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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025012801
(43)【公開日】2025-01-24
(54)【発明の名称】Ｘ線透視装置
(51)【国際特許分類】
A61B 6/12 20060101AFI20250117BHJP
A61B 6/00 20240101ALI20250117BHJP
【ＦＩ】
A61B6/12
A61B6/00 370
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023115914
(22)【出願日】2023-07-14
(71)【出願人】
【識別番号】000001993
【氏名又は名称】株式会社島津製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100093056
【弁理士】
【氏名又は名称】杉谷 勉
(74)【代理人】
【識別番号】100142930
【弁理士】
【氏名又は名称】戸高 弘幸
(74)【代理人】
【識別番号】100175020
【弁理士】
【氏名又は名称】杉谷 知彦
(74)【代理人】
【識別番号】100180596
【弁理士】
【氏名又は名称】栗原 要
(74)【代理人】
【識別番号】100195349
【弁理士】
【氏名又は名称】青野 信喜
(72)【発明者】
【氏名】押川 翔太
(72)【発明者】
【氏名】柴田 基
【テーマコード（参考）】
4C093
【Ｆターム（参考）】
4C093AA01
4C093AA04
4C093AA25
4C093CA16
4C093FC13
4C093FF28
4C093FF37
(57)【要約】
【課題】連続的に取得されるＸ線透視画像の各々に対して適切にサーチエリアを設定することにより、マーカを正確かつ迅速に探索できるＸ線透視装置を提供する。
【解決手段】
Ｘ線透視画像Ｐの各々にサーチエリアＳを設定するサーチエリア設定部２２と、サーチエリアＳの内部を探索してマーカ１０を検出するマーカ検出部２１と、マーカ１０として検出された検出対象Ｆを判定する検出対象判定部２３とを備える。所定の第１Ｘ線透視画像における検出対象Ｆがマーカ１０と判定された場合、当該検出対象Ｆの位置に基づいて、その後に生成される第２Ｘ線透視画像にサーチエリアＳを設定する。第１Ｘ線透視画像の検出対象Ｆが類似対象Ｒと判定された場合、第１Ｘ線透視画像より前に生成されており検出対象がマーカ１０と判定されている第３Ｘ線透視画像の検出対象Ｆに基づいて第２Ｘ線透視画像にサーチエリアＳを設定する。
【選択図】図２
【解決手段】
Ｘ線透視画像Ｐの各々にサーチエリアＳを設定するサーチエリア設定部２２と、サーチエリアＳの内部を探索してマーカ１０を検出するマーカ検出部２１と、マーカ１０として検出された検出対象Ｆを判定する検出対象判定部２３とを備える。所定の第１Ｘ線透視画像における検出対象Ｆがマーカ１０と判定された場合、当該検出対象Ｆの位置に基づいて、その後に生成される第２Ｘ線透視画像にサーチエリアＳを設定する。第１Ｘ線透視画像の検出対象Ｆが類似対象Ｒと判定された場合、第１Ｘ線透視画像より前に生成されており検出対象がマーカ１０と判定されている第３Ｘ線透視画像の検出対象Ｆに基づいて第２Ｘ線透視画像にサーチエリアＳを設定する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被検体にＸ線を照射するＸ線管と、
前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器が出力する検出信号を用いて、前記被検体の体内に留置されたマーカまたは前記被検体の特定部位を含む複数のＸ線透視画像を生成する画像生成部と、
前記複数のＸ線透視画像の各々に対してサーチエリアを設定するサーチエリア設定部と、
前記Ｘ線透視画像の各々に設定される前記サーチエリアの内部を探索することにより、追跡対象である前記マーカまたは前記特定部位を検出する追跡対象検出部と、
前記複数のＸ線透視画像の各々において前記追跡対象検出部が前記追跡対象として検出した検出対象が、前記追跡対象であるか前記追跡対象とは異なる対象であるかを判定する検出対象判定部と、
を備え、
前記画像生成部が生成する前記複数のＸ線透視画像は、第１Ｘ線透視画像と、当該第１Ｘ線透視画像より後の時刻に生成される第２Ｘ線透視画像と、当該第１Ｘ線透視画像よりも前の時刻に生成されており前記検出対象判定部が前記検出対象を前記追跡対象と判定している第３Ｘ線透視画像とを含み、
前記サーチエリア設定部は、
前記検出対象判定部が前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象を前記追跡対象と判定した場合、前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象の位置情報に基づいて前記第２Ｘ線透視画像に前記サーチエリアを設定し、
前記検出対象判定部が前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象を前記追跡対象とは異なる対象であると判定した場合、前記第３Ｘ線透視画像における当該検出対象の位置情報に基づいて前記第２Ｘ線透視画像に前記サーチエリアを設定する、Ｘ線透視装置。
前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器が出力する検出信号を用いて、前記被検体の体内に留置されたマーカまたは前記被検体の特定部位を含む複数のＸ線透視画像を生成する画像生成部と、
前記複数のＸ線透視画像の各々に対してサーチエリアを設定するサーチエリア設定部と、
前記Ｘ線透視画像の各々に設定される前記サーチエリアの内部を探索することにより、追跡対象である前記マーカまたは前記特定部位を検出する追跡対象検出部と、
前記複数のＸ線透視画像の各々において前記追跡対象検出部が前記追跡対象として検出した検出対象が、前記追跡対象であるか前記追跡対象とは異なる対象であるかを判定する検出対象判定部と、
を備え、
前記画像生成部が生成する前記複数のＸ線透視画像は、第１Ｘ線透視画像と、当該第１Ｘ線透視画像より後の時刻に生成される第２Ｘ線透視画像と、当該第１Ｘ線透視画像よりも前の時刻に生成されており前記検出対象判定部が前記検出対象を前記追跡対象と判定している第３Ｘ線透視画像とを含み、
前記サーチエリア設定部は、
前記検出対象判定部が前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象を前記追跡対象と判定した場合、前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象の位置情報に基づいて前記第２Ｘ線透視画像に前記サーチエリアを設定し、
前記検出対象判定部が前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象を前記追跡対象とは異なる対象であると判定した場合、前記第３Ｘ線透視画像における当該検出対象の位置情報に基づいて前記第２Ｘ線透視画像に前記サーチエリアを設定する、Ｘ線透視装置。
【請求項2】
請求項１に記載のＸ線透視装置において、
前記第１Ｘ線透視画像と前記第３Ｘ線透視画像との間において前記検出対象が移動した距離および移動した方向に基づいて、前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象の移動距離および移動ベクトルを算出する移動ベクトル算出部と、
前記移動ベクトルの情報に基づいて前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象が高速移動状態であるか低速移動状態であるかを判定する移動状態判定部と、
を備え、
前記検出対象判定部は、
前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象が前記高速移動状態であると判定された場合と前記低速移動状態であると判定された場合とでは、前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象が前記追跡対象であるか前記追跡対象とは異なる対象であるかを判定する基準がそれぞれ異なるように構成される、Ｘ線透視装置。
前記第１Ｘ線透視画像と前記第３Ｘ線透視画像との間において前記検出対象が移動した距離および移動した方向に基づいて、前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象の移動距離および移動ベクトルを算出する移動ベクトル算出部と、
前記移動ベクトルの情報に基づいて前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象が高速移動状態であるか低速移動状態であるかを判定する移動状態判定部と、
を備え、
前記検出対象判定部は、
前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象が前記高速移動状態であると判定された場合と前記低速移動状態であると判定された場合とでは、前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象が前記追跡対象であるか前記追跡対象とは異なる対象であるかを判定する基準がそれぞれ異なるように構成される、Ｘ線透視装置。
【請求項3】
請求項２に記載のＸ線透視装置において、
前記第１Ｘ線透視画像より前に生成されており、かつ前記検出対象判定部によって前記検出対象が前記追跡対象と判定されている複数の前記Ｘ線透視画像における前記検出対象の移動距離の平均値を算出する平均距離算出部を備え、
前記移動状態判定部は、
前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象の移動距離と前記平均距離算出部が算出した前記平均値とがいずれも所定値以上である場合に前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象が前記高速移動状態と判定し、
前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象の移動距離と前記平均距離算出部が算出した前記平均値とのいずれかが前記所定値未満である場合に前記低速移動状態と判定するように構成される、Ｘ線透視装置。
前記第１Ｘ線透視画像より前に生成されており、かつ前記検出対象判定部によって前記検出対象が前記追跡対象と判定されている複数の前記Ｘ線透視画像における前記検出対象の移動距離の平均値を算出する平均距離算出部を備え、
前記移動状態判定部は、
前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象の移動距離と前記平均距離算出部が算出した前記平均値とがいずれも所定値以上である場合に前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象が前記高速移動状態と判定し、
前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象の移動距離と前記平均距離算出部が算出した前記平均値とのいずれかが前記所定値未満である場合に前記低速移動状態と判定するように構成される、Ｘ線透視装置。
【請求項4】
請求項２または請求項３に記載のＸ線透視装置において、
前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象が前記高速移動状態であると前記移動状態判定部が判定した場合、
前記検出対象判定部は、前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象の移動ベクトルと前記第３Ｘ線透視画像における前記検出対象の移動ベクトルとの内積がゼロ以上である場合は前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象が前記追跡対象であると判定する一方で、前記内積が負の値である場合は前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象が前記追跡対象とは異なる対象であると判定するように構成され、
前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象が前記低速移動状態であると前記移動状態判定部が判定した場合、
前記検出対象判定部は、前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象の移動距離と、前記平均距離算出部が算出した前記平均値との乖離率が第２所定値未満である場合は前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象が前記追跡対象であると判定する一方で、前記乖離率が前記第２所定値以上である場合は前記検出対象が前記追跡対象とは異なる対象であると判定するように構成される、Ｘ線透視装置。
前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象が前記高速移動状態であると前記移動状態判定部が判定した場合、
前記検出対象判定部は、前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象の移動ベクトルと前記第３Ｘ線透視画像における前記検出対象の移動ベクトルとの内積がゼロ以上である場合は前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象が前記追跡対象であると判定する一方で、前記内積が負の値である場合は前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象が前記追跡対象とは異なる対象であると判定するように構成され、
前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象が前記低速移動状態であると前記移動状態判定部が判定した場合、
前記検出対象判定部は、前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象の移動距離と、前記平均距離算出部が算出した前記平均値との乖離率が第２所定値未満である場合は前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象が前記追跡対象であると判定する一方で、前記乖離率が前記第２所定値以上である場合は前記検出対象が前記追跡対象とは異なる対象であると判定するように構成される、Ｘ線透視装置。
【請求項5】
被検体にＸ線を照射するＸ線管と、
前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器が出力する検出信号を用いて複数のＸ線透視画像を生成する画像生成部と、
前記複数のＸ線透視画像の各々に対してサーチエリアを設定するサーチエリア設定部と、
前記Ｘ線透視画像の各々に設定される前記サーチエリアの内部を探索することにより、前記被検体の体内に留置されたマーカまたは前記被検体の特定部位を追跡対象として検出する追跡対象検出部と、
前記Ｘ線透視画像に設定された前記サーチエリアの一部が前記Ｘ線透視画像の外部に位置する状態であるフレームアウト状態の発生を検知するフレームアウト検知部と、
前記追跡対象が前記Ｘ線透視画像の外部から内部へ復帰した状態である追跡対象復帰状態の発生を検知する追跡対象復帰検知部と、
を備え、
前記サーチエリア設定部は、
前記フレームアウト状態が検知された場合、前記追跡対象復帰状態が検知されるまでの間は前記フレームアウト状態が検知された時点で生成された前記Ｘ線透視画像において検出された前記追跡対象の位置情報に基づいて前記サーチエリアを設定する、Ｘ線透視装置。
前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器が出力する検出信号を用いて複数のＸ線透視画像を生成する画像生成部と、
前記複数のＸ線透視画像の各々に対してサーチエリアを設定するサーチエリア設定部と、
前記Ｘ線透視画像の各々に設定される前記サーチエリアの内部を探索することにより、前記被検体の体内に留置されたマーカまたは前記被検体の特定部位を追跡対象として検出する追跡対象検出部と、
前記Ｘ線透視画像に設定された前記サーチエリアの一部が前記Ｘ線透視画像の外部に位置する状態であるフレームアウト状態の発生を検知するフレームアウト検知部と、
前記追跡対象が前記Ｘ線透視画像の外部から内部へ復帰した状態である追跡対象復帰状態の発生を検知する追跡対象復帰検知部と、
を備え、
前記サーチエリア設定部は、
前記フレームアウト状態が検知された場合、前記追跡対象復帰状態が検知されるまでの間は前記フレームアウト状態が検知された時点で生成された前記Ｘ線透視画像において検出された前記追跡対象の位置情報に基づいて前記サーチエリアを設定する、Ｘ線透視装置。
【請求項6】
請求項５に記載のＸ線透視装置において、
前記フレームアウト検知部は、
前記サーチエリアが前記Ｘ線透視画像の外縁部に当接または交差する場合に前記フレームアウト状態の発生を検知するように構成される、Ｘ線透視装置。
前記フレームアウト検知部は、
前記サーチエリアが前記Ｘ線透視画像の外縁部に当接または交差する場合に前記フレームアウト状態の発生を検知するように構成される、Ｘ線透視装置。
【請求項7】
請求項５に記載のＸ線透視装置において、
前記サーチエリア設定部は、
前記フレームアウト状態の発生が検知された場合、前記フレームアウト状態が検知された時点における前記サーチエリアの広さを所定の拡大率で拡大させるとともに当該サーチエリアが前記Ｘ線透視画像の外縁部に当接するように、次に生成される前記Ｘ線透視画像に前記サーチエリアを設定するＸ線透視装置。
前記サーチエリア設定部は、
前記フレームアウト状態の発生が検知された場合、前記フレームアウト状態が検知された時点における前記サーチエリアの広さを所定の拡大率で拡大させるとともに当該サーチエリアが前記Ｘ線透視画像の外縁部に当接するように、次に生成される前記Ｘ線透視画像に前記サーチエリアを設定するＸ線透視装置。
【請求項8】
請求項５に記載のＸ線透視装置において、
前記サーチエリア設定部は、
前記フレームアウト状態が検知された場合、前記追跡対象復帰状態が検知されるまでの間は前記フレームアウト状態が検知された時点で生成された前記Ｘ線透視画像において検出された前記追跡対象の位置情報に基づいて前記サーチエリアを設定するエリア固定状態に移行し、
前記フレームアウト状態が検知された後に前記追跡対象復帰状態が検知されることによって前記エリア固定状態を解除し、最新の前記Ｘ線透視画像から検出される前記追跡対象の位置情報に基づいて前記サーチエリアが設定される状態を再開するように構成される、Ｘ線透視装置。
前記サーチエリア設定部は、
前記フレームアウト状態が検知された場合、前記追跡対象復帰状態が検知されるまでの間は前記フレームアウト状態が検知された時点で生成された前記Ｘ線透視画像において検出された前記追跡対象の位置情報に基づいて前記サーチエリアを設定するエリア固定状態に移行し、
前記フレームアウト状態が検知された後に前記追跡対象復帰状態が検知されることによって前記エリア固定状態を解除し、最新の前記Ｘ線透視画像から検出される前記追跡対象の位置情報に基づいて前記サーチエリアが設定される状態を再開するように構成される、Ｘ線透視装置。
【請求項9】
請求項５に記載のＸ線透視装置において、
前記追跡対象検出部が前記追跡対象として検出した検出対象のマッチングスコアを前記Ｘ線透視画像の各々について取得するスコア取得部と、
第１の前記Ｘ線透視画像と当該第１の前記Ｘ線透視画像よりも前の時刻に生成されている第２の前記Ｘ線透視画像との間において前記検出対象が移動した距離および移動した方向に基づいて、前記第１の前記Ｘ線透視画像における前記検出対象の移動距離および移動ベクトルを算出する移動ベクトル算出部と、
を備え、
前記追跡対象復帰検知部は、
第１の前記Ｘ線透視画像における前記検出対象の移動ベクトルと前記フレームアウト状態が発生する際に算出された前記検出対象の移動ベクトルとが反対方向であり、かつ前記第１の前記Ｘ線透視画像における前記検出対象の前記マッチングスコアと前記フレームアウト状態が発生する際に算出された前記マッチングスコアとの比が第３所定値以上である場合に、前記第１の前記Ｘ線透視画像における前記追跡対象復帰状態の発生を検知するように構成される、Ｘ線透視装置。
前記追跡対象検出部が前記追跡対象として検出した検出対象のマッチングスコアを前記Ｘ線透視画像の各々について取得するスコア取得部と、
第１の前記Ｘ線透視画像と当該第１の前記Ｘ線透視画像よりも前の時刻に生成されている第２の前記Ｘ線透視画像との間において前記検出対象が移動した距離および移動した方向に基づいて、前記第１の前記Ｘ線透視画像における前記検出対象の移動距離および移動ベクトルを算出する移動ベクトル算出部と、
を備え、
前記追跡対象復帰検知部は、
第１の前記Ｘ線透視画像における前記検出対象の移動ベクトルと前記フレームアウト状態が発生する際に算出された前記検出対象の移動ベクトルとが反対方向であり、かつ前記第１の前記Ｘ線透視画像における前記検出対象の前記マッチングスコアと前記フレームアウト状態が発生する際に算出された前記マッチングスコアとの比が第３所定値以上である場合に、前記第１の前記Ｘ線透視画像における前記追跡対象復帰状態の発生を検知するように構成される、Ｘ線透視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、Ｘ線撮影装置に関する。
【0002】
医療現場では、腫瘍を例とする患部に対してＸ線または電子線を例とする放射線を照射する放射線治療を行う場合がある。この場合、治療用の比較的強い放射線を患部へ正確に照射する必要がある。しかし、被検体の呼吸または拍動などが原因となって患部が移動することがある。このような患部の移動があっても放射線を正確に照射すべく、マーカを用いて動体追跡を行う放射線治療システムが提案されている。当該放射線治療システムでは、腫瘍または腫瘍の近傍に金属球を例とするマーカを留置させた後、当該マーカの位置をＸ線透視装置によって特定する。そして特定されたマーカの位置と治療計画の座標との距離が許容範囲内である場合、放射線治療装置から治療用放射線を被検体へ照射させる制御を行う（例えば、特許文献１）。
【0003】
このような放射線治療システムで用いられるＸ線透視装置は、第１のＸ線管および第１のＸ線検出器で構成される第１の撮像系と、第２のＸ線管および第２のＸ線検出器で構成される第２の撮像系とを備える。第１の撮像系および第２の撮像系は、それぞれ異なる方向からＸ線を照射するように構成されている。
【0004】
マーカの三次元位置を算出する場合、第１の撮像系と第２の撮像系とを用いて、被検体の体内に留置されたマーカを映す二次元のＸ線透視画像を取得する。そして各々のＸ線透視画像においてマーカを探索し、マーカの二次元位置情報を取得する。それぞれ異なる方向から撮影されたＸ線透視画像において得られたマーカの二次元位置情報を用いることにより、三次元におけるマーカの位置情報を算出できる。第１の撮像系および第２の撮像系を用いたＸ線透視を連続して行うことにより、移動を伴う患部に留置されたマーカの三次元位置をリアルタイムかつ高精度で検出できる。Ｘ線透視画像のフレームレートとして、１秒間に１５フレームまたは３０フレームなどが挙げられる。
【0005】
二次元のＸ線透視画像においてマーカを探索する手法としては、マーカのテンプレート画像を利用したテンプレートマッチング、または識別器を利用した機械学習によって画像認識を行う手法などが提案されている。またマーカの二次元位置を検出するための所要時間を短縮する手法として、Ｘ線透視画像の内部にサーチエリアを設定し、当該サーチエリア内に限定してマーカを探索する手法が提案されている。
【0006】
すなわちＸ線透視画像においてマーカの位置が検出された場合、一例として当該マーカの位置を中心とする所定の範囲をサーチエリアとして定める。そして定められたサーチエリアを、次のフレームで取得されるＸ線透視画像に設定する。設定されたサーチエリア内で探索を行うことで、当該次のフレームのＸ線透視画像においてマーカの位置を迅速に検出できる。そして検出されたマーカの位置情報は、さらに次のフレームにおけるサーチエリアに反映される。このようにＸ線透視画像を連続的に取得しつつ、各々のＸ線透視画像についてサーチエリアの位置を逐次更新していく。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開２０１９－１７０８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
【0009】
サーチエリアをＸ線透視画像に設定して当該サーチエリア内に限定してマーカを探索する場合、Ｘ線透視画像を連続して取得するにつれてサーチエリアが適切な位置に設定されなくなり、マーカの位置を検出することが困難になるという問題が懸念される。
【0010】
このような問題が発生する原因としては以下のようなものが考えられる。すなわち、Ｘ線透視画像には、追跡対象である真正のマーカに加えて、マーカに類似するが追跡対象とは異なる対象（以下「類似対象」とする）が映ることがある。そして連続して取得されるＸ線透視画像のうち、所定のフレームのＸ線透視画像において真正のマーカではなく類似対象がマーカとして検出される場合がある。
【0011】
真正のマーカではなく類似対象がマーカとして検出された場合、当該所定のフレームの次のフレームに係るＸ線透視画像では当該類似対象の位置に基づいて不適切な範囲にサーチエリアが設定されてしまう。すなわち類似対象の位置に基づいてサーチエリアが設定されると、以降に連続取得されるＸ線透視画像では当該類似対象を追跡するようにサーチエリアの位置が設定されるので、真正のマーカは当該サーチエリアの外部に位置する可能性が徐々に高くなる。その結果、以降のフレームに係るＸ線透視画像では真正のマーカがサーチエリアに含まれなくなることによって、真正のマーカを探索することが困難となる。
【0012】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、連続的に取得されるＸ線透視画像の各々に対して適切にサーチエリアを設定することにより、マーカを正確かつ迅速に探索できるＸ線透視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明は、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。
すなわち本発明の第１の態様は、被検体にＸ線を照射するＸ線管と、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器が出力する検出信号を用いて、前記被検体の体内に留置されたマーカまたは前記被検体の特定部位を含む複数のＸ線透視画像を生成する画像生成部と、前記複数のＸ線透視画像の各々に対してサーチエリアを設定するサーチエリア設定部と、前記Ｘ線透視画像の各々に設定される前記サーチエリアの内部を探索することにより、追跡対象である前記マーカまたは前記特定部位を検出する追跡対象検出部と、前記複数のＸ線透視画像の各々において前記追跡対象検出部が前記追跡対象として検出した検出対象が、前記追跡対象であるか前記追跡対象とは異なる対象であるかを判定する検出対象判定部と、を備え、前記画像生成部が生成する前記複数のＸ線透視画像は、第１Ｘ線透視画像と、当該第１Ｘ線透視画像より後の時刻に生成される第２Ｘ線透視画像と、当該第１Ｘ線透視画像よりも前の時刻に生成されており前記検出対象判定部が前記検出対象を前記追跡対象と判定している第３Ｘ線透視画像とを含み、前記サーチエリア設定部は、前記検出対象判定部が前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象を前記追跡対象と判定した場合、前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象の位置情報に基づいて前記第２Ｘ線透視画像に前記サーチエリアを設定し、前記検出対象判定部が前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象を前記追跡対象とは異なる対象であると判定した場合、前記第３Ｘ線透視画像における当該検出対象の位置情報に基づいて前記第２Ｘ線透視画像に前記サーチエリアを設定する、Ｘ線透視装置に関する。
すなわち本発明の第１の態様は、被検体にＸ線を照射するＸ線管と、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器が出力する検出信号を用いて、前記被検体の体内に留置されたマーカまたは前記被検体の特定部位を含む複数のＸ線透視画像を生成する画像生成部と、前記複数のＸ線透視画像の各々に対してサーチエリアを設定するサーチエリア設定部と、前記Ｘ線透視画像の各々に設定される前記サーチエリアの内部を探索することにより、追跡対象である前記マーカまたは前記特定部位を検出する追跡対象検出部と、前記複数のＸ線透視画像の各々において前記追跡対象検出部が前記追跡対象として検出した検出対象が、前記追跡対象であるか前記追跡対象とは異なる対象であるかを判定する検出対象判定部と、を備え、前記画像生成部が生成する前記複数のＸ線透視画像は、第１Ｘ線透視画像と、当該第１Ｘ線透視画像より後の時刻に生成される第２Ｘ線透視画像と、当該第１Ｘ線透視画像よりも前の時刻に生成されており前記検出対象判定部が前記検出対象を前記追跡対象と判定している第３Ｘ線透視画像とを含み、前記サーチエリア設定部は、前記検出対象判定部が前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象を前記追跡対象と判定した場合、前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象の位置情報に基づいて前記第２Ｘ線透視画像に前記サーチエリアを設定し、前記検出対象判定部が前記第１Ｘ線透視画像における前記検出対象を前記追跡対象とは異なる対象であると判定した場合、前記第３Ｘ線透視画像における当該検出対象の位置情報に基づいて前記第２Ｘ線透視画像に前記サーチエリアを設定する、Ｘ線透視装置に関する。
【0014】
また、本発明の第２の態様は、被検体にＸ線を照射するＸ線管と、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器が出力する検出信号を用いて複数のＸ線透視画像を生成する画像生成部と、前記複数のＸ線透視画像の各々に対してサーチエリアを設定するサーチエリア設定部と、前記Ｘ線透視画像の各々に設定される前記サーチエリアの内部を探索することにより、前記被検体の体内に留置されたマーカまたは前記被検体の特定部位を追跡対象として検出する追跡対象検出部と、前記Ｘ線透視画像に設定された前記サーチエリアの一部が前記Ｘ線透視画像の外部に位置する状態であるフレームアウト状態の発生を検知するフレームアウト検知部と、前記追跡対象が前記Ｘ線透視画像の外部から内部へ復帰した状態である追跡対象復帰状態の発生を検知する追跡対象復帰検知部と、を備え、前記サーチエリア設定部は、前記フレームアウト状態が検知された場合、前記追跡対象復帰状態が検知されるまでの間は前記フレームアウト状態が検知された時点で生成された前記Ｘ線透視画像において検出された前記追跡対象の位置情報に基づいて前記サーチエリアを設定する、Ｘ線透視装置Ｘ線透視装置に関する。
【発明の効果】
【0015】
本発明の第１の態様におけるＸ線透視装置では、追跡対象検出部はサーチエリアの内部を探索することにより、追跡対象であるマーカまたは特定部位をＸ線透視画像から検出する。検出対象判定部は、複数のＸ線透視画像の各々において追跡対象検出部が追跡対象として検出した検出対象が、追跡対象であるか前記追跡対象とは異なる対象であるかを判定する。サーチエリア設定部は、検出対象判定部が第１Ｘ線透視画像における検出対象を追跡対象と判定した場合、第１Ｘ線透視画像における前記検出対象の位置情報に基づいて、第１Ｘ線透視画像より後の時点で生成される第２Ｘ線透視画像に対してサーチエリアを設定する。またサーチエリア設定部は、検出対象判定部が第１Ｘ線透視画像における検出対象を追跡対象とは異なる対象であると判定した場合、第３Ｘ線透視画像における検出対象の位置情報に基づいて、第２Ｘ線透視画像に前記サーチエリアを設定する。第３Ｘ線透視画像は、第１Ｘ線透視画像よりも前の時刻に生成されており検出対象が追跡対象と判定されている画像である。このような構成により、追跡対象検出部が追跡対象とは異なる対象を検出した場合であっても、当該非追跡対象を追跡するようにサーチエリアが更新されることを回避できる。よって、非追跡対象の影響を受けることなく追跡対象の位置に応じてサーチエリアを適切に設定し、マーカを例とする追跡対象を精度良く追跡することが可能となる。
【0016】
本発明の第２の態様におけるＸ線透視装置では、Ｘ線透視画像に設定されたサーチエリアの一部がＸ線透視画像の外部に位置する状態デ有るフレームアウト状態の発生を検知するフレームアウト検知部と、追跡対象がＸ線透視画像の外部から内部へ復帰した状態である追跡対象復帰状態の発生を検知するマーカ復帰検知部とを備える。フレームアウト状態が検知された場合、追跡対象復帰状態が検知されるまでの間、フレームアウト状態が検知された時点で生成されたＸ線透視画像から検出された追跡対象の位置情報に基づいてサーチエリアが設定される。このような構成により、マーカがＸ線透視画像の外部へ移動する場合、速やかにフレームアウト状態の発生が検知されてエリア固定状態へと移行する。そのためマーカがＸ線透視画像の外部へ移動することに起因して非追跡対象が追跡対象として検出され、当該非追跡対象の位置に基づいて不適切な位置にサーチエリアが設定されることを回避できる。よって、マーカが被検体の体動などによってＸ線透視画像の外部へと一時的に移動する場合であってもサーチエリアを適切に設定し、マーカを例とする追跡対象を精度良く追跡することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】第１実施形態に係るＸ線透視装置の全体構成を説明する斜視図である。
【図2】第１実施形態に係るＸ線透視装置の構成を説明する機能ブロック図である。
【図3】第１実施形態に係るＸ線透視装置の基本動作を説明するフローチャートである。
【図4】第１実施形態に係るステップＳ１を説明する図である。
【図5】第１実施形態に係るステップＳ２を説明する図である。
【図6】第１実施形態に係るステップＳ３を説明する図である。
【図7】Ｘ線透視画像から類似対象が検出される状態を説明する図である。
【図8】従来構成において、類似対象を基準としてサーチエリアが更新される状態を示す図である。
【図9】第１実施形態に係るステップＳ５の詳細を説明するフローチャートである。
【図10】第１実施形態に係るステップＳ５０１を説明する図である。
【図11】第１実施形態に係るステップＳ５０２を説明する図である。
【図12】第１実施形態に係るステップＳ５０３を説明する図である。
【図13】第１実施形態に係るステップＳ５０４を説明する図である。
【図14】マーカが移動する軌跡を説明する図である。
【図15】第１実施形態に係るステップＳ４の詳細を説明するフローチャートである。
【図16】第１実施形態に検出対象の移動距離および移動ベクトルを説明する図である。
【図17】第１実施形態に係るステップＳ４０４において、検出対象がマーカと判定される場合を説明する図である。
【図18】第１実施形態に係るステップＳ４０４において、検出対象が類似対象と判定される場合を説明する図である。
【図19】第１実施形態に係るステップＳ４０５において、検出対象がマーカと判定される場合を説明する図である。
【図20】第１実施形態に係るステップＳ４０５において、検出対象が類似対象と判定される場合を説明する図である。
【図21】第１実施形態に係るステップＳ５において、サーチエリアを拡大して更新する状態を示す図である。
【図22】第２実施形態に係るＸ線透視装置の構成を説明する機能ブロック図である。
【図23】第２実施形態に係るＸ線透視装置の基本動作を説明するフローチャートである。
【図24】第２実施形態に係るステップＳ４の詳細を説明するフローチャートである。
【図25】第２実施形態に係るステップＳ５の詳細を説明するフローチャートである。
【図26】第２実施形態において、サーチエリアの一部がＸ線透視画像の外部に設定した状態を説明する図である。
【図27】従来の構成における問題点を説明する図である。
【図28】従来の構成における問題点を説明する図である。
【図29】第２実施形態におけるエリア固定状態を説明する図である。
【図30】第２実施形態におけるエリア固定状態の変形例を説明する図である。
【図31】第２実施形態におけるエリア固定状態の変形例を説明する図である。
【図32】第２実施形態におけるステップＳ５を説明する図である。
【図33】第２実施形態において、Ｘ線透視画像の外部へ移動するマーカの位置とＸ線透視画像の内部へ移動するマーカの位置との関係を説明する図である。
【図34】第１実施形態および第２実施形態の構成を備えるＸ線透視装置の構成を説明する機能ブロック図である。
【図35】変形実施形態に係るＸ線透視装置の基本動作を説明するフローチャートである。
【図36】第１実施形態におけるステップＳ４０５を説明するフローチャートである。
【図37】第１実施形態におけるステップＳ４０６を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0018】
［第１実施形態］
以下、図面を参照してこの発明の第１実施形態を説明する。第１実施形態に係るＸ線透視装置１は、図示しない治療放射線照射装置とともに放射線放射線治療システムを構成する。
以下、図面を参照してこの発明の第１実施形態を説明する。第１実施形態に係るＸ線透視装置１は、図示しない治療放射線照射装置とともに放射線放射線治療システムを構成する。
【0019】
＜全体構成の説明＞
第１実施形態に係るＸ線透視装置１は図１に示すように、天板３と、基台４と、第１のＸ線管５と、第１のＸ線検出器６と、第２のＸ線管７と、第２のＸ線検出器８とを備えている。天板３は被検体Ｍを載置させるものであり、床面に配設された基台４に支持されている。基台４は昇降移動可能に構成されており、基台４が昇降移動することによってｚ方向における天板３の位置が調整される。また図示しない天板駆動部によって、天板３はｘ方向（天板３の長手方向）、およびｙ方向（天板３の短手方向）に水平移動可能となるように構成されている。
第１実施形態に係るＸ線透視装置１は図１に示すように、天板３と、基台４と、第１のＸ線管５と、第１のＸ線検出器６と、第２のＸ線管７と、第２のＸ線検出器８とを備えている。天板３は被検体Ｍを載置させるものであり、床面に配設された基台４に支持されている。基台４は昇降移動可能に構成されており、基台４が昇降移動することによってｚ方向における天板３の位置が調整される。また図示しない天板駆動部によって、天板３はｘ方向（天板３の長手方向）、およびｙ方向（天板３の短手方向）に水平移動可能となるように構成されている。
【0020】
第１のＸ線管５および第２のＸ線管７は、被検体Ｍに対してそれぞれ異なる方向からＸ線を照射する。第１のＸ線検出器６は、天板３を挟んで第１のＸ線管５と対向配置されている。第１のＸ線検出器６は、第１のＸ線管５から照射されたＸ線を検出して電気信号に変換する。第１のＸ線管５と第１のＸ線検出器６とは、第１の撮像系Ｌ１を構成している。第２のＸ線検出器８は、天板３を挟んで第２のＸ線管７と対向配置されている。第２のＸ線検出器８は、第２のＸ線管７から照射されたＸ線を検出して電気信号に変換する。第２のＸ線管７と第２のＸ線検出器８とは、第２の撮像系Ｌ２を構成している。第１のＸ線検出器６および第２のＸ線検出器８の例としては、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）などが挙げられる。
【0021】
被検体Ｍの体内にはマーカ１０が予め留置されている。マーカ１０は一例として金属などのＸ線不透過材料で構成されており、被検体Ｍの患部または患部の近傍に留置される。本実施形態ではマーカ１０を追跡対象として各種処理を行う。
【0022】
Ｘ線透視装置１は図２に示すように、さらに主制御部９と表示部１１と、入力部１３と、記憶部１５とを備えている。主制御部９は、一例として中央処理演算装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの情報処理手段を備えており、Ｘ線透視装置１における各種構成を統括制御する。主制御部９は第１の撮像系Ｌ１および第２の撮像系Ｌ２を例とする各構成と接続されている。
【0023】
主制御部９は図２に示すように、Ｘ線照射制御部１７と、画像生成部１９と、マーカ検出部２１と、サーチエリア設定部２２と、検出対象判定部２３と、サーチエリア更新部２５と、マーカ位置算出部２６と、移動ベクトル算出部２７と、平均距離算出部２８と、移動状態判定部２９とを備えている。
【0024】
Ｘ線照射制御部１７は、第１のＸ線管５および第２のＸ線管７の各々を独立制御するように構成されている。Ｘ線照射制御部１７は、第１のＸ線管５および第２のＸ線管７の各々に高電圧を出力させるように構成されている。Ｘ線照射制御部１７の制御によって出力された高電圧出力に基づいて、第１のＸ線管５および第２のＸ線管７の各々が照射するＸ線量、およびＸ線を照射するタイミングが制御される。
【0025】
画像生成部１９は、第１のＸ線検出器６および第２のＸ線検出器８の各々から出力されたＸ線検出信号に基づいて各種画像処理を行ってＸ線透視画像Ｐを生成する。画像生成部１９は、第１のＸ線管５および第２のＸ線管７の各々から連続的にＸ線が照射されるタイミングに応じて、複数のＸ線透視画像Ｐを連続的に生成する。
【0026】
なお連続的に生成される複数のＸ線透視画像Ｐのうち、各々の撮像系において最初に生成されるＸ線透視画像についてはＸ線透視画像Ｐ１とし、各々の撮像系においてｍ番目に生成されるＸ線透視画像についてはＸ線透視画像Ｐｍとして他のＸ線透視画像Ｐと区別する。本実施形態において、最も新しく生成されたＸ線透視画像を「Ｘ線透視画像Ｐｎ」とする。すなわちＸ線透視画像Ｐｎの直近に生成されたＸ線透視画像は「Ｘ線透視画像Ｐｎ－１」であり、Ｘ線透視画像Ｐｎ－１の直近に生成されたＸ線透視画像は「Ｘ線透視画像Ｐｎ－２」である。そしてＸ線透視画像Ｐｎの次に生成される予定となるＸ線透視画像については「Ｘ線透視画像Ｐｎ＋１」と符号を付すものとする。
【0027】
マーカ検出部２１は、Ｘ線透視画像Ｐを走査することによってＸ線透視画像Ｐに映るマーカ１０を検出する。本実施形態において、マーカ検出部２１はテンプレートマッチングの手法によってマーカ１０を探索する。すなわちマーカ１０の画像を予めテンプレート画像Ｔｐとして取得する。マーカ検出部２１は、テンプレート画像Ｔｐに映るマーカ１０の像を参照してＸ線透視画像Ｐを探索する。そして、テンプレート画像Ｔｐのマーカ１０と類似度（マッチングスコア）が最も高い対象をＸ線透視画像Ｐから検出する。
【0028】
ここで、マーカ検出部２１がマーカ１０としてＸ線透視画像Ｐの各々から検出する対象を「検出対象Ｆ」とする。また、ｍ番目に生成されるＸ線透視画像Ｐｍからマーカ検出部２１が検出する検出対象Ｆについては「検出対象Ｆｍ」とし、他のＸ線透視画像Ｐから検出される検出対象Ｆと区別する。なお、マーカ検出部２１がＸ線透視画像Ｐからマーカ１０を検出する手法はテンプレートマッチングに限ることはなく、識別器を用いた機械学習による手法を例とする適宜の方法を用いてもよい。
【0029】
また、マーカ検出部２１は検出対象Ｆを検出する際に、検出対象Ｆの位置に関する情報を検出対象位置Ｂとして取得する。なおＸ線透視画像Ｐｍから検出される検出対象Ｆｍの位置情報については「検出対象位置Ｂｍ」とし、他のＸ線透視画像Ｐにおける検出対象位置Ｂと区別する。本実施形態において、マーカ検出部２１は追跡対象検出部に相当する。
【0030】
サーチエリア設定部２２は、図５などに示すように、Ｘ線透視画像Ｐの各々にサーチエリアＳを設定する。サーチエリアＳは、Ｘ線透視画像Ｐのうちマーカ１０が移動する可能性がある範囲として設定される。マーカ検出部２１は、Ｘ線透視画像ＰのうちサーチエリアＳの内部領域を走査する。マーカ検出部２１が走査する領域をＸ線透視画像Ｐの全体ではなくサーチエリアＳの内部に限定することにより、マーカ１０の検出工程を短縮できる。なおｍ番目に生成されるＸ線透視画像Ｐｍに設定されるサーチエリアＳについては「サーチエリアＳｍ」と符号を付し、他のＸ線透視画像Ｐから検出されるサーチエリアＳと区別する。
【0031】
検出対象判定部２３は、Ｘ線透視画像Ｐを走査することで検出した検出対象Ｆについて、真正のマーカ１０および類似対象Ｒのいずれであるかを判定する。類似対象Ｒは、マーカ１０と類似するがマーカ１０とは異なる対象である。すなわち真正のマーカ１０は追跡対象である一方、類似対象Ｒは非追跡対象である。類似対象Ｒの一例として、マーカ１０とは異なる金属物、またはノイズなどが挙げられる。検出対象判定部２３が検出対象Ｆの各々を判定する工程の詳細については後述する。検出対象判定部２３は最新のＸ線透視画像Ｐｎが生成されると、マーカ検出部２１がＸ線透視画像Ｐｎから検出した検出対象Ｆｎについて、真正のマーカ１０および類似対象Ｒのいずれであるかを判定する。
【0032】
サーチエリア更新部２５は、検出対象判定部２３が検出対象Ｆについて判定した結果に基づいて、Ｘ線透視画像Ｐに設定されるサーチエリアＳの情報を更新する。サーチエリア更新部２５によって更新されるサーチエリアＳの情報の一例として、Ｘ線透視画像ＰにおけるサーチエリアＳの位置情報、サーチエリアＳの広さに関する情報などが挙げられる。サーチエリア設定部２２は、サーチエリア更新部２５が更新した情報に基づいて、この後に生成されるＸ線透視画像Ｐに対してサーチエリアＳを設定する。サーチエリア更新部２５によって更新したサーチエリアＳの情報は、後述するサーチエリア記憶部３４に記憶される。
【0033】
マーカ位置算出部２６は、第１の撮像系Ｌ１によって取得された第１のＸ線透視画像Ｐと第２の撮像系Ｌ２の各々によって取得された第２のＸ線透視画像Ｐとを用いて、三次元空間におけるマーカ１０の位置を算出する。第１のＸ線透視画像Ｐと第２のＸ線透視画像ＰとはＸ線の照射方向が互いに異なる。そのため当該２枚の二次元画像におけるマーカ１０の位置情報に基づいて、被検体Ｍにおけるマーカ１０の三次元位置情報を取得できる。
【0034】
移動ベクトル算出部２７は、Ｘ線透視画像Ｐの各々について検出対象Ｆの移動距離Ｇの情報と検出対象Ｆの移動方向Ｈの情報とを取得する。また移動ベクトル算出部２７は、Ｘ線透視画像Ｐにおける移動距離Ｇの情報および移動方向Ｈの情報から、Ｘ線透視画像Ｐにおける検出対象Ｆの移動ベクトルＶを算出する。なおＸ線透視画像Ｐｍに映る検出対象Ｆｍの移動距離Ｇ、移動方向Ｈ、および移動ベクトルＶの各々については「移動距離Ｇｍ」、「移動方向Ｈｍ」、「移動ベクトルＶｍ」と符号を付し、他の検出対象Ｆについての移動距離Ｇ、移動方向Ｈ、および移動ベクトルＶの各々と区別する。
【0035】
Ｘ線透視画像Ｐにおける検出対象Ｆの移動ベクトルＶは、２枚のＸ線透視画像Ｐの間における検出対象Ｆの移動距離Ｇおよび移動方向Ｈに基づいて算出される。言い換えると移動ベクトルＶは、所定のフレーム間において検出対象Ｆが移動した距離および方向に基づいて算出される。
【0036】
一例としてＸ線透視画像Ｐｍにおける検出対象Ｆｍの移動距離Ｇｍとは、Ｘ線透視画像Ｐｍと当該Ｘ線透視画像Ｐｍより前の時点で生成されたＸ線透視画像Ｐｍ－ａとの間において検出対象Ｆが移動した距離に相当する。後述するように、Ｘ線透視画像Ｐｍ－ａは検出対象Ｆｍ－ａが真正のマーカ１０と判定されたＸ線透視画像Ｐである。
【0037】
検出対象Ｆｍ－１が検出対象判定部２３によってマーカ１０と判定されている場合、Ｘ線透視画像Ｐｍ－１とＸ線透視画像Ｐｍとの間において検出対象Ｆが移動した距離を検出対象Ｆｍの移動距離Ｇｍとすることができる。この場合、検出対象Ｆｍの移動距離Ｇｍは、Ｘ線透視画像Ｐｍ－１における検出対象Ｆｍ－１の位置とＸ線透視画像Ｐｍにおける検出対象Ｆｍの位置との間の距離に相当する。
【0038】
また、検出対象Ｆｍ－１が類似対象Ｒと判定されている一方で検出対象Ｆｍ－２がマーカ１０と判定されている場合、Ｘ線透視画像Ｐｍ－２とＸ線透視画像Ｐｍとの間において検出対象Ｆが移動した距離を検出対象Ｆｍの移動距離Ｇｍとすることができる。この場合、検出対象Ｆｍの移動距離Ｇｍは、検出対象Ｆｍ－２の位置と検出対象Ｆｍの位置との間の距離に相当する。
【0039】
平均距離算出部２８は、近い過去におけるマーカ１０の移動距離の平均値を平均移動距離Ｇａｖとして算出する。平均距離算出部２８は、既に算出されている複数の移動距離Ｇのデータのうち、所定数の移動距離Ｇのデータを選択する。そして選択された移動距離Ｇのデータの平均値を平均移動距離Ｇａｖとして算出する。平均距離算出部２８が選択する移動距離Ｇのデータの数は適宜変更してよい。本実施形態では４つの移動距離Ｇのデータから平均移動距離Ｇａｖを算出するものとする。一例として検出対象Ｆｍの移動距離Ｇｍに対応する平均移動距離Ｇａｖを算出する場合、近い過去における移動距離Ｇに相当する移動距離Ｇｍ－１～Ｇｍ－４のデータを選択して平均値を算出することが好ましい。
【0040】
平均距離算出部２８によって選択される移動距離Ｇのデータは、マーカ１０であると判定された検出対象Ｆの移動距離に限定される。すなわち一例として検出対象Ｆｍ－１～Ｆｍ－３の全てが検出対象判定部２３によってマーカ１０と判定されている場合、検出対象Ｆｍ－２から検出対象Ｆｍ－１までの移動距離Ｇｍ－１、および検出対象Ｆｍ－３から検出対象Ｆｍ－２までの移動距離Ｇｍ－２のデータはマーカ１０が移動した距離に相当する。そのため移動距離Ｇｍ－１および移動距離Ｇｍ－２のデータは平均距離算出部２８の選択対象となる。
【0041】
一方で検出対象Ｆｍ－３が検出対象判定部２３によって類似対象Ｒと判定されている場合、検出対象Ｆｍ－３から検出対象Ｆｍ－２までの移動距離Ｇｍ－２のデータはマーカ１０が移動した距離に相当しないので平均距離算出部２８の選択対象とはならない。このようにマーカ１０であると判定された検出対象Ｆ同士の移動距離Ｇを選択して平均値を算出することにより、平均距離算出部２８はマーカ１０の平均移動距離Ｇａｖを算出できる。
【0042】
移動状態判定部２９は、Ｘ線透視画像Ｐに映る検出対象Ｆの移動状態を判定する。すなわち移動状態判定部２９は、移動ベクトル算出部２７が取得した移動距離Ｇの情報に基づいて、Ｘ線透視画像Ｐに映る検出対象Ｆが高速移動状態と低速移動状態とのどちらであるかを判定する。移動状態判定部２９が検出対象Ｆの移動状態を判定する基準および工程の詳細については後述する。本実施形態では、移動状態判定部２９が判定する結果に応じて、類似対象判定部が検出対象Ｆを判定する基準が変化する構成となっている。
【0043】
表示部１１は、Ｘ線透視装置１に関する各種情報、Ｘ線透視に関する各種パラメータ情報、または画像処理部１９によって生成されたＸ線透視画像Ｐなどを表示する。表示部１１の一例として、液晶モニタまたは高精度ディスプレイなどが挙げられる。
【0044】
入力部１３は、Ｘ線透視装置１の操作に関する操作者の指示を入力するものであり、術者が入力部１３に入力する指示に従って主制御部９は各種制御を行う。入力部１３に配設される操作用デバイスの例として、キーボード入力式のパネル、タッチ入力式のパネル、マウス、スイッチなどが挙げられる。
【0045】
記憶部１５は、画像生成部１９が生成するＸ線透視画像Ｐ、画像処理部１９による画像処理に関する情報、またはＸ線透視装置１の動作に関する各種情報などを記憶する。記憶された情報は適宜必要に応じて読み出され、主制御部９を介して表示部１１などに出力される。記憶部１５は、不揮発性メモリを例とする記憶媒体で構成されている。
【0046】
記憶部１５は図２に示すように、テンプレート記憶部３１と真正マーカ記憶部３３とサーチエリア記憶部３４とを備えている。テンプレート記憶部３１は、マーカ１０が映っている基本画像であるテンプレート画像Ｔｐを予め記憶する。
【0047】
真正マーカ記憶部３３は、検出対象判定部２３の判定結果に応じて、最も新しく真正マーカと判定された検出対象Ｆの位置情報を記憶する。すなわち最新の検出対象Ｆｎについて検出対象判定部２３が真正のマーカ１０であると判定した場合、真正マーカ記憶部３３に記憶される位置情報は、検出対象Ｆｎの位置情報である検出対象位置Ｂｎに更新される。最新の検出対象Ｆｎについて検出対象判定部２３が類似対象であると判定した場合、真正マーカ記憶部３３に記憶される検出対象位置Ｂの情報は、更新されることなく維持される。
【0048】
真正マーカ記憶部３３に記憶される検出対象位置Ｂの情報は、サーチエリア設定部２２が設定するサーチエリアＳの基準位置の情報として用いられる。基準位置は、Ｘ線透視画像ＰにおけるサーチエリアＳの位置を決定する基準として用いられる。本実施形態では基準位置を中心とする範囲として、サーチエリア更新部２５は次に設定されるサーチエリアＳの情報を更新する。
【0049】
サーチエリア記憶部３４は、次に設定されるサーチエリアＳの情報を記憶する。記憶されるサーチエリアＳの情報の例として、サーチエリアＳの形状および広さに関する情報、またはＸ線透視画像ＰにおけるサーチエリアＳの位置に関する情報が挙げられる。サーチエリア記憶部３４に記憶されるサーチエリアＳの情報は、サーチエリア更新部２５によって更新される。またサーチエリア設定部２２は、サーチエリア記憶部３４に記憶されているサーチエリアＳの情報を用いて、以降に生成されるＸ線透視画像ＰにサーチエリアＳを設定する。
【0050】
＜基本動作の説明＞
ここで、第１実施形態に係るＸ線透視装置１の基本動作について説明する。本実施形態では、Ｘ線透視装置１を用いてＸ線透視を行うことでマーカ１０を追跡する。図３は、第１実施形態に係るＸ線透視装置１を用いてマーカ１０を追跡する工程の概要を示すフローチャートである。概要として、Ｘ線透視では一例として３０ｆｐｓ程度のフレームレートでＸ線透視画像Ｐを連続的に取得し、Ｘ線透視画像Ｐが取得されるたびにステップＳ１～Ｓ６の工程を繰り返すことでマーカ１０の位置を断続的に特定する。ここではステップＳ１～Ｓ６の工程を（ｎ－１）回繰り返しており、ｎ回目の工程を実行する場合を例として説明する。
ここで、第１実施形態に係るＸ線透視装置１の基本動作について説明する。本実施形態では、Ｘ線透視装置１を用いてＸ線透視を行うことでマーカ１０を追跡する。図３は、第１実施形態に係るＸ線透視装置１を用いてマーカ１０を追跡する工程の概要を示すフローチャートである。概要として、Ｘ線透視では一例として３０ｆｐｓ程度のフレームレートでＸ線透視画像Ｐを連続的に取得し、Ｘ線透視画像Ｐが取得されるたびにステップＳ１～Ｓ６の工程を繰り返すことでマーカ１０の位置を断続的に特定する。ここではステップＳ１～Ｓ６の工程を（ｎ－１）回繰り返しており、ｎ回目の工程を実行する場合を例として説明する。
【0051】
ステップＳ１（Ｘ線透視画像の生成）
まず、予めマーカ１０が体内に留置されている被検体Ｍを天板３に載置させ、第１の撮像系Ｌ１および第２の撮像系Ｌ２を用いてＸ線透視を行う。Ｘ線照射方向が異なる２つの撮像系により、それぞれ異なる方向から撮影された２枚のＸ線透視画像Ｐが画像生成部１９によって生成される。図４は、ステップＳ１において取得されるＸ線透視画像Ｐを示す模式図である。Ｘ線透視画像Ｐには追跡対象であるマーカ１０の他に、非追跡対象である類似対象Ｒが含まれているものとする。
まず、予めマーカ１０が体内に留置されている被検体Ｍを天板３に載置させ、第１の撮像系Ｌ１および第２の撮像系Ｌ２を用いてＸ線透視を行う。Ｘ線照射方向が異なる２つの撮像系により、それぞれ異なる方向から撮影された２枚のＸ線透視画像Ｐが画像生成部１９によって生成される。図４は、ステップＳ１において取得されるＸ線透視画像Ｐを示す模式図である。Ｘ線透視画像Ｐには追跡対象であるマーカ１０の他に、非追跡対象である類似対象Ｒが含まれているものとする。
【0052】
Ｘ線透視画像Ｐが生成されると、新しく生成された２枚のＸ線透視画像Ｐの各々に対して、以降のステップＳ２～Ｓ６の工程が行われる。なお以降の説明では、第１の撮像系Ｌ１によって生成されるＸ線透視画像Ｐに限定して説明するものとする。またここではＸ線透視がｎ回行われ、ｎ番目のＸ線透視画像Ｐｎが最も新しく生成されている場合を例として説明する。また最初に生成されたＸ線透視画像Ｐ１から直近に生成されたＸ線透視画像Ｐｎ－１までの各々において、マーカ検出部２１によって検出された検出対象Ｆは全て真正のマーカ１０であったものとする。この場合、直近のＸ線透視画像Ｐｎ－１において検出された検出対象Ｆｎ－１の位置（検出対象位置Ｂｎ－１）が、直近におけるマーカ１０の位置に相当する。そのため、真正マーカ記憶部３３には検出対象位置Ｂｎ－１の情報が記憶されている。そしてサーチエリア記憶部３４には、検出対象位置Ｂｎ－１を中心とするサーチエリアＳの情報が記憶されている。
【0053】
ステップＳ２（サーチエリアの設定）
Ｘ線透視画像Ｐが新たに生成されると、当該最新のＸ線透視画像Ｐに対してサーチエリアＳの設定を行う。ステップＳ２が開始されると、サーチエリア設定部２２はサーチエリア記憶部３４に記憶されている情報に基づいて、Ｘ線透視画像ＰにサーチエリアＳを設定する。ここでは最新のＸ線透視画像ＰはＸ線透視画像Ｐｎであるので、サーチエリア設定部２２はＸ線透視画像ＰｎにサーチエリアＳｎを設定する。
Ｘ線透視画像Ｐが新たに生成されると、当該最新のＸ線透視画像Ｐに対してサーチエリアＳの設定を行う。ステップＳ２が開始されると、サーチエリア設定部２２はサーチエリア記憶部３４に記憶されている情報に基づいて、Ｘ線透視画像ＰにサーチエリアＳを設定する。ここでは最新のＸ線透視画像ＰはＸ線透視画像Ｐｎであるので、サーチエリア設定部２２はＸ線透視画像ＰｎにサーチエリアＳｎを設定する。
【0054】
サーチエリア設定部２２は、直近に取得されたマーカ１０の位置情報に基づいてサーチエリアＳを設定する。Ｘ線透視画像Ｐｎの前に生成されたＸ線透視画像Ｐｎにおいて、検出対象Ｆｎ－１は真正のマーカ１０であると判定されている。そのため、直近に真正のマーカ１０と判定された検出対象Ｆの位置情報は検出対象位置Ｂｎ－１の情報であるので、検出対象位置Ｂｎ－１の情報が真正マーカ記憶部３３に記憶されている。そしてサーチエリア記憶部３４には、真正マーカ記憶部３３に記憶されている検出対象位置Ｂｎ－１を基準位置として、次に設定されるサーチエリアの情報が記憶されている。
【0055】
本実施形態では、サーチエリア記憶部３４に記憶されるサーチエリアＳは、直近に取得されたマーカ１０の位置を中心とする矩形状の領域であるものとする。すなわちＸ線透視画像Ｐｎに設定されるサーチエリアＳｎは図５に示すように、検出対象位置Ｂｎ－１を中心とする矩形状の領域に相当する。なおサーチエリアＳの幅Ｗおよび高さＱは、一例として１フレームの間におけるマーカ１０の最大移動距離などに応じて適宜設定される。この場合、１フレームの間にマーカ１０が移動する可能性がある範囲としてサーチエリアＳが設定される。
【0056】
ステップＳ３（マーカの探索）
Ｘ線透視画像ＰにサーチエリアＳが設定されると、マーカ検出部２１はＸ線透視画像Ｐにおいてマーカ１０を探索する。本実施形態において、マーカ検出部２１はテンプレートマッチングの手法を用いてマーカ１０を探索する。すなわちマーカ検出部２１は、テンプレート画像Ｔｐに映るマーカ１０の像を参照し、Ｘ線透視画像ＰのうちサーチエリアＳの内部を走査する。そしてマーカ検出部２１はサーチエリアＳの内部において、テンプレート画像Ｔｐのマーカ１０と類似度が高い対象を探索する。そしてサーチエリアＳの内部においてマーカ１０を探索することにより、マーカ１０との類似度が最も高いと判定された対象がマーカ検出部２１によって検出される。すなわちマーカ検出部２１がサーチエリアＳの内部を走査することにより、検出対象Ｆが検出される。
Ｘ線透視画像ＰにサーチエリアＳが設定されると、マーカ検出部２１はＸ線透視画像Ｐにおいてマーカ１０を探索する。本実施形態において、マーカ検出部２１はテンプレートマッチングの手法を用いてマーカ１０を探索する。すなわちマーカ検出部２１は、テンプレート画像Ｔｐに映るマーカ１０の像を参照し、Ｘ線透視画像ＰのうちサーチエリアＳの内部を走査する。そしてマーカ検出部２１はサーチエリアＳの内部において、テンプレート画像Ｔｐのマーカ１０と類似度が高い対象を探索する。そしてサーチエリアＳの内部においてマーカ１０を探索することにより、マーカ１０との類似度が最も高いと判定された対象がマーカ検出部２１によって検出される。すなわちマーカ検出部２１がサーチエリアＳの内部を走査することにより、検出対象Ｆが検出される。
【0057】
またマーカ検出部２１は検出対象Ｆを検出する際に、検出対象Ｆの位置に関する情報を検出対象位置Ｂとして取得する。ここではＸ線透視画像Ｐｎに設定されているサーチエリアＳｎを走査することにより、検出対象Ｆｎが検出されるとともに検出対象位置Ｂｎの情報が取得される。なお検出対象Ｆを検出する際に、テンプレート画像Ｔｐのマーカ１０と検出対象Ｆとの類似度の情報がマッチングスコアＣとして記憶部１５に記憶される。すなわちテンプレート画像Ｔｐのマーカ１０と検出対象Ｆｎとの類似度の情報がマッチングスコアＣｎとして記憶部１５に記憶される。
【0058】
ステップＳ４（検出対象の判定）
マーカ検出部２１がマーカ１０としてＸ線透視画像Ｐから検出する検出対象Ｆは、実際に真正のマーカ１０である場合が多い。検出対象Ｆが真正のマーカ１０である場合、当該検出対象Ｆを基準（ここでは中心）として次フレームのＸ線透視画像ＰにサーチエリアＳを設定することで、適切にマーカ１０の追跡を続行できる。しかしながらその一方で図７に示すように、マーカ検出部２１は類似対象Ｒをマーカ１０として検出する場合がある。すなわちマーカ検出部２１によって検出される検出対象Ｆが、実際にはマーカ１０ではなく類似対象Ｒである場合がある。
マーカ検出部２１がマーカ１０としてＸ線透視画像Ｐから検出する検出対象Ｆは、実際に真正のマーカ１０である場合が多い。検出対象Ｆが真正のマーカ１０である場合、当該検出対象Ｆを基準（ここでは中心）として次フレームのＸ線透視画像ＰにサーチエリアＳを設定することで、適切にマーカ１０の追跡を続行できる。しかしながらその一方で図７に示すように、マーカ検出部２１は類似対象Ｒをマーカ１０として検出する場合がある。すなわちマーカ検出部２１によって検出される検出対象Ｆが、実際にはマーカ１０ではなく類似対象Ｒである場合がある。
【0059】
検出対象Ｆｎが類似対象Ｒである場合、次に生成されるＸ線透視画像Ｐｎ＋１に対して検出対象Ｆｎを中心とするサーチエリアＳｎ＋１を設定させると、図８に示すようにサーチエリアＳｎ＋１は類似対象Ｒを中心として設定されることとなる。この場合、Ｘ線透視画像Ｐｎ＋１において真正のマーカ１０がサーチエリアＳｎ＋１から外れる可能性が高くなる。マーカ１０がサーチエリアＳから外れるとＸ線透視画像Ｐｎ＋１から類似対象Ｒがマーカ検出部２１によって検出される頻度が高くなるので、結果として以降に取得されるＸ線透視画像Ｐにおいてマーカ１０を適切に追跡することが困難となる。このように、テンプレートマッチングを例とする手法によって検出された検出対象Ｆをそのまま次に設定されるサーチエリアＳの基準位置として用いると、検出対象Ｆが類似対象Ｒであることに起因してマーカ１０の追跡精度が低下する事態が懸念される。
【0060】
そこで本実施形態では、マーカ検出部２１によって検出対象ＦがＸ線透視画像Ｐから検出されると、ステップＳ４を開始して検出対象判定部２３による検出対象Ｆの判定を行う。検出対象判定部２３は、検出対象Ｆが真正のマーカ１０と類似対象Ｒとのいずれに該当するかを判定する。検出対象判定部２３は、検出対象Ｆの移動態様に基づいて検出対象Ｆを判定する。検出対象判定部２３が検出対象Ｆを判定する基準および手法の詳細については後述する。検出対象判定部２３の判定によって得られた、検出対象Ｆが真正のマーカ１０と類似対象Ｒとのいずれに該当するかという情報はサーチエリア更新部２５へ送信される。
【0061】
ステップＳ５（サーチエリアの更新）
検出対象判定部２３によって検出対象Ｆが判定されると、当該判定の結果に基づいてサーチエリアＳの情報を更新させる。すなわちサーチエリア更新部２５は、次に生成されるＸ線透視画像Ｐｎ＋１に対して設定されるサーチエリアＳｎ＋１の情報を決定する。
検出対象判定部２３によって検出対象Ｆが判定されると、当該判定の結果に基づいてサーチエリアＳの情報を更新させる。すなわちサーチエリア更新部２５は、次に生成されるＸ線透視画像Ｐｎ＋１に対して設定されるサーチエリアＳｎ＋１の情報を決定する。
【0062】
図９は、ステップＳ５の詳細を説明するフローチャートである。ステップＳ５が開始されると、ステップＳ４において検出対象判定部２３が検出対象Ｆを判定した結果に応じて、サーチエリア更新部２５などの動作を分岐させる（分岐Ｑ１）。すなわち検出対象Ｆが、追跡対象であるマーカ１０と非追跡対象である類似対象Ｒとのいずれであるかという判定結果に応じてステップＳ５の工程が分岐する。
【0063】
図１０および図１１は、検出対象Ｆが真正のマーカ１０であると判定された場合におけるステップＳ５を説明する図である。図１０の上図に示すようにＸ線透視画像Ｐｎから真正のマーカ１０がマーカ検出部２１によって検出された場合、ステップＳ４において検出対象判定部２３は検出対象Ｆｎが真正のマーカ１０であると判定する。Ｘ線透視画像Ｐｎの検出対象Ｆｎが真正のマーカ１０であると判定された場合、最も新しいマーカ１０の位置情報は検出対象位置Ｂｎとなる。そのため図１０の下図に示すように、真正マーカ記憶部３３に記憶される情報は検出対象位置Ｂｎ－１から検出対象位置Ｂｎへと更新される（ステップＳ５０１）。検出対象位置Ｂｎは、Ｘ線透視画像Ｐｎにおいて検出対象Ｆｎ（マーカ１０）が映っている位置に相当する。
【0064】
サーチエリア更新部２５は、真正マーカ記憶部３３に記憶されている検出対象位置Ｂの情報を基準位置として、次に生成されるＸ線透視画像Ｐに設定されるサーチエリアＳの位置および広さを決定する。検出対象Ｆｎが真正のマーカ１０であると判定された場合、真正マーカ記憶部３３に記憶されている情報は検出対象位置Ｂｎに更新されている。そのためサーチエリア更新部２５は検出対象位置Ｂｎを基準位置として、次に設定されるサーチエリアＳの情報を更新する。すなわちＸ線透視画像Ｐｎ＋１に設定されるサーチエリアは、図１１に示すように、検出対象位置Ｂｎ－１を中心とするサーチエリアＳｎから、検出対象位置Ｂｎを中心とするサーチエリアＳｎ＋１へと更新される。その結果、サーチエリア記憶部３４に記憶される情報は、サーチエリアＳｎからサーチエリアＳｎ＋１へ更新される（ステップＳ５０２）。サーチエリアＳの情報が更新されることによってステップＳ５の工程は終了する。本説明においてＸ線透視画像Ｐｎは第１Ｘ線透視画像に相当し、Ｘ線透視画像Ｐｎ＋１は第２Ｘ線透視画像に相当する。
【0065】
図１２および図１３は、検出対象Ｆが類似対象Ｒであると判定された場合におけるステップＳ５を説明する図である。図１２の上図に示すようにＸ線透視画像Ｐｎから類似対象Ｒが検出された場合、検出対象判定部２３は検出対象Ｆｎが類似対象Ｒであると判定する。Ｘ線透視画像Ｐｎの検出対象Ｆｎが類似対象Ｒであると判定された場合、直近に検出されたマーカ１０の位置情報は検出対象位置Ｂｎではなく検出対象位置Ｂｎ－１である。そのため図１２の下図に示すように、真正マーカ記憶部３３に記憶される情報は検出対象位置Ｂｎ－１に維持される（ステップＳ５０３）。
【0066】
この場合、サーチエリア更新部２５は真正マーカ記憶部３３に記憶されている検出対象位置Ｂｎ－１を基準位置として、次に設定されるサーチエリアＳｎ＋１を決定する。すなわち図１３に示すように、次に生成されるＸ線透視画像Ｐｎ＋１に設定されるサーチエリアＳｎ＋１の位置は、検出対象位置Ｂｎ－１を中心とするサーチエリアＳｎと同じである。その結果、サーチエリア記憶部３４に記憶される情報は更新されることなく、サーチエリアＳｎの情報に維持される（ステップＳ５０４）。
【0067】
このように、検出対象Ｆｎが類似対象Ｒであると判定された場合は検出対象位置Ｂｎの情報を用いず、直近に真正のマーカ１０と判定された検出対象Ｆの位置情報（ここでは検出対象位置Ｂｎ－１）に基づいて、次に設定されるサーチエリアＳの情報を更新する。すなわち検出対象Ｆｎが類似対象Ｒであると判定された場合、更新前後においてサーチエリアＳの位置は変化しない。この場合、類似対象Ｒの位置情報はサーチエリアＳの更新に影響しないので、類似対象Ｒを追跡するようにサーチエリアＳの位置が更新されることに起因して、更新後のサーチエリアＳから真正のマーカ１０が外れてしまうという事態を回避できる。サーチエリアＳの情報が更新されることによってステップＳ５の工程は終了する。
【0068】
ステップＳ６（三次元位置の算出）
ステップＳ１～Ｓ５の工程は、第１の撮像系Ｌ１によって取得されたＸ線透視画像Ｐと第２の撮像系Ｌ２によって取得されたＸ線透視画像Ｐとの各々において行われる。検出対象Ｆが真正のマーカ１０と判定された場合、各々のＸ線透視画像Ｐにおいてマーカ１０の位置が特定される。
ステップＳ１～Ｓ５の工程は、第１の撮像系Ｌ１によって取得されたＸ線透視画像Ｐと第２の撮像系Ｌ２によって取得されたＸ線透視画像Ｐとの各々において行われる。検出対象Ｆが真正のマーカ１０と判定された場合、各々のＸ線透視画像Ｐにおいてマーカ１０の位置が特定される。
【0069】
Ｘ線透視画像Ｐにおいてマーカ１０の位置が特定されると、マーカ１０の三次元位置を算出する。すなわちマーカ位置算出部２６は、第１の撮像系Ｌ１および第２の撮像系Ｌ２によって取得された２枚のＸ線透視画像Ｐを用いて、マーカ１０の三次元位置を算出する。２枚のＸ線透視画像ＰはそれぞれＸ線照射方向が異なるため、各々のＸ線透視画像Ｐにおけるマーカ１０の二次元位置情報からマーカ１０の三次元位置情報を取得できる。なおステップＳ６の工程はステップＳ５の後に行う場合に限ることはなく、ステップＳ５の前に行ってもよい。
【0070】
算出されたマーカ１０の三次元位置と事前の治療計画によって決定されている三次元座標との距離が許容範囲内である場合、図示しない治療放射線照射装置に設けられている治療器から治療用放射線が被検体Ｍに照射される。
【0071】
ステップＳ１～Ｓ６の工程により、Ｘ線透視画像Ｐｎにおいてマーカ１０を追跡する動作の一連の工程が完了する。その後、再度ステップＳ１～Ｓ６の工程を行い、さらにＸ線透視画像Ｐｎ＋１を生成してマーカ１０の三次元位置を算出する。すなわちｎ回目のステップＳ５においてサーチエリアＳｎ＋１が更新された後、（ｎ＋１）回目のステップＳ１が開始されてＸ線透視画像Ｐｎ＋１が生成される。そしてＸ線透視画像Ｐｎ＋１が生成されると（ｎ＋１）回目のステップＳ２が開始され、予め更新されていたサーチエリアＳｎ＋１の情報に基づいて、Ｘ線透視画像Ｐｎ＋１にサーチエリアＳｎ＋１が設定される。以降、適宜ステップＳ１～Ｓ６の工程を繰り返し、連続的にＸ線透視画像Ｐを取得してマーカ１０を追跡しつつ、治療用放射線による治療を行う。
【0072】
＜類似対象判定工程の詳細＞
ここで、ステップＳ４において検出対象判定部２３が検出対象Ｆを判定する工程の詳細を説明する。検出対象判定部２３は検出対象Ｆの移動態様の情報に基づいて、マーカ１０の候補である検出対象Ｆが真正のマーカ１０であるか否かを判定する。検出対象Ｆの移動態様は、Ｘ線透視画像Ｐのフレーム間において検出対象Ｆの位置が変化する態様によって特定される。
ここで、ステップＳ４において検出対象判定部２３が検出対象Ｆを判定する工程の詳細を説明する。検出対象判定部２３は検出対象Ｆの移動態様の情報に基づいて、マーカ１０の候補である検出対象Ｆが真正のマーカ１０であるか否かを判定する。検出対象Ｆの移動態様は、Ｘ線透視画像Ｐのフレーム間において検出対象Ｆの位置が変化する態様によって特定される。
【0073】
発明者の鋭意検討により、当該検出対象Ｆが真正のマーカ１０であるかどうかを判断する際に、検出対象Ｆの移動態様の情報を利用できるという知見が得られた。すなわち被検体Ｍの体内に留置されるマーカ１０は、主に被検体Ｍの呼吸または拍動によって移動する。呼吸および拍動は、いずれも周期的な動作である。従って、被検体Ｍの体内に留置されたマーカ１０は、一般的に所定の軌跡に沿って周期的に移動する。つまり、検出対象Ｆが真正のマーカ１０であるならば、連続的に取得されるＸ線透視画像Ｐにおいて、検出対象Ｆの位置は当該周期的な軌跡に沿って変化するはずである。言い換えると、Ｘ線透視画像Ｐから検出される検出対象Ｆが当該周期的な軌跡から大きく外れた位置にある場合、検出対象Ｆはマーカ１０ではなく類似対象Ｒであると判断できる。
【0074】
マーカ１０の軌跡として、図１４の左図に示すような線状の軌跡Ｋ１、または図１４の右図に示すような楕円状の軌跡Ｋ２が挙げられる。前者の場合、マーカ１０はｘ１方向に延びる線状の軌跡Ｋ１に沿って末端Ｎ１と末端Ｎ２との間を往復移動する。後者の場合、マーカ１０はｘ１方向を長軸方向とする楕円状の軌跡Ｋ２に沿って、端部Ｎ３および端部Ｎ４と交互に通過するように移動する。
【0075】
さらに発明者は検討の結果、軌跡Ｋ１または軌跡Ｋ２のような周期的な軌跡を辿るマーカ１０が移動する態様は、軌跡におけるマーカの位置によって２種類のパターンに分かれることを見出した。すなわち第１の移動パターンとして、マーカ１０が軌跡Ｋ１または軌跡Ｋ２の中央部Ｃｅを移動している場合、マーカ１０の移動速度は比較的高い一方でマーカ１０の移動方向の変化する可能性は低い。そして第２の移動パターンとして、マーカ１０が軌跡Ｋ１または軌跡Ｋ２の端部Ｅｄを移動している場合、マーカ１０の移動方向が変化する可能性が比較的高い一方で、マーカ１０の移動速度は比較的低くなる。またマーカ１０が端部Ｅｄを移動している場合、マーカ１０の移動速度の変化が小さい。
【0076】
そこで本実施形態ではフレーム間における検出対象Ｆの移動速度に応じて２つのパターンに分類する。そして各々のパターンについて検出対象Ｆの移動態様がマーカ１０の態様に近いか否かを判断することにより、検出対象Ｆが真正のマーカ１０であるか否かを判定する。以下、図１５に示すフローチャートを用いて、ステップＳ４の詳細を説明する。
【0077】
ステップＳ４０１（移動距離の算出）
ステップＳ４が開始されると、検出対象Ｆの移動距離Ｇを算出する。Ｘ線透視画像Ｐｎにおける検出対象Ｆｎの移動距離Ｇｎを算出する場合、移動の基点となるＸ線透視画像ＰとＸ線透視画像Ｐｎとの間において、検出対象Ｆが移動した距離を移動距離Ｇｎとして算出する。以降、当該移動の基点となるＸ線透視画像Ｐを「基点画像」とする。
ステップＳ４が開始されると、検出対象Ｆの移動距離Ｇを算出する。Ｘ線透視画像Ｐｎにおける検出対象Ｆｎの移動距離Ｇｎを算出する場合、移動の基点となるＸ線透視画像ＰとＸ線透視画像Ｐｎとの間において、検出対象Ｆが移動した距離を移動距離Ｇｎとして算出する。以降、当該移動の基点となるＸ線透視画像Ｐを「基点画像」とする。
【0078】
本実施形態において、移動距離Ｇの算出対象となるＸ線透視画像Ｐ（ここではＸ線透視画像Ｐｎ）より前の時点で生成されており、かつかつ検出対象Ｆがマーカ１０であると判定されているＸ線透視画像Ｐが基点画像として選択される。また検出対象の移動態様をより正確に判定するため、移動距離Ｇの算出対象となるＸ線透視画像Ｐの生成時点からより近い過去において生成されたＸ線透視画像Ｐを基点画像として選択することが好ましい。
【0079】
ここではＸ線透視画像Ｐｎより前の時点で生成されているＸ線透視画像Ｐ１～Ｐｎ－１において、検出対象Ｆはいずれも真正のマーカ１０であると判定されている。この場合、Ｘ線透視画像Ｐｎの直近に生成されているＸ線透視画像Ｐｎ－１が基点画像として選択される。すなわちＸ線透視画像Ｐｎにおける検出対象Ｆｎの移動距離Ｇｎは、Ｘ線透視画像Ｐｎ－１に映る検出対象Ｆｎ－１の位置とＸ線透視画像Ｐｎに映る検出対象Ｆｎの位置との間の距離に相当する。
【0080】
すなわち移動ベクトル算出部２７は、現時点で得られたＸ線透視画像Ｐｎにおける検出対象Ｆｎの位置Ｂｎと、その直近にマーカ１０であると判定されたＸ線透視画像Ｐｎ－１における検出対象Ｆｎ－１の位置とに基づいて、検出対象Ｆｎの移動距離Ｇｎを算出する。図１６に示すように、検出対象Ｆｎ－１の位置から検出対象Ｆｎの位置までの距離が検出対象Ｆｎの移動距離Ｇｎに相当する。移動距離Ｇｎの情報は、記憶部１５に適宜記憶される。本説明において、Ｘ線透視画像Ｐｎ－１は第３Ｘ線透視画像に相当する。
【0081】
なおこの時点において、検出対象Ｆｎ－１および検出対象Ｆｎ－２はマーカ１０であると判定されているので、図１６において検出対象Ｆｎ－１および検出対象Ｆｎ－２はマーカ１０と同じ図形で示している。また検出対象Ｆｎはマーカ１０と類似対象Ｒとのどちらであるかが不明であるので、図１６では検出対象Ｆｎを黒丸の図形で示している。
【0082】
過去に行われたステップＳ４０１によって、過去における検出対象Ｆの移動距離Ｇの情報が記憶されている。すなわち検出対象Ｆｎ－２から検出対象Ｆｎ－１までの距離が移動距離Ｇｎ－１として記憶されており、検出対象Ｆｎ－３から検出対象Ｆｎ－２までの距離が移動距離Ｇｎ－２として記憶されている。
【0083】
ステップＳ４０２（移動ベクトルの算出）
移動ベクトル算出部２７は、検出対象Ｆの移動距離Ｇを算出するとともに検出対象Ｆの移動ベクトルＶを算出する。検出対象Ｆの移動ベクトルＶは、移動距離Ｇに加えて検出対象Ｆの移動方向Ｈを特定することによって算出できる。検出対象Ｆの移動方向Ｈは、移動方向Ｈの算出対象であるＸ線透視画像Ｐと基点画像との間において検出対象Ｆが移動する方向である。すなわち移動ベクトル算出部２７は、検出対象Ｆｎ－１から検出対象Ｆｎに向かう方向として、検出対象Ｆｎの移動方向Ｈｎを特定できる。
移動ベクトル算出部２７は、検出対象Ｆの移動距離Ｇを算出するとともに検出対象Ｆの移動ベクトルＶを算出する。検出対象Ｆの移動ベクトルＶは、移動距離Ｇに加えて検出対象Ｆの移動方向Ｈを特定することによって算出できる。検出対象Ｆの移動方向Ｈは、移動方向Ｈの算出対象であるＸ線透視画像Ｐと基点画像との間において検出対象Ｆが移動する方向である。すなわち移動ベクトル算出部２７は、検出対象Ｆｎ－１から検出対象Ｆｎに向かう方向として、検出対象Ｆｎの移動方向Ｈｎを特定できる。
【0084】
移動距離Ｇｎと移動方向Ｈｎとの情報を得ることにより、移動ベクトル算出部２７は、Ｘ線透視画像Ｐｎ－１からＸ線透視画像Ｐｎまでの１フレーム間における検出対象Ｆｎの移動ベクトルＶｎを算出できる。このように、生成されるＸ線透視画像Ｐの各々について移動ベクトルＶの情報が取得される。取得された移動ベクトルＶの情報の各々は、逐次記憶部１５に記憶される。
【0085】
ステップＳ４０３（平均移動距離の算出）
現時点で生成されたＸ線透視画像Ｐｎにおいて、検出対象Ｆｎの移動距離Ｇｎおよび移動ベクトルＶｎが算出された後、現時点における検出対象Ｆｎの移動状態を判定するためにマーカ１０の平均移動距離Ｇａｖを算出する。ここでは過去の検出対象Ｆはいずれも真正のマーカ１０と判定されているので、最も新しく算出された移動距離Ｇｎから遡って複数個の移動距離Ｇの情報を取得し、取得された複数の移動距離Ｇの平均を平均移動距離Ｇａｖとして算出する。平均移動距離Ｇａｖを算出に用いる移動距離Ｇの数は適宜変更してよい。
現時点で生成されたＸ線透視画像Ｐｎにおいて、検出対象Ｆｎの移動距離Ｇｎおよび移動ベクトルＶｎが算出された後、現時点における検出対象Ｆｎの移動状態を判定するためにマーカ１０の平均移動距離Ｇａｖを算出する。ここでは過去の検出対象Ｆはいずれも真正のマーカ１０と判定されているので、最も新しく算出された移動距離Ｇｎから遡って複数個の移動距離Ｇの情報を取得し、取得された複数の移動距離Ｇの平均を平均移動距離Ｇａｖとして算出する。平均移動距離Ｇａｖを算出に用いる移動距離Ｇの数は適宜変更してよい。
【0086】
本実施形態では、現時点から過去に遡って４フレーム分の移動距離Ｇから平均移動距離Ｇａｖを算出するものとする。すなわち現時点の移動距離Ｇが移動距離Ｇｎである場合、移動距離Ｇｎ－１、移動距離Ｇｎ－２、移動距離Ｇｎ－３、および移動距離Ｇｎ－４の平均値を平均移動距離Ｇａｖとして算出する。移動距離Ｇｎ－１は、Ｘ線透視画像Ｐｎ－２からＸ線透視画像Ｐｎ－１までにおいて検出対象Ｆが移動した距離、すなわち検出対象Ｆｎ－２の位置から検出対象Ｆｎ－１の位置までの距離として記憶部１５に記憶されている。同様に、移動距離Ｇｎ－２は、検出対象Ｆｎ－３から検出対象Ｆｎ－２までの距離として既に記憶されている。移動状態判定部２９は、過去に算出された検出対象Ｆの移動距離Ｇの情報を記憶部１５から読み出し、平均移動距離Ｇａｖを算出する。
【0087】
ステップＳ４０４（移動状態の判定）
検出対象Ｆｎの移動距離Ｇｎ、および直近の過去におけるマーカ１０の平均移動距離Ｇａｖの情報が取得された後、検出対象Ｆｎの移動状態を判定する。移動状態判定部２９は、移動距離Ｇｎおよび平均移動距離Ｇａｖの値を、予め定められた所定値Ｔ１と比較する。移動距離Ｇｎおよび平均移動距離Ｇａｖを所定値Ｔ１と比較した結果に応じて、移動状態判定部２９は現時点における検出対象Ｆの移動状態、すなわち検出対象Ｆｎの移動状態を判定する。そして、検出対象Ｆｎの移動状態の判定結果に応じて以降の工程を分岐する（分岐Ｑ２）。
検出対象Ｆｎの移動距離Ｇｎ、および直近の過去におけるマーカ１０の平均移動距離Ｇａｖの情報が取得された後、検出対象Ｆｎの移動状態を判定する。移動状態判定部２９は、移動距離Ｇｎおよび平均移動距離Ｇａｖの値を、予め定められた所定値Ｔ１と比較する。移動距離Ｇｎおよび平均移動距離Ｇａｖを所定値Ｔ１と比較した結果に応じて、移動状態判定部２９は現時点における検出対象Ｆの移動状態、すなわち検出対象Ｆｎの移動状態を判定する。そして、検出対象Ｆｎの移動状態の判定結果に応じて以降の工程を分岐する（分岐Ｑ２）。
【0088】
検出対象Ｆｎの移動距離Ｇｎおよびマーカ１０の平均移動距離Ｇａｖの値がいずれも所定値Ｔ１以上である場合、移動状態判定部２９は検出対象Ｆｎが高速移動状態であると判定する。移動距離Ｇｎおよび平均移動距離Ｇａｖのうち少なくとも一方が所定値Ｔ１未満である場合、移動状態判定部２９は検出対象Ｆｎが低速移動状態であると判定する。検出対象Ｆｎが高速移動状態であると判定された場合、ステップＳ４０４からステップＳ４０５へ進む。検出対象Ｆｎが低速移動状態であると判定された場合、ステップＳ４０４からステップＳ４０６へ進む。検出対象判定部２３は、移動状態判定部２９の判定結果に応じて異なる判定条件を適用し、現時点のＸ線透視画像Ｐｎから検出された検出対象Ｆｎが真正のマーカ１０と類似対象Ｒとのいずれであるかを判定する。なお所定値Ｔ１は一例として、１フレーム間にマーカ１０が移動する距離として過去に得られているデータに基づいて決定される。
【0089】
ステップＳ４０５（ベクトルの内積を判定）
現時点の検出対象Ｆｎが高速移動状態にあると移動状態判定部２９によって判定された場合、検出対象判定部２３は現時点における検出対象Ｆの移動ベクトルＶと基点画像におけるマーカ１０の移動ベクトルとの内積を算出する。
現時点の検出対象Ｆｎが高速移動状態にあると移動状態判定部２９によって判定された場合、検出対象判定部２３は現時点における検出対象Ｆの移動ベクトルＶと基点画像におけるマーカ１０の移動ベクトルとの内積を算出する。
【0090】
直近におけるマーカ１０の移動ベクトルは、最も近い過去においてマーカ１０が１フレーム間に移動した距離および方向に基づいて算出される。ここでは検出対象Ｆｎ－１、Ｆｎ－２…はいずれも真正のマーカ１０であると判定されているので、基点画像としてＸ線透視画像Ｐｎ－１が選択されている。そのため基点画像におけるマーカ１０の移動ベクトルは、Ｘ線透視画像Ｐｎ－１における検出対象Ｆｎ－１の移動ベクトルＶｎ－１に相当する。検出対象Ｆｎ－１の移動ベクトルＶｎ－１は、検出対象Ｆｎ－２から検出対象Ｆｎ－１までの移動距離および移動方向に基づいて算出される。
【0091】
すなわち現時点における検出対象Ｆが検出対象Ｆｎである場合、検出対象判定部２３はステップＳ４０５において、検出対象Ｆｎの移動ベクトルＶｎと移動ベクトルＶｎ－１との内積を算出する。そして当該内積の値に応じて、検出対象判定部２３は検出対象Ｆｎが真正のマーカ１０であるか、または検出対象Ｆｎが類似対象Ｒであるかを判定する。
【0092】
現時点の検出対象Ｆｎが高速移動状態すなわち比較的高速で移動する状態である場合、検出対象Ｆｎが真正のマーカ１０であるならば連続するフレーム間において検出対象Ｆの移動方向Ｈは大きく変更されないはずである。なぜならば、真正のマーカ１０が移動する軌跡Ｋ１またはＰ２においてマーカ１０が比較的高速で移動するタイミングとは、マーカ１０が当該軌跡の中央部Ｃｅを移動しているタイミングである。そして中央部Ｃｅを移動するタイミングにおいて、マーカ１０の移動方向は大きく変更されないと考えられるからである。言い換えると検出対象Ｆｎが高速移動状態である場合、検出対象Ｆｎの移動方向Ｈｎが近い過去におけるマーカ１０の移動方向と大きく異なっているならば、現時点において検出された検出対象Ｆｎは真正のマーカ１０ではなく類似対象Ｒであると判定できる。
【0093】
検出対象判定部２３は、現時点の移動ベクトルＶｎと直近の移動ベクトルＶｎ－１との情報を読み出し、２つの移動ベクトルＶの内積（Ｖｎ・Ｖｎ－１）を算出する。そして図１５に示すように、内積（Ｖｎ・Ｖｎ－１）の値に応じて検出対象Ｆｎを判定する（分岐Ｑ３）。
【0094】
移動ベクトルＶｎと移動ベクトルＶｎ－１との内積（Ｖｎ・Ｖｎ－１）が０以上の値である場合、検出対象判定部２３は現時点の検出対象Ｆｎが真正のマーカ１０であると判定する（判定Ａ１）。内積（Ｖｎ・Ｖｎ－１）が０以上である場合、現時点における検出対象Ｆｎの移動ベクトルＶｎと直近のマーカ１０である検出対象Ｆｎ－１の移動ベクトルＶｎ－１とのなす角度は９０度以下である。すなわち内積（Ｖｎ・Ｖｎ－１）が０以上である場合、検出対象Ｆｎ－２、検出対象Ｆｎ－１、および検出対象Ｆｎの位置関係は図１７に示すようなものとなる。つまりＸ線透視画像Ｐｎ－２の撮影時点からＸ線透視画像Ｐｎの撮影時点までの間において、検出対象Ｆは比較的高速で移動する一方で検出対象Ｆの移動方向Ｈは大きく変更していない。このような検出対象Ｆの移動態様は、周期的な軌跡の中央部Ｃｅを移動するマーカ１０の移動態様と同じである。従って内積（Ｖｎ・Ｖｎ－１）が０以上である場合、検出対象Ｆｎは真正のマーカ１０であると判定できる。図１７では当該判定結果に応じて、検出対象Ｆｎをマーカ１０と同じ図形で示している。
【0095】
一方、移動ベクトルＶｎと移動ベクトルＶｎ－１との内積（Ｖｎ・Ｖｎ－１）が負の値である場合、検出対象判定部２３は現時点の検出対象Ｆｎは類似対象Ｒであると判定する（判定Ａ２）。内積（Ｖｎ・Ｖｎ－１）が負の値である場合、現時点における検出対象Ｆｎの移動方向Ｈｎと１フレーム前の時点における検出対象Ｆｎ－１の移動方向Ｈｎ－１とのなす角度は９０度を超えている。すなわち内積（Ｖｎ・Ｖｎ－１）が０未満である場合、検出対象Ｆｎ－２、検出対象Ｆｎ－１、および検出対象Ｆｎの位置関係は図１８に示すようなものとなる。つまり、移動ベクトルＶｎと移動ベクトルＶｎ－１との間の角度θｎは９０度を超える。
【0096】
言い換えると内積（Ｖｎ・Ｖｎ－１）が負の値である場合、Ｘ線透視画像Ｐｎ－２の撮影時点からＸ線透視画像Ｐｎの撮影時点までの短い期間において、検出対象Ｆは比較的高速で移動し続けている一方で移動方向Ｈが大きく変更されていることになる。このような検出対象Ｆの移動態様は、周期的な軌跡の中央部Ｃｅを移動するマーカ１０の移動態様と大きく異なる。従って内積（Ｖｎ・Ｖｎ－１）が負の値である場合、検出対象Ｆｎは真正のマーカ１０ではなく類似対象Ｒであると判定できる。図１８では当該判定結果に応じて、検出対象Ｆｎを類似対象Ｒと同じ図形で示している。
【0097】
このように現時点の検出対象Ｆｎが高速移動状態にあると判定された場合、検出対象Ｆｎの移動方向Ｈｎが直近の移動方向Ｈから大きく変化したかどうかという判定条件に基づいて検出対象Ｆｎの判定を行う。移動方向Ｈの変化を判定する手法の一例として、本実施形態では現時点の移動ベクトルＶｎと直近の移動ベクトルＶｎ－１との内積を算出して検出対象Ｆｎを判定する。
【0098】
ステップＳ４０６（移動距離の乖離を判定）
次に、現時点の検出対象Ｆｎが低速移動状態にある場合の判定条件について説明する。現時点の検出対象Ｆｎが低速移動状態にあると移動状態判定部２９によって判定された場合、検出対象判定部２３は近い過去におけるマーカ１０の平均移動距離Ｇａｖに対する、現時点における検出対象Ｆの移動距離Ｇの乖離率に基づいて、現時点における検出対象Ｆが真正のマーカ１０であるかどうかを判定する。すなわち検出対象判定部２３は平均移動距離Ｇａｖに対する移動距離Ｇｎの乖離率に基づいて、検出対象Ｆｎが真正のマーカ１０であるかどうかを判定する。
次に、現時点の検出対象Ｆｎが低速移動状態にある場合の判定条件について説明する。現時点の検出対象Ｆｎが低速移動状態にあると移動状態判定部２９によって判定された場合、検出対象判定部２３は近い過去におけるマーカ１０の平均移動距離Ｇａｖに対する、現時点における検出対象Ｆの移動距離Ｇの乖離率に基づいて、現時点における検出対象Ｆが真正のマーカ１０であるかどうかを判定する。すなわち検出対象判定部２３は平均移動距離Ｇａｖに対する移動距離Ｇｎの乖離率に基づいて、検出対象Ｆｎが真正のマーカ１０であるかどうかを判定する。
【0099】
本実施形態では、検出対象Ｆｎの移動距離Ｇｎの値を直近の４フレーム分の期間における検出対象Ｆの平均移動距離Ｇａｖの値で除算することによって、平均移動距離Ｇａｖに対する移動距離Ｇｎの乖離率すなわち（Ｇｎ／Ｇａｖ）の値を算出する。そして乖離率（Ｇｎ／Ｇａｖ）の値を所定値Ｔ２と比較することにより、検出対象判定部２３は検出対象Ｆｎが真正のマーカ１０であるか、または検出対象Ｆｎが類似対象Ｒであるかを判定する。
【0100】
なお所定値Ｔ２は、マーカ１０について過去に得られている移動距離の乖離率のデータなどに基づいて決定される数値である。また平均移動距離Ｇａｖの値が著しくゼロに近い値である場合、乖離率（Ｇｎ／Ｇａｖ）の値が著しく大きい値となるので検出対象Ｆの移動状態を適切に判定することが困難となる。そのため平均移動距離Ｇａｖの値が閾値Ｊ以下である場合、平均移動距離Ｇａｖの値は閾値Ｊであるものとして乖離率を算出することが好ましい。この場合、乖離率（Ｇｎ／Ｇａｖ）＝（Ｇｎ／Ｊ）となる。閾値Ｊは所定の正の数として予め定められる。
【0101】
乖離率（Ｇｎ／Ｇａｖ）の値がＴ２未満である場合、検出対象判定部２３は現時点の検出対象Ｆｎが真正のマーカ１０であると判定する（判定Ａ３）。乖離率（Ｇｎ／Ｇａｖ）の値がＴ２未満である場合、Ｘ線透視画像Ｐにおける検出対象Ｆｎ－５、検出対象Ｆｎ－４、検出対象Ｆｎ－３、検出対象Ｆｎ－２、検出対象Ｆｎ－１、および検出対象Ｆｎの位置関係は図１９に示すようなものとなる。つまりＸ線透視画像Ｐｎ－５の撮影時点からＸ線透視画像Ｐｎの撮影時点までの間において、検出対象Ｆは比較的低速で移動する一方で、検出対象Ｆの移動距離Ｇは各フレーム間において大きく変化しない。このような検出対象Ｆの移動態様は、周期的な軌跡の端部Ｅｄを移動するマーカ１０の移動態様と同じである。従って、乖離率（Ｇｎ／Ｇａｖ）の値がＴ２未満である場合、検出対象判定部２３は現時点の検出対象Ｆｎが真正のマーカ１０であると判定できる。
【0102】
一方、乖離率（Ｇｎ／Ｇａｖ）の値がＴ２以上である場合、検出対象判定部２３は現時点の検出対象Ｆｎは類似対象Ｒであると判定する（判定Ａ４）。乖離率（Ｇｎ／Ｇａｖ）の値がＴ２以上である場合、検出対象位置Ｂｎ－５ないし検出対象位置Ｂｎの位置関係は図２０に示すようなものとなる。つまりこの場合、近い過去における移動距離Ｇｎ－４ないし移動距離Ｇｎ－１と比べて、現時点における移動距離Ｇｎが大きく乖離していることになる。
【0103】
言い換えると乖離率（Ｇｎ／Ｇａｖ）の値が所定値Ｔ２以上である場合、Ｘ線透視画像Ｐｎ－１の撮影時点までの間は移動距離Ｇが一定であるにも関わらず、Ｘ線透視画像Ｐｎ－１の撮影時点からＸ線透視画像Ｐｎの撮影時点までの短い期間において、検出対象Ｆｎの移動距離Ｇｎが急激に大きくなっていることになる。このような検出対象Ｆｎの移動態様は、周期的な軌跡の端部Ｅｄを移動するマーカ１０の移動態様と大きく異なる。従って乖離率（Ｇｎ／Ｇａｖ）の値が所定値Ｔ２以上である場合、検出対象Ｆｎは真正のマーカ１０ではなく類似対象Ｒであると判定できる。
【0104】
このように現時点の検出対象Ｆｎが低速移動状態にあると判定された場合、検出対象Ｆｎの移動距離Ｇｎが直近の移動距離Ｇから大きく乖離したかどうかという判定条件に基づいて、検出対象Ｆｎの判定を行う。移動距離Ｇの乖離を判定する手法の一例として、本実施形態では直近の数フレーム分における平均移動距離Ｇａｖに対する、現フレームにおける移動距離Ｇｎの乖離率に基づいて検出対象Ｆｎを判定する。
【0105】
ステップＳ４０５またはステップＳ４０６において検出対象Ｆｎの判定結果が得られることによって、ステップＳ４に係る一連の工程は完了する。検出対象Ｆｎが真正のマーカ１０であると検出対象判定部２３が判定した場合、サーチエリア更新部２５はステップＳ５において、検出対象Ｆｎの位置情報に基づいてサーチエリア記憶部３４の情報などを更新する。その結果、サーチエリア記憶部３４に記憶されている情報は、検出対象Ｆｎの位置を基準位置とするサーチエリアｎ＋１の情報に上書きされる。
【0106】
検出対象Ｆｎが類似対象Ｒであると検出対象判定部２３が判定した場合、サーチエリア更新部２５は検出対象Ｆｎの位置情報を用いず、直近にマーカ１０と判定された検出対象Ｆの位置情報を用いてサーチエリア記憶部３４の情報を決定する。すなわちステップＳ４において検出対象Ｆｎが類似対象Ｒであると判定された場合、ステップＳ５においてサーチエリア記憶部３４の情報は変化しない。言い換えると、検出対象Ｆｎが類似対象Ｒであると判定された場合、サーチエリア記憶部３４に記憶されているサーチエリアの位置情報は変化しない。その結果、次のステップＳ２においてＸ線透視画像Ｐに設定されるサーチエリアＳの位置は変化しない。
【0107】
なお、ステップＳ４０５において検出対象Ｆが類似対象Ｒであると判定された場合、ステップＳ５においてサーチエリア更新部２５はサーチエリアＳを拡大する更新を行うことが好ましい。すなわち図２１に示すように、サーチエリア更新部２５はサーチエリア記憶部３４に記憶される情報をサーチエリアＳｎからサーチエリアＳｎＡへと更新する。更新前のサーチエリアＳｎおよび更新後のサーチエリアＳｎＡは、いずれも検出対象位置Ｂｎ－１を中心とする矩形状の範囲である。すなわちステップＳ５の前後において、真正マーカ記憶部３３に記憶される基準位置の情報は検出対象位置Ｂｎ－１に維持される。その一方、更新後のサーチエリアＳｎＡは図２１の上図に示すように、更新前のサーチエリアＳｎと比べて範囲が拡大されている。サーチエリアＳｎに対するサーチエリアＳｎＡの拡大率Ｎは、１フレームにおけるマーカ１０の移動速度を例とする条件に応じて適宜変更してよい。この場合、Ｘ線透視画像Ｐｎの後に生成されるＸ線透視画像Ｐｎ＋１に対して設定されるサーチエリアＳｎ＋１は、拡大処理がなされたサーチエリアＳｎＡとなる。
【0108】
ステップＳ４０５に分岐している場合、検出対象Ｆは高速移動状態であると判定されている。すなわち、近い過去の数フレーム間における移動平均距離Ｇａｖは所定値Ｔ１以上である。このことは、過去の数フレームのみならず現時点における真正のマーカ１０の移動速度が比較的高い状態であることを意味する。従って、現時点のＸ線透視画像Ｐｎにおけるマーカ１０の位置と、次に取得されるＸ線透視画像Ｐｎ＋１におけるマーカ１０の位置との距離は大きいと予想される。そのため、更新後のサーチエリアＳｎ＋１の広さを更新前のサーチエリアＳｎの広さと同じにした場合、Ｘ線透視画像Ｐｎ＋１に映るマーカ１０の位置はＸ線透視画像Ｐｎ＋１に設定されるサーチエリアＳｎ＋１から外れる可能性が懸念される。
【0109】
そこでステップＳ４０５において検出対象Ｆが類似対象Ｒであると判定された場合、ステップＳ５においてサーチエリア更新部２５はサーチエリアＳｎを拡大してサーチエリアＳｎ＋１に更新させることが好ましい。すなわちサーチエリアＳについて、基準位置は検出対象位置Ｂｎ－１である状態を維持する一方で、広さを拡大する更新を行う。この場合、真正マーカ記憶部３３に記憶される位置情報は、検出対象位置Ｂｎ－１から変更されない。一方、サーチエリア記憶部３４に記憶されるサーチエリアの情報は、サーチエリアＳｎからサーチエリアＳｎＡに更新される。
【0110】
このように検出対象Ｆは高速移動状態であって類似対象Ｒであると判定された場合、次に設定されるサーチエリアＳの情報について、基準位置を維持しつつ広さを拡大させる変更を行う。このような構成ではサーチエリアＳの基準位置を変更させないため、後に生成されるＸ線透視画像Ｐにおいて、サーチエリアＳが類似対象Ｒを追跡するような位置に設定されることを回避できる。その一方で次に設定されるサーチエリアＳは広さが拡大されるため、後に生成されるＸ線透視画像Ｐにおいて、真正のマーカ１０がより確実にサーチエリアＳの内部に含まれるようにサーチエリアＳを設定することができる。
【0111】
ここで、ｎ回目のステップＳ４における判定結果の各々の場合について、次の（ｎ＋１）回目におけるステップＳ４に行われる判定工程の詳細を説明する。まず、ｎ回目のステップＳ３において検出された検出対象Ｆｎがｎ回目のステップＳ４において真正のマーカ１０であると判定された場合、（ｎ＋１）回目のステップＳ４で検出対象Ｆｎ＋１の判定を行う工程は以下の通りである。すなわちステップＳ４０１において、検出対象Ｆｎの位置Ｂｎを起点として検出対象Ｆｎ＋１の移動距離Ｇｎ＋１を算出する。すなわちＸ線透視画像Ｐｎを基点画像として、Ｘ線透視画像Ｐｎ＋１における検出対象Ｆｎ＋１の移動距離Ｇｎ＋１を算出する。その結果、検出対象Ｆｎの位置Ｂｎから検出対象Ｆｎ＋１の位置Ｂｎ＋１までの距離を、検出対象Ｆｎ＋１の移動距離Ｇｎ＋１として算出する。ステップＳ４０２では、検出対象Ｆｎの位置Ｂｎから検出対象Ｆｎ＋１の位置Ｂｎ＋１までの距離および方向に基づいて、検出対象Ｆｎ＋１の移動ベクトルＶｎ＋１を算出する。
【0112】
ステップＳ４０３では、現時点の（最新の）Ｘ線透視画像Ｐｎ＋１から遡って４フレーム分の移動距離Ｇから平均移動距離Ｇａｖを算出する。（ｎ＋１）回目のステップＳ４０３において、現時点の移動距離ＧとはＸ線透視画像Ｐｎ＋１における検出対象Ｆｎ＋１の移動距離Ｇｎ＋１である。そのためステップＳ４０３では移動距離Ｇｎ、移動距離Ｇｎ－１、移動距離Ｇｎ－２、および移動距離Ｇｎ－３の平均値を平均移動距離Ｇａｖとして算出する。なお、検出対象Ｆｎはｎ回目のステップＳ４において真正のマーカ１０と判定されているため、移動ベクトルＶｎは検出対象Ｆｎ－１から検出対象Ｆｎまでの移動ベクトルＶであり、移動距離Ｇｎは検出対象Ｆｎ－１から検出対象Ｆｎまでの移動距離Ｇに相当する。
【0113】
（ｎ＋１）回目のステップＳ４０４では、検出対象Ｆｎから検出対象Ｆｎ＋１までの移動距離Ｇｎ＋１と、移動距離Ｇｎ－３～Ｇｎの平均移動距離Ｇａｖとに基づいて、検出対象Ｆｎ＋１の移動状態を判定する。検出対象Ｆｎ＋１が高速移動状態と判定された場合、ステップＳ４０５に進む。ステップＳ４０５では、検出対象Ｆｎ＋１の移動ベクトルＶｎ＋１と検出対象Ｆｎの移動ベクトルＶｎとの内積（Ｖｎ＋１・Ｖｎ）に基づいて、検出対象Ｆｎ＋１の判定を行う。
【0114】
検出対象Ｆｎ＋１が低速移動状態と判定された場合、ステップＳ４０６に進む。ステップＳ４０６では、検出対象Ｆｎ＋１の移動距離Ｇｎ＋１と（ｎ＋１）回目のステップＳ４０３において算出された平均移動距離Ｇａｖとの乖離率（Ｇｎ＋１／Ｇａｖ）と所定値Ｔ２とを比較することにより、検出対象Ｆｎ＋１の判定を行う。以上のように、ｎ回目のステップＳ４において検出対象Ｆｎが真正のマーカ１０と判定された場合、（ｎ＋１）回目のステップＳ４において検出対象Ｆｎ＋１を判定する工程では検出対象Ｆｎの位置Ｂｎと検出対象Ｆｎ＋１の位置Ｂｎ＋１との情報に基づいて、検出対象Ｆｎ＋１の移動距離Ｇｎ＋１および移動ベクトルＶｎ＋１を算出する。そして移動距離Ｇｎ＋１および移動ベクトルＶｎ＋１を用いて、（ｎ＋１）回目に検出される検出対象Ｆｎ＋１の判定を行うことができる。
【0115】
次に、ｎ回目のステップＳ３において検出された検出対象Ｆｎがｎ回目のステップＳ４において類似対象Ｒであると判定された場合、（ｎ＋１）回目のステップＳ４で検出対象Ｆｎ＋１の判定を行う工程は以下の通りである。図３６は検出対象Ｆｎ＋１が高速移動状態である場合を示しており、図３７は検出対象Ｆｎ＋１が低速移動状態である場合を示している。検出対象Ｆｎが類似対象Ｒである場合、検出対象Ｆｎから検出対象Ｆｎ＋１までの移動方向Ｈおよび移動距離Ｇは真正のマーカ１０の移動態様から逸脱している。そのため検出対象Ｆｎの位置と検出対象Ｆｎ＋１の位置とに基づいて検出対象Ｆｎ＋１の移動ベクトルＶｎ＋１および移動距離Ｇｎ＋１を算出すると、検出対象Ｆｎ＋１の判定精度が低下する。
【0116】
そのため検出対象Ｆｎが類似対象Ｒであると判定された場合、（ｎ＋１）回目のステップＳ４０１では、直近に真正のマーカ１０であると判定された検出対象Ｆｎ－１を起点として検出対象Ｆｎ＋１の移動距離Ｇｎ＋１を算出する。すなわちＸ線透視画像Ｐｎ－１を基点画像として、Ｘ線透視画像Ｐｎ＋１における検出対象Ｆｎ＋１の移動距離Ｇｎ＋１を算出する。その結果、検出対象Ｆｎ－１の位置Ｂｎ－１から検出対象Ｆｎ＋１の位置Ｂｎ＋１までの距離を、検出対象Ｆｎ＋１の移動距離Ｇｎ＋１として算出する。同様にステップＳ４０２では、検出対象Ｆｎ－１の位置Ｂｎ－１から検出対象Ｆｎ＋１の位置Ｂｎ＋１までの距離および方向に基づいて、検出対象Ｆｎ＋１の移動ベクトルＶｎ＋１を算出する。この場合、Ｘ線透視画像Ｐｎ＋１は第１Ｘ線透視画像に相当し、Ｘ線透視画像Ｐｎ－１は第３Ｘ線透視画像に相当する。Ｘ線透視画像Ｐｎ＋１より後に生成されるＸ線透視画像Ｐｎ＋２などは第２Ｘ線透視画像に相当する。
【0117】
この場合、移動ベクトルＶｎ＋１は２フレーム分の移動ベクトルＶに相当するが、１フレームの時間は短いので１フレームの間における移動方向Ｈおよび移動距離Ｇの変化量は小さい。従って、２フレーム分の移動ベクトルＶを用いた場合であっても検出対象Ｆｎ＋１の判定精度が低下することを回避できる。
【0118】
（ｎ＋１）回目のステップＳ４０３では、直近の４フレーム分の移動距離Ｇから直近の過去におけるマーカ１０平均移動距離Ｇａｖを算出する。平均移動距離Ｇａｖを算出する際に用いる移動距離Ｇは、連続する２フレームの検出対象Ｆがいずれも真正のマーカ１０である場合の移動距離Ｇを用いる。すなわち一例として検出対象Ｆｐが類似対象Ｒである場合、検出対象Ｆｐ－１から検出対象Ｆｐまでの移動距離のデータと検出対象Ｆｐから検出対象ｐ＋１までの移動距離Ｇのデータは直近の過去におけるマーカ１０の平均移動距離Ｇａｖの算出には使用しない。
【0119】
ここでは検出対象Ｆｎが類似対象Ｒであるので、検出対象Ｆｎ－１から検出対象Ｆｎまでの移動距離Ｇのデータは使用しない。そのため直近４フレーム分の移動距離Ｇとは、検出対象Ｆｎ－２から検出対象Ｆｎ－１までの移動距離Ｇｎ－１、検出対象Ｆｎ－３から検出対象Ｆｎ－２までの移動距離Ｇｎ－２、検出対象Ｆｎ－４から検出対象Ｆｎ－３までの移動距離Ｇｎ－３、および検出対象Ｆｎ－５から検出対象Ｆｎ－４までの移動距離Ｇｎ－４の４つである。これら４つの移動距離Ｇのデータを用いて平均移動距離Ｇａｖを算出する。
【0120】
ステップＳ４０４では、移動距離Ｇｎ－１～Ｇｎ－４の平均移動距離Ｇａｖ、および検出対象Ｆｎ－１から検出対象Ｆｎ＋１までの移動ベクトルＶｎ＋１を用いて検出対象Ｆｎ＋１の移動状態を判定する。
【0121】
検出対象Ｆｎ＋１が高速移動状態であると判定された場合、ステップＳ４０５に進む。そして、現時点における検出対象Ｆの移動ベクトルＶと直近におけるマーカ１０の移動ベクトルとの内積を算出する。現時点の移動ベクトルＶは、検出対象Ｆｎ－１から検出対象Ｆｎ＋１までの移動ベクトルＶｎ＋１に相当する。なお検出対象Ｆは類似対象Ｒであるので、検出対象Ｆｎ－１から検出対象Ｆｎまでの移動ベクトルＶは直近におけるマーカ１０の移動ベクトルとして用いることができない。一方、さらに近い過去に検出された検出対象Ｆｎ－１および検出対象Ｆｎ－２は、いずれも真正のマーカ１０と判定されている。そのため、ここでは検出対象Ｆｎ－２から検出対象Ｆｎ－１までの移動ベクトルＶｎ－１を直近におけるマーカ１０の移動ベクトルとして用いる。
【0122】
すなわち検出対象判定部２３は、検出対象Ｆｎ－１から検出対象Ｆｎ＋１までの移動ベクトルＶｎ＋１と、検出対象Ｆｎ－２から検出対象Ｆｎ－１までの移動ベクトルＶｎ－１との内積（Ｖｎ＋１・Ｖｎ－１）に基づいて、検出対象Ｆｎ＋１の判定を行う。内積（Ｖｎ＋１・Ｖｎ－１）が０以上である場合は検出対象Ｆｎ＋１が真正のマーカ１０であると判定する。内積（Ｖｎ＋１・Ｖｎ－１）が負の値である場合、は検出対象Ｆｎ＋１が類似対象Ｒであると判定する。
【0123】
検出対象Ｆｎ＋１が低速移動状態であると判定された場合、ステップＳ４０６に進む。そして検出対象判定部２３は、現時点における検出対象Ｆの移動距離Ｇと直近におけるマーカ１０の平均移動距離Ｇａｖとの乖離率に基づいて、現時点における検出対象Ｆを判定する。すなわち検出対象判定部２３は、検出対象Ｆｎ＋１の移動距離Ｇｎ＋１と、直近にマーカ１０と判定されている検出対象Ｆｎ－１～Ｆｎ－５の平均移動距離Ｇａｖとの比を乖離率（Ｇｎ＋１／Ｇａｖ）として算出する。そして乖離率（Ｇｎ＋１／Ｇａｖ）と所定値Ｔ２とを比較することによって、現時点における検出対象Ｆｎ＋１が真正のマーカ１０と類似対象Ｒとのいずれであるかを判定する。
【0124】
このように、所定のフレームにおいて検出対象Ｆが類似対象Ｒであると判定された場合、類似対象Ｒと判定された検出対象Ｆは移動ベクトルＶおよび移動距離Ｇの算出対象から除外することにより、以降のフレームにおける検出対象Ｆの判定を行うことができる。なお、複数フレームにわたって検出対象Ｆが類似対象Ｒであると判定され続けると、移動ベクトルＶの内積または移動距離Ｇの乖離率を用いて検出対象Ｆの判定を行うことが困難となる。
【0125】
そのため、所定数のフレームにわたって検出対象Ｆが類似対象Ｒであると判定され続けた場合、予め定められた範囲ＢＦとなるようにサーチエリアＳの範囲を更新する。範囲ＢＦは、マーカ１０が当該範囲ＢＦに位置している場合において、治療用放射線の照射が許可されるように予め治療計画において定められた範囲である。なお所定数であるＮの値は２以上の数を任意に用いてよい。すなわちＮフレームにわたって検出対象Ｆが類似対象Ｒであると判定され続けた場合、マーカ１０を追跡する動作を中断し、範囲ＢＦにサーチエリアＳを一時的に固定する。すなわちサーチエリア更新部２５はサーチエリア記憶部３４の情報を範囲ＢＦに変更し、当該情報を維持させる。
【0126】
範囲ＢＦにサーチエリアＳを固定した後、サーチエリアＳの更新を再開する処理について説明する。範囲ＢＦにサーチエリアＳが固定されている間、マーカ検出部２１は当該範囲ＢＦの内部を探索して検出対象Ｆを検出する。そして所定フレーム後に生成されるＸ線透視画像Ｐｊにおいて検出対象ＦｊのマッチングスコアＣｊが所定の閾値Ｔ４以上となった場合、検出対象Ｆｊがマーカ１０である蓋然性が高いと判断し、検出対象Ｆの追跡処理を再開する。すなわちサーチエリア更新部２５は、真正マーカ記憶部３３の情報を検出対象Ｆｊの位置情報に更新する。
【0127】
またサーチエリア更新部２５は、検出対象Ｆｊの位置情報に基づいてサーチエリア記憶部３４の情報を更新する。当該更新により、サーチエリア記憶部３４の情報は、検出対象Ｆｊの位置を中心とするサーチエリアＳｊ＋１の情報に変更される。その結果、Ｘ線透視画像Ｐｊの次に生成されるＸ線透視画像Ｐｊ＋１には検出対象Ｆｊの位置を中心とするサーチエリアＳｊ＋１が設定されるので、Ｘ線透視画像Ｐｊ＋１以降のＸ線透視画像Ｐには検出対象Ｆを追跡するにサーチエリアＳが設定されることとなる。
【0128】
第１実施形態に係るＸ線透視装置１では、マーカ検出部２１がＸ線透視画像Ｐから検出した検出対象Ｆに対して、真正のマーカ１０と類似対象Ｒとのいずれに該当するかを判定する検出対象判定部２３を備えている。マーカ検出部２１はテンプレートマッチングを例とする手法により、対象の形状などに基づいてＸ線透視画像Ｐに映る対象がマーカ１０であるかどうかを判断して検出対象Ｆを検出する。その一方で検出対象判定部２３は、検出対象Ｆの移動態様に基づいて当該検出対象Ｆがマーカ１０であるかどうかを判定する。すなわち検出対象判定部２３はマーカ検出部２１とは異なる基準でマーカ１０の特定を行うので、マーカ検出部２１と検出対象判定部２３とを備えることによってマーカ１０の検出精度をより向上させることができる。
【0129】
また第１実施形態に係るＸ線透視装置１は、検出対象Ｆの移動状態が高速移動状態であるか低速移動状態であるかを判定する移動状態判定部２９を備えている。そして検出対象判定部２３は、検出対象Ｆが高速移動状態である場合と低速移動状態である場合との各々について、異なる判定基準を用いることによって検出対象Ｆがマーカ１０であるかどうかを判定する。
【0130】
発明者は、被検体Ｍの呼吸などに起因するマーカ１０の移動は周期的であり、当該周期的な移動において、マーカ１０の移動速度に応じて２種類の移動パターンがあることに着目した。すなわちマーカ１０が高速移動状態である場合は移動方向が一定であり、マーカ１０が低速移動状態である場合は移動距離が一定であることに着目した。そこでマーカ検出部２１が検出した検出対象Ｆが高速移動状態である場合、検出対象Ｆの移動方向Ｈが直近の移動方向Ｈから大きく変化しているかどうかという判断基準を適用することにより、検出対象Ｆの判定精度を向上できる。またマーカ検出部２１が検出した検出対象Ｆが低速移動状態である場合、検出対象Ｆの移動距離Ｇが低速移動状態であるマーカ１０の平均移動距離から大きく乖離しているかどうかという判断基準を適用することにより、検出対象Ｆの判定精度を向上できる。
【0131】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係るＸ線透視装置１０１について説明する。検出対象判定部２３を備える第１実施形態と異なり、第２実施形態では後述するフレームアウト検出部１０３などを備えている。なお、第２実施形態に係るＸ線透視装置１０１のうち、第１の実施形態に係るＸ線透視装置１と同様の構成については同一符号を付すに留め、説明を省略する。
次に、第２実施形態に係るＸ線透視装置１０１について説明する。検出対象判定部２３を備える第１実施形態と異なり、第２実施形態では後述するフレームアウト検出部１０３などを備えている。なお、第２実施形態に係るＸ線透視装置１０１のうち、第１の実施形態に係るＸ線透視装置１と同様の構成については同一符号を付すに留め、説明を省略する。
【0132】
図２２は、第２実施形態に係るＸ線透視装置１０１の機能ブロック図である。第２実施形態において、制御部９はフレームアウト検出部１０３と、スコア取得部１０５と、マーカ復帰検出部１０７と、更新状態切換部１０８とを備えている。また第２実施形態において、記憶部１５は基準位置記憶部１０９を備えている。フレームアウト検出部１０３は、サーチエリア設定部２２が設定したサーチエリアＳとＸ線透視画像Ｐの外縁部との位置関係に基づいて、フレームアウト状態の有無を検知する。本実施形態においてフレームアウト状態とは、マーカ１０の位置がＸ線透視画像Ｐの撮影範囲内から撮影範囲外へ移動することが想定される状態を意味する。
【0133】
本実施形態では、検出対象Ｆが高速移動状態であり、かつサーチエリアＳの一部がＸ線透視画像Ｐの外部に設定される場合にフレームアウト状態と判定する。なお検出対象Ｆが高速移動状態であり、かつサーチエリアＳの境界線がＸ線透視画像Ｐの外周に接している状態もフレームアウト状態に含むものとする。フレームアウト状態の発生を判定する工程の詳細については後述する。
【0134】
スコア取得部１０５は、検出対象Ｆの各々について算出されたマッチングスコアＣの情報を適宜取得する。本実施形態においてマッチングスコアＣは、テンプレート画像Ｔｐのマーカ１０とＸ線透視画像Ｐの検出対象Ｆとの類似度を意味する。またスコア取得部１０５は、最も新しく検出された検出対象ＦのマッチングスコアＣと過去に検出された検出対象ＦのマッチングスコアＣとを比較することで、最も新しく検出された検出対象Ｆの判定を行う。
【0135】
マーカ復帰検知部１０７は、マーカ復帰状態の有無を検知する。本実施形態においてマーカ復帰状態とは、追跡対象であるマーカ１０の位置がＸ線透視画像Ｐの撮影範囲外からＸ線透視画像Ｐの撮影範囲内へ復帰した状態を意味する。本実施形態では、マッチングスコアＣおよび移動ベクトルＶの情報に基づいて、マーカ復帰状態の発生を検知する。本実施形態において、マーカ復帰検知部１０７は追跡対象復帰検知部に相当する。
【0136】
更新状態切換部１０８は、サーチエリア更新部２５を通常状態およびエリア固定状態のいずれかに切り換える。基準位置記憶部１０９は、サーチエリアＳの基準位置に相当する位置情報を記憶する。本実施形態では基準位置を中心とする範囲として、サーチエリア更新部２５は次のＸ線透視画像に設定されるサーチエリアＳの情報を更新する。
【0137】
基準位置記憶部１０９に記憶される基準位置の情報を更新する態様は、サーチエリア更新部２５の状態によって変化する。サーチエリア更新部２５が通常状態である場合、最も新しく検出された検出対象Ｆの検出対象位置Ｂが基準位置として記憶される。すなわちサーチエリア更新部２５が通常状態である場合、Ｘ線透視画像Ｐが生成されるたびに基準位置の情報が更新される。
【0138】
サーチエリア更新部２５がエリア固定状態である場合、基準位置記憶部１０９に記憶される基準位置の情報は、サーチエリア更新部２５がエリア固定状態に切り換えられた時点の基準位置に維持される。すなわちサーチエリア更新部２５がエリア固定状態である間は基準位置の情報が変化しない。サーチエリア更新部２５の状態を切り換える態様の詳細については後述する。
【0139】
＜通常状態における基本動作＞
ここで、第２実施形態に係るＸ線透視装置１０１の基本動作について説明する。図２３は、第２実施形態に係るＸ線透視装置１０１を用いてマーカ１０を追跡する工程の概要を示すフローチャートである。なお、図３に示す第１実施形態と同様の工程については詳細な説明を省略する。なおここではステップＳ１の開始時点において、サーチエリア更新部２５は通常状態であるものとする。すなわちここではサーチエリア更新部２５が通常状態である場合におけるＸ線透視装置１０１の基本動作を説明する。
ここで、第２実施形態に係るＸ線透視装置１０１の基本動作について説明する。図２３は、第２実施形態に係るＸ線透視装置１０１を用いてマーカ１０を追跡する工程の概要を示すフローチャートである。なお、図３に示す第１実施形態と同様の工程については詳細な説明を省略する。なおここではステップＳ１の開始時点において、サーチエリア更新部２５は通常状態であるものとする。すなわちここではサーチエリア更新部２５が通常状態である場合におけるＸ線透視装置１０１の基本動作を説明する。
【0140】
ステップＳ１（Ｘ線透視画像の生成）
第２実施形態におけるステップＳ１の工程は第１実施形態におけるステップＳ１と同様である。すなわち第１の撮像系Ｌ１および第２の撮像系Ｌ２を用いてＸ線透視を行い、それぞれ異なる方向から撮影された２枚のＸ線透視画像Ｐを生成する。また最新のＸ線透視画像ＰとしてＸ線透視画像Ｐｎが生成されるものとする。
第２実施形態におけるステップＳ１の工程は第１実施形態におけるステップＳ１と同様である。すなわち第１の撮像系Ｌ１および第２の撮像系Ｌ２を用いてＸ線透視を行い、それぞれ異なる方向から撮影された２枚のＸ線透視画像Ｐを生成する。また最新のＸ線透視画像ＰとしてＸ線透視画像Ｐｎが生成されるものとする。
【0141】
ステップＳ２（サーチエリアの設定）
Ｘ線透視画像Ｐが新たに生成されると、当該最新のＸ線透視画像Ｐに対してサーチエリアＳの設定を行う。第２実施形態において、サーチエリア設定部２２は基準位置記憶部１０９に記憶されている基準位置の情報を読み出し、基準位置を中心としてサーチエリアＳを設定する。
Ｘ線透視画像Ｐが新たに生成されると、当該最新のＸ線透視画像Ｐに対してサーチエリアＳの設定を行う。第２実施形態において、サーチエリア設定部２２は基準位置記憶部１０９に記憶されている基準位置の情報を読み出し、基準位置を中心としてサーチエリアＳを設定する。
【0142】
サーチエリア更新部２５が通常状態である場合、最も新しく検出された検出対象Ｆの位置情報が基準位置記憶部１０９に記憶されている。ステップＳ２の開始時点において「最も新しく検出された検出対象Ｆ」とは、直近に生成されたＸ線透視画像Ｐｎ－１からマーカ検出部２１が検出した検出対象Ｆｎ－１である。そのためサーチエリア設定部２２は最新のＸ線透視画像Ｐｎに対して、検出対象位置Ｂｎ－１を中心とする範囲をサーチエリアＳｎとして設定する。サーチエリア更新部２５が通常状態である場合、Ｘ線透視画像Ｐｎに設定されるサーチエリアＳｎの位置および広さは第１実施形態と同様であり、図５に示す通りである。
【0143】
ステップＳ３（マーカの探索）
第２実施形態におけるステップＳ３の工程は、第１実施形態におけるステップＳ３と共通する。すなわちＸ線透視画像ＰｎにサーチエリアＳｎが設定されると、マーカ検出部２１はテンプレート画像Ｔｐに映るマーカ１０の像を参照し、Ｘ線透視画像ＰｎのうちサーチエリアＳの内部ｎを探索する。そしてマーカ検出部２１は、マーカ１０との類似度（マッチングスコア）が最も高いと判定された対象を検出する。すなわちマーカ検出部２１はマーカ１０としてＸ線透視画像Ｐｎから検出対象Ｆｎを検出する。検出対象Ｆｎのマッチングスコアに関する情報は記憶部１５に記憶される。
第２実施形態におけるステップＳ３の工程は、第１実施形態におけるステップＳ３と共通する。すなわちＸ線透視画像ＰｎにサーチエリアＳｎが設定されると、マーカ検出部２１はテンプレート画像Ｔｐに映るマーカ１０の像を参照し、Ｘ線透視画像ＰｎのうちサーチエリアＳの内部ｎを探索する。そしてマーカ検出部２１は、マーカ１０との類似度（マッチングスコア）が最も高いと判定された対象を検出する。すなわちマーカ検出部２１はマーカ１０としてＸ線透視画像Ｐｎから検出対象Ｆｎを検出する。検出対象Ｆｎのマッチングスコアに関する情報は記憶部１５に記憶される。
【0144】
ステップＳ４（サーチエリアの更新）
第２実施形態に係るＸ線透視装置１０１は検出対象判定部２３を有しない。そのため第１実施形態と異なり、検出対象判定部２３によって検出対象Ｆを判定する工程が省略される。そのためステップＳ３が完了してＸ線透視画像Ｐから検出対象Ｆが検出されると、ステップＳ４としてサーチエリアＳを更新する動作が開始される。図２４は、第２実施形態に係るステップＳ４の工程を示すフローチャートである。
第２実施形態に係るＸ線透視装置１０１は検出対象判定部２３を有しない。そのため第１実施形態と異なり、検出対象判定部２３によって検出対象Ｆを判定する工程が省略される。そのためステップＳ３が完了してＸ線透視画像Ｐから検出対象Ｆが検出されると、ステップＳ４としてサーチエリアＳを更新する動作が開始される。図２４は、第２実施形態に係るステップＳ４の工程を示すフローチャートである。
【0145】
ステップＳ４が開始されると、サーチエリア更新部２５の状態に応じて工程を分岐する（分岐Ｑ５）。サーチエリア更新部２５が通常状態である場合、ステップＳ４Ａへ進む。一方、サーチエリア更新部２５がエリア固定状態である場合はステップＳ４Ｃへ進む。ここではサーチエリア更新部２５が通常状態である場合について説明しているため、ステップＳ４Ａの工程が開始される。
【0146】
ステップＳ４Ａが開始されると、基準情報の更新が行われる。すなわちステップＳ３において検出された検出対象Ｆｎの位置情報（検出対象位置Ｂｎの情報）は、基準位置記憶部１０９に上書き記憶される。すなわちサーチエリア更新部２５が通常状態である場合、Ｘ線透視画像Ｐｎから検出対象Ｆｎが検出されることにより、基準位置記憶部１０９に記憶されている基準位置は検出対象位置ｎ－１から検出対象位置Ｂｎに更新される。基準位置の情報が更新されることにより、ステップＳ４Ａの工程は完了する。
【0147】
ステップＳ４Ａが完了すると、ステップＳ４Ｂへと進む。ステップＳ４Ｂでは基準位置の情報に基づいて、次に生成されるＸ線透視画像Ｐに設定されるサーチエリアＳが更新される。本実施形態において、基準位置はサーチエリアＳの中心となる位置である。そしてサーチエリア更新部２５が通常状態である場合、基準位置は検出対象位置ｎ－１から検出対象位置Ｂｎに更新されている。そのため、サーチエリア更新部２５は次に設定されるサーチエリアＳの情報を、検出対象位置ｎ－１を中心とするサーチエリアＳｎから検出対象位置ｎを中心とするサーチエリアＳｎ＋１へと更新する（図１１を参照）。サーチエリア更新部２５が通常状態である場合、サーチエリアの広さは更新前後で変化しない。すなわちこの場合、更新前のサーチエリアＳｎと更新後のサーチエリアＳｎ＋１とは広さが同じである。サーチエリアＳが更新されることによってステップＳ４の工程は完了する。
【0148】
ステップＳ５（更新状態の判定）
第２実施形態ではサーチエリアＳを更新するステップＳ４の工程が完了すると、ステップＳ５において、更新状態の判定を行う。すなわち更新状態切換部１０８はフレームアウト状態の有無などに基づいて、サーチエリア更新部２５の更新状態を判定する。そして更新状態切換部１０８は判定結果に応じて、サーチエリア更新部２５の更新状態を通常状態またはエリア固定状態に切り換える。
第２実施形態ではサーチエリアＳを更新するステップＳ４の工程が完了すると、ステップＳ５において、更新状態の判定を行う。すなわち更新状態切換部１０８はフレームアウト状態の有無などに基づいて、サーチエリア更新部２５の更新状態を判定する。そして更新状態切換部１０８は判定結果に応じて、サーチエリア更新部２５の更新状態を通常状態またはエリア固定状態に切り換える。
【0149】
フレームアウト状態は、マーカ１０の位置がＸ線透視画像Ｐの撮影範囲内から撮影範囲外へ移動することが想定される状態である。被検体Ｍに留置されているマーカ１０は、被検体Ｍの呼吸などに起因して変位する。その結果、マーカ１０がＸ線透視画像Ｐの撮影範囲外へと移動する場合がある。マーカ１０がＸ線透視画像Ｐの撮影範囲外へ移動した状態でマッチングスコアに基づくマーカ１０の探索を行うと、マーカ検出部２１は類似対象Ｒをマーカ１０として検出することとなる。すなわち検出対象Ｆが実際にはマーカ１０ではなく類似対象Ｒであるという事態が発生する。
【0150】
サーチエリア更新部２５が通常状態である場合、最新の検出対象Ｆの位置を中心として、Ｘ線透視画像Ｐが生成されるたびにサーチエリアＳの位置が更新される。しかしながらマーカ１０がＸ線透視画像Ｐの撮影範囲外へと移動した状態で、最新の検出対象Ｆの位置を基準位置としてサーチエリアＳを更新すると、類似対象Ｒである検出対象Ｆの位置を中心としてサーチエリアＳの位置が更新されてしまう。この場合、以後に生成されるＸ線透視画像Ｐにおいて、真正のマーカ１０がサーチエリアＳの外部に位置する可能性が高くなる。その結果、以後のＸ線透視画像Ｐにおいてマーカ１０の検出精度が低下することが懸念される。
【0151】
そこで第２の実施形態では、フレームアウト状態が発生するとサーチエリア更新部２５を通常状態からエリア固定状態へと切り換える制御を行う。サーチエリア更新部２５がエリア固定状態になると、当該エリア固定状態が解除されるまでの間、基準位置記憶部１０９に記憶される基準位置の情報を維持させる。すなわちサーチエリア更新部２５がエリア固定状態である間はサーチエリアＳの位置が固定される。また第２の実施形態では、マーカ１０がＸ線透視画像Ｐの外部から内部へ復帰した状態であるマーカ復帰状態が検知されると、更新状態切換部１０８はエリア固定状態を解除してサーチエリア更新部２５を通常状態に切り換える制御を行う。フレームアウト状態およびマーカ復帰状態を検知する基準および手法の詳細については後述する。
【0152】
ステップＳ６（三次元位置の算出）
第２実施形態に係るステップＳ６の工程は、第１実施形態に係るステップＳ６と同様である。すなわちマーカ位置算出部２６は、第１の撮像系Ｌ１および第２の撮像系Ｌ２によって取得された２枚のＸ線透視画像Ｐを用いて、マーカ１０の三次元位置を算出する。算出されたマーカ１０の三次元位置と事前の治療計画によって決定されている三次元座標との距離が許容範囲内である場合、図示しない治療放射線照射装置に設けられている治療器から治療用放射線が被検体Ｍに照射される。以降、適宜ステップＳ１～Ｓ６の工程を繰り返し、連続的にＸ線透視画像Ｐを取得してマーカ１０を追跡しつつ、治療用放射線による治療を行う。
第２実施形態に係るステップＳ６の工程は、第１実施形態に係るステップＳ６と同様である。すなわちマーカ位置算出部２６は、第１の撮像系Ｌ１および第２の撮像系Ｌ２によって取得された２枚のＸ線透視画像Ｐを用いて、マーカ１０の三次元位置を算出する。算出されたマーカ１０の三次元位置と事前の治療計画によって決定されている三次元座標との距離が許容範囲内である場合、図示しない治療放射線照射装置に設けられている治療器から治療用放射線が被検体Ｍに照射される。以降、適宜ステップＳ１～Ｓ６の工程を繰り返し、連続的にＸ線透視画像Ｐを取得してマーカ１０を追跡しつつ、治療用放射線による治療を行う。
【0153】
＜更新状態判定の詳細＞
ここで、第２実施形態のステップＳ５においてサーチエリア更新部２５の更新状態を判定する工程の詳細を説明する。図２５は、第２実施形態のステップＳ５の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ５は、開始時点においてサーチエリア更新部２５が通常状態とエリア固定状態とのいずれであるかによって工程を分岐する（分岐Ｑ６）。
ここで、第２実施形態のステップＳ５においてサーチエリア更新部２５の更新状態を判定する工程の詳細を説明する。図２５は、第２実施形態のステップＳ５の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ５は、開始時点においてサーチエリア更新部２５が通常状態とエリア固定状態とのいずれであるかによって工程を分岐する（分岐Ｑ６）。
【0154】
ステップＳ５の開始時点においてサーチエリア更新部２５が通常状態である場合、ステップＳ５０１へ進む。一方、サーチエリア更新部２５がエリア固定状態である場合はステップＳ５０４へ進む。
【0155】
まずはサーチエリア更新部２５が通常状態である場合におけるステップＳ５の概要を説明する。サーチエリア更新部２５が通常状態である場合、ステップＳ５ではサーチエリア更新部２５を通常状態からエリア固定状態へ切り換えるか否かを判定する。すなわちステップＳ５Ａ～Ｓ５Ｃの工程によってフレームアウト状態の有無を判定する。フレームアウト状態が検知されない場合、サーチエリア更新部２５は通常状態に維持される（判定Ａ５）。フレームアウト状態が検知された場合、サーチエリア更新部２５は通常状態からエリア固定状態へ切り換えられる（判定Ａ６）。以下、ステップＳ５Ａ～Ｓ５Ｃの詳細について説明する。
【0156】
ステップＳ５Ａ（移動距離の算出）
サーチエリア更新部２５が通常状態である場合、まずは現時点において検出された検出対象Ｆが高速移動状態であるか否かを判定する。そのため、まずはＸ線透視画像Ｐから検出された検出対象Ｆの移動距離Ｇを算出する。すなわち移動ベクトル算出部２７は、現時点で得られたＸ線透視画像Ｐｎにおける検出対象位置Ｂｎと、当該Ｘ線透視画像Ｐｎより前の時点で生成されたＸ線透視画像Ｐｎ－１における検出対象位置Ｂｎ－１とに基づいて、検出対象Ｆｎの移動距離Ｇｎを算出する。移動距離Ｇｎの情報は、記憶部１５に適宜記憶される。
サーチエリア更新部２５が通常状態である場合、まずは現時点において検出された検出対象Ｆが高速移動状態であるか否かを判定する。そのため、まずはＸ線透視画像Ｐから検出された検出対象Ｆの移動距離Ｇを算出する。すなわち移動ベクトル算出部２７は、現時点で得られたＸ線透視画像Ｐｎにおける検出対象位置Ｂｎと、当該Ｘ線透視画像Ｐｎより前の時点で生成されたＸ線透視画像Ｐｎ－１における検出対象位置Ｂｎ－１とに基づいて、検出対象Ｆｎの移動距離Ｇｎを算出する。移動距離Ｇｎの情報は、記憶部１５に適宜記憶される。
【0157】
ステップＳ５Ｂ（平均移動距離の算出）
最新のＸ線透視画像Ｐｎにおいて検出対象Ｆｎの移動距離Ｇｎが算出された後、過去の数フレーム分におけるマーカ１０の平均移動距離Ｇａｖを算出する。検出対象判定部２３を有しない第２実施形態では平均移動距離Ｇａｖを算出する場合、平均距離算出部２８は各々のＸ線透視画像Ｐから検出される検出対象Ｆが真正のマーカ１０であるものとして、Ｘ線透視画像Ｐｎより過去に得られたＸ線透視画像Ｐを適宜選択する。すなわち第２実施形態において平均移動距離Ｇａｖを算出する場合、最も新しく算出された移動距離Ｇｎから遡って複数個の移動距離Ｇの情報を取得し、取得された複数の移動距離Ｇの平均を平均移動距離Ｇａｖとして算出する。ここでは４フレーム分の移動距離Ｇｎ－４～Ｇｎ－１の平均値を平均移動距離Ｇａｖとして算出する。
最新のＸ線透視画像Ｐｎにおいて検出対象Ｆｎの移動距離Ｇｎが算出された後、過去の数フレーム分におけるマーカ１０の平均移動距離Ｇａｖを算出する。検出対象判定部２３を有しない第２実施形態では平均移動距離Ｇａｖを算出する場合、平均距離算出部２８は各々のＸ線透視画像Ｐから検出される検出対象Ｆが真正のマーカ１０であるものとして、Ｘ線透視画像Ｐｎより過去に得られたＸ線透視画像Ｐを適宜選択する。すなわち第２実施形態において平均移動距離Ｇａｖを算出する場合、最も新しく算出された移動距離Ｇｎから遡って複数個の移動距離Ｇの情報を取得し、取得された複数の移動距離Ｇの平均を平均移動距離Ｇａｖとして算出する。ここでは４フレーム分の移動距離Ｇｎ－４～Ｇｎ－１の平均値を平均移動距離Ｇａｖとして算出する。
【0158】
現時点における検出対象Ｆｎの移動距離Ｇｎ、および過去のマーカ１０の平均移動距離Ｇａｖの情報が取得された後、移動状態判定部２９は検出対象Ｆｎの移動状態を判定する。移動状態の判定基準は第１実施形態と同様である。すなわち移動距離Ｇｎおよび平均移動距離Ｇａｖの値がいずれも所定値Ｔ１以上である場合、現時点の検出対象Ｆｎが高速移動状態であると判定される。移動距離Ｇｎおよび平均移動距離Ｇａｖの値の少なくとも一方が所定値Ｔ１未満である場合、現時点の検出対象Ｆｎが低速移動状態であると判定される。
【0159】
ステップＳ５ＡおよびステップＳ５Ｂが完了した後、検出対象Ｆｎの移動状態によって工程を分岐する（分岐Ｑ７）。現時点の検出対象Ｆｎが低速移動状態であると移動状態判定部２９が判定した場合、更新状態切換部１０８はフレームアウト状態の条件を満たしていないと判定する。そして更新状態切換部１０８はサーチエリア更新部２５を通常状態に維持させ、ステップＳ５を終了させる（判定Ａ５）。
【0160】
一方、現時点の検出対象Ｆｎが高速移動状態であると移動状態判定部２９が判定した場合、更新状態切換部１０８はフレームアウト状態の第１条件を満たしていると判定する。この場合、ステップＳ５Ｃの工程へと進む。
【0161】
ステップＳ５Ｃ（フレームアウト状態の判定）
ステップＳ５Ｃが開始されると、フレームアウト検知部１０３はサーチエリアＳがＸ線透視画像Ｐの範囲外に到達したか否かを判定する。すなわち直近のステップＳ４において更新されたサーチエリアＳｎ＋１がＸ線透視画像Ｐの外縁部ＰＬに当接または交差した場合、サーチエリアＳがＸ線透視画像Ｐの範囲外に到達したと判定される。図２６は、現時点の（最新の）検出対象Ｆｎの位置を基準として設定されたサーチエリアＳｎ＋１が、Ｘ線透視画像Ｐの外縁部ＰＬに交差している状態を示している。
ステップＳ５Ｃが開始されると、フレームアウト検知部１０３はサーチエリアＳがＸ線透視画像Ｐの範囲外に到達したか否かを判定する。すなわち直近のステップＳ４において更新されたサーチエリアＳｎ＋１がＸ線透視画像Ｐの外縁部ＰＬに当接または交差した場合、サーチエリアＳがＸ線透視画像Ｐの範囲外に到達したと判定される。図２６は、現時点の（最新の）検出対象Ｆｎの位置を基準として設定されたサーチエリアＳｎ＋１が、Ｘ線透視画像Ｐの外縁部ＰＬに交差している状態を示している。
【0162】
図２６のように、検出対象Ｆｎが高速移動状態であってサーチエリアＳｎ＋１がＸ線透視画像Ｐの外縁部ＰＬに交差する場合、以下のような事態が予想される。検出対象Ｆｎを中心とするするサーチエリアＳｎがＸ線透視画像Ｐの外縁部ＰＬに交差しない一方で、検出対象Ｆｎを中心とするサーチエリアＳｎ＋１がＸ線透視画像Ｐの外縁部ＰＬに交差する。このことから、Ｘ線透視画像Ｐｎにおいて検出対象Ｆｎすなわちマーカ１０は、Ｘ線透視画像Ｐｎの外縁部ＰＬへ近づくように移動していると考えられる。また検出対象Ｆｎが高速移動状態であることから、マーカ１０はＸ線透視画像Ｐの外部へ向かって高速で移動していると考えられる。
【0163】
このような移動パターンを続けると、図２７に示すように、ｔフレーム後のＸ線透視画像Ｐｎ＋ｔにおいて、マーカ１０はＸ線透視画像Ｐｎ＋ｔの撮影範囲外に相当する、符号Ｕ１で示される位置へ移動することが予想される。マーカ１０がＸ線透視画像Ｐｎ＋ｔの撮影範囲外へ移動した状態でマーカ検出部２１がテンプレートマッチングによるマーカ１０の探索を行うと、マーカ１０と異なる物体である類似対象Ｒがマーカ検出部２１によって検出される。そしてサーチエリア設定部２２は当該類似対象Ｒの位置を基準としてサーチエリアＳを設定する。その結果、Ｘ線透視画像Ｐｎ＋ｔの後に取得されるＸ線透視画像Ｐでは類似対象Ｒを追跡するようにサーチエリアＳが設定され続ける。
【0164】
この場合、図２８に示すように、マーカ１０が後にＸ線透視画像Ｐの内部へ復帰して符号Ｕ２で示す位置へ移動しても、サーチエリアＳは復帰したマーカ１０から離れた位置にある類似対象Ｒを追跡するように設定される。そのため、復帰したマーカ１０はサーチエリアＳから外れる可能性が高くなる。その結果、真正のマーカ１０がマーカ検出部２１による探索の対象外となるので、マーカ１０が画像内に復帰した場合であってもマーカ検出部２１によって検出されなくなる。このように、マーカ１０がＸ線透視画像Ｐの範囲外へ移動することに起因して、以降においてマーカ１０の検出精度が低下するという問題が発生する。
【0165】
そこで第２実施形態では、マーカ１０の位置がＸ線透視画像Ｐの撮影範囲内から撮影範囲外へ移動することが想定される状態をフレームアウト状態として検知する。そしてフレームアウト状態が検知されると、サーチエリア更新部２５をエリア固定状態に切り換えてサーチエリア記憶部３４の情報の更新を中断させる。すなわちサーチエリア更新部２５がエリア固定状態に切り換えられることにより、以降に生成されるＸ線透視画像Ｐにサーチエリア設定部２２が設定するサーチエリアＳの位置が固定されることとなる。
【0166】
ステップＳ５Ｃが完了した後、直近に更新されたサーチエリアＳに応じて工程を分岐する（分岐Ｑ８）。直近のステップＳ４において更新されたサーチエリアＳｎ＋１の全領域がＸ線透視画像Ｐの撮影範囲内に含まれている場合、フレームアウト状態の第２条件を満たしていないのでフレームアウト検知部１０３はフレームアウト状態を検知しない。フレームアウト状態が検知されない場合、更新状態切換部１０８はサーチエリア更新部２５を通常状態に維持させ、ステップＳ５を終了させる（判定Ａ５）。
【0167】
一方、現時点の検出対象Ｆｎが高速移動状態であり、かつ更新されたサーチエリアＳｎ＋１がＸ線透視画像Ｐの範囲外に到達した場合、フレームアウト状態の条件を２つとも満たしている。そのため、フレームアウト検知部１０３はフレームアウト状態の発生を検知する。フレームアウト状態をフレームアウト検知部１０３が検知することにより、更新状態切換部１０８はサーチエリア更新部２５を通常状態からエリア固定状態に切り換え、ステップＳ５を終了させる（判定Ａ６）。そしてステップＳ６が完了すると再度ステップＳ１に戻り、サーチエリア更新部２５がエリア固定状態となっている状態でステップＳ１～Ｓ６の工程を行う。
【0168】
サーチエリア更新部２５がエリア固定状態に切り換えられると、サーチエリア更新部２５はフレームアウト状態が検知された時点で検出されている検出対象Ｆの位置に基づいてサーチエリアＳを更新し続ける。すなわちｎ回目のステップＳ５においてサーチエリア更新部２５がエリア固定状態に切り換えられた状態で（ｎ＋１）回目のステップＳ１～Ｓ６を繰り返す場合、（ｎ＋１）回目のステップＳ３においてマーカ検出部２１が検出する検出対象Ｆｎ＋１の位置情報は基準位置記憶部１０９に記憶されない。すなわち（ｎ＋１）回目のステップＳ４が開始される時点において、基準位置記憶部１０９に記憶されている基準位置の情報は、検出対象位置Ｂｎ＋１に上書きされるのではなく、フレームアウト状態が検知された時点で記憶されている検出対象位置Ｂｎに維持される（図２４、ステップＳ４Ｃを参照）。その結果、サーチエリア記憶部３４に記憶される情報は、検出対象位置Ｂｎを基準位置とするサーチエリアＳｎ＋１に維持される（図２４、ステップＳ４Ｄを参照）。
【0169】
基準位置が検出対象位置Ｂｎに維持されることにより、（ｎ＋１）回目のステップＳ３において検出される検出対象Ｆｎ＋１の位置と無関係に、サーチエリア更新部２５は（ｎ＋１）回目のステップＳ４において検出対象位置Ｂｎを基準位置としてサーチエリアＳを更新する。サーチエリア更新部２５がエリア固定状態である間、基準位置記憶部１０９に記憶されている基準位置の情報は変更されない。その結果、エリア固定状態が解除されるまでの間、サーチエリア設定部２２は以降に生成されるＸ線透視画像Ｐｎ＋１、Ｐｎ＋２、Ｐｎ＋３などに対して、フレームアウト状態が検知された時点の直近に更新されていたサーチエリアｎ＋１を設定し続ける。すなわちエリア固定状態が解除されるまでの間、Ｘ線透視画像Ｐに設定されるサーチエリアＳの位置が固定される。
【0170】
エリア固定状態の具体例を図２９に示す。ｔフレーム後に生成されるＸ線透視画像Ｐｎ＋ｔに対するサーチエリアＳを更新する場合、マーカ１０がＸ線透視画像Ｐｎ＋ｔの範囲外に移動しているにも関わらず、サーチエリアｎ＋１と同じ位置となるように更新が行われてサーチエリアＳｎ＋ｔが設定される。サーチエリア更新部２５がエリア固定状態となっているため、Ｘ線透視画像Ｐｎ＋ｔに類似対象Ｒが映っている場合であっても類似対象Ｒを基準としてサーチエリアＳｎ＋ｔが更新されることを回避できる。従って、マーカ１０がＸ線透視画像Ｐの撮影範囲外に移動することに起因して、以降に生成されるＸ線透視画像Ｐにおいてマーカ１０の検出精度が低下することを防止できる。
【0171】
なおサーチエリア更新部２５がエリア固定状態に切り換えられる場合、直近に更新されたサーチエリアＳを拡大補正し、拡大補正されたサーチエリアＳに更新した状態でサーチエリア更新部２５がエリア固定状態に切り換えられることが好ましい。また、直近に更新されたサーチエリアＳがＸ線透視画像Ｐの外縁部ＰＬと交差している場合、直近に更新されたサーチエリアＳの位置をＸ線透視画像Ｐの外縁部ＰＬに当接させる位置に移動させる補正を行い、位置が補正されたサーチエリアＳに更新した状態でエリア固定状態へ移行することがさらに好ましい。
【0172】
図３０は、直近に更新されたサーチエリアＳｎ＋１の位置および広さを補正させたサーチエリアＳｎ＋１Ａを示している。すなわちサーチエリアＳｎ＋１ＡはサーチエリアＳｎ＋１から所定の拡大率で拡大されている。またサーチエリアＳｎ＋１Ａの中心位置は、サーチエリアＳｎ＋１の中心位置（検出対象Ｆｎの位置）から補正されている。サーチエリアＳｎ＋１Ａの中心位置を補正する方向および距離は、サーチエリアＳｎ＋１ＡがＸ線透視画像Ｐの外縁部ＰＬに当接する程度に適宜設定できる。サーチエリア更新部２５は、サーチエリアＳの情報をサーチエリアＳｎ＋１からサーチエリアＳｎ＋１Ａに更新した状態で、エリア固定状態へ移行する。
【0173】
このような補正を行う構成を有する場合、検出対象Ｆｎの移動状態、および検出対象Ｆｎを基準位置とするサーチエリアＳｎ＋１についてフレームアウト状態が検知された後、サーチエリアＳｎ＋１の位置および広さを補正してサーチエリアＳｎ＋１Ａの情報を算出する。そしてサーチエリア記憶部３４に記憶される情報をサーチエリアＳｎ＋１Ａに更新させた状態で、更新状態切換部１０８はサーチエリア更新部２５をエリア固定状態に切り換える。その結果、エリア固定状態が解除されるまでの間、生成されるＸ線透視画像Ｐの各々にはサーチエリアＳｎ＋１Ａが設定され続けることとなる。
【0174】
サーチエリアＳをサーチエリアＳｎ＋１Ａに拡大補正した状態で固定させることにより、図３１に示すようにマーカ１０が楕円状の軌道Ｋ２に沿ってＸ線透視画像Ｐの撮影範囲内に復帰する場合であっても、撮影範囲内に復帰したマーカ１０をより確実にサーチエリアＳｎ＋１Ａの内部に含めることができる。すなわちＸ線透視画像Ｐの外部へ移動する時点におけるマーカ１０の位置とＸ線透視画像Ｐの内部へ復帰する時点におけるマーカ１０の位置とが異なる場合であっても、復帰するマーカ１０を確実にサーチエリアＳｎ＋１Ａの内部に捉えることができる。このように、サーチエリアＳを拡大補正した状態で固定させることによって、マーカ１０の検出精度を向上できる。またサーチエリアＳの全体がＸ線透視画像Ｐに含まれるように位置を補正することにより、Ｘ線透視画像ＰにおけるサーチエリアＳの範囲がより広くなる。その結果、マーカ１０の検出精度をさらに向上できる。
【0175】
次に、サーチエリア更新部２５がエリア固定状態である場合におけるステップＳ５の概要を説明する。サーチエリア更新部２５がエリア固定状態である場合、ステップＳ５ではサーチエリア更新部２５をエリア固定状態から通常状態へ切り換えるか否かを判定する。すなわちステップＳ５Ｄ～Ｓ５Ｆの工程によってマーカ復帰状態の有無を判定する。マーカ復帰状態は、マーカ１０がＸ線透視画像Ｐの範囲外から範囲内へ復帰した状態である。すなわち図２７に示すように、検出対象Ｆ（マーカ１０）は周期的な軌道Ｋ２に沿って移動することが一般的であるので、Ｘ線透視画像Ｐの範囲外へ移動した場合であっても（矢印Ｗ１を参照）、時間が経過すると再びＸ線透視画像Ｐの範囲内へと復帰する（矢印Ｗ２を参照）。
【0176】
マーカ復帰状態が検知されない場合、サーチエリア更新部２５はエリア固定状態に維持される（判定Ａ７）。マーカ復帰状態が検知された場合、サーチエリア更新部２５はエリア固定状態から通常状態へ切り換えられる（判定Ａ８）。以下、ステップＳ５Ｄ～Ｓ５Ｆの詳細について説明する。なお、ここではＸ線透視画像Ｐｎにおいてフレームアウト状態が検知された後、最も新しいＸ線透視画像ＰとしてＸ線透視画像Ｐｋが生成されているものとする。
【0177】
ステップＳ５Ｄ（移動ベクトルの算出）
サーチエリア更新部２５がエリア固定状態である場合、ステップＳ５が開始されるとステップＳ５Ｄへ進む。ステップＳ５Ｄでは、現時点における検出対象Ｆの移動ベクトルＶと、フレームアウト状態が検出された時点における検出対象Ｆの移動ベクトルＶとを算出する。すなわち移動ベクトル算出部２７は、検出対象Ｆｎの移動ベクトルＶｎと検出対象Ｆｋの移動ベクトルＶｋとを算出する。移動ベクトルＶを算出する手法は、第１実施形態と同様である。すなわち移動ベクトルＶｎは、検出対象Ｆｎ－１の位置情報と検出対象Ｆｎの位置情報とを用いて算出できる。また移動ベクトルＶｋは、検出対象Ｆｋ－１の位置情報と検出対象Ｆｋの位置情報とを用いて算出できる。図３２は、検出対象Ｆｎ－１、検出対象Ｆｎ、検出対象Ｆｋ－１、および検出対象Ｆｋの位置の例を示している。
サーチエリア更新部２５がエリア固定状態である場合、ステップＳ５が開始されるとステップＳ５Ｄへ進む。ステップＳ５Ｄでは、現時点における検出対象Ｆの移動ベクトルＶと、フレームアウト状態が検出された時点における検出対象Ｆの移動ベクトルＶとを算出する。すなわち移動ベクトル算出部２７は、検出対象Ｆｎの移動ベクトルＶｎと検出対象Ｆｋの移動ベクトルＶｋとを算出する。移動ベクトルＶを算出する手法は、第１実施形態と同様である。すなわち移動ベクトルＶｎは、検出対象Ｆｎ－１の位置情報と検出対象Ｆｎの位置情報とを用いて算出できる。また移動ベクトルＶｋは、検出対象Ｆｋ－１の位置情報と検出対象Ｆｋの位置情報とを用いて算出できる。図３２は、検出対象Ｆｎ－１、検出対象Ｆｎ、検出対象Ｆｋ－１、および検出対象Ｆｋの位置の例を示している。
【0178】
ステップＳ５Ｅ（スコアの取得）
移動ベクトルＶｎと移動ベクトルＶｋとを算出した後、現時点における検出対象ＦのマッチングスコアＣと、フレームアウト状態が検出された時点における検出対象ＦのマッチングスコアＣとを算出する。すなわちスコア取得部１０５は、検出対象ＦｎのマッチングスコアＣｎの情報と、検出対象ＦｋのマッチングスコアＣｋの情報とを取得する。マッチングスコアＣは、マーカ検出部２１がＸ線透視画像Ｐから検出対象Ｆを検出するステップＳ３の工程で算出され、記憶部１５に記憶されている。スコア取得部１０５は、マッチングスコアＣの情報を記憶部１５から読み出して取得する。
移動ベクトルＶｎと移動ベクトルＶｋとを算出した後、現時点における検出対象ＦのマッチングスコアＣと、フレームアウト状態が検出された時点における検出対象ＦのマッチングスコアＣとを算出する。すなわちスコア取得部１０５は、検出対象ＦｎのマッチングスコアＣｎの情報と、検出対象ＦｋのマッチングスコアＣｋの情報とを取得する。マッチングスコアＣは、マーカ検出部２１がＸ線透視画像Ｐから検出対象Ｆを検出するステップＳ３の工程で算出され、記憶部１５に記憶されている。スコア取得部１０５は、マッチングスコアＣの情報を記憶部１５から読み出して取得する。
【0179】
ステップＳ５Ｆ（マーカ復帰条件の判定）
移動ベクトルＶおよびマッチングスコアＣの情報が取得されると、移動ベクトルＶおよびマッチングスコアＣの情報を用いて、現時点の検出対象Ｆｋがマーカ復帰条件を満たしているか否かの判定を行う。そしてマーカ復帰検知部１０７は、マーカ復帰条件が２フレーム連続で満たされている場合、マーカ復帰状態の発生を検知する。
移動ベクトルＶおよびマッチングスコアＣの情報が取得されると、移動ベクトルＶおよびマッチングスコアＣの情報を用いて、現時点の検出対象Ｆｋがマーカ復帰条件を満たしているか否かの判定を行う。そしてマーカ復帰検知部１０７は、マーカ復帰条件が２フレーム連続で満たされている場合、マーカ復帰状態の発生を検知する。
【0180】
本実施形態では、以下の２つの条件を満たした場合、マーカ復帰条件を満たしていると判定する。マーカ復帰条件における第１の条件として、現時点の移動ベクトルＶとフレームアウト状態が検出された時点の移動ベクトルＶとが反対方向であることが挙げられる。すなわち移動ベクトルＶｎと移動ベクトルＶｋとの内積（Ｖｎ・Ｖｋ）が、所定値Ｄ１の値を用いた（１）の式を満たす場合、第１の条件を満たしていると判定される。
－１≦（Ｖｎ・Ｖｋ）≦Ｄ１ ……（１）
－１≦（Ｖｎ・Ｖｋ）≦Ｄ１ ……（１）
【0181】
所定値Ｄ１は－１に近い所定の負の数であり、一例として－０．７から－０．８程度の数値が用いられる。内積（Ｖｎ・Ｖｋ）が（－１）に近い数値となる場合、フレームアウト状態が検知された時点で検出された検出対象Ｆの移動ベクトルＶｎと、現時点における検出対象Ｆｋの移動ベクトルＶｋとが形成する角度は１８０°に近い値であると判定される。マーカ１０は被検体Ｍの呼吸などに起因して、周期的な軌道に沿って移動することが一般的である。そのため、Ｘ線透視画像Ｐの外部から内部へ復帰するマーカ１０の移動方向は、Ｘ線透視画像Ｐの内部から外部へ移動するマーカ１０の移動方向との角度が１８０°に近い値になると考えられる。そのため、内積（Ｖｎ・Ｖｋ）が（１）の式を満たす場合、マーカ復帰条件における第１の条件を満たしていると判定できる。
【0182】
マーカ復帰条件における第２の条件として、現時点のマッチングスコアＣとフレームアウト状態が検出された時点のマッチングスコアＣとが近い数値であることが挙げられる。すなわち、現時点におけるマッチングスコアＣｎとフレームアウト状態が検出された時点のマッチングスコアＣｋとの比であるスコア比（Ｃｎ／Ｃｋ）が、所定値Ｄ２の値を用いた（２）の式を満たす場合、第２の条件を満たしていると判定される。
Ｄ２≦（Ｃｎ／Ｃｋ）≦１ ……（２）
Ｄ２≦（Ｃｎ／Ｃｋ）≦１ ……（２）
【0183】
所定値Ｄ２は１に近い所定の正の数であり、所定値Ｄ２の一例として０．７～０．９程度の数値が挙げられる。スコア比（Ｃｎ／Ｃｋ）が（２）の条件式を満たす場合、フレームアウト状態の後に検出された検出対象Ｆｋは、Ｘ線透視画像Ｐの外部へ移動する前に検出された検出対象Ｆｎと同様にマッチングスコアＣが高い。そのため、検出対象Ｆｋは類似対象Ｒではなく真正のマーカ１０である可能性が高いと判定できる。
【0184】
マーカ復帰検知部１０７は、内積（Ｖｎ・Ｖｋ）が（１）の条件式を満たし、かつスコア比（Ｃｎ／Ｃｋ）が（２）の条件式を満たす場合、ｋ番目に取得されたＸ線透視画像Ｐｋにおいて検出対象Ｆｋはフレーム復帰条件を満たしていると判定する。
【0185】
ただし、１枚のＸ線透視画像Ｐにおいてフレーム復帰条件が満たされた場合であっても、マーカ１０がＸ線透視画像Ｐの内部に復帰するフレーム復帰状態が確実に発生したと判定するには不十分である。一例として、マーカ１０ではない検出対象Ｆｋの移動ベクトルＶｋが、偶然にマーカ１０であった検出対象Ｆｎの移動ベクトルＶｎと反対方向となっていた可能性が考えられる。そのためマーカ１０ではない物体が偶然にフレーム復帰条件を満たしたという可能性を排除するため、複数枚の連続するＸ線透視画像Ｐにおいてフレーム復帰条件を確認することが好ましい。
【0186】
本実施形態では、サーチエリア更新部２５がエリア固定状態に切り換えられた後に連続して取得される２枚のＸ線透視画像Ｐにおいてフレーム復帰条件が満たされた場合、フレーム復帰状態はフレーム復帰状態の発生を検知する。Ｘ線透視画像Ｐｋにおいてフレーム復帰条件が満たされた場合、次に行われるステップＳ５においてマーカ復帰検知部１０７はＸ線透視画像Ｐｋ＋１においてフレーム復帰条件を満たすか否かを判定する。
【0187】
すなわち（ｋ＋１）回目のステップＳ５を開始すると、ｋ回目のステップＳ５と同様にステップＳ５Ｄに進む。そして移動ベクトル算出部２７は検出対象Ｆｋの位置情報と検出対象Ｆｋ＋１の位置情報とに基づいて、検出対象Ｆｋ＋１の移動ベクトルＶｋ＋１を算出する。ステップＳ５Ｄが終了するとステップＳ５Ｅへ進み、スコア取得部１０５は検出対象Ｆｋ＋１のマッチングスコアＣｋ＋１のデータを読み出して取得する。
【0188】
移動ベクトルＶｋ＋１およびマッチングスコアＣｋ＋１の情報が取得されるとステップＳ５Ｆに進む。マーカ復帰検知部１０７は、検出対象Ｆｎの移動ベクトルＶｎと検出対象Ｆｋ＋１の移動ベクトルＶｋ＋１との内積（Ｖｎ・Ｖｋ＋１）を算出するとともに、検出対象Ｆｎと検出対象Ｆｋ＋１とのスコア比（Ｃｎ／Ｃｋ＋１）を算出する。そして下記の（３）および（４）の条件式を満たす場合、マーカ復帰検知部１０７は２回連続でマーカ復帰条件が満たされたと判定する。
－１≦（Ｖｎ・Ｖｋ＋１）＜Ｄ１ ……（３）
Ｄ２＜（Ｃｎ／Ｃｋ＋１）≦１ ……（４）
－１≦（Ｖｎ・Ｖｋ＋１）＜Ｄ１ ……（３）
Ｄ２＜（Ｃｎ／Ｃｋ＋１）≦１ ……（４）
【0189】
ステップＳ５Ｆが完了した後、２回連続でマーカ復帰条件が満たされたか否かに応じて工程を分岐する（分岐Ｑ９）。２回連続でマーカ復帰条件が満たされた場合、マーカ復帰検知部１０７はマーカ復帰状態の発生を検知する。言い換えると連続して生成される２枚のＸ線透視画像Ｐの各々において、マーカ復帰条件が満たされた場合、マーカ復帰検知部１０７はマーカ復帰状態の発生を検知する。現時点のステップＳ５ではマーカ復帰条件が満たされていない場合、または現時点ではマーカ復帰条件を満たしたが前回のステップＳ５ではマーカ復帰条件が満たされていない場合、マーカ復帰検知部１０７はマーカ復帰状態を検知しない。マーカ復帰検知部１０７がマーカ復帰状態を検知しない場合、更新状態切換部１０８はサーチエリア更新部２５をエリア固定状態に維持させ、ステップＳ５を終了させる（判定Ａ７）。
【0190】
一方でマーカ復帰状態の発生が検知された場合、更新状態切換部１０８はサーチエリア更新部２５をエリア固定状態から通常状態に切り換えてステップＳ５を終了させる（判定Ａ８）。サーチエリア更新部２５を通常状態に切り換えることにより、次回に行われるステップＳ１～Ｓ６の工程では、基準位置記憶部１０９に記憶される基準位置の情報を更新できるようになる。その結果、次回に行われるステップＳ４において、サーチエリアＳはステップＳ３において検出された検出対象Ｆが中心となる新たな位置に更新される。
【0191】
このように、第２実施形態ではステップＳ５においてフレームアウト状態およびマーカ復帰状態の有無を検知する。そしてフレームアウト状態またはマーカ復帰状態の発生に応じてサーチエリア更新部２５を通常状態とエリア固定状態との間で適宜切り換える。
【0192】
フレームアウト状態を検知すると、サーチエリア更新部２５は通常状態からエリア固定状態へ移行する。サーチエリア更新部２５がエリア固定状態になると、新たにＸ線透視画像Ｐが生成されてもサーチエリアＳの基準位置は更新されない。フレームアウト状態が検知されると、その後にマーカ１０がＸ線透視画像Ｐの外部へ移動することが想定される。そのためフレームアウト状態の発生後にマーカ１０がＸ線透視画像Ｐの外部へ移動した場合であっても、サーチエリアＳはフレームアウト状態の発生時点の位置に固定される。従って、マーカ１０が映っていないＸ線透視画像Ｐの探索によって類似対象Ｒが検出され、当該類似対象Ｒを基準としてサーチエリアＳが不適切な位置に設定されることを回避できる。
【0193】
フレームアウト状態が検知された後にマーカ復帰状態が検知されると、サーチエリア更新部２５はエリア固定状態から通常状態へ移行する。サーチエリア更新部２５が通常状態になると、基準位置の更新が再開される。すなわち最新のＸ線透視画像Ｐからマーカ検出部２１が検出する検出対象Ｆの位置に応じて、サーチエリアＳの基準位置が更新されるようになる。マーカ１０がＸ線透視画像Ｐの内部に復帰すると、マーカ検出部２１はＸ線透視画像Ｐからマーカ１０を正確に検出できる。そのためサーチエリア更新部２５を通常状態に切り換えることにより、新たなＸ線透視画像Ｐに映るマーカ１０を追跡する工程を再開できる。
【0194】
被検体Ｍの体内に留置されたマーカ１０は、主に被検体Ｍの呼吸または拍動に起因して移動する。すなわちマーカ１０は一般的に、線状または楕円率が小さい楕円状の軌跡に沿って周期的に移動する。よって図３３に示すように、マーカ１０がＸ線透視画像Ｐの外部へ一時的に移動する場合、Ｘ線透視画像Ｐの外部へ移動するマーカ１０ＡがＸ線透視画像Ｐの外縁部ＰＬに交差する位置Ｆｏｕｔは、Ｘ線透視画像Ｐの内部へ復帰するマーカ１０ＢがＸ線透視画像Ｐの外縁部ＰＬに交差する位置Ｆｉｎの近傍となる。そしてマーカ復帰状態が検知されるまでの間、サーチエリアＳの位置はフレームアウト状態が検知された時点の位置で固定されている。そのためＸ線透視画像Ｐの内部に復帰するマーカ１０は、位置が固定されているサーチエリアＳの内部へより確実に含まれる。従って、Ｘ線透視画像Ｐの内部に復帰したマーカ１０を迅速かつ精度よく追跡することが可能となる。
【0195】
＜実施形態の構成による効果＞
（第１項）第１の実施形態に係るＸ線透視装置１は、被検体ＭにＸ線を照射するＸ線管（５、７）と、被検体Ｍを透過したＸ線を検出するＸ線検出器（６、８）と、Ｘ線検出器（６、８）が出力する検出信号を用いて、被検体Ｍの体内に留置されたマーカ１０または被検体Ｍの特定部位を含む複数のＸ線透視画像Ｐを連続して生成する画像生成部１９と、当該複数のＸ線透視画像Ｐの各々に対してサーチエリアＳを設定するサーチエリア設定部２２と、Ｘ線透視画像Ｐの各々に設定されるサーチエリアＳの内部を探索することにより、追跡対象であるマーカ１０または特定部位を検出する追跡対象検出部２１と、複数のＸ線透視画像Ｐの各々において追跡対象検出部２１が追跡対象として検出した検出対象Ｆが、追跡対象であるか類似対象Ｒであるかを判定する検出対象判定部２３と、を備え、画像生成部が生成する複数のＸ線透視画像Ｐは、第１Ｘ線透視画像（Ｐｎ）と、当該第１Ｘ線透視画像より後の時刻に生成される第２Ｘ線透視画像（Ｐｎ＋１）と、当該第１Ｘ線透視画像よりも前の時刻に生成されており検出対象判定部２３が検出対象Ｆを追跡対象と判定している第３Ｘ線透視画像（Ｐｎ－１）とを含み、サーチエリア設定部２２は、検出対象判定部２３が第１Ｘ線透視画像（Ｐｎ）における前記検出対象（Ｆｎ）を追跡対象と判定した場合、第１Ｘ線透視画像（Ｐｎ）における検出対象（Ｆｎ）の位置情報に基づいて第２Ｘ線透視画像（Ｐｎ＋１）にサーチエリア（Ｓｎ＋１）を設定し、検出対象判定部２３が第１Ｘ線透視画像（Ｐｎ）における検出対象（Ｆｎ）を類似対象Ｒであると判定した場合、第３Ｘ線透視画像（Ｐｎ－１）における当該検出対象（Ｆｎ－１）の位置情報に基づいて第２Ｘ線透視画像（Ｐｎ＋１）にサーチエリア（Ｓｎ＋１）を設定する。
（第１項）第１の実施形態に係るＸ線透視装置１は、被検体ＭにＸ線を照射するＸ線管（５、７）と、被検体Ｍを透過したＸ線を検出するＸ線検出器（６、８）と、Ｘ線検出器（６、８）が出力する検出信号を用いて、被検体Ｍの体内に留置されたマーカ１０または被検体Ｍの特定部位を含む複数のＸ線透視画像Ｐを連続して生成する画像生成部１９と、当該複数のＸ線透視画像Ｐの各々に対してサーチエリアＳを設定するサーチエリア設定部２２と、Ｘ線透視画像Ｐの各々に設定されるサーチエリアＳの内部を探索することにより、追跡対象であるマーカ１０または特定部位を検出する追跡対象検出部２１と、複数のＸ線透視画像Ｐの各々において追跡対象検出部２１が追跡対象として検出した検出対象Ｆが、追跡対象であるか類似対象Ｒであるかを判定する検出対象判定部２３と、を備え、画像生成部が生成する複数のＸ線透視画像Ｐは、第１Ｘ線透視画像（Ｐｎ）と、当該第１Ｘ線透視画像より後の時刻に生成される第２Ｘ線透視画像（Ｐｎ＋１）と、当該第１Ｘ線透視画像よりも前の時刻に生成されており検出対象判定部２３が検出対象Ｆを追跡対象と判定している第３Ｘ線透視画像（Ｐｎ－１）とを含み、サーチエリア設定部２２は、検出対象判定部２３が第１Ｘ線透視画像（Ｐｎ）における前記検出対象（Ｆｎ）を追跡対象と判定した場合、第１Ｘ線透視画像（Ｐｎ）における検出対象（Ｆｎ）の位置情報に基づいて第２Ｘ線透視画像（Ｐｎ＋１）にサーチエリア（Ｓｎ＋１）を設定し、検出対象判定部２３が第１Ｘ線透視画像（Ｐｎ）における検出対象（Ｆｎ）を類似対象Ｒであると判定した場合、第３Ｘ線透視画像（Ｐｎ－１）における当該検出対象（Ｆｎ－１）の位置情報に基づいて第２Ｘ線透視画像（Ｐｎ＋１）にサーチエリア（Ｓｎ＋１）を設定する。
【0196】
第１項に記載のＸ線透視装置によれば、第１Ｘ線透視画像において追跡対象検出部が検出した検出対象Ｆが、追跡対象であるか類似対象Ｒであるかを判定する検出対象判定部２３を備える。検出対象判定部２３が検出対象Ｆを追跡対象と判定した場合、サーチエリア設定部は、第１Ｘ線透視画像における検出対象の位置情報に基づいて、第１Ｘ線透視画像より後の時刻に生成される第２Ｘ線透視画像にサーチエリアを設定する。検出対象判定部２３が検出対象Ｆを類似対象Ｒと判定した場合、サーチエリア設定部は、第３Ｘ線透視画像における検出対象の位置情報に基づいて、第２Ｘ線透視画像にサーチエリアを設定する。第３Ｘ線透視画像は、第１Ｘ線透視画像よりも前の時刻に生成されており検出対象判定部２３が検出対象Ｆを追跡対象と判定しているＸ線透視画像である。このような構成により、第１Ｘ線透視画像において追跡対象検出部２１が非追跡対象である類似対象Ｒを検出した場合であっても、第１Ｘ線透視画像より後に生成される第２Ｘ線透視画像において、当該第１Ｘ線透視画像の類似対象Ｒを追跡するようにサーチエリアＳが更新されることを回避できる。よって、類似対象Ｒの影響を受けることなく追跡対象の位置に応じてサーチエリアＳを精度良く設定し続けることが可能となる。
【0197】
（第２項）また第１項に記載のＸ線透視装置において、第１Ｘ線透視画像と第３Ｘ線透視画像との間において検出対象Ｆが移動した距離および移動した方向に基づいて、第１Ｘ線透視画像における検出対象Ｆの移動距離Ｇおよび移動ベクトルＶを算出する移動ベクトル算出部２７と、当該移動ベクトルの情報に基づいて第１Ｘ線透視画像における検出対象が高速移動状態であるか低速移動状態であるかを判定する移動状態判定部２９と、を備え、検出対象判定部２３は、第１Ｘ線透視画像における検出対象が高速移動状態であると判定された場合と低速移動状態であると判定された場合とでは、第１Ｘ線透視画像における検出対象Ｆが追跡対象であるか類似対象Ｒであるかを判定する基準がそれぞれ異なるように構成される。
【0198】
第２項に記載のＸ線透視装置によれば、移動ベクトル算出部２７は第１Ｘ線透視画像における検出対象Ｆの移動ベクトルＶを算出する。移動状態判定部２９は検出対象Ｆの移動ベクトルＶの情報に基づいて、第１Ｘ線透視画像における検出対象Ｆが高速移動状態であるか低速移動状態であるかを判定する。マーカ１０を例とする追跡対象は、高速で移動する状態と低速で移動する状態との２種類の移動パターンがあり、各々の移動パターンにおいて移動距離または移動方向などの態様が異なる。そのため、検出対象Ｆが高速移動状態であるか低速移動状態であるかを判定し、検出対象Ｆが高速移動状態であると判定された場合と低速移動状態であると判定された場合とにおいて異なる判定基準を適用することで、検出対象Ｆをより精度良く判定できる。
【0199】
（第３項）また第２項に記載のＸ線透視装置において、第１Ｘ線透視画像Ｐｎより前に生成されており、かつ検出対象判定部によって検出対象が追跡対象と判定されている複数のＸ線透視画像Ｐｎ－１～Ｐｎ－４における検出対象Ｆの移動距離Ｇの平均値Ｇａｖを算出する平均距離算出部２８を備え、移動状態判定部２９は、第１Ｘ線透視画像Ｐｎにおける検出対象Ｆｎの移動距離Ｇｎと平均距離算出部２８が算出した平均値Ｇａｖとがいずれも所定値Ｔ１以上である場合に第１Ｘ線透視画像Ｐｎにおける検出対象Ｆｎが高速移動状態と判定し、第１Ｘ線透視画像Ｐｎにおける検出対象Ｆｎの移動距離Ｇｎと平均距離算出部２８が算出した平均値Ｇａｖとのいずれかが所定値Ｔ１未満である場合に低速移動状態と判定するように構成される。
【0200】
第３項に記載のＸ線透視装置によれば、平均距離算出部２８は、第１Ｘ線透視画像Ｐｎより前に生成されており、かつ検出対象判定部によって検出対象が追跡対象と判定されている複数のＸ線透視画像Ｐｎ－１～Ｐｎ－４における検出対象Ｆの移動距離Ｇの平均値Ｇａｖを算出する。すなわち平均値Ｇａｖは、第１Ｘ線透視画像Ｐｎより前の時点における追跡対象の移動距離の平均に相当する。移動状態判定部２９は、平均値Ｇａｖと、第１Ｘ線透視画像Ｐｎにおける検出対象Ｆｎの移動距離Ｇｎとの値に基づいて、第１Ｘ線透視画像Ｐｎにおける検出対象Ｆｎが高速移動状態であるか低速移動状態であるかを判定する。この場合、Ｘ線透視によりＸ線透視画像Ｐを生成するたびに最新の移動距離Ｇｎと追跡対象の移動距離の平均値Ｇａｖとを算出できるので、検出対象Ｆｎの移動状態をより容易かつ迅速に判定できる。
【0201】
（第４項）また第２項または第３項に記載のＸ線透視装置において、第１Ｘ線透視画像Ｐｎにおける検出対象Ｆｎが高速移動状態であると移動状態判定部２９が判定した場合、検出対象判定部２３は、第１Ｘ線透視画像Ｐｎにおける検出対象Ｆｎの移動ベクトルＶｎと第３Ｘ線透視画像Ｐｎ－１における検出対象Ｆｎ－１の移動ベクトルＶｎ－１との内積（Ｖｎ・Ｖｎ－１）がゼロ以上である場合は第１Ｘ線透視画像Ｐｎにおける検出対象Ｆｎが追跡対象であると判定する一方で、当該内積（Ｖｎ・Ｖｎ－１）が負の値である場合は第１Ｘ線透視画像Ｐｎにおける検出対象Ｐｎが類似対象Ｒであると判定するように構成され、第１Ｘ線透視画像Ｐｎにおける検出対象Ｐｎが低速移動状態であると移動状態判定部２９が判定した場合、検出対象判定部２３は、第１Ｘ線透視画像Ｐｎにおける検出対象Ｆｎの移動距離Ｇｎと、平均距離算出部２８が算出した平均値Ｇａｖとの乖離率（Ｇｎ／Ｇａｖ）が所定値Ｔ２未満である場合は第１Ｘ線透視画像Ｐｎにおける検出対象Ｆｎが追跡対象であると判定する一方で、当該乖離率（Ｇｎ／Ｇａｖ）が所定値Ｔ２以上である場合は検出対象Ｆｎが類似対象Ｒであると判定するように構成される。
【0202】
第４項に記載のＸ線透視装置によれば、第１Ｘ線透視画像Ｐｎにおける検出対象Ｆｎが高速移動状態であると判定された場合、第１Ｘ線透視画像Ｐｎにおける検出対象Ｆｎの移動ベクトルＶｎと第３Ｘ線透視画像Ｐｎ－１における検出対象Ｆｎ－１の移動ベクトルＶｎ－１との内積（Ｖｎ・Ｖｎ－１）に基づいて検出対象判定部２３は判定を行う。すなわち当該内積（Ｖｎ・Ｖｎ－１）がゼロ以上である場合は第１Ｘ線透視画像Ｐｎにおける検出対象Ｆｎが真正の追跡対象であると判定する一方、当該内積が負の値である場合は検出対象Ｆｎが追跡対象とは異なる類似対象Ｒであると判定する。内積が負の値である場合、第１Ｘ線透視画像Ｐｎにおける検出対象Ｆｎの移動ベクトルＶｎと第３Ｘ線透視画像Ｐｎ－１における検出対象Ｆｎ－１の移動ベクトルＶｎ－１とのなす角度が９０°を超える。真正の追跡対象は高速移動状態において移動方向は大きく変化しない。よって、移動ベクトルＶの内積を判定基準とすることで、検出対象Ｆｎが真正の追跡対象であるか否かをより確実に判定できる。
【0203】
また、検出対象Ｆｎが低速移動状態であると判定された場合、第１Ｘ線透視画像Ｐｎにおける検出対象Ｆｎの移動距離Ｇｎと、平均値Ｇａｖとの乖離率（Ｇｎ／Ｇａｖ）に基づいて検出対象判定部２３は判定を行う。平均値Ｇａｖは追跡対象の移動距離の平均に相当する。そして真正の追跡対象は低速移動状態において移動距離は大きく変化しない。そのため乖離率が所定値を超えることにより、第１Ｘ線透視画像Ｐｎにおける検出対象Ｆｎの移動態様は真正の追跡対象の移動態様と異なると判断できる。よって乖離率（Ｇｎ／Ｇａｖ）を判定基準とすることで、検出対象Ｆｎに対する判定精度を向上できる。
【0204】
（第５項）第２の実施形態に係るＸ線透視装置１０１は、被検体にＸ線を照射するＸ線管（５、７）と、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器（６、８）と、Ｘ線検出器（６、８）が出力する検出信号を用いて複数のＸ線透視画像Ｐを生成する画像生成部１９と、複数のＸ線透視画像Ｐの各々に対してサーチエリアＳを設定するサーチエリア設定部２２と、Ｘ線透視画像Ｐの各々に設定されるサーチエリアＳの内部を探索することにより、被検体Ｍの体内に留置されたマーカ１０または被検体の特定部位を追跡対象として検出する追跡対象検出部２１と、Ｘ線透視画像Ｐに設定されたサーチエリアＳの一部がＸ線透視画像Ｐの外部に位置する状態であるフレームアウト状態の発生を検知するフレームアウト検知部１０３と、追跡対象がＸ線透視画像Ｐの外部から内部へ復帰した状態である追跡対象復帰状態の発生を検知する追跡対象復帰検知部１０７と、を備え、サーチエリア設定部２２は、フレームアウト状態が検知された場合、追跡対象復帰状態が検知されるまでの間はフレームアウト状態が検知された時点で生成されたＸ線透視画像Ｐにおいて検出された追跡対象の位置情報に基づいてサーチエリアＳを設定する。
【0205】
第５項に記載のＸ線透視装置によれば、サーチエリアＳの一部がＸ線透視画像Ｐの外部に設定されるフレームアウト状態の発生を検知するフレームアウト検知部１０３と、マーカ１０などの追跡対象がＸ線透視画像Ｐの外部から内部へ復帰する追跡対象復帰状態の発生を検知する追跡対象復帰検知部１０７とを備える。フレームアウト状態が検知された場合、追跡対象復帰状態が検知されるまでの間、サーチエリア設定部２２はフレームアウト状態が検知された時点で生成されたＸ線透視画像Ｐにおいて検出された追跡対象の位置情報に基づいてサーチエリアＳを設定する。このような構成により、追跡対象がＸ線透視画像Ｐの外部へ移動する場合、速やかにフレームアウト状態の発生が検知されてエリア固定状態へと移行する。そのため追跡対象がＸ線透視画像Ｐの外部へ移動することに起因して類似対象Ｒが追跡対象検出部２１によって検出され、当該類似対象Ｒの位置に基づいて不適切な位置にサーチエリアＳが設定されることを回避できる。よって、マーカ１０などの追跡対象が被検体の体動などによってＸ線透視画像Ｐの外部へと一時的に移動する場合であっても、サーチエリアＳは適切な位置に設定されるので追跡対象を精度良く追跡することが可能となる。
【0206】
（第６項）また第５項に記載のＸ線透視装置において、フレームアウト検知部１０３は、サーチエリアＳがＸ線透視画像Ｐの外縁部ＰＬに当接または交差する場合にフレームアウト状態の発生を検知するように構成される。この場合、サーチエリアＳとＸ線透視画像Ｐの外縁部ＰＬとの位置関係を検出することで、フレームアウト状態の発生をより正確に検知できる。そのため、追跡対象がＸ線透視画像Ｐの外部へ移動することに起因して不適切な位置にサーチエリアＳが更新されることをより確実に回避できる。
【0207】
（第７項）また第５項に記載のＸ線透視装置において、サーチエリア設定部２２は、フレームアウト状態の発生が検知された場合、前記フレームアウト状態が検知された時点におけるサーチエリアＳの広さを所定の拡大率で拡大させるとともに当該拡大されたサーチエリアＳがＸ線透視画像Ｐの外縁部ＰＬに当接するように、次に生成されるＸ線透視画像ＰにサーチエリアＳを設定する。この場合、フレームアウト状態が検知された時点のサーチエリアＳを拡大および変位させる補正が行われる。そして次に生成されるＸ線透視画像Ｐには、拡大および変位の補正が行われたサーチエリアＳが設定される。当該補正により、後に生成されるＸ線透視画像Ｐに設定されるサーチエリアＳの範囲がより広くなる。その結果、後にＸ線透視画像Ｐの内部へ復帰する追跡対象をより確実にサーチエリアＳの内部に捉えることができる。従って、追跡対象の検出精度をさらに向上できる。
【0208】
（第８項）また第５項に記載のＸ線透視装置において、サーチエリア設定部２２は、フレームアウト状態が検知された場合、追跡対象復帰状態が検知されるまでの間はフレームアウト状態が検知された時点で生成されたＸ線透視画像Ｐにおいて検出された追跡対象Ｆの位置情報に基づいてサーチエリアＳを設定するエリア固定状態に移行し、フレームアウト状態が検知された後に追跡対象復帰状態が検知されることによってエリア固定状態を解除し、最新のＸ線透視画像Ｐから検出される追跡対象Ｆの位置情報に基づいてサーチエリアＳが設定される状態を再開するように構成される。
【0209】
第８項に記載のＸ線透視装置によれば、フレームアウト状態が検知されるとエリア固定状態に移行する。エリア固定状態では、フレームアウト状態の検出時点における追跡対象Ｆの位置情報に基づいてサーチエリアＳを設定する。エリア固定状態に移行することで、追跡対象がＸ線透視画像Ｐの外部へ移動した場合であっても、類似対象Ｒの位置に基づいて不適切な位置にサーチエリアＳが設定されることを回避できる。フレームアウト状態が検知された後に追跡対象復帰状態が検知されることによって当該エリア固定状態が解除され、最新の追跡対象Ｆの位置情報に基づいてサーチエリアＳが設定される状態が再開される。追跡対象復帰状態が検知される時点において、追跡対象はＸ線透視画像の範囲内に復帰している。そのためエリア固定状態を解除することにより、復帰した追跡対象を精度よく追跡する処理を迅速に再開できる。
【0210】
（第９項）また第５項に記載のＸ線透視装置において、追跡対象検出部２１が追跡対象として検出する検出対象ＦのマッチングスコアＣをＸ線透視画像Ｐの各々について取得するスコア取得部１０５と、第１の前記Ｘ線透視画像と当該第１のＸ線透視画像よりも前の時刻に生成されている第２のＸ線透視画像との間において検出対象が移動した距離および移動した方向に基づいて、第１のＸ線透視画像における検出対象Ｆの移動距離Ｇおよび移動ベクトルＶを算出する移動ベクトル算出部２７と、を備え、追跡対象復帰検知部１０７は、第１のＸ線透視画像における検出対象Ｆの移動ベクトルとフレームアウト状態が発生する際に算出された検出対象の移動ベクトルとが反対方向であり、かつ第１の前記Ｘ線透視画像における検出対象のマッチングスコアとフレームアウト状態が発生する際に算出されたマッチングスコアＣとの比が所定値Ｄ２以上である場合に、第１のＸ線透視画像における追跡対象復帰状態の発生を検知するように構成される。
【0211】
第９項に記載のＸ線透視装置によれば、検出対象ＦのマッチングスコアＣを取得するスコア取得部１０５と、検出対象Ｆの移動ベクトルＶを算出する移動ベクトル算出部２７とを備えている。追跡対象復帰検知部１０７は、フレームアウト状態の発生時点における検出対象Ｆの移動ベクトルＶと第１のＸ線透視画像における検出対象Ｆの移動ベクトルＶとが反対方向であり、かつ第１のＸ線透視画像におけるマッチングスコアＣとフレームアウト状態の発生時点におけるマッチングスコアＣとの比が所定値Ｄ２以上である場合、マーカ復帰状態の発生を検知する。このような条件を満たす場合、第１のＸ線透視画像における検出対象Ｆの挙動はＸ線透視画像Ｐの内部に復帰する追跡対象の挙動と類似するので、追跡対象復帰状態が発生していると判断できる。よって、追跡対象復帰状態の検知精度を向上できるとともに、より容易に追跡対象復帰状態を検知することができる。
【0212】
＜他の実施例＞
なお、今回開示された実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲、並びに、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。例として、本発明は下記のように変形実施することができる。
なお、今回開示された実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲、並びに、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。例として、本発明は下記のように変形実施することができる。
【0213】
（１）上述したＸ線透視装置において、第１実施形態と第２実施形態とは独立した構成に限ることはなく、第１実施形態の構成と第２実施形態の構成とを兼ね備えてもよい。すなわち検出対象判定部２３などを備えており検出対象Ｆの判定を行う第１実施形態の構成と、更新状態切換部１０８などを備えておりフレームアウト状態およびマーカ復帰状態を検知することでサーチエリア更新部２５の状態を切り換える第２実施形態の構成との両方を備えてもよい。
【0214】
図３４は、第１実施形態の構成と第２実施形態の構成とを備えたＸ線透視装置２０１を示す機能ブロック図である。当該変形実施形態に係るＸ線透視装置２０１の主制御部９には、第１実施形態および第２実施形態に共通する構成に加えて、第１実施形態に特徴的な構成である検出対象判定部２３、および第２実施形態に特徴的な構成であるフレームアウト検知部１０３、スコア取得部１０５、マーカ復帰検知部１０７、および更新状態切換部１０８を備えている。またＸ線透視装置２０１の記憶部１５には、テンプレート記憶部３１、真正マーカ記憶部３３、サーチエリア記憶部３４、および基準位置記憶部１０９が設けられている。
【0215】
変形実施形態に係るＸ線透視装置２０１において、サーチエリア更新部２５が通常状態である場合、基準位置記憶部１０９は真正マーカ記憶部３３に記憶されている直近の真正マーカの位置情報を基準位置として記憶する。サーチエリア更新部２５がエリア固定状態である場合、真正マーカ記憶部３３に記憶される真正マーカの位置情報が更新された場合であっても、基準位置記憶部１０９は基準位置の情報を維持する。
【0216】
図３５は、変形実施形態に係るＸ線透視装置２０１を用いてマーカ１０を追跡する工程の概要を示すフローチャートである。変形実施形態に係るＸ線透視装置２０１では、マーカ検出部２１がマーカ１０として検出した検出対象Ｆに対する判定を行うとともに（ステップＳ４）、サーチエリア更新部２５が更新したサーチエリアＳに基づいてサーチエリア更新部２５の状態を通常状態またはエリア固定状態に切り換える動作を行う（ステップＳ６）。
【0217】
変形実施形態ではステップＳ４において検出対象Ｆを検出対象判定部２３で判定する。そのため第１実施形態と同様に、マーカ検出部２１がマーカ１０であるとして類似対象Ｒを検出した場合であっても、類似対象Ｒの位置情報は真正マーカ記憶部３３に記憶されない。すなわち類似対象Ｒの位置情報はサーチエリアＳの基準位置として用いられることがない。従って、類似対象Ｒが誤って検出される場合であってもサーチエリアＳは類似対象Ｒを追跡するように更新されることを回避できる。
【0218】
また変形実施形態ではステップＳ６において、フレームアウト状態およびマーカ復帰状態の有無を判定する。そして更新状態切換部１０８は当該判定結果に応じて、サーチエリア更新部２５を通常状態またはエリア固定状態に切り換える。そのため、マーカ１０がＸ線透視画像Ｐの外部へ移動する事態が発生しても、予めフレームアウト状態を検知することによってサーチエリア更新部２５はエリア固定状態に切り換えられている。すなわちマーカ１０がＸ線透視画像Ｐの外部へ移動している間はサーチエリアＳの位置が固定される。従って、Ｘ線透視画像Ｐに真正のマーカ１０が映っていないことに起因して類似対象Ｒがマーカ１０と誤って検出され、サーチエリアＳが当該類似対象Ｒを追跡するように更新されるという事態を回避できる。
【0219】
そしてマーカ１０が再びＸ線透視画像Ｐの内部へ復帰した場合、速やかにマーカ復帰状態が検知されてサーチエリア更新部２５のエリア固定状態が解除される。エリア固定状態が解除されることにより、マーカ１０の位置を基準としてサーチエリアＳを更新する通常状態にサーチエリア更新部２５が切り換えられる。従って、精度が高いマーカ１０の位置情報を迅速に取得できる。
【0220】
（２）上述したＸ線透視装置において、検出対象Ｆの移動状態を判定する際に移動距離Ｇｎおよび平均移動距離Ｇａｖの値の各々を同じ所定値Ｔ１と比較しているがこれに限ることはなく、それぞれ異なる値を閾値として比較してもよい。一例として現時点における検出対象Ｆｎの移動距離Ｇｎが所定値Ｔ１以上であり、かつ直近の過去におけるマーカ１０の平均移動距離Ｇａｖの値が所定値Ｍ１以上である場合に、検出対象Ｆｎは高速移動状態であると判定してもよい。
【0221】
（３）上述したＸ線透視装置において、マーカ１０を追跡対象として用いる構成を例示したが追跡対象はマーカ１０に限られない。すなわち被検体Ｍの特定部位Ｂｃを追跡対象としてステップＳ１～Ｓ６の工程を繰り返してもよい。特定部位Ｂｃを追跡対象とする構成は、いわゆるマーカレストラッキングとも呼ばれる。特定部位Ｂｃの例として、腫瘍または特定の臓器などが挙げられる。特定部位Ｂｃを追跡対象とする変形例の場合、テンプレート画像Ｔｐとして特定部位Ｂｃが映る画像を用いる。またマーカ検出部２１はＸ線透視画像ＰにおけるサーチエリアＳの内部を走査して、テンプレート画像Ｔｐに映る特定部位ＢｃとのマッチングスコアＣが最も高い対象を検出対象Ｆとして検出する。マーカ１０の代わりに特定部位Ｂｃを追跡対象とする場合、被検体Ｍの体内にマーカ１０を留置する必要がないので、被検体Ｍに対する負担をより低減できる。
【0222】
（４）上述した第２実施形態に係るＸ線透視装置において、フレームアウト状態を検知する工程を実行するタイミングはステップＳ５に限ることはなく、適宜変更してもよい。一例として、Ｘ線透視画像Ｐに対してサーチエリアＳを設定するステップＳ２の完了後にフレームアウト状態の有無を検知してもよい。この場合、Ｘ線透視画像Ｐに対して設定されたサーチエリアＳの少なくとも一部がＸ線透視画像Ｐの外縁部ＰＬに当接または交差している場合、フレームアウト状態の第２条件を満たしていると判断できる。
【0223】
（５）上述した第２実施形態に係るＸ線透視装置において、検出対象Ｆが高速移動状態であることをフレームアウト状態が発生する第１条件とする場合を例示しているがこれに限られない。すなわち検出対象Ｆが高速移動状態であることをフレームアウト状態の必須条件とせず、サーチエリアＳの少なくとも一部がＸ線透視画像Ｐの外縁部ＰＬに当接または交差している場合にフレームアウト状態が発生していると判定してもよい。
【符号の説明】
【0224】
１ …Ｘ線透視装置
３ …天板
４ …基台
５ …Ｘ線管
６ …Ｘ線検出器
７ …Ｘ線管
８ …Ｘ線検出器
９ …主制御部
１０ …マーカ（追跡対象）
１１ …表示部
１３ …入力部
１５ …記憶部
１７ …Ｘ線照射制御部
１９ …画像生成部
２１ …マーカ検出部
２２ …サーチエリア設定部
２３ …類似対象判定部
２５ …サーチエリア更新部
２６ …マーカ位置算出部
２７ …移動ベクトル算出部
２８ …平均距離算出部
２９ …移動状態判定部
３１ …テンプレート記憶部
３３ …真正マーカ記憶部
３４ …サーチエリア記憶部
１０３ …フレームアウト検知部
１０５ …スコア取得部
１０７ …マーカ復帰検知部
１０８ …更新状態切換部
１０９ …基準位置記憶部
Ｐ …Ｘ線透視画像
Ｓ …サーチエリア
Ｆ …検出対象
Ｒ …類似対象
Ｂ …検出対象位置
Ｔｐ …テンプレート画像
３ …天板
４ …基台
５ …Ｘ線管
６ …Ｘ線検出器
７ …Ｘ線管
８ …Ｘ線検出器
９ …主制御部
１０ …マーカ（追跡対象）
１１ …表示部
１３ …入力部
１５ …記憶部
１７ …Ｘ線照射制御部
１９ …画像生成部
２１ …マーカ検出部
２２ …サーチエリア設定部
２３ …類似対象判定部
２５ …サーチエリア更新部
２６ …マーカ位置算出部
２７ …移動ベクトル算出部
２８ …平均距離算出部
２９ …移動状態判定部
３１ …テンプレート記憶部
３３ …真正マーカ記憶部
３４ …サーチエリア記憶部
１０３ …フレームアウト検知部
１０５ …スコア取得部
１０７ …マーカ復帰検知部
１０８ …更新状態切換部
１０９ …基準位置記憶部
Ｐ …Ｘ線透視画像
Ｓ …サーチエリア
Ｆ …検出対象
Ｒ …類似対象
Ｂ …検出対象位置
Ｔｐ …テンプレート画像
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】