特許 7000795 放射線撮影装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-28

(45)【発行日】2022-01-19

(54)【発明の名称】放射線撮影装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/00 20060101AFI20220112BHJP

   A61B 6/03 20060101ALI20220112BHJP

【ＦＩ】

A61B6/00 360B

A61B6/00 331E

A61B6/03 360G

A61B6/03 371

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2017203555

(22)【出願日】2017-10-20

(65)【公開番号】P2019076192

(43)【公開日】2019-05-23

【審査請求日】2020-02-04

【前置審査】

(73)【特許権者】

【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】100102037

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 裕之

(74)【代理人】

【識別番号】100149962

【弁理士】

【氏名又は名称】阿久津 好二

(74)【代理人】

【識別番号】100170988

【弁理士】

【氏名又は名称】妹尾 明展

(74)【代理人】

【識別番号】100189566

【弁理士】

【氏名又は名称】岸本 雅之

(72)【発明者】

【氏名】竹澤 秀孝

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 祥太

【審査官】松岡 智也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１１５５６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２８６７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２１７０３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ６／００－６／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検体を載置する天板と、
前記被検体に向けて放射線を発生する放射線発生部と、
前記被検体を透過した放射線を検出して２次元画像を出力する放射線検出部と、
前記天板、放射線発生部および放射線検出部の少なくとも一つの位置を所定の座標系上で制御する制御手段と、
予め取得された前記被検体についての３次元画像と、前記載置された状態における前記被検体とが対応するように、前記座標系と前記３次元画像との第１の対応関係を決定する座標対応関係決定手段と、
ある時点における前記２次元画像および前記３次元画像に基づく画像に映り込んだ関心部位が対応するような第２の対応関係を決定する、関心領域対応関係決定手段と、
前記第１および第２の対応関係に基づいて、前記天板、前記放射線発生部および放射線検出部の少なくとも一つの位置が変化するまでの時点における前記２次元画像と前記３次元画像に基づく画像とを重畳してロードマップ画像を生成するロードマップ画像生成手段と
を備え、
前記ロードマップ画像生成手段は、前記第２の対応関係が決定した後に、前記天板、放射線発生部および放射線検出部の少なくとも一つの位置が変化した場合に、前記第１の対応関係および前記第２の対応関係のうち前記第１の対応関係のみに基づいてロードマップ画像を生成する、
放射線撮影装置。

【請求項2】

請求項１に記載の放射線撮影装置において、
前記第２の対応関係を記憶する第２の対応関係記憶手段を備え、
前記第２の対応関係が決定した後に、前記天板、放射線発生部および放射線検出部の少なくとも一つの位置が変化した場合に、前記第２の対応関係記憶手段に記憶された前記第２の対応関係を棄却し、
前記関心領域対応関係決定手段は、前記天板、放射線発生部および放射線検出部の少なくとも一つの位置が変化した時点における前記２次元画像および前記３次元画像に基づく画像に映り込んだ関心部位が対応するような前記第２の対応関係を決定し、
決定された当該第２の対応関係を前記第２の対応関係記憶手段に記憶する、
放射線撮影装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の放射線撮影装置において、
前記２次元画像は、画素値の時間的な変化から抽出された最小値または最大値を有した画素から構成されたピークホールド画像である、
放射線撮影装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、関心部位が映り込んだ２次元画像を放射線撮影によって得る放射線撮影装置に係り、特に、任意の時点における２次元画像と、予め取得された被検体についての３次元画像に基づく画像とを重畳してロードマップを生成する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

放射線として、Ｘ線を例に採って説明するとともに、関心部位として、血管を例に採って説明する。従来、Ｃアームを備えたＸ線血管撮影装置（Ｃアーム型Ｘ線血管撮影装置）から得られたＸ線透視画像（以下、「透視像」と略記する）に術前のＣＴ(Computed Tomography)画像を重畳表示する（重ね合わせ表示する）、通称「３Ｄロードマップ」機能が存在する。具体的には、血管が映り込んだ透視像（２次元画像）上にＣＴ装置から得られた血管画像（３次元画像）を重ね合わせ表示（重畳表示）する。そして、カテーテルやステントなどのデバイスを血管内に挿入しながら、治療手技を伴った診断を行う。

【0003】

なお、本明細書での「撮影」とは、強い線量でＸ線を照射してＸ線画像を取得する場合と、それよりも弱い線量でＸ線を連続的に照射してＸ線画像を逐次に表示することで動画表示する場合（透視）とを含むことに留意されたい。

【0004】

なお、術前のＣＴ画像としては、例えば、Ｘ線ＣＴ装置あるいは核磁気共鳴 (MRI: Magnetic Resonance Imaging)装置から得られた画像であってもよいし、同じＣアーム型Ｘ線血管撮影装置（「アンギオグラフィ(angiography)装置」とも呼ばれる）から得られた画像であってもよい。この種の３Ｄロードマップ機能を有した装置として、ＣＴ画像（３次元画像）を撮影時における撮影方向に投影したボリュームレンダリング画像（ロードマップ画像）と、当該撮影時での透視像（２次元画像）とを重畳表示する技術がある（例えば、特許文献１参照）。

【0005】

３Ｄロードマップ機能を使用する時には骨などに代表されるランドマークの位置を基準にして被検体（被治療者）の位置や体位（方向）を合わせる必要がある。そのために、Ｃアーム型Ｘ線血管撮影装置から得られた透視像（２次元画像）と、ＣＴ装置から得られたＣＴ画像（３次元画像）との位置合わせを実施することにより、予め取得された被検体についてのＣＴ画像（３次元画像）と、（被検体を載置する）天板に載置された状態における被検体とを対応付ける。ＣＴ装置として、上述したＸ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置を用いる場合には、Ｃアーム型Ｘ線血管撮影装置とは別のモダリティ(modality)装置をＣＴ装置として用いるので、Ｃアーム型Ｘ線血管撮影装置における座標系と別のモダリティ装置における座標系とが異なる。したがって、ＣＴ装置として別のモダリティ装置を用いる場合には位置合わせ（以下、この位置合わせを「レジストレーション」と呼ぶ）は必須である。

【0006】

また、ＣＴ装置として診断・治療時とは別（例えば他社製）のＣアーム型Ｘ線血管撮影装置を用いる場合でも、別のモダリティ装置をＣＴ装置として用いるときと同様に、各装置における座標系が異なるのでレジストレーションは必須である。なお、ＣＴ装置として診断・治療時と同じＣアーム型Ｘ線血管撮影装置を用いる場合には、座標系は同じである。ただし、被検体が天板から一旦降りて、天板に再度に載った場合には体位（方向）や被検体の位置がどうしても変化してしまう。この場合には、座標系が同じであってもレジストレーションを実施する必要がある。

【0007】

ＣＴ装置から得られたＣＴ画像である３次元画像と、Ｃアーム型Ｘ線血管撮影装置から得られた透視像である２次元平面像とを合わせることになるので、血管撮影装置は少なくとも２方向からのＸ線の照射による少なくとも２枚の透視像、または３次元画像を取得しなければならない。血管撮影装置では、血管の狭窄などの血管異常を診断・治療することが目的であるので、狭窄位置および体位の情報を使用して、ＣＴ画像の血管情報（ＣＴ血管情報）が血管撮影装置の透視像（２次元画像）上に重畳表示される。上述したレジストレーションを実施すると、Ｃアームを回転させた場合であっても、ＣＴ血管を、対応する角度（方向）に連動させて表示させることができ、任意の角度でのＣＴ血管情報を透視像（２次元画像）上に重ね合わせることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２０１５－２１１９１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、このようなレジストレーションを実施して位置および体位が確定しても、血管内にデバイスが挿入された場合など、図７に示すように血管位置が局所的に変化してしまうという問題が起こり得る。なお、被検体が天板に載置された状態で位置および体位が変わらずに被検体が動く（体動する）場合にも同様の問題が起こり得る。位置および体位の情報が正しい状態であったとしても、血管情報が実際と異なる場合には正しい診断を行うことができず、治療手技を続行することもできない。

【0010】

具体的には、図７に示すように，血管内にデバイスＤが挿入されたことによって血管位置が局所的に変化して、透視像（２次元画像）に映り込まれた実際（リアルタイム）のデバイスＤの血管位置Ｐ_１と、ＣＴ画像（３次元画像）に映り込まれた血管位置Ｐ_２との間にズレが生じる。この状態ではデバイスを血管内に進入させることができず、デバイスを血管内に無理に進入させようとすると血管が破損してしまう。したがって、位置合わせの再設定が必要である。

【0011】

ただし、この状態では、被検体（被治療者）の位置および体位情報に問題はなく、血管形状の変化のみが問題である。したがって、骨を基準にしたレジストレーションを再度実施しても有効でない。すなわち、血管位置が局所的に変化した状態でレジストレーションを再度実施しても位置ズレは解消されない。血管が映り込んだＣＴ画像（ＣＴ血管像）と臨床（治療手技を伴った診断）中の血管とを合わせるには、造影剤を使用して血管を基準に２方向からのレジストレーションを実施する必要がある。しかし、それは、一時的に動いている血管を無理に合わせているのに過ぎず、逆に骨基準の位置や体位情報がずれてしまうことになる。

【0012】

仮に血管形状を使用してレジストレーションを行うには、血管が映り込んだ２方向の透視像である血管像を得るために２回の造影剤投与が必要になる。これは、被治療者の負担が大きい。また、術者（治療者）もＣアームの回転を伴う手間のかかる動作を毎回実施する必要があった。また、全体的な検査時間の増加にもつながり、治療者・被治療者の両方の負担が増加していた。さらに、一時的な血管変形が解消された後で元の血管を改めて確認したい場合には、骨を基準にレジストレーションを再度実施する必要がある。この場合には、造影剤を使用しないものの、手間が大きく、少量ではあるが追加の被曝が生じることになる。

【0013】

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、ロードマップ画像における重畳の対象たる両画像（２次元画像・３次元画像に基づく画像）間において関心部位の位置ズレが生じても位置合わせを正確に行うことができる放射線撮影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】

【0014】

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、本発明に係る放射線撮影装置は、被検体を載置する天板と、前記被検体に向けて放射線を発生する放射線発生部と、前記被検体を透過した放射線を検出して２次元画像を出力する放射線検出部と、前記天板、放射線発生部および放射線検出部の少なくとも一つの位置を所定の座標系上で制御する制御手段と、予め取得された前記被検体についての３次元画像と、前記載置された状態における前記被検体とが対応するように、前記座標系と前記３次元画像との第１の対応関係を決定する座標対応関係決定手段と、ある時点における前記２次元画像および前記３次元画像に基づく画像に映り込んだ関心部位が対応するような第２の対応関係を決定する、関心領域対応関係決定手段と、前記第１または第２の対応関係に基づいて、前記天板、前記放射線発生部および放射線検出部の少なくとも一つの位置が変化するまでの時点における前記２次元画像と前記３次元画像に基づく画像とを重畳してロードマップ画像を生成するロードマップ画像生成手段とを備え、前記ロードマップ画像生成手段は、前記第２の対応関係が決定した後に、前記天板、放射線発生部および放射線検出部の少なくとも一つの位置が変化した場合に、前記第１の対応関係に基づいてロードマップ画像を生成するものである。

【0015】

［作用・効果］本発明に係る放射線撮影装置によれば、下記のような２つの位置合わせを実施する。すなわち、予め取得された被検体についての３次元画像と、（被検体を載置する天板に）載置された状態における被検体とが対応するように、（放射線撮影装置における所定の）座標系と３次元画像との第１の対応関係を座標対応関係決定手段は決定する。この第１の対応関係は、上述したレジストレーションを実施することにより決定される。一方、ある時点における２次元画像および３次元画像に基づく画像に映り込んだ関心部位が対応するような第２の対応関係を関心領域対応関係決定手段は決定する。この第２の対応関係を決定するための位置合わせが本発明の特徴部分である。

【0016】

上述した第１または第２の対応関係に基づいて、任意の時点における２次元画像と３次元画像に基づく画像とを重畳してロードマップ画像をロードマップ画像生成手段は生成する。例えば、本発明に係る放射線撮影装置とは別の装置から得られた３次元画像をロードマップ画像の生成に用いる場合には、レジストレーションを実施することにより決定された第１の対応関係に基づいてロードマップ画像を生成する。

【0017】

本発明に係る放射線撮影装置と同じ装置から得られた３次元画像をロードマップ画像の生成に用いる場合には、被検体が天板に載置した状態ではレジストレーションは不要である。しかし、被検体が天板から一旦降りて、天板に再度に載った場合には体位（方向）や被検体の位置がどうしても変化するので、レジストレーションは必須である。したがって、本発明に係る放射線撮影装置と同じ装置から得られた３次元画像をロードマップ画像の生成に用いる場合で、かつ被検体が天板から一旦降りて、天板に再度に載った場合には、レジストレーションを実施することにより決定された第１の対応関係に基づいてロードマップ画像を生成する。一方、デバイスの挿入や被検体の体動により関心部位の位置ズレが生じた場合には、関心領域対応関係決定手段による位置合わせを実施することにより決定された第２の対応関係に基づいてロードマップ画像を生成する。

【0018】

そして、第２の対応関係が決定した後に、天板、放射線発生部および放射線検出部の少なくとも一つの位置が変化した場合に、第１の対応関係に基づいてロードマップ画像をロードマップ画像生成手段は生成する。つまり、天板、放射線発生部および放射線検出部の少なくとも一つの位置を変化させつつ放射線撮影する場合には、２次元画像を連続的に出力しながら各々の２次元画像と３次元画像に基づく画像とを重畳してロードマップ画像を連続的に生成しつつ、ロードマップ画像に映り込んだ関心部位（例えば血管の経路）をたどって診断・治療を行う。

【0019】

したがって、デバイスの挿入や被検体の体動によりロードマップ画像における重畳の対象たる両画像（２次元画像・３次元画像に基づく画像）間において関心部位の位置ズレが生じた場合でも、レジストレーションを再度実施して第１の対応関係を新たに求める必要はない。そして、ある時点における２次元画像および３次元画像に基づく画像に映り込んだ関心部位が対応するような第２の対応関係を決定する。その結果、ロードマップ画像における重畳の対象たる両画像（２次元画像・３次元画像に基づく画像）間において関心部位の位置ズレが生じても位置合わせを正確に行うことができる。

【0020】

また、ロードマップ画像における重畳の対象たる両画像（２次元画像・３次元画像に基づく画像）間において関心部位の位置ズレが生じたとしても、関心部位が映り込んだ２方向の透視像や３次元画像を新たに取得する必要がない。したがって、例えば関心部位が血管の場合には、２方向の透視像や３次元画像を新たに取得するための造影剤投与が不要になり、被検体（被治療者）の負担を低減させるという効果をも奏する。また、ロードマップ画像における重畳の対象たる両画像（２次元画像・３次元画像に基づく画像）間において関心部位の位置ズレが生じたとしても、放射線発生部および放射線検出部からなる撮影系を回転させるために撮影系（放射線発生部および放射線検出部）を保持する保持機構（例えばＣアーム）を回転させて２方向の透視像や３次元画像を新たに取得する必要がない。したがって、２方向の透視像や３次元画像を新たに取得するための動作を術者（治療者）が実施する必要がなくなるという効果をも奏する。また、全体的な検査時間を低減させて、術者・被検体の両方の負担を低減させるという効果をも奏する。さらに、例えば関心部位が血管の場合において、一時的な血管変形が解消された後で元の血管を改めて確認したい場合においても、過去に取得された２次元画像を参照すればよい。したがって、再度の撮影が不要となり、追加の被曝が不要となるという効果をも奏する。

【0021】

なお、ロードマップ画像における重畳の対象たる両画像（２次元画像・３次元画像に基づく画像）間において関心部位の位置ズレが生じるケースは、「発明が解決しようとする課題」の欄で述べたような関心部位（例えば血管）内にデバイスを挿入したことによって関心部位（例えば血管）の位置が局所的に変化する場合以外にも、被検体が天板に載置された状態で位置および体位が変わらずに被検体が動く（体動する）場合にも起こり得る。したがって、体動した場合においても、ロードマップ画像における重畳の対象たる両画像（２次元画像・３次元画像に基づく画像）間において関心部位の位置ズレが生じるので、ある時点における２次元画像および３次元画像に基づく画像に映り込んだ関心部位が対応するような第２の対応関係を決定することにより、関心領域対応関係決定手段による位置合わせを実施することにより決定された第２の対応関係に基づいてロードマップ画像を生成すればよい。

【0022】

また、第２の対応関係を記憶する第２の対応関係記憶手段を備え、第２の対応関係が決定した後に、天板、放射線発生部および放射線検出部の少なくとも一つの位置が変化した場合に、第２の対応関係記憶手段に記憶された第２の対応関係を棄却し、関心領域対応関係決定手段は、天板、放射線発生部および放射線検出部の少なくとも一つの位置が変化した時点における２次元画像および３次元画像に基づく画像に映り込んだ関心部位が対応するような第２の対応関係を決定し、決定された当該第２の対応関係を第２の対応関係記憶手段に記憶するのが好ましい。

【0023】

すなわち、第２の対応関係が決定した後に、天板、放射線発生部および放射線検出部の少なくとも一つの位置が変化した場合には、第１の対応関係に基づいてロードマップ画像を生成し直す。したがって、天板、放射線発生部および放射線検出部の少なくとも一つの位置が変化した時点では、当該時点における２次元画像および３次元画像に基づく画像が新たに取得される。そこで、変化前に決定された第２の対応関係を棄却し、同様に当該時点における２次元画像および３次元画像に基づく画像に映り込んだ関心部位が対応するような第２の対応関係を決定し直し、決定された当該第２の対応関係を第２の対応関係記憶手段に記憶する。このように、天板、放射線発生部および放射線検出部の少なくとも一つの位置が変化する度に、第２の対応関係を更新すればよい。

【0024】

また、２次元画像は、画素値の時間的な変化から抽出された最小値または最大値を有した画素から構成されたピークホールド画像であってもよい。例えば関心部位が血管の場合には、２次元画像が、画素値の時間的な変化から抽出された最小値を有したピークホールド画像であるので、少量の造影剤で血管形状を抽出させることができる。なお、白黒反転する場合には、画素値の時間的な変化から抽出された最大値を有したピークホールド画像を用いる。

【発明の効果】

【0025】

本発明に係る放射線撮影装置によれば、予め取得された被検体についての３次元画像と、（被検体を載置する天板に）載置された状態における被検体とが対応するように、（放射線撮影装置における所定の）座標系と３次元画像との第１の対応関係を座標対応関係決定手段は決定する。一方、ある時点における２次元画像および３次元画像に基づく画像に映り込んだ関心部位が対応するような第２の対応関係を関心領域対応関係決定手段は決定する。上述した第１または第２の対応関係に基づいて、任意の時点における２次元画像と３次元画像に基づく画像とを重畳してロードマップ画像をロードマップ画像生成手段は生成する。そして、第２の対応関係が決定した後に、天板、放射線発生部および放射線検出部の少なくとも一つの位置が変化した場合に、第１の対応関係に基づいてロードマップ画像をロードマップ画像生成手段は生成する。したがって、デバイスの挿入や被検体の体動によりロードマップ画像における重畳の対象たる両画像（２次元画像・３次元画像に基づく画像）間において関心部位の位置ズレが生じた場合でも、第１の対応関係を新たに求める必要はない。そして、ある時点における２次元画像および３次元画像に基づく画像に映り込んだ関心部位が対応するような第２の対応関係を決定する。その結果、ロードマップ画像における重畳の対象たる両画像（２次元画像・３次元画像に基づく画像）間において関心部位の位置ズレが生じても位置合わせを正確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】実施例に係るＸ線撮影装置の概略構成を示した側面図である。

【図2】実施例に係るＸ線撮影装置の画像処理系のブロック図である。

【図3】（ａ）～（ｃ）はレジストレーションを手動で行う際の表示態様の一例である。

【図4】実施例に係る各位置合わせを伴った一連の撮影のフローチャートである。

【図5】（ａ）および（ｂ）は手技中の位置合わせの説明に供する模式図である。

【図6】図４との比較のための従来の位置合わせを伴った一連の撮影のフローチャートである。

【図7】血管位置が局所的に変化する場合の説明に供する模式図である。

【実施例】

【0027】

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１は、実施例に係るＸ線撮影装置の概略構成を示した側面図であり、図２は、実施例に係るＸ線撮影装置の画像処理系のブロック図であり、図３（ａ）～図３（ｃ）は、レジストレーションを手動で行う際の表示態様の一例である。本実施例では、放射線撮影装置として、Ｘ線撮影装置を例に採って説明するとともに、関心部位として、血管を例に採って説明する。

【0028】

本実施例に係るＸ線撮影装置は、図１に示すように、被検体Ｍを載置し、本体１ｂに対して長手方向に移動可能な可動式天板１ａを有した検診台１と、被検体Ｍの撮影を行うＸ線撮像部２とを備えるとともに、図２に示すように、画像処理系４とコントローラ６を備えている。可動式天板１ａは、本発明における天板に相当し、コントローラ６は、本発明における制御手段に相当する。

【0029】

先ず、検診台１の機構について図１を参照して説明する。可動式天板１ａを本体１ｂに沿って水平方向（例えば図中のｘ方向またはｙ方向）に平行にスライド移動させるように構成されている。本体１ｂは鉛直方向（図中のｚ方向）に伸縮自在に構成されており、これによって可動式天板１ａを鉛直方向に昇降移動させる。図１では図示していないが、可動式天板１ａを傾斜させてもよく、水平姿勢・起立姿勢・傾斜姿勢のいずれかに可動式天板１ａを起倒させてもよい。例えば、モータ（図示省略）と、図示を省略する回転軸を介してモータに取り付けられたギア（図示省略）と、このギアに噛合され可動式天板１ａを支持したラック（図示省略）とを備えることで、これらの移動を実現する。

【0030】

次に、Ｘ線撮像部２について図１を参照して説明する。Ｘ線撮像部２は、天井面（図中のｘｙ平面）に設置された基台部２１と、基台部２１に支持されたＣアーム支持部２２と、Ｃアーム支持部２２に支持されたＣアーム２３と、Ｃアーム２３の一端に支持されたＸ線管２４と、他端に支持されたフラットパネル型Ｘ線検出器（FPD: Flat Panel Detector）２５とを備えている。基台部２１，Ｃアーム支持部２２およびＣアーム２３によって、Ｘ線管２４およびＦＰＤ２５が互いに対向配置されて保持されている。Ｘ線管２４は、本発明における放射線発生部に相当し、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）２５は、本発明における放射線検出部に相当する。

【0031】

天井面にはｘ方向に延在した固定レール３１が設置されており、この固定レール３１に移動レール支持部３２が取り付けられ、ｙ方向（紙面の奥行き方向）に延在した移動レール３３が移動レール支持部３２により懸垂支持されている。移動レール支持部３２を介して移動レール３３は固定レール３１に沿ってｘ方向に平行にスライド移動する。移動レール３３にはキャリッジ３４が嵌合し、キャリッジ３４は移動レール３３に沿ってｙ方向に平行にスライド移動する。モータ（図示省略）などにより移動レール３３やキャリッジ３４などを平行移動させる。

【0032】

また、キャリッジ３４に対して基台部２１を鉛直軸（図中のｚ軸）心周りに回転移動させる第１撮像駆動部３５を備えている。第１撮像駆動部３５は、モータやベルトやギアボックスやギア（ギアを除いて図示省略）などを備えている。第１撮像駆動部３５によって基台部２１が鉛直軸心周りに回転移動することで、基台部２１に支持されたＣアーム支持部２２も鉛直軸心周りに回転移動し、Ｃアーム支持部２２に支持されたＣアーム２３も鉛直軸心周りに回転移動し、Ｃアーム２３に支持されたＸ線管２４およびＦＰＤ２５も鉛直軸心周りに回転移動する。以上のように、第１撮像駆動部３５は、Ｘ線撮像部２を鉛直軸心周りに回転移動させる。

【0033】

また、基台部２１に対してＣアーム支持部２２を被検体Ｍの体軸（図中のｘ軸）の軸心周りに回転駆動させる第２撮像駆動部３６を備えている。第２撮像駆動部３６は、モータやベルトやギアボックスやギア（ギアを除いて図示省略）などを備えている。第２撮像駆動部３６によって基台部２１に対してＣアーム支持部２２が体軸の軸心周りに回転移動する。また、Ｃアーム支持部２２に支持されたＣアーム２３も体軸の軸心周りに回転移動し、Ｃアーム２３に支持されたＸ線管２４およびＦＰＤ２５も体軸の軸心周りに回転移動する。以上のように、第２撮像駆動部３６は、Ｘ線撮像部２を体軸の軸心周りに回転移動させる。

【0034】

また、Ｃアーム２３を被検体Ｍの体軸（図中のｘ軸）に対して水平面で直交する軸（図中のｙ軸）心周りに回転駆動させるために、ベアリング３７，ベルト３８およびモータ３９を備えている。Ｃアーム２３はレール形状で形成されており、２つのベアリング３７がＣアーム２３の溝部に嵌合し、ベルト３８がＣアーム２３の外周面に沿って付設され、モータ３９がベルト３８の一部を巻き取るように配置されている。モータ３９が回転駆動することで、ベルト３８が周回し、それに伴ってベアリング３７に対してＣアーム２３が摺動する。この摺動によりＣアーム２３が、体軸に対して水平面で直交する軸の軸心周りに回転移動する。また、Ｃアーム２３に支持されたＸ線管２４およびＦＰＤ２５も体軸に対して水平面で直交する軸の軸心周りに回転移動する。以上のように、ベアリング３７，ベルト３８およびモータ３９は、Ｘ線管２４およびＦＰＤ２５を体軸に対して水平面で直交する軸の軸心周りに回転駆動させる。

【0035】

なお、移動レール３３が固定レール３１に沿ってｘ方向に平行にスライド移動することで、移動レール３３に嵌合したキャリッジ３４もｘ方向に平行移動し、キャリッジ３４に支持された基台部２１もｘ方向に平行移動する。また、基台部２１に支持されたＣアーム支持部２２もｘ方向に平行移動し、Ｃアーム支持部２２に支持されたＣアーム２３もｘ方向に平行移動し、Ｃアーム２３に支持されたＸ線管２４およびＦＰＤ２５もｘ方向に平行移動する。以上のように、移動レール３３は、Ｘ線撮像部２をｘ方向に平行移動させる。

【0036】

また、キャリッジ３４が移動レール３３に沿ってｙ方向に平行にスライド移動することで、キャリッジ３４に支持された基台部２１もｙ方向に平行移動する。また、基台部２１に支持されたＣアーム支持部２２もｙ方向に平行移動し、Ｃアーム支持部２２に支持されたＣアーム２３もｙ方向に平行移動し、Ｃアーム２３に支持されたＸ線管２４およびＦＰＤ２５もｙ方向に平行移動する。以上のように、キャリッジ３４は、Ｘ線撮像部２をｙ方向に平行移動させる。

【0037】

この他に、Ｃアーム２３がＦＰＤ２５を支持する支持軸心周りに回転移動させるＦＰＤ移動部（図示省略）などを備えている。また、Ｃアーム支持部２２またはＣアーム２３を鉛直軸に沿って昇降移動させることで、Ｘ線撮像部２を鉛直軸に沿って平行駆動させる撮像部昇降部（図示省略）を備えてもよい。

【0038】

なお、Ｃアーム２３がＦＰＤ２５を支持する支持軸方向に沿って、ＦＰＤ２５を平行移動させるＦＰＤ移動部（図示省略）を備えてもよい。この場合には、Ｃアーム２３がＦＰＤ２５を支持する支持軸が、Ｘ線管２４からＦＰＤ２５に下ろした垂線（すなわち照射中心軸）方向に平行であるので、ＦＰＤ移動部が支持軸方向に沿ってＦＰＤ２５を平行移動させることで、ＦＰＤ２５を垂線方向に沿って平行移動させることになる。すなわち、Ｘ線管２４からＦＰＤ２５に垂線を下ろした距離（すなわちSID: Source Image Distance）をＦＰＤ移動部が可変にして、ＦＰＤ２５を垂線方向に沿って平行移動させる。

【0039】

検診台１やＸ線撮像部２を上述のように移動させて、Ｘ線管２４から照射されたＸ線をＦＰＤ２５が検出して得られたＸ線検出信号を、後述する画像処理系４（図２を参照）で処理することで被検体ＭのＸ線画像を得る。特に、本実施例では術前に得られたＣＴ画像（血管が映り込んだ臨床用３次元画像）を透視像または血管ライブ画像の撮影時における撮影方向に投影した２Ｄ投影像（２次元投影画像）を、当該撮影時における３次元画像に基づく画像として生成し、Ｘ線検出信号に基づくＦＰＤ２５の検出面に投影された透視像、または血管が映り込んだ血管ライブ画像をリアルタイムに取得し、透視像または血管ライブ画像と２Ｄ投影像（２次元投影画像）とを重畳してロードマップ画像を生成する。なお、造影剤を高頻度に投与すると被検体Ｍに負担がかかる。そこで、後述する２次元補正情報を算出するときのみ造影剤を投与して血管ライブ画像を取得し、それ以外は、直前に取得された血管ライブ画像を用いる。血管内にデバイスを挿入することによって、あるいは被検体Ｍが動く（体動する）ことによって、透視像・２Ｄ投影像間において２次元的な血管の位置ズレが生じる。このような血管の位置ズレが生じた場合に、後述する２次元補正情報を決定するための位置合わせ（手技中の位置合わせ）を実施し、当該位置合わせ後の透視像または血管ライブ画像と２Ｄ投影像（２次元投影画像）とを重畳してロードマップ画像を生成する。各々の画像やそれらに基づく画像処理については、詳しく後述する。

【0040】

コントローラ６（図２を参照）は、Ｘ線撮影装置を構成する各部分を統括制御する。特に、本実施例では（被検体Ｍを載置する）可動式天板１ａ、（被検体Ｍに向けてＸ線を発生する）Ｘ線管２４および（被検体Ｍを透過したＸ線を検出して２次元画像である透視像を出力する）ＦＰＤ２５の少なくとも一つの位置を所定の座標系上で制御する。図１ではＣアーム２３がＸ線管２４およびＦＰＤ２５を支持し、Ｃアーム２３の移動に伴ってＸ線管２４およびＦＰＤ２５が互いに対向配置を維持して一体となって移動するので、コントローラ６は可動式天板１ａが所定の座標系上に位置するように制御するとともに、Ｘ線管２４およびＦＰＤ２５が当該座標系上に位置するように制御する。

【0041】

次に、画像処理系４について図２を参照して説明する。画像処理系４は、キャリブレーションを実施するキャリブレーション部４１と、ＣＴ画像である臨床用３次元画像を記憶するＣＴ画像メモリ部４２と、レジストレーションを実施するレジストレーション部４３と、３次元補正情報を記憶する３次元補正情報メモリ部４４と、臨床用３次元画像を透視像または血管ライブ画像の撮影時における撮影方向に投影した２Ｄ投影像（２次元投影画像）を、当該撮影時における３次元画像に基づく画像として生成する２Ｄ投影像生成部４５と、Ｘ線検出信号に基づくＦＰＤ２５の検出面に投影された透視像を一旦記憶する透視像メモリ部４６と、造影剤投与後の透視像からピークホールド画像を求めるピークホールド処理部４７と、ピークホールド画像と造影剤投与前の透視像とのデジタルサブトラクション血管造影(DSA: Digital Subtraction Angiography)画像を血管ライブ画像として求めるＤＳＡ処理部４８と、手技中の位置合わせを実施する手技中位置合わせ部４９と、２次元補正情報を記憶する２次元補正情報メモリ部５０と、透視像または血管ライブ画像と２Ｄ投影像（２次元投影画像）とを重畳してロードマップ画像を生成するロードマップ画像生成部５１とを備えている。３次元補正情報は、本発明における第１の対応関係に相当し、２次元補正情報は、本発明における第２の対応関係に相当する。

【0042】

その他に、画像処理系４は、各々の画像（例えば透視像または血管ライブ画像と２Ｄ投影像とを重畳したロードマップ画像）を表示するモニタ５２と、モニタ５２上の画面に表示されるポインタを操作する操作部５３とを備えている。操作部５３は、術者（治療者）が入力したデータや命令を入力するためであって、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成されている。なお、図２では、図示の便宜上、各々の画像を処理する構成からモニタ５２を結ぶ結線については、ロードマップ画像生成部５１からモニタ５２を結ぶ結線を除き図示を省略する。レジストレーションを手動で行う場合には、操作部５３は、本発明における座標対応関係決定手段に相当する。

【0043】

キャリブレーション部４１は、校正ファントムのみが映り込んだファントム像を用いて設定されたジオメトリ（例えばＣアーム２３（図１も参照）の位置や可動式天板１ａ（図１を参照）の位置）と実際のジオメトリとのズレを補正する。例えば、臨床中のＣアーム２３の角度が60°という情報がＣアーム２３から通知されても実際には59°であったりする。このようなズレによる誤差を修正するために、事前に校正ファントムを撮影してファントム像を取得する。そして、ファントム像を用いて補正情報を自動的に算出する処理を実施する。この処理は「キャリブレーション」と呼ばれる。

【0044】

なお、具体的なキャリブレーションの手法については公知であるので、その説明を省略する。キャリブレーション部４１で得られた補正情報をレジストレーション部４３に送り込む。Ｃアーム２３や可動式天板１ａが移動する度にキャリブレーション部４１で得られた補正情報をレジストレーション部４３に送り込む。言い換えれば、Ｃアーム２３や可動式天板１ａが移動しない場合には、キャリブレーション部４１で得られた補正情報をレジストレーション部４３に送り込む必要はない。

【0045】

ランドマーク（例えば骨やマーカ）および血管が映り込んだ臨床用３次元画像をＣＴ画像としてＣＴ画像メモリ部４２に書き込んで記憶する。「背景技術」の欄でも述べたようにＣＴ装置として、本実施例に係るＸ線撮影装置とは別の外部装置（例えばＸ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置や診断・治療時とは別のＸ線撮影装置）から得られた臨床用３次元画像を用いて、レジストレーション部４３によるレジストレーションに供する。ただし、被検体Ｍ（図１を参照）が可動式天板１ａから一旦降りて、可動式天板１ａに再度に載った場合には体位（方向）や被検体Ｍの位置が変化するので、その場合には本実施例に係るＸ線撮影装置と同じ装置から得られた術前の臨床用３次元画像を用いて、レジストレーション部４３によるレジストレーションに供する。したがって、本実施例に係るＸ線撮影装置と同じ装置から得られた術前の臨床用３次元画像をＣＴ画像メモリ部４２に書き込んで記憶することも可能である。ＣＴ画像メモリ部４２に記憶された臨床用３次元画像を読み出してレジストレーション部４３および２Ｄ投影像生成部４５に送り込む。

【0046】

レジストレーション部４３は、キャリブレーション部４１で得られた(1)補正情報、(2)透視像および(3)臨床用３次元画像を用いて、臨床用３次元画像と透視像との位置合わせを、各画像に映り込んだランドマークを基準にして行う。すなわち、レジストレーションを実施する。レジストレーションを実施することにより、予め取得された被検体Ｍについての臨床用３次元画像と、（可動式天板１ａに）載置された状態における被検体Ｍとが対応するように、（本実施例に係るＸ線撮影装置における）座標系と臨床用３次元画像とを対応付けた３次元補正情報（第１の対応関係）を算出する。レジストレーション部４３は、本発明における座標対応関係決定手段に相当する。

【0047】

なお、具体的なレジストレーション部４３によるレジストレーションについては図４で後述する。レジストレーション部４３で得られた３次元補正情報を３次元補正情報メモリ部４４に送り込む。当該３次元補正情報を３次元補正情報メモリ部４４に書き込んで記憶する。そして、２Ｄ投影像生成部４５による２Ｄ投影像（２次元投影画像）の生成、またはロードマップ画像生成部５１によるロードマップ画像の生成を行う際に、３次元補正情報メモリ部４４に記憶された３次元補正情報を読み出して２Ｄ投影像生成部４５およびロードマップ画像生成部５１に送り込む。

【0048】

２Ｄ投影像生成部４５は、３次元補正情報メモリ部４４に記憶された３次元補正情報、および透視像または血管ライブ画像の撮影時における撮影情報を用いて、血管が映り込んだ臨床用３次元画像を透視像または血管ライブ画像の撮影時における撮影方向に投影した２Ｄ投影像（２次元投影画像）を、当該撮影時における３次元画像に基づく画像として生成する。具体的には、撮影情報としてＣアーム２３の位置および可動式天板１ａの位置を本実施例では採用する。Ｃアーム２３の位置によってＣアーム２３に支持されたＸ線管２４（図１も参照）の焦点位置（視点）が求まり、視点であるＸ線管２４の位置、可動式天板１ａの位置、およびＣアーム２３に支持されたＦＰＤ２５（図１も参照）の位置から投影方向が求まる。これらのＣアーム２３（Ｃアーム２３に支持されたＸ線管２４およびＦＰＤ２５）の位置および可動式天板１ａの位置に応じた撮影情報、さらに３次元補正情報を用いて、２Ｄ投影像を生成する。

【0049】

なお、具体的な２Ｄ投影像生成部４５による２Ｄ投影像の生成については図４で後述する。２Ｄ投影像生成部４５で生成された２Ｄ投影像を手技中位置合わせ部４９およびロードマップ画像生成部５１に送り込む。

【0050】

被検体Ｍを可動式天板１ａに載置して、透視像または血管ライブ画像の撮影時における箇所でＸ線管２４からＸ線を被検体Ｍに照射してＦＰＤ２５がＸ線を検出することにより、Ｘ線検出信号を取得する。当該Ｘ線検出信号に基づくＦＰＤ２５の検出面に投影された被検体Ｍの透視像を透視像メモリ部４６に書き込んで記憶する。

【0051】

なお、造影剤投与によって透視像には血管が映り込むが、血管以外の背景領域（骨や臓器等）も併せて映り込んでしまう。そこで、これらの背景領域を除外するために、先に造影剤投与前の透視像を取得して、その後に造影剤を投与した透視像を複数枚取得する。そして、造影剤投与前の透視像や造影剤投与後の透視像を透視像メモリ部４６に書き込んで記憶し、造影剤投与前の透視像についてはＤＳＡ処理部４８に送り込み、造影剤投与後の各々の透視像についてはピークホールド処理部４７に送り込んでピークホールド画像を求めた後に、当該ピークホールド画像をＤＳＡ処理部４８に送り込む。ピークホールド画像と造影剤投与前の透視像との差分であるデジタルサブトラクション血管造影画像を血管ライブ画像としてＤＳＡ処理部４８が求めることで、背景領域を除外して血管のみが映り込んだ血管ライブ画像を取得する。

【0052】

なお、造影剤投与の開始については、装置に手動で通達してもよい。また、造影剤の流入を自動で検知して、造影剤の流入に伴う検知信号の入力に同期して後述する手技中の位置合わせを開始することで、リアルタイムな位置合わせを実施してもよい。

【0053】

ピークホールド処理部４７は、造影剤投与後の各々の透視像において画素値の時間的な変化から抽出された最小値を有した画素から構成されたピークホールド画像を求める。すなわち、造影剤投与によって血管が黒っぽく映って血管の画素値が低くなるので、造影剤投与後の各々の透視像において画素値の最小値をホールドして、最小値を有した画素から構成されたピークホールド画像を求めることで、血管形状が抽出されたピークホールド画像を取得することができる。なお、白黒反転する場合には、白黒反転後における画素値の時間的な変化から抽出された最大値を有した画素から構成されたピークホールド画像を求める。

【0054】

このように、血管ライブ画像を取得するのに、ピークホールド処理部４７およびＤＳＡ処理部４８を経るが、ピークホールド処理部４７およびＤＳＡ処理部４８は複雑な演算を必要としない。したがって、血管ライブ画像は多少のタイムラグが生じるが、リアルタイムに得られる。血管ライブ画像を手技中位置合わせ部４９およびロードマップ画像生成部５１に送り込む。

【0055】

血管内にデバイスを挿入することによって、あるいは被検体Ｍが動く（体動する）ことによって、透視像・２Ｄ投影像間において２次元的な血管の位置ズレが生じる。そこで、手技中位置合わせ部４９は、ピークホールド処理部４７およびＤＳＡ処理部４８を経て生成された血管ライブ画像、および２Ｄ投影像生成部４５で生成された２Ｄ投影像を用いて、血管ライブ画像と２Ｄ投影像との位置合わせを、各画像に映り込んだ血管を基準にして行う。すなわち、手技中の位置合わせを実施する。手技中の位置合わせを実施することにより、ある時点における血管ライブ画像および２Ｄ投影像に映り込んだ血管が対応するような２次元補正情報（第２の対応関係）を算出する。手技中位置合わせ部４９は、本発明における関心領域対応関係決定手段に相当する。

【0056】

なお、具体的な手技中位置合わせ部４９による手技中の位置合わせについては図４および図５で後述する。手技中位置合わせ部４９で得られた２次元補正情報を２次元補正情報メモリ部５０に送り込む。当該２次元補正情報を２次元補正情報メモリ部５０に書き込んで記憶する。そして、ロードマップ画像生成部５１によるロードマップ画像の生成を行う際に、２次元補正情報メモリ部５０に記憶された２次元補正情報を読み出してロードマップ画像生成部５１に送り込む。２次元補正情報メモリ部５０は、本発明における第２の対応関係記憶手段に相当する。

【0057】

撮影情報としてＣアーム２３の位置や可動式天板１ａの位置が、透視像または血管ライブ画像の撮影中でのＣアーム２３や可動式天板１ａの移動によって変わる場合がある。その場合には、２次元補正情報メモリ部５０に記憶された２次元補正情報を棄却し、手技中位置合わせ部４９による手技中の位置合わせを再度実施し、２次元補正情報を新たに算出する。Ｃアーム２３の位置や可動式天板１ａの位置が変わらない場合には、２次元補正情報を新たに算出する必要がなく、手技中位置合わせ部４９で得られた２次元補正情報に基づいて、透視像または血管ライブ画像よりも後で得られた各々の透視像または血管ライブ画像と２Ｄ投影像とを重畳してロードマップ画像を生成する。これにより、手技中において位置合わせが実施された状態でロードマップ画像をモニタ５２に逐次に表示することで、位置ズレが解消された状態でロードマップ画像を動画表示して透視を行うことができる。

【0058】

ロードマップ画像生成部５１は、３次元補正情報または２次元補正情報に基づいて、透視像または血管ライブ画像と２Ｄ投影像とを重畳してロードマップ画像を生成する。上述したように造影剤を高頻度に投与すると被検体Ｍに負担がかかる。そこで、血管の位置ズレあるいはＣアーム２３や可動式天板１ａが移動することによって、２次元補正情報を算出するときのみ造影剤を投与して血管ライブ画像を取得し、それ以外は、直前に取得された血管ライブ画像を用いる。そして、重畳してロードマップ画像を生成するときには、直前に取得された血管ライブ画像またはリアルタイムに取得された（造影剤投与前の）透視像と２Ｄ投影像とを重畳してロードマップ画像を生成すればよい。血管の位置ズレがない場合やＣアーム２３や可動式天板１ａが移動しない場合には、レジストレーション部４３や手技中位置合わせ部４９によって位置合わせが既に実施されているので、直前に取得された血管ライブ画像またはリアルタイムに取得された透視像と２Ｄ投影像とを重畳してロードマップ画像を生成しても問題はない。ロードマップ画像生成部５１で生成されたロードマップ画像をモニタ５２に送り込む。ロードマップ画像生成部５１は、本発明におけるロードマップ画像生成手段に相当する。

【0059】

なお、上述したレジストレーションを手動で行ってもよい。レジストレーションを手動で行う場合には、図３に示すようにモニタ５２上に透視像を表示するとともに、臨床用３次元画像を当該透視像の撮影方向に投影して表示する。当該透視像に映り込んだランドマーク（図３では骨）と、臨床用３次元画像を当該透視像の撮影方向に投影して映り込んだランドマークとがモニタ５２上の画面に一致するように操作部５３によって操作する。図３では、図示の便宜上、各画像に映り込んだ血管については図示を省略する。

【0060】

例えば、図３（ａ）に示すように臨床用３次元画像と透視像との間に回転ズレがある場合には、モニタ５２上の画面に表示されるポインタを操作部５３のマウスによって回転操作する。図３（ｂ）に示すように回転ズレが解消された臨床用３次元画像と透視像との間に平行ズレがある場合には、モニタ５２上の画面に表示されるポインタを操作部５３のマウスによって平行に操作（ドラッグ）する。その他に、各ランドマークの大きさが互いに異なる場合には奥行き方向に平行移動してランドマークの大きさがモニタ５２上の画面に一致するように操作部５３のマウスによって操作する。これらの操作によって、図３（ｃ）に示すような回転ズレおよび平行ズレなどが解消された臨床用３次元画像と透視像とがモニタ５２上の画面に表示される。なお、この位置合わせ（レジストレーション）では、２次元上でなく３次元的に位置ズレが解消されることに留意されたい。

【0061】

同様に、別の方向からのＸ線の照射により得られた透視像に対しても、モニタ５２上に当該透視像を表示するとともに、臨床用３次元画像を当該透視像の撮影方向に投影して表示し、当該透視像に映り込んだランドマークと、臨床用３次元画像を当該透視像の撮影方向に投影して映り込んだランドマークとがモニタ５２上の画面に一致するように操作部５３によって操作する。そして、操作部５３によるモニタ５２上の画面に表示されるポインタの操作量に連動して３次元補正情報を算出して３次元補正情報メモリ部４４に送り込む。このようにレジストレーションを手動で行う場合には、上述したように操作部５３は、本発明における座標対応関係決定手段に相当する。

【0062】

コントローラ６は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）あるいはプログラムデータに応じて内部の使用するハードウェア回路（例えば論理回路）が変更可能なプログラマブルデバイス（例えばＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)）などで構成されている。キャリブレーション部４１やレジストレーション部４３や２Ｄ投影像生成部４５や手技中位置合わせ部４９やロードマップ画像生成部５１は、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit），ＣＰＵあるいはプログラマブルデバイスなどで構成されている。ＣＴ画像メモリ部４２や３次元補正情報メモリ部４４や透視像メモリ部４６や２次元補正情報メモリ部５０は、ＲＡＭ（Random-Access Memory）などに代表される記憶媒体で構成されている。ピークホールド処理部４７は専用のピークホールド回路で構成されていたり、あるいはCPUやGPUを用いて処理を実施する。ＤＳＡ処理部４８に関してもオペアンプや抵抗からなる減算器で構成されていたり、またはCPUやGPUを使用して処理を実施する。

【0063】

次に、各位置合わせを伴った一連の撮影について、図１～図３とともに、図４および図５を参照して説明する。図４は、実施例に係る各位置合わせを伴った一連の撮影のフローチャートであり、図５（ａ）および図５（ｂ）は、手技中の位置合わせの説明に供する模式図である。

【0064】

（ステップＳ１）キャリブレーション実施
キャリブレーション部４１（図２を参照）は、校正ファントムのみが映り込んだファントム像を用いて、ファントム像が映った２Ｄ画像から装置の歪みや位置ズレを補正し、これらのズレによる誤差を修正するための補正情報を自動的に算出する。つまり、キャリブレーションによって装置据え付け時のズレや装置の移動時のズレを補正するための情報（補正情報）を算出する。

【0065】

キャリブレーションを実施することによって補正情報を算出し、Ｃアーム２３（図１および図２を参照）や可動式天板１ａ（図１を参照）が移動する度に補正情報をレジストレーション部４３（図２を参照）に送り込む。レジストレーション部４３による後述するステップＳ２，Ｓ３のレジストレーションを実施するためには、少なくとも２方向からのＸ線の照射により得られた少なくとも２枚の透視像が必要で、そのためにはＣアーム２３および可動式天板１ａを移動させてＸ線管２４（図１および図２を参照）から被検体Ｍに向けて照射してＦＰＤ２５（図１および図２を参照）が検出しなければならない。

【0066】

（ステップＳ２）レジストレーション開始
レジストレーション部４３は、キャリブレーション部４１で得られた(1)補正情報、(2)透視像および(3)臨床用３次元画像を用いて、臨床用３次元画像と透視像との位置合わせを、各画像に映り込んだランドマークを基準にして行う。すなわち、レジストレーションを開始する。

【0067】

（ステップＳ３）レジストレーション実施
例えば、相互情報量などを用いた公知の手法によってレジストレーションを自動的に実施する。上述したようにレジストレーションを手動で行う場合には、モニタ５２（図２および図３を参照）上に透視像を表示するとともに、臨床用３次元画像を当該透視像の撮影方向に投影して表示し、当該透視像に映り込んだランドマークと、臨床用３次元画像を当該透視像の撮影方向に投影して映り込んだランドマークとがモニタ５２上の画面に一致するように操作部５３（図２を参照）によって操作する。そして、操作部５３によるモニタ５２上の画面に表示されるポインタの操作量に連動して３次元補正情報を算出する。レジストレーションによって算出した３次元補正情報を３次元補正情報メモリ部４４（図２を参照）に書き込んで記憶する。

【0068】

３次元補正情報を行列Mとすると、行列Mは、下記（１）式のような成分を並べて表される。

【0069】

【数1】

【0070】

上記（１）式中の成分M₁₁，M₁₂，M₁₃，M₂₁，M₂₂，M₂₃，M₃₁，M₃₂，M₃₃は回転成分である。上記（１）式中の成分M_xはｘ方向の平行移動成分，成分M_yはｙ方向の平行移動成分，成分M_zはｚ方向の平行移動成分である。なお、３次元空間では奥行き方向への平行移動成分（M_x，M_y，M_z）が２次元上でのスケーリングとなる。

【0071】

上述したように被検体Ｍが可動式天板１ａから一旦降りて、可動式天板１ａに再度に載った場合には体位（方向）や被検体Ｍの位置がどうしても変化してしまう。この場合には、座標系が同じであってもレジストレーションを実施する必要がある。したがって、その場合には本実施例に係るＸ線撮影装置と同じ装置から得られた術前の臨床用３次元画像を用いて、レジストレーション部４３によるレジストレーションを実施する。レジストレーションを実施しない場合には、３次元補正情報の替わりに初期位置補正情報（例えば単位行列など）を使用する。

【0072】

ここでは、本実施例に係るＸ線撮影装置から得られた少なくとも２枚の透視像と)臨床用３次元画像とを用いてレジストレーションを実施したが、本実施例に係るＸ線撮影装置から得られた３次元画像と臨床用３次元画像とを用いてレジストレーションを実施してもよい。

【0073】

（ステップＳ４）３Ｄロードマップ開始
ロードマップ画像生成部５１（図２を参照）は、ロードマップ画像を生成する「３Ｄロードマップ」を開始する。

【0074】

（ステップＳ５）２Ｄ投影像の生成
２Ｄ投影像生成部４５（図２を参照）は、臨床用３次元画像を透視像または血管ライブ画像の撮影時における撮影方向に投影した２Ｄ投影像（２次元投影画像）を、当該撮影時における３次元画像に基づく画像として生成する。また、撮影情報としてＣアーム２３の位置および可動式天板１ａの位置を用いた場合、Ｃアーム２３の位置から求まったＸ線管２４の焦点位置（視点）、さらに視点であるＸ線管２４の位置、可動式天板１ａの位置およびＦＰＤ２５の位置から求まった投影方向を用いて、投影像生成行列を求める。

【0075】

投影像生成行列をPとすると、投影像生成行列Pは投影空間への座標系変換および透視投影変換を行う行列となる。この行列をPとする。

【0076】

視点および可動式天板１ａの位置に応じた投影像生成行列P，さらに３次元補正情報メモリ部４４に記憶された３次元補正情報である行列Mを用いて、２Ｄ投影像を生成する。ＣＴ画像におけるボリュームデータのボクセル座標（頂点位置ベクトル）をVとする。頂点位置ベクトルVは列ベクトルであって、下記（２）式のように表される。

【0077】

【数2】

【0078】

上記（２）式中のtは転置行列である。さらに、これらの行列P，Mを用いると頂点位置ベクトルVはV’に変換される。変換後の頂点位置ベクトルV’は、これらの行列P，Mや元の頂点位置ベクトルVを用いると下記（３）式のように表される。

【0079】

【数3】

【0080】

上記（３）式によって変換された頂点位置ベクトルV’を２Ｄ投影像に変換する。具体的には、透視像または血管ライブ画像の撮影時における撮影方向に投影するレンダリング時（レイキャスト）にｚ座標は消失する。レンダリング後の２次元位置ベクトルをV_projとすると、頂点位置ベクトルVと同様にレンダリング後の２次元位置ベクトルV_projは列ベクトルであって、下記（４）式のように表される。

【0081】

【数4】

【0082】

上記（４）式中のtは転置行列である。レンダリング後の２次元位置ベクトルV_projは２Ｄ投影像のピクセル座標（２次元位置ベクトル）であるので、レンダリング後の２次元位置ベクトルV_projから２Ｄ投影像を生成する。２Ｄ投影像を手技中位置合わせ部４９（図２を参照）およびロードマップ画像生成部５１に送り込む。

【0083】

（ステップＳ６）簡易補正実行
後述する手技中の位置合わせを実施するための簡易補正を実行する。これにより、血管内にデバイスを挿入することによって、あるいは体動することによって、透視像・２Ｄ投影像間において２次元的な血管の位置ズレが生じる場合には、血管ライブ画像に対する２Ｄ投影像の位置合わせ、すなわち手技中の位置合わせを実施する。

【0084】

（ステップＳ７）２次元補正情報の算出および２Ｄ投影像の位置合わせ
手技中位置合わせ部４９は、血管ライブ画像中の特定血管に位置ズレが生じた場合に、血管ライブ画像および２Ｄ投影像を用いて、各画像に映り込んだ血管を基準にした血管ライブ画像に対する２Ｄ投影像の位置合わせ（手技中の位置合わせ）を実施する。血管ライブ画像については、手技中におけるリアルタイムに得られる画像のみならず、過去（直前）に取得された画像であってもよい。

【0085】

レジストレーション部４３や手技中位置合わせ部４９によって位置合わせが既に実施され、３次元補正情報（本実施例では行列M）を用いて２Ｄ投影像を生成している。したがって、２Ｄ投影像と透視像または血管ライブ画像とは互いに対応付けられており、たとえ血管が密集していたとしても、一方の画像に映り込んだ特定血管を、他方の画像に映り込んだ隣接あるいは近接している血管と誤認識することはない。

【0086】

手技中の位置合わせでは、図５に示すように、血管ライブ画像中の特定血管の周辺領域画像Tと、周辺領域画像Tに対応する２Ｄ投影像との位置合わせを行う。上述したように、一方の画像に映り込んだ特定血管を、他方の画像に映り込んだ隣接あるいは近接している血管と誤認識することがないので、血管ライブ画像中の特定血管の周辺領域画像Tと、周辺領域画像Tに対応する２Ｄ投影像との位置合わせを行うことにより、手技中の位置合わせを実施することができる。手技中の位置合わせでは、特定血管の周辺領域画像の数が多ければ多いほど、手技中の位置合わせをより正確に実施することができる。もちろん、特定血管の周辺領域画像の数は１つであってもよく、後述する２次元補正情報である２次元補正行列Aを他の周辺領域画像に適用することで、手技中の位置合わせを実施してもよい。

【0087】

図３に示すレジストレーションと同様に、図５に示す周辺領域画像Tの特定血管に位置ズレが生じたことに伴い各周辺領域画像Tに位置ズレが生じた場合には、その位置ズレがなくなるような移動量を演算する。例えば、図５（ａ）に示すように周辺領域画像Tの特定血管に平行ズレが生じたことに伴い各周辺領域画像Tに平行ズレが生じた場合には、その平行ズレがなくなるような平行移動量を演算する。その平行移動量を２Ｄ投影像に適用することで、図５（ｂ）に示すように２Ｄ投影像が平行移動して、血管ライブ画像に対する２Ｄ投影像の位置合わせが実施される。その他に、周辺領域画像の特定血管に回転ズレが生じたことに伴い各周辺領域画像に回転ズレが生じた場合には、その回転ズレがなくなるような回転移動量を演算する。その回転移動量を２Ｄ投影像に適用することで、２Ｄ投影像が回転移動して、血管ライブ画像に対する２Ｄ投影像の位置合わせが実施される。

【0088】

この血管ライブ画像に対する２Ｄ投影像の位置合わせ（手技中の位置合わせ）を実施することにより、ある時点における血管ライブ画像および２Ｄ投影像に映り込んだ血管が対応するような２次元補正情報（第２の対応関係）を算出する。これらの移動量を２次元補正情報とする。手技中の位置合わせによって算出した当該２次元補正情報を２次元補正情報メモリ部５０（図２を参照）に書き込んで記憶する。

【0089】

２次元補正情報を２次元補正行列Aとすると、２次元補正行列Aは、下記（５）式のような成分を並べて表される。

【0090】

【数5】

【0091】

上記（５）式中の成分A₁₁，A₁₂，A₂₁，A₂₂は回転成分である。また、対角成分（A₁₁，A₂₂）は回転成分のみではなく、スケーリング係数でもある。上記（５）式中の成分A_xはｘ方向の平行移動成分，成分A_yはｙ方向の平行移動成分である。

【0092】

なお、周辺領域画像の大きさについては特に限定されず、例えば画素単位であってもよい。したがって、画素単位毎に２次元補正行列Aを求めてもよい。つまり、画素単位毎に２次元補正行列Aを求める場合には、各画素位置（ｘ、ｙ）毎に２次元補正行列A中の成分は異なる。画素単位毎に２次元補正行列Aを求める場合には、画像中の全画素数が周辺領域画像の数となるので、画素単位毎に２次元補正行列Aを２Ｄ投影像にそれぞれ適用することで、手技中の位置合わせをより一層正確に実施することができる。

【0093】

上記（５）式で算出した２次元補正行列Aを用いて、血管ライブ画像に対する２Ｄ投影像の位置合わせ（手技中の位置合わせ）を実施する。具体的には、下記（６）式のように、２次元補正行列Aを、上記（４）式で算出したレンダリング後の２次元位置ベクトルV_projに乗算する。

【0094】

【数6】

【0095】

上記（６）式中のV’’は、乗算して得られた位置合わせ後の２次元位置ベクトルである。レンダリング後の２次元位置ベクトルV_projと同様に位置合わせ後の２次元位置ベクトルV’’は２Ｄ投影像のピクセル座標（２次元位置ベクトル）であるので、位置合わせ後の２次元位置ベクトルV’’から、位置合わせした２Ｄ投影像を生成する。

【0096】

（ステップＳ８）位置合わせした２Ｄ投影像・透視像の重畳表示
ロードマップ画像生成部５１は、ステップＳ７で位置合わせした２Ｄ投影像と透視像とを重畳してロードマップ画像を生成してモニタ５２に表示する。つまり、ロードマップ画像生成部５１は、２次元補正情報（第２の対応関係）に基づいて、任意の時点における透視像と２Ｄ投影像とを重畳してロードマップ画像を生成する。また、ステップＳ３でレジストレーションが実施された状態で３次元補正情報を用いて２Ｄ投影像を生成しているので、ロードマップ画像生成部５１は、３次元補正情報（第１の対応関係）に基づいて、任意の時点における透視像と２Ｄ投影像とを重畳してロードマップ画像を生成していることにもなる。

【0097】

透視像の替わりに血管ライブ画像を用いて、ステップＳ７で位置合わせした２Ｄ投影像と血管ライブ画像とを重畳してロードマップ画像を生成してモニタ５２に表示してもよい。ステップＳ７での手技中の位置合わせでは、血管が映り込んだ画像が必要であるので、血管ライブ画像が必要であるが、ロードマップ画像の生成時には、血管が映り込んでいない（造影剤投与前の）透視像と２Ｄ投影像とを重畳してもよいし、血管が映り込んだ血管ライブ画像と２Ｄ投影像とを重畳してもよい。

【0098】

（ステップＳ９）Ｃアームまたは天板移動
透視像または血管ライブ画像の撮影中にＣアーム２３や可動式天板１ａが移動した場合には次のステップＳ１０に移行する。透視像または血管ライブ画像の撮影中にＣアーム２３や可動式天板１ａが移動せずにＣアーム２３の位置や可動式天板１ａの位置が変わらない場合にはステップＳ６に戻り、ステップＳ７の位置合わせで用いた血管ライブ画像よりも後で得られた各々の血管ライブ画像に対する２Ｄ投影像の位置合わせ（手技中の位置合わせ）を繰り返し実施する。

【0099】

つまり、透視像または血管ライブ画像の撮影中にＣアーム２３や可動式天板１ａが移動せずにＣアーム２３の位置や可動式天板１ａの位置が変わらない場合で、かつ血管の位置ズレが新たに生じない場合には、２次元補正情報（本実施例では上記（５）式で算出した２次元補正行列A）を新たに算出せずに、既に算出された２次元補正情報を用いて手技中の位置合わせを繰り返し実施する。同様に、位置合わせした２Ｄ投影像と透視像または血管ライブ画像とを重畳したロードマップ画像を逐次に表示することで、位置ズレが解消された状態でロードマップ画像を動画表示して透視を行う。

【0100】

（ステップＳ１０）２次元補正情報の破棄
透視像または血管ライブ画像の撮影中にＣアーム２３や可動式天板１ａが移動した場合には２次元補正情報メモリ部５０に記憶された２次元補正情報を棄却して、ステップＳ５に戻る。そして、その時のＣアーム２３の位置および可動式天板１ａの位置を撮影情報として用いて、２Ｄ投影像を再度に生成する。

【0101】

ここで、図４との比較のために従来の位置合わせを伴った一連の撮影について、図６を参照して説明する。図６は、図４との比較のための従来の位置合わせを伴った一連の撮影のフローチャートである。

【0102】

図４のステップＳ１は図６のステップＳ５１に対応し、図４のステップＳ２は図６のステップＳ５２に対応し、図４のステップＳ３は図６のステップＳ５３に対応し、図４のステップＳ４は図６のステップＳ５４に対応する。図４のステップＳ５は図６のステップＳ５５に対応し、図４のステップＳ８は図６のステップＳ５８に対応し、図４のステップＳ９は図６のステップＳ５９に対応する。

【0103】

つまり、本実施例では、図４のステップＳ６（簡易補正実行），ステップＳ７（２次元補正情報の算出および２Ｄ投影像の位置合わせ）およびステップＳ１０（２次元補正情報の破棄）を新たに追加したのが本発明における特徴部分である。したがって、透視像・２Ｄ投影像間において２次元的な血管の位置ズレが生じると、従来では手技を中断して血管が映り込んだ２方向の透視像（血管像）を得るために、２回の造影剤投与を伴った撮影が必要であった。

【0104】

それに対して、本実施例では、図４のステップＳ６（簡易補正実行），ステップＳ７（２次元補正情報の算出および２Ｄ投影像の位置合わせ）を追加したことにより、血管ライブ画像中の特定血管に位置ズレが生じた場合に、血管ライブ画像および２Ｄ投影像を用いて、各画像に映り込んだ血管を基準にした血管ライブ画像に対する２Ｄ投影像の位置合わせ（手技中の位置合わせ）を実施する。したがって、この血管ライブ画像に対する２Ｄ投影像の位置合わせ（手技中の位置合わせ）を実施することにより、ある時点における血管ライブ画像および２Ｄ投影像に映り込んだ血管が対応するような２次元補正情報（第２の対応関係）を算出し、ロードマップ画像における重畳の対象たる両画像（透視像・２Ｄ投影像）間において血管の位置ズレが生じても位置合わせを正確に行うことができる。

【0105】

なお、従来では本実施例における手技中の位置合わせを実施していないので、従来の図６のステップＳ５８では、単なる２Ｄ投影像・透視像の重畳表示を行う。

【0106】

また、従来の図６のステップＳ５９では、透視像または血管ライブ画像の撮影中にＣアーム２３や可動式天板１ａが移動せずにＣアーム２３の位置や可動式天板１ａの位置が変わらない場合にはステップＳ５８に戻り、最初に重畳表示した透視像よりも後で得られた各々の透視像（必要に応じて血管ライブ画像）と２Ｄ投影像とを重畳したロードマップ画像を逐次に表示することで、ロードマップ画像を動画表示して透視を行う。

【0107】

また、従来では本実施例における手技中の位置合わせを実施していないので、手技中の位置合わせによって算出した２次元補正情報（本実施例では２次元補正行列A）を破棄する図４のステップＳ１０そのものが存在しない。したがって、従来の図６のステップＳ５９では、透視像または血管ライブ画像の撮影中にＣアーム２３や可動式天板１ａが移動した場合には、ステップＳ５５に戻る。そして、その時のＣアーム２３の位置および可動式天板１ａの位置を撮影情報として用いて、２Ｄ投影像を再度に生成する。

【0108】

本実施例に係るＸ線撮影装置によれば、上述したような２つの位置合わせを実施する。すなわち、予め取得された被検体Ｍについての３次元画像（すなわち臨床用３次元画像）と、（被検体Ｍを載置する可動式天板１ａに）載置された状態における被検体Ｍとが対応するように、（Ｘ線撮影装置における所定の）座標系と臨床用３次元画像との第１の対応関係を示した３次元補正情報（本実施例では行列M）を座標対応関係決定手段（本実施例では、レジストレーションを手動で行う場合には操作部５３、レジストレーションを演算で行う場合にはレジストレーション部４３）は決定する。この３次元補正情報（第１の対応関係）は、レジストレーションを実施することにより決定される。一方、ある時点における２次元画像（ここでは血管ライブ画像）および３次元画像に基づく画像（本実施例では臨床用３次元画像を透視像または血管ライブ画像の撮影時における撮影方向に投影した２Ｄ投影像（２次元投影画像））に映り込んだ関心部位（本実施例では血管）が対応するような第２の対応関係を示した２次元補正情報（本実施例では２次元補正行列A）を関心領域対応関係決定手段（本実施例では手技中位置合わせ部４９）は決定する。この２次元補正情報（第２の対応関係）を決定するための位置合わせ（手技中の位置合わせ）が本発明の特徴部分である。

【0109】

上述した３次元補正情報または２次元補正情報（第１または第２の対応関係）に基づいて、任意の時点における２次元画像（透視像または血管ライブ画像）と３次元画像に基づく画像（２Ｄ投影像）とを重畳してロードマップ画像をロードマップ画像生成手段（本実施例ではロードマップ画像生成部５１）は生成する。例えば、本実施例に係るＸ線撮影装置とは別の装置（例えばＸ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置や診断・治療時とは別のＸ線撮影装置）から得られた臨床用３次元画像をロードマップ画像の生成に用いる場合には、レジストレーションを実施することにより決定された３次元補正情報（第１の対応関係）に基づいてロードマップ画像を生成する。

【0110】

本実施例に係るＸ線撮影装置と同じ装置から得られた臨床用３次元画像をロードマップ画像の生成に用いる場合には、被検体Ｍが天板（本実施例では可動式天板１ａ）に載置した状態ではレジストレーションは不要である。しかし、「課題を解決するための手段」の欄でも述べたように被検体Ｍが天板（可動式天板１ａ）から一旦降りて、天板（可動式天板１ａ）に再度に載った場合には体位（方向）や被検体Ｍの位置がどうしても変化するので、レジストレーションは必須である。したがって、本実施例に係るＸ線撮影装置と同じ装置から得られた臨床用３次元画像をロードマップ画像の生成に用いる場合で、かつ被検体Ｍが天板（可動式天板１ａ）から一旦降りて、天板（可動式天板１ａ）に再度に載った場合には、レジストレーションを実施することにより決定された３次元補正情報（第１の対応関係）に基づいてロードマップ画像を生成する。一方、デバイスの挿入や被検体Ｍの体動により関心部位（血管）の位置ズレが生じた場合には、関心領域対応関係決定手段（手技中位置合わせ部４９）による位置合わせを実施することにより決定された２次元補正情報（第２の対応関係）に基づいてロードマップ画像を生成する。

【0111】

そして、第２の対応関係を示す２次元補正情報（２次元補正行列A）が決定した後に、天板（可動式天板１ａ）、放射線発生部（本実施例ではＸ線管２４）および放射線検出部（本実施例ではフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）２５）の少なくとも一つの位置（本実施例では（Ｘ線管２４やＦＰＤ２５を支持する）Ｃアーム２３の位置または可動式天板１ａの位置）が変化した場合に、第１の対応関係を示す３次元補正情報（行列M）に基づいてロードマップ画像をロードマップ画像生成手段（ロードマップ画像生成部５１）は生成する。つまり、天板（可動式天板１ａ）、放射線発生部（Ｘ線管２４）および放射線検出部（ＦＰＤ２５）の少なくとも一つの位置（Ｃアーム２３の位置または可動式天板１ａの位置）を変化させつつＸ線撮影する場合には、２次元画像（透視像または血管ライブ画像）を連続的に出力しながら各々の２次元画像（透視像または血管ライブ画像）と３次元画像に基づく画像（２Ｄ投影像）とを重畳してロードマップ画像を連続的に生成しつつ、ロードマップ画像に映り込んだ関心部位（本実施例では血管の経路）をたどって診断・治療を行う。

【0112】

したがって、デバイスの挿入や被検体Ｍの体動によりロードマップ画像における重畳の対象たる両画像（本実施例では透視像・２Ｄ投影像）間において関心部位（血管）の位置ズレが生じた場合でも、レジストレーションを再度実施して第１の対応関係を示す３次元補正情報（行列M）を新たに求める必要はない。そして、ある時点における２次元画像（ここでは血管ライブ画像）および３次元画像に基づく画像（２Ｄ投影像）に映り込んだ関心部位（血管）が対応するような第２の対応関係を示す２次元補正情報（２次元補正行列A）を決定する。その結果、ロードマップ画像における重畳の対象たる両画像（透視像・２Ｄ投影像）間において関心部位（血管）の位置ズレが生じても位置合わせを正確に行うことができる。

【0113】

また、ロードマップ画像における重畳の対象たる両画像（透視像・２Ｄ投影像）間において関心部位（血管）の位置ズレが生じたとしても、関心部位（血管）が映り込んだ２方向の透視像や３次元画像を新たに取得する必要がない。したがって、本実施例のように関心部位が血管の場合には、２方向の透視像や３次元画像を新たに取得するための造影剤投与が不要になり、被検体Ｍ（被治療者）の負担を低減させるという効果をも奏する。また、ロードマップ画像における重畳の対象たる両画像（透視像・２Ｄ投影像）間において関心部位（血管）の位置ズレが生じたとしても、放射線発生部（Ｘ線管２４）および放射線検出部（ＦＰＤ２５）からなる撮影系を回転させるために撮影系（Ｘ線管２４およびＦＰＤ２５）を保持する保持機構（本実施例ではＣアーム２３）を回転させて２方向の透視像や３次元画像を新たに取得する必要がない。したがって、２方向の透視像や３次元画像を新たに取得するための動作を術者（治療者）が実施する必要がなくなるという効果をも奏する。また、全体的な検査時間を低減させて、術者・被検体Ｍの両方の負担を低減させるという効果をも奏する。さらに、本実施例のように関心部位が血管の場合において、一時的な血管変形が解消された後で元の血管を改めて確認したい場合においても、過去に取得された２次元画像（透視像）を参照すればよい。したがって、再度の撮影が不要となり、追加の被曝が不要となるという効果をも奏する。

【0114】

なお、ロードマップ画像における重畳の対象たる両画像（透視像・２Ｄ投影像）間において関心部位（血管）の位置ズレが生じるケースは、再三述べたような関心部位（血管）内にデバイスを挿入したことによって関心部位（血管）の位置が局所的に変化する場合以外にも、被検体Ｍが天板（可動式天板１ａ）に載置された状態で位置および体位が変わらずに被検体Ｍが動く（体動する）場合にも起こり得る。したがって、体動した場合においても、ロードマップ画像における重畳の対象たる両画像（透視像・２Ｄ投影像）間において関心部位（血管）の位置ズレが生じるので、ある時点における２次元画像（ここでは血管ライブ画像）および３次元画像に基づく画像（２Ｄ投影像）に映り込んだ関心部位（血管）が対応するような第２の対応関係を示す２次元補正情報（２次元補正行列A）を決定することにより、関心領域対応関係決定手段（手技中位置合わせ部４９）による位置合わせを実施することにより決定された第２の対応関係を示す２次元補正情報（２次元補正行列A）に基づいてロードマップ画像を生成すればよい。

【0115】

また、第２の対応関係を示す２次元補正情報（２次元補正行列A）を記憶する第２の対応関係記憶手段（本実施例では２次元補正情報メモリ部５０）を備えている。本実施例では２次元補正情報として２次元補正行列Aが上記（５）式で決定した後に、天板（可動式天板１ａ）、放射線発生部（Ｘ線管２４）および放射線検出部（ＦＰＤ２５）の少なくとも一つの位置（Ｃアーム２３の位置または可動式天板１ａの位置）が変化した場合に、第２の対応関係記憶手段（２次元補正情報メモリ部５０）に記憶された第２の対応関係を示す２次元補正情報（２次元補正行列A）を棄却する（図４のステップＳ１０を参照）。そして、関心領域対応関係決定手段（手技中位置合わせ部４９）は、天板（可動式天板１ａ）、放射線発生部（Ｘ線管２４）および放射線検出部（ＦＰＤ２５）の少なくとも一つの位置（Ｃアーム２３の位置または可動式天板１ａの位置）が変化した時点における２次元画像（ここでは血管ライブ画像）および３次元画像に基づく画像（２Ｄ投影像）に映り込んだ関心部位（血管）が対応するような第２の対応関係を示す２次元補正情報として２次元補正行列Aを上記（５）式で再度に決定し、再度に決定された当該２次元補正行列Aを第２の対応関係記憶手段（２次元補正情報メモリ部５０）に記憶するのが好ましい。

【0116】

すなわち、２次元補正行列Aが上記（５）式で決定した後に、天板（可動式天板１ａ）、放射線発生部（Ｘ線管２４）および放射線検出部（ＦＰＤ２５）の少なくとも一つの位置（Ｃアーム２３の位置または可動式天板１ａの位置）が変化した場合には、第１の対応関係を示す３次元補正情報（行列M）に基づいてロードマップ画像を生成し直す。したがって、天板（可動式天板１ａ）、放射線発生部（Ｘ線管２４）および放射線検出部（ＦＰＤ２５）の少なくとも一つの位置（Ｃアーム２３の位置または可動式天板１ａの位置）が変化した時点では、当該時点における２次元画像（ここでは血管ライブ画像）および３次元画像に基づく画像（２Ｄ投影像）が新たに取得される（図４のステップＳ５を参照）。そこで、変化前に決定された２次元補正行列Aを棄却し、同様に当該時点における２次元画像（ここでは血管ライブ画像）および３次元画像に基づく画像（２Ｄ投影像）に映り込んだ関心部位（血管）が対応するような第２の対応関係を示す２次元補正情報として２次元補正行列Aを上記（５）式で決定し直し、決定された当該２次元補正行列Aを第２の対応関係記憶手段（２次元補正情報メモリ部５０）に記憶する。このように、天板（可動式天板１ａ）、放射線発生部（Ｘ線管２４）および放射線検出部（ＦＰＤ２５）の少なくとも一つの位置（Ｃアーム２３の位置または可動式天板１ａの位置）が変化する度に、２次元補正行列Aを更新すればよい。

【0117】

本実施例では、２次元画像は、画素値の時間的な変化から抽出された最小値を有した画素から構成されたピークホールド画像である。本実施例のように関心部位が血管の場合には、２次元画像が、画素値の時間的な変化から抽出された最小値を有したピークホールド画像であるので、少量の造影剤で血管形状を抽出させることができる。上述したように白黒反転する場合には、画素値の時間的な変化から抽出された最大値を有したピークホールド画像を用いる。

【0118】

本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

【0119】

（１）上述した実施例では、放射線撮影装置として、Ｘ線撮影装置を例に採って説明したが、放射線についてはＸ線に限定されず、Ｘ線以外の放射線（α線、β線、γ線など）であってもよい。

【0120】

（２）上述した実施例では、関心部位として、血管を例に採って説明したが、金歯や銀歯、人口関節、骨、デバイス、ペースメーカなどに例示されるように、血管以外の関心部位であってもよい。血管以外の関心部位で手技中に位置ズレが生じる場合には、血管と同様に血管以外の関心部位を基準とした手技中の位置合わせが、血管以外の関心部位に対しても適用可能である。したがって、必ずしも造影剤投与を伴った撮影で得られた血管造影画像である必要はない。

【0121】

（３）上述した実施例では、放射線検出部はＸ線検出器であって、Ｘ線検出器として、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）を例に採って説明したが、イメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ）などに例示されるように、通常において用いられるＸ線を検出するＸ線検出器であれば、特に限定されない。

【0122】

（４）上述した実施例では、天板は、検診台の本体に対して長手方向に移動可能な可動式天板１ａ（図１を参照）であったが、検診台の本体に対して固定されていてもよい。

【0123】

（５）上述した実施例では、保持機構は、図１および図２に示すようにＣアーム２３であって、放射線撮影装置（実施例ではＸ線撮影装置）はＣアーム２３を備えたが、保持機構はＣアームに限定されない。保持機構は、例えばコの字形状のアームであってもよい。また、２対の撮影系（バイプレーン）を備えた放射線撮影装置（Ｘ線撮影装置）であってもよい。

【0124】

（６）上述した実施例では、Ｘ線管２４（図１および図２を参照）およびＦＰＤ２５（図１および図２を参照）を支持するＣアーム２３（図１および図２を参照）が移動、あるいは可動式天板１ａ（図１を参照）が移動することで、Ｃアーム２３の位置または可動式天板１ａの位置が変化したが、天板（実施例では可動式天板）、放射線発生部（実施例ではＸ線管）および放射線検出部（実施例ではＦＰＤ）の少なくとも一つの位置を所定の座標系上で制御するのであれば、位置制御の態様（移動態様）については特に限定されない。例えば、Ｘ線管およびＦＰＤを支持するＣアームの移動と同時に可動式天板が移動するように制御してもよいし、Ｃアームが固定している時に可動式天板が移動するように制御してもよいし、可動式天板が固定している時にＣアームが移動するように制御してもよい。また、装置の構成に応じて天板（可動式天板）、放射線発生部（Ｘ線管）および放射線検出部（ＦＰＤ）の少なくとも一つの位置を所定の座標系上で制御してもよい。例えば、Ｃアームを備えずに、Ｘ線管およびＦＰＤが互いに独立して移動する構成の場合には、可動式天板、Ｘ線管およびＦＰＤの全てが同時に移動するように制御してもよいし、可動式天板、Ｘ線管またはＦＰＤのいずれか１つが固定している時に残りの２つが同時に移動するように制御してもよいし、可動式天板、Ｘ線管またはＦＰＤのいずれか１つのみが移動するように制御してもよい。

【0125】

（７）上述した実施例では、天井から吊り掛けられた放射線撮影装置（実施例ではＸ線撮影装置）を例に採って説明したが、放射線撮影装置（Ｘ線撮影装置）であれば、例えば床面に据え付けられた装置であってもよい。

【0126】

（８）上述した実施例では、第１の対応関係を示す３次元補正情報や第２の対応関係を示す２次元補正情報は、行列Mや２次元補正行列Aなどの線形変換であったが、非線形変換などでもよく、これらの対応関係（補正情報）を算出する手法については特に限定されない。

【0127】

（９）上述した実施例では、血管が映り込んだ血管ライブ画像は、血管以外の背景領域（骨や臓器等）を除外して血管のみが映り込んだデジタルサブトラクション血管造影画像であったが、必ずしもデジタルサブトラクション血管造影画像である必要はない。血管とともに血管以外の背景領域も併せて映り込んだ画像であってもよい。

【0128】

（１０）上述した実施例では、血管が映り込んだ血管ライブ画像はピークホールド画像であったが、必ずしもピークホールド画像でなくてもよい。ただし、少量の造影剤で血管形状を抽出させる場合にはピークホールド画像を血管ライブ画像とするのが好ましい。

【0129】

（１１）上述した実施例では、血管が映り込んだ血管ライブ画像はピークホールド画像であったが、輪郭強調画像または二値化画像などに代表される特徴量や特徴点が明確な画像であってもよい。注目画素とその周辺画素との差分を求める一次微分（例えばSobelフィルタやPrewittフィルタ）、あるいは注目画素とその周辺画素との差分のさらなる差分を求める二次微分（例えばLaplacianフィルタ）によって輪郭強調画像を取得する。輪郭強調画像の場合には血管の輪郭が強調され、二値化画像の場合には血管情報が二値化される。したがって、血管ライブ画像が、輪郭強調画像，二値化画像のいずれの場合においても、ロードマップ画像との血管情報が比較しやすくなる。

【0130】

（１２）また、ピークホールド画像と特徴量や特徴点が明確な画像とを組み合わせてもよい。例えば、ピークホールド画像と輪郭強調画像とを組み合わせる、あるいはピークホールド画像と二値化画像とを組み合わせてもよい。すなわち、ピークホールド画像に対して輪郭強調処理を行ってもよいし、ピークホールド画像に対して二値化処理を行ってもよい。

【符号の説明】

【0131】

１ａ … 可動式天板
２４ … Ｘ線管
２５ … フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）
４３ … レジストレーション部
４９ … 手技中位置合わせ部
５０ … ２次元補正情報メモリ部
５１ … ロードマップ画像生成部
５３ … 操作部
６ … コントローラ
Ｍ … 被検体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】