JP2018171297A - 画像処理装置及びｘ線診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画質を向上させることができる画像処理装置及びＸ線診断装置を提供すること。
【解決手段】実施形態の画像処理装置は、抽出部と、検出部と、補正画像生成部とを備える。抽出部は、経時的に収集された複数のＸ線画像に含まれる固定物を抽出する。検出部は、検出された固定物を検出の対象外として、複数のＸ線画像に含まれる対象物をそれぞれ検出する。補正画像生成部は、複数のＸ線画像のうちの基準画像において検出された対象物の位置を基準位置とし、複数のＸ線画像に対して、検出された対象物の位置を基準位置に略一致させる補正処理を施した補正画像を複数生成する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、画像処理装置及びＸ線診断装置に関する。

血管内インターベンション治療は、カテーテルと呼ばれる治療用の器具（デバイス）を血管に挿入して、心臓、脳、肝臓等に生じた患部の治療を行なう治療法である。例えば、血管内インターベンション治療では、医師は、バルーン付きカテーテルを狭窄部位まで挿入する。そして、医師は、例えば、カテーテルを通じてバルーン内に液体を注入し、バルーンを拡張する。これにより、狭窄部位は機械的に拡張され、血流が回復する。バルーン付きカテーテルは、バルーン内の液体を吸引後、医師により体外に引き出される。

また、バルーンによって拡張された狭窄部位の再狭窄を防止するために、バルーンの外側に金属のメッシュ（ステント）を密着させたバルーン付きカテーテルを用いた血管内インターベンション治療も行なわれている。この治療法においては、医師は、バルーンを拡張させることで、ステントを拡張させた後、バルーン内の液体を吸引させてカテーテルを体外に引き出す。これにより、拡張されたステントが狭窄部位に留置され、狭窄部位の再狭窄率を低下することができる。

血管内インターベンション治療では、血管内に挿入したデバイスを治療対象部位まで精度よく移動させることが必要となる。通常、デバイスの位置決めは、Ｘ線診断装置によりリアルタイムで生成表示されるＸ線画像を参照して行なわれている。このため、デバイスには、バルーンやステントの位置を示すマーカとして、例えば、Ｘ線不透過の金属が２箇所（１箇所の場合もある）取り付けられており、医師は、モニタに表示されたＸ線画像に描出されたマーカを参照して、デバイスの位置決めを行なう。

しかし、心臓のように常に拍動を行なう臓器や、拍動により動く臓器の血管に血管内インターベンション治療を行なう場合、Ｘ線画像上でのデバイスの位置が常に動いてしまう。このため、Ｘ線画像を参照してデバイスの位置決めを行なうことは、医師にとって非常に高度な作業となる。

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

特開２０１０−１３１３７１号公報

本発明が解決しようとする課題は、画質を向上させることができる画像処理装置及びＸ線診断装置を提供することである。

実施形態の画像処理装置は、抽出部と、検出部と、補正画像生成部とを備える。抽出部は、経時的に収集された複数のＸ線画像に含まれる固定物を抽出する。検出部は、検出された前記固定物を検出の対象外として、前記複数のＸ線画像に含まれる対象物をそれぞれ検出する。補正画像生成部は、前記複数のＸ線画像のうちの基準画像において検出された前記対象物の位置を基準位置とし、前記複数のＸ線画像に対して、検出された前記対象物の位置を前記基準位置に略一致させる補正処理を施した補正画像を複数生成する。

図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成の一例を示す図である。 図２は、第１の実施形態に係る検出機能による処理を説明するための図である。 図３は、第１の実施形態に係るＬｅａｒｎｉｎｇモードの一例を説明するための図である。 図４は、第１の実施形態に係る補正画像生成機能による処理を説明するための図である。 図５は、第１の実施形態に係るＴｒａｃｋｉｎｇモードの一例を説明するための図である。 図６は、第１の実施形態に係る１点固定処理を説明するための図である。 図７は、第１の実施形態に係る抽出機能による固定物の抽出処理の一例を説明するための図である。 図８は、第１の実施形態に係る検出機能による検出処理の一例を説明するための図である。 図９Ａは、第１の実施形態に係る表示制御機能によって表示される動画像の一例を示す図である。 図９Ｂは、第１の実施形態に係る表示制御機能によって表示される動画像の一例を示す図である。 図１０は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の処理手順を示すフローチャートである。 図１１は、第２の実施形態に係るＬｅａｒｎｉｎｇモードによる領域の設定の一例を説明するための図である。 図１２は、第２の実施形態に係る抽出機能及び検出機能による処理を説明するための図である。 図１３は、第２の実施形態に係る表示制御機能によって表示される領域設定画面の一例を示す図である。 図１４は、第３の実施形態に係る表示制御機能による画像表示の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、画像処理装置及びＸ線診断装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下で示す実施形態では、本願に係るＸ線診断装置を例に挙げて説明する。また、本願に係る画像処理装置及びＸ線診断装置は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の全体構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００の構成の一例を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、高電圧発生器１１と、Ｘ線管１２と、コリメータ１３と、天板１４と、Ｃアーム１５と、Ｘ線検出器１６と、Ｃアーム回転・移動機構１７と、天板移動機構１８と、Ｃアーム・天板機構制御回路１９と、絞り制御回路２０と、処理回路２１と、入力回路２２と、ディスプレイ２３と、画像データ生成回路２４と、記憶回路２５と、画像処理回路２６とを有する。

図１に示すＸ線診断装置１００においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路２５へ記憶されている。Ｃアーム・天板機構制御回路１９、絞り制御回路２０、処理回路２１、画像データ生成回路２４、及び、画像処理回路２６は、記憶回路２５からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の各回路は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。

なお、上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。

高電圧発生器１１は、処理回路２１による制御の下、高電圧を発生し、発生した高電圧をＸ線管１２に供給する。Ｘ線管１２は、高電圧発生器１１から供給される高電圧を用いて、Ｘ線を発生する。

コリメータ１３は、絞り制御回路２０による制御の下、Ｘ線管１２が発生したＸ線を、被検体Ｐの関心領域に対して選択的に照射されるように絞り込む。例えば、コリメータ１３は、スライド可能な４枚の絞り羽根を有する。コリメータ１３は、絞り制御回路２０による制御の下、これらの絞り羽根をスライドさせることで、Ｘ線管１２が発生したＸ線を絞り込んで被検体Ｐに照射させる。天板１４は、被検体Ｐを載せるベッドであり、図示しない寝台の上に配置される。なお、被検体Ｐは、Ｘ線診断装置１００に含まれない。

Ｘ線検出器１６は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。例えば、Ｘ線検出器１６は、マトリックス状に配列された検出素子を有する。各検出素子は、被検体Ｐを透過したＸ線を電気信号に変換して蓄積し、蓄積した電気信号を画像データ生成回路２４に送信する。

Ｃアーム１５は、Ｘ線管１２、コリメータ１３及びＸ線検出器１６を保持する。Ｘ線管１２及びコリメータ１３とＸ線検出器１６とは、Ｃアーム１５により被検体Ｐを挟んで対向するように配置される。なお、図１では、Ｘ線診断装置１００がシングルプレーンの場合を例に挙げて説明しているが、実施形態はこれに限定されるものではなく、バイプレーンの場合であってもよい。

Ｃアーム回転・移動機構１７は、Ｃアーム１５を回転及び移動させるための機構である。また、Ｃアーム回転・移動機構１７は、Ｘ線管１２とＸ線検出器１６との距離であるＳＩＤ（Source Image receptor Distance）を変更することも可能である。また、Ｃアーム回転・移動機構１７は、Ｃアーム１５に保持されているＸ線検出器１６を、回転することも可能である。天板移動機構１８は、天板１４を移動させるための機構である。

Ｃアーム・天板機構制御回路１９は、処理回路２１による制御の下、Ｃアーム回転・移動機構１７及び天板移動機構１８を制御することで、Ｃアーム１５の回転や移動、天板１４の移動を調整する。絞り制御回路２０は、処理回路２１による制御の下、コリメータ１３が有する絞り羽根の開度を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の照射範囲を制御する。

画像データ生成回路２４は、Ｘ線検出器１６によってＸ線から変換された電気信号を用いて画像データを生成し、生成した画像データを記憶回路２５に格納する。例えば、画像データ生成回路２４は、Ｘ線検出器１６から受信した電気信号に対して、電流・電圧変換やＡ（Analog）／Ｄ（Digital）変換、パラレル・シリアル変換を行い、画像データ（投影データ）を生成する。そして、画像データ生成回路２４は、生成した画像データを記憶回路２５に格納する。

記憶回路２５は、画像データ生成回路２４によって生成された画像データを受け付けて記憶する。また、記憶回路２５は、図１に示す各回路によって読み出されて実行される各種機能に対応するプログラムを記憶する。一例を挙げると、記憶回路２５は、処理回路２１によって読み出されて実行される制御機能２１１に対応するプログラム、抽出機能２１２に対応するプログラム、検出機能２１３に対応するプログラム、補正画像生成機能２１４に対応するプログラム及び表示制御機能２１５に対応するプログラムを記憶する。

画像処理回路２６は、後述する処理回路２１による制御のもと、記憶回路２５が記憶する画像データに対して各種画像処理を行うことでＸ線画像を生成する。或いは、画像処理回路２６は、後述する処理回路２１による制御のもと、画像データ生成回路２４から直接画像データを取得し、取得した画像データに対して各種画像処理を行うことでＸ線画像を生成する。なお、画像処理回路２６は、画像処理後のＸ線画像を、記憶回路２５に格納することも可能である。例えば、画像処理回路２６は、移動平均（平滑化）フィルタ、ガウシアンフィルタ、メディアンフィルタ、リカーシブフィルタ、バンドパスフィルタなどの画像処理フィルタによる各種処理を実行することが可能である。

入力回路２２は、領域（例えば、関心領域）などの設定などを行うためのトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード等や、Ｘ線の照射などを行うためのフットスイッチ等によって実現される。入力回路２２は、処理回路２１に接続されており、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換し処理回路２１へと出力する。ディスプレイ２３は、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）や、画像処理回路２６によって生成された種々の画像を表示する。

処理回路２１は、Ｘ線診断装置１００全体の動作を制御する。具体的には、処理回路２１は、装置全体を制御するための制御機能２１１に対応するプログラムを記憶回路２５から読み出して実行することにより、種々の処理を実行する。例えば、制御機能２１１は、入力回路２２から転送された操作者の指示に従って高電圧発生器１１を制御し、Ｘ線管１２に供給する電圧を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量やＯＮ／ＯＦＦを制御する。また、例えば、制御機能２１１は、操作者の指示に従ってＣアーム・天板機構制御回路１９を制御し、Ｃアーム１５の回転や移動、天板１４の移動を調整する。また、例えば、制御機能２１１は、操作者の指示に従って絞り制御回路２０を制御し、コリメータ１３が有する絞り羽根の開度を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の照射範囲を制御する。

また、制御機能２１１は、操作者の指示に従って、画像データ生成回路２４による画像データ生成処理や、画像処理回路２６による画像処理、あるいは解析処理などを制御する。また、制御機能２１１は、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩや記憶回路２５が記憶する画像などを、ディスプレイ２３に表示するように制御する。ここで、第１の実施形態に係る処理回路２１は、図１に示すように、抽出機能２１２、検出機能２１３、補正画像生成機能２１４及び表示制御機能２１５を実行するが、これらの詳細については、後述する。なお、上述した画像データ生成回路２４は、特許請求の範囲における収集部の一例である。また、抽出機能２１２は、特許請求の範囲における抽出部の一例である。また、検出機能２１３は、特許請求の範囲における検出部及び検出領域設定部の一例である。また、補正画像生成機能２１４は、特許請求の範囲における補正画像生成部の一例である。また、表示制御機能２１５は、特許請求の範囲における表示制御部の一例である。

以上、Ｘ線診断装置１００の全体構成について説明した。かかる構成のもと、本実施形態に係るＸ線診断装置１００は、画質を向上させることを可能にする。具体的には、Ｘ線診断装置１００は、治療用の器具（デバイス）が仮想的に止まって見える動画像を表示する際のＸ線画像の画質を向上させることを可能にする。

例えば、医師は、被検体Ｐの心臓血管における狭窄部位に対して「ステントを有するバルーン付きカテーテル」を用いた血管内インターベンション治療を行なう際、Ｘ線診断装置により生成表示されるＸ線画像を参照して、デバイスの位置決めを行なう。ここで、上述したように、心臓のように常に拍動を行なう臓器や、拍動により動く臓器の血管に血管内インターベンション治療を行なう場合、Ｘ線画像上でのデバイスの位置が動いてしまうため、Ｘ線画像を参照してデバイスの位置決めを行なうことは、医師にとって非常に高度な作業となる。

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

これにより、Ｘ線診断装置１００においては、Ｘ線画像を参照して行なわれる血管内インターベンション治療実行時に表示するデバイスの視認性を向上させたＸ線画像の表示を行うことができ、デバイスの位置決めを容易に行わせることができる。しかしながら、上述した技術では、マーカを誤検出してしまうことによって画質が低下してしまう場合があった。そこで、本願に係るＸ線診断装置１００は、以下、詳細に説明する処理回路２１により、マーカの検出精度を向上させることによって、デバイスが仮想的に止まって見える動画像を表示する際の画質を向上させることを可能にする。

ここで、以下では、まず、デバイスが仮想的に止まって見える動画像を表示する際の処理について説明する。なお、以下では、処理回路２１が各種機能を実行して画像処理回路２６を制御することにより実行される場合について説明するが、処理回路２１が画像処理回路２６と同様の処理を行う場合であってもよい。

デバイスが仮想的に止まって見える動画像を表示する場合、検出機能２１３が、画像処理回路２６を制御することで、所定の期間に画像データ生成回路２４によって順次生成された画像データ群を用いて、被検体Ｐの体内に挿入された医療デバイスに関する所定の対象物を特定し、新たに生成されたＸ線画像における所定の対象物の位置を、特定結果に基づいて検出する。すなわち、検出機能２１３は、画像処理回路２６を制御して、画像データから生成されたＸ線画像に含まれる所定の対象物を検出させる。ここで、対象物の検出の対象となる所定の期間及び検出の対象となる所定の対象物は、検出処理が開始される時点までに定まっていればよく、例えば、画像データ群の生成前、画像データ群の生成途中、或いは、画像データ群の生成後に決定される。

例えば、検出機能２１３は、新規のＸ線画像である新規画像が格納されるごとに、新規画像におけるステントに取り付けられたステントマーカの座標を検出する。すなわち、検出機能２１３は、画像に描出されたステントマーカに関する情報に基づいて、順次生成されるＸ線画像内のステントマーカの座標を検出する。一例を挙げると、検出機能２１３は、操作者によって指定されたステントマーカの情報、或いは、ステントマーカの教師画像に基づいて、順次生成されるＸ線画像内のステントマーカの座標を検出する。

ここで、検出機能２１３は、順次生成されたＸ線画像から所定の周波数成分を含む周波数画像をそれぞれ生成し、生成した複数の周波数画像に含まれる所定の対象物の座標をそれぞれ検出する。具体的には、検出機能２１３は、順次生成されるＸ線画像から高周波成分を含む高周波画像をそれぞれ生成し、生成した高周波画像におけるステントマーカの座標をそれぞれ検出する。すなわち、所定の周波数成分は、所定の対象物に相当する成分を含む周波数成分であり、検出機能２１３は、所定の対象物が強調された周波数画像を生成して、所定の対象物の座標を検出する。ここで、周波数画像における所定の周波数成分は、検出処理が開始される時点までに定まっていればよく、例えば、画像データ群の生成前、画像データ群の生成中、或いは、画像データ群の生成後に決定される。

例えば、検出機能２１３は、Ｘ線画像に対して平滑化処理を実行することで、Ｘ線画像の低周波画像をそれぞれ生成する。そして、検出機能２１３は、Ｘ線画像から低周波画像を減算することで、Ｘ線画像から低周波成分を除去した高周波画像を生成する。さらに、検出機能２１３は、生成した高周波画像におけるステントマーカの座標を検出する。例えば、検出機能２１３は、順次生成される各Ｘ線画像に対して上述した処理を行うことで、各Ｘ線画像について高周波画像をそれぞれ生成し、生成した高周波画像に含まれるステントマーカの座標をそれぞれ検出する。なお、高周波画像の生成は、上記した例に限らず、例えば、バンドパスフィルタを用いた処理など任意の手法によって実行される場合であってもよい。

以下、２つのステントマーカの座標を検出する場合を例に挙げて、デバイスが仮想的に止まって見える動画像を表示する際の処理について説明する。なお、以下では、高周波画像を生成した後の処理について説明する。図２は、第１の実施形態に係る検出機能２１３による処理を説明するための図である。例えば、後述する表示制御機能２１５が、図２の（Ａ）に示すように、最初に生成されて記憶回路２５に格納されたＸ線画像（第１フレーム）を、ディスプレイ２３に表示するように制御する。第１フレームを参照した操作者（医師など）は、図２の（Ａ）に示すように、入力回路２２を介して、第１フレームにおける２つのステントマーカを指定する。これにより、検出機能２１３は、Ｘ線画像におけるステントマーカの表示パターン（ステントマーカの形状や、輝度情報等）を認識し、第１フレームにおける２つのステントマーカそれぞれの座標を検出する。

その後、検出機能２１３は、図２の（Ａ）に示すように、第１フレームにおいて指定された２つのステントマーカそれぞれの座標を中心とした矩形をＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）として設定する。そして、検出機能２１３は、設定したＲＯＩ内のパターンと類似したパターンを、例えば、相互相関法により、順次生成される新規画像ごとに抽出して、相互相関値が最も高くなった座標をステントマーカの座標として検出する。

なお、図２の（Ａ）では、操作者によってステントマーカが２箇所指定される場合について説明したが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、操作者によってステントマーカが１箇所指定される場合であってもよい。この場合、検出機能２１３は、第１フレームにおいても、指定されたステントマーカの座標から設定したＲＯＩを用いた相互相関法を実行して、第１フレーム内のもう１つのステントマーカの座標を検出する。

或いは、検出機能２１３は、実際に治療に用いられているステントに取り付けられているステントマーカがＸ線画像において有する形状や輝度の特徴を示す教師画像を用いてステントマーカの座標を検出する。例えば、図２の（Ｂ）に示すように、ステントマーカのＸ線画像を教師画像として別途記憶しておき、検出機能２１３は、教師画像に類似したパターンを新規画像ごとに抽出し、抽出したステントマーカの候補領域から、最も類似度が高い領域を検索してステントマーカの座標を検出する。

ここで、検出機能２１３は、順次生成されるＸ線画像からステントマーカの座標を検出する際に、まず、複数のＸ線画像を用いてステントマーカの同定（特定）を行う。すなわち、検出機能２１３は、順次生成されたＸ線画像群を用いて、被検体の体内に挿入され、Ｘ線画像に描出された所定の対象物を特定し、新たに生成されたＸ線画像に含まれる所定の対象物の座標を、特定結果に基づいて検出する。例えば、検出機能２１３は、操作者から指定されたステントマーカ、或いは、教師画像に基づくステントマーカを用いて、所定の期間における複数のＸ線画像それぞれについて、ステントマーカと類似したすべての領域を抽出する。そして、検出機能２１３は、複数のＸ線画像それぞれで抽出した領域から総合的に最もステントマーカらしい領域をステントマーカとして抽出する。以下、上述したステントマーカの検出及び同定（特定）の処理を「Ｌｅａｒｎｉｎｇモード」と記す。

図３は、第１の実施形態に係るＬｅａｒｎｉｎｇモードの一例を説明するための図である。図３においては、画像処理回路２６によって生成されたｎフレームのＸ線画像を用いたＬｅａｒｎｉｎｇモードについて示す。例えば、検出機能２１３は、図３に示す第１フレームの全領域においてステントマーカと類似した全ての領域（座標）を抽出する。そして、検出機能２１３は、抽出した全ての座標でペアを形成させ、それぞれのペアについて類似度、両座標間の距離などにより評価点を付ける。例えば、検出機能２１３は、座標５１と座標５２とのペアに対して評価点を付与する。なお、図３では座標５１と座標５２のみしか示していないが、ステントマーカに類似した領域（座標）が含まれていれば、それらの座標も検出され、座標５１、座標５２、或いは、その他の座標とペアが形成されて評価点が付与される。

同様に、検出機能２１３は、第２フレームから第ｎフレームに対して上述した処理を実行して、抽出した全ての座標に基づく各ペアに評価点を付与する。そして、検出機能２１３は、各フレームにおいて最も高い評価点を示すペアの座標をステントマーカの座標として抽出し、所定の期間のＸ線画像においてステントマーカが取りうる座標を包含する領域を抽出する。例えば、検出機能２１３は、図３に示すように、各フレームにおいて最も高い評価点を示す座標５１と座標５２とのペアを抽出して、それらの座標が包含される領域を抽出する。

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

上述したように、検出機能２１３は、まず、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードによって、Ｘ線画像内のステントマーカを同定（特定）して、ステントマーカが取りうる座標を包含する領域を抽出する。検出機能２１３は、抽出した領域を中心にステントマーカの検出を行うことで検出精度を向上させることができる。

補正画像生成機能２１４は、画像処理回路２６を制御して、検出機能２１３によって既に検出されたステントマーカの座標を基準座標とし、新規画像において検出機能２１３によって検出されたステントマーカの座標が、基準座標と一致するように、新規画像に対してアフィン変換などの画像変形処理を行うことにより補正画像を生成する。ここで、画像変形処理とは、画像の伸縮を含まないものを含み、平行移動、回転移動などの画像移動処理のみからなる処理を含む。図４は、第１の実施形態に係る補正画像生成機能２１４による処理を説明するための図である。なお、図４においては、検出機能２１３によるＬｅａｒｎｉｎｇモードの処理が終了した後、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードの処理結果に基づいてステントマーカの座標が検出された新規画像に対する処理を示す。すなわち、図４に示す第１フレームとは、Ｌｅａｒｎｉｎｇモード終了後に最初に生成されたＸ線画像を示す。

例えば、検出機能２１３は、まず、４０フレームの画像を用いてＬｅａｒｎｉｎｇモードの処理を実行し、Ｌｅａｒｎｉｎｇモード終了後に生成された第１フレーム及び第２フレームについて、図４の（Ａ）に示すように、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードの処理結果を用いてステントマーカの座標を検出する。例えば、検出機能２１３は、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードによって抽出した領域を中心にステントマーカに類似した領域を抽出し、抽出した領域のうち最もステントマーカらしいものをステントマーカとして検出する。

補正画像生成機能２１４は、検出機能２１３によってステントマーカの座標が検出されると、図４の（Ａ）に示すように、新規画像として生成された第２フレームのＸ線画像で検出されたステントマーカの座標が、第１フレームで既に検出されているステントマーカの座標（基準位置）と一致するように、第２フレームから画像変形により補正画像２を生成する。そして、補正画像生成機能２１４は、第３フレーム以降の新規画像に関しては、新規画像の直前に生成されたＸ線画像から自身が生成した補正画像におけるステントマーカの座標を基準座標として、補正画像を生成する。例えば、補正画像生成機能２１４は、図４の（Ｂ）に示すように、第３フレームで検出されたステントマーカの座標が、第２フレームから生成した補正画像２のステントマーカの座標と一致するように、第３フレームから画像変形により補正画像３を生成する。

なお、本実施形態では、新規画像の直前フレームから生成された補正画像におけるステントマーカの座標を基準座標として用いる場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、第１フレームにて検出されたステントマーカの座標を基準座標に固定して、第２フレーム以降の新規画像から補正画像を生成する場合であってもよい。ただし、後述するように、補正画像は、動画表示する際に用いられる表示用画像を生成するために用いられるので、直前の補正画像を用いて新規画像から補正画像を生成してもよい。

上述したように、補正画像生成機能２１４は、検出機能２１３によって検出されたステントマーカの座標を画像間で一致させた補正画像を生成する。すなわち、補正画像生成機能２１４は、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードによってステントマーカが同定され、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードの処理結果を用いてその後のＸ線画像から検出されるステントマーカの座標を画像間で一致させた補正画像を生成する。以下、上述した補正画像の生成処理を「Ｔｒａｃｋｉｎｇモード」と記す。

図５は、第１の実施形態に係るＴｒａｃｋｉｎｇモードの一例を説明するための図である。例えば、Ｔｒａｃｋｉｎｇモードでは、図５に示すように、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードによって抽出された領域を中心として検出されたステントマーカの座標を一致させるように画像変形した補正画像が生成される。すなわち、補正画像生成機能２１４は、Ｌｅａｒｎｉｎｇモード後に検出機能２１３がステントマーカを検出したＸ線画像を対象として補正画像を生成する。

表示制御機能２１５は、補正画像生成機能２１４によって生成された補正画像をディスプレイ２３に動画表示させる。具体的には、表示制御機能２１５は、補正画像が時系列に沿って新規に生成されるごとに、新規に生成された補正画像を表示用画像としてディスプレイ２３にて順次表示するように制御する。すなわち、表示制御機能２１５は、ステントマーカの座標が一致した表示用画像を動画表示するように制御する。これにより、例えば、ステント以外の背景部分がぶれた状態となるものの、ステント部分が動かない状態でＸ線画像を動画表示することができる。

ここで、表示制御機能２１５は、画像処理回路２６を制御して、補正画像に対する種々のフィルタ処理を実行させた表示用画像を動画表示する。例えば、表示制御機能２１５は、画像処理回路２６を制御して、補正画像に対してリカーシブフィルタ（Recursive Filter）を用いた高周波ノイズ低減フィルタ処理を実行させ、表示用画像を生成させる。リカーシブフィルタは、処理対象のフレームを構成する画素の画素値に、所定の重み付けを行なった過去のフレームを構成する画素の画素値を加算することにより高周波ノイズを低減するフィルタである。補正画像においては、ステントマーカの座標が一致していることから、過去のフレームを用いるリカーシブフィルタによっても、ステント部分の高周波ノイズを低減して補正画像におけるステントの視認性を向上することが可能となる。ここで、リカーシブフィルタにおける所定の重み付けは、フィルタ処理が実行される時点で定まっていればよく、補正画像の生成前、補正画像の生成中、或いは、補正画像の生成後に決定される。

すなわち、表示制御機能２１５は、順次生成される補正画像に対して、過去の補正画像を用いたリカーシブフィルタの処理を順次実行させることで、デバイスの視認性を向上させた表示用画像を生成させて、動画表示させる。なお、表示制御機能２１５は、順次生成された補正画像を単純に加算させることで表示用画像を生成させることも可能である。

以上、デバイスが仮想的に止まって見える動画像を表示する際の処理について説明した。なお、上述した例では、新たに生成されたＸ線画像の２つのステントマーカの位置が、第１フレームのＸ線画像の２つのステントマーカの位置と一致するように、画像変形を行なう場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、２つのステントマーカに基づく１点を用いて補正画像を生成する場合であってもよい。すなわち、検出機能２１３が２つのステントマーカの座標に対するＬｅａｒｎｉｎｇモードの処理を実行し、新規画像における２つのステントマーカを検出する。補正画像生成機能２１４は、検出された２つのステントマーカに基づく１点（例えば、２つのステントマーカの中点）を抽出し、抽出したステントマーカに基づく１点を一致させるように補正した補正画像を生成する。

かかる場合には、補正画像生成機能２１４は、基準画像として設定されたＸ線画像（例えば、第１フレーム）で検出された特徴パターンから定まる１点及び角度を用いる。そして、補正画像生成機能２１４は、補正対象のＸ線画像である対象画像で検出された特徴パターンと、所定の１点と、所定の角度とに基づいて、該対象画像から補正画像を生成する。そして、表示制御機能２１５は、補正画像生成機能２１４が順次生成する補正画像をディスプレイ２３に動画表示させる。ここで、補正画像の生成に用いられる所定の１点及び所定の角度は、補正画像を生成する時点で定まっていればよく、画像データ群の生成前、画像データ群の生成中、或いは、画像データ群の生成後に決定される。

以下、Ｘ線画像内の１点を用いて、デバイスが仮想的に止まって見える動画像を表示する際の処理（１点固定処理）の一例を説明する。ここで、以下では、治療用の器具が２つの特徴点（例えば、２つのステントマーカ）を有する場合について説明する。かかる場合、検出機能２１３は、特徴パターンとして、器具が有する２つの特徴点を検出する。そして、補正画像生成機能２１４は、基準画像で検出された２つの特徴点の座標で定まる１点を、所定の１点として用いる。また、補正画像生成機能２１４は、基準画像で検出された２つの特徴点を結ぶ線分と基準画像における基準線との角度を、所定の角度として用いる。

図６は、第１の実施形態に係る１点固定処理を説明するための図である。例えば、検出機能２１３は、基準画像として設定された第１フレームのＸ線画像において、２つのマーカ（Ｍ１及びＭ２）それぞれの座標を検出する。一例を挙げると、検出機能２１３は、図６に示すように、Ｍ１及びＭ２の座標として、「（ｘｓ１，ｙｓ１）及び（ｘｓ２，ｙｓ２）」を検出する。検出機能２１３の検出結果から、補正画像生成機能２１４は、画像変形に用いる「１点の座標」を決定する。例えば、補正画像生成機能２１４は、図６に示すように、Ｍ１及びＭ２の中心座標「（ｘｓ，ｙｓ）」を算出する。中心座標は、Ｍ１及びＭ２を結ぶ線分（以下、線分Ｍ１＆２と記載）の中点である。すなわち、「ｘｓ」は、「（ｘｓ１＋ｘｓ２）／２」となり、「ｙｓ」は、「（ｙｓ１＋ｙｓ２）／２」となる。更に、補正画像生成機能２１４は、例えば、図６に示すように、線分Ｍ１＆２と、基準画像の水平方向となる基準線との角度「θｓ」を算出する。

これにより、画像変形処理に用いられる「１点及び角度」が定まり、その後、検出機能２１３は、基準画像の後に生成された補正対象のＸ線画像（対象画像）におけるＭ１及びＭ２の座標を検出する。そして、補正画像生成機能２１４は、対象画像における線分Ｍ１＆２の中点の座標が（ｘｓ，ｙｓ）となり、かつ、線分Ｍ１＆２と基準線との角度が「θｓ」となるように、対象画像の画像変形を行なう。すなわち、１点固定処理では、補正画像に描出されるデバイスが同じ１点を通り、かつ、補正画像に描出されるデバイスの傾きが同じ角度となるように、対象画像に対して画像変形を行なう。そして、表示制御機能２１５は、補正画像生成機能２１４が順次生成する補正画像をディスプレイ２３に動画表示させる。

以上、デバイスが仮想的に止まって見える動画像を表示する際の処理について説明した。本願に係るＸ線診断装置１００は、上述したデバイスが仮想的に止まって見える動画像を表示する際の画像の画質を向上させる。上述したように、デバイスを仮想的に止めた動画像を表示する場合、Ｘ線画像に含まれるデバイスにおける特徴点（ステントマーカ等）を検出し、検出した特徴点の位置を略一致させることで、デバイスの動きを仮想的に停止させる。すなわち、画像間で位置を略一致させる特徴点の検出精度に応じて、動画像の画質が変化することとなる。例えば、検出機能２１３がステントマーカと類似した領域をステントマーカとして検出した場合（誤検出した場合）、補正画像生成機能２１４は、ステントマーカと誤検出した領域とを略一致させた補正画像を生成することとなる。その結果、ディスプレイ２３によって表示される動画像は、デバイスが仮想的に止まって見えるものではなくなり、画質が低下することとなる。

そこで、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、画像間で位置を略一致させる特徴点（例えば、ステントマーカ）の検出精度を向上させることで、画質を向上させる。具体的には、Ｘ線診断装置１００は、ステントマーカの検出に際して、Ｘ線画像に含まれる固定物を検出の対象外とすることで、ステントマーカの検出精度を向上させ、画質を向上させる。

上述したように、Ｘ線診断装置１００においては、Ｘ線画像に含まれるステントマーカに類似した全ての領域を抽出して、抽出した領域のうち最もステントマーカらしいものをステントマーカとして検出する。ここで、デバイスを仮想的に止めた動画像を表示させるためのＸ線画像においては、ステントマーカと類似した領域として、ステントマーカと同様に拍動などによって動く領域と、動かない領域とが含まれる。例えば、大動脈内のカテーテルや、骨などは拍動の影響を受けず、経時的に収集した複数のＸ線画像間で位置が変化しない場合が多い。このような位置が変化しないオブジェクトにおいて、ステントマーカと類似したパターン（形状や輝度の特徴）を有する領域が、ステントマーカの候補として検出される。このような領域は、位置が変化しないことから、コントラストが明瞭となる傾向があり、最もステントマーカらしい領域として誤検出されてしまいやすい。

そこで、Ｘ線診断装置１００においては、上述したような位置が変化しないオブジェクトのステントマーカに類似した領域を、ステントマーカの検出対象から除外することで、ステントマーカの検出精度を向上させる。なお、以下では、位置が変化しないオブジェクトのステントマーカに類似した領域を固定物とも記載する。以下、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００の詳細な処理について説明する。

第１の実施形態に係る抽出機能２１２は、経時的に収集された複数のＸ線画像に含まれる固定物を抽出する。具体的には、抽出機能２１２は、複数のＸ線画像において略同一位置に描出された描出物を固定物として抽出する。より具体的には、抽出機能２１２は、ステントマーカの検出に先立ち、位置が変化しないオブジェクトにおけるステントマーカに類似した領域をＸ線画像中から抽出する。図７は、第１の実施形態に係る抽出機能２１２による固定物の抽出処理の一例を説明するための図である。例えば、抽出機能２１２は、図７に示すように、経時的に収集された第１フレームから第ｎフレームを用いて固定物を抽出する。ここで、抽出機能２１２による固定物の抽出の対象となるフレームは、どのタイミングのフレームでもよい。すなわち、抽出機能２１２は、Ｌｅａｒｎｉｎｇモード中のフレーム及びＴｒａｃｋｉｎｇモード中のフレームを対象として固定物を抽出することができる。

例えば、抽出機能２１２は、図７に示すように、第１フレームにおいて、ステントマーカに類似した領域として、領域Ｍ３、領域Ｍ４、領域６１〜領域６６を抽出する。一例を挙げると、抽出機能２１２は、上述した検出機能２１３と同様に、ステントマーカが強調された周波数画像を生成することで、ステントマーカに類似した領域として、領域Ｍ３、領域Ｍ４、領域６１〜領域６６を抽出する。図７に示すように、ステントマーカに類似した全ての領域が抽出されることで、実際のステントマーカの領域である領域Ｍ３及び領域Ｍ４以外にも、領域６１〜領域６６が抽出される。同様に、抽出機能２１２は、第２フレームにおいて、ステントマーカに類似した領域として、領域Ｍ３、領域Ｍ４、領域６３〜領域６８を抽出する。同様に、抽出機能２１２は、第ｎフレームにおいて、ステントマーカに類似した領域として、領域Ｍ３、領域Ｍ４、領域６３〜領域６６、領域６９を抽出する。

このように、抽出機能２１２は、順次収集される各フレームについて、ステントマーカに類似した全ての領域をそれぞれ抽出する。そして、抽出機能２１２は、各フレーム間で位置が変化していない領域を固定物として抽出する。すなわち、抽出機能２１２は、複数のフレームにおいて略同一位置に描出された描出物を固定物として抽出する。例えば、抽出機能２１２は、図７に示すように、領域６３〜領域６６の位置が変化していないことから、これらの領域を固定物として抽出する。ここで、領域の位置の変化の判定は、例えば、フレームの加算処理などによって実施される。例えば、抽出機能２１２は、第１フレーム〜第ｎフレームを加算して、輝度値が所定の閾値を超えた領域を、位置が変化していない領域と判定する。なお、実際のステントマーカの領域である領域Ｍ３及び領域Ｍ４は、拍動等によって位置が変化することから、固定物として抽出されることはない。ここで、領域の位置の変化の判定に用いられる所定の閾値は、判定処理を実行する時点で定まっていればよく、例えば、画像データ群の生成前、画像データ群の生成中、画像データの生成後に決定される。

抽出機能２１２は、上述した固定物の抽出を、Ｘ線画像が収集されるごとに実行する。例えば、抽出機能２１２は、透視が開始されると、収集されたフレームにおいてステントマーカに類似した全ての領域を抽出する。そして、抽出機能２１２は、順次収集される各フレームについて、ステントマーカに類似した全ての領域を順に抽出する。その後、抽出機能２１２は、収集開始から第ｎフレームまでの各フレームについて、ステントマーカに類似した全ての領域を抽出すると、第１フレームから第ｎフレームまでを用いて、上述した固定物の抽出処理を実行する。そして、抽出機能２１２は、抽出した固定物の情報を検出機能２１３に送る。例えば、抽出機能２１２は、抽出した固定物の座標情報を検出機能２１３に送る。

さらに、抽出機能２１２は、第ｎフレーム以降に順に収集される各フレームについても、ステントマーカに類似した領域を抽出して、固定物の抽出処理を継続することができる。かかる場合には、例えば、抽出機能２１２は、固定物を新たに抽出したＸ線画像から予め設定された期間内の過去のＸ線画像群を用いて固定物を抽出する。一例を挙げると、抽出機能２１２は、第ｎ＋１フレームが収集されると、第２フレームから第ｎ＋１フレームまでのフレーム群を用いて、上述した固定物の抽出処理を実行する。このように、抽出機能２１２は、現時点のフレームから所定の期間内の過去のフレームを用いて固定物を抽出することで、仮に透視中に撮影する画像の位置が変わった場合であっても、固定物の位置を正確に抽出することができる。抽出機能２１２は、上述したように抽出した固定物の情報を順次検出機能２１３に送る。

ここで、抽出機能２１２は、固定物の情報を画像として検出機能２１３に送ることができる。具体的には、抽出機能２１２は、抽出した固定物を示した固定物画像を生成し、生成した固定物画像を検出機能２１３に送る。例えば、抽出機能２１２は、固定物を抽出したフレームを用いて固定物が描出された固定物画像を生成する。一例を挙げると、抽出機能２１２は、ステントマーカに類似した領域の位置が変化したか否か（領域が固定物か否か）を判定するためにフレームを加算した加算画像を固定物画像として、検出機能２１３に送る。

さらに、抽出機能２１２は、順次生成されるフレームを用いて固定物画像を更新することができる。例えば、抽出機能２１２は、順次生成されたフレームを固定物画像に順次加算することで、固定物画像を更新する。ここで、抽出機能２１２は、所定の期間分のフレームを用いた固定物画像を生成することもできる。一例を挙げると、抽出機能２１２は、第１フレームから第ｎフレームまでを用いて固定物画像を生成したのち、第ｎ＋１フレームが生成されると、第２フレームから第ｎ＋１フレームまでを用いた固定物画像に更新する。このように、抽出機能２１２は、フレームの収集に応じて固定物画像を順次更新することができる。

また、抽出機能２１２は、固定物の抽出結果に応じて固定物画像を更新することもできる。例えば、抽出機能２１２は、フレームが収集されるごとに固定物を抽出し、抽出した固定物の位置がこれまでの固定物の位置から変化した場合に、固定物画像を更新する。そして、抽出機能２１２は、更新した固定物画像を検出機能２１３に送る。以上、第１の実施形態に係る抽出機能２１２の処理について説明した。なお、上記したフレーム数の「ｎ」は、任意に設定することができる。

第１の実施形態に係る検出機能２１３は、複数のＸ線画像に含まれる固定物を検出の対象外として、複数のＸ線画像に含まれる対象物をそれぞれ検出する。具体的には、検出機能２１３は、対象物（例えば、ステントマーカ）を検出する際に、抽出機能２１２によって抽出された固定物を対象物の候補から外したうえで、対象物の検出処理を実行する。例えば、検出機能２１３は、まず、上述したようにフレーム内のステントマーカに類似した領域を抽出する。そして、検出機能２１３は、抽出機能２１２から受け付けた固定物の座標情報に基づいて、抽出した領域から固定物の領域を除外して、残った領域の中から最もステントマーカらしい領域を検出する。

上述した検出処理は、抽出機能２１２によって固定物が抽出された後であれば、どのタイミングからでも行うことができる。例えば、透視が開始されるとともに、検出機能２１３がＬｅａｒｎｉｎｇモードの処理を実行する場合、抽出機能２１２は、検出機能２１３によるＬｅａｒｎｉｎｇモードと同時に、固定物の抽出処理を実行する。すなわち、透視開始から第ｎフレームが収集されるまでは、検出機能２１３は、固定物を含むすべての領域をステントマーカの候補として、ステントマーカの検出を行う。そして、第ｎフレームが収集されて固定物が抽出されると、検出機能２１３は、抽出機能２１２から受け付けた固定物の座標情報からステントマーカの検出の対象外となる領域を特定し、特定した領域以外の領域を候補としてステントマーカの検出処理を実行する。なお、検出機能２１３は、抽出機能２１２によって固定物が抽出された後にＬｅａｒｎｉｎｇモードの処理を実行するようにしてもよい。

そして、検出機能２１３は、Ｌｅａｒｎｉｎｇモード終了後のＴｒａｃｋｉｎｇモードにおいても、引き続き、抽出機能２１２から受け付けた固定物の座標情報を用いてステントマーカの検出処理を行う。これにより、固定物を対象外としてステントマーカの検出を行うことができ、ステントマーカの誤検出を抑止して、画質を向上させることができる。

また、抽出機能２１２が固定物の情報を順次更新して送る場合、検出機能２１３は、最新の固定物の情報を用いてステントマーカの検出処理を実行する。例えば、抽出機能２１２が固定物の座標情報を順次更新して送る場合、検出機能２１３は、抽出機能２１２から受け付けた最新の固定物の座標を用いてステントマーカの検出処理を行う。

また、検出機能２１３は、固定物の情報として固定物画像を受け付けた場合、固定物画像を用いて各フレーム内の固定物を除去した後に、ステントマーカに類似した領域を抽出し、抽出した領域から最もステントマーカらしい領域を検出する。図８は、第１の実施形態に係る検出機能２１３による検出処理の一例を説明するための図である。ここで、図８においては、抽出機能２１２が固定物画像を生成した後の最初のフレームを第１フレームとして、検出機能２１３が第１フレームからステントマーカを検出する場合の処理について示す。

例えば、図８に示すように、第１フレームには、領域Ｍ３、領域Ｍ４、領域６３〜領域６６、領域７０が含まれる。したがって、このままステントマーカの検出を実行すると、すべての領域がステントマーカの候補として抽出される。そこで、検出機能２１３は、図８に示す第１フレームから固定物画像を差分することで、固定物を除去した除去後第１フレームを生成する。そして、検出機能２１３は、除去後第１フレームに含まれる領域をステントマーカの候補として抽出する。すなわち、検出機能２１３は、除去後第１フレームに含まれる領域Ｍ３、領域Ｍ４、領域７０をステントマーカの候補として抽出する。そして、検出機能２１３は、これらの領域でペアを形成させ、それぞれのペアについて類似度などにより評価点を付ける。その後、検出機能２１３は、最も評価点が高いペアをステントマーカとして検出する。すなわち、検出機能２１３は、領域Ｍ３と領域Ｍ４をステントマーカとして検出する。検出機能２１３は、順次生成されるフレームに対して上記した検出処理を実行することで、各フレーム内のステントマーカをそれぞれ検出する。

上述したように、検出機能２１３は、抽出機能２１２によって抽出された固定物の情報（例えば、固定物の座標情報や、固定物画像等）を用いて、フレーム中の固定物をステントマーカの候補から外し、固定物以外の領域をステントマーカの候補として検出処理を実行する。なお、固定物画像が順次更新されて送られる場合には、検出機能２１３は、最新の固定物画像を用いて、フレーム中の固定物をステントマーカの候補から除外する。

補正画像生成機能２１４は、検出機能２１３による検出結果に基づいて、フレーム間のステントマーカを略一致させた補正画像を生成する。例えば、補正画像生成機能２１４は、順次生成されるフレームにおける領域Ｍ３及び領域Ｍ４の位置を略一致させるように、各フレームを補正した補正画像を順次生成する。一例を挙げると、補正画像生成機能２１４は、画像処理回路２６によって生成された複数のフレーム（ステントマーカの検出で固定物が除去されていないフレーム）における領域Ｍ３及び領域Ｍ４の位置を略一致させるように、各フレームから補正画像を生成する。或いは、補正画像生成機能２１４は、ステントマーカの検出で固定物が除去された複数のフレームにおける領域Ｍ３及び領域Ｍ４の位置を略一致させるように、各フレームから補正画像を生成する。

表示制御機能２１５は、補正画像生成機能２１４が順次生成する補正画像をディスプレイ２３に順次表示させる。図９Ａ及び図９Ｂは、第１の実施形態に係る表示制御機能２１５によって表示される動画像の一例を示す図である。ここで、図９Ａにおいては、ステントマーカの検出で固定物が除去されていないフレームから補正画像を生成した場合の動画像を示す。また、図９Ｂにおいては、ステントマーカの検出で固定物が除去されたフレームから補正画像を生成した場合の動画像を示す。

例えば、表示制御機能２１５は、図９Ａに示すように、固定物が除去されていないフレームから生成された補正画像を順次表示させることで、２つのステントマーカ（領域Ｍ３及び領域Ｍ４）が仮想的に止まった動画像を表示させる。ここで、表示制御機能２１５は、これら補正画像に対してリカーシブフィルタをかけることで（過去の補正画像を加算することで）ステントの視認性をより向上させることができる。

また、例えば、表示制御機能２１５は、図９Ｂに示すように、固定物が除去されたフレームから生成された補正画像を順次表示させることで、２つのステントマーカ（領域Ｍ３及び領域Ｍ４）が仮想的に止まった動画像を表示させる。ここで、図９Ｂにおける動画像は、固定物が除去された補正画像に基づくものであることから、動画像内に固定物が示されることがなく、より視認性の高いものとなる。また、表示制御機能２１５は、これら補正画像に対してリカーシブフィルタをかけることで（過去の補正画像を加算することで）ステントの視認性をより向上させることができる。

次に、図１０を用いて、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００の処理について説明する。図１０は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００の処理手順を示すフローチャートである。図１０に示すステップＳ１０１は、処理回路２１が記憶回路２５から制御機能２１１に対応するプログラムを読み出して実行するステップである。また、ステップＳ１０２は、処理回路２１が記憶回路２５から抽出機能２１２に対応するプログラムを読み出して実行するステップである。また、ステップＳ１０３は、処理回路２１が記憶回路２５から検出機能２１３に対応するプログラムを読み出して実行するステップである。また、ステップＳ１０４は、処理回路２１が記憶回路２５から補正画像生成機能２１４に対応するプログラムを読み出して実行するステップである。また、ステップＳ１０５は、処理回路２１が記憶回路２５から表示制御機能２１５に対応するプログラムを読み出して実行するステップである。

ステップＳ１０１では、処理回路２１が、Ｘ線画像を収集する。ステップＳ１０２では、処理回路２１が、収集したＸ線画像から固定物をそれぞれ抽出する。ステップＳ１０３では、処理回路２１が、収集したＸ線画像から固定物を除外して、マーカをそれぞれ検出する。ステップＳ１０４では、処理回路２１が、マーカの位置に基づいて、Ｘ線画像に対して画像変形を行うことで補正画像を生成する。ステップＳ１０５は、処理回路２１が、補正画像を順次表示する。

上述したように、第１の実施形態によれば、抽出機能２１２は、経時的に収集された複数のＸ線画像に含まれる固定物を抽出する。検出機能２１３は、複数のＸ線画像に含まれる固定物を検出の対象外として、複数のＸ線画像に含まれる対象物をそれぞれ検出する。補正画像生成機能２１４は、複数のＸ線画像における基準画像において検出された対象物の位置を基準位置とし、新たに生成されたＸ線画像において検出された対象物の位置を基準位置と略一致させる補正処理を施した補正画像を順次生成する。表示制御機能２１５は、補正画像生成機能２１４が順次生成する補正画像をディスプレイ２３に順次表示させる。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、固定物を検出する誤検出を抑止することができ、デバイスが仮想的に止まって見える動画像を表示する際の画質を向上させることを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、抽出機能２１２は、固定物を新たに抽出したＸ線画像から予め設定された期間内の過去のＸ線画像群を用いて、固定物を抽出する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、仮に撮影方向などが変わって固定物の位置が変化した場合でも、固定物を正確に抽出することができ、誤検出を抑止することを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、抽出機能２１２は、固定物を示す固定物画像を生成する。検出機能２１３は、各Ｘ線画像と固定物画像とをそれぞれ差分することで複数のＸ線画像から固定物を除去し、固定物を除去した複数のＸ線画像から対象物をそれぞれ検出する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、固定物を確実に対象外とすることができ、誤検出をより抑止することを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、抽出機能２１２は、固定物を抽出した複数のＸ線画像を用いて、固定物画像を生成する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、固定物が明瞭に示された固定物画像を用いることができ、精度よく固定物を除去することを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、抽出機能２１２は、固定物の抽出結果に応じて固定物画像を更新する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、処理負荷を低減することを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、抽出機能２１２は、複数のＸ線画像において略同一位置に描出された描出物を固定物として抽出する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、精度よく固定物を抽出することを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、表示制御機能２１５は、固定物が除去された補正画像をディスプレイ２３に表示させる。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、視認性の高い動画像を表示することを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、表示制御機能２１５は、固定物が除去された補正画像を加算した加算画像をディスプレイ２３に表示させる。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、より視認性の高い動画像を表示することを可能にする。

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、画像全体を対象としてステントマーカを検出する場合について説明した。第２の実施形態では、画像内の所定の領域を対象としてステントマーカを検出する場合について説明する。なお、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、第１の実施形態と比較して、抽出機能２１２、検出機能２１３及び表示制御機能２１５による処理内容が異なる。以下、これらを中心に説明する。ここで、ステントマーカの検出の対象となる所定の領域は、検出処理が開始される時点までに定まっていればよく、例えば、画像データ群の生成中、或いは、画像データ群の生成後に決定される。

第２の実施形態に係る抽出機能２１２は、複数のＸ線画像における所定の領域に含まれる固定物を抽出する。具体的には、抽出機能２１２は、複数のＸ線画像において、対象物の検出を行う検出領域内に含まれる固定物を抽出する。第２の実施形態に係る検出機能２１３は、抽出機能２１２によって抽出された固定物を検出の対象外として、複数のＸ線画像において、検出領域内に含まれる対象物をそれぞれ検出する。すなわち、第２の実施形態に係る抽出機能２１２及び検出機能２１３は、対象物（例えば、ステントマーカ）の検出領域内で、固定物の抽出処理及び対象物の検出処理を行う。これにより、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、処理負荷を低減させることができる。なお、検出領域は、検出機能２１３によって設定される。例えば、検出機能２１３は、対象物が移動しうる範囲を検出領域として設定する。

ここで、対象物の検出領域は、自動及び手動で決定することできる。まず、対象物の検出領域を自動で決定する場合について説明する。上述したように、Ｘ線診断装置１００においては、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードによってステントマーカが取りうる位置を包含する領域を抽出することができる。そこで、抽出機能２１２及び検出機能２１３は、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードによって抽出された領域を対象として固定物の抽出処理及び対象物の検出処理を行う。

図１１は、第２の実施形態に係るＬｅａｒｎｉｎｇモードによる領域の設定の一例を説明するための図である。例えば、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１００では、図１１に示すように、Ｌｅａｒｎｉｎｇモードによって抽出された領域を領域Ｒ１として設定する。すなわち、Ｘ線診断装置１００における検出機能２１３は、所定の期間のＸ線画像においてステントマーカが取りうる位置を包含する領域Ｒ１を、固定物の抽出処理及びステントマーカの検出処理の対象となる検出領域として設定する。

抽出機能２１２及び検出機能２１３は、設定された領域を対象として、固定物の抽出処理及びステントマーカの検出処理を実行する。図１２は、第２の実施形態に係る抽出機能２１２及び検出機能２１３による処理を説明するための図である。例えば、抽出機能２１２及び検出機能２１３は、図１２に示す領域Ｒ１を対象として、固定物の抽出処理及びステントマーカの検出処理を実行する。

次に、対象物の検出領域を手動で決定する場合について説明する。かかる場合には、表示制御機能２１５が、収集されたＸ線画像とともに、対象物の検出領域を設定するためのＧＵＩをディスプレイ２３に表示させる。例えば、表示制御機能２１５は、透視が開始されて収集された各フレームを動画像として表示させ、動画像上に検出領域を設定するための領域を表示させる。

図１３は、第２の実施形態に係る表示制御機能２１５によって表示される領域設定画面の一例を示す図である。例えば、表示制御機能２１５は、図１３に示すように、動画像上に検出領域を設定するための領域Ｒ２を表示させる。操作者は、図１３に示す画面を参照して、２つのステントマーカ（領域Ｍ３及び領域Ｍ４）が移動する様子を観察しながら、領域Ｒ２の形状とサイズを設定する。検出機能２１３は、設定された領域Ｒ２を検出領域として設定する。そして、抽出機能２１２及び検出機能２１３は、設定された領域Ｒ２を対象として、固定物の抽出処理及びステントマーカの検出処理を実行する。

なお、上述した例では、設定された領域を対象として、固定物の抽出処理及びステントマーカの検出処理を実行する場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、設定された領域外も含めた領域（例えば、画像全体等）に対して固定物の抽出処理を実行する場合であってもよい。例えば、抽出機能２１２は、図１２における領域Ｒ１以外の領域や、図１３における領域Ｒ２以外の領域を対象として固定物の抽出処理を実行する。これにより、例えば、Ｘ線診断装置１００は、ステントマーカの検出処理の対象となる領域が再設定された場合でも、固定物の除去を速やかに行うことができる。

ここで、画像全体における固定物の抽出が完了している場合、表示制御機能２１５は、固定物の位置を示す情報をさらに動画像上に表示させる。例えば、抽出機能２１２が、図１３における領域６３〜領域６６を固定物として抽出している場合、表示制御機能２１５は、図１３に示すように、各領域を囲む矩形を表示させる。これにより、ユーザは、これらの領域が既に固定物として判定されていることを認識することができる。すなわち、ユーザは、領域Ｒ２を設定する際に、仮にこれらの領域が含まれていても誤検出されることがないと判断することができる。その結果、ユーザは、領域Ｒ２の設定に際して、ステントマーカ以外が極力含まれないように設定する必要がなく、ステントマーカを検出するための領域の設定を容易に行うことができる。

また、Ｘ線診断装置１００においては、ステントマーカの検出処理の対象となる領域を設定するだけではなく、２つのステントマーカ間の距離の条件を設定することも可能である。すなわち、表示制御機能２１５は、固定物の位置を示す情報及び対象物の検出の条件を設定するための情報をＸ線画像上に示した表示画像をディスプレイ２３に表示させる。Ｘ線画像における２つのステントマーカ間の距離は、２つのステントマーカに対するＸ線の照射方向によって多少の変化があるが、おおよそ決まった範囲に収まる。そこで、Ｘ線診断装置１００は、ステントマーカの検出処理を補助する情報として、２つのステントマーカ間の距離の条件が設定されることにより、ステントマーカの検出処理をより効率的に行うことができる。例えば、予め設定されたステントマーカの距離の上限値と下限値が予め設定され、検出機能２１３は、予め設定された距離の上限値と下限値に基づいて、２つのステントマーカを検出することができる。

また、例えば、表示制御機能２１５が、図１３に示すように、動画像上に２つのステントマーカ間の距離の条件を設定するためのＧＵＩ８０を表示させる。操作者は、２つのステントマーカ（領域Ｍ３及び領域Ｍ４）を観察しながら、ＧＵＩ８０を操作して２つのステントマーカ間の距離の上限値と下限値を設定する。例えば、操作者は、ＧＵＩ８０の外側の矢印で挟まれた距離によってマーカ間の距離の上限値を設定する。すなわち、操作者は、ＧＵＩ８０の外側の矢印で挟まれた距離を変化させることで、マーカ間の距離の上限値を所望の値に設定する。また、例えば、操作者は、ＧＵＩ８０の内側の矢印で挟まれた距離によってマーカ間の距離の下限値を設定する。すなわち、操作者は、ＧＵＩ８０の内側の矢印で挟まれた距離を変化させることで、マーカ間の距離の下限値を所望の値に設定する。

ここで、図１３に示すＧＵＩ８０は、回転させて向きを変化させることができる。例えば、操作者は、２つのステントマーカ（領域Ｍ３及び領域Ｍ４）間で形成される線分の方向に沿うようにＧＵＩ８０を回転させ、回転後に距離の上限値と下限値を設定することができる。これにより操作者は、Ｘ線画像に示されたステントマーカにあわせて容易に距離の条件を設定することができる。なお、ＧＵＩ８０は、図１３に示すように、Ｘ線画像上だけでなく、Ｘ線画像の表示領域の外側に突出した状態でも用いることができる。

また、上述した例では、動画像上で領域や距離の条件を設定する場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、領域や距離の条件が静止画像上で設定される場合であってもよい。例えば、表示制御機能２１５が、時系列に沿って順次生成されたＸ線画像のうち最後に生成されたＸ線画像（Last image hold：ＬＩＨ画像）を表示させ、操作者が、表示されたＬＩＨ画像に対して領域やステントマーカ間の距離の条件を設定する。また、表示制御機能２１５は、時系列に沿って順次生成されたＸ線画像のうち、操作者によって選択されたＸ線画像をディスプレイ２３に表示させることもできる。例えば、操作者は、入力回路２２を操作することで、ディスプレイ２３にて表示されるＸ線画像（静止画）を所望のＸ線画像に切り替え、切り替えた所望のＸ線画像上で領域や距離の条件を設定することができる。すなわち、表示制御機能２１５は、操作者による操作に応じて、第１のＸ線画像上に設定された固定物の位置を示す情報及び対象物の検出の条件を設定するための情報を、第２のＸ線画像上に示した表示画像をディスプレイ２３に表示させる。

さらに、表示制御機能２１５は、設定された領域や距離の条件を残したまま、Ｘ線画像を切り替えて表示させることもできる。すなわち、表示制御機能２１５は、設定された領域や距離の条件を示すＧＵＩをディスプレイ２３に表示させた状態で、ディスプレイ２３に表示させたＸ線画像のみを切り替える。例えば、操作者は、領域や距離の条件を設定した後に、再度入力回路２２を操作してＸ線画像を切り替えることで、設定した領域や距離の条件が適切であるか否かを判断することができる。これにより、例えば、切り替えて表示させたＸ線画像のなかに、設定した領域外にステントマーカがあるＸ線画像が含まれている場合には、操作者は、領域を再設定することができる。

上述したように、第２の実施形態によれば、抽出機能２１２は、複数のＸ線画像において対象物の検出領域内に含まれる固定物を抽出する。検出機能２１３は、抽出機能２１２によって抽出された固定物を検出の対象外として、複数のＸ線画像において、検出領域内に含まれる対象物をそれぞれ検出する。従って、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、画質を向上させるための処理の負荷を低減することを可能にする。

また、第２の実施形態によれば、表示制御機能２１５は、固定物の位置を示す情報及び対象物の検出の対象となる領域を示す情報を複数のＸ線画像上に示した表示画像をディスプレイ２３に表示させる。従って、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、領域の設定を容易に行わせることを可能にする。

（第３の実施形態）
さて、これまで第１及び第２の実施形態について説明したが、上述した第１及び第２の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。

上述した実施形態では、固定物が除去されていない動画像の表示、固定物が除去された動画像の表示、及び、補正画像を加算した動画像の表示について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、表示形態は任意に設定することができる。図１４は、第３の実施形態に係る表示制御機能２１５による画像表示の一例を示す図である。例えば、表示制御機能２１５は、図１４に示すように、ディスプレイ２３の表示領域を領域３〜領域５に分けて、各領域に種々の画像を表示することができる。例えば、表示制御機能２１５は、領域Ｒ３に透視のライブ画像を表示させ、領域Ｒ４に加算していない補正画像を表示させ、領域Ｒ５に加算した補正画像（加算画像）を表示させることもできる。

ここで、表示制御機能２１５は、各領域における画像について、固定物を除去した画像或いは固定物を除去してない画像のどちらかで表示させることができる。すなわち、表示制御機能２１５は、固定物を除去したライブ画像、或いは、固定物を除去していないライブ画像を領域Ｒ３に表示させることができる。また、表示制御機能２１５は、固定物を除去した補正画像、或いは、固定物を除去していない補正画像を領域Ｒ４に表示させることができる。また、表示制御機能２１５は、固定物を除去した加算画像、或いは、固定物を除去していない加算画像を領域Ｒ５に表示させることができる。なお、表示制御機能２１５は、これらを任意に組み合わせて表示させることができる。

上述した実施形態では、Ｘ線診断装置１００が各処理を実行する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、画像処理装置が各処理を実行する場合であってもよい。一例を挙げると、Ｘ線診断装置１００や、画像保管装置等とネットワークで接続された画像処理装置が、ネットワークを介して画像を取得し、取得した画像に対して上述した処理を実行する。すなわち、画像処理装置における処理回路が、上述した抽出機能２１２、検出機能２１３、補正画像生成機能２１４及び表示制御機能２１５を実行する場合であってもよい。

また、第１の実施形態で図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

また、上記実施形態で説明した処理方法は、予め用意された制御プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この制御プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この制御プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

以上説明したとおり、少なくとも１つの実施形態によれば、画質を向上させることを可能にする。

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

２１ 処理回路
２４ 画像データ生成回路
２１２ 抽出機能
２１３ 検出機能
２１４ 補正画像生成機能
２１５ 表示制御機能

Claims (17)

1. 経時的に収集された複数のＸ線画像に含まれる固定物を抽出する抽出部と、
   検出された前記固定物を検出の対象外として、前記複数のＸ線画像に含まれる対象物をそれぞれ検出する検出部と、
   前記複数のＸ線画像のうちの基準画像において検出された前記対象物の位置を基準位置とし、前記複数のＸ線画像に対して、検出された前記対象物の位置を前記基準位置に略一致させる補正処理を施した補正画像を複数生成する補正画像生成部と、
   を備える、画像処理装置。
2. 前記抽出部は、予め設定された枚数の過去のＸ線画像群を用いて、前記固定物を抽出する、請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記抽出部は、前記固定物を示す固定物画像を生成し、
   前記検出部は、各Ｘ線画像と前記固定物画像とをそれぞれ差分することで前記複数のＸ線画像から前記固定物を除去し、前記固定物を除去した複数のＸ線画像から前記対象物をそれぞれ検出する、請求項１又は２に記載の画像処理装置。
4. 前記抽出部は、前記固定物を抽出した複数のＸ線画像を用いて、前記固定物画像を生成する、請求項３に記載の画像処理装置。
5. 前記抽出部は、前記固定物の抽出結果に応じて前記固定物画像を更新する、請求項３又は４に記載の画像処理装置。
6. 前記抽出部は、前記複数のＸ線画像において略同一位置に描出された描出物を前記固定物として抽出する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
7. 前記補正画像生成部は、新たに生成されたＸ線画像に対して前記補正処理を施すことにより、前記補正画像を順次生成する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像処理装置。
8. 前記補正画像を表示部に表示させる表示制御部をさらに備える、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像処理装置。
9. 前記表示制御部は、前記固定物が除去された前記補正画像を前記表示部に表示させる、請求項８に記載の画像処理装置。
10. 前記補正画像を加算した加算画像を生成して表示部に表示させる表示制御部をさらに備える、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像処理装置。
11. 前記補正画像生成部によって順次生成された複数の補正画像から時系列順の複数の補正画像を加算した加算画像を順次生成し、生成した加算画像を表示部に順次表示させる表示制御部をさらに備える、請求項７に記載の画像処理装置。
12. 前記表示制御部は、前記固定物が除去された前記補正画像を加算した加算画像を前記表示部に表示させる、請求項１０又は１１に記載の画像処理装置。
13. 前記複数のＸ線画像において前記対象物の検出を行う検出領域を設定する検出領域設定部を更に備え、
    前記抽出部は、前記複数のＸ線画像において前記検出領域内に含まれる固定物を抽出し、
    前記検出部は、前記抽出部によって抽出された固定物を検出の対象外として、前記複数のＸ線画像において、前記検出領域内に含まれる前記対象物をそれぞれ検出する、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の画像処理装置。
14. 前記表示制御部は、前記固定物の位置を示す情報及び前記対象物の検出の条件を設定するための情報を前記複数のＸ線画像に基づく動画像上に示した表示画像を前記表示部に表示させる、請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の画像処理装置。
15. 前記表示制御部は、前記固定物の位置を示す情報及び前記対象物の検出の条件を設定するための情報を前記Ｘ線画像上に示した表示画像を前記表示部に表示させる、請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の画像処理装置。
16. 前記表示制御部は、操作者による操作に応じて、第１のＸ線画像上に設定された前記固定物の位置を示す情報及び前記対象物の検出の条件を設定するための情報を、第２のＸ線画像上に示した表示画像を前記表示部に表示させる、請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の画像処理装置。
17. 経時的な複数のＸ線画像を収集する収集部と、
    前記複数のＸ線画像に含まれる固定物を抽出する抽出部と、
    検出された前記固定物を検出の対象外として、前記複数のＸ線画像に含まれる対象物をそれぞれ検出する検出部と、
    前記複数のＸ線画像のうちの基準画像において検出された前記対象物の位置を基準位置とし、前記複数のＸ線画像に対して、検出された前記対象物の位置を前記基準位置に略一致させる補正処理を施した補正画像を複数生成する補正画像生成部と、
    を備える、Ｘ線診断装置。

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