WO2017115432A1 - 放射線装置 - Google Patents

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WO2017115432A1
WO2017115432A1 PCT/JP2015/086553 JP2015086553W WO2017115432A1 WO 2017115432 A1 WO2017115432 A1 WO 2017115432A1 JP 2015086553 W JP2015086553 W JP 2015086553W WO 2017115432 A1 WO2017115432 A1 WO 2017115432A1
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radiation
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image
time
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祥太 佐藤
▲高▼橋　渉
ミシェル ダルジ
滝人 酒井
敬一 後藤
セバスティアン マット
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Shimadzu Corp
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    • G06V2201/03—Recognition of patterns in medical or anatomical images
    • G06V2201/034—Recognition of patterns in medical or anatomical images of medical instruments

Definitions

  • the present invention relates to a radiation apparatus that acquires a plurality of radiation images based on detected radiation, and more particularly to a technique for extracting a plurality of feature points of a predetermined object based on the radiation images.
  • examples of the predetermined object include a blood vessel of a subject and a device inserted into the body of the subject.
  • a device to be inserted into the body of a subject it is used for stents used in interventional treatments, markers attached to stents, probes used for intravascular ultrasound (IVUS), and cardiovascular diagnosis
  • IVUS intravascular ultrasound
  • CVS cardiovascular systems
  • Patent Document 2 Japanese Translation of PCT International Publication No. 2008-520320, at least two feature points are extracted from a region of interest (ROI: Region Of Interest), and each feature point is individually aligned and individually aligned. An image is generated, and each registered image is weighted and added to generate an image of the object of interest (object of interest) superimposed.
  • ROI Region Of Interest
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-131371, the position of the feature point of the object is extracted, each image is aligned with the position of the feature point in the reference image of the past frame, and the aligned image is displayed. Display in real time.
  • Patent Document 4 Japanese Translation of PCT International Publication No. 2013-521969, a corrected image is generated by alignment based on a periodic trajectory of a reference point (marker) of an object.
  • a moving object is not always displayed in an appropriate position, direction, and size.
  • PTCA Percutaneous Transluminal Coronary Angioplasty
  • a guidewire (catheter) with a stent is inserted into the stenotic lesion and the patient's heart is beating. Therefore, it is necessary to place the stent in an accurate position while viewing the X-ray fluoroscopic image.
  • catheter aortic valve replacement TAVR
  • TAVR if the placement position and angle of the prosthetic valve are incorrect or the prosthetic valve falls off, it may have a fatal effect on the patient, and the operator is required to be positioned very carefully.
  • Patent Document 1 JP 2005-510288 A
  • Patent Document 2 JP 2008-520320 A
  • Patent Document 3 JP-A-2010-131371.
  • Efforts have been made to allow accurate positioning of objects such as stents by fixing and displaying points. It has been proposed that the position for fixing the feature point of the object is the position of the object in the first frame (first frame) or a predetermined position on a predetermined screen.
  • the position of the object in the first frame is not always appropriate for the surgeon as the fixed position, direction, and size of the object.
  • the feature point is fixed at a predetermined position, information on the original direction and size of the target object is completely lost. Is difficult to understand intuitively from the image. Further, since real-time display is performed during the operation, it is difficult for the operator to manually select a frame at an appropriate fixed position.
  • Patent Document 4 Japanese Translation of PCT International Publication No. 2013-521969.
  • An object such as a marker located at is left as it is, and is not necessarily located at an accurate location.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a radiation apparatus that displays a moving object set in an appropriate position, direction, and size.
  • a feature point position acquisition unit that sequentially extracts and sequentially acquires the positions of the plurality of feature points in time series, and based on the positions of the feature points in the time series that are sequentially acquired, Feature point display position determining means for sequentially determining each display position as each display position of the object, and aligning the radiation image so that the position of each feature point matches the display position
  • Correction image generation means for sequentially generating the time-series correction images, using the radiographic image after alignment obtained as a correction image, and display control means for controlling the correction images to be displayed sequentially It is characterized by comprising.
  • a predetermined position is calculated based on the position of each feature point in time series, and the calculated predetermined position is sequentially determined as a position to be displayed for each of the plurality of feature points.
  • the display position of the feature point can be automatically determined appropriately.
  • the movement of the display position gradually slows down and finally converges to the average position of each feature point due to movement (for example, pulsation). Therefore, the finally moving object can be displayed with the average position, the average direction, and the average size fixed.
  • the process up to that point gradually switches to nature slowly and does not feel unnatural.
  • the median of the position of each feature point in time series is used, it is robust even when there is a feature point extraction error frame.
  • the display position of each feature point is the average or center of the positions of multiple feature points. By setting the value, an appropriate position of the object can be finally set at the center of the display (screen).
  • a predetermined position based on the positions of a plurality of feature points, and sequentially acquire the calculated predetermined position as the position of the object.
  • a radiation device different from the former invention (the latter invention) is a radiation device that acquires a plurality of radiation images based on detected radiation, and irradiates the subject with radiation.
  • a radiographic image generating means for sequentially generating time-series radiographic images by radiography for detecting radiation transmitted through the subject; and a plurality of predetermined objects based on the radiographic images generated in sequence.
  • the feature point position acquisition means for sequentially extracting the positions of the feature points and sequentially acquiring the positions of the plurality of feature points in time series, and the positions of the plurality of feature points for the same frame sequentially extracted
  • the position of the object is sequentially determined based on the object position acquisition means for sequentially acquiring the position of the object in time series, and the position of the plurality of feature points for each of the same frame extracted sequentially
  • Object direction acquisition means for sequentially determining the direction of the object, sequentially acquiring the direction of the object in time series, and to display based on the position of the object in time series acquired sequentially
  • the object display position determining means for sequentially determining the display position of the object and the direction of the object in time series obtained sequentially, the display direction of the object to be displayed is sequentially determined.
  • the radiographic image is aligned so that the object display direction determining means and the position of the object coincide with the display position of the object and the direction of the object coincides with the display direction of the object
  • Correction image generation means for sequentially generating the time-series correction images, using the radiographic image after alignment obtained as a correction image, and display control means for controlling the correction images to be displayed sequentially It is characterized by having Than is.
  • the display position / direction of each object in the frame is sequentially determined based on the position / direction of feature points in time series (multiple frames).
  • the moving object can be set and displayed in an appropriate position and direction.
  • the direction of the object is displayed in consideration of the direction of the object based on a plurality of feature points, the shape of the object may become unnatural without deforming the object itself even if the direction changes. Absent.
  • the size can be averaged, anisotropic scaling and deformation can make the image unnatural.
  • the calculation cost is high. In the latter invention, it moves and rotates.
  • the device eg, stent
  • the size cannot be averaged, but the image is not unnatural because it is not deformed.
  • the change in size is small and does not matter much. Also, the calculation cost is small.
  • the position and direction of the target object that is the basis of the display position and display direction of the target object may be determined by the following calculation. That is, a predetermined position is calculated based on the positions of the plurality of feature points, the calculated predetermined positions are sequentially acquired as the positions of the target object, and the predetermined positions are determined based on the directions of the regression lines with respect to the plurality of feature points. The direction is calculated, and the calculated predetermined direction is sequentially acquired as the direction of the object. By such calculation, the position and direction of the object can be appropriately and automatically determined.
  • the predetermined position / direction is calculated based on the sequentially acquired position / direction of the time-series target object, and the calculated predetermined position / direction is used as the display position / display of the target object.
  • the direction is preferably determined sequentially.
  • the display position / display direction of the object can be appropriately and automatically determined.
  • the movement of the display position and direction gradually slows down, and finally converges to the average of the movement of the object due to movement (for example, pulsation). To do. Therefore, it is possible to display the object that finally moves by fixing it in the average position / average direction.
  • the process up to that point gradually switches to nature slowly and does not feel unnatural.
  • the median value of the position and direction of the time-series target is used, it is robust even when there is a frame with a feature point extraction error.
  • the display position / direction of the object is set to the position / direction of the time-series object.
  • an appropriate position of the object can be set at the center of the display (screen), and the object can be set in an appropriate direction.
  • the object in more detail by enlarging a predetermined area of the corrected image and sequentially displaying it.
  • the position of the object is known, so that the periphery of the object can be displayed in an enlarged manner.
  • the position where the target object is estimated to exist from the relative position of the target object to the feature point can be enlarged and displayed.
  • a user such as a surgeon can specify a display area and display a desired position in an enlarged manner.
  • the correction image generation means further includes a background difference image generation means for performing a time difference on the time-series radiation image and sequentially generating a background difference image based on the time difference. It is preferable that the image generation unit sequentially generates the time-series corrected images using the background differential image after alignment obtained by aligning the background differential images as a corrected image. That is, by performing the background difference based on the time difference in advance before the alignment of the target object, it is possible to display the background difference image from which the background with little motion is removed instead of the original image (radiation image). By displaying the background difference image in which the background has disappeared in advance, the visibility of the region of interest and the uncomfortable feeling caused by the movement of the unaligned background do not occur.
  • the correction image generation means further includes time integration correction image means for performing time integration on the time-series correction images and sequentially generating time integration correction images by the time integration.
  • the display control means preferably controls to display the time integration correction images sequentially.
  • the moving object can be set to an appropriate position, direction, and size.
  • each display position of the target object of the frame is based on the position / direction of the time-series (multiple frames) feature points. -Since the display direction is sequentially determined, the moving object can be set and displayed at an appropriate position and direction.
  • 6 is a block diagram of the periphery of a corrected image generation unit when time integration is performed on a time-series corrected image.
  • 6 is a block diagram of an image processing system in an X-ray apparatus according to Embodiment 2.
  • FIG. It is a schematic diagram of the position and angle of a stent. It is a schematic diagram of the movement of the center point and display position of the marker which concerns on Example 2.
  • FIG. It is a schematic diagram which shows an example of the correction
  • 10 is a schematic diagram illustrating an example of a display mode according to a modification example related to Example 1.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an example of a display mode according to a modified example related to Example 2.
  • FIG. 6 is a block diagram of an image processing system in an X-ray apparatus according to a further modified example related to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a front view of an X-ray apparatus including a C-arm according to each embodiment
  • FIG. 2 is a block diagram of an image processing system in the X-ray apparatus according to the first embodiment.
  • X-ray is used as an example of radiation
  • percutaneous coronary artery is used as interventional radiology (IVR) such as interventional therapy.
  • IVR interventional radiology
  • PTCA plastic surgery
  • the X-ray apparatus provided with the C arm 23 shown in FIG. 1 is used as a CVS apparatus used for cardiovascular diagnosis.
  • the video system 2 includes a base portion 21 installed on the floor (xy plane in the drawing), a C arm support portion 22 supported by the base portion 21, and a C arm supported by the C arm support portion 22. 23, an X-ray tube 24 supported at one end of the C-arm 23, and a flat panel X-ray detector (FPD: Flat Panel Detector) 25 supported at the other end.
  • FPD Flat Panel Detector
  • a collimator 26 for controlling the irradiation field of X-rays is disposed on the X-ray irradiation side of the X-ray tube 24 supported at one end of the C arm 23, a collimator 26 for controlling the irradiation field of X-rays is disposed.
  • the gear 27e rotates around the vertical axis via the belt 27b, the gear box 27c, and the gear 27d, and the base portion 21 is rotated with respect to the floor surface by the rotation of the gear 27e.
  • the base portion 21 is rotated around the vertical axis by the first video system moving portion 27
  • the C arm support portion 22 supported by the base portion 21 is also rotated around the vertical axis
  • C The C arm 23 supported by the arm support 22 also rotates around the vertical axis
  • the X-ray tube 24 and the flat panel X-ray detector (FPD) 25 supported by the C arm 23 also move around the vertical axis. Rotate.
  • the first video system moving unit 27 rotates the video system 2 around the vertical axis.
  • a box 28c, a gear 28d for transmitting rotation around an axis center orthogonal to the body axis from the gear box 28c in a horizontal plane, and a gear 28e meshed with the gear 28d are provided.
  • the gear 28e is fixed to the base portion 21 with a bearing (not shown) interposed therebetween.
  • the gear 28e rotates around the axis perpendicular to the body axis in the horizontal plane via the belt 28b, the gear box 28c, and the gear 28d.
  • the C-arm support portion 22 rotates relative to the base portion 21 around an axis that is orthogonal to the body axis in a horizontal plane.
  • the C arm 23 supported by the C arm support portion 22 also rotates around an axis that is orthogonal to the body axis in a horizontal plane, and the X-ray tube 24 and the FPD 25 supported by the C arm 23 also move relative to the body axis. And rotate around the axis perpendicular to the horizontal plane.
  • the second video system moving unit 28 rotates and moves the video system 2 around an axis that is orthogonal to the body axis in a horizontal plane.
  • a third video system moving unit 29 that rotates and moves the C-arm 23 around the body axis (x-axis in the figure) of the subject M is provided.
  • the C-arm 23 is formed in a rail shape, and the third video system moving unit 29 includes two bearings 29a fitted in the groove of the C-arm 23 and a belt 29b attached along the outer peripheral surface of the C-arm 23.
  • a motor 29c that winds a part of the belt 29b.
  • the motor 29c is driven to rotate, the belt 29b rotates and the C arm 23 slides relative to the bearing 29a.
  • the C arm 23 rotates around the body axis.
  • the X-ray tube 24 and the FPD 25 supported by the C arm 23 also rotate around the body axis.
  • the third video system moving unit 29 rotates and moves the video system 2 around the body axis.
  • the C-arm 23 that supports the X-ray tube 24 and supports the FPD 25 is formed by being curved in a “C” shape along the direction of rotational movement around the body axis by the third video system moving unit 29. It can be said that the X-ray tube 24 and the FPD 25 rotate around the body axis along the bending direction of the C-arm 23.
  • the second video system moving unit 28 also moves the C arm 23 in the direction of rotational movement around the axis perpendicular to the body axis, which is a direction different from the rotational movement of the C arm 23 around the body axis. It can also be said that the video system 2 is rotated around an axis that is orthogonal to the body axis in a horizontal plane by rotating the image.
  • an image that translates the image system 2 in the horizontal direction by translating the base unit 21, the C arm support unit 22, or the C arm 23 in the horizontal direction (for example, the x direction or the y direction in the figure).
  • a system moving part (not shown), an FPD moving part (not shown) for rotating the C arm 23 around a support axis supporting the FPD 25, and the like are provided.
  • an image system adjustment unit (not shown) that rotates and moves in the deflection direction is provided in order to adjust the deflection (positional deviation) due to the weight of the C-arm 23 itself or the X-ray tube 24 or FPD 25 supported by the C-arm 23, an image system adjustment unit (not shown) that rotates and moves in the deflection direction is provided. You may prepare.
  • the FPD moving part (illustration omitted) which translates FPD25 along the support-axis direction in which C arm 23 supports FPD25.
  • the FPD moving portion is along the support shaft direction.
  • the FPD moving unit changes the distance (ie, SID) at which the perpendicular line is dropped from the X-ray tube 24 to the FPD 25, and the video system 2 is translated in the perpendicular direction.
  • the image processing system 3 inputs a feature point represented by a marker or the like, thereby manually specifying the position of the feature point, and a controller 42 that performs overall control of each component of the image processing system 3.
  • a controller 42 that performs overall control of each component of the image processing system 3.
  • an image memory unit 43 for temporarily storing the respective images such as X-ray image obtained by the photographing (original image) P 10 and the corrected image P 20 for video playback, the position of the feature point and the direction and each And a monitor 44 for displaying an image (particularly, a corrected image P 20 finally obtained).
  • the X-ray image generation unit 31 irradiates the subject M (see FIG. 1) with X-rays, and performs time series by X-ray imaging in which the FPD 25 detects the X-rays transmitted through the subject M. sequentially generating the X-ray image (original image) P 10 of. Sequentially generated X-ray images (original images) P 10 are sent to the image memory unit 43. In the case of fluoroscopy, the X-ray image (original image) P 10 is sent to the feature point position acquisition unit 32 without being stored in the image memory unit 43 in order to display the image in real time. Of course, if there is no problem even if some time lag occurs, the X-ray image (original image) P 10 may be sent to the image memory unit 43 even in fluoroscopy.
  • Feature point position acquisition unit 32 sequentially generated X-ray image based on the (original image) P 10 extracts the position of a plurality of feature points sequentially with the predetermined target object, when a plurality of feature points of series The position of is acquired sequentially.
  • the positions of a plurality of time-series feature points acquired sequentially are sent to the feature point display position determination unit 33 and the corrected image generation unit 34. It should be noted that the positions of a plurality of time-series feature points acquired sequentially are written and stored in a storage medium such as a RAM as needed.
  • the feature point display position determination unit 33 sequentially determines the position to display each of the plurality of feature points as the display position of each feature point based on the sequentially acquired position of the time series feature points. .
  • the feature point display position determination unit 33 calculates a predetermined position based on the position of each feature point in time series, and displays the calculated predetermined position for each of the plurality of feature points. Sequentially determined as power positions.
  • the specific calculation is not particularly limited, but the average value or median value of each time-series feature point is sequentially determined as each display position of the object.
  • the mode value may be sequentially determined as each display position of the object.
  • the specific movement of the feature point (marker) and the display position obtained by the above-described calculation will be described later with reference to FIG.
  • Each display position is sent to the corrected image generation unit 34.
  • Correction image generation unit 34 so that the position of each feature point matches in each display position, correct the X-ray image after the positioning obtained by aligning the X-ray image (original image) P 10 image P As 20 , the time-series corrected images P 20 are sequentially generated. Feeding the corrected image P 20, which are sequentially generated in the image memory unit 43. In the case of fluoroscopy, to real-time display of the image, without storing by feeding the corrected image P 20 in the image memory unit 43 is fed into the monitor 44. Of course, if there is no problem even if some time lag may be fed the correction image P 20 in the image memory unit 43 in perspective.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a PTCA image obtained by percutaneous coronary angioplasty
  • FIG. 4 is an enlarged view of a balloon marker and a stent
  • FIG. 5 is a diagram of markers and display positions according to Example 1.
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of a corrected image by alignment
  • FIG. 7 is a block diagram of the periphery of the corrected image generation unit in the case of aligning the background difference image
  • FIG. 8 is a block diagram of the periphery of the corrected image generation unit when time integration is performed on a time-series corrected image.
  • the original image P 10, (see also FIG. 4) the two balloons markers m substantially are crowded-through stent moves together S (see also FIG. 4), for example, FIG. 3, the balloon marker m and the stent S are moved by pulsation and respiration.
  • the balloon marker m can be easily visually recognized with high contrast, while the stent S has a fine structure with low contrast. It is difficult to observe.
  • the original image the position of each balloon markers m in P 10 as the position of the feature point, a known technique feature point position acquisition unit by like 32 disclosed in the illustrated JP (see Figure 2) is the real time Extract. Since a specific feature point extraction method is a known method, the description thereof is omitted.
  • the extracted position information (that is, the position of the feature point) of each marker for each frame is written and stored in a storage medium such as a RAM as time-series information. At this time, it is necessary to associate the two markers of each frame with each other and distinguish them from each other.
  • the feature point display position determination unit 33 calculates the average of the positions of the markers (see the black circles in FIG. 5).
  • the display position of each marker (see the gray circle in FIG. 5). That is, as for the display position of each marker, the display position in the first frame (start frame) is the original marker position itself, but the display position in the second frame is the marker in the first frame and the marker in the second frame.
  • the display position in the third frame is the average of the markers from the first frame to the third frame, and is approximately in the vicinity of the marker position in the second frame. Similarly, the average of the positions of the markers is displayed as the display position. I will ask for it.
  • the display position of each marker gradually becomes slower as shown by the gray circle in FIG. 5 than the actual movement of the marker, and when the movement due to the pulsation becomes one cycle or more. , It converges near its average position.
  • the display position may be fixed by stopping updating the display position (that is, obtaining the display position sequentially).
  • a median value may be used instead of the average value, and an appropriate position can be obtained even if abnormal coordinates (pixel positions) due to feature point extraction errors are included.
  • the correction image generation unit 34 (see FIG. 2) is aligned with the original image P 10 creating real-time X-ray image after the positioning obtained by the corrected image P 20.
  • the stent is projected on a two-dimensional image in spite of its three-dimensional movement, so the stent interval changes in length depending on the projection angle in addition to translation and rotation on the image. It will appear as if the length of the stent has changed. For this reason, in addition to parallel movement and rotational movement, in order to match this interval, enlargement / reduction is also performed in the axial direction of the stent so that the positions of the markers overlap. As a result, the object is finally always fixed to the average position, average direction, and average size.
  • an image to be aligned instead of the original image P 10, may be used a background differential image P 15 (see Figure 7).
  • the corrected image generation unit 34 performs a time difference on the time-series X-ray image (original image) P 10 , and sequentially uses the background difference image P 15 based on the time difference. Is further provided with a subtractor 34a.
  • the correction image generation unit 34 a background differential image after the positioning obtained by aligning the background differential image P 15 as the corrected image P 20, when sequentially generates the corrected image P 20 series .
  • the subtractor 34 a is connected to the image memory unit 43.
  • the subtractor 34a is composed of an operational amplifier and a resistor.
  • the subtractor 34a corresponds to the background difference image generating means in this invention.
  • the correction image generation unit 34 performs time integration on the time-series correction image P 20 and sequentially generates time integration correction images P 25 by the time integration.
  • a device 34b is further provided.
  • the display control unit 35 controls to sequentially display the time integral correction image P 25.
  • the time integration correction image P 25 is displayed on the monitor 44 (see FIG. 2).
  • the time integration corrected image P 25 may be temporarily stored in the image memory unit 43 and then displayed on the monitor 44.
  • the integrator 34b includes an operational amplifier, a resistor, and a capacitor (capacitance). May also be subjected to past frame temporal filter or recursive filter about the corrected image P 20 with respect to the corrected image P 20 after the positioning (the recursive computation).
  • the integrator 34b corresponds to the time integration corrected image means in this invention.
  • the display control unit 35 controls to display the time-series corrected image P 20 (time integration corrected image P 25 in the case of time integration in FIG. 8) on the monitor 44 in real time.
  • real-time display such as fluoroscopy has been described.
  • real-time display such as fluoroscopy has been described.
  • each image is written in the image memory 43 and stored and then read out during reproduction, it is the same as real-time display. Detailed description is omitted.
  • the corrected image itself that is finally displayed can also be set to an accurate position and direction.
  • a plurality of feature points (markers) may be extracted for each of the sequentially generated images.
  • a single feature point (marker) may be extracted.
  • the image processing system 3 of the second embodiment includes an X-ray image generation unit 31, a feature point position acquisition unit 32, a correction image generation unit 34, and a display control unit 35 similar to those of the first embodiment described above. And.
  • the image processing system 3 includes the feature point display position determining unit 33 (see FIG. 2).
  • the second embodiment as shown in FIG.
  • An object position acquisition unit 51 that sequentially determines the position of the object based on the positions of the plurality of feature points for each, and sequentially acquires the position of the object in time series;
  • An object direction acquisition unit 52 that sequentially determines the direction of the object based on the positions of the plurality of feature points, sequentially acquires the direction of the object in time series, and the time series of objects acquired in sequence
  • An object display position determination unit 53 that sequentially determines the display position of the object to be displayed based on the position, and the display of the object to be displayed based on the sequentially acquired direction of the time-series object
  • an object display direction determination unit 54 that sequentially determines directions.
  • the image processing system 3 includes an input unit 41, a controller 42, an image memory unit 43, and a monitor 44 that are the same as those in the first embodiment.
  • the object position acquisition unit 51, the object direction acquisition unit 52, the object display position determination unit 53, and the object display direction determination unit 54 are configured by a central processing unit (CPU) or the like. ing.
  • the object position acquisition unit 51, the object direction acquisition unit 52, the object display position determination unit 53, and the object display direction determination unit 54 may also be configured by a GPU.
  • the object direction acquisition unit 52 sequentially determines the direction of the object based on the sequentially extracted positions of the plurality of feature points for the same frame, and sequentially acquires the direction of the time-series object.
  • a predetermined direction is calculated based on the direction of the regression line with respect to a plurality of feature points for each same frame, and the calculated predetermined direction is sequentially determined as the direction of the object.
  • the direction (angle) of the object (stent) obtained by the calculation will also be described later with reference to FIG.
  • the direction of the object is sent to the object display direction determination unit 54 and the corrected image generation unit 34.
  • the object display direction determination unit 54 sequentially determines the display direction of the objects to be displayed based on the sequentially acquired direction of the object in time series.
  • a predetermined direction is calculated based on the sequentially acquired direction of the target object, and the calculated predetermined direction is sequentially determined as the display direction of the target object.
  • the average value or the median value of the time-series target angles is sequentially determined as the display direction of the target object.
  • the mode value may be sequentially determined as the display direction of the object. The position of the object (the middle point of the marker) and the display direction obtained by the above-described calculation will be described later with reference to FIG.
  • the display direction is sent to the corrected image generation unit 34.
  • Correction image generation unit 34 matches the position of the object on the display position of the object, and, as the direction of the object matches the display direction of the object, position the X-ray image (original image) P 10
  • the corrected X-ray image obtained after the alignment is used as a corrected image P 20 (see FIG. 6), and the corrected images P 20 in time series are sequentially generated.
  • Storing write by feeding the corrected image P 20, which are sequentially generated in the image memory unit 43.
  • To sequentially display each corrected image P 20 of the monitor 44 in time series it reads the corrected image P 20 stored in the image memory unit 43, fed to the monitor 44.
  • FIG. 10 is a schematic diagram of the position and angle of the stent
  • FIG. 11 is a schematic diagram of the movement of the midpoint and display position of the marker according to the second embodiment. For the display direction, only the final result is shown in FIG.
  • a subject M (see FIG. 1), which is a patient, is photographed with a CVS apparatus including the C arm 23 shown in FIG.
  • An X-ray image generation unit 31 (see FIG. 9) generates an X-ray image (original image) P 10 (see FIG. 3) projected on the detection surface of the FPD 25 (see FIGS. 1 and 9).
  • the original image P 10 becomes a PTCA image obtained by percutaneous transluminal coronary angioplasty (PTCA), the image as shown in FIG.
  • PTCA percutaneous transluminal coronary angioplasty
  • Example 1 As the position of the feature point position of each balloon markers in the original image P 10, a known technique feature point position acquisition unit by like 32 disclosed in the illustrated JP (FIG. 9 Extract) in real time.
  • the target object position acquisition part 51 calculates the average of the position of two markers m.
  • the average of the positions of the two markers m is the midpoint C of the positions of the two markers m.
  • the midpoint C corresponds to a position representing the stent S.
  • the number of markers may be three or more, and the object position acquisition unit 51 may calculate an average value of a plurality of (three or more) marker positions (that is, feature point positions).
  • the object direction acquisition unit 52 calculates the angle ⁇ of the regression line with respect to the two markers m.
  • the regression line for the two markers m is a straight line connecting the two markers m.
  • the angle ⁇ of this straight line corresponds to the direction of the stent.
  • the number of markers may be three or more, and the object direction acquisition unit 52 may obtain a regression line for a plurality (three or more) of markers (that is, feature points).
  • a known method such as a least square method may be used.
  • the angle ⁇ is an angle formed by the horizontal pixel line and a straight line connecting the two markers m.
  • the angle ⁇ is formed by a vertical pixel line and the straight line connecting the two markers m.
  • the angle may be a straight line.
  • the direction of the object (that is, the stent) obtained by the object direction acquisition unit 52 is not limited to the linear angle as shown in FIG. 10, and the other coordinate based on one coordinate of the two markers m. Vector.
  • the midpoint C and the angle ⁇ for each frame obtained by the object position acquisition unit 51 and the object direction acquisition unit 52 are written and stored in a storage medium such as a RAM as time series information. As described in the first embodiment, it is necessary to distinguish two markers in each frame in association with each other.
  • the upper left portion of the screen is usually the proximal coronary artery and the lower right portion of the screen is the distal coronary artery.
  • the distance is calculated, and the one with the shorter distance is associated with “marker 1”, and the one with the far distance is associated with “marker 2”.
  • the user may manually specify an appropriate marker using the input unit 41 (see FIG. 2).
  • the object display position determining unit 53 is the position of the midpoint C of the time series (see the black circle in FIG. 11). The average is calculated and set as the display position of the stent (see the gray circle in FIG. 11).
  • the object display angle determination unit 54 calculates an average of time-series angles and sets it as the display direction of the stent.
  • the movement of the display position and the display direction of the stent is gradually slower than the actual movement of the stent as shown by the gray circles in FIG. Then, it converges near the average position and average direction.
  • updating the display position and the display direction that is, obtaining the display position and the display direction sequentially
  • a median value may be used instead of the average value, and an appropriate position and direction can be obtained even if abnormal coordinates (pixel positions) due to a feature point extraction error are included.
  • the correction image generation unit 34 (see FIG. 9) is to align the original image P 10 obtained
  • the obtained X-ray image after alignment is created in real time as a corrected image P 20 (see FIG. 6).
  • the size of the stent is not changed from the original image P 10, only movement and rotational movement parallel. For this, the original image P 10 will not be deformed.
  • the background difference image P 15 (see FIG. 7) may be used instead of the original image P 10 for the image to be aligned. . Since the background difference image P 15, is the same as that of the first embodiment, description thereof will be omitted.
  • time integration correction image P 25 (see FIG. 8) obtained by the time integration is sequentially displayed.
  • the time integral correction image P 25, is the same as that of the first embodiment, description thereof will be omitted.
  • the display control unit 35 controls to display the time-series corrected image P 20 (time integration corrected image P 25 in the case of time integration in FIG. 8) on the monitor 44 in real time.
  • the first embodiment movement, rotation, (isotropic or anisotropic) enlargement / reduction or deformation is performed.
  • Devices eg, stents
  • the calculation cost is high.
  • the device eg, stent
  • the size cannot be averaged, but the image is not unnatural because it is not deformed. In practice, the change in size is small and does not matter much. Also, the calculation cost is small.
  • the position and direction of the target object based on the display position and display direction of the target object (stent) are determined by the above-described calculation. is doing. That is, a predetermined position is calculated based on the positions of a plurality of feature points (markers), the calculated predetermined positions are sequentially acquired as positions of the target object (stent), and the plurality of feature points (markers) are obtained. A predetermined direction is calculated based on the direction of the regression line, and the calculated predetermined direction is sequentially acquired as the direction of the object (stent). For example, as shown in FIG.
  • the midpoint of two markers m is obtained as the position of the object, and the angle ⁇ of the straight line connecting the two markers m is obtained as the direction of the stent S, that is, the direction of the object.
  • the position and direction of the object can be automatically and appropriately determined (as the marker midpoint and stent direction in the second embodiment).
  • a predetermined position / direction is calculated based on the sequentially acquired position / direction of the time-series target object (the middle point of the marker / the direction of the stent), and the calculated predetermined It is preferable to sequentially determine the position / direction as the display position / display direction of the object (stent).
  • the display position / display direction of the object (stent) can be determined automatically and appropriately.
  • the position / direction of the object (stent) is averaged, the movement of the display position / display direction gradually slows as described in FIG. 11, and finally the object due to movement (for example, pulsation).
  • the object (stent) that finally moves can be displayed with the average position and average direction fixed.
  • the process up to that point gradually switches to nature slowly and does not feel unnatural.
  • the median value of the position / direction of the time-series object (the center point of the marker / the direction of the stent) is used, it is robust even when there is a frame with a feature point extraction error.
  • the appropriate position of the object (stent) is displayed by setting the display position / direction of the object to the average or median of the position / direction of the object in time series (the midpoint of the marker / the direction of the stent). It can be set at the center of the (screen) and the object (stent) can be set in an appropriate direction.
  • the background difference image after alignment obtained by aligning the background difference image is used as a corrected image in time series. It is preferable to sequentially generate the corrected images. That is, by performing the background difference based on the time difference in advance before the alignment, it is possible to display the background difference image from which the background with less movement is removed instead of the original image. By displaying the background difference image in which the background has disappeared in advance, the visibility of the region of interest and the uncomfortable feeling caused by the movement of the unaligned background do not occur.
  • time integration is performed on the time-series correction images, and time integration correction images are sequentially generated by the time integration.
  • time integration correction images are sequentially generated by the time integration.
  • By performing the time integration of the unaligned background it is possible to reduce the visibility of the region of interest and the discomfort caused by the movement of the unaligned background.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified as follows.
  • X-rays are taken as an example of radiation, but the present invention may be applied to radiations other than X-rays (for example, radio waves, ⁇ -rays, etc.).
  • the present invention can be applied to interventional treatment combining nuclear medicine diagnosis and angiography technology.
  • the radiation apparatus (X-ray apparatus in each embodiment) is a medical apparatus having a subject as a human body, but is exemplified as a nondestructive inspection apparatus having a subject as a mounting substrate. As such, it may be applied to industrial equipment. This is particularly useful when imaging a subject having a dynamic object.
  • percutaneous coronary angioplasty has been described as an example, but it is also applicable to interventional radiology (IVR) such as interventional treatment other than PTCA.
  • IVR interventional radiology
  • IVR in general other than PTCA is applicable to catheter aortic valve replacement (TAVR).
  • TAVR catheter aortic valve replacement
  • the prosthetic valve can be fixedly displayed by using the metal frame of the prosthetic valve as a feature point for the prosthetic valve that is the object. This facilitates positioning during the placement of the artificial valve.
  • a calcified lesion of the aortic valve may be used as a feature point. In this case, the aortic valve that is the indwelling destination is fixed and displayed.
  • a marker different from the object may be inserted into a part that moves substantially integrally with the object.
  • a marker m of a picktail catheter PC inserted in the vicinity of the artificial valve can be considered.
  • an area where an artificial valve or aortic valve such as the center of the screen is estimated to exist (see the dotted line in the figure)
  • You may enlarge and display.
  • a user such as an operator may specify a position to be enlarged and displayed.
  • the display position of the feature point is automatically calculated by calculating a predetermined position (average value or median value in the first embodiment) based on the position of each feature point in time series.
  • the display position / direction of the object is automatically determined by calculating a predetermined position based on the position (midpoint) / direction (angle) of the object in time series.
  • the position of each feature point in time series in the first embodiment may be displayed, and a user such as an operator may manually determine the display position of the feature point from the display result.
  • the position (midpoint) and direction (angle) of the object may be displayed, and a user such as an operator may manually determine the display position and display direction of the object from the display result.
  • a predetermined position is calculated based on the positions of a plurality of feature points, thereby automatically determining the position (middle point) of the object.
  • a predetermined direction is automatically determined based on the direction of the regression line with respect to a plurality of feature points, it is not always necessary to automatically determine the position and direction of the object.
  • the positions of a plurality of feature points may be displayed once, and a user such as an operator may manually determine the position / direction of the object from the display result.
  • the display control means may enlarge and display a predetermined area of the corrected image sequentially. By enlarging and sequentially displaying a predetermined area of the corrected image, the object can be observed in more detail.
  • the position of the object is known, so that the periphery of the object can be displayed in an enlarged manner.
  • the position where the target object is estimated to exist from the relative position of the target object to the feature point can be enlarged and displayed.
  • a user such as a surgeon can specify a display area and display a desired position in an enlarged manner.
  • the display control means displays the correction image so that the position of the object in the correction image is always fixed at the center of the screen. Also good.
  • the midpoint of the positions of the two markers is obtained and set as a position representing the stent. While maintaining the display position of each marker with respect to this stent position, the stent position is fixed at the center of the screen as shown in FIG.
  • the corrected image t is the time axis in the figure refers to the display image P 30 in the figure.
  • the position of the stent is always fixed without moving from the center of the screen, and only the movement of the rotation or enlargement / reduction component is performed. These movements are finally averaged and fixed as described in FIG. 5 and FIG. Since the stent is always in the center, it may be displayed enlarged. Further, it may be displayed side by side with the original image.
  • the display control means (the display control unit 35 in the second embodiment), as shown in FIG. 14, sets the midpoint of the positions of the two markers to the right side of the screen as a position representing the stent.
  • the stent direction may be fixed vertically and displayed (t in the figure is a time axis).
  • the stent is fixed on the right side of the screen without moving or rotating, and only the expansion / contraction component moves.
  • the projection angle hardly changes and can be regarded as being almost completely fixed. Since the stent is always on the right side, it may be enlarged. Further, it may be displayed side by side with the original image (see the original image P 10 and the cut out corrected image P 20 in the figure).
  • the feature point display position determining means determines the display positions of the feature points in order as shown in FIG. As shown, each display position was obtained independently of each other. However, the position of the object (a position representing the stent S as shown in FIG. 10) based on the positions of a plurality of feature points as in the second embodiment described above. After determining the midpoint C), the display positions of the objects may be sequentially determined while maintaining the positions of the plurality of feature points relative to the position of the object. Specifically, as shown in FIG.
  • the feature point display position determination unit 33 sequentially determines the positions of the objects based on the positions of the plurality of feature points, and sequentially determines the determined positions of the objects.
  • the object position acquisition unit 33a to be acquired is further provided.
  • the feature point display position determination unit 33 should display each of the plurality of feature points so that the position of the target object becomes a predetermined position while maintaining the positions of the plurality of feature points relative to the position of the target object.
  • the position is sequentially determined as the display position of each of the plurality of feature points.
  • the object position acquisition unit 33a is configured by a central processing unit (CPU) or the like. In this case, the moving object can be set and displayed in an appropriate position and direction while maintaining the length and size of the object.
  • the object position acquisition unit 33a corresponds to the object position acquisition means in this invention.
  • a predetermined position for example, an average value or a median value
  • the display position of the object can be automatically determined appropriately.
  • the positions of a plurality of feature points may be displayed once, and a user such as an operator may manually determine the position of the target object from the display result.

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Abstract

　この発明の放射線装置では、時系列（複数フレーム）の特徴点としてマーカの位置に基づいて、当該フレームのマーカの各々の表示位置を順次に決定するので、動く対象物を適切な位置・方向・大きさに設定して表示することができる。また、複数のマーカを抽出することで対象物の方向および大きさの情報も保持され、対象物の近位・遠位の区別やデバイス（例えばステント）の長さが画像から直感的にわかるという効果をも奏する。また、複数のマーカの位置および複数の表示位置を用いて位置合わせを行うので、最終的に表示される補正画像自身も正確な位置・方向に設定することができる。

Description

放射線装置
　この発明は、検出された放射線に基づいて複数の放射線画像を取得する放射線装置に係り、特に、放射線画像に基づいて所定の対象物が有する複数の特徴点を抽出する技術に関する。
　放射線画像に基づいて所定の対象物が有する複数の特徴点を抽出する技術において、所定の対象物としては、被検体の血管や、被検体の体内に挿入するデバイスが挙げられる。以下、放射線としてＸ線を例に採って説明する。被検体の体内に挿入するデバイスとしては、インターベンション治療等に用いられるステントあるいはステントに付属するマーカや、血管内超音波（IVUS: intravascular ultrasound）に用いられるプローブや、心臓血管の診断に用いられる装置(CVS: cardiovascular systems)に用いられるカテーテルなどがある。
　デバイスを被検体の体内に挿入する際にはデバイスの特徴点を抽出し、特徴点を基準に位置合わせをすることで、複数フレームのＸ線画像を重ね合わせる時間積分を行ってデバイスを強調表示する（例えば、特許文献１～４参照）。
　より具体的に説明すると、特許文献１：特表２００５－５１０２８８号公報では、対象物の特徴点を抽出し、対象物の参照点（マーカ）の位置合わせをし、位置合わせされた対象物を背景とともに時間積分され、フェードされた（すなわち弱まった）背景に積分画像を強調表示する。
　また、特許文献２：特表２００８－５２０３２０号公報では、関心領域(ROI: Region Of Interest)から少なくとも２つの特徴点を抽出し、各特徴点を個別に位置合わせし、個別に位置合わせされた画像を生成し、各位置合わせされた画像を重み付け加算し、重ね合わされた関心対象（関心のあるオブジェクト）の画像を生成する。
　また、特許文献３：特開２０１０－１３１３７１号公報では、対象物の特徴点の位置を抽出し、過去フレームの基準画像における特徴点の位置に各画像を位置合わせし、位置合わせされた画像をリアルタイム表示する。
　また、特許文献４：特表２０１３－５２１９６９号公報では、対象物の参照点（マーカ）の周期的な軌跡に基づいて位置合わせして補正画像を生成する。
特表２００５－５１０２８８号公報 特表２００８－５２０３２０号公報 特開２０１０－１３１３７１号公報 特表２０１３－５２１９６９号公報
　しかしながら、上述した位置合わせを行ったとしても、動く対象物が必ずしも適切な位置・方向・大きさに表示されるとは限らないという問題点がある。
　経皮的冠動脈形成術(PTCA: Percutaneous Transluminal Coronary Angioplasty) では、狭窄の病変部にステント付きのガイドワイヤ（カテーテル）を被検体（患者）の体内に挿入して、患者の心臓が拍動した状態でＸ線透視画像を見ながら、ステントを正確な位置に留置する必要がある。また、カテーテル大動脈弁置換術(TAVR: Transcatheter Aortic Valve Replacement) では、PTCAと同様に、人工弁を正確な位置に留置する必要がある。特に、TAVRの場合、もし人工弁の留置位置・角度を誤ったり、人工弁が脱落した場合には、患者に致命的な影響を与えかねず、術者には非常に慎重な位置決めが要求される。
　そこで、上述した特許文献１：特表２００５－５１０２８８号公報，特許文献２：特表２００８－５２０３２０号公報並びに特許文献３：特開２０１０－１３１３７１号公報に例示する方法で、動く対象物の特徴点を固定して表示することで、ステント等の対象物の正確な位置決めを可能にする努力がなされてきた。対象物の特徴点を固定する位置は、第１フレーム（最初のフレーム）の対象物の位置や、予め定められた画面上の所定の位置とすることなどが提案されている。
　しかし、第１フレームの対象物の位置が、対象物の固定位置・方向・大きさとして、術者にとって常に適切であるとは限らない。また、予め定められた所定の位置に特徴点を固定した場合、本来の対象物の方向や大きさの情報が完全に失われてしまうので、血管の近位・遠位の区別やステントの長さが画像から直感的にわかりにくくなってしまう。また、術中にリアルタイム表示するので、適切な固定位置のフレームを術者が手動選択することも困難である。
　そこで、上述した特許文献４：特表２０１３－５２１９６９号公報のように、デバイスのマーカの周期的な軌跡に基づいて位置合わせして補正画像を生成することも考えられるが、周期的な軌跡上に位置するマーカなどの対象物はそのままであって、必ずしも正確な場所に位置するとは限らない。
　この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、動く対象物を適切な位置・方向・大きさに設定して表示する放射線装置を提供することを目的とする。
　この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
　すなわち、この発明（前者の発明）の放射線装置は、検出された放射線に基づいて複数の放射線画像を取得する放射線装置であって、被検体に向けて放射線を照射して、当該被検体を透過した放射線を検出する放射線撮影によって、時系列の前記放射線画像を順次に生成する放射線画像生成手段と、順次に生成された当該放射線画像に基づいて所定の対象物が有する複数の特徴点の位置を順次に抽出し、時系列の前記複数の特徴点の位置を順次に取得する特徴点位置取得手段と、順次に取得された時系列の前記特徴点の位置に基づいて、前記複数の特徴点の各々の表示すべき位置を、前記対象物の各々の表示位置として順次に決定する特徴点表示位置決定手段と、前記各特徴点の位置が表示位置に一致するように、前記放射線画像を位置合わせして得られた位置合わせ後の放射線画像を補正画像として、時系列の当該補正画像を順次に生成する補正画像生成手段と、前記補正画像を順次に表示するように制御する表示制御手段とを備えることを特徴とするものである。
　この発明（前者の発明）の放射線装置によれば、時系列（複数フレーム）の特徴点の位置に基づいて、当該フレームの特徴点の各々の表示位置を順次に決定するので、動く対象物を適切な位置・方向・大きさに設定して表示することができる。また、複数の特徴点を抽出することで対象物の方向および大きさの情報も保持され、対象物（例えば血管）の近位・遠位の区別やデバイス（例えばステント）の長さが画像から直感的にわかるという効果をも奏する。また、複数の特徴点の位置および複数の表示位置を用いて位置合わせを行うので、最終的に表示される補正画像自身も正確な位置・方向に設定することができる。
　また、前者の発明において、特徴点は、順次に生成された各放射線画像のそれぞれについて、複数抽出してもよい。もちろん、特徴点は、単数抽出してもよい。
　また、前者の発明において、時系列の各特徴点の位置に基づいて所定の位置を算出し、算出された当該所定の位置を複数の特徴点の各々の表示すべき位置として順次に決定するのが好ましい。このような算出により特徴点の表示位置を適切に自動的に決定することができる。特に、時系列の各特徴点の位置を平均する場合には、表示位置の動きが徐々にゆっくりとなり、最終的に動き（例えば拍動）による各特徴点の平均の位置に収束する。よって、最終的に動く対象物を平均の位置・平均の方向・平均の大きさに固定して表示することができる。また、そこに至るまでの過程も、徐々にゆっくりと自然に切り替わり、不自然さを感じさせない。また、時系列の各特徴点の位置の中央値を用いれば、特徴点の抽出ミスのフレームがあった場合でも頑健である。
　また、時系列の各特徴点の位置を平均する場合には、開始フレームから所定の位置に固定して、その点を中心とした特徴点の位置の回転および大きさの変化が徐々にゆっくりとなり、上述したように最終的に対象物を平均の方向・平均の大きさに固定して表示することができる。対象物の画面上の位置に関わらず、適当な位置に表示することができる。また、時系列の各特徴点の位置を平均する場合や時系列の各特徴点の位置の中央値を用いる場合には、特徴点の各々の表示位置を複数の特徴点の位置の平均または中央値とすることで、最終的に対象物の適切な位置を表示（画面）の中心に設定することができる。
　また、前者の発明において、特徴点表示位置決定手段は、複数の特徴点の位置に基づいて対象物の位置を順次に決定し、決定された当該対象物の位置を順次に取得する対象物位置取得手段をさらに備え、特徴点表示位置決定手段は、対象物の位置に対する相対的な複数の特徴点の位置を保ったまま対象物の位置が所定の位置になるように、複数の特徴点の各々の表示すべき位置を、複数の特徴点の各々の表示位置として順次に決定してもよい。この場合には、対象物の長さや大きさを保った状態で、動く対象物を適切な位置・方向に設定して表示することができる。
　この場合においても、複数の特徴点の位置に基づいて所定の位置を算出し、算出された当該所定の位置を対象物の位置として順次に取得するのが好ましい。このような算出により対象物の表示位置を適切に自動的に決定することができる。
　また、前者の発明とは別の発明（後者の発明）の放射線装置は、検出された放射線に基づいて複数の放射線画像を取得する放射線装置であって、被検体に向けて放射線を照射して、当該被検体を透過した放射線を検出する放射線撮影によって、時系列の前記放射線画像を順次に生成する放射線画像生成手段と、順次に生成された当該放射線画像に基づいて所定の対象物が有する複数の特徴点の位置を順次に抽出し、時系列の前記複数の特徴点の位置を順次に取得する特徴点位置取得手段と、順次に抽出された同一フレーム毎の前記複数の特徴点の位置に基づいて前記対象物の位置を順次に決定し、時系列の前記対象物の位置を順次に取得する対象物位置取得手段と、順次に抽出された同一フレーム毎の前記複数の特徴点の位置に基づいて前記対象物の方向を順次に決定し、時系列の前記対象物の方向を順次に取得する対象物方向取得手段と、順次に取得された時系列の前記対象物の位置に基づいて、表示すべき前記対象物の表示位置を順次に決定する対象物表示位置決定手段と、順次に取得された時系列の前記対象物の方向に基づいて、表示すべき前記対象物の表示方向を順次に決定する対象物表示方向決定手段と、前記対象物の位置が前記対象物の表示位置に一致し、かつ、前記対象物の方向が前記対象物の表示方向に一致するように、前記放射線画像を位置合わせして得られた位置合わせ後の放射線画像を補正画像として、時系列の当該補正画像を順次に生成する補正画像生成手段と、前記補正画像を順次に表示するように制御する表示制御手段とを備えることを特徴とするものである。
　この発明（後者の発明）の放射線装置によれば、時系列（複数フレーム）の特徴点の位置・方向に基づいて、当該フレームの対象物の各々の表示位置・表示方向を順次に決定するので、動く対象物を適切な位置・方向に設定して表示することができる。また、複数の特徴点に基づく対象物の方向が考慮されて対象物の方向を表示するので、方向が変わっても対象物自身を変形させることがなく対象物の形状が不自然になることがない。また、前者の発明と同様に、複数の特徴点を抽出することで対象物の方向および大きさの情報も保持され、対象物（例えば血管）の近位・遠位の区別やデバイス（例えばステント）の長さが画像から直感的にわかるという効果をも奏する。また、対象物の位置および方向を用いて位置合わせを行うので、最終的に表示される補正画像自身も正確な位置・方向に設定することができる。
　まとめと、前者の発明および後者の発明の位置合わせは以下の観点で異なる。前者の発明では、移動，回転，（等方または非等方）拡大縮小または変形をする。デバイス（例えばステント）は、平均の位置・角度・大きさ（形状）に収束する。大きさも平均することができる反面、非等方的な拡大縮小や変形は、画像を不自然にしかねない。また、計算コストも大きい。後者の発明では、移動，回転をする。デバイス（例えばステント）は、平均の位置・角度に収束する。大きさを平均することができないが、変形を伴わないので、画像が不自然にならない。また、実際には大きさの変化は小さく、さほど問題にならない。また、計算コストは小さい。
　対象物の表示位置や表示方向を決定する前段階として、対象物の表示位置や表示方向の基となる対象物の位置や方向を下記のような算出で決定してもよい。すなわち、複数の特徴点の位置に基づいて所定の位置を算出し、算出された当該所定の位置を対象物の位置として順次に取得し、複数の特徴点に対する回帰直線の方向に基づいて所定の方向を算出し、算出された当該所定の方向を対象物の方向として順次に取得する。このような算出により対象物の位置・方向を適切に自動的に決定することができる。
　また、後者の発明において、順次に取得された時系列の対象物の位置・方向に基づいて所定の位置・方向を算出し、算出された当該所定の位置・方向を対象物の表示位置・表示方向として順次に決定するのが好ましい。このような算出により対象物の表示位置・表示方向を適切に自動的に決定することができる。特に、対象物の位置・方向を平均する場合には、表示位置・表示方向の動きが徐々にゆっくりとなり、最終的に動き（例えば拍動）による対象物の位置・方向の動きの平均に収束する。よって、最終的に動く対象物を平均の位置・平均の方向に固定して表示することができる。また、そこに至るまでの過程も、徐々にゆっくりと自然に切り替わり、不自然さを感じさせない。また、時系列の対象物の位置・方向の中央値を用いれば、特徴点の抽出ミスのフレームがあった場合でも頑健である。
　また、時系列の対象物の位置・方向を平均する場合や対象物の位置・方向の中央値を用いる場合には、対象物の表示位置・表示方向を時系列の対象物の位置・方向の平均または中央値とすることで、対象物の適切な位置を表示（画面）の中心に設定し、対象物を適切な方向に設定することができる。
　前者の発明および後者の発明において、補正画像の所定の領域を拡大して順次に表示することで、対象物をより詳細に観察することができる。特徴点が対象物と一体となっている場合には、対象物の位置がわかっているので、対象物周辺を拡大表示することができる。特徴点が対象物と離れている場合には、特徴点に対する対象物の相対位置から対象物が存在すると推定される位置を拡大して表示することができる。または、術者などのユーザが表示領域を指定し、所望の位置を拡大して表示することができる。
　前者の発明および後者の発明において、補正画像生成手段は、時系列の放射線画像に対して時間差分を行い、当該時間差分により背景差分画像を順次に生成する背景差分画像生成手段をさらに備え、補正画像生成手段は、当該背景差分画像を位置合わせして得られた位置合わせ後の背景差分画像を補正画像として、時系列の当該補正画像を順次に生成するのが好ましい。すなわち、対象物の位置合わせ前に時間差分による背景差分を予め行うことで、元画像（放射線画像）の替わりに動きの少ない背景を除去した背景差分画像を表示することができる。背景が予め消えている背景差分画像を表示することで、位置合わせされない背景が動くことによる関心領域の視認性の低下や不快感が発生しない。
　前者の発明および後者の発明において、補正画像生成手段は、時系列の補正画像に対して時間積分を行い、当該時間積分により時間積分補正画像を順次に生成する時間積分補正画像手段をさらに備え、表示制御手段は、当該時間積分補正画像を順次に表示するように制御するのが好ましい。すなわち、対象物の位置合わせ後に時間積分を行うことで、ノイズを削減し、低コントラストで微細な対象物の視認を向上させることができる。位置合わせされない背景の時間積分を行うことで、位置合わせされない背景が動くことによる関心領域の視認性の低下や不快感を低減させることができる。
　この発明（前者の発明）に係る放射線装置によれば、時系列（複数フレーム）の特徴点の位置に基づいて、当該フレームの対象物の各々の表示位置を順次に決定するので、動く対象物を適切な位置・方向・大きさに設定して表示することができる。
　また、前者の発明とは別の発明（前者の発明）に係る放射線装置によれば、時系列（複数フレーム）の特徴点の位置・方向に基づいて、当該フレームの対象物の各々の表示位置・表示方向を順次に決定するので、動く対象物を適切な位置・方向に設定して表示することができる。
各実施例に係るＣアームを備えたＸ線装置の正面図である。 実施例１に係るＸ線装置における画像処理系のブロック図である。 経皮的冠動脈形成術で得られたPTCA画像の模式図である。 バルーンマーカおよびステントの拡大図である。 実施例１に係るマーカおよび表示位置の動きの模式図である。 位置合わせによる補正画像の一例を示す模式図である。 背景差分画像を位置合わせする場合における補正画像生成部の周辺のブロック図である。 時系列の補正画像に対して時間積分を行う場合における補正画像生成部の周辺のブロック図である。 実施例２に係るＸ線装置における画像処理系のブロック図である。 ステントの位置および角度の模式図である。 実施例２に係るマーカの中点および表示位置の動きの模式図である。 カテーテル大動脈弁置換術（ＴＡＶＲ）に適用した場合における補正画像の一例を示す模式図である。 実施例１に関する変形例に係る表示態様の一例を示す模式図である。 実施例２に関する変形例に係る表示態様の一例を示す模式図である。 実施例１に関するさらなる変形例に係るＸ線装置における画像処理系のブロック図である。
　以下、図面を参照してこの発明の実施例１を説明する。図１は、各実施例に係るＣアームを備えたＸ線装置の正面図であり、図２は、実施例１に係るＸ線装置における画像処理系のブロック図である。後述する実施例２も含めて、本実施例１では、放射線として、Ｘ線を例に採って説明するとともに、インターベンション治療などのインターベンション放射線医学(IVR: intervention radiology)として、経皮的冠動脈形成術（ＰＴＣＡ）を例に採って説明する。なお、図１に示すＣアーム２３を備えたＸ線装置は、心臓血管の診断に用いられるＣＶＳ装置として利用される。
　後述する実施例２も含めて、本実施例１に係るＸ線装置は、図１に示すように、被検体Ｍを載置する天板１と、その被検体Ｍの透視または動画再生のための撮影を行う映像系２とを備えるとともに、図２に示すように、画像処理系３を備えている。天板１は、図１に示すように、昇降および水平移動可能に構成されている。ここで、動画再生とは、透視のようなリアルタイム表示と相違して、過去の撮影で得られた時系列の各画像を逐次に表示しながら動画として再生表示することを示す。
　先ず、映像系２について図１を参照して説明する。映像系２は、床面（図中のｘｙ平面）に設置された基台部２１と、基台部２１に支持されたＣアーム支持部２２と、Ｃアーム支持部２２に支持されたＣアーム２３と、Ｃアーム２３の一端に支持されたＸ線管２４と、他端に支持されたフラットパネル型Ｘ線検出器（FPD: Flat Panel Detector）２５とを備えている。Ｃアーム２３の一端に支持されたＸ線管２４のＸ線照射側にはＸ線の照視野を制御するコリメータ２６を配設している。
　また、床面に対して基台部２１を鉛直軸（図中のｚ軸）心周りに回転移動させる第１映像系移動部２７を備えている。第１映像系移動部２７は、モータ２７ａと、モータ２７ａの回転を伝達するベルト２７ｂと、ベルト２７ｂに伝達された回転を鉛直軸心周りの回転に変換するギヤボックス２７ｃと、ギヤボックス２７ｃからの鉛直軸心周りの回転を伝達するギヤ２７ｄと、このギヤ２７ｄに噛合されたギヤ２７ｅとを備えている。ギヤ２７ｅは、図示を省略するベアリングが介在された状態で、床面に固定されている。モータ２７ａが回転駆動することで、ベルト２７ｂ，ギヤボックス２７ｃおよびギヤ２７ｄを介して、ギヤ２７ｅが鉛直軸心周りに回転して、このギヤ２７ｅの回転によって、床面に対して基台部２１が鉛直軸心周りに回転移動する。また、第１映像系移動部２７によって基台部２１が鉛直軸心周りに回転移動することで、基台部２１に支持されたＣアーム支持部２２も鉛直軸心周りに回転移動し、Ｃアーム支持部２２に支持されたＣアーム２３も鉛直軸心周りに回転移動し、Ｃアーム２３に支持されたＸ線管２４およびフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）２５も鉛直軸心周りに回転移動する。以上のように、第１映像系移動部２７は、映像系２を鉛直軸心周りに回転移動させる。
　また、基台部２１に対してＣアーム支持部２２を被検体Ｍの体軸（図中のｘ軸）に対して水平面で直交する軸（図中のｙ軸）心周りに回転移動させる第２映像系移動部２８を備えている。第２映像系移動部２８は、モータ２８ａと、モータ２８ａの回転を伝達するベルト２８ｂと、ベルト２８ｂに伝達された回転を体軸に対して水平面で直交する軸心周りの回転に変換するギヤボックス２８ｃと、ギヤボックス２８ｃからの体軸に対して水平面で直交する軸心周りの回転を伝達するギヤ２８ｄと、このギヤ２８ｄに噛合されたギヤ２８ｅとを備えている。ギヤ２８ｅは、図示を省略するベアリングが介在された状態で、基台部２１に固定されている。モータ２８ａが回転駆動することで、ベルト２８ｂ，ギヤボックス２８ｃおよびギヤ２８ｄを介して、ギヤ２８ｅが体軸に対して水平面で直交する軸心周りに回転して、このギヤ２８ｅの回転によって、基台部２１に対してＣアーム支持部２２が体軸に対して水平面で直交する軸心周りに回転移動する。また、Ｃアーム支持部２２に支持されたＣアーム２３も体軸に対して水平面で直交する軸心周りに回転移動し、Ｃアーム２３に支持されたＸ線管２４およびＦＰＤ２５も体軸に対して水平面で直交する軸心周りに回転移動する。以上のように、第２映像系移動部２８は、映像系２を体軸に対して水平面で直交する軸心周りに回転移動させる。
　また、Ｃアーム２３を被検体Ｍの体軸（図中のｘ軸）心周りに回転移動させる第３映像系移動部２９を備えている。Ｃアーム２３はレール形状で形成されており、第３映像系移動部２９は、Ｃアーム２３の溝部に嵌合した２つのベアリング２９ａと、Ｃアーム２３の外周面に沿って付設されたベルト２９ｂと、ベルト２９ｂの一部を巻き取るモータ２９ｃとを備えている。モータ２９ｃが回転駆動することで、ベルト２９ｂが周回し、それに伴ってベアリング２９ａに対してＣアーム２３が摺動する。この摺動によりＣアーム２３が、体軸心周りに回転移動する。また、Ｃアーム２３に支持されたＸ線管２４およびＦＰＤ２５も体軸心周りに回転移動する。以上のように、第３映像系移動部２９は、映像系２を体軸心周りに回転移動させる。
　このように、Ｘ線管２４を支持しＦＰＤ２５を支持するＣアーム２３は、第３映像系移動部２９による体軸心周りの回転移動の方向に沿って「Ｃ」の字で湾曲されて形成されており、Ｃアーム２３の湾曲方向に沿ってＸ線管２４およびＦＰＤ２５が体軸心周りに回転移動するとも言える。また、第２映像系移動部２８は、Ｃアーム２３の体軸心周りの回転移動とは別の方向である体軸に対して水平面で直交する軸心周りの回転移動の方向にＣアーム２３を回転移動させることで、映像系２を体軸に対して水平面で直交する軸心周りに回転移動させるとも言える。
　この他に、基台部２１、Ｃアーム支持部２２あるいはＣアーム２３を水平方向（例えば図中のｘ方向またはｙ方向）に平行移動させることで、映像系２を水平方向に平行移動させる映像系移動部（図示省略）や、Ｃアーム２３がＦＰＤ２５を支持する支持軸心周りに回転移動させるＦＰＤ移動部（図示省略）などを備えている。また、Ｃアーム２３自体、またはＣアーム２３に支持されたＸ線管２４やＦＰＤ２５の自重によるたわみ（位置ズレ）を調整するために、たわみ方向に回転移動させる映像系調整部（図示省略）を備えてもよい。また、Ｃアーム支持部２２またはＣアーム２３を鉛直軸に沿って昇降移動させることで、映像系２を鉛直軸に沿って平行移動させる映像系昇降部（図示省略）を備えてもよい。
　なお、Ｃアーム２３がＦＰＤ２５を支持する支持軸方向に沿って、ＦＰＤ２５を平行移動させるＦＰＤ移動部（図示省略）を備えてもよい。この場合には、Ｃアーム２３がＦＰＤ２５を支持する支持軸が、Ｘ線管２４からＦＰＤ２５に下ろした垂線（すなわち照射中心軸）方向に平行であるので、ＦＰＤ移動部が支持軸方向に沿ってＦＰＤ２５を平行移動させることで、ＦＰＤ２５を垂線方向に沿って平行移動させることになる。すなわち、Ｘ線管２４からＦＰＤ２５に垂線を下ろした距離（すなわちＳＩＤ）をＦＰＤ移動部が可変にして、映像系２を垂線方向に沿って平行移動させる。
　天板１や映像系２を上述のように移動させて、Ｘ線管２４から照射されたＸ線をＦＰＤ２５が検出して得られたＸ線検出信号を、後述する画像処理系３で処理することで被検体ＭのＸ線画像を得る。特に、透視または動画再生のための撮影では、所望の位置にＸ線管２４およびＦＰＤ２５を設置して、造影剤を投与する前の被検体Ｍを天板１に載置して、所望の姿勢に被検体Ｍをセッティングした状態で被検体ＭのＸ線画像（元画像）を取得する。各々の画像やそれらに基づく画像処理については、詳しく後述する。
　次に、画像処理系３について図２を参照して説明する。画像処理系３は、透視または動画再生のための撮影において、Ｘ線検出信号に基づくＦＰＤ２５の検出面に投影された時系列のＸ線画像（元画像）Ｐ１０（図３を参照）を順次に生成するＸ線画像生成部３１と、順次に生成された当該Ｘ線画像（元画像）Ｐ１０に基づいて所定の対象物が有する複数の特徴点の位置を順次に抽出し、時系列の複数の特徴点の位置を順次に取得する特徴点位置取得部３２と、順次に取得された時系列の特徴点の位置に基づいて、複数の特徴点の各々の表示すべき位置を、特徴点の各々の表示位置として順次に決定する特徴点表示位置決定部３３と、各特徴点の位置が各表示位置に一致するように、Ｘ線画像（元画像）Ｐ１０を位置合わせして得られた位置合わせ後のＸ線画像を補正画像Ｐ２０（図６を参照）として、時系列の当該補正画像Ｐ２０を順次に生成する補正画像生成部３４と、補正画像Ｐ２０を順次に表示するように制御する表示制御部３５とを備えている。
　Ｘ線画像生成部３１は、この発明における放射線画像生成手段に相当し、特徴点位置取得部３２および後述する入力部４１は、この発明における特徴点位置取得手段に相当し、特徴点表示位置決定部３３は、この発明における特徴点表示位置決定手段に相当し、補正画像生成部３４は、この発明における補正画像生成手段に相当し、表示制御部３５は、この発明における表示制御手段に相当する。
　その他に、画像処理系３は、マーカなどに代表される特徴点を入力することにより、特徴点の位置を手動で指定する入力部４１と、画像処理系３の各構成を統括制御するコントローラ４２と、特に、動画再生のための撮影で得られたＸ線画像（元画像）Ｐ１０や補正画像Ｐ２０などの各画像を一旦記憶する画像メモリ部４３と、特徴点の位置および方向や各画像（特に最終的に得られる補正画像Ｐ２０）を表示するモニタ４４とを備えている。
　入力部４１は、ユーザが入力したデータや命令を入力するためであって、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成されている。コントローラ４２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されている。画像メモリ部４３は、ＲＡＭ（Random-Access Memory）などに代表される記憶媒体で構成されている。なお、図２では、図示の便宜上、コントローラ４２から、コントローラ４２が制御する構成を結ぶ結線については、図示を省略する。
　Ｘ線画像生成部３１は、被検体Ｍ（図１を参照）に向けてＸ線を照射して、当該被検体Ｍを透過したＸ線を（ＦＰＤ２５が）検出するＸ線撮影によって、時系列のＸ線画像（元画像）Ｐ１０を順次に生成する。順次に生成されたＸ線画像（元画像）Ｐ１０を画像メモリ部４３に送り込む。なお、透視の場合には、画像をリアルタイム表示するために、Ｘ線画像（元画像）Ｐ１０を画像メモリ部４３に送り込んで記憶せずに、特徴点位置取得部３２に送り込む。もちろん、多少のタイムラグが生じても問題がない場合には、透視においてもＸ線画像（元画像）Ｐ１０を画像メモリ部４３に送り込んでもよい。
　順次に生成されたＸ線画像（元画像）Ｐ１０を画像メモリ部４３に書き込んで記憶する。特徴点の位置を抽出して取得する，あるいは位置合わせするために、画像メモリ部４３に記憶されたＸ線画像（元画像）Ｐ１０を読み出して、特徴点位置取得部３２および補正画像生成部３４に送り込む。
　特徴点位置取得部３２は、順次に生成されたＸ線画像（元画像）Ｐ１０に基づいて所定の対象物が有する複数の特徴点の位置を順次に抽出し、時系列の複数の特徴点の位置を順次に取得する。順次に取得された時系列の複数の特徴点の位置を特徴点表示位置決定部３３および補正画像生成部３４に送り込む。なお、適宜、必要に応じて、順次に取得された時系列の複数の特徴点の位置をＲＡＭなどの記憶媒体に書き込んで記憶する。
　特徴点表示位置決定部３３は、順次に取得された時系列の特徴点の位置に基づいて、複数の特徴点の各々の表示すべき位置を、特徴点の各々の表示位置として順次に決定する。本実施例１では、特徴点表示位置決定部３３は、時系列の各特徴点の位置に基づいて所定の位置を算出し、算出された当該所定の位置を複数の特徴点の各々の表示すべき位置として順次に決定する。具体的な算出については特に限定されないが、時系列の各特徴点の平均値または中央値を、対象物の各々の表示位置として順次に決定する。この他にも、例えば最頻値を対象物の各々の表示位置として順次に決定してもよい。特徴点（マーカ）および上述した算出によって得られた表示位置の具体的な動きについては、図５で後述する。各表示位置を補正画像生成部３４に送り込む。
　補正画像生成部３４は、各特徴点の位置が各表示位置に一致するように、Ｘ線画像（元画像）Ｐ１０を位置合わせして得られた位置合わせ後のＸ線画像を補正画像Ｐ２０として、時系列の当該補正画像Ｐ２０を順次に生成する。順次に生成された補正画像Ｐ２０を画像メモリ部４３に送り込む。なお、透視の場合には、画像をリアルタイム表示するために、補正画像Ｐ２０を画像メモリ部４３に送り込んで記憶せずに、モニタ４４に送り込む。もちろん、多少のタイムラグが生じても問題がない場合には、透視においても補正画像Ｐ２０を画像メモリ部４３に送り込んでもよい。
　順次に生成された補正画像Ｐ２０を画像メモリ部４３に書き込んで記憶する。モニタ４４に時系列の各補正画像Ｐ２０を逐次に表示するために、画像メモリ部４３に記憶された補正画像Ｐ２０を読み出して、モニタ４４に送り込む。なお、図２では、Ｘ線画像（元画像）Ｐ１０および補正画像Ｐ２０を同一の画像メモリ部４３に記憶したが、Ｘ線画像（元画像）Ｐ１０，補正画像Ｐ２０を互いに別々の画像メモリ部に記憶してもよい。
　表示制御部３５は、モニタ４４に補正画像Ｐ２０を順次に表示するように制御する。このようにして、時系列の補正画像Ｐ２０が動画としてモニタ４４に表示されることになる。
　コントローラ４２と同様に、Ｘ線画像生成部３１や特徴点位置取得部３２や特徴点表示位置決定部３３や補正画像生成部３４は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されている。表示制御部３５は、画像処理に用いられるＧＰＵ(Graphics Processing Unit)などで構成されている。なお、これらのＸ線画像生成部３１や特徴点位置取得部３２や特徴点表示位置決定部３３や補正画像生成部３４についてもＧＰＵで構成してもよい。
　次に、一連の撮影および画像処理について、図１～図２とともに、図３～図８を参照して説明する。図３は、経皮的冠動脈形成術で得られたPTCA画像の模式図であり、図４は、バルーンマーカおよびステントの拡大図であり、図５は、実施例１に係るマーカおよび表示位置の動きの模式図であり、図６は、位置合わせによる補正画像の一例を示す模式図であり、図７は、背景差分画像を位置合わせする場合における補正画像生成部の周辺のブロック図であり、図８は、時系列の補正画像に対して時間積分を行う場合における補正画像生成部の周辺のブロック図である。
　先ず、図１に示すＣアーム２３を備えたＣＶＳ装置で、患者である被検体Ｍ（図１を参照）を動画撮影する。ＦＰＤ２５（図１および図２を参照）の検出面に投影されたＸ線画像（元画像）Ｐ１０（図３を参照）をＸ線画像生成部３１（図２を参照）が生成する。なお、生成された元画像Ｐ１０は、経皮的冠動脈形成術（ＰＴＣＡ）で得られたPTCA画像となり、図３に示すような画像となる。
　図３に示すように、元画像Ｐ１０には、２つのバルーンマーカｍ（図４も参照）と実質的に一体となって動くステントＳ（図４も参照）が写り込んでおり、例えば図３中の矢印の方向に、バルーンマーカｍおよびステントＳが拍動および呼吸で動いている。図４に示すように、バルーンマーカｍは高コントラストで容易に視認することができる一方、ステントＳは低コントラストで微細な構造を持つので、拍動で激しく動いている場合には、特に細部の観察が難しい。
　次に、元画像Ｐ１０中の各バルーンマーカｍの位置を特徴点の位置として、例示した特許文献で開示された公知の手法等により特徴点位置取得部３２（図２を参照）がリアルタイムに抽出する。なお、具体的な特徴点の抽出手法については公知の手法であるので、その説明を省略する。抽出されたフレーム毎の各マーカの位置情報（すなわち特徴点の位置）を時系列の情報としてＲＡＭなどの記憶媒体に書き込んで記憶する。この際、各フレームの２つのマーカを対応付けて互いに区別する必要がある。
　そこで、通常、画面左上が冠動脈近位部で、画面右下が冠動脈遠位部であることを利用し、画像左上を基準として、そこからマーカまでの距離（画像左上からマーカまでの画素数）を算出し、距離が近い（画素数が少ない）方を「マーカ１」，距離が遠い（画素数が多い）方を「マーカ２」としてそれぞれ対応付ける。マーカの対応付けの方法は、形状が異なる場合には形状を利用してもよいし、他の解剖学的情報などを利用してもよい。また、抽出される特徴点は、このように必ずしも対象物と一体となっている必要はなく、対象物と実質的に一体となって動くものであってもよい。また、全てのマーカを特徴点位置取得部３２などの中央演算処理装置（ＣＰＵ）により自動的に抽出してもよいし、適切なマーカをユーザが入力部４１（図２を参照）により手動で指定してもよい。
　次に、図５（図中では２つのマーカ）に示すように、特徴点表示位置決定部３３（図２を参照）は各マーカの位置（図５中の黒丸を参照）の平均を算出し、各マーカの表示位置（図５中の灰色の丸を参照）とする。つまり、各マーカの表示位置は、第１フレーム（開始フレーム）での表示位置は元のマーカの位置そのものであるが、第２フレームでの表示位置は第１フレームのマーカと第２フレームのマーカとの中点となり、第３フレームでの表示位置は第１フレームから第３フレームのマーカの平均で、凡そ第２フレームのマーカ位置付近となり、以後同様に、各マーカの位置の平均を表示位置として求めていく。
　よって、各マーカの表示位置は、実際のマーカの動きに比して、図５中の灰色の丸に示すように徐々にゆっくりとなっていき、拍動による動きが１周期以上となったところで、その平均位置付近に収束する。ある程度動きが小さくなったところで、表示位置を更新する（すなわち表示位置を順次に求める）のを止めて、表示位置を固定してもよい。平均値の替わりに中央値を用いてもよく、特徴点の抽出ミスによる異常な座標（画素位置）が含まれていても、適切な位置を求めることができる。
　次に、各特徴点（ここでは各マーカ）の位置が各表示位置に一致するように、図６に示すように、補正画像生成部３４（図２を参照）は元画像Ｐ１０を位置合わせして得られた位置合わせ後のＸ線画像を補正画像Ｐ２０としてリアルタイムで作成する。ステントは３次元の動きをしているにも関わらず、２次元の画像に投影されているので、ステントは画像上で平行移動や回転移動に加え、投影角度によりマーカの間隔が長短に変化し、あたかもステントの長さが変わったかのように写り込むことになる。このため、平行移動および回転移動に加え、この間隔を合わせるためにステントの軸方向に拡大・縮小も行い、各マーカの位置が重なるようにする。これにより、対象物は平均の位置・平均の方向・平均の大きさに最終的に常に固定される。
　なお、位置合わせの対象となる画像については、元画像Ｐ１０の替わりに、背景差分画像Ｐ１５（図７を参照）を用いてもよい。具体的には、図７に示すように、補正画像生成部３４は、時系列のＸ線画像（元画像）Ｐ１０に対して時間差分を行い、当該時間差分により背景差分画像Ｐ１５を順次に生成する減算器３４ａをさらに備える。そして、補正画像生成部３４は、当該背景差分画像Ｐ１５を位置合わせして得られた位置合わせ後の背景差分画像を補正画像Ｐ２０として、時系列の当該補正画像Ｐ２０を順次に生成する。減算器３４ａは、画像メモリ部４３に接続されている。なお、画像メモリ部４３と減算器３４ａとの間に遅延回路（図示省略）を設けて、過去フレームの元画像Ｐ１０を遅延回路にて遅延させてもよい。減算器３４ａはオペアンプや抵抗で構成されている。減算器３４ａは、この発明における背景差分画像生成手段に相当する。
　減算器３４ａは、現在フレームの元画像Ｐ１０と過去フレームの元画像Ｐ１０との差分、すなわち元画像Ｐ１０に対して時間差分を行うことにより、背景の動いていない部分を消去することができる。なお、差分については、過去の複数フレームにわたって得られた画像の平均を過去フレームの元画像Ｐ１０として用いて差分を行うようにしてもよい。複数フレームの画像の平均を過去フレームの元画像Ｐ１０として用いて差分を行う場合には、統計ノイズを低減させることができるという効果をも奏する。また、現在フレームの元画像Ｐ１０よりも１フレーム前の直近のフレームを過去フレームの元画像Ｐ１０として用いて差分を行うのが好ましい。平均や単一を問わずに、直近のフレームを過去フレームの元画像Ｐ１０として用いて差分を行うことで、Ｘ線の曝射レートより動きの遅い呼吸による動きなどを差分によって排除することができる。
　また、位置合わせ後の補正画像Ｐ２０に対して時間積分を行ってもよい。具体的には、図８に示すように、補正画像生成部３４は、時系列の補正画像Ｐ２０に対して時間積分を行い、当該時間積分により時間積分補正画像Ｐ２５を順次に生成する積分器３４ｂをさらに備える。そして、表示制御部３５は、当該時間積分補正画像Ｐ２５を順次に表示するように制御する。このようにして、当該時間積分補正画像Ｐ２５がモニタ４４（図２を参照）に表示されることになる。なお、時間積分補正画像Ｐ２５を画像メモリ部４３に一旦記憶してから、モニタ４４に表示するように制御してもよい。積分器３４ｂはオペアンプや抵抗やコンデンサ（静電容量）で構成されている。また、位置合わせ後の補正画像Ｐ２０に対して過去フレームの補正画像Ｐ２０に関するテンポラルフィルタまたはリカーシブフィルタ（再帰的演算）をかけてもよい。積分器３４ｂは、この発明における時間積分補正画像手段に相当する。
　最後に、時系列の補正画像Ｐ２０（図８の時間積分の場合には時間積分補正画像Ｐ２５）をモニタ４４にリアルタイムに表示するように表示制御部３５は制御する。ここでは、透視のようなリアルタイム表示について説明したが、動画再生の場合も、各画像を画像メモリ４３に書き込んで記憶してから再生時に読み出すのを除けば、リアルタイム表示と同様なので、動画再生の具体的な説明を省略する。
　上述の本実施例１に係るＸ線装置によれば、時系列（複数フレーム）の特徴点（ここではマーカ）の位置に基づいて、当該フレームの特徴点（マーカ）の各々の表示位置を順次に決定するので、動く対象物（血管）を適切な位置・方向・大きさに設定して表示することができる。また、複数の特徴点（マーカ）を抽出することで対象物（例えば血管）の方向および大きさの情報も保持され、対象物（血管）の近位・遠位の区別やデバイス（例えばステント）の長さが画像から直感的にわかるという効果をも奏する。また、複数の特徴点（マーカ）の位置および複数の表示位置を用いて位置合わせを行うので、最終的に表示される補正画像自身も正確な位置・方向に設定することができる。
　また、本実施例１において、特徴点（マーカ）は、順次に生成された各画像のそれぞれについて、複数抽出してもよい。もちろん、特徴点（マーカ）は、単数抽出してもよい。
　本実施例１において、時系列の各特徴点（各マーカ）の位置に基づいて所定の位置を算出し、算出された当該所定の位置を複数の特徴点（マーカ）の各々の表示すべき位置として順次に決定するのが好ましい。このような算出により特徴点（マーカ）の表示位置を適切に自動的に決定することができる。特に、時系列の各特徴点（各マーカ）の位置を平均する場合には、図５でも述べたように表示位置の動きが徐々にゆっくりとなり、最終的に動き（例えば拍動）による各特徴点（各マーカ）の平均の位置に収束する。よって、最終的に動く対象物（血管）を平均の位置・平均の方向・平均の大きさに固定して表示することができる。また、そこに至るまでの過程も、徐々にゆっくりと自然に切り替わり、不自然さを感じさせない。また、時系列の各特徴点（各マーカ）の位置の中央値を用いれば、特徴点（マーカ）の抽出ミスのフレームがあった場合でも頑健である。
　また、時系列の各特徴点（各マーカ）の位置を平均する場合には、開始フレームから所定の位置に固定して、その点を中心とした特徴点（マーカ）の位置の回転および大きさの変化が徐々にゆっくりとなり、上述したように最終的に対象物（血管）を平均の方向・平均の大きさに固定して表示することができる。対象物（血管）の画面上の位置に関わらず、適当な位置に表示することができる。また、時系列の各特徴点（各マーカ）の位置を平均する場合や時系列の各特徴点（各マーカ）の位置の中央値を用いる場合には、特徴点（マーカ）の各々の表示位置を複数の特徴点（マーカ）の位置の平均または中央値とすることで、最終的に対象物（血管）の適切な位置を表示（画面）の中心に設定することができる。
　また、本実施例１において、図７でも述べたように、補正画像生成手段（本実施例１では補正画像生成部３４）は、時系列の放射線画像（各実施例では元画像Ｐ１０）に対して時間差分を行い、当該時間差分により背景差分画像を順次に生成する背景差分画像生成手段（本実施例１では減算器３４ａ）をさらに備え、補正画像生成手段（補正画像生成部３４）は、当該背景差分画像を位置合わせして得られた位置合わせ後の背景差分画像を補正画像として、時系列の当該補正画像を順次に生成するのが好ましい。すなわち、対象物（血管）の位置合わせ前に時間差分による背景差分を予め行うことで、元画像の替わりに動きの少ない背景を除去した背景差分画像を表示することができる。背景が予め消えている背景差分画像を表示することで、位置合わせされない背景が動くことによる関心領域の視認性の低下や不快感が発生しない。
　また、本実施例１において、図８でも述べたように、補正画像生成手段（補正画像生成部３４）は、時系列の補正画像に対して時間積分を行い、当該時間積分により時間積分補正画像を順次に生成する時間積分補正画像手段（本実施例１では積分器３４ｂ）をさらに備え、表示制御手段（本実施例１では表示制御部３５）は、当該時間積分補正画像を順次に表示するように制御するのが好ましい。すなわち、対象物（血管）の位置合わせ後に時間積分を行うことで、ノイズを削減し、低コントラストで微細な対象物（血管）の視認を向上させることができる。位置合わせされない背景の時間積分を行うことで、位置合わせされない背景が動くことによる関心領域の視認性の低下や不快感を低減させることができる。
　次に、図面を参照してこの発明の実施例２を説明する。図９は、実施例２に係るＸ線装置における画像処理系のブロック図である。上述した実施例１と共通する構成については、同じ符号を付して、その説明を省略する。
　図９に示すように、本実施例２の画像処理系３は、上述した実施例１と同様のＸ線画像生成部３１と特徴点位置取得部３２と補正画像生成部３４と表示制御部３５とを備えている。上述した実施例１では特徴点表示位置決定部３３（図２を参照）を画像処理系３は備えていたが、本実施例２では、図９に示すように、順次に抽出された同一フレーム毎の複数の特徴点の位置に基づいて対象物の位置を順次に決定し、時系列の対象物の位置を順次に取得する対象物位置取得部５１と、順次に抽出された同一フレーム毎の複数の特徴点の位置に基づいて対象物の方向を順次に決定し、時系列の対象物の方向を順次に取得する対象物方向取得部５２と、順次に取得された時系列の対象物の位置に基づいて、表示すべき対象物の表示位置を順次に決定する対象物表示位置決定部５３と、順次に取得された時系列の対象物の方向に基づいて、表示すべき対象物の表示方向を順次に決定する対象物表示方向決定部５４とを備えている。
　本実施例２でも、Ｘ線画像生成部３１は、この発明における放射線画像生成手段に相当し、特徴点位置取得部３２および入力部４１は、この発明における特徴点位置取得手段に相当し、補正画像生成部３４は、この発明における補正画像生成手段に相当し、表示制御部３５は、この発明における表示制御手段に相当する。また、本実施例２では、対象物位置取得部５１は、この発明における対象物位置取得手段に相当し、対象物方向取得部５２は、この発明における対象物方向取得手段に相当し、対象物表示位置決定部５３は、この発明における対象物表示位置決定手段に相当し、対象物表示方向決定部５４は、この発明における対象物表示方向決定手段に相当する。
　その他に、画像処理系３は、上述した実施例１と同様の入力部４１とコントローラ４２と画像メモリ部４３とモニタ４４とを備えている。また、コントローラ４２と同様に、対象物位置取得部５１や対象物方向取得部５２や対象物表示位置決定部５３や対象物表示方向決定部５４は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されている。なお、これらの対象物位置取得部５１や対象物方向取得部５２や対象物表示位置決定部５３や対象物表示方向決定部５４についてもＧＰＵで構成してもよい。
　上述した実施例１と同様に、Ｘ線画像生成部３１は、被検体Ｍ（図１を参照）に向けてＸ線を照射して、当該被検体Ｍを透過したＸ線を（ＦＰＤ２５が）検出するＸ線撮影によって、時系列のＸ線画像（元画像）Ｐ１０（図３を参照）を順次に生成する。順次に生成されたＸ線画像（元画像）Ｐ１０を画像メモリ部４３に送り込んで書き込んで記憶する。特徴点の位置を抽出して取得する，あるいは位置合わせするために、画像メモリ部４３に記憶されたＸ線画像（元画像）Ｐ１０を読み出して、特徴点位置取得部３２および補正画像生成部３４に送り込む。
　上述した実施例１と同様に、特徴点位置取得部３２は、順次に生成されたＸ線画像（元画像）Ｐ１０に基づいて所定の対象物が有する複数の特徴点の位置を順次に抽出し、時系列の複数の特徴点の位置を順次に取得する。本実施例２では、順次に抽出された複数の特徴点を、対象物位置取得部５１および対象物方向取得部５２に送り込む。
　対象物位置取得部５１は、順次に抽出された同一フレーム毎の複数の特徴点の位置に基づいて対象物の位置を順次に決定し、時系列の対象物の位置を順次に取得する。本実施例２では、対象物位置取得部５１は、同一フレーム毎の複数の特徴点の位置に基づいて所定の位置を算出し、算出された当該所定の位置を対象物の位置として順次に決定する。具体的な算出については特に限定されないが、同一フレーム毎の複数の特徴点の平均値または中央値を、対象物の位置として順次に決定する。算出によって得られた対象物（例えばステント）の位置については、図１０で後述する。対象物の位置を、対象物表示位置決定部５３および補正画像生成部３４に送り込む。
　対象物方向取得部５２は、順次に抽出された同一フレーム毎の複数の特徴点の位置に基づいて対象物の方向を順次に決定し、時系列の対象物の方向を順次に取得する。本実施例２では、同一フレーム毎の複数の特徴点に対する回帰直線の方向に基づいて所定の方向を算出し、算出された当該所定の方向を対象物の方向として順次に決定する。算出によって得られた対象物（ステント）の方向（角度）についても、図１０で後述する。対象物の方向を、対象物表示方向決定部５４および補正画像生成部３４に送り込む。
　対象物表示位置決定部５３は、順次に取得された時系列の対象物の位置に基づいて、表示すべき対象物の表示位置を順次に決定する。本実施例２では、順次に取得された時系列の対象物の位置に基づいて所定の位置を算出し、算出された当該所定の位置を対象物の表示位置として順次に決定する。具体的な算出については特に限定されないが、時系列の対象物の位置の平均値または中央値を、対象物の表示位置として順次に決定する。この他にも、上述した実施例１と同様に、例えば最頻値を対象物の表示位置として順次に決定してもよい。対象物の位置（マーカの中点）および上述した算出によって得られた表示位置の具体的な動きについては、図１１で後述する。表示位置を補正画像生成部３４に送り込む。
　対象物表示方向決定部５４は、順次に取得された時系列の対象物の方向に基づいて、表示すべき対象物の表示方向を順次に決定する。本実施例２では、順次に取得された時系列の対象物の方向に基づいて所定の方向を算出し、算出された当該所定の方向を対象物の表示方向として順次に決定する。具体的な算出については特に限定されないが、時系列の対象物の角度の平均値または中央値を、対象物の表示方向として順次に決定する。この他にも、本実施例２の対象物表示位置決定部５３と同様に、例えば最頻値を対象物の表示方向として順次に決定してもよい。対象物の位置（マーカの中点）および上述した算出によって得られた表示方向については、図１１で後述する。表示方向を補正画像生成部３４に送り込む。
　補正画像生成部３４は、対象物の位置が対象物の表示位置に一致し、かつ、対象物の方向が対象物の表示方向に一致するように、Ｘ線画像（元画像）Ｐ１０を位置合わせして得られた位置合わせ後のＸ線画像を補正画像Ｐ２０（図６を参照）として、時系列の当該補正画像Ｐ２０を順次に生成する。順次に生成された補正画像Ｐ２０を画像メモリ部４３に送り込んで書き込んで記憶する。モニタ４４に時系列の各補正画像Ｐ２０を逐次に表示するために、画像メモリ部４３に記憶された補正画像Ｐ２０を読み出して、モニタ４４に送り込む。
　上述した実施例１と同様に、表示制御部３５は、モニタ４４に補正画像Ｐ２０を順次に表示するように制御することで、時系列の補正画像Ｐ２０が動画としてモニタ４４に表示されることになる。
　次に、一連の撮影および画像処理について、上述した実施例１での図１，図３および図６～図８と、本実施例２の図９とともに、図１０および図１１を参照して説明する。図１０は、ステントの位置および角度の模式図であり、図１１は、実施例２に係るマーカの中点および表示位置の動きの模式図である。なお、表示方向については、最終結果のみを図１１で図示する。
　上述した実施例１と同様に、先ず、図１に示すＣアーム２３を備えたＣＶＳ装置で、患者である被検体Ｍ（図１を参照）を動画撮影する。ＦＰＤ２５（図１および図９を参照）の検出面に投影されたＸ線画像（元画像）Ｐ１０（図３を参照）をＸ線画像生成部３１（図９を参照）が生成して、当該元画像Ｐ１０は、経皮的冠動脈形成術（ＰＴＣＡ）で得られたPTCA画像となり、図３に示すような画像となる。
　上述した実施例１と同様に、元画像Ｐ１０中の各バルーンマーカの位置を特徴点の位置として、例示した特許文献で開示された公知の手法等により特徴点位置取得部３２（図９を参照）がリアルタイムに抽出する。
　そして、図１０に示すように、２つのマーカｍの位置の平均を対象物位置取得部５１（図９を参照）が算出する。図１０では、マーカｍの数が２つであるので、２つのマーカｍの位置の平均は、２つのマーカｍの位置の中点Ｃとなる。この中点ＣがステントＳを代表する位置に相当する。もちろん、マーカの数は３つ以上であってもよく、対象物位置取得部５１は複数（３つ以上）のマーカの位置（すなわち特徴点の位置）の平均値を算出してもよい。
　一方、図１０に示すように、２つのマーカｍに対する回帰直線の角度αを対象物方向取得部５２（図９を参照）が算出する。図１０では、マーカｍの数が２つであるので、２つのマーカｍに対する回帰直線は、２つのマーカｍを結ぶ直線となる。この直線の角度αがステントの方向に相当する。もちろん、マーカの数は３つ以上であってもよく、対象物方向取得部５２は複数（３つ以上）のマーカ（すなわち特徴点）に対する回帰直線を求めればよい。３つ以上の特徴点に対する回帰直線を求める場合には、最小二乗法などの公知の手法を用いればよい。
　また、図１０では、角度αは、水平方向の画素ラインと２つのマーカｍを結ぶ直線とがなす角度であったが、垂直方向の画素ラインと２つのマーカｍを結ぶ直線とがなす角度を、直線の角度としてもよい。また、対象物方向取得部５２により得られる対象物（すなわちステント）の方向は、図１０のような直線の角度に限定されず、２つのマーカｍのうち一方の座標を基準とした他方の座標に関するベクトルであってもよい。
　対象物位置取得部５１や対象物方向取得部５２で得られたフレーム毎の中点Ｃおよび角度αを時系列の情報としてＲＡＭなどの記憶媒体に書き込んで記憶する。上述した実施例１でも述べたように、この際、各フレームの２つのマーカを対応付けて互いに区別する必要がある。
　そこで、上述した実施例１でも述べたように、通常、画面左上が冠動脈近位部で、画面右下が冠動脈遠位部であることを利用し、画像左上を基準として、そこからマーカまでの距離を算出し、距離が近い方を「マーカ１」，距離が遠い方を「マーカ２」としてそれぞれ対応付ける。本実施例２においても、適切なマーカをユーザが入力部４１（図２を参照）により手動で指定してもよい。
　次に、図１１（図中では２つのマーカ）に示すように、対象物表示位置決定部５３（図９を参照）は時系列の中点Ｃの位置（図１１中の黒丸を参照）の平均を算出し、ステントの表示位置（図１１中の灰色の丸を参照）とする。また、対象物表示角度決定部５４（図９を参照）は時系列の角度の平均を算出し、ステントの表示方向とする。
　よって、ステントの表示位置および表示方向の動きは、実際のステントの動きに比して、図１１中の灰色の丸に示すように徐々にゆっくりとなっていき、拍動による動きが１周期以上となったところで、その平均位置・平均方向付近に収束する。ある程度動きが小さくなったところで、表示位置および表示方向を更新する（すなわち表示位置・表示方向を順次に求める）のを止めて、表示位置および表示方向を固定してもよい。平均値の替わりに中央値を用いてもよく、特徴点の抽出ミスによる異常な座標（画素位置）が含まれていても、適切な位置および方向を求めることができる。
　次に、マーカの中点が表示位置に一致し、かつ、ステントの方向が表示方向に一致するように、補正画像生成部３４（図９を参照）は元画像Ｐ１０を位置合わせして得られた位置合わせ後のＸ線画像を補正画像Ｐ２０（図６を参照）としてリアルタイムで作成する。なお、上述した実施例１と異なり、ステントの大きさは元画像Ｐ１０から変更されず、平行移動および回転移動のみである。このために、元画像Ｐ１０は変形されることはない。
　本実施例２においても、上述した実施例１と同様に、位置合わせの対象となる画像については、元画像Ｐ１０の替わりに、背景差分画像Ｐ１５（図７を参照）を用いてもよい。背景差分画像Ｐ１５については、上述した実施例１と同じであるので、その説明を省略する。
　また、本実施例２においても、上述した実施例１と同様に、位置合わせ後の補正画像Ｐ２０に対して時間積分を行ってもよい。時間積分によって得られた時間積分補正画像Ｐ２５（図８を参照）を順次に表示する。時間積分補正画像Ｐ２５については、上述した実施例１と同じであるので、その説明を省略する。
　最後に、時系列の補正画像Ｐ２０（図８の時間積分の場合には時間積分補正画像Ｐ２５）をモニタ４４にリアルタイムに表示するように表示制御部３５は制御する。
　上述の本実施例２に係るＸ線装置によれば、時系列（複数フレーム）の特徴点（ここではマーカ）の位置・方向に基づいて、当該フレームの対象物（例えばステント）の各々の表示位置・表示方向を順次に決定するので、動く対象物（ステント）を適切な位置・方向に設定して表示することができる。また、複数の特徴点（マーカ）に基づく対象物（ステント）の方向が考慮されて対象物（ステント）の方向を表示するので、方向が変わっても対象物（ステント）自身を変形させることがなく対象物（ステント）の形状が不自然になることがない。また、上述した実施例１と同様に、複数の特徴点（マーカ）を抽出することで対象物（ステント）の方向および大きさの情報も保持され、対象物（例えば血管）の近位・遠位の区別やデバイス（例えばステント）の長さが画像から直感的にわかるという効果をも奏する。また、対象物の位置および方向（ここではマーカの中点およびステントの方向）を用いて位置合わせを行うので、最終的に表示される補正画像自身も正確な位置・方向に設定することができる。
　まとめと、上述した実施例１および本実施例２の位置合わせは以下の観点で異なる。実施例１では、移動，回転，（等方または非等方）拡大縮小または変形をする。デバイス（例えばステント）は、平均の位置・角度・大きさ（形状）に収束する。大きさも平均することができる反面、非等方的な拡大縮小や変形は、画像を不自然にしかねない。また、計算コストも大きい。本実施例２では、移動，回転をする。デバイス（例えばステント）は、平均の位置・角度に収束する。大きさを平均することができないが、変形を伴わないので、画像が不自然にならない。また、実際には大きさの変化は小さく、さほど問題にならない。また、計算コストは小さい。
　対象物（ステント）の表示位置や表示方向を決定する前段階として、本実施例２では対象物（ステント）の表示位置や表示方向の基となる対象物の位置や方向を上述した算出で決定している。すなわち、複数の特徴点（マーカ）の位置に基づいて所定の位置を算出し、算出された当該所定の位置を対象物（ステント）の位置として順次に取得し、複数の特徴点（マーカ）に対する回帰直線の方向に基づいて所定の方向を算出し、算出された当該所定の方向を対象物（ステント）の方向として順次に取得する。例えば、図１０に示すように、２つのマーカｍの中点を対象物の位置として求め、２つのマーカｍを結ぶ直線の角度αをステントＳの方向、すなわち対象物の方向として求めている。このような算出により対象物の位置・方向を適切に自動的に（本実施例２ではマーカの中点・ステントの方向として）決定することができる。
　また、本実施例２において、順次に取得された時系列の対象物の位置・方向（マーカの中点・ステントの方向）に基づいて所定の位置・方向を算出し、算出された当該所定の位置・方向を対象物（ステント）の表示位置・表示方向として順次に決定するのが好ましい。このような算出により対象物（ステント）の表示位置・表示方向を適切に自動的に決定することができる。特に、対象物（ステント）の位置・方向を平均する場合には、図１１でも述べたように表示位置・表示方向の動きが徐々にゆっくりとなり、最終的に動き（例えば拍動）による対象物の位置・方向（マーカの中点・ステントの方向）の動きの平均に収束する。よって、最終的に動く対象物（ステント）を平均の位置・平均の方向に固定して表示することができる。また、そこに至るまでの過程も、徐々にゆっくりと自然に切り替わり、不自然さを感じさせない。また、時系列の対象物の位置・方向（マーカの中点・ステントの方向）の中央値を用いれば、特徴点の抽出ミスのフレームがあった場合でも頑健である。
　また、時系列の対象物の位置・方向（マーカの中点・ステントの方向）を平均する場合や対象物の位置・方向（マーカの中点・ステントの方向）の中央値を用いる場合には、対象物の表示位置・表示方向を時系列の対象物の位置・方向（マーカの中点・ステントの方向）の平均または中央値とすることで、対象物（ステント）の適切な位置を表示（画面）の中心に設定し、対象物（ステント）を適切な方向に設定することができる。
　また、上述した実施例１と同様に本実施例２においても、図７でも述べたように、背景差分画像を位置合わせして得られた位置合わせ後の背景差分画像を補正画像として、時系列の当該補正画像を順次に生成するのが好ましい。すなわち、位置合わせ前に時間差分による背景差分を予め行うことで、元画像の替わりに動きの少ない背景を除去した背景差分画像を表示することができる。背景が予め消えている背景差分画像を表示することで、位置合わせされない背景が動くことによる関心領域の視認性の低下や不快感が発生しない。
　また、上述した実施例１と同様に本実施例２においても、図８でも述べたように、時系列の補正画像に対して時間積分を行い、当該時間積分により時間積分補正画像を順次に生成して表示するのが好ましい。すなわち、位置合わせ後に時間積分を行うことで、ノイズを削減し、低コントラストで微細な対象物（ステント）の視認を向上させることができる。位置合わせされない背景の時間積分を行うことで、位置合わせされない背景が動くことによる関心領域の視認性の低下や不快感を低減させることができる。
　この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
　（１）上述した各実施例では、放射線として、Ｘ線を例に採って説明したが、Ｘ線以外の放射線（例えばラジオ波、γ線など）に適用してもよい。例えば、核医学診断および血管造影技術を組み合わせたインターベンション治療にも適用可能である。
　（２）上述した各実施例では、放射線装置（各実施例ではＸ線装置）は、被検体を人体とした医療用装置であったが、被検体を実装基板とした非破壊検査装置に例示されるように工業用装置に適用してもよい。特に、動的な対象物を有した被検体を撮影する場合に有用である。
　（３）上述した各実施例では、経皮的冠動脈形成術（ＰＴＣＡ）を例に採って説明したが、PTCA以外のインターベンション治療などのインターベンション放射線医学(IVR: intervention radiology)全般にも適用可能である。例えば、PTCA以外のIVR全般では、カテーテル大動脈弁置換術（ＴＡＶＲ）にも適用可能である。TAVRの場合、対象物である人工弁に対する特徴点として、人工弁の金属フレームを用いることで、人工弁を固定して表示することができる。これにより、人工弁留置の際の位置決めが容易になる。逆に、大動脈弁の石灰化病変を特徴点としてもよく、この場合には留置先である大動脈弁の方が固定されて表示されることになる。
　（４）また、対象物に対応する適当な特徴点がない場合には、対象物と実質的に一体となって動く部位に、対象物とは別のマーカを挿入してもよい。例えば、図１２に示すように、人工弁の近傍に挿入されるピックテールカテーテルＰＣのマーカｍなどが考えられる。このような場合、マーカ付近を拡大して表示するのではなく、図１２に示すように、例えば画面中央などの人工弁や大動脈弁が存在すると推定される領域（図中の点線を参照）を拡大して表示してもよい。もちろん、術者などのユーザが拡大表示したい位置を指定してもよい。
　（５）上述した実施例１では、時系列の各特徴点の位置に基づいて所定の位置（実施例１では平均値または中央値）を算出することで、特徴点の表示位置を自動的に決定し、実施例２では、時系列の対象物の位置（中点）・方向（角度）に基づいて所定の位置を算出することで、対象物の表示位置・表示方向を自動的に決定したが、必ずしも特徴点・対象物の表示位置や表示方向を自動的に決定する必要はない。例えば、実施例１において時系列の各特徴点の位置を表示して、表示結果から術者などのユーザが特徴点の表示位置を手動で決定してもよいし、実施例２において時系列の対象物の位置（中点）・方向（角度）を表示して、表示結果から術者などのユーザが対象物の表示位置・表示方向を手動で決定してもよい。
　（６）上述した実施例２では、複数の特徴点の位置に基づいて所定の位置（実施例２では中点）を算出することで、対象物の位置（中点）を自動的に決定し、複数の特徴点に対する回帰直線の方向に基づいて所定の方向（実施例２では角度）を自動的に決定したが、必ずしも対象物の位置や方向を自動的に決定する必要はない。例えば、複数の特徴点の位置を一旦表示して、表示結果から術者などのユーザが対象物の位置・方向を手動で決定してもよい。
　（７）表示制御手段（各実施例では表示制御部３５）は、補正画像の所定の領域を拡大して順次に表示してもよい。補正画像の所定の領域を拡大して順次に表示することで、対象物をより詳細に観察することができる。特徴点が対象物と一体となっている場合には、対象物の位置がわかっているので、対象物周辺を拡大表示することができる。特徴点が対象物と離れている場合には、特徴点に対する対象物の相対位置から対象物が存在すると推定される位置を拡大して表示することができる。または、術者などのユーザが表示領域を指定し、所望の位置を拡大して表示することができる。
　（８）上述した実施例１において、表示制御手段（実施例１では表示制御部３５）は、補正画像における対象物の位置が画面の中心に常に固定されるように当該補正画像を表示してもよい。例えば、実施例２のように２つのマーカの位置の中点を求め、ステントを代表する位置とする。このステント位置に対する各マーカの表示位置を保ったまま、図１３に示すようにステント位置を画面の中心に固定する。以下、同様に位置合わせをして、補正画像をリアルタイム表示する（図中のｔは時間軸、図中の表示画像Ｐ３０を参照）。この場合、ステントの位置が画面の中心から移動せずに常に固定され、回転または拡大・縮小成分の動きのみとなる。それらの動きも、図５や図１１でも述べたように最終的には平均されて固定される。ステントが常に中心にあるので、拡大して表示してもよい。また、元画像と並べて同時に表示してもよい。
　（９）上述した実施例２において、表示制御手段（実施例２では表示制御部３５）は、図１４に示すように、２つのマーカの位置の中点を、ステントを代表する位置として画面右側に固定し、ステントの方向を縦に固定して表示してもよい（図中のｔは時間軸）。この場合、ステントは画面右側で移動も回転もせずに固定され、拡大・縮小成分の動きのみとなる。実際には、投影角度が大きく変わることは少なく、ほぼ完全に固定されるとみなせる。ステントが常に右側にあるので、拡大して表示してもよい。また、元画像と並べて同時に表示してもよい（図中の元画像Ｐ１０，切り出された補正画像Ｐ２０を参照）。
　（１０）上述した実施例１では、特徴点表示位置決定手段（実施例１では特徴点表示位置決定部３３）は、特徴点の各々の表示位置を順次に決定する際には、図５に示すように各々の表示位置は互いに独立して求められたが、上述した実施例２のように複数の特徴点の位置に基づいて対象物の位置（図１０のようにステントＳを代表する位置である中点Ｃ）を決定した後に、当該対象物の位置に対する相対的な複数の特徴点の位置を保ったまま、対象物の各々の表示位置を順次に決定してもよい。具体的には、図１５に示すように、特徴点表示位置決定部３３は、複数の特徴点の位置に基づいて対象物の位置を順次に決定し、決定された当該対象物の位置を順次に取得する対象物位置取得部３３ａをさらに備える。特徴点表示位置決定部３３は、対象物の位置に対する相対的な複数の特徴点の位置を保ったまま対象物の位置が所定の位置になるように、複数の特徴点の各々の表示すべき位置を、複数の特徴点の各々の表示位置として順次に決定する。コントローラ４２と同様に対象物位置取得部３３ａは中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されている。この場合には、対象物の長さや大きさを保った状態で、動く対象物を適切な位置・方向に設定して表示することができる。対象物位置取得部３３ａは、この発明における対象物位置取得手段に相当する。
　（１１）特に、対象物位置取得部３３ａを中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成することで、複数の特徴点の位置に基づいて所定の位置（例えば平均値や中央値）を算出し、算出された当該所定の位置を対象物の位置として順次に取得するのが好ましい。このような算出により対象物の表示位置を適切に自動的に決定することができる。もちろん、複数の特徴点の位置を一旦表示して、表示結果から術者などのユーザが対象物の位置を手動で決定してもよい。
　３１　…　Ｘ線画像生成部
　３２　…　特徴点位置取得部
　３３　…　特徴点表示位置決定部
　３３ａ　…　対象物位置取得部
　３４　…　補正画像生成部
　３４ａ　…　減算器
　３４ｂ　…　積分器
　３５　…　表示制御部
　４１　…　入力部
　５１　…　対象物位置取得部
　５２　…　対象物方向取得部
　５３　…　対象物表示位置決定部
　５４　…　対象物表示方向決定部
　Ｐ１０　…　Ｘ線画像（元画像）
　Ｐ１５　…　背景差分画像
　Ｐ２０　…　補正画像
　Ｐ２５　…　時間積分補正画像
　Ｍ　…　被検体

Claims (11)

  1. 　検出された放射線に基づいて複数の放射線画像を取得する放射線装置であって、
    　被検体に向けて放射線を照射して、当該被検体を透過した放射線を検出する放射線撮影によって、時系列の前記放射線画像を順次に生成する放射線画像生成手段と、
    　順次に生成された当該放射線画像のそれぞれについて、所定の対象物が有する特徴点の位置を取得する特徴点位置取得手段と、
    　順次に生成された前記特徴点が形成する軌跡の範囲内における所定の点を表示すべき位置として決定する特徴点表示位置決定手段と、
    　前記特徴点の位置が表示位置に一致するように、前記放射線画像を位置合わせして得られた位置合わせ後の放射線画像を補正画像として、時系列の当該補正画像を順次に生成する補正画像生成手段と、
    　前記補正画像を順次に表示するように制御する表示制御手段と
    　を備えることを特徴とする放射線装置。
  2. 　請求項１に記載の放射線装置において、
    　前記特徴点は、前記順次に生成された各放射線画像のそれぞれについて、複数抽出することを特徴とする放射線装置。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の放射線装置において、
    　前記特徴点表示位置決定手段は、時系列の前記各特徴点の位置に基づいて所定の位置を算出し、算出された当該所定の位置を前記複数の特徴点の各々の表示すべき位置として順次に決定することを特徴とする放射線装置。
  4. 　請求項１に記載の放射線装置において、
    　前記特徴点表示位置決定手段は、
    　前記複数の特徴点の位置に基づいて前記対象物の位置を順次に決定し、決定された当該対象物の位置を順次に取得する対象物位置取得手段をさらに備え、
    　前記特徴点表示位置決定手段は、前記対象物の位置に対する相対的な前記複数の特徴点の位置を保ったまま前記対象物の位置が所定の位置になるように、前記複数の特徴点の各々の表示すべき位置を、前記複数の特徴点の各々の表示位置として順次に決定することを特徴とする放射線装置。
  5. 　請求項４に記載の放射線装置において、
    　前記対象物位置取得手段は、前記複数の特徴点の位置に基づいて所定の位置を算出し、算出された当該所定の位置を前記対象物の位置として順次に取得することを特徴とする放射線装置。
  6. 　検出された放射線に基づいて複数の放射線画像を取得する放射線装置であって、
    　被検体に向けて放射線を照射して、当該被検体を透過した放射線を検出する放射線撮影によって、時系列の前記放射線画像を順次に生成する放射線画像生成手段と、
    　順次に生成された当該放射線画像に基づいて所定の対象物が有する複数の特徴点の位置を順次に抽出し、時系列の前記複数の特徴点の位置を順次に取得する特徴点位置取得手段と、
    　順次に抽出された同一フレーム毎の前記複数の特徴点の位置に基づいて前記対象物の位置を順次に決定し、時系列の前記対象物の位置を順次に取得する対象物位置取得手段と、
    　順次に抽出された同一フレーム毎の前記複数の特徴点の位置に基づいて前記対象物の方向を順次に決定し、時系列の前記対象物の方向を順次に取得する対象物方向取得手段と、
    　順次に取得された時系列の前記対象物の位置に基づいて、表示すべき前記対象物の表示位置を順次に決定する対象物表示位置決定手段と、
    　順次に取得された時系列の前記対象物の方向に基づいて、表示すべき前記対象物の表示方向を順次に決定する対象物表示方向決定手段と、
    　前記対象物の位置が前記対象物の表示位置に一致し、かつ、前記対象物の方向が前記対象物の表示方向に一致するように、前記放射線画像を位置合わせして得られた位置合わせ後の放射線画像を補正画像として、時系列の当該補正画像を順次に生成する補正画像生成手段と、
    　前記補正画像を順次に表示するように制御する表示制御手段と
    　を備えることを特徴とする放射線装置。
  7. 　請求項６に記載の放射線装置において、
    　前記対象物位置取得手段は、前記複数の特徴点の位置に基づいて所定の位置を算出し、算出された当該所定の位置を前記対象物の位置として順次に取得し、
    　前記対象物方向取得手段は、前記複数の特徴点に対する回帰直線の方向に基づいて所定の方向を算出し、算出された当該所定の方向を前記対象物の方向として順次に取得することを特徴とする放射線装置。
  8. 　請求項６または請求項７に記載の放射線装置において、
    　前記対象物表示位置決定手段は、順次に取得された時系列の前記対象物の位置に基づいて、所定の位置を算出し、算出された当該所定の位置を前記対象物の表示位置として順次に決定し、
    　前記対象物表示方向決定手段は、順次に取得された時系列の前記対象物の方向に基づいて、所定の方向を算出し、算出された当該所定の方向を前記対象物の表示方向として順次に決定することを特徴とする放射線装置。
  9. 　請求項１から請求項８のいずれかに記載の放射線装置において、
    　前記表示制御手段は、前記補正画像の所定の領域を拡大して順次に表示することを特徴とする放射線装置。
  10. 　請求項１から請求項９のいずれかに記載の放射線装置において、
    　前記補正画像生成手段は、時系列の前記放射線画像に対して時間差分を行い、当該時間差分により背景差分画像を順次に生成する背景差分画像生成手段をさらに備え、
    　前記補正画像生成手段は、当該背景差分画像を位置合わせして得られた位置合わせ後の背景差分画像を前記補正画像として、時系列の当該補正画像を順次に生成することを特徴とする放射線装置。
  11. 　請求項１から請求項１０のいずれかに記載の放射線装置において、
    　前記補正画像生成手段は、時系列の前記補正画像に対して時間積分を行い、当該時間積分により時間積分補正画像を順次に生成する時間積分補正画像手段をさらに備え、
    　前記表示制御手段は、当該時間積分補正画像を順次に表示するように制御することを特徴とする放射線装置。
     
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