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CN110876627A - X射线摄影装置和x射线图像处理方法 - Google Patents

X射线摄影装置和x射线图像处理方法 Download PDF

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CN110876627A CN201910837560.5A CN201910837560A CN110876627A CN 110876627 A CN110876627 A CN 110876627A CN 201910837560 A CN201910837560 A CN 201910837560A CN 110876627 A CN110876627 A CN 110876627A
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Abstract

本发明提供X射线摄影装置和X射线图像处理方法。所述X射线摄影装置的图像合成部构成为：基于特征点的移动信息和像素的移动信息来校正合成对象图像或透视图像，并且将校正后的合成对象图像与透视图像进行合成或者将合成对象图像与校正后的透视图像进行合成来生成合成图像。

Description

X射线摄影装置和X射线图像处理方法
技术领域
本发明涉及一种X射线摄影装置和X射线图像处理方法。
背景技术
以往，已知一种将合成对象图像与透视图像进行合成来生成合成图像的X射线摄影装置和X射线图像处理方法。例如在日本专利第5366618号公报中公开了这样的X射线摄影装置。
在上述日本专利第5366618号公报中，公开了一种将路图数据(合成对象图像)与透视图像数据(透视图像)重叠地显示的X射线图像诊断装置。在该X射线图像诊断装置中，从多个参照图像数据中提取在距拍摄到透视图像数据的摄像系统的位置最近的摄像系统的位置处拍摄到的路图数据，以抑制拍摄到透视图像数据的摄像系统的位置与拍摄到与透视图像数据重叠地显示的路图数据的摄像系统的位置之间的位置偏离。详细地说，在该X射线图像诊断装置设置有位置检测单元、移动判定单元、路图数据检索单元以及显示单元。位置检测单元构成为：检测摄像系统的位置信息。移动判定单元构成为：在收集透视图像数据时，基于由位置检测单元检测出的位置信息来判定表示摄像系统停止了移动的状态的移动停止状态。路图数据检索单元构成为：从多个参照图像数据中提取具有距判定为移动停止状态的时间点的摄像系统的位置信息最近的位置信息的参照图像数据，来作为路图数据。而且，显示单元构成为：将路图数据与透视图像数据重叠地显示(显示合成图像)。
然而，在如上述日本专利第5366618号公报所记载的那样的X射线图像诊断装置中，在拍摄多个X射线图像的期间有时被检体相对于摄像系统移动(身体动作)。因此，认为在上述日本专利第5366618号公报所记载的X射线图像诊断装置中存在以下情况：判定为移动停止状态的时间点的透视图像数据中拍到的被检体相对于摄像系统的位置与拍摄到路图数据时的路图数据中拍到的被检体相对于摄像系统的位置由于被检体的移动而发生偏离(发生被检体与摄像系统的位置偏离)。在该情况下，认为：即使在提取到距透视图像数据的摄像系统的位置最近的路图数据来作为构成合成图像的图像的情况下，也由于被检体的移动而导致彼此偏离的被检体的X射线图像之间重叠地显示。在该情况下，需要再次重新拍摄路图数据(X射线图像)的作业，导致对被检体照射X射线的被照射量增大。另外，在使用造影剂的情况下，造影剂的使用量增大。因而，在如上述日本专利第5366618号公报所记载的那样的以往的X射线图像诊断装置中，在将在互不相同的时间点拍摄到的合成对象图像与透视图像进行合成来生成合成图像的情况下，存在有时无法适当地生成合成图像、对被检体照射X射线的被照射量增大这样的问题点。
发明内容
发明要解决的问题
本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，本发明的一个目的在于提供如下一种X射线摄影装置和X射线图像处理方法：即使在将在互不相同的时间点拍摄到的合成对象图像与透视图像进行合成来生成合成图像时被检体在拍摄合成对象图像之后进行了动作的情况下，也能够通过适当地生成合成图像来抑制针对被检体的X射线的被照射量的增大。
为了达成上述目的，本发明的第一方面中的X射线摄影装置具备：摄影部，其包括X射线产生部和X射线检测部，该X射线产生部向被检体照射X射线，该X射线检测部检测从X射线产生部照射并透过被检体后的X射线，所述摄影部拍摄被检体的X射线图像；透视图像获取部，其获取透视图像，所述透视图像是由摄影部拍摄到的对被检体进行透视得到的X射线图像，并且包括特征点图像；图像合成部，其将透视图像与合成对象图像进行合成来生成合成图像，所述合成对象图像是在拍摄到透视图像的时间点之前拍摄到的、要与透视图像进行合成的X射线图像；基准图像获取部，其获取在拍摄到透视图像的时间点之前拍摄到的包括特征点图像的X射线图像来作为基准图像；以及移动信息获取部，其从基准图像和透视图像的各图像中提取特征点图像，并且获取基于提取出的特征点图像的特征点的移动信息，基于基准图像和透视图像来获取属于基准图像的各像素中的至少一部分像素的移动信息，其中，图像合成部构成为：基于特征点的移动信息和像素的移动信息来校正合成对象图像或透视图像，并且将校正后的合成对象图像与透视图像进行合成或者将合成对象图像与校正后的透视图像进行合成来生成合成图像。
在基于本发明的第一方面的X射线摄影装置中，如上述那样，将移动信息获取部构成为：基于在拍摄到透视图像的时间点之前拍摄到的X射线图像即基准图像的特征点图像、以及透视图像的特征点图像，来获取特征点的移动信息，并且获取像素的移动信息。而且，将图像合成部构成为：基于特征点的移动信息和像素的移动信息来校正合成对象图像或透视图像，并且将校正后的合成对象图像与透视图像合成或将合成对象图像与校正后的透视图像进行合成来生成合成图像。由此，即使在拍摄到合成对象图像和基准图像之后被检体相对于摄影部发生了移动的情况下，也能够以与被检体的移动对应的方式校正合成对象图像或透视图像。因此，能够抑制将被检体的特征点的位置彼此偏离了的X射线图像彼此(合成对象图像与透视图像)进行合成。其结果是，即使在将在互不相同的时间点拍摄到的合成对象图像与透视图像(X射线图像)进行合成来生成合成图像时被检体在合成对象图像的拍摄后进行了动作的情况下，也能够适当地生成(抑制了图像之间的位置偏离的)合成图像。由此，再次重新拍摄合成对象图像的情况变少，因此能够抑制针对被检体的X射线的被照射量增大。
在此，仅对被检体的较大的移动(特征点自身的移动)进行校正难以追随被检体的较细微的动作，仅对被检体的较小的移动(像素单位的移动)进行校正难以与被检体的特征点自身的大的移动对应。与此相对地，在本发明中，如上述那样将移动信息获取部构成为：获取特征点的移动信息和像素的移动信息来作为用于校正合成对象图像的信息。由此，获取特征点的移动信息来作为基准图像和透视图像中的较大范围(宏观)的移动信息，因此能够针对被检体的较大范围的移动(较大的移动)进行校正。而且，获取像素的移动信息来作为基准图像和透视图像中的较小范围(微观)的移动信息，因此能够针对被检体的较小范围的移动(较小的移动)进行校正。其结果，通过进行彼此间优缺点互补的、针对被检体的较大的移动的校正和针对被检体的比较小的移动的校正这两方，能够更适当地校正合成对象图像。因而，在将在互不相同的时间点拍摄到的合成对象图像与X射线图像进行合成来生成合成图像的情况下，也能够更适当地生成(进一步抑制了图像之间的位置偏离的)合成图像。
在基于上述第一方面的X射线摄影装置中，优选的是，透视图像获取部构成为：获取实时地逐次生成的实况图像来作为透视图像，图像合成部构成为：基于特征点的移动信息和像素的移动信息来校正合成对象图像或实况图像，并且将校正后的合成对象图像与实况图像进行合成或者将合成对象图像与校正后的实况图像进行合成来生成合成图像。如果像这样构成，则能够与实况图像的变化相对应地校正合成对象图像或实况图像，因此即使在将实时地显示且逐次变化的实况图像与合成对象图像进行合成的情况下，也能够适当地生成合成图像。此外，在本申请说明书中，所谓“实时”不仅是指即刻或同时，还指手术实施者(操作者)正使用X射线摄影装置的期间(能够对拍摄到的或者被操作后的X射线图像进行目视确认的状态)。另外，“逐次生成的实况图像”例如以连续获取到的多个X射线图像(例如运动图像)中的每一帧地更新显示的X射线图像的意思来进行记载。
在该情况下，优选的是，图像合成部构成为：每当由透视图像获取部获取到实况图像时，基于特征点的移动信息和像素的移动信息来校正合成对象图像或实况图像，将校正后的合成对象图像与实况图像进行合成或将合成对象图像与校正后的实况图像进行合成来生成合成图像。如果像这样构成，则能够以与更新的实况图像相对应地逐次更新合成对象图像或实况图像的方式进行校正。因此，即使在将逐次变化的实况图像(例如运动图像)与合成对象图像进行合成的情况下，也能够更适当地生成(抑制了图像之间的位置偏离的)合成图像。其结果是，即使在手术实施者能够一边对作为运动图像显示的合成图像进行目视确认一边进行被检体的治疗的情况下，也能够生成更有效地抑制了位置偏离的合成图像。
在将上述合成对象图像与实况图像进行合成来生成合成图像的X射线摄影装置中，优选的是，图像合成部构成为：获取对被检体的下肢的血管投放造影剂的状态下的X射线图像即造影图像与没有对被检体的血管投放造影剂的状态下的X射线图像即非造影图像的差分图像来作为合成对象图像，并且基于特征点的移动信息和像素的移动信息来校正差分图像或实况图像，将校正后的差分图像与实况图像进行合成或者将差分图像与校正后的实况图像进行合成来生成合成图像。在此，在将合成对象图像与实况图像进行合成来生成合成图像的X射线摄影装置中，操作者能够通过一边目视确认该合成图像一边向被检体的下肢的血管中插入导管来进行各种治疗。在该情况下，使用仅由表示血管的图像构成的差分图像(造影图像与非造影图像的差分图像)来作为合成对象图像。考虑到这一点，在本发明中将图像合成部构成为：校正差分图像或实况图像，将校正后的差分图像与实况图像进行合成或者将差分图像与校正后的实况图像进行合成来生成合成图像。由此，能够提供如下的一种X射线摄影装置：在操作者通过向被检体的下肢的血管插入导管来进行各种治疗时，能够生成有效地抑制了图像之间的位置偏离的合成图像。
在该情况下，优选的是，图像合成部构成为：将对校正后的差分图像的至少一部分进行黑白反转处理后得到的反转图像与实况图像进行合成，或者将对差分图像的至少一部分进行黑白反转处理所得到的反转图像与校正后的实况图像进行合成，来生成合成图像。在此，例如在合成对象图像中的造影后的血管的图像为黑色、实况图像中的治疗器具的图像为与血管的图像相同的黑色的情况下，认为在合成图像中有时难以区别造影后的血管的图像和治疗器具的图像。与此相对地，在本发明中，通过如上述的那样构成，将差分图像中大致黑色的图像(例如造影后的血管的图像)以变换为大致白色的图像(例如大致背景色的图像)的状态与实况图像进行合成，因此能够用黑色(与血管的图像不同的颜色)显示实况图像中的与血管对应的部分处的治疗器具(例如导管、支架或导丝等)。其结果是，能够提高实况图像中的与血管对应的部分(治疗器具)的可视性，并且能够使手术实施者对造影后的血管的图像适当地进行目视确认。此外，在本申请说明书中，“黑色”例如是指在图像(像素)中具有比较低的亮度值，“白色”例如是指在图像(像素)中具有比较高的亮度值。
在将上述反转图像与实况图像进行合成来生成合成图像的X射线摄影装置中，优选的是，图像合成部构成为：将反转图像与包括拍到被插入被检体内的导管、支架以及导丝中的至少一方的图像的实况图像进行合成来生成合成图像。如果像这样构成，则通过反转图像能够使手术实施者以更容易进行区别的方式对以大致背景色拍到的造影后的血管的图像与拍到被插入被检体内的导管、支架以及导丝中的至少一方的图像进行目视确认。
在将上述差分图像与实况图像进行合成来生成合成图像的X射线摄影装置中，优选的是，基准图像获取部构成为：在与合成对象图像的摄影位置相同的摄影位置获取在透视图像之前拍摄到的实况图像来作为基准图像。在此，有时合成对象图像(造影图像和非造影图像)与实况图像(例如透视图像)之间，的拍摄时被照射的X射线量彼此不同。在该情况下，在以合成对象图像(差分图像)为基准图像、以实况图像为透视图像的情况下，即使是同一特征点图像，也由于被照射的X射线量的差异而亮度不同。因而，认为在将基准图像的特征点图像与透视图像的特征点图像建立对应(进行匹配)时需要进行亮度的校正。与此相对地，在本发明中，通过将基准图像获取部构成为获取在透视图像之前拍摄到的实况图像来作为基准图像，能够在X射线的照射量大致相等的实况图像之间，将基准图像(实况图像)的特征点图像与透视图像(实况图像)的特征点图像建立对应。由此，能够以与省去的校正亮度的控制处理相应的程度抑制建立对应时的控制处理的复杂化，并且能够校正合成对象图像。
在将上述差分图像与实况图像进行合成来生成合成图像的X射线摄影装置中，优选的是，基准图像获取部构成为获取造影图像来作为基准图像。如果像这样构成，则包括残留于差分图像(合成对象图像)的造影后的血管的图像的图像即造影图像与合成对象图像的血管的图像是在同一时间点拍摄到的图像，因此相比于获取在拍摄到造影图像之后的时间点拍摄到的实况图像来作为基准图像的情况，能够更准确地校正合成对象图像。
在将上述差分图像与实况图像进行合成来生成合成图像的X射线摄影装置中，优选的是，基准图像获取部构成为获取非造影图像来作为基准图像。在此，造影图像中的造影后的血管的图像是比较具有特征的图像，因此在将造影图像设为基准图像的情况下，存在血管的图像被作为特征点提取出来的可能性。另一方面，在实况图像(透视图像)中，没有对血管进行造影，血管被作为特征点提取出来的可能性低。在该情况下，认为有时在基准图像和透视图像中提取互不相同的特征点。与此相对地，在本发明中，将基准图像获取部构成为获取非造影图像来作为基准图像，由此将不包括造影后的血管的图像的非造影图像构成为基准图像，因此能够抑制在基准图像和透视图像中提取互不相同的特征点。其结果是，能够容易地将特征点之间建立对应，因此能够容易地获取特征点的移动信息。另外，相比于获取实况图像来作为基准图像的情况，非造影图像能够使X射线的照射量增多，因此能够将基准图像构成为比较清晰的图像。
在基于上述第一方面的X射线摄影装置中，优选的是，移动信息获取部构成为：在从基准图像的特征点图像向透视图像的特征点图像的移动量超过移动量阈值的情况下，基于特征点的移动信息来校正基准图像，并且基于校正后的基准图像和透视图像来获取像素的移动信息。如果像这样构成，则在由于被检体以较大的幅度进行了移动而特征点的位置相对于摄影部以较大的幅度进行了移动的情况(移动量超过移动量阈值的情况)下，能够基于特征点的移动信息来校正基准图像。例如，在被检体的移动较小的情况(移动量不超过移动量阈值的情况)下，如果不进行校正基准图像的控制处理，基于像素的移动信息来校正合成对象图像(如果仅针对被检体的较小的移动进行校正)，则能够减轻图像合成部的控制负担，并且能够适当地生成合成图像。
在基于上述第一方面的X射线摄影装置中，优选的是，移动信息获取部构成为：从基准图像提取多个特征点图像并且从透视图像提取多个特征点图像，以使基准图像移动与从基准图像的特征点图像向透视图像的特征点图像的移动量的平均值相应的量的方式进行校正，并且基于校正后的基准图像和透视图像来获取像素的移动信息。如果像这样构成，则基于多个移动量的平均值来校正基准图像，因此相比于仅使用一个特征点的移动量的情况，能够更准确地获取基准图像和透视图像中拍到的被检体整体的移动的信息。
在基于上述第一方面的X射线摄影装置中，优选的是，移动信息获取部构成为：基于基准图像和透视图像来获取表示属于基准图像的各像素中的至少一部分像素的移动方向和移动量的移动对应图，并且获取对移动对应图的空间方向上的高频分量进行抑制所得到的平滑化移动对应图来作为像素的移动信息。如果像这样构成，则通过获取对移动对应图的空间方向上的高频分量进行抑制所得到的平滑化移动对应图来作为像素的移动信息，即使由于针对每个像素生成移动对应图而引起移动对应图产生了误差，也能够通过对空间方向上的高频分量进行抑制来减小误差的影响。其结果是，能够不仅考虑在不同的时间拍摄到的两个X射线图像之间的被检体的线性动作还考虑非线性动作(比较复杂的动作)来将合成对象图像与透视图像适当地进行合成。
在本发明的第二方面中的X射线图像处理方法中，获取透视图像并且获取基准图像，所述透视图像是对被检体进行透视得到的X射线图像且包括特征点图像，所述基准图像是在拍摄到述透视图像的时间点之前拍摄到的X射线图像且包括所述特征点图像，从基准图像和透视图像的各图像中提取特征点图像，获取基于提取出的特征点图像的特征点的移动信息，并且基于基准图像和透视图像来获取属于基准图像的各像素中的至少一部分像素的移动信息，基于特征点的移动信息和像素的移动信息来校正作为被检体的X射线图像的合成对象图像或透视图像，将校正后的合成对象图像与透视图像进行合成或者将合成对象图像与校正后的透视图像进行合成来生成合成图像。
在基于本发明的第二发明的X射线图像处理方法中，提供如下一种X射线图像处理方法：通过如上述的那样构成，即使在将在互不相同的时间点拍摄到的合成对象图像与透视图像进行合成来生成合成图像时被检体在合成对象图像的拍摄后进行了动作的情况下，也能够通过适当地生成合成图像来抑制针对被检体的X射线的被照射量的增大。
附图说明
图1是示出基于第一实施方式～第三实施方式的X射线摄影装置的整体结构的图。
图2是用于说明基于第一实施方式的X射线摄影装置的位移量的获取、移动量的获取以及路图透视图像的生成的图。
图3是表示基于第一实施方式～第三实施方式的图像处理部的结构的框图。
图4是用于说明基于第一实施方式的特征点图像的提取和对应的图。
图5是用于说明基于第一实施方式的像素值的比较和像素值差最小像素的确定的图。
图6是用于说明基于第一实施方式的移动对应图的生成的图。
图7是用于说明基于第一实施方式的平滑化移动对应图的生成的图。
图8是用于说明基于第一实施方式的以一维的方式表示的移动对应图的图。
图9是表示利用基于第一实施方式的X射线摄影装置进行的控制处理的流程的图(流程图)。
图10是用于说明基于第二实施方式的X射线摄影装置的位移量的获取、移动量的获取以及路图透视图像的生成的图。
图11是用于说明基于第三实施方式的X射线摄影装置的位移量的获取、移动量的获取以及路图透视图像的生成的图。
图12是用于说明基于第一实施方式～第三实施方式的变形例的X射线摄影装置的路图透视图像的生成的图。
具体实施方式
下面，基于附图来说明将本发明具体化所得到的实施方式。
[第一实施方式]
参照图1～图8来说明基于本发明的第一实施方式的X射线摄影装置100的结构。
(X射线摄影装置的结构)
如图1所示，第一实施方式的X射线摄影装置100(放射线摄影装置)具备用于载置被检体P的顶板1、拍摄被检体P的X射线图像R的摄影部2、控制X射线摄影装置100的各种构成的控制部3、存储拍摄到的X射线图像R等的存储部4、显示X射线图像R等的显示部5以及接受来自手术实施者的输入操作的操作部6。此外，在以下的说明中，将“手术实施者”不限于进行被检体P的治疗的人，以还包括不直接参与被检体P的治疗而是简单地操作X射线摄影装置100的“操作者”进行记载。
如图2所示，X射线摄影装置100构成为：连续拍摄被检体P的X射线图像R，实时地获取逐次生成的实况图像Rr(运动图像)。另外，X射线摄影装置100构成为：以使X射线的照射量相比于造影图像Rc和掩膜图像Rm减少的方式拍摄实况图像Rr，来作为对被检体P进行透视得到的透视图像。由此，使用X射线摄影装置100的手术实施者一边目视确认被检体P的实况图像Rr(透视图像)一边将导管等治疗器具插入被检体P的血管(例如被检体P的下肢的血管)中，由此能够进行各种治疗。
另外，X射线摄影装置100构成为：通过显示部5显示将造影图像Rc与掩膜图像Rm的差分图像即DSA图像Rd与实况图像Rr进行合成所得到的路图透视图像Rs。在此，基于第一实施方式的X射线摄影装置100构成为在生成路图透视图像Rs时进行以下两种处理：校正(宏观的对位校正)处理，提取特征点图像F(参照图4)，根据基于提取出的特征点图像F的特征点的移动信息(后述的位移量d1)来进行处理；以及校正(微观的对位校正)处理，是基于像素的移动信息(后述的移动量d2)进行的校正处理，并且是利用Flex-APS(Flexible ActivePixel Shift：高级实时像素移位)技术的校正处理。
(X射线摄影装置的各部的结构)
如图1所示，顶板1构成为用于载置被检体P的诊察台。在顶板1设置有驱动部，所述顶板1构成为能够基于操作部6的输入操作根据控制部3的指令进行移动。
摄影部2包括向被检体P照射X射线的X射线产生部2a和对从X射线产生部照射并透过被检体P后的X射线进行检测的X射线检测部2b。X射线产生部2a构成为配置于顶板1的一侧的X射线管装置。X射线产生部2a包括X射线源，并且构成为通过利用未图示的X射线管驱动装置施加电压而能够照射X射线。X射线检测部2b构成为配置于顶板1的另一侧的FPD(平板显示器)，并且构成为能够检测X射线。此外，在X射线产生部2a的附近设置有用于调整从X射线产生部2a照射的X射线的照射区域的准直器2c。
控制部3是构成为包括CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、ROM(ReadOnly Memory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等的计算机。控制部3包括图像处理部10，所述图像处理部10基于从X射线检测部2b发送的检测信号将对被检体P的内部构造进行X射线摄影所得到的X射线图像R彼此进行合成来生成路图透视图像Rs。
另外，控制部3构成为：基于由手术实施者对操作部6进行的输入操作，来进行在路图透视图像摄影模式与DSA图像摄影模式之间切换的控制。在路图透视图像摄影模式中，控制部3进行拍摄实况图像Rr的控制，在DSA图像摄影模式中，控制部3进行拍摄造影图像Rc和掩膜图像Rm的控制。
存储部4例如包括非易失性存储器。而且，构成为：在存储部4中存储有被用于控制部3的处理的程序，并且存储由图像处理部10生成的各X射线图像R(掩膜图像Rm、造影图像Rc、DSA图像Rd、实况图像Rr、路图透视图像Rs)等。
显示部5例如构成为液晶显示器。而且，显示部5构成为能够显示由图像处理部10生成的后述的路图透视图像Rs(参照图2)。例如，显示部5构成为将路图透视图像Rs显示为运动图像。
操作部6例如由输入用按钮开关、键盘、触摸面板或鼠标等构成。
(图像处理部的结构)
图像处理部10是构成为包括GPU(Graphics Processing Unit：图形处理单元)、被用于图像处理的FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等处理器的计算机。图像处理部10通过执行存储部4中存储的图像处理程序来作为图像处理装置发挥功能。此外，后述的X射线图像处理方法是在图像处理部10中执行的控制处理的方法。
如图3所示，图像处理部10包括图像获取部20、移动信息获取部30以及图像合成部40。此外，在图3中，将图像处理部10图示为功能块，但不限于该例。即，可以将图像处理部10的各部构成为分别独立的硬件(软件)，也可以构成为一个硬件(软件)。
〈图像获取部的结构〉
如图2所示，图像获取部20构成为获取由摄影部2拍摄到的X射线图像R。而且，图像获取部20构成为从摄影部2获取X射线图像R来作为掩膜图像Rm、造影图像Rc或实况图像Rr。此外，掩膜图像Rm为权利要求书的“非造影图像”的一例。另外，实况图像Rr为权利要求书的“基准图像”和“透视图像”的一例。另外，图像获取部20为权利要求书的“透视图像获取部”和“基准图像获取部”的一例。
在此，在X射线摄影装置100中，例如以掩膜图像Rm、造影图像Rc、实况图像Rr的顺序进行拍摄。即，在X射线摄影装置100中，通过由手术实施者对操作部6进行操作(选择DSA图像摄影模式)，首先在不对被检体P的下肢的血管投放造影剂的状态(血管中无造影剂的状态)下拍摄被检体P的下肢，由此拍摄成为后述的DSA图像Rd的掩膜的掩膜图像Rm。之后，在X射线摄影装置100中，进行实况图像Rr的拍摄。
详细地说，在掩膜图像Rm中拍到被检体P的背景构造物Ab，另一方面，没有明确地拍到被检体P的血管。接着，在X射线摄影装置100中，通过由手术实施者对操作部6进行操作，来在对被检体P的下肢的血管投放了造影剂的状态(血管中残留有造影剂的状态)下拍摄被检体P的下肢，从而拍摄到包括造影后的血管的图像Av的造影图像Rc。此外，背景构造物Ab中例如包括被检体P的骨骼、肌肉等部位。另外，造影图像Rc例如可以是针对连续拍摄到的多个X射线图像R应用峰值保持所得到的图像。
另外，图像获取部20构成为通过从造影图像Rc对掩膜图像Rm进行数字差分处理来生成DSA(Digital Subtraction Angiography：数字减影血管造影)图像Rd。在DSA图像Rd中，背景构造物Ab被大致删除，残留有造影后的血管的图像Av。在此，在以下的记载中，将DSA图像Rd中的残留有图像Av的DSA图像Rd说明为血管像Rdb。此外，DSA图像Rd和血管像Rdb为权利要求书的“合成对象图像”和“差分图像”的一例。
在拍摄造影图像Rc和掩膜图像Rm之后，在X射线摄影装置100中，通过由操作者对操作部6进行操作(选择路图透视图像摄影模式)，在使来自摄影部2的X射线的照射量相比于拍摄掩膜图像Rm和造影图像Rc的期间的照射量减少了的状态下，开始拍摄实况图像Rr(X射线图像R)。而且，X射线摄影装置100构成为：实时地逐次(作为运动图像)拍摄实况图像Rr。详细地说，图像获取部20通过对从X射线检测部2b依次输出的X射线检测信号进行图像化，来以规定的帧频生成实况图像Rr。帧频例如约为15FPS～30FPS。实况图像Rr(X射线图像R)例如是就灰度等级而言具有规定的灰度级数(日语：階調数)(10位～12位等)的像素值的图像。
在第一实施方式中，图像获取部20获取第一实况图像Rr1来作为基准图像，该第一实况图像Rr1包括特征点图像F1(参照图4)，是在拍摄到掩膜图像Rm和造影图像Rc的时间点以后且拍摄到第二实况图像Rr2的时间点之前拍摄到的X射线图像R。另外，图像获取部20构成为获取第二实况图像Rr2，所述第二实况图像Rr2是摄影部2拍摄到的对被检体P进行透视所得到的X射线图像R，并且是包括特征点图像F2(参照图4)的透视图像。此外，第一实况图像Rr1为权利要求书的“基准图像”的一例。另外，第二实况图像Rr2为权利要求书的“透视图像”的一例。
另外，设掩膜图像Rm、造影图像Rc以及第一实况图像Rr1为在大致相同的摄影位置(优选为相同的摄影位置)拍摄到的图像来进行说明。具体地说，“在相同的摄影位置拍摄到的X射线图像R”是指后述的特征点图像F的位置彼此相同的(位移量d1大致为0的)X射线图像R。
详细地说，在由手术实施者变更了第一实况图像Rr1的摄影位置的情况下，基于变更后的第一实况图像Rr1的摄影位置来从存储部4读取在相同的摄影位置得到的DSA图像Rd(掩膜图像Rm和造影图像Rc)。此外，控制部3构成为：从摄影部2和顶板1的驱动部(编码器等)获取位置信息，图像获取部20构成为：通过使该位置信息与各X射线图像R相关联来获取摄影位置。
第一实况图像Rr1是在紧接开始路图透视图像摄影模式之后(紧接拍摄到造影图像Rc的时间点之后)进行了拍摄的时间点的实况图像Rr。例如，第一实况图像Rr1是开始路图透视图像摄影模式后的最初的实况图像Rr。即，第一实况图像Rr1是被检体P相对于造影图像Rc大致没有产生移动(身体动作)的时间点的透视图像。另外，第二实况图像Rr2例如是最新(当前)的实况图像Rr。即，第二实况图像Rr2是在拍摄到造影图像Rc、掩膜图像Rm以及第一实况图像Rr1之后的时间点拍摄到的图像。另外，第二实况图像Rr2是构成路图透视图像Rs的X射线图像R。
〈移动信息获取部的结构〉
如图3所示，在第一实施方式中，移动信息获取部30包括：特征点提取部31，其从第一实况图像Rr1和第二实况图像Rr2的各图像中提取特征点图像F；特征点移动信息获取部32，其获取基于由特征点提取部31提取出的特征点图像F的特征点的移动信息E1；以及像素移动信息获取部33，其基于第一实况图像Rr1和第二实况图像Rr2来获取属于第一实况图像Rr1的各像素中的至少一部分像素的移动信息E2。
在此，在第一实施方式中，如图4所示，特征点提取部31构成为：从第一实况图像Rr1中提取多个(在图4中为四个)特征点图像F1(F1a、F1b、F1c以及F1d)，并且从第二实况图像Rr2中提取多个(在图4中为四个)特征点图像F2(F2a、F2b、F2c以及F2d)。特征点提取部31例如构成为：在第一实况图像Rr1和第二实况图像Rr2中提取与存储部4中存储的图案图像的相似性高的图像、亮度的变化大于规定的变化量的图像区域，来作为特征点图像F1和F2。此外，利用特征点提取部31提取特征点图像F1和F2的提取方法不限于该例，可以使用公知的图像处理技术的特征点提取方法。
特征点图像F1和F2是由多个像素构成的区域(图4中被圆包围的部分)。此外，在图4中，将特征点图像F1和F2以圆状示出，但不限于圆状，也可以是圆状以外的其它形状(例如矩形状)。例如，特征点图像F1a和特征点图像F2a是表示被检体P中的同一部位的图像。与此相同地，特征点图像F1b、F1c、以及F1d是表示分别与特征点图像F2b、F2c以及F2d对应的部位的图像。
特征点移动信息获取部32构成为：进行将特征点图像F1与特征点图像F2建立对应的处理(匹配处理)。例如，特征点移动信息获取部32通过对特征点图像F1a～F1d与特征点图像F2a～F2d的各个特征点图像进行图案匹配处理，来将特征点图像F1a与F2a建立对应(进行关联)，将特征点图像F1b与F2b建立对应，将特征点图像F1c与F2c建立对应，并且将特征点图像F1d与F2d建立对应。例如，特征点移动信息获取部32将特征点图像F1a～F1d与特征点图像F2a～F2d中的相似度高的特征点图像彼此建立对应。
而且，特征点移动信息获取部32构成为：获取第二实况图像Rr2中的被检体P的位置相对于第一实况图像Rr1中的被检体P的位置的移动量。具体地说，特征点移动信息获取部32构成为：获取(计算)从特征点图像F1a～F1d向特征点图像F2a～F2d的移动量的平均值d1(以下称作“位移量d1”)。即，特征点移动信息获取部32构成为：计算由于被检体P的动作、摄影部2的位置变更引起的特征点的位移量d1。
详细地说，特征点移动信息获取部32获取特征点图像F1a的中心坐标(x1a，y1a)与同特征点图像F1a对应的特征点图像F2a的中心坐标(x2a，y2a)之间的位移da(dxa，dya)。特征点移动信息获取部32与获取位移da时同样地获取从特征点图像F1b～F1d向特征点图像F2b～F2d的位移db、dc和dd。而且，特征点移动信息获取部32获取位移da～dd的平均值来作为位移量d1。此外，位移量d1包括在特征点的移动信息E1中。另外，“平均值的获取”不仅是指计算相加平均值(算术平均值)，也可以计算相加平均值以外的加权平均值等平均值。
另外，特征点移动信息获取部32构成为：每当获取到新的第二实况图像Rr2时，获取位移量d1。而且，在第一实施方式中，特征点移动信息获取部32构成为：在位移量d1超过阈值d1t的情况下，将第一实况图像Rr1以移动与位移量d1相当的量的方式进行校正。即，在位移量d1小于阈值d1t的情况下，特征点移动信息获取部32不校正第一实况图像Rr1。例如，特征点移动信息获取部32构成为：在位移量d1超过阈值d1t的情况下，进行使第一实况图像Rr1以与位移量d1相当的量进行平移以及使第一实况图像Rr1以与位移量d1相当的量进行旋转移动中的至少一方的图像处理，来生成第一校正实况图像Rr1c。此外，阈值d1t为权利要求书的“移动量阈值”的一例。
像素移动信息获取部33构成为：在生成了第一校正实况图像Rr1c的情况下，基于第一校正实况图像Rr1c和第二实况图像Rr2来获取像素的移动信息E2。另外，像素移动信息获取部33构成为：在没有生成第一校正实况图像Rr1c的情况下，基于第一实况图像Rr1和第二实况图像Rr2来获取像素的移动信息E2。下面，对“生成了第一校正实况图像Rr1c的情况”进行说明，但在“没有生成第一校正实况图像Rr1c的情况”下，将以下的“第一校正实况图像Rr1c”这样的记载替换为“第一实况图像Rr1”。
具体地说，像素移动信息获取部33构成为：获取用于进行利用Flex-APS技术的校正处理的像素的移动信息E2。在第一实施方式中，像素移动信息获取部33包括：移动对应图生成部33a，其基于第一校正实况图像Rr1c和第二实况图像Rr2，来获取表示属于第一校正实况图像Rr1c的各像素中的至少一部分像素的移动方向和移动量的移动对应图M1；以及平滑化移动对应图生成部33b，其获取对移动对应图M1的空间方向上的高频分量进行抑制所得到的平滑化移动对应图M2，来作为像素的移动信息E2。移动对应图M1即为移动向量。平滑化移动对应图M2即为平滑化移动向量。
如图5所示，移动对应图生成部33a构成为：基于第二实况图像Rr2的像素B2的像素值与第一校正实况图像Rr1c中的同该像素B2对应的像素B1以及属于规定的周边区域的像素B1的像素值的像素值差，来生成表示第一校正实况图像Rr1c的像素B1的移动方向和移动量的移动对应图M1。更详细地说，移动对应图生成部33a构成为：基于第二实况图像Rr2的像素B2的像素值以及第一校正实况图像Rr1c中的、与第二实况图像Rr2的像素B2之间的像素值差最小的像素B1即像素值差最小像素B1a的像素值，来生成表示第一校正实况图像Rr1c的像素B1的移动方向和移动量的移动对应图M1。
具体地说，如图6所示，移动对应图生成部33a将第二实况图像Rr2的某个像素B2与第一校正实况图像Rr1c的同该像素B2对应的(同一坐标的)像素B1以及对应的像素B1的规定的周边区域(对应的像素B1的上、右上、右、右下、下、左下、左、左上合计八个)的像素B1合计九个像素B1以各自的像素值进行比较。而且，移动对应图生成部33a从第一校正实况图像Rr1c的九个像素B1之中确定与第二实况图像Rr2的某个像素B2的像素值之差最小的像素(像素值差最小像素B1a)。在此，像素值是根据被检体P的位置而不同的定量值，因此在第二实况图像Rr2和第一校正实况图像Rr1c中成为被检体P的位置的指标。因而，如上述的那样，将第二实况图像Rr2的某个像素B2与第一校正实况图像Rr1c中的同该像素B2为同一坐标的像素B1以及该像素B1的周围的像素B1这九个像素B1进行比较相当于调查第一校正实况图像Rr1c相对于第二实况图像Rr2的像素B2的位置偏离。另外，第一校正实况图像Rr1c的像素值差最小像素B1a是第二实况图像Rr2的像素B2发生位置偏离后的像素的可能性最高的像素。而且，如图6所示，在移动对应图生成部33a中，将使像素值差最小像素B1a移动至第一校正实况图像Rr1c的与第二实况图像Rr2的像素B2对应的(同一坐标的)像素B1的位置的情况下的、像素值差最小像素B1a的移动方向和移动量设为与第一校正实况图像Rr1c的像素B1对应的移动对应图M1。
如图7所示，平滑化移动对应图生成部33b构成为通过对移动对应图M1的空间方向上的高频分量进行抑制来生成平滑化移动对应图M2。具体地说，平滑化移动对应图生成部33b计算以如下方式得到的平滑化移动对应图M2：针对第一校正实况图像Rr1c中的每个像素B1，通过第一校正实况图像Rr1c中的像素B1和第一校正实况图像Rr1c中的像素B1的周围的像素B1将移动对应图M1进行平滑化。即，平滑化移动对应图生成部33b计算通过该像素B1及其周围的八个像素B1对与第一校正实况图像Rr1c中的各个像素B1对应的移动对应图M1进行平滑化所得到的平滑化移动对应图M2。此外，关于平滑化，例如是通过九个像素B1对移动对应图M1进行平均化。
如图8所示，通过进行平滑化，即使在九个像素B1内包括移动对应图M1过度不同的移动对应图(移动对应图M1x)的情况下，也能够通过对移动对应图M1进行平均来减少过度不同的移动对应图M1x的影响。其结果是，移动对应图M1的空间方向上的高频分量得到抑制。此外，在图7中，为了便于图示，用与平滑化之前的移动对应图M1相同的方向和大小的向量来描绘平滑化移动对应图M2。此外，平滑化不限于通过九个像素B1单纯地对移动对应图M1进行平均的情况。例如，将九个像素B1的移动对应图M1在每个移动方向上按移动量进行曲线图化之后，通过进行傅立叶变换来提取高频分量。而且，也可以通过去除高频分量来抑制移动对应图M1的空间方向上的高频分量。
而且，平滑化移动对应图生成部33b将所生成的平滑化移动对应图M2与第一校正实况图像Rr1c的同第二实况图像Rr2的像素B2对应的像素B1建立对应。而且，平滑化移动对应图生成部33b对第一校正实况图像Rr1c的全部的像素B1进行该对应，由此成为第一校正实况图像Rr1c的全部的像素B1与平滑化移动对应图M2建立了对应的状态。在第一实施方式中，将使第一校正实况图像Rr1c的全部的像素B1与平滑化移动对应图M2建立了对应的状态下的第一校正实况图像Rr1c的移动量d2的信息设为像素的移动信息E2，该移动量d2被用于DSA图像Rd的校正。
〈图像合成部的结构〉
如图3所示，图像合成部40包括：血管像校正部41，其基于特征点的移动信息E1(位移量d1)和像素的移动信息E2(移动量d2)来校正在与第一实况图像Rr1大致相同的摄影位置拍摄到的DSA图像Rd(血管像Rdb)，从而生成校正血管像Rdbc(黑白反转像Ava)；以及合成图像生成部42，其将所生成的校正血管像Rdbc与第二实况图像Rr2进行合成来生成路图透视图像Rs。此外，校正血管像Rdbc和黑白反转像Ava为权利要求书的“反转图像”的一例。
如图2所示，血管像校正部41构成为：从存储部4中存储的DSA图像Rd中读取血管像Rdb。而且，血管像校正部41进行使血管像Rdb的位置(图像Av的位置)相对于校正前的位置移动(平移或旋转移动中的至少一方)与位移量d1相当的量的处理。另外，血管像校正部41进行使一部分(例如每个像素或每个规定的区域)、图像整体(图像Av整体或DSA图像Rd整体)移动与移动量d2相当的量的处理。
另外，在第一实施方式中，血管像校正部41构成为：生成对基于特征点的移动信息E1和像素的移动信息E2校正后的血管像Rdb进行黑白反转处理所得到的校正血管像Rdbc。具体地说，血管像校正部41通过对以与位移量d1相当的量移动且以与移动量d2相当的量移动后的校正血管像Rdbc进行黑白反转处理(使亮度反转的处理)，来生成包括黑白反转像Ava的校正血管像Rdbc。
另外，血管像校正部41构成为：每当利用图像获取部20获取到新的第二实况图像Rr2时，基于特征点的移动信息E1和像素的移动信息E2来校正血管像Rdb(DSA图像Rd)。即，血管像校正部41构成为：实时地逐次校正血管像Rdb，来生成校正血管像Rdbc。
合成图像生成部42构成为：将校正血管像Rdbc与第二实况图像Rr2进行合成来生成路图透视图像Rs。具体地说，合成图像生成部42构成为：以使校正血管像Rdbc与第二实况图像Rr2重叠地显示的方式生成路图透视图像Rs。另外，合成图像生成部42构成为：每当利用图像获取部20获取到新的第二实况图像Rr2时，基于特征点的移动信息E1和像素的移动信息E2校正血管像Rdb来生成校正血管像Rdbc，并将所生成的校正血管像Rdbc与第二实况图像Rr2进行合成来生成路图透视图像Rs。
换言之，在第一实施方式中，合成图像生成部42构成为：获取向被检体P的下肢的血管投放了造影剂的状态下的X射线图像R、即造影图像Rc与没有向被检体P的血管投放造影剂的状态下的X射线图像R、即掩膜图像Rm的差分图像、即DSA图像Rd，来作为血管像Rdb，并且基于特征点的移动信息E1和像素的移动信息E2来将血管像Rdb校正为校正血管像Rdbc，将校正血管像Rdbc与第二实况图像Rr2进行合成来生成路图透视图像Rs。
由此，在第一实施方式中，合成图像生成部42构成为：将校正血管像Rdbc与包括拍到被插入被检体P内的导管、支架以及导丝中的至少一方的图像Ak的第二图像Rr2进行合成，来生成路图透视图像Rs。而且，路图透视图像Rs由显示部5显示，由手术实施者进行目视确认。
(X射线图像处理方法)
接着，参照图9来说明由利用第一实施方式的X射线摄影装置100进行的X射线图像R的控制处理(X射线图像处理方法)。在图9中示出利用X射线摄影装置100进行的X射线图像R的控制处理的流程。此外，利用X射线摄影装置100进行的X射线图像R的控制处理由控制部3(图像处理部10)执行。
首先，在步骤S1中，在DSA图像摄影模式中进行DSA图像Rd的获取。即，拍摄(获取)掩膜图像Rm和造影图像Rc，基于掩膜图像Rm和造影图像Rc来生成DSA图像Rd。
在步骤S2中，基于DSA图像Rd进行血管像Rdb的选择(生成)。例如，自动地或者通过针对操作部6的输入操作来从存储部4中存储的DSA图像Rd中选择血管像Rdb。
在步骤S3中，根据由手术实施者对操作部6进行的输入操作来开始路图透视图像摄影模式，从而开始获取实况图像Rr。
在步骤S4中，将紧接开始路图透视图像摄影模式后的实况图像Rr保持为第一实况图像Rr1。即，开始路图透视图像摄影模式，将最先获取到的实况图像Rr作为第一实况图像Rr1存储在存储部4或图像处理部10内。
在步骤S5中，获取在第一实况图像Rr1之后拍摄到的实况图像Rr来作为第二实况图像Rr2。
在步骤S6中，从第一实况图像Rr1和第二实况图像Rr2的各图像中提取特征点图像F。例如如图4所示，从第一实况图像Rr1中提取特征点图像F1a～F1d，从第二实况图像Rr2中提取特征点图像F2a～F2d。
在步骤S7中，获取特征点的移动信息E1(位移量d1)。具体地说，如图4所示，进行第一实况图像Rr1的特征点图像F1a～F1d与第一实况图像Rr1的特征点图像F1a～F1d之间的对应(匹配处理)，获取(计算)各位移da～dd的平均值(位移量)d1。即，计算由于被检体P的动作、摄影部2的位置变更引起的特征点的位移量d1。
在步骤S8中，判断位移量d1是否超过阈值d1t。即，将位移量d1与阈值d1t进行比较，在位移量d1超过阈值d1t的情况下，进入步骤S9，在位移量d1没有超过阈值d1t的情况下，进入步骤S10。
在步骤S9中，基于位移量d1来校正第一实况图像Rr1，从而生成第一校正实况图像Rr1c。之后，进入步骤S10。
在步骤S10中，基于第一校正实况图像Rr1c和第二实况图像Rr2来获取图像的移动信息E2(移动量d2)。即，获取图5～图8所示的移动对应图M1，并且获取平滑化移动对应图M2来作为图像的移动信息E2(移动量d2)。
在步骤S11中，基于特征点的移动信息E1(位移量d1)和像素的移动信息E2(移动量d2)来校正DSA图像Rd(血管像Rdb)，从而生成包括黑白反转像Ava的校正血管像Rdbc。
在步骤S12中，将校正血管像Rdbc与第二实况图像Rr2进行合成来生成路图透视图像Rs，并将路图透视图像Rs显示于显示部5。
在步骤S13中，判断是否继续路图透视图像摄影模式。例如，在操作部6没有接受到结束路图透视图像摄影模式的输入操作的情况下，继续路图透视图像摄影模式，返回步骤S5。另外，在操作部6接受到结束路图透视图像摄影模式的输入操作的情况下，不继续(结束)路图透视图像摄影模式，进入步骤S14。即，在继续路图透视图像摄影模式的情况下，重复步骤S5～S13，每当获取到第二实况图像Rr2时，基于特征点的移动信息E1和像素的移动信息E2来校正血管像Rdb，生成将校正后的血管像Rdb即校正血管像Rdbc与第二实况图像Rr2进行合成所得到的路图透视图像Rs。
在步骤S14中，结束路图透视图像摄影模式。之后，结束利用X射线摄影装置100进行的X射线图像R的控制处理。
[第一实施方式的效果]
在第一实施方式中，能够得到以下那样的效果。
在第一实施方式中，如上述那样将移动信息获取部30构成为：基于在拍摄到第二实况图像Rr2的时间点之前拍摄到的X射线图像R即第一实况图像Rr1的特征点图像F1、以及第二实况图像Rr2的特征点图像F2，来获取特征点的移动信息E1，并且获取像素的移动信息E2。而且，将图像合成部40构成为：基于特征点的移动信息E1和像素的移动信息E2来校正在与第一实况图像Rr1大致相同的摄影位置拍摄到的DSA图像Rd(血管像Rdb)，并且将校正后的DSA图像Rd(校正血管像Rdbc)与第二实况图像Rr2进行合成来生成路图透视图像Rs。由此，即使在拍摄到DSA图像Rd(血管像Rdb)和第一实况图像Rr1之后被检体P相对于摄影部2发生了移动的情况下，也能够以与拍摄第二实况图像Rr2的时间点的被检体P的位置一致的方式校正DSA图像Rd(血管像Rdb)。因此，能够抑制将发生了位置偏离的被检体P的X射线图像R彼此(DSA图像Rd(血管像Rdb)与第二实况图像Rr2)进行合成。其结果是，即使在将在互不相同的时间点拍摄到的DSA图像Rd(血管像Rdb)与第二实况图像Rr2(X射线图像R)进行合成来生成路图透视图像Rs时被检体在合成对象图像的拍摄后进行了动作的情况下，也能够适当地生成(抑制了图像之间的位置偏离的)路图透视图像Rs。由此，无需再次重新拍摄DSA图像Rd(血管像Rdb)，因此能够抑制针对被检体P的X射线的被照射量增大。
另外，在第一实施方式中，如上述那样将移动信息获取部30构成为：获取特征点的移动信息E1和像素的移动信息E2来作为用于校正DSA图像Rd(血管像Rdb)的信息。由此，获取特征点的移动信息E1来作为第一实况图像Rr1和第二实况图像Rr2中的较大范围(宏观)的移动信息，因此能够针对被检体P的较大范围的移动(较大的移动)进行校正。而且，获取像素的移动信息E2来作为第一实况图像Rr1和第二实况图像Rr2中的较小范围(微观)的移动信息，因此能够针对被检体P的较小范围的移动(较小的移动)进行校正。其结果，通过进行优缺点互补的、针对被检体P的较大的移动的校正和针对被检体P的较小的移动的校正这两方，能够更适当地校正DSA图像Rd(血管像Rdb)。因而，即使在将在互不相同的时间点拍摄到的DSA图像Rd(血管像Rdb)与X射线图像R进行合成来生成路图透视图像Rs的情况下，也能够更适当地生成(进一步抑制了图像之间的位置偏离的)路图透视图像Rs。
另外，在第一实施方式中，如上述那样将图像获取部20构成为：获取实时地逐次生成的实况图像Rr来作为第二实况图像Rr2。而且，将图像合成部40构成为：将校正后的DSA图像Rd(校正血管像Rdbc)与实况图像Rr进行合成来生成路图透视图像Rs。由此，能够与实况图像Rr的变化相对应地校正DSA图像Rd(血管像Rdb)，因此即使在对实时地显示且逐次变化的实况图像Rr合成DSA图像Rd的情况下，也能够适当地生成路图透视图像Rs。
另外，在第一实施方式中，如上述那样将图像合成部40构成为：每当利用图像获取部20获取到实况图像Rr时，基于特征点的移动信息E1和像素的移动信息E2来校正DSA图像Rd(血管像Rdb)。而且，将图像合成部40构成为：将校正后的DSA图像Rd(校正血管像Rdbc)与实况图像Rr进行合成来生成路图透视图像Rs。由此，能够与更新的实况图像Rr对应地逐次更新DSA图像Rd(血管像Rdb)。因此，即使在对逐次变化的实况图像Rr(例如运动图像)合成DSA图像Rd(血管像Rdb)的情况下，也能够更适当地生成(抑制了图像之间的位置偏离的)路图透视图像Rs。其结果是，即使在手术实施者一边对作为运动图像显示的路图透视图像Rs进行目视确认一边进行被检体P的治疗的情况下，也能够生成更有效地抑制了位置偏离的路图透视图像Rs。
另外，在第一实施方式中，如上述那样将图像合成部40构成为：获取对被检体P的下肢的血管投放了造影剂的状态下的X射线图像R即造影图像Rc与没有对被检体P的血管投放造影剂的状态下的X射线图像R即掩膜图像Rm的差分图像来作为DSA图像Rd(血管像Rdb)。而且，将图像合成部40构成为：基于特征点的移动信息E1和像素的移动信息E2来校正DSA图像Rd(血管像Rdb)，将校正后的DSA图像Rd(校正血管像Rdbc)与实况图像Rr进行合成来生成路图透视图像Rs。由此，能够提供一种在手术实施者通过将导管插入被检体P的下肢的血管中来进行各种治疗时能够生成有效地抑制了图像之间的位置偏离的路图透视图像Rs的X射线摄影装置100。
另外，在第一实施方式中，如上述那样将图像合成部40构成为：将对基于特征点的移动信息E1和像素的移动信息E2校正后的校正血管像Rdbc中的造影后的血管的图像Av进行黑白反转处理所得到的黑白反转像Ava与实况图像Rr进行合成来生成路图透视图像Rs。由此，将DSA图像Rd中的大致黑色的图像(血管像Rdb)以变换为大致白色的图像(例如黑白反转像Ava)的状态与实况图像Rr进行合成，因此能够用黑色(与黑白反转像Ava不同的颜色)显示实况图像Rr中的与血管对应的部分处的治疗器具(例如导管、支架或导丝等)。其结果是，能够提高实况图像Rr中的与血管对应的部分(治疗器具)的可视性，并且能够使手术实施者对造影后的血管的图像适当地进行目视确认。
另外，在第一实施方式中，如上述那样将图像合成部40构成为：将黑白反转像Ava与包括拍到被插入被检体P内的导管、支架以及导丝中的至少一方的图像Ak的实况图像Rr进行合成来生成路图透视图像Rs。由此，通过黑白反转处理，能够使手术实施者以更容易进行区别的方式对以大致背景色(白色)拍到的血管的图像与拍到被插入被检体P内的导管、支架以及导丝中的至少一方的图像Ak进行目视确认。
另外，在第一实施方式中，如上述那样将移动信息获取部30构成为：在与造影图像Rc及掩膜图像Rm的摄影位置大致相同的摄影位置处获取在第二实况图像Rr2之前拍摄到的实况图像Rr来作为第一实况图像Rr1。由此，能够在X射线的照射量大致相等的实况图像Rr之间，将第一实况图像Rr1(实况图像Rr)的特征点图像F1a～F1d与第二实况图像Rr2(实况图像Rr)的特征点图像F2a～F2d建立对应。由此，能够以与省去的校正亮度的控制处理相应的程度抑制建立对应时的控制处理的复杂化，并且能够校正DSA图像Rd(血管像Rdb)。
另外，在第一实施方式中，如上述那样将移动信息获取部30构成为：在从第一实况图像Rr1的特征点图像F向第二实况图像Rr2的特征点图像F的位移量d1超过了阈值d1t的情况下，基于特征点的移动信息E1来校正第一实况图像Rr1，并且基于校正后的第一实况图像Rr1和第二实况图像Rr2来获取像素的移动信息E2。由此，在由于被检体P以较大幅度进行了移动而特征点的位置相对于摄影部2以较大幅度进行了移动的情况(位移量d1超过阈值d1t的情况)下，能够基于特征点的移动信息E1来校正第一实况图像Rr1。例如，在被检体P的移动较小的情况(位移量d1不超过阈值d1t的情况)下，如果不进行校正第一实况图像Rr1的控制处理而基于像素的移动信息E2来校正DSA图像Rd(血管像Rdb)(仅对被检体P的较小的移动进行校正)，则能够减轻图像合成部40的控制负担，并且能够适当地生成路图透视图像Rs。
另外，在第一实施方式中，如上述那样将移动信息获取部30构成为：从第一实况图像Rr1获取多个特征点图像F1a～F1d并且从第二实况图像Rr2获取多个特征点图像F2a～F2d，以使第一实况图像Rr1移动与从第一实况图像Rr1的特征点图像F1a～F1d向第二实况图像Rr2的特征点图像F2a～F2d的移动量的平均值相应的量(位移量d1的量)的方式进行校正。而且，将移动信息获取部30构成为：基于第一校正实况图像Rr1c和第二实况图像Rr2来获取像素的移动信息E2。由此，基于多个移动量(位移da～dd)的平均值来校正第一实况图像Rr1，因此，相比于仅使用一个特征点的移动量的情况，能够更准确地获取第一实况图像Rr1和第二实况图像Rr2中拍到的被检体P整体的移动的信息。
另外，在第一实施方式中，如上述那样将移动信息获取部30构成为：基于第一实况图像Rr1和第二实况图像Rr2来获取表示属于第一实况图像Rr1的各像素B1中的至少一部分像素B1的移动方向和移动量的移动对应图M1，并且获取对移动对应图M1的空间方向上的高频分量进行抑制所得到的平滑化移动对应图M2来作为像素的移动信息E2。由此，通过获取对移动对应图M1的空间方向上的高频分量进行抑制所得到的平滑化移动对应图M2来作为像素的移动信息E2，即使由于针对每个像素B1生成移动对应图M1而引起移动对应图M1产生了误差，也能够通过对空间方向上的高频分量进行抑制来减小误差的影响。其结果是，能够不仅考虑在不同的时间拍摄到的两个X射线图像R之间的被检体P的线性动作还考虑非线性动作(比较复杂的动作)来对DSA图像Rd(血管像Rdb)与第二实况图像Rr2适当地进行合成。
[第二实施方式]
接着，参照图1、图3及图10来说明基于本发明的第二实施方式的X射线摄影装置200的结构。在第二实施方式中，与构成为基于第一实况图像Rr1和第二实况图像Rr2来获取特征点的移动信息E1和像素的移动信息E2的第一实施方式的X射线摄影装置100不同地构成为：基于造影图像Rc和实况图像Rr12来获取特征点的移动信息E11和像素的移动信息E12。此外，关于与上述第一实施方式相同的结构，在图中标注相同的标记来进行图示，省略其说明。另外，在第二实施方式中，造影图像Rc为权利要求书的“基准图像”的一例，实况图像Rr12为权利要求书的“透视图像”的一例。
如图1所示，基于第二实施方式的X射线摄影装置200具备控制部203，该控制部203具有图像处理部210。如图3所示，图像处理部210包括图像获取部220、移动信息获取部230以及图像合成部240。在第二实施方式中，图像获取部220构成为：获取造影图像Rc来作为基准图像。
如图10所示，移动信息获取部230构成为：从造影图像Rc和实况图像Rr12的各图像中提取特征点图像，并且获取基于提取出的特征点图像的特征点的移动信息E11(位移量d11)。而且，移动信息获取部230构成为：基于特征点的移动信息E11来生成对造影图像Rc进行校正后的校正造影图像Rcc，并且基于校正造影图像Rcc和实况图像Rr12来获取属于校正造影图像Rcc的各像素中的至少一部分像素的移动信息E12(移动量d12)。
图像合成部240构成为：基于特征点的移动信息E11和像素的移动信息E12来校正DSA图像Rd1(血管像Rd1b)，从而生成校正血管像Rd1bc，并且将校正血管像Rd1bc与实况图像Rr12进行合成来生成路图透视图像Rs1。此外，第二实施方式的其它结构与上述第一实施方式相同。
[第二实施方式的效果]
在第二实施方式中，能够得到如下效果。
在第二实施方式中，如上述那样将图像获取部220构成为：获取造影图像Rc来作为基准图像。而且，将移动信息获取部230构成为：从造影图像Rc和实况图像Rr12的各图像中提取特征点图像，并且获取基于提取出的特征点图像的特征点的移动信息E11(位移量d11)。由此，包括造影后的血管的图像Av的图像、即造影图像Rc与校正血管像Rd1bc的血管的图像Ava是在同一时间点拍摄到的图像，因此相比于从在造影图像Rc之后的时间点拍摄到的实况图像Rr中获取特征点图像的情况，能够更准确地生成校正后的校正血管像Rd1bc。此外，第二实施方式的其它的效果与上述第一实施方式相同。
[第三实施方式]
接着，参照图1、图3及图11来说明基于本发明的第三实施方式的X射线摄影装置300的结构。在第三实施方式中，与构成为基于第一实况图像Rr1和第二实况图像Rr2来获取特征点的移动信息E1和像素的移动信息E2的第一实施方式的X射线摄影装置100不同地构成为：基于掩膜图像Rm和实况图像Rr22来获取特征点的移动信息E21和像素的移动信息E22。此外，关于与上述第一实施方式或第二实施方式相同的结构，在附图中标注相同的标记来进行图示，省略其说明。另外，在第三实施方式中，掩膜图像Rm为权利要求书的“基准图像”和“非造影图像”的一例，实况图像Rr22为权利要求书的“透视图像”的一例。
如图1所示，基于第三实施方式的X射线摄影装置300具备控制部303，该控制部303具有图像处理部310。如图3所示，图像处理部310包括图像获取部320、移动信息获取部330以及图像合成部340。在第三实施方式中，图像获取部320构成为：获取掩膜图像Rm来作为基准图像。
如图11所示，移动信息获取部330构成为：从掩膜图像Rm和实况图像Rr22的各图像中提取特征点图像，并且获取基于提取出的特征点图像的特征点的移动信息E21(位移量d21)。而且，移动信息获取部330构成为：基于特征点的移动信息E21来生成对掩膜图像Rm进行校正所得到的校正掩膜图像Rmc，并且基于校正掩膜图像Rmc和实况图像Rr22来获取属于校正掩膜图像Rmc的各像素中的至少一部分像素的移动信息E22(移动量d22)。
图像合成部340构成为：基于特征点的移动信息E21和像素的移动信息E22来校正DSA图像Rd2(血管像Rd2b)，从而生成校正血管像Rd2bc，并且将校正血管像Rd2bc与实况图像Rr22进行合成来生成路图透视图像Rs2。此外，第三实施方式的其它结构与上述第一实施方式相同。
[第三实施方式的效果]
在第三实施方式中，能够得到如下效果。
在第三实施方式中，将图像获取部320构成为：获取掩膜图像Rm来作为基准图像。而且，将移动信息获取部330构成为：从掩膜图像Rm和实况图像Rr22的各图像中提取特征点图像，并且获取基于提取出的特征点图像的特征点的移动信息E21(位移量d21)。由此，能够抑制在不包括造影后的血管的图像的掩膜图像Rm和实况图像Rr22中提取互不相同的特征点。其结果是，能够使特征点彼此容易地建立对应，因此能够容易地获取特征点的移动信息E21。另外，能够使掩膜图像Rm的X射线的照射量相比于实况图像Rr增多，因此能够从比较清晰的掩膜图像Rm和实况图像Rr22中提取特征点图像。此外，第三实施方式的其它效果与上述第一实施方式相同。
[变形例]
此外，应该认为本次公开的实施方式在所有方面均为例示，而非限制性的。本发明的范围不由上述的实施方式的说明表示，而由权利要求书表示，并且本发明的范围包括与权利要求书等同的含义和范围内的全部变更(变形例)。
例如，在上述实施方式中示出使用DSA图像和血管像来作为本发明的合成对象图像的例子，但本发明不限于此。即，可以使用非DSA图像的X射线图像来作为合成对象图像，也可以使用不包括血管的图像的X射线图像来作为合成对象图像。
另外，在上述实施方式中，设为在“相同的摄影位置”处拍摄到的X射线图像是指特征点图像的位置彼此相同来进行了说明，但本发明不限于此。例如，也可以设为“相同的摄影位置”是指顶板相对于摄影部的相对位置相同且摄影部中的X射线产生部与X射线检测部之间的相对位置相同的情况。
另外，在上述实施方式中示出生成以将DSA图像(血管像)与第二实况图像重叠地显示的方式进行合成所得到的路图透视图像的例子，但本发明不限于此。例如，也可以生成以将造影图像与实况图像并排地显示的方式合成的合成图像。
另外，在上述实施方式中示出每当获取(拍摄)到第二实况图像时校正DSA图像(血管像)的例子，但本发明不限于此。例如，也可以仅在接受了由手术实施者对操作部进行的输入操作的情况下校正DSA图像(血管像)。
另外，在上述实施方式中示出拍摄被检体的下肢的例子，但本发明不限于此。即，本发明的X射线摄影装置在对被检体的下肢进行X射线摄影时特别有效，并且起到在对被检体的下肢以外的其它部位进行X射线摄影时也能够适当地生成合成图像的效果。
另外，在上述实施方式中示出在将DSA图像(血管像)与第二实况图像进行合成时对血管像进行黑白反转处理的例子，但本发明不限于此。即，可以不对血管像进行黑白反转地将该血管像合成到第二实况图像中，也可以对血管像进行黑白反转以外的其它图像处理(颜色的变更处理)等地将该血管像合成到第二实况图像中。
另外，在上述实施方式中示出获取全部的特征点图像的位移的平均值(位移量)来作为特征点的移动信息的例子，但本发明不限于此。即，也可以只关于多个特征点图像中的一部分特征点图像获取位移，基于该位移来获取位移量。
另外，在上述实施方式中示出将黑白反转像与包括拍到被插入被检体内的导管、支架以及导丝中的至少一方的图像的实况图像进行合成的例子，但本发明不限于此。即，也可以将黑白反转像与包括拍到导管、支架以及导丝以外的其它治疗器具的图像的实况图像进行合成。
另外，在上述实施方式中示出以下例子：在位移量超过阈值的情况下，基于特征点的移动信息来校正第一实况图像(造影图像或掩膜图像)，但本发明不限于此。即，如果在控制负担的增大的方面问题少，则也可以不设置阈值，每当获取到实况图像时基于特征点的移动信息来校正第一实况图像(造影图像或掩膜图像)，并且基于特征点的移动信息和像素的移动信息来校正DSA图像(血管像)。
另外，在上述实施方式中示出以如下方式构成图像合成部的例子：在生成路图透视图像时，校正DSA图像(血管像)，并且将校正后的DSA图像(校正血管像)与第二实况图像(或实况图像)进行合成，但本发明不限于此。即，也可以如图12所示的变形例的X射线摄影装置400那样，将图像合成部440构成为：在生成路图透视图像Rs3时，基于特征点的移动信息(位移量d1)和像素的移动信息(移动量d2)来校正第二实况图像Rr2，并且将校正后的第二实况图像Rr32与DSA图像Rd(校正血管像Rdb)进行合成。

Claims (13)

1.一种X射线摄影装置，具备：
摄影部，其包括X射线产生部和X射线检测部，该X射线产生部向被检体照射X射线，该X射线检测部检测从所述X射线产生部照射并透过所述被检体后的X射线，所述摄影部拍摄所述被检体的X射线图像；
透视图像获取部，其获取透视图像，所述透视图像是由所述摄影部拍摄到的对所述被检体进行透视得到的所述X射线图像，并且包括特征点图像；
图像合成部，其将所述透视图像与合成对象图像进行合成来生成合成图像，所述合成对象图像是在拍摄到所述透视图像的时间点之前拍摄到的、要与所述透视图像进行合成的所述X射线图像；
基准图像获取部，其获取在拍摄到所述透视图像的时间点之前拍摄到的包括所述特征点图像的所述X射线图像来作为基准图像；以及
移动信息获取部，其从所述基准图像和所述透视图像的各图像中提取所述特征点图像，并且获取基于提取出的所述特征点图像的特征点的移动信息，基于所述基准图像和所述透视图像来获取属于所述基准图像的各像素中的至少一部分像素的移动信息，
其中，所述图像合成部构成为：基于所述特征点的移动信息和所述像素的移动信息来校正所述合成对象图像或所述透视图像，并且将校正后的所述合成对象图像与所述透视图像进行合成或者将所述合成对象图像与校正后的所述透视图像进行合成来生成所述合成图像。
2.根据权利要求1所述的X射线摄影装置，其特征在于，
所述透视图像获取部构成为：获取实时地逐次生成的实况图像来作为所述透视图像，
所述图像合成部构成为：基于所述特征点的移动信息和所述像素的移动信息来校正所述合成对象图像或所述实况图像，并且将校正后的所述合成对象图像与所述实况图像进行合成或者将所述合成对象图像与校正后的所述实况图像进行合成来生成所述合成图像。
3.根据权利要求2所述的X射线摄影装置，其特征在于，
所述图像合成部构成为：每当由所述透视图像获取部获取到所述实况图像时，基于所述特征点的移动信息和所述像素的移动信息来校正所述合成对象图像或所述实况图像，将校正后的所述合成对象图像与所述实况图像进行合成或者将所述合成对象图像与校正后的所述实况图像进行合成来生成所述合成图像。
4.根据权利要求2所述的X射线摄影装置，其特征在于，
所述图像合成部构成为：获取对所述被检体的下肢的血管投放了造影剂的状态下的所述X射线图像即造影图像与没有对所述被检体的血管投放造影剂的状态下的所述X射线图像即非造影图像的差分图像来作为所述合成对象图像，并且基于所述特征点的移动信息和所述像素的移动信息来校正所述差分图像或所述实况图像，将校正后的所述差分图像与所述实况图像进行合成或者将所述差分图像与校正后的所述实况图像进行合成来生成所述合成图像。
5.根据权利要求4所述的X射线摄影装置，其特征在于，
所述图像合成部构成为：将对校正后的所述差分图像的至少一部分进行黑白反转处理所得到的反转图像与所述实况图像进行合成，或者将对所述差分图像的至少一部分进行黑白反转处理所得到的反转图像与校正后的所述实况图像进行合成，来生成所述合成图像。
6.根据权利要求5所述的X射线摄影装置，其特征在于，
所述图像合成部构成为：将所述反转图像与包括拍进了被插入到所述被检体内的导管、支架以及导丝中的至少一方的图像的所述实况图像进行合成来生成所述合成图像。
7.根据权利要求4所述的X射线摄影装置，其特征在于，
所述基准图像获取部构成为：获取在拍摄到所述透视图像之前在与所述合成对象图像的摄影位置相同的摄影位置处拍摄到的所述实况图像来作为所述基准图像。
8.根据权利要求4所述的X射线摄影装置，其特征在于，
所述基准图像获取部构成为：获取所述造影图像来作为所述基准图像。
9.根据权利要求4所述的X射线摄影装置，其特征在于，
所述基准图像获取部构成为：获取所述非造影图像来作为所述基准图像。
10.根据权利要求1所述的X射线摄影装置，其特征在于，
所述移动信息获取部构成为：在从所述基准图像的所述特征点图像向所述透视图像的所述特征点图像的移动量超过移动量阈值的情况下，基于所述特征点的移动信息来校正所述基准图像，并且基于校正后的所述基准图像和所述透视图像来获取所述像素的移动信息。
11.根据权利要求1所述的X射线摄影装置，其特征在于，
所述移动信息获取部构成为：从所述基准图像提取多个所述特征点图像，并且从所述透视图像提取多个所述特征点图像，进行校正以使所述基准图像移动与从所述基准图像的所述特征点图像向所述透视图像的所述特征点图像的移动量的平均值相应的量，并且基于校正后的所述基准图像和所述透视图像来获取所述像素的移动信息。
12.根据权利要求1所述的X射线摄影装置，其特征在于，
所述移动信息获取部构成为：基于所述基准图像和所述透视图像来获取表示属于所述基准图像的各像素中的至少一部分像素的移动方向和移动量的移动对应图，并且获取对所述移动对应图的空间方向上的高频分量进行抑制所得到的平滑化移动对应图，来作为所述像素的移动信息。
13.一种X射线图像处理方法，其中，
获取透视图像并且获取基准图像，所述透视图像是对被检体进行透视得到的X射线图像且包括特征点图像，所述基准图像是在拍摄到所述透视图像的时间点之前拍摄到的X射线图像且包括所述特征点图像，
从所述基准图像和所述透视图像的各图像中提取所述特征点图像，
获取基于提取出的所述特征点图像的特征点的移动信息，并且基于所述基准图像和所述透视图像来获取属于所述基准图像的各像素中的至少一部分像素的移动信息，
基于所述特征点的移动信息和所述像素的移动信息来校正作为所述被检体的X射线图像的合成对象图像或所述透视图像，
将校正后的所述合成对象图像与所述透视图像进行合成或者将所述合成对象图像与校正后的所述透视图像进行合成来生成合成图像。
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