２０１肯定）、マーカー座標検出部２６ａがＬｅａｒｎｉｎｇモードによってステントマーカーを同定する（ステップＳ２０２）。そして、マーカー座標検出部２６ａが同定した結果に基づいて新たなＸ線画像のステントマーカーを検出すると、補正画像生成部２６ｂがＴｒａｃｋｉｎｇモードによるステント固定画像の生成を行い（ステップＳ２０３）、表示制御部２１ｂがステント固定画像を表示部に表示させる（ステップＳ２０４）。

そして、撮影が開始されると（ステップＳ２０５肯定）、検出制御部２１ａは、手技の条件が変更されたか否かを判定する（ステップＳ２０６）。ここで、条件が変更されていない場合には（ステップＳ２０６否定）、検出制御部２１ａは、透視時のＬｅａｒｎｉｎｇモードの結果を用いてステントマーカーを検出するようにマーカー座標検出部２６ａを制御し、補正画像生成部２６ｂは、検出結果に基づいてＴｒａｃｋｉｎｇモードによるステント固定画像の生成を行い（ステップＳ２０７）、表示制御部２１ｂがステント固定画像を表示部に表示させる（ステップＳ２０８）。

一方、ステップＳ２０６において、手技の条件が変更されている場合には（ステップＳ２０６肯定）、マーカー座標検出部２１ａが再度Ｌｅａｒｎｉｎｇモードの処理を実行してステントマーカーを同定する（ステップＳ２０９）。そして、マーカー座標検出部２６ａが新たに同定した結果に基づいて新たなＸ線画像のステントマーカーを検出すると、補正画像生成部２６ｂがＴｒａｃｋｉｎｇモードによるステント固定画像の生成を行い（ステップＳ２１０）、表示制御部２１ｂがステント固定画像を表示部に表示させる（ステップＳ２１１）。

ステップＳ２０８、或いは、ステップＳ２１１にてステント固定画像が表示されると、Ｘ線診断装置１００は終了要求が入力されたか否かを判定する（ステップＳ２１２）。ここで、終了要求が入力されなかった場合には（ステップＳ２１２否定）、表示制御部２１ｂは、ステント固定画像を継続して表示させる。一方、終了要求が入力された場合には（ステップＳ２１２肯定）、処理を終了する。

上述したように、第１の実施形態によれば、画像データ生成部２４は、Ｘ線管１２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。マーカー座標検出部２６ａは、所定の期間に画像データ生成部２４によって順次生成されたＸ線画像群を用いて、被検体の体内に挿入され、Ｘ線画像に描出されたステントマーカーを特定し、特定結果に基づいて新たに生成されたＸ線画像に含まれるステントマーカーの位置を検出する。補正画像生成部２６ｂは、所定のＸ線画像である基準画像において検出されたステントマーカーの位置を基準位置とし、新たに生成されたＸ線画像において検出されたステントマーカーの位置を基準位置と一致させる補正処理を新たに生成されたＸ線画像に施した補正画像を順次生成する。検出制御部２１ａは、被検体に対する手技に応じてマーカー座標検出部２６ａによるステントマーカーに対するＬｅａｒｎｉｎｇモードの処理を制御する。表示制御部２１ｂは、補正画像生成部２６ｂが順次生成する補正画像を表示部２３に動画表示させる。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、手技に応じてＬｅａｒｎｉｎｇモードを実行するか否か制御することができ、処理時間を短縮することを可能にする。また、Ｘ線診断装置１００は、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードを省略することで、被曝低減を行うことを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、検出制御部２１ａは、画像データ生成部２４によって順次生成されるＸ線画像群が複数生成される場合に、被検体に対する手技の条件が同一であることを条件に、時系列的に先に生成されるＸ線画像群を用いたステントマーカーに対するＬｅａｒｎｉｎｇモードの結果に基づいて、後に生成されるＸ線画像群に対するステントマーカーの検出処理を実行するように制御する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、ステントマーカーの検出精度を低下させることなく、処理時間を短縮することを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、検出制御部２１ａは、Ｘ線画像を保存するための撮影によりＸ線画像群が生成される場合に、直前の透視により生成されるＸ線画像群を用いたステントマーカーに対するＬｅａｒｎｉｎｇモードの結果に基づいて、撮影により生成されるＸ線画像群に対するステントマーカーの検出処理を実行するように制御する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、撮影時の処理時間を短縮することを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、表示制御部２１ｂは、マーカー座標検出部２６ａによるＬｅａｒｎｉｎｇモード、補正画像生成部２６ｂによるＴｒａｃｋｉｎｇモード、及び、補正画像の生成処理の成否のうち、少なくとも一つについて表示部２３に表示させるように制御する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、ステントマーカー検出プロセスにおける現在の状態を操作者に対して提示することを可能にする。

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、先に実行したＬｅａｒｎｉｎｇモードの結果を用いて以後のＴｒａｃｋｉｎｇモードを実行する場合について説明した。第２の実施形態では、手技中にＬｅａｒｎｉｎｇモードを継続して実行する場合について説明する。なお、第２の実施形態は、第１の実施形態と比較して、検出制御部２１ａによる制御内容が異なる。以下、これを中心に説明する。なお、以下では、所定の対象物としてステントマーカーを例に挙げて説明する。

第２の実施形態に係る検出制御部２１ａは、画像データ生成部２４によってＸ線画像が生成される間、マーカー座標検出部２６ａによるステントマーカーに対するＬｅａｒｎｉｎｇモードの処理を継続して実行するように制御し、補正画像生成部２６ｂによる補正画像の生成が失敗した場合に、継続して実行させた特定処理の特定結果に基づいて新たに生成されたＸ線画像に含まれるステントマーカーの位置を検出するように制御する。すなわち、検出制御部２１ａは、マーカー座標検出部２６ａによるＬｅａｒｎｉｎｇモードを数十フレームで終了させるのではなく、手技中に渡って、バックグラウンドでＬｅａｒｎｉｎｇモードを継続して実行させておき、Ｔｒａｃｋｉｎｇモードでステント固定画像の出力が失敗した場合に、新たなＬｅａｒｎｉｎｇモードの処理結果を用いてステントマーカーの座標の検出を実行させるように制御する。

図１５は、第２の実施形態に係る検出制御部２１ａによる処理の一例を説明するための図である。例えば、図１５に示すように、透視が開始されると、検出制御部２１ａは、マーカー座標検出部２６ａを制御してＬｅａｒｎｉｎｇモードの処理を実行させる。ここで、第２の実施形態に係る検出制御部２１ａは、図１５に示すように、ステントマーカー検出プロセスにおいて、Ｔｒａｃｋｉｎｇモードとは非同期にＬｅａｒｎｉｎｇモードを常時実行させる。すなわち、マーカー座標検出部２６ａは、所定数のＸ線画像を用いてＬｅａｒｎｉｎｇモードを実行して、ステントマーカーを同定し、同定結果を用いて以後の新たなＸ線画像からステントマーカーの検出を行う。このとき、マーカー座標検出部２６ａは、新たなＸ線画像に対しても継続してＬｅａｒｎｉｎｇモードの処理を実行して、Ｘ線画像内で最もステントマーカーらしい領域を常に探索する。

そして、補正画像生成部２６ｂによるＴｒａｃｋｉｎｇモードの処理が失敗した場合に、検出制御部２１ａは、継続して実行させていたＬｅａｒｎｉｎｇモードの処理結果を用いて新たなＸ線画像におけるステントマーカーの座標の検出を実行させる。例えば、透視中に手技条件（Ｃアーム１５の角度、寝台高さ、ＦＯＶ、ＳＩＤ）を大幅に変更すると、Ｔｒａｃｋｉｎｇモードが失敗することとなる。ここで、従来のＸ線診断装置の場合、規定の回数失敗することにより、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードが再度実行される。すなわち、ステント固定画像の出力に失敗した後も所定数のＸ線画像が生成され、それに対して最初のＬｅａｒｎｉｎｇモードの処理結果を用いたステントマーカーの検出が実行される。

手技条件が大幅に変更された場合には、最初のＬｅａｒｎｉｎｇモードの処理結果を用いてもステントマーカーを検出することは難しい。そこで、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１００では、常時Ｌｅａｒｎｉｎｇモードを実行しておき、ステント固定画像の出力に失敗した最初のフレームから数十フレームに対するＬｅａｒｎｉｎｇモードの処理結果を用いて、新たなＸ線画像内のステントマーカーを検出する。これにより、復帰するまでの時間を大幅に短縮することができる。

次に、図１６を用いてＸ線診断装置１００の処理の手順を説明する。図１６は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１００の処理の手順を示すフローチャートである。図１６に示すように、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１００においては、透視が開始されると（ステップＳ３０１肯定）、マーカー座標検出部２６ａがＬｅａｒｎｉｎｇモードによってステントマーカーを同定する（ステップＳ３０２）。

そして、マーカー座標検出部２６ａは、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードによるステントマーカーの同定を継続しつつ、新たなＸ線画像内のステントマーカーを検出し、補正画像生成部２６ｂはＴｒａｃｋｉｎｇモードによるステント固定画像の生成を行う（ステップＳ３０３）。そして、表示制御部２１ｂがステント固定画像を表示部に表示させる（ステップＳ３０４）。

その後、補正画像生成部２６ｂによるＴｒａｃｋｉｎｇが失敗すると（ステップＳ３０５肯定）、検出制御部２１ａは、継続しているＬｅａｒｎｉｎｇモードによってステントマーカーを同定させ、同定結果に基づいて新たなＸ線画像内のステントマーカーを検出するように制御し、補正画像生成部２６ｂがステント固定画像を生成する（ステップＳ３０６）。そして、表示制御部２１ｂが生成されたステント固定画像を表示部２３に表示させ（ステップＳ３０７）、ステップＳ３０５の処理に戻る。一方、補正画像生成部２６ｂによるＴｒａｃｋｉｎｇが失敗していない場合には（ステップＳ３０５否定）、Ｘ線診断装置１００は、終了要求が入力されたか否かを判定し（ステップＳ３０８）、終了要求が入力された場合には（ステップＳ３０８肯定）、処理を終了する。一方、終了要求が入力されていない場合（ステップＳ３０８否定）、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードによるステントマーカーの同定を継続しつつ、表示制御部２１ｂがステント固定画像を表示する（ステップＳ３０４）。

上述したように、第２の実施形態によれば、検出制御部２１ａは、画像データ生成部２４によってＸ線画像が生成される間、マーカー座標検出部２６ａによるステントマーカーに対するＬｅａｒｎｉｎｇモードの処理を継続して実行するように制御し、補正画像生成部２６ｂによる補正画像の生成が失敗した場合に、継続して実行させた特定処理の特定結果に基づいて新たに生成されたＸ線画像に含まれるステントマーカーの位置を検出するように制御する。従って、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、手技の条件が変更された場合でも迅速にステント固定画像を表示することを可能にする。

（第３の実施形態）
上述した第２の実施形態では、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードを常時実施しておき、手技条件が変更された場合に、新たなＬｅａｒｎｉｎｇモードの処理結果に基づいて検出された所定の対象物（ステントマーカー）の位置を一致させるＴｒａｃｋｉｎｇモードを実行する場合について説明した。第３の実施形態では、手技条件の変更に応じて所定の対象物の検出処理を修正することで、Ｔｒａｃｋｉｎｇモードを成功させる場合について説明する。なお、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、第１の実施形態と比較して、検出制御部２１ａによる制御内容が異なる。以下、これを中心に説明する。なお、以下では、所定の対象物としてステントマーカーを例に挙げて説明する。

第３の実施形態に係る検出制御部２１ａは、被検体に対する手技の条件が変更された場合に、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードの処理結果を条件の変更内容に応じて変更し、変更後の処理結果に基づいて新たに生成されたＸ線画像に含まれるステントマーカーの位置を検出するように制御する。図１７は、第３の実施形態に係る検出制御部２１ａによる処理の一例を説明するための図である。例えば、図１７に示すように、透視が開始されると、検出制御部２１ａは、マーカー座標検出部２６ａを制御してＬｅａｒｎｉｎｇモードの処理を実行させる。ここで、第３の実施形態に係る検出制御部２１ａは、図１７に示すように、Ｃアーム１５や天板移動機構１８からアームの角度や寝台（天板）位置などのＣＡＮ（Controller Area Network）情報を取得する。なお、ＣＡＮ情報とは装置間で相互に転送される情報である。

そして、検出制御部２１ａは、取得したＣＡＮ情報に基づいて手技条件が変更されたか否かを判定し、手技条件が変更された場合には、変更内容に応じてステントマーカーの検出処理を変更する。例えば、Ｃアーム１５や寝台（天板）が移動した場合、検出制御部２１ａは、ＣＡＮ情報から移動量を算出して、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードによって同定されたステントマーカーの位置を修正する。一例を挙げると、検出制御部２１ａは、マーカー座標検出部２６ａがＬｅａｒｎｉｎｇモードで抽出したステントマーカー検出の対象領域（例えば、図５の領域Ｒ１など）を算出した移動量だけ移動させる。すなわち、Ｃアーム１５などが移動すると、その分ステントマーカーを検出する対象領域も移動することとなる。そこで、検出制御部２１ａは、対象領域を移動させ、マーカー座標検出部２６ａに移動後の領域にてステントマーカーを検出するように制御する。これにより、手技条件が変更した後にもＬｅａｒｎｉｎｇモードを実行することなくステント固定画像を表示することができる。

次に、図１８を用いてＸ線診断装置１００の処理の手順を説明する。図１８は、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１００の処理の手順を示すフローチャートである。図１８に示すように、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１００においては、透視が開始されると（ステップＳ４０１肯定）、マーカー座標検出部２６ａがＬｅａｒｎｉｎｇモードによってステントマーカーを同定する（ステップＳ４０２）。

そして、マーカー座標検出部２６ａが同定した結果に基づいて新たなＸ線画像のステントマーカーを検出すると、補正画像生成部２６ｂはＴｒａｃｋｉｎｇモードによるステント固定画像の生成を行い（ステップＳ４０３）、表示制御部２１ｂはステント固定画像を表示部に表示させる（ステップＳ４０４）。そして、検出制御部２１ａは、ＣＡＮ情報に基づいて条件が変更されたか否かを判定し（ステップＳ４０５）、条件が変更された場合には（ステップＳ４０５肯定）、変更された条件に基づいてＬｅａｒｎｉｎｇモードの処理結果を変更する。補正画像生成部２６ｂは、変更された条件に基づいてステント固定画像を生成する（ステップＳ４０６）。その後、表示制御部２１ｂが生成されたステント固定画像を表示部２３に表示させ（ステップＳ４０７）、ステップＳ４０５の処理に戻る。一方、条件が変更されていない場合には（ステップＳ４０５否定）、Ｘ線診断装置１００は、終了要求が入力されたか否かを判定し（ステップＳ４０８）、入力された場合には（ステップＳ４０８肯定）、処理を終了する。一方、入力されていない場合には（ステップＳ４０８否定）、表示制御部２１ｂがステント固定画像を継続して表示する（ステップＳ４０４）。

上述したように、第３の実施形態によれば、検出制御部２１ａは、被検体に対する手技の条件が変更された場合に、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードの処理結果を条件の変更内容に応じて変更し、変更後の処理結果に基づいて新たに生成されたＸ線画像に含まれるステントマーカーの位置を検出するように制御する。従って、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、手技条件が変更された場合でも、処理時間を短縮することを可能にする。

（第４の実施形態）
上述した実施形態では、単一のステントが用いられる場合について説明した。しかしながら、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、第４の実施形態に係る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）を参照する操作者（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。図１９は、第４の実施形態に係るＸ線診断装置を説明するための図である。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の位置が一致したステント固定画像の動画表示と、ステント２の位置が一致したステント固定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の位置が一致したステント固定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ステント固定画像を動画表示することができる。上述したように、複数のステントが用いられる場合には、Ｘ線診断装置１００は、それぞれのステントに対して上述したＬｅａｒｎｉｎｇモードの制御を行う。

（第５の実施形態）
上述した実施形態では、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。第５の実施形態では、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。図２０は、第５の実施形態に係る画像処理部２６の構成の一例を示す図である。第５の実施形態に係る画像処理部２６は、図３に示した画像処理部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および周期的軌跡データ記憶部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、第５の実施形態においては、図２０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２１に示すように、第５の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、上述した実施形態と同様に、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２１は、第５の実施形態に係るＸ線画像を説明するための図である。

ここで、第５の実施形態における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、第５の実施形態に係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、第５の実施形態に係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２２を用いて説明する。なお、図２２は、第５の実施形態に係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２２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２２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２２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、上述した実施形態において説明したように、本実施形態においても、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、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２３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２３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２０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、本実施形態では、図２２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、実施形態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、Ｘ線診断装置１００は、操作者の指示により、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２４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２４は、第５の実施形態における新規画像を説明するための図である。

図２０に戻って、第５の実施形態に係る補正画像生成部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、補正画像生成部２６ｂは、図２５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。

上述してきたように、第５の実施形態では、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。

（第６の実施形態）
第６の実施形態では、上述した各実施形態のＸ線診断装置１００の機能を併用する場合について、図２６および図２７を用いて説明する。なお、図２６および図２７は、第６の実施形態に係るＸ線診断装置１００を説明するための図である。第６の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、上述した実施形態で説明した『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、『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、第６の実施形態に係るシステム制御部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２６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２６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、第６の実施形態に係るシステム制御部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２７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２７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、第６の実施形態では、「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、第６の実施形態では、「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、上述した実施形態で説明した「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、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固定動画像と、「Ｂ」の透視撮影中に表示されるステント固定動画像とでは、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。

上述した実施形態では、新たに生成されたＸ線画像の２つのステントマーカーの位置が、第１フレームのＸ線画像の２つのステントマーカーの位置と一致するように、画像変形を行なう場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、２つのステントマーカーに基づく１点を用いて補正画像を生成する場合であってもよい。すなわち、マーカー座標検出部２６ａが２つのステントマーカーに基づく１点（例えば、２つのステントマーカーの中点）に対するＬｅａｒｎｉｎｇモードの処理を実行して位置（座標）を同定し、処理結果に基づいて新規画像におけるステントマーカーに基づく１点を検出する。補正画像生成部２６ｂは、検出されたステントマーカーに基づく１点を一致させるように補正した補正画像を生成する。

かかる場合には、補正画像生成部２６ｂは、基準画像として設定されたＸ線画像（例えば、第１フレーム）で検出された特徴パターンから定まる１点及び角度を用いる。そして、補正画像生成部２６ｂは、補正対象のＸ線画像である対象画像で検出された特徴パターンと、所定の１点と、所定の角度とに基づいて、該対象画像から補正画像を生成する。そして、システム制御部２１は、補正画像生成部２６ｂが順次生成する補正画像を表示部２３に動画表示させる。

以下では、治療用の器具であるステントが２つの特徴点（例えば、２つのステントマーカー）を有する場合について説明する。かかる場合、マーカー座標検出部２６ａは、特徴パターンとして、器具が有する２つの特徴点を検出する。そして、補正画像生成部２６ｂは、基準画像で検出された２つの特徴点の位置で定まる１点を、所定の１点として用いる。また、補正画像生成部２６ｂは、基準画像で検出された２つの特徴点を結ぶ線分と該基準画像における基準線との角度を、所定の角度として用いる。図２８〜図３１は、第６の実施形態に係る画像処理部２６を説明するための図である。

例えば、マーカー座標検出部２６ａは、基準画像として設定された第１フレームのＸ線画像において、２つのマーカー（Ｍ１及びＭ２）それぞれの位置（座標）を検出する。例えば、マーカー座標検出部２６ａは、図２８に示すように、Ｍ１及びＭ２の位置として、「（ｘｓ１，ｙｓ１）及び（ｘｓ２，ｙｓ２）」を検出する。マーカー座標検出部２６ａの検出結果から、補正画像生成部２６ｂは、画像変形に用いる「１点の位置（座標）」を決定する。例えば、補正画像生成部２６ｂは、図２８に示すように、Ｍ１及びＭ２の中心座標「（ｘｓ，ｙｓ）」を算出する。中心座標は、Ｍ１及びＭ２を結ぶ線分（以下、線分Ｍ１＆２）の中点である。すなわち、「ｘｓ」は、「（ｘｓ１＋ｘｓ２）／２」となり、「ｙｓ」は、「（ｙｓ１＋ｙｓ２）／２」となる。更に、補正画像生成部２６ｂは、例えば、図２８に示すように、線分Ｍ１＆２と、基準画像の水平方向となる基準線との角度「θｓ」を算出する。

なお、「（ｘｓ，ｙｓ）」及び「θｓ」は、システム制御部２１が算出する場合であっても良い。また、基準画像として用いられるＸ線画像は、第１フレーム以外のフレーム（例えば、第５フレーム）のＸ線画像であっても良い。また、基準画像として用いられるＸ線画像は、例えば、相互相関値が所定の閾値より大きくなった最初のＸ線画像とする場合であっても良い。これにより、画像変形処理に用いられる「１点及び角度」が定まり、その後、マーカー座標検出部２６ａは、基準画像の後に生成された補正対象のＸ線画像（対象画像）におけるＭ１及びＭ２の位置（座標）を検出する。そして、補正画像生成部２６ｂは、図２９に示すように、対象画像における線分Ｍ１＆２の中点の位置（座標）が（ｘｓ，ｙｓ）となり、かつ、線分Ｍ１＆２と基準線との角度が「θｓ」となるように、該対象画像の画像変形を行なう。

すなわち、第６の実施形態では、補正画像に描出されるデバイスが同じ１点を通り、かつ、補正画像に描出されるデバイスの傾きが同じ角度となるように、対象画像に対して画像変形を行なう。そして、表示制御部２１ｂは、補正画像生成部２６ｂが順次生成する補正画像を表示部２３に動画表示させる。換言すると、第６の実施形態で行なわれる動画表示は、図２９に示すように、「１点固定表示」である。１点固定表示では、デバイスが略同一の位置及び略同一の傾きで表示されることから、デバイスの視認性は、従来の２点固定表示と同様に向上する。

ただし、１点固定表示では、デバイスの方向とＸ線照射方向（Ｘ線撮像方向）とが「斜めの関係」であり、かつ、「斜めの関係」の度合いが変化する場合、基準画像でのマーカー間距離（図２８に示す「Ｌｓ」）は、各補正画像では変動する。すなわち、１点固定表示では、２つのマーカー間の距離は、図３０に示すように、中心座標（ｘｓ，ｙｓ）である白丸を中心として、伸縮する場合がある。換言すると、１点固定表示では、デバイスの視認性が確保されるとともに、「Foreshortening（デバイスの長さが短く見える現象）」の発生を確認可能となる。具体的には、１点固定表示では、「斜めの関係」の度合いが変化している状態での「Foreshortening」の発生を確認可能となる。

また、１点固定表示で行なわれる画像変形は、図３１に示すように、平行移動及び回転移動の少なくとも１つの移動処理であるため、デバイスの周囲に位置する物体の大きさは、画像変形前後で変化しない。従って、治療中に、デバイスの周囲の生体組織をアナトミカルランドマークとして使っている場合であっても、１点固定表示では、医師は、デバイスの位置を容易に判断することができる。

なお、上記では、１点固定表示に用いられる１点が、基準画像の線分Ｍ１＆２の中点である場合について説明した。しかし、１点固定表示に用いられる１点は、基準画像のＭ１やＭ２である場合であっても良い。かかる場合、補正画像生成部２６ｂは、例えば、対象画像で検出されたＭ１（或いは、Ｍ２）の位置が、基準画像のＭ１（或いは、Ｍ２）の位置となるように画像変形を行なう。

或いは、補正画像生成部２６ｂは、予め設定された１点を、１点固定表示に用いる１点としても良い。例えば、補正画像生成部２６ｂは、補正画像を表示する領域の中心座標を、１点固定表示に用いる１点としても良い。かかる場合、補正画像生成部２６ｂは、例えば、対象画像で検出されたＭ１の位置、或いは、対象画像で検出されたＭ２の位置、或いは、対象画像の線分Ｍ１＆２の中点の位置が、補正画像表示領域の中心座標となるように画像変形を行なう。上述した１点固定表示に用いられる１点の設定条件は、Ｘ線診断装置の操作者により、任意の条件に変更可能である。

また、上記した実施形態で説明した「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、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、実施形態は、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本願に係る技術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、本願に係る技術は、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、説明したとおり、少なくとも一つの実施形態によれば、画像の表示に係る処理時間を短縮させることができる。

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。

２１ システム制御部
２６ 画像処理部
２１ａ 検出制御部
２１ｂ 表示制御部
２６ａ マーカー座標検出部
２６ｂ 補正画像生成部

Claims (13)

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、
   順次生成された複数のＸ線画像に含まれる対象物をそれぞれ特定し、当該複数のＸ線画像においてそれぞれ特定した対象物を包含する領域を特定する第１の処理と、前記第１の処理により特定した領域を対象として、新たに生成されたＸ線画像における前記対象物の位置を検出し、検出した前記対象物の位置を前記対象物の基準位置と一致させた補正画像を順次生成する第２の処理とを実行する補正処理部と、
   前記第１の処理により特定された領域を記憶する記憶部と、
   を備え、
   前記補正処理部は、前記被検体に対する手技条件が前記第１の処理の実行時と同一の手技条件で新たに前記第２の処理を行うＸ線画像の収集開始指示を受けた場合に、新たに生成されたＸ線画像に対して、前記記憶部に記憶された前記領域を使用して前記第２の処理を実行することを特徴とするＸ線診断装置。
2. 前記補正処理部は、前記Ｘ線画像が生成される間、前記第１の処理と前記第２の処理とを並列して実行し、前記第２の処理による前記補正画像の生成が失敗した場合に、前記第１の処理によって新たに特定された領域を使用して前記第２の処理を実行することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
3. 前記補正処理部は、透視により生成されたＸ線画像に含まれる前記対象物を含む領域を特定する第１の処理と、撮影により生成されたＸ線画像における前記対象物の位置を前記第１の処理によって特定された領域を対象に検出し、検出した前記対象物の位置を前記撮影により生成されたＸ線画像における前記対象物の基準位置と一致させた補正画像を順次生成する第２の処理とを実行することを特徴とする請求項１又は２記載のＸ線診断装置。
4. 前記第２の処理により順次生成される補正画像を表示部に動画表示させる表示制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
5. 前記表示制御部は、前記第１の処理の実行状態、前記第２の処理の実行状態及び前記第２の処理の成否のうち、少なくとも１つについて前記表示部に表示させることを特徴とする請求項４記載のＸ線診断装置。
6. 前記補正処理部は、順次生成されたＸ線画像群を用いて、前記被検体の体内に挿入された医療デバイスに関する前記対象物を包含する領域を特定し、特定した領域を対象に、新たに生成されたＸ線画像における前記対象物の位置を検出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
7. 前記補正処理部は、前記被検体に対する手技条件が変更された場合に、前記第１の処理によって特定された領域を前記手技条件の変更内容に応じて変更し、新たに生成されたＸ線画像に含まれる前記対象物の位置を、変更後の領域を対象に検出することを特徴とする請求項６記載のＸ線診断装置。
8. 前記補正処理部は、アームの角度、寝台の高さ、ＦＯＶ及びＳＩＤのうち、少なくとも１つの条件が変更されるごとに、変更後の手技条件に対応する領域を使用して前記第２の処理を実行することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
9. 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、
   順次生成された複数のＸ線画像に含まれる対象物をそれぞれ特定し、当該複数のＸ線画像においてそれぞれ特定した対象物を包含する領域を特定する第１の処理と、前記第１の処理により特定した領域を対象として、新たに生成されたＸ線画像における前記対象物の位置を検出し、検出した前記対象物の位置を前記対象物の基準位置と一致させた補正画像を順次生成する第２の処理とを実行する補正処理部と、
   を備え、
   前記補正処理部は、前記Ｘ線画像が生成され、前記第１の処理により特定した領域を使用して前記第２の処理を実行している間、新たに生成された複数のＸ線画像を用いた前記第１の処理を並列して実行し、前記第２の処理による前記補正画像の生成が失敗した場合に、並列して実行していた前記第１の処理によって新たに求められていた領域を使用して前記第２の処理を実行することを特徴とするＸ線診断装置。
10. 前記第２の処理により順次生成される補正画像を表示部に動画表示させる表示制御部をさらに備えることを特徴とする請求項９記載のＸ線診断装置。
11. 前記表示制御部は、前記第１の処理の実行状態、前記第２の処理の実行状態及び前記第２の処理の成否のうち、少なくとも１つについて前記表示部に表示させることを特徴とする請求項１０記載のＸ線診断装置。
12. 前記補正処理部は、順次生成されたＸ線画像群を用いて、前記被検体の体内に挿入された医療デバイスに関する前記対象物を包含する領域を特定し、特定した領域を対象に、新たに生成されたＸ線画像における前記対象物の位置を検出する、請求項９〜１１のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
13. 前記補正処理部は、前記被検体に対する手技条件が変更された場合に、第１の処理によって特定された領域を前記手技条件の変更内容に応じて変更し、新たに生成されたＸ線画像に含まれる前記対象物の位置を、変更後の領域を対象に検出する、請求項１２記載のＸ線診断装置。

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