WO2019069360A1 - 放射線撮影装置 - Google Patents

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fluoroscopic
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projection
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▲高▼橋　渉
秀孝 竹澤
ミッシェル ダージス
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株式会社島津製作所
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Definitions

  • the present invention relates to a radiation imaging apparatus.
  • a radiation imaging apparatus capable of detecting radiation transmitted through a subject and generating a radiation image.
  • Such a radiation imaging apparatus is disclosed, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2014-171790.
  • JP-A-2014-171790 a series of two-dimensional radiation images obtained by continuously shooting an object by an imaging unit provided with a radiation source and detection means, an arm supporting the imaging unit, and the imaging unit
  • a radiation imaging apparatus comprising: acquisition means.
  • the radiation imaging apparatus disclosed in JP-A-2014-171790 before imaging a two-dimensional moving image, a three-dimensional image of the subject at an arbitrary one time point captured by an external CT imaging apparatus is obtained in advance The positional deviation between the image and the three-dimensional image acquired by the imaging unit is calculated. Then, the radiation imaging apparatus disclosed in JP-A-2014-171790 generates a projection image obtained by projecting a three-dimensional image whose positional deviation has been corrected on a two-dimensional plane at the time of photographing a two-dimensional moving image, and generates the generated projection image It is configured to be displayed superimposed on a moving image.
  • the image of the contrast agent of the subject is included in the three-dimensional image of the subject acquired prior to the shooting of the moving image by administering the contrast agent to the subject and photographing.
  • a projection image generated from a stereoscopic image of a subject acquired in advance is only a still image at any one time.
  • the blood vessels are periodical due to the heartbeat of the patient such as percutaneous coronary intervention (PCI).
  • PCI percutaneous coronary intervention
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to provide a contrast that is superimposed on the actual position of the blood vessel even when imaging blood vessels that move periodically.
  • An object of the present invention is to provide a radiation imaging apparatus capable of suppressing the deviation from the image of the agent.
  • a radiation imaging apparatus detects an irradiation unit that irradiates radiation to a subject so as to include a region of interest in the subject, and a detection that detects radiation transmitted through the subject Unit, an image generation unit that generates a fluoroscopic image including a region of interest based on the detection result of the detection unit, a display unit that displays a fluoroscopic image, and a plurality of conditions in which a contrast agent is administered to at least a part of the region of interest
  • a projection image generation unit that generates a two-dimensional projection image from each of the three-dimensional images acquired at each time point, a control unit that associates one of the generated projection images with a fluoroscopic image, a fluoroscopic image, and a fluoroscopic image
  • a superimposed image generation unit that generates a superimposed image by superimposing the associated projected image, and a display unit that displays the superimposed image, and the control unit is a projection image after removal of the image of the contrast agent.
  • the control unit makes at least a part of the projection image after removal of the contrast agent image removed most similar to at least a part of the fluoroscopic image. Correspond the projection image.
  • the control unit makes at least a part of the projection image after removal of the contrast agent image removed most similar to at least a part of the fluoroscopic image.
  • the projection image Correspond the projection image.
  • a region of interest includes a blood vessel that moves periodically, it is possible to suppress the deviation between the actual blood vessel position and the image of the contrast agent displayed in a superimposed manner.
  • the image of the contrast agent can be superimposed and displayed in a state in which the deviation from the actual blood vessel position is suppressed.
  • the image of the contrast agent not used for correlating the fluoroscopic image with the projection image is excluded. be able to.
  • feature points other than the image of the contrast agent used for the said matching reflected in the projection image can be specified easily.
  • the fluoroscopic image can be easily associated with the projection image.
  • the projection image generation unit generates a two-dimensional projection image from each of the three-dimensional images of the subject collected from the outside at a plurality of time points.
  • a three-dimensional image of the subject is collected using a device other than the radiation imaging apparatus, which is suitable for continuously capturing a three-dimensional image of the subject and acquiring three-dimensional images at a plurality of time points.
  • a device other than the radiation imaging apparatus which is suitable for continuously capturing a three-dimensional image of the subject and acquiring three-dimensional images at a plurality of time points.
  • the projection image generation unit is configured to generate a two-dimensional image from the three-dimensional image such that the direction of the object in at least the three-dimensional image substantially matches the direction of the object at which the fluoroscopic image is generated. Generate a projection image.
  • the direction of the subject in the acquired stereoscopic image does not match the direction of the current subject for generating a fluoroscopic image
  • the direction of the subject is matched with the current direction of the subject
  • the projection image projected from the three-dimensional image which adjusted the direction of the object to to can be matched with a perspective image.
  • the fluoroscopic image and the projected image can be associated more accurately.
  • the site of interest includes a site that moves periodically due to the beating of the heart or the beating of the respiratory organ.
  • the beating of the heart or the beating of the respiratory system causes the blood vessels to make periodic movements.
  • a deviation between the actual blood vessel position and the image of the contrast agent displayed superimposed is likely to occur. Therefore, as described above, according to the present invention, a fluoroscopic image including a region of interest is generated, and a projection image at least a part of the projection image is most similar to at least a part of the fluoroscopic image. It is particularly effective to apply to a radiography apparatus for imaging a subject so as to include a site that moves periodically due to a beat or a beat of a respiratory organ.
  • a stereoscopic image is acquired so as to include at least one periodic movement of the part that moves periodically. According to this configuration, it is possible to suppress the occurrence of the case where there is no projection image similar to the fluoroscopic image with respect to the periodically moving portion in the region of interest. As a result, it is possible to reliably display the projection image which is most similar to the fluoroscopic image on the fluoroscopic image, of the generated projection image.
  • a stereoscopic image is acquired by CT imaging. According to this structure, it is possible to easily obtain a three-dimensional image of the subject at a plurality of points in time by CT imaging suitable for continuously capturing a three-dimensional image of the subject.
  • a radiation imaging apparatus capable of suppressing the deviation between the actual blood vessel position and the image of the contrast agent to be superimposed and displayed even when imaging a moving blood vessel periodically. Can be provided.
  • FIG. 1 shows an overview of a X-ray fluoroscopic apparatus according to an embodiment of the present invention. It is a block diagram which shows the structure of the control system of the X-ray fluoroscopic imaging apparatus by one Embodiment of this invention. It is a figure for demonstrating a fluoroscopic image, a moving image, and a three-dimensional image. It is a figure for demonstrating the three-dimensional image of the several time point by CT imaging
  • the configuration of an X-ray fluoroscopic imaging apparatus 100 will be described with reference to FIGS. 1 to 10.
  • the X-ray fluoroscopic imaging apparatus 100 is an apparatus for performing percutaneous coronary intervention while performing X-ray fluoroscopy on a patient.
  • the X-ray fluoroscopic imaging apparatus 100 is an apparatus capable of superimposing and displaying an image acquired in advance by a CT imaging apparatus (not shown) on an X-ray fluoroscopic image.
  • the X-ray fluoroscopic imaging apparatus 100 is an example of the “radiographic imaging apparatus” in the claims.
  • the X-ray fluoroscopic imaging apparatus 100 includes a top 1 for placing a subject P and an imaging unit 2 for performing X-ray or X-ray imaging of the subject P. And have.
  • the top plate 1 is formed in a rectangular flat plate shape in a plan view.
  • the subject P has a direction in which the head-foot direction of the subject P follows the long side of the rectangle (longitudinal direction of the top 1) and a direction in which the left-right direction of the subject P follows the short side of the rectangle (the top 1 It mounts on the top plate 1 so that it may become short side direction.
  • the longitudinal direction of the top 1 is taken as the X-axis direction
  • the lateral direction of the top 1 is taken as the Y-axis direction
  • the direction orthogonal to the X-axis and Y-axis directions is taken as the Z-axis.
  • the imaging unit 2 has an X-ray source, an X-ray tube device 2a disposed on one side of the top plate 1, an X-ray image receiver 2b disposed on the other side of the top plate 1, and an X-ray tube device And a C-shaped arm portion 2c for supporting the X-ray receiver 2b.
  • the X-ray tube apparatus 2a and the X-ray receiver 2b are examples of the “irradiation unit” and the “detection unit” in the claims respectively.
  • the X-ray tube apparatus 2a has an X-ray source, and can apply X-rays by applying a voltage by an X-ray tube driving unit (not shown).
  • the X-ray receiver 2 b includes an FPD (flat panel detector) and is configured to be able to detect X-rays.
  • the X-ray fluoroscopic imaging apparatus 100 irradiates the subject P with X-rays so as to include the region of interest by the X-ray tube device 2a in a state where the subject P is placed on the table 1; By detecting X-rays transmitted through P with the X-ray receiver 2b, it is possible to perform X-ray fluoroscopy or X-ray imaging of the subject P.
  • the site of interest includes, for example, a site that moves cyclically due to the beating of the heart of the subject P or the beating of the respiratory system.
  • the arm unit 2c is configured to be able to rotate and move in the ZY plane by the imaging unit driving mechanism (not shown) with the vicinity of the top plate 1 on which the subject P is placed as a rotation axis.
  • the X-ray tube apparatus 2a and the X-ray receiver 2b can be X-ray fluoroscopically or X-rayed from any position within the YZ plane with respect to the subject P placed on the table 1 is there.
  • the X-ray fluoroscopic imaging apparatus 100 generates an image based on X-rays (radiation) detected by the X-ray receiver 2 b, and an image generated by the image generating unit 3.
  • the apparatus further includes a display unit 4 for displaying an image, and a control unit 5 for performing control to superimpose an image acquired by the CT imaging apparatus in advance on an X-ray see-through image.
  • the image generation unit 3 Based on the detection signal sent from the X-ray receiver 2b, the image generation unit 3 X-ray-perforates the two-dimensional fluoroscopic image 20 (see FIG. 3) in which the internal structure of the subject P is X-rayed so as to include the region of interest. It is configured to be able to generate. Further, the image generation unit 3 may connect a series of fluoroscopic images 20 (21, 22, 23,%) Generated by continuously shooting the subject P in the imaging order to generate the moving image 30 (see FIG. 3). It is configured to be possible. In addition, it is possible to generate a three-dimensional image 40 (see FIG. 3) representing the internal structure of the subject P by performing X-ray fluoroscopy on the subject P while moving the imaging unit 2 to the YZ plane. It is configured. In the fluoroscopic image 20 and the three-dimensional image 40, an example is shown in which the heart H of the subject P is X-ray fluoroscopically captured.
  • the display unit 4 is configured, for example, as a liquid crystal display.
  • the display unit 4 is configured to be able to display the fluoroscopic image 20, the moving image 30, and the three-dimensional image 40 generated by the image generation unit 3.
  • the control unit 5 is a computer including a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), and the like.
  • CPU central processing unit
  • ROM read only memory
  • RAM random access memory
  • the control unit 5 includes a CT imaging data acquisition unit 11, a stereoscopic image adjustment unit 12, a specific part removal unit 13, a projection image generation unit 14, a phase correspondence unit 15, and an image superposition unit 16.
  • the image superimposing unit 16 is an example of the “superimposed image generating unit” in the claims.
  • the CT imaging data acquisition unit 11 acquires data of the three-dimensional image 50 (see FIG. 4) of the subject P from a CT imaging device suitable for CT imaging that is different from the X-ray fluoroscopic imaging device 100 (that is, external). Is configured.
  • the CT imaging apparatus is an apparatus capable of performing tomographic imaging of the subject P continuously.
  • the CT imaging data acquisition unit 11 can acquire (collect) three-dimensional images 50 (51, 52, 53,...) At a plurality of points in time taken continuously.
  • CT imaging is performed in a state where a contrast agent is administered to the subject P.
  • the CT imaging data acquisition unit 11 can acquire (collect) a stereoscopic image 50 including a sharp contrast agent image B.
  • the three-dimensional image 50 represents the internal structure of the subject P as three-dimensional voxel data.
  • the three-dimensional image adjustment unit 12 is configured to be able to adjust the direction and the position of the three-dimensional image 50 of the subject P acquired by the CT imaging data acquisition unit 11 based on the three-dimensional image 40. Since the CT imaging apparatus is an apparatus different from the X-ray fluoroscopic apparatus 100, the attitude of the subject P imaged by the CT imaging apparatus and the attitude of the subject P imaged by the X-ray fluoroscopic apparatus 100 are It is usually considered that they do not match. For example, as shown in FIG. 5A, the heart H of the subject P captured in each of the three-dimensional image 50 and the three-dimensional image 40 has different directions and positions.
  • the stereoscopic image adjustment unit 12 has the direction and position of the heart H of the subject P in the stereoscopic image 50 around the heart H based on the three-dimensional image 40. It is configured to generate an adjusted three-dimensional image 50a adjusted with reference to a portion with few periodic movements. For example, when the stereoscopic image adjustment unit 12 rotates or translates to a certain extent with respect to a rib and a spine (not shown) around the heart H of the subject P captured in the stereoscopic image 50, the stereoscopic image 40 is captured.
  • An adjustment value corresponding to the direction and position of the ribs and spine around the heart H of the ingested subject P is calculated based on a plurality of feature points in the ribs and spine around the heart H. Then, as shown in FIG. 5B, the three-dimensional image adjustment unit 12 adjusts a series of adjustment three-dimensional images 50a obtained by adjusting data of the three-dimensional images 50 captured continuously based on the calculated adjustment value.
  • the specific part removing unit 13 is configured to be capable of removing only data of a specific voxel based on a CT value (a value obtained by digitizing the absorption coefficient of X-rays) from the three-dimensional image 50 obtained from the CT imaging apparatus. It is done. Thereby, as shown in FIG. 6, the specific part removing unit 13 generates a series of post-removal three-dimensional images 50b in which the image B of the contrast agent is removed from the series of adjusted three-dimensional images 50a based on the data of the three-dimensional image 50. Is possible.
  • the projection image generation unit 14 is configured to be capable of projecting the three-dimensional image 50 two-dimensionally. That is, the projection image generation unit 14 can generate a two-dimensional projection image 70 from each of the three-dimensional images 50 collected at a plurality of time points. Thereby, as shown in FIG. 6, the projected image generation unit 14 projects the adjusted stereoscopic image 50a in which the image B of the contrast agent is reflected in a two-dimensional manner, thereby projecting the image Ba of the contrast agent. 70 can be generated. It is also possible to generate a series of post-removal projected images 70a from which the contrast agent image B is not reflected from the three-dimensional image 50b after removal.
  • the projected image 70 (projected image 70a after removal) is obtained by converting the three-dimensional image 50 (three-dimensional image 50b after removal) representing the internal structure of the object P as three-dimensional voxel data into two-dimensional pixel data It is. Further, in the projection image 70, the image B of the contrast agent captured in three dimensions in the three-dimensional image 50 is captured as the image Ba of the two-dimensional contrast agent.
  • the projected image generation unit 14 two-dimensionally projects the image B of the contrast agent removed from the adjusted three-dimensional image 50 a to remove a portion other than the image Ba of the contrast agent. It is also possible to generate a projection image 70b.
  • the superimposed projection image 70 b is used to be superimposed on the fluoroscopic image 20.
  • the projection image to be superimposed on the fluoroscopic image 20 may be either the projection image 70 or the projection image 70b for superposition, but the projection image 70b for superposition in which only the image Ba of the contrast agent is reflected is an image of the contrast agent It is preferable to the projected image 70 in which parts other than Ba are also reflected. Further, in order to cause the projection image generation unit 14 to superimpose on the fluoroscopic image 20, only the projection image 70 or the projection image 70b for superposition may be generated.
  • the phase association unit 15 is configured to be able to associate the fluoroscopic image 20 with any one of the series of projection images 70 with respect to the phase in the region (region of interest) that moves periodically due to the heartbeat.
  • three feature points a, b, and c reflected in the fluoroscopic image 20 and a series of post-removal projected images 70a are used for the association of the phases.
  • the feature points a, b and c are granular shadows derived from any structure of the subject P.
  • the phase matching unit 15 generates a heartbeat in the post-removal projected image 70a (71a, 72a, 73a,%) Generated based on the three-dimensional image 50 (51, 52, 53,%) Generated continuously. Feature points a (a1, a2, a3,%), B (b1, b2, b3,%), C (c1, c2, c3,%) That move periodically.
  • the phase matching unit 15 specifies feature points a, b, c in the fluoroscopic image 20.
  • the phase matching unit 15 calculates the post-removal projected image 70a having the feature points that the feature points a, b, and c in the fluoroscopic image 20 are most similar among the series of post-removal projected images 70a. Thereafter, the phase association unit 15 associates the projection image 70 corresponding to the calculated post-removal projection image 70 a with the perspective image 20.
  • the phase matching unit 15 moves the region of interest in the fluoroscopic image 20 or the post-removal projection image 70a resulting from the breathing that occurs at the same time as the periodic movement of the region (region of interest) that moves periodically due to the heartbeat. It is configured to take into account. That is, the phase association unit 15 not only determines whether the positions of the specified feature points a, b and c are similar to the above-described phase association, but also the center of gravity G of the feature points a, b and c ( By using the relative positions of G1, G2, G3, ...) and the respective feature points a, b, c, the fluoroscopic image 20 and the projection image 70a after removal are not affected by the movement of the site of interest caused by respiration. It is comprised possible to match.
  • the phase matching unit 15 is configured to set feature points a (a 1, a 2, a 3,...), B in a series of post-removal projected images 70 a (71 a, 72 a, 73 a,. (B1, b2, b3,...), C (c1, c2, c3,%) Are specified using batch images.
  • the phase matching unit 15 uses a patch image (of a square having an arbitrary size centered on the feature point) around each feature point a, b, c in the fluoroscopic image 20. It is matched whether or not the patch image around each feature point a, b, c corresponds to the patch image around each feature point a, b, c in the post-removal projected image 70a. This matching is performed, for example, using a method such as normalized cross correlation. Then, it is specified to which of the feature points a, b and c in the projection image 70a after removal the feature points a, b and c in the matching fluoroscopic image 20 correspond.
  • the phase association unit 15 calculates the gravity centers G (G1, G2, G3,%) Of the feature points a, b, c in the identified post-removal projected image 70a. Then, as shown in FIG. 9, the phase association unit 15 calculates a vector group indicating the positions of the respective feature points a, b, c based on the gravity center G in the series of post-removal projected images 70a.
  • the projection image 70 corresponding to the calculated post-removal projection image 70 a is associated with the fluoroscopic image 20 as a projection image in which the phase is associated.
  • the vector group calculated from the feature points a, b, c in the fluoroscopic image 20 is most similar to the vector group calculated from the feature points a2, b2, c2 in the post-removal projection image 72a.
  • An example is shown in which the fluoroscopic image 20 is associated with the projection image 72 corresponding to the projection image 72 a after removal.
  • the control unit 5 is configured to associate the projection image 70 in which at least a part of the projection image 70a after removal from which the image Ba of the contrast agent is removed is the most similar to at least a part of the fluoroscopic image 20. .
  • the image Ba of the contrast agent is not used for correlating the phase, so that the feature points a, b, c used for the correlating of the phase become difficult to be identified when the image Ba of the contrast agent is reflected. It is suppressing.
  • the CT imaging data acquisition unit 11 is configured to acquire (collect) the three-dimensional image 50 for generating the projection image 70 so that the periodic motion of the region of interest is more than one cycle. There is.
  • the image superimposing unit 16 is configured to be able to superimpose the projection image 70 associated with the fluoroscopic image 20 on the fluoroscopic image 20. That is, as shown in FIG. 10, the image superimposing unit 16 can superimpose the superposition projection image 70 b (projection image 70) on the fluoroscopic image 20. In FIG. 10, the superimposed projection image 72b corresponding to the projection image 72 associated with the fluoroscopic image 20 is superimposed on the fluoroscopic image 20 to generate a superimposed image 20a.
  • the control unit 5 is configured to control the image generation unit 3 to cause the display unit 4 to display the superimposed image 20 a generated by the image superposition unit 16.
  • the projection image 70 (the projection image 70 b for superposition) in which at least a part of the generated projection image 70 is most similar to at least a part of the fluoroscopic image 20 It can be superimposed on 20. Therefore, it is possible to suppress the deviation between the actual blood vessel position and the image Ba of the contrast agent displayed in a superimposed manner.
  • the control unit 5 sequentially associates, with respect to the series of fluoroscopic images 20 (21, 22, 23,%), Any of the series of projection images 70 with respect to the phase of the periodically moving site (site of interest).
  • the control unit 5 sequentially superimposes the projection image 70 (the projection image 70 b for superposition) on the fluoroscopic image 20 with respect to the association of the phases to generate a superposition image 20 a.
  • the control unit 5 sequentially controls the image generation unit 3 with respect to the generation of the superimposed image 20 a and causes the display unit 4 to display the superimposed image 20 a.
  • the image Ba of the contrast agent can be superimposed and displayed in the state where the displacement with the actual blood vessel position is suppressed even in the moving image 30 in which the fluoroscopic images 20 are joined. it can.
  • step S101 the control unit 5 (CT imaging data acquisition unit 11) acquires CT imaging data including the stereoscopic image 50 at a plurality of time points from the outside of the X-ray fluoroscopic imaging apparatus 100.
  • step S102 the control unit 5 controls the imaging unit driving mechanism to generate a three-dimensional image 40 by performing X-ray fluoroscopy while moving the imaging unit 2 in the YZ plane.
  • step S103 the control unit 5 (the three-dimensional image adjustment unit 12) matches the direction and the position at which the subject P captured in the three-dimensional image 50 and the subject P captured in the three-dimensional image 40 are oriented. As described above, a series of adjusted solid images 50 a in which the position and direction of the series of solid images 50 are adjusted based on the three-dimensional image 40 are generated.
  • step S104 the control unit 5 (specific site removing unit 13) generates a series of post-removal three-dimensional images 50b in which the image B of the contrast agent is removed from the series of adjusted three-dimensional images 50a.
  • step S105 the control unit 5 (projected image generation unit 14) generates a post-removal projected image 70a by projecting a series of the post-removal three-dimensional image 50b in two dimensions (the image B of the contrast agent is removed). Do. Further, the control unit 5 (projected image generation unit 14) generates a projected image 70 obtained by projecting the adjusted solid image 50a in two dimensions (the image B of the contrast agent is not removed) or the removed solid image 50b. In this case, at least one of the superimposed projection images 70b (in which the portion other than the contrast agent image Ba is removed) in which the image B of the contrast agent removed in this case is projected in two dimensions is generated.
  • step S106 the control unit 5 determines whether or not X-ray fluoroscopy has been started based on an instruction from the user or the operation of the imaging unit 2.
  • the processing up to step S105 may be performed in real time, in order to reduce the control load of step S105, it is preferable that the processing up to step S105 be completed prior to step S106.
  • step S107 the control unit 5 controls the image generation unit 3 to generate a fluoroscopic image 20.
  • step S108 the control unit 5 (phase matching unit 15) selects a phase most similar to the phase of the fluoroscopic image 20 from the series of post-removal projected images 70a based on the periodically moving part. A post-removal projected image 70a is calculated. Then, the control unit 5 (phase association unit 15) associates the projection image 70 (the projection image 70b for superposition) corresponding to the calculated projection image 70a after removal with the fluoroscopic image 20.
  • step S109 the control unit 5 generates a superimposed image 20a in which the projection image 70 (the projection image 70b for superimposition) associated with the phase is superimposed on the fluoroscopic image 20.
  • step S110 the control unit 5 controls the image generation unit 3 to cause the display unit 4 to display the superimposed image 20a on which the projection image 70 (the projection image 70b for superposition) is superimposed.
  • step S111 the control unit 5 determines whether or not X-ray fluoroscopy has ended based on an instruction from the user or the operation of the imaging unit 2. If it is not determined in step S111 that the X-ray fluoroscopy has ended, the process returns to step S107 and the processing is repeated. When it is determined in step S111 that the X-ray fluoroscopy has been completed, the processing for associating the phases of the fluoroscopic image 20 and the projection image 70 and the superimposed display is completed.
  • the control unit 5 causes the projection image 70 in which at least a part of the projection image 70a after removal from which the image Ba of the contrast agent has been removed is the most similar to at least a part of the fluoroscopic image 20.
  • the superimposed projected image 70 b projected image 70 in which at least a part of the generated projected image 70 is most similar to at least a part of the fluoroscopic image 20 can be superimposed and displayed on the fluoroscopic image 20.
  • the image Ba of the contrast agent can be superimposed and displayed in a state in which the deviation from the actual blood vessel position is suppressed.
  • contrast enhancement not used for correlating the fluoroscopic image 20 with the projection image 70 The image Ba of the agent can be excluded.
  • feature points a, b, c other than the contrast agent image Ba used for the above-mentioned correspondence reflected in the projected image 70 can be easily specified.
  • the fluoroscopic image 20 and the projection image 70 can be easily associated with each other.
  • the projection image generation unit 14 generates a two-dimensional projection image 70 from each of the three-dimensional images 50 of the subject P collected from the outside at a plurality of time points.
  • a device suitable for acquiring the three-dimensional image 50 at a plurality of points in time by continuously photographing the three-dimensional image 50 of the object P, which is different from the X-ray fluoroscopic apparatus 100. Can be collected.
  • the projection image generation unit 14 sets the direction of the object P in the three-dimensional image 50 substantially to the direction of the object P in which the fluoroscopic image 20 is generated. To generate a two-dimensional projection image 70. Thereby, even if the direction of the subject P in the acquired three-dimensional image 50 does not match the direction of the current subject P for generating the fluoroscopic image 20, the direction of the subject P matches the current direction of the subject P
  • the projected image 70 projected from the three-dimensional image 50 in which the direction of the subject P is adjusted as described above can be associated with the fluoroscopic image 20. As a result, the fluoroscopic image 20 and the projection image 70 can be associated more accurately.
  • the site of interest includes a site that moves periodically due to the beating of the heart H or the beating of the respiratory organ.
  • the beating of the heart H or the beating of the respiratory system causes the blood vessels to make periodic movements.
  • the region of interest includes a region that moves periodically due to the pulsation of the heart H or the pulsation of the respiratory system, a shift between the actual blood vessel position and the image Ba of the contrast agent displayed superimposed is generated. easy. Therefore, according to the present invention, the fluoroscopic image 20 including the region of interest is generated, and the projected image 70 at least a part of the projected image 70 most similar to at least a part of the fluoroscopic image 20 is superimposed on the fluoroscopic image 20. As described above, it is particularly effective to apply the present invention to the X-ray fluoroscopic apparatus 100 for imaging the subject P so as to include a site that moves periodically due to the pulsation of the heart H or the pulsation of the respiratory organ.
  • the three-dimensional image 50 is acquired so as to include at least one periodic movement of the periodically moving part. This makes it possible to suppress the occurrence of the case where there is no projection image 70 similar to the fluoroscopic image 20 with respect to a periodically moving site at the site of interest. As a result, it is possible to ensure that the projection image 70 in which the periodically moving part of the generated projection image 70 most resembles the fluoroscopic image 20 is superimposed on the fluoroscopic image 20.
  • the three-dimensional image 50 is acquired by CT imaging. Thereby, it is possible to easily acquire the three-dimensional image 50 at a plurality of time points of the subject P by CT imaging suitable for continuously shooting the three-dimensional image 50 of the subject P.
  • the three-dimensional image 50 is obtained (collected) from the outside (CT imaging apparatus) of the X-ray fluoroscopic apparatus 100, but the present invention is not limited to this.
  • the X-ray fluoroscopic apparatus 100 even if the X-ray fluoroscopic apparatus 100 itself is provided with a function of performing CT imaging of the inside of the subject P, the X-ray fluoroscopic apparatus 100 itself can acquire (collect) the stereoscopic image 50. Good.
  • the three-dimensional image 50 is obtained (collected) from the CT imaging apparatus, but the present invention is not limited to this.
  • the present invention is not limited to a CT imaging apparatus, and may use, for example, MRI (nuclear magnetic resonance imaging) or PET (positron emission tomography) as long as a solid image 50 can be acquired (collected).
  • the projection image 70 and the fluoroscopic image 20 are associated with each other using the projection image 70a after removal from which the image Ba of the contrast agent has been removed, but the present invention is not limited to this.
  • the projection image 70 in which the contrast agent image Ba is not removed may be directly associated with the fluoroscopic image 20. In this case, since it is not necessary to generate the projection image 70a after removing the image Ba of the contrast agent, the process in the control unit 5 for superimposing the projection image 70 on the fluoroscopic image 20 can be simplified.
  • the three-dimensional image adjustment unit 12 adjusts the three-dimensional image 50 with respect to the direction and position of the subject P facing the heart H with reference to a region around the heart H with few periodic movements.
  • the three-dimensional image adjustment unit 12 may adjust only the direction of the heart H of the subject P in the three-dimensional image 50 to generate the adjusted three-dimensional image 50 a.
  • the phase associating unit 15 associates the fluoroscopic image 20 with the projection image 70
  • the relative positions of the gravity center G of the feature points a, b, c and the respective feature points a, b, c are used.
  • the positional deviation between the subject P in the projection image 70 and the subject P in the fluoroscopic image 20 due to the positional deviation between the subject P in the stereoscopic image 50 and the subject P in the fluoroscopic image 20 may be eliminated. .
  • three feature points a, b and c are used to associate the fluoroscopic image 20 and the projection image 70, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the number of feature points may be two or four or more.
  • the three-dimensional image 40 is generated by performing X-ray fluoroscopy on the subject P while moving the imaging unit 2 in the YZ plane, but the present invention is not limited to this.
  • X-ray fluoroscopy may be performed on the subject P while moving the imaging unit 2 in the XZ plane, or the top plate 1 may be YZ plane or XZ. It is also possible to perform X-ray fluoroscopy on the subject P while rotating it on a flat surface.
  • the image B of the contrast agent is removed from the adjusted solid image 50a to generate the removed solid image 50b.
  • the configuration is such that the post-removal projected image 70a is generated from the stereoscopic image 50b (the image Ba of the contrast agent is not reflected)
  • the present invention is not limited thereto.
  • a projected image 70 in which the contrast agent image Ba is reflected may be generated from the adjusted solid image 50a, and the projected image 70a may be generated after removing the contrast agent image Ba from the projected image 70.
  • the processing of the control unit 5 is described using a flow-driven flow that sequentially performs processing along the processing flow, but the present invention is not limited to this.
  • the processing of the control unit 5 may be performed by an event driven type (event driven type) processing that executes processing on an event basis.
  • the operation may be completely event driven, or the combination of event driving and flow driving may be performed.

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Abstract

この放射線撮影装置（１００）は、造影剤の像（Ｂａ）が取り除かれた除去後投影像（７０ａ）の少なくとも一部と、透視画像（２０）の少なくとも一部とが最も類似する投影像（７０）を対応付ける制御部（５）を備える。

Description

放射線撮影装置
　本発明は、放射線撮影装置に関する。
　従来、被検体を透過した放射線を検出して放射線画像を生成可能な放射線撮影装置が知られている。このような放射線撮影装置は、たとえば、特開２０１４－１７１７９０号公報に開示されている。
　特開２０１４－１７１７９０号公報には、放射線源および検出手段を備えた撮影部と、撮影部を支持するアームと、撮影部により被検体を連写して得られた一連の２次元の放射線画像を撮影順に繋ぎ合わせて２次元の動画を生成する動画生成手段と、アームにより撮影部を回転させながら撮影することにより取得した一連の放射線画像を基に被検体の３次元イメージを取得する３次元イメージ取得手段と、を備える放射線撮影装置が開示されている。
　この特開２０１４－１７１７９０号公報の放射線撮影装置は、２次元の動画の撮影前に、外部のＣＴ撮影装置で撮影された任意の一時点における被検体の立体像を予め取得して、その立体像と、撮影部により取得した３次元イメージとの位置ズレを求めるように構成されている。そして、特開２０１４－１７１７９０号公報の放射線撮影装置は、２次元の動画の撮影時において、位置ズレを補正した立体像を２次元平面に投影させた投影像を生成し、生成した投影像を動画に重畳させて表示するように構成されている。ここで、動画の撮影に先立ち予め取得されている被検体の立体像には、被検体に造影剤を投与して撮影することにより被検体の造影剤の像が含まれている。
特開２０１４－１７１７９０号公報
　しかしながら、特開２０１４－１７１７９０号公報のような放射線撮影装置では、予め取得される被検体の立体像から生成される投影像が任意の一時点における静止画像のみとなる。このため、特開２０１４－１７１７９０号公報のような放射線撮影装置を、患者をＸ線透視しながら、経皮的冠動脈インターベーション（ＰＣＩ）のような患者の心拍などに起因して血管が周期的に動く場合の撮影に用いると、重畳される投影像における造影剤の像が実際の血管位置とズレる場合が生じ得るという問題点がある。
　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、周期的に動く血管を撮影する場合にも、実際の血管位置と重畳表示される造影剤の像とのズレを抑制することが可能な放射線撮影装置を提供することである。
　上記目的を達成するために、この発明の一の局面における放射線撮影装置は、被検体において関心部位を含むように被検体に放射線を照射する照射部と、被検体を透過した放射線を検出する検出部と、検出部における検出結果に基づいて、関心部位を含む透視画像を生成する画像生成部と、透視画像を表示する表示部と、関心部位の少なくとも一部に造影剤を投与した状態で複数時点において収集された立体像のそれぞれから２次元の投影像を生成する投影像生成部と、生成された各投影像のいずれかと、透視画像とを対応付ける制御部と、透視画像と、透視画像に対応付けられた投影像とを重畳して重畳画像を生成する重畳画像生成部と、重畳画像を表示する表示部とを備え、制御部は、造影剤の像が取り除かれた除去後投影像の少なくとも一部と、透視画像の少なくとも一部とが最も類似する投影像を対応付ける。
　この発明の一の局面による放射線撮影装置では、上記のように、制御部は、造影剤の像が取り除かれた除去後投影像の少なくとも一部と、透視画像の少なくとも一部とが最も類似する投影像を対応付ける。これにより、生成された投影像の少なくとも一部が透視画像の少なくとも一部に最も類似した投影像を透視画像に重畳表示させることができる。その結果、たとえば、関心部位に周期的に動く血管が含まれる場合にも、実際の血管位置と重畳表示される造影剤の像とのズレを抑制することができる。したがって、透視画像を繋ぎ合わせた動画においても、実際の血管位置とのズレを抑制した状態で造影剤の像を重畳表示させることができる。また、透視画像と投影像とを対応付ける際に、造影剤の像が取り除かれた除去後投影像を用いることによって、透視画像と投影像との対応付けに用いられない造影剤の像を除外することができる。これにより、投影像に写り込んだ上記対応付けに用いられる造影剤の像以外の特徴点を容易に特定することができる。その結果、透視画像と投影像との対応付けを容易に行うことができる。
　上記一の局面による放射線撮影装置において、好ましくは、投影像生成部は、複数時点において外部から収集された被検体の立体像のそれぞれから２次元の投影像を生成する。このように構成すれば、被検体の立体像を、放射線撮影装置とは別の、被検体の立体像を連写して複数時点における立体像を取得するのに適した装置を用いて収集することができる。その結果、Ｘ線透視するための構成とは異なる被検体の立体像を連写する構成を、放射線撮影装置に設ける必要がなくなる。
　上記一の局面による放射線撮影装置において、好ましくは、投影像生成部は、少なくとも立体像における被検体の方向を透視画像が生成される被検体の方向と略一致するように立体像から２次元の投影像を生成する。このように構成すれば、収集された立体像における被検体の方向が、透視画像を生成するための現在の被検体の方向と一致していない場合でも、現在の被検体の方向と一致するように被検体の方向を調整した立体像から投影した投影像を、透視画像と対応付けることができる。その結果、透視画像と投影像とをより正確に対応付けることができる。
　上記一の局面による放射線撮影装置において、好ましくは、関心部位は、心臓の拍動または呼吸器の拍動に起因して周期的に動く部位を含む。ここで、心臓の拍動または呼吸器の拍動は、血管に周期的な動きを生じさせる。このため、関心部位に心臓の拍動または呼吸器の拍動に起因して周期的に動く部位が含まれる場合、実際の血管位置と重畳表示される造影剤の像とのズレが生じ易い。したがって、関心部位を含む透視画像を生成して、投影像の少なくとも一部が透視画像の少なくとも一部に最も類似した投影像を透視画像に重畳表示させる本発明を、上記のように、心臓の拍動または呼吸器の拍動に起因して周期的に動く部位を含むように被検体を撮影する放射線撮影装置に適用することは特に効果的である。
　上記関心部位が周期的に動く部位を含む構成において、好ましくは、立体像は、周期的に動く部位の周期的な運動を少なくとも１周期分含むように収集される。このように構成すれば、関心部位における周期的に動く部位に関して、透視画像と類似する投影像が存在しない場合が生じるのを抑制することができる。その結果、生成された投影像のうち周期的に動く部位が透視画像に最も類似した投影像を確実に透視画像に重畳表示させることができる。
　上記一の局面による放射線撮影装置において、好ましくは、立体像は、ＣＴ撮影により取得される。このように構成すれば、被検体の立体像を連写することに適したＣＴ撮影により、被検体の複数時点における立体像を容易に取得することができる。
　本発明によれば、上記のように、周期的に動く血管を撮影する場合にも、実際の血管位置と重畳表示される造影剤の像とのズレを抑制することが可能な放射線撮影装置を提供することができる。
本発明の一実施形態によるＸ線透視撮影装置の概観を示す図である。 本発明の一実施形態によるＸ線透視撮影装置の制御系の構成を示すブロック図である。 透視画像、動画および３次元イメージを説明するための図である。 ＣＴ撮影による複数時点の立体像を説明するための図である。 ３次元イメージに基づく立体像の位置および方向の調整を説明するための図である。 立体像から造影剤の像を除去する処理および立体像を２次元に投影した投影像を生成する処理を説明するための図である。 立体像から除去した造影剤の像を２次元に投影した投影像を生成する処理を説明するための図である。 投影像における周期的に動く部位を説明するための図である。 周期的に動く部位に基づく透視画像と立体像との位相合わせを説明するための図である。 位相合わせされた投影像に対応する造影剤の像を含んだ投影像と透視画像との重畳表示を説明するための図である。 投影像と透視画像とを位相合わせして重畳表示させるための制御部による制御フローを説明するための図である。
　以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する
（Ｘ線透視撮影装置の構成）
　図１～図１０を参照して、本発明の一実施形態によるＸ線透視撮影装置１００の構成について説明する。Ｘ線透視撮影装置１００は、患者をＸ線透視しながら経皮的冠動脈インターベーションを行うための装置である。また、Ｘ線透視撮影装置１００は、Ｘ線透視した画像に予めＣＴ撮影装置（図示せず）により取得した画像を重畳表示させることが可能な装置である。なお、Ｘ線透視撮影装置１００は、特許請求の範囲の「放射線撮影装置」の一例である。
　図１に示すように、本実施形態によるＸ線透視撮影装置１００は、被検体Ｐを載置するための天板１と、被検体ＰをＸ線透視またはＸ線撮影するための撮影部２と、を備えている。
　天板１は、平面視において、長方形の平板状に形成されている。被検体Ｐは、被検体Ｐの頭足方向が長方形の長辺に沿う方向（天板１の長手方向）、かつ、被検体Ｐの左右方向が長方形の短辺に沿う方向（天板１の短手方向）となるように、天板１上に載置される。なお、本明細書において、天板１の長手方向をＸ軸方向とし、天板１の短手方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸方向およびＹ軸方向と直交する方向をＺ軸方向とする。
　撮影部２は、Ｘ線源を有し、天板１の一方側に配置されたＸ線管装置２ａと、天板１の他方側に配置されたＸ線受像器２ｂと、Ｘ線管装置２ａおよびＸ線受像器２ｂを支持するＣ字形状のアーム部２ｃとを有する。なお、Ｘ線管装置２ａおよびＸ線受像器２ｂは、それぞれ、特許請求の範囲の「照射部」および「検出部」の一例である。
　Ｘ線管装置２ａは、Ｘ線源を有しており、図示しないＸ線管駆動部によって電圧が印加されることにより、Ｘ線を照射することが可能である。Ｘ線受像器２ｂは、ＦＰＤ（フラットパネルディテクタ）を含み、Ｘ線を検出することができるように構成されている。これにより、Ｘ線透視撮影装置１００は、天板１に被検体Ｐを載置した状態で、Ｘ線管装置２ａにより関心部位を含むように被検体ＰにＸ線を照射して、被検体Ｐを透過したＸ線をＸ線受像器２ｂで検出することによって、被検体ＰをＸ線透視またはＸ線撮影することが可能である。なお、関心部位は、たとえば、被検体Ｐの心臓の拍動または呼吸器の拍動に起因して周期的な動く部位などを含む。
　アーム部２ｃは、被検体Ｐが載置される天板１の近傍を回転軸として、図示しない撮影部駆動機構により、ＺＹ平面内を回動移動することが可能に構成されている。これにより、天板１に載置された被検体Ｐに対してＸ線管装置２ａおよびＸ線受像器２ｂを、ＹＺ平面内の任意の位置からＸ線透視またはＸ線撮影することが可能である。
　図２に示すように、Ｘ線透視撮影装置１００は、Ｘ線受像器２ｂで検出されたＸ線（放射線）に基づいて画像を生成する画像生成部３と、画像生成部３において生成された画像を表示する表示部４と、Ｘ線透視した画像に予めＣＴ撮影装置により取得した画像を重畳表示させるための制御を行う制御部５と、をさらに備えている。
　画像生成部３は、Ｘ線受像器２ｂから送られた検出信号に基づいて、被検体Ｐの内部構造を関心部位を含むようにＸ線透視した２次元の透視画像２０（図３参照）を生成することが可能に構成されている。また、画像生成部３は、被検体Ｐを連写して生成された一連の透視画像２０（２１、２２、２３、…）を撮影順に繋ぎ合わせて動画３０（図３参照）を生成することが可能に構成されている。また、撮影部２をＹＺ平面に回動移動させながら被検体ＰをＸ線透視することにより、被検体Ｐの内部構造を表した３次元イメージ４０（図３参照）を生成することが可能に構成されている。なお、透視画像２０および３次元イメージ４０においては、被検体Ｐの心臓Ｈが写り込むようにＸ線透視された例を示している。
　表示部４は、たとえば、液晶ディスプレイとして構成されている。そして、表示部４は、画像生成部３により生成された透視画像２０、動画３０および３次元イメージ４０を表示できるように構成されている。
　制御部５は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを含んで構成されたコンピュータである。
　制御部５は、ＣＴ撮影データ取得部１１と、立体像調整部１２と、特定部位除去部１３と、投影像生成部１４と、位相対応付け部１５と、画像重畳部１６と、を備える。なお、画像重畳部１６は、特許請求の範囲の「重畳画像生成部」の一例である。
　ＣＴ撮影データ取得部１１は、Ｘ線透視撮影装置１００とは別の（すなわち外部の）ＣＴ撮影に適したＣＴ撮影装置から被検体Ｐの立体像５０（図４参照）のデータを取得するように構成されている。ここで、ＣＴ撮影装置は、被検体Ｐを連続的に断層撮影することが可能な装置である。これにより、ＣＴ撮影データ取得部１１は、図４に示すように、連続的に撮影された複数時点における立体像５０（５１、５２、５３、…）を取得（収集）することが可能である。また、ＣＴ撮影装置においては、被検体Ｐに造影剤を投与した状態でＣＴ撮影が行われている。これにより、ＣＴ撮影データ取得部１１は、図４に示すように、鮮明な造影剤の像Ｂが含まれる立体像５０を取得（収集）することが可能である。ここで、立体像５０は、被検体Ｐの内部構造を３次元のボクセルデータとして表したものである。
　立体像調整部１２は、３次元イメージ４０に基づいて、ＣＴ撮影データ取得部１１が取得した被検体Ｐの立体像５０の方向および位置を調整することが可能に構成されている。ＣＴ撮影装置はＸ線透視撮影装置１００とは別の装置であるため、ＣＴ撮影装置において撮影した被検体Ｐの姿勢と、Ｘ線透視撮影装置１００において撮影される被検体Ｐの姿勢とは、通常一致しないと考えられる。たとえば、図５（ａ）に示すように、立体像５０と、３次元イメージ４０とでは、それぞれに写り込んだ被検体Ｐの心臓Ｈが異なる向きおよび位置となっている。
　そこで、立体像調整部１２は、図５（ｂ）に示すように、３次元イメージ４０に基づいて、立体像５０における被検体Ｐの心臓Ｈの向く方向および位置を、心臓Ｈの周囲にある周期的な動きの少ない部位を基準に調整した調整立体像５０ａを生成するように構成されている。たとえば、立体像調整部１２は、立体像５０に写り込んだ被検体Ｐの心臓Ｈの周囲にある図示しない肋骨や脊椎を基準として、どの程度回転または平行移動させると、３次元イメージ４０に写り込んだ被検体Ｐの心臓Ｈの周囲にある肋骨や脊椎の向く方向および位置に一致するかの調整値を、心臓Ｈの周囲にある肋骨や脊椎における複数の特徴点に基づいて算出する。そして、立体像調整部１２は、図５（ｂ）に示すように、算出された上記調整値に基づいて連続的に撮影されたそれぞれの立体像５０のデータを調整した一連の調整立体像５０ａを生成する。
　特定部位除去部１３は、ＣＴ撮影装置から取得した立体像５０から、ＣＴ値（Ｘ線の吸収係数を数値化した値）に基づいて、特定のボクセルのデータだけを除去することが可能に構成されている。これにより、特定部位除去部１３は、図６に示すように、立体像５０のデータに基づく一連の調整立体像５０ａから造影剤の像Ｂを除去した一連の除去後立体像５０ｂを生成することが可能である。
　投影像生成部１４は、立体像５０を２次元に投影することが可能に構成されている。すなわち、投影像生成部１４は、複数時点において収集された立体像５０のそれぞれから２次元の投影像７０を生成することが可能である。これにより、投影像生成部１４は、図６に示すように、造影剤の像Ｂが写り込んだ調整立体像５０ａを２次元に投影することにより、造影剤の像Ｂａが写り込んだ投影像７０を生成することができる。また、除去後立体像５０ｂから造影剤の像Ｂが写り込んでいない一連の除去後投影像７０ａを生成することもできる。ここで、投影像７０（除去後投影像７０ａ）は、被検体Ｐの内部構造を３次元のボクセルデータとして表した立体像５０（除去後立体像５０ｂ）を２次元のピクセルデータに変換したものである。また、投影像７０には、立体像５０において３次元に写り込んでいた造影剤の像Ｂが、２次元の造影剤の像Ｂａとして写り込んでいる。
　また、投影像生成部１４は、図７に示すように、調整立体像５０ａから除去した造影剤の像Ｂを２次元に投影することにより、造影剤の像Ｂａ以外の部分が除去された重畳用投影像７０ｂを生成することも可能である。ここで、重畳用投影像７０ｂは、透視画像２０と重畳させるために用いられるものである。透視画像２０に重畳させる投影像は、投影像７０および重畳用投影像７０ｂのいずれでも構わないが、造影剤の像Ｂａのみが写り込んでいる重畳用投影像７０ｂの方が、造影剤の像Ｂａ以外の部分も写り込んだ投影像７０よりも好ましい。また、投影像生成部１４は、透視画像２０に重畳させるために、投影像７０または重畳用投影像７０ｂのいずれかだけを生成すればよい。
　位相対応付け部１５は、心拍に起因して周期的に動く部位（関心部位）における位相に関して、透視画像２０と一連の投影像７０のいずれかとを対応付けることが可能に構成されている。この位相の対応付けには、図８～図１０に示すように、透視画像２０および一連の除去後投影像７０ａに写り込んだ３つの特徴点ａ、ｂ、ｃを用いる。ここで、特徴点ａ、ｂ、ｃは、被検体Ｐの何らかの構造に由来した粒状の影である。すなわち、位相対応付け部１５は、連続的に生成された立体像５０（５１、５２、５３、…）に基づいて生成された除去後投影像７０ａ（７１ａ、７２ａ、７３ａ、…）において、心拍に起因して周期的に動く特徴点ａ（ａ１、ａ２、ａ３、…）、ｂ（ｂ１、ｂ２、ｂ３、…）、ｃ（ｃ１、ｃ２、ｃ３、…）を特定する。同様に、位相対応付け部１５は、透視画像２０における特徴点ａ、ｂ、ｃを特定する。そして、位相対応付け部１５は、一連の除去後投影像７０ａの中から、透視画像２０における特徴点ａ、ｂ、ｃが最も類似する特徴点を有する除去後投影像７０ａを算出する。その後、位相対応付け部１５は、算出された除去後投影像７０ａに対応した投影像７０を透視画像２０に対応付ける。
　また、位相対応付け部１５は、心拍に起因して周期的に動く部位（関心部位）が、周期的な動きと同時に生じる呼吸に起因した透視画像２０または除去後投影像７０ａにおける関心部位の移動を考慮するように構成されている。すなわち、位相対応付け部１５は、上記の位相の対応付けには、単に特定した特徴点ａ、ｂ、ｃの位置が類似するかどうかだけでなく、特徴点ａ、ｂ、ｃの重心Ｇ（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…）とそれぞれの特徴点ａ、ｂ、ｃとの相対位置を用いることにより、呼吸によって生じる関心部位の移動に影響されずに透視画像２０と除去後投影像７０ａとを対応付けすることが可能に構成されている。
　具体的には、図８に示すように、位相対応付け部１５は、一連の除去後投影像７０ａ（７１ａ、７２ａ、７３ａ、…）における特徴点ａ（ａ１、ａ２、ａ３、…）、ｂ（ｂ１、ｂ２、ｂ３、…）、ｃ（ｃ１、ｃ２、ｃ３、…）をバッチ画像を用いて特定する。
　具体的には、位相対応付け部１５は、各々の特徴点ａ、ｂ、ｃの周囲の（特徴点を中心とした任意の大きさを有する正方形の）パッチ画像を用いて、透視画像２０における各々の特徴点ａ、ｂ、ｃの周囲のパッチ画像と、除去後投影像７０ａにおける各々の特徴点ａ、ｂ、ｃの周囲のパッチ画像とが対応しているか否かのマッチングを行う。このマッチングは、たとえば、正規化相互相関などの方法を用いて行われる。そして、マッチングした透視画像２０における特徴点ａ、ｂ、ｃが、除去後投影像７０ａにおける特徴点ａ、ｂ、ｃのいずれに対応しているかが特定される。
　位相対応付け部１５は、特定されたそれぞれの除去後投影像７０ａにおける特徴点ａ、ｂ、ｃの重心Ｇ（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…）を算出する。そして、図９に示すように、位相対応付け部１５は、一連の除去後投影像７０ａにおける重心Ｇを基準としたそれぞれの特徴点ａ、ｂ、ｃの位置を示すベクトル群を算出する。
　ここで、透視画像２０における特徴点ａ、ｂ、ｃおよび特徴点ａ、ｂ、ｃの重心Ｇに基づいて、透視画像２０における重心Ｇを基準とした特徴点ａ、ｂ、ｃの位置を示すベクトル群も算出しておく。そして、一連の除去後投影像７０ａ（７１ａ、７２ａ、７３ａ、…）の中から、透視画像２０における特徴点ａ、ｂ、ｃから算出されたベクトル群と最も類似するベクトル群を有する除去後投影像７０ａを算出する。そして、算出された除去後投影像７０ａに対応した投影像７０を位相が対応付けられた投影像として透視画像２０に対応付ける。なお、図９では、透視画像２０における特徴点ａ、ｂ、ｃから算出されたベクトル群は、除去後投影像７２ａにおける特徴点ａ２、ｂ２、ｃ２から算出されたベクトル群と最も類似しており、透視画像２０が除去後投影像７２ａに対応した投影像７２と対応付けられる例を示している。
　なお、本実施形態のＸ線透視撮影装置１００では、上記したように、透視画像２０と一連の投影像７０のいずれかとを対応付ける際に、造影剤の像Ｂａが含まれない一連の除去後投影像７０ａを用いるように構成されている。すなわち、制御部５は、造影剤の像Ｂａが取り除かれた除去後投影像７０ａの少なくとも一部と、透視画像２０の少なくとも一部とが最も類似する投影像７０を対応付けるように構成されている。これにより、造影剤の像Ｂａは位相の対応付けに用いられないので、造影剤の像Ｂａが写り込むことにより位相の対応付けに用いられる特徴点ａ、ｂ、ｃが特定されにくくなることを抑制している。
　また、本実施形態のＸ線透視撮影装置１００では、一連の投影像７０（７１、７２、７３、…）は、周期的に動く部位（関心部位）が、１周期分よりも多くなるように構成されている。すなわち、ＣＴ撮影データ取得部１１は、関心部位の周期的な運動が１周期分よりも多くなるように、投影像７０を生成するための立体像５０を取得（収集）するように構成されている。
　画像重畳部１６は、透視画像２０に対応付けられた投影像７０を、透視画像２０に重畳させることが可能に構成されている。すなわち、画像重畳部１６は、図１０に示すように、重畳用投影像７０ｂ（投影像７０）を透視画像２０に重畳させることが可能である。なお、図１０では、透視画像２０に対応付けられた投影像７２に対応する重畳用投影像７２ｂを透視画像２０に重畳させて、重畳画像２０ａを生成している。
　制御部５は、画像生成部３を制御して、画像重畳部１６において生成した重畳画像２０ａを表示部４に表示させるように構成されている。これにより、本実施形態のＸ線透視撮影装置１００では、生成された投影像７０の少なくとも一部が透視画像２０の少なくとも一部に最も類似した投影像７０（重畳用投影像７０ｂ）を透視画像２０に重畳表示させることができる。したがって、実際の血管位置と重畳表示される造影剤の像Ｂａとのズレを抑制することができる。
　制御部５は、一連の透視画像２０（２１、２２、２３、…）に対して順次、周期的に動く部位（関心部位）の位相に関して一連の投影像７０のいずれかと対応付ける。制御部５は、位相の対応付けに対して順次、透視画像２０に投影像７０（重畳用投影像７０ｂ）を重畳させて重畳画像２０ａを生成する。そして、制御部５は、重畳画像２０ａの生成に対して順次、画像生成部３を制御して、重畳画像２０ａを表示部４に表示させる。これにより、本実施形態のＸ線透視撮影装置１００では、透視画像２０を繋ぎ合わせた動画３０においても、実際の血管位置とのズレを抑制した状態で造影剤の像Ｂａを重畳表示させることができる。
　（透視画像と投影像との位相の対応付けおよび重畳表示のフロー）
　次に、図１１を参照して、投影像７０と透視画像２０とを位相合わせして重畳表示させるための制御部５による制御フローについて説明する。
　まず、ステップＳ１０１において、制御部５（ＣＴ撮影データ取得部１１）は、複数時点における立体像５０を含むＣＴ撮影データをＸ線透視撮影装置１００の外部から取得する。
　次に、ステップＳ１０２において、制御部５は、撮影部駆動機構を制御して撮影部２をＹＺ平面内に回動移動させながらＸ線透視することより３次元イメージ４０を生成する。
　次に、ステップＳ１０３において、制御部５（立体像調整部１２）は、立体像５０に写り込んだ被検体Ｐと３次元イメージ４０に写り込んだ被検体Ｐとが向く方向および位置が一致するように、３次元イメージ４０に基づいて一連の立体像５０の位置および方向を調整した一連の調整立体像５０ａを生成する。
　次に、ステップＳ１０４において、制御部５（特定部位除去部１３）は、一連の調整立体像５０ａから造影剤の像Ｂを除去した一連の除去後立体像５０ｂを生成する。
　次に、ステップＳ１０５において、制御部５（投影像生成部１４）は、一連の除去後立体像５０ｂを２次元に投影した（造影剤の像Ｂが除去された）除去後投影像７０ａを生成する。また、制御部５（投影像生成部１４）は、調整立体像５０ａを２次元に投影した（造影剤の像Ｂが除去されていない）投影像７０、または、除去後立体像５０ｂを生成する際に除去した造影剤の像Ｂを２次元に投影した（造影剤の像Ｂａ以外の部分が除去された）重畳用投影像７０ｂの少なくともいずれかを生成する。
　その後、ステップＳ１０６において、制御部５は、ユーザからの指示や撮影部２の動作に基づいてＸ線透視が開始されたか否かを判断する。なお、ステップＳ１０５までの処理は、リアルタイムで行ってもよいものの、ステップＳ１０５の制御負担を軽減するため、ステップＳ１０６に先立って、ステップＳ１０５までの処理が完了しているのが好ましい。
　ステップＳ１０６において、Ｘ線透視が開始されたと判断した場合、ステップＳ１０７において、制御部５は、画像生成部３を制御して透視画像２０を生成する。
　次に、ステップＳ１０８において、制御部５（位相対応付け部１５）は、周期的に動く部位に基づいて、一連の除去後投影像７０ａの中から、透視画像２０の位相と最も類似する位相を有する除去後投影像７０ａを算出する。そして、制御部５（位相対応付け部１５）は、算出された除去後投影像７０ａに対応する投影像７０（重畳用投影像７０ｂ）を透視画像２０に対応付ける。
　次に、ステップＳ１０９において、制御部５は、位相を対応付けた投影像７０（重畳用投影像７０ｂ）を透視画像２０に重畳させた重畳画像２０ａを生成する。
　次に、ステップＳ１１０において、制御部５は、画像生成部３を制御して、投影像７０（重畳用投影像７０ｂ）を重畳させた重畳画像２０ａを表示部４に表示させる。
　その後、ステップＳ１１１において、制御部５は、ユーザからの指示や撮影部２の動作に基づいてＸ線透視が終了したか否かを判断する。ステップＳ１１１において、Ｘ線透視が終了されたと判断されない場合は、ステップＳ１０７に戻り処理を繰り返す。また、ステップＳ１１１において、Ｘ線透視が終了されたと判断した場合は、透視画像２０と投影像７０との位相の対応付けおよび重畳表示の処理を終了する。
　（本実施形態の効果）
　本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
　本実施形態では、上記のように、制御部５は、造影剤の像Ｂａが取り除かれた除去後投影像７０ａの少なくとも一部と、透視画像２０の少なくとも一部とが最も類似する投影像７０を対応付ける。これにより、生成された投影像７０の少なくとも一部が透視画像２０の少なくとも一部に最も類似した重畳用投影像７０ｂ（投影像７０）を透視画像２０に重畳表示させることができる。その結果、関心部位に周期的に動く血管が含まれる場合にも、実際の血管位置と重畳表示される造影剤の像Ｂａとのズレを抑制することができる。したがって、透視画像２０を繋ぎ合わせた動画３０においても、実際の血管位置とのズレを抑制した状態で造影剤の像Ｂａを重畳表示させることができる。また、透視画像２０と投影像７０とを対応付ける際に、造影剤の像Ｂａが取り除かれた除去後投影像７０ａを用いることによって、透視画像２０と投影像７０との対応付けに用いられない造影剤の像Ｂａを除外することができる。これにより、投影像７０に写り込んだ上記対応付けに用いられる造影剤の像Ｂａ以外の特徴点ａ、ｂ、ｃを容易に特定することができる。その結果、透視画像２０と投影像７０との対応付けを容易に行うことができる。
　また、本実施形態では、上記のように、投影像生成部１４は、複数時点において外部から収集された被検体Ｐの立体像５０のそれぞれから２次元の投影像７０を生成する。これにより、被検体Ｐの立体像５０を、Ｘ線透視撮影装置１００とは別の、被検体Ｐの立体像５０を連写して複数時点の立体像５０を取得するのに適した装置を用いて収集することができる。その結果、Ｘ線透視するための構成とは異なる被検体Ｐの立体像５０を連写する構成を、Ｘ線透視撮影装置１００に設ける必要がなくなる。
　また、本実施形態では、上記のように、投影像生成部１４は、立体像５０における被検体Ｐの方向を透視画像２０が生成される被検体Ｐの方向と略一致するように立体像５０から２次元の投影像７０を生成する。これにより、収集された立体像５０における被検体Ｐの方向が、透視画像２０を生成するための現在の被検体Ｐの方向と一致していない場合でも、現在の被検体Ｐの方向と一致するように被検体Ｐの方向を調整した立体像５０から投影した投影像７０を、透視画像２０と対応付けることができる。その結果、透視画像２０と投影像７０とをより正確に対応付けることができる。
　また、本実施形態では、上記のように、関心部位は、心臓Ｈの拍動または呼吸器の拍動に起因して周期的に動く部位を含む。ここで、心臓Ｈの拍動または呼吸器の拍動は、血管に周期的な動きを生じさせる。このため、関心部位に心臓Ｈの拍動または呼吸器の拍動に起因して周期的に動く部位が含まれる場合、実際の血管位置と重畳表示される造影剤の像Ｂａとのズレが生じ易い。したがって、関心部位を含む透視画像２０を生成して、投影像７０の少なくとも一部が透視画像２０の少なくとも一部に最も類似した投影像７０を透視画像２０に重畳表示させる本発明を、上記のように、心臓Ｈの拍動または呼吸器の拍動に起因して周期的に動く部位を含むように被検体Ｐを撮影するＸ線透視撮影装置１００に適用することは特に効果的である。
　また、本実施形態では、上記のように、立体像５０は、周期的に動く部位の周期的な運動を少なくとも１周期分含むように収集される。これにより、関心部位における周期的に動く部位に関して、透視画像２０と類似する投影像７０が存在しない場合が生じるのを抑制することができる。その結果、生成された投影像７０のうち周期的に動く部位が透視画像２０に最も類似した投影像７０を確実に透視画像２０に重畳表示させることができる。
　また、本実施形態では、上記のように、立体像５０は、ＣＴ撮影により取得される。これにより、被検体Ｐの立体像５０を連写することに適したＣＴ撮影により、被検体Ｐの複数時点における立体像５０に関するを容易に取得することができる。
　［変形例］
　なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
　上記実施形態では、立体像５０をＸ線透視撮影装置１００の外部（ＣＴ撮影装置）から取得（収集）する構成としたが、本発明はこれに限られない。本発明では、Ｘ線透視撮影装置１００自身に被検体Ｐの内部をＣＴ撮影する機能を設けることにより、Ｘ線透視撮影装置１００自身で立体像５０を取得（収集）するように構成してもよい。
　また、上記実施形態では、立体像５０をＣＴ撮影装置から取得（収集）する構成としたが、本発明はこれに限られない。本発明では、ＣＴ撮影装置に限らず、立体像５０を取得（収集）可能であれば、たとえば、ＭＲＩ（核磁気共鳴画像法）やＰＥＴ（陽電子放出断層撮影法）などを用いてもよい。
　また、上記実施形態では、造影剤の像Ｂａが取り除かれた除去後投影像７０ａを用いて投影像７０と透視画像２０とを対応付ける構成としたが、本発明はこれに限られない。本発明では、透視画像２０に造影剤の像Ｂａが取り除かれていない投影像７０を直接対応付ける構成としてもよい。この場合、造影剤の像Ｂａを取り除いた除去後投影像７０ａを生成する必要がなくなるので、透視画像２０に投影像７０を重畳表示させるための制御部５における処理を簡略化することができる。
　また、上記実施形態では、立体像調整部１２は、立体像５０における被検体Ｐの心臓Ｈの向く方向および位置を心臓Ｈの周囲にある周期的な動きの少ない部位を基準に調整した調整立体像５０ａを生成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、立体像調整部１２は、立体像５０における被検体Ｐの心臓Ｈの向く方向だけを調整して調整立体像５０ａを生成するようにしてもよい。この場合、位相対応付け部１５が、透視画像２０と投影像７０とを対応付ける際に、特徴点ａ、ｂ、ｃの重心Ｇとそれぞれの特徴点ａ、ｂ、ｃとの相対位置を用いることにより、立体像５０における被検体Ｐと透視画像２０における被検体Ｐとの位置ズレに起因する投影像７０における被検体Ｐと透視画像２０における被検体Ｐの位置ズレを解消するようにすればよい。
　また、上記実施形態では、透視画像２０と投影像７０との対応付けに３つの特徴点ａ、ｂ、ｃを用いる構成としたが、本発明はこれに限られない。本発明では、特徴点の数は、２つでもよいし、４つ以上でもよい。
　また、上記実施形態では、撮影部２をＹＺ平面に回動移動させながら被検体ＰをＸ線透視することにより３次元イメージ４０を生成する構成としたが、本発明はこれに限られない。本発明では、３次元イメージ４０を生成するために、撮影部２をＸＺ平面内に回動移動させながら被検体ＰをＸ線透視するようにしてもよいし、天板１をＹＺ平面またはＸＺ平面に回動移動させながら被検体ＰをＸ線透視するようにしてもよい。
　また、上記実施形態では、立体像５０の位置および方向を調整した調整立体像５０ａを生成した後、調整立体像５０ａから造影剤の像Ｂを除去した除去後立体像５０ｂを生成し、除去後立体像５０ｂから（造影剤の像Ｂａが写り込んでいない）除去後投影像７０ａを生成する構成としたが、本発明はこれに限られない。本発明では、調整立体像５０ａから造影剤の像Ｂａが写り込んだ投影像７０を生成し、投影像７０から造影剤の像Ｂａを除去した除去後投影像７０ａを生成する構成としてもよい。
　また、上記実施形態では、説明の便宜上、制御部５の処理を処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部５の処理を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型（イベントドリブン型）の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。
　２ａ　Ｘ線管装置（照射部）
　２ｂ　Ｘ線受像器（検出部）
　３　画像生成部
　４　表示部
　５　制御部
　１３　投影像生成部
　１６　画像重畳部（重畳画像生成部）
　２０（２１、２２、２３）　透視画像
　２０ａ　重畳画像
　５０（５１、５２、５３）　立体像
　７０（７２）　投影像
　７０ａ（７１ａ、７２ａ、７３ａ）　除去後投影像
　１００　Ｘ線透視撮影装置（放射線撮影装置）
　Ｂ、Ｂａ　造影剤の像
　Ｈ　心臓
　Ｐ　被検体

Claims (6)

  1. 　被検体において関心部位を含むように前記被検体に放射線を照射する照射部と、
    　前記被検体を透過した放射線を検出する検出部と、
    　前記検出部における検出結果に基づいて、前記関心部位を含む透視画像を生成する画像生成部と、
    　前記透視画像を表示する表示部と、
    　前記関心部位の少なくとも一部に造影剤を投与した状態で、複数時点において収集された立体像のそれぞれから２次元の投影像を生成する投影像生成部と、
    　当該生成された各投影像のいずれかと、前記透視画像とを対応付ける制御部と、
    　前記透視画像と、当該透視画像に対応付けられた前記投影像とを重畳して重畳画像を生成する重畳画像生成部と、
    　前記重畳画像を表示する表示部とを備え、
    　前記制御部は、前記造影剤の像が取り除かれた除去後投影像の少なくとも一部と、前記透視画像の少なくとも一部とが最も類似する前記投影像を、前記透視画像に対応付ける、放射線撮影装置。
  2. 　前記投影像生成部は、前記複数時点において外部から収集された前記被検体の立体像のそれぞれから前記２次元の投影像を生成する、請求項１に記載の放射線撮影装置。
  3. 　前記投影像生成部は、少なくとも前記立体像における前記被検体の方向を前記透視画像が生成される前記被検体の方向と略一致するように前記立体像から前記２次元の投影像を生成する、請求項１または２に記載の放射線撮影装置。
  4. 　前記関心部位は、心臓の拍動または呼吸器の拍動に起因して周期的に動く部位を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
  5. 　前記立体像は、前記周期的に動く部位の周期的な運動を少なくとも１周期分含むように収集される、請求項４に記載の放射線撮影装置。
  6. 　前記立体像は、ＣＴ撮影により取得される、請求項１～５のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
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