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JP7334590B2 - X-ray fluoroscopy method and X-ray fluoroscopy apparatus - Google Patents
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X-ray fluoroscopy method and X-ray fluoroscopy apparatus Download PDF

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Description

この発明は、X線透視方法およびX線透視装置に関する。 The present invention relates to an X-ray fluoroscopy method and an X-ray fluoroscopy apparatus.

腫瘍などの患部に対してX線や陽子線等の治療ビームとしての放射線を照射する放射線治療においては、放射線を患部に正確に照射する必要がある。しかしながら、被検者が体を動かしてしまう場合があるばかりではなく、患部自体に動きが生ずる場合がある。例えば、被検者の肺の近くの腫瘍は呼吸に基づき大きく移動する。このため、腫瘍付近にマーカを留置し、このマーカの位置をX線撮影装置により検出して、治療放射線の照射を制御する構成を有する放射線治療装置が提案されている(特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art In radiation therapy in which radiation as therapeutic beams such as X-rays and proton beams is applied to an affected area such as a tumor, it is necessary to accurately irradiate the affected area with radiation. However, not only the body of the subject may move, but also the affected area itself may move. For example, a tumor near a subject's lungs moves significantly based on respiration. For this reason, a radiotherapy apparatus has been proposed that has a configuration in which a marker is placed near a tumor, the position of the marker is detected by an X-ray imaging apparatus, and irradiation of therapeutic radiation is controlled (see Patent Document 1).

このような放射線治療装置においては、第1X線管と第1X線検出部から成る第1X線撮影系と、第2X線管と第2X線検出部から成る第2X線撮影系とを備えたX線撮影装置を使用して体内に留置されたマーカを撮影し、第1X線撮影系による二次元の透視画像と第2X線撮影系による二次元の透視画像を利用して三次元の位置情報を得る。このようにして連続してX線透視を行い、リアルタイムでマーカの三次元の位置情報を演算することで、移動を伴う部位のマーカを高精度で検出して追跡(トラッキング)する。そして、検出されたマーカの位置が治療計画時に設定されたゲーティングウインドウ内に配置されたときに治療放射線を照射するように制御することで、腫瘍の動きに応じた高精度の放射線照射を実行することが可能となる。 In such a radiotherapy apparatus, a first X-ray imaging system comprising a first X-ray tube and a first X-ray detection section and a second X-ray imaging system comprising a second X-ray tube and a second X-ray detection section are provided. A ray imaging device is used to image a marker placed in the body, and three-dimensional positional information is obtained using a two-dimensional fluoroscopic image obtained by the first X-ray imaging system and a two-dimensional fluoroscopic image obtained by the second X-ray imaging system. obtain. By performing X-ray fluoroscopy continuously in this way and calculating the three-dimensional position information of the markers in real time, the markers of the moving parts can be detected and tracked with high accuracy. Then, by controlling the irradiation of therapeutic radiation when the position of the detected marker is placed within the gating window set during treatment planning, highly accurate radiation irradiation according to the movement of the tumor is performed. It becomes possible to

このマーカの位置情報を得るときには、マーカを含む領域の画像中からマーカを認識する画像認識が実行される。特許文献2には、マーカの候補点の周辺の関心領域における局所的な構造を検出する局所構造検出部と、局所的な構造がマーカ等のデバイスであるか否かを判別するデバイス判別部と、局所的な構造の重心座標を求めるデバイス位置取得部と、を備え、マーカの形状にかかわらずマーカを正確に検出することができる放射線撮影装置が開示されている。 When obtaining the position information of this marker, image recognition is performed to recognize the marker in the image of the area containing the marker. Patent Document 2 discloses a local structure detection unit that detects a local structure in a region of interest around a marker candidate point, and a device determination unit that determines whether the local structure is a device such as a marker. , and a device position acquisition unit that obtains the coordinates of the center of gravity of a local structure, and is capable of accurately detecting markers regardless of their shape.

特許第3053389号公報Japanese Patent No. 3053389 特許第6455358号公報Japanese Patent No. 6455358

このようなマーカとしては、一般的に、金製の球から成るマーカが使用されている。このような球マーカは、いずれの方向から観察した場合にも同一形状として認識される利点がある一方で、被検者の患部付近から脱落しやすいという欠点がある。このため、コイル状でフレキシブルな性質を有し、被検者の患部組織との密着性が高い線状のマーカも多用されている。 As such markers, markers made of gold spheres are generally used. Such spherical markers have the advantage of being recognized as having the same shape when observed from any direction, but have the disadvantage of being easily dropped from the vicinity of the affected area of the subject. For this reason, linear markers, which are coil-shaped and flexible and have high adhesion to the affected tissue of the subject, are also frequently used.

このような線状のマーカを使用する場合、マーカ自身が被検者の体動に伴って湾曲する。このため、マーカの位置を特定する場合においては、画像処理によりマーカの重心の位置を演算し、その位置をマーカの位置として認識することができる。一方、治療計画時において医師がゲーティングウインドウを設定するためにX線透視画像からマーカの位置を選択するときには、重心の位置を演算することが困難である。このような場合においては、線状のマーカのいずれか一方の端縁の位置を、マーカの位置として認識する運用がなされる場合がある。 When such a linear marker is used, the marker itself curves according to body movements of the subject. Therefore, when specifying the position of the marker, the position of the center of gravity of the marker can be calculated by image processing, and the calculated position can be recognized as the position of the marker. On the other hand, when a doctor selects marker positions from an X-ray fluoroscopic image to set a gating window during treatment planning, it is difficult to calculate the position of the center of gravity. In such a case, the position of one of the edges of the linear marker may be recognized as the position of the marker.

このような線状のマーカを使用してマーカの位置を追跡する場合においては、マーカを認識するために、例えば、特許文献2に記載されたような画像認識を実行している。このような場合に、線状のマーカが大きく湾曲したときには、画像認識時において線状のマーカの両端縁の位置が入れ替わって認識されるという現象が生ずる場合がある。 When tracking the position of a marker using such a linear marker, image recognition as described in Patent Document 2, for example, is performed in order to recognize the marker. In such a case, when the linear marker is greatly curved, a phenomenon may occur in which the positions of both edges of the linear marker are reversed during image recognition.

図11および図12は、線状のマーカMを異なる二方向から観察した様子を示す模式図である。 11 and 12 are schematic diagrams showing how the linear marker M is observed from two different directions.

これらの図に示すように、線状のマーカMは被検者の患部組織と密着して湾曲する。その湾曲度は、これらの図に示すように、マーカMの画像を収集する方向によって異なる。この時、マーカMの両端縁T1、T2が、一方の方向からの視野(View1)と他方の方向からの視野(View2)において図11に示す位置に配置されていたとする。このような場合において、画像認識を実行した場合に、図12のView2に示すように、マーカMの両端縁T1、T2の位置が入れ替わって認識される場合がある。このような現象は、マーカMが大きく湾曲した場合に特に顕著となる。このように、マーカMの両端縁T1、T2の位置が入れ替わって認識された場合においては、線状のマーカMのいずれか一方の端縁の位置をマーカMの位置として認識するときに、その位置が誤って認識されることになる。 As shown in these figures, the linear marker M is curved in close contact with the affected tissue of the subject. The degree of curvature varies depending on the direction in which the image of the marker M is acquired, as shown in these figures. At this time, it is assumed that both edges T1 and T2 of the marker M are arranged at the positions shown in FIG. 11 in the field of view (View1) from one direction and the field of view (View2) from the other direction. In such a case, when image recognition is performed, the positions of both edges T1 and T2 of the marker M may be reversed and recognized as shown in View2 of FIG. Such a phenomenon becomes remarkable especially when the marker M is greatly curved. In this way, when the positions of both edges T1 and T2 of the marker M are exchanged and recognized, when the position of one of the edges of the linear marker M is recognized as the position of the marker M, that The position will be recognized incorrectly.

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、線状のマーカの端縁の位置を利用してマーカの位置を認識するときに、マーカが大きく湾曲した場合においても、マーカの端縁の位置を正確に認識することが可能なX線透視方法およびX線透視装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems. An object of the present invention is to provide an X-ray fluoroscopy method and an X-ray fluoroscopy apparatus capable of accurately recognizing the position of an edge.

この発明の第1の態様は、X線照射部とX線検出部からなる2個のX線撮影系を使用し、被検者の体内に留置された線状のマーカを含むX線画像を異なる2方向から収集して前記マーカの端縁の位置を特定することにより、前記被検者の体動に伴って移動する前記マーカの位置を検出するX線透視方法であって、各X線照射部の焦点をカメラの投影中心とし、各X線照射部の焦点から見た各X線検出部により検出される像をカメラの投影面としたエピポーラ幾何を設定したときに、一対の投影面における前記マーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致するか否かを判定する判定工程と、一対の投影面における前記マーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致しない場合には、一方の投影面における前記マーカの他方の端縁の位置を一方の端縁の位置に変更する変更工程と、を含むX線透視方法。 A first aspect of the present invention uses two X-ray imaging systems consisting of an X-ray irradiator and an X-ray detector to capture an X-ray image containing linear markers placed in the body of a subject. An X-ray fluoroscopy method for detecting the position of the marker that moves with the body movement of the subject by specifying the position of the edge of the marker by collecting data from two different directions, wherein each X-ray When the epipolar geometry is set with the focus of the irradiation unit as the projection center of the camera and the image detected by each X-ray detection unit viewed from the focus of each X-ray irradiation unit as the projection plane of the camera, a pair of projection planes a determination step of determining whether the position of one edge of the marker in a pair of projection planes does not meet the epipolar constraint; and a changing step of changing the position of the other edge of the marker in one projection plane to the position of the one edge.

この発明の第1の態様によれば、線状のマーカの端縁の位置を利用してマーカの位置を認識するときに、マーカが大きく湾曲した場合においても、マーカの端縁の位置を正確に認識することが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, when recognizing the position of a marker using the position of the edge of a linear marker, the position of the edge of the marker can be accurately determined even if the marker is greatly curved. can be recognized.

この発明の実施形態に係るX線透視方法を実行するX線撮影装置を、治療ビーム照射装置90とともに示す斜視図である。1 is a perspective view showing an X-ray imaging apparatus that executes an X-ray fluoroscopy method according to an embodiment of the present invention together with a therapeutic beam irradiation apparatus 90; FIG. X線撮影装置の主要な制御系を示すブロック図である。2 is a block diagram showing the main control system of the X-ray imaging apparatus; FIG. この発明の実施形態に係るX線透視方法に使用されるマーカMの斜視図である。1 is a perspective view of a marker M used in an X-ray fluoroscopy method according to an embodiment of the invention; FIG. X線撮影系により取得されたX線画像からマーカMを認識する画像認識動作を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an image recognition operation for recognizing a marker M from an X-ray image acquired by an X-ray imaging system; X線撮影系により取得されたX線画像からマーカMを認識する画像認識動作を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an image recognition operation for recognizing a marker M from an X-ray image acquired by an X-ray imaging system; X線撮影系により取得されたX線画像からマーカMを認識する画像認識動作を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an image recognition operation for recognizing a marker M from an X-ray image acquired by an X-ray imaging system; エピポーラ幾何を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating epipolar geometry. マーカMの位置検出動作を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing a position detection operation of a marker M; 図1に示すX線撮影装置に対してエピポーラ幾何を適用した状態を示す概要図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a state in which epipolar geometry is applied to the X-ray imaging apparatus shown in FIG. 1; 図9におけるView1およびView2を示す拡大図である。FIG. 10 is an enlarged view showing View1 and View2 in FIG. 9; 線状のマーカMを異なる二方向から観察した様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that the linear marker M was observed from two different directions. 線状のマーカMを異なる二方向から観察した様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that the linear marker M was observed from two different directions.

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、この発明の実施形態に係るX線透視方法を実行するX線撮影装置を、治療ビーム照射装置90とともに示す斜視図である。これらのX線撮影装置と治療ビーム照射装置90とにより、放射線治療装置が構成される。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an X-ray imaging apparatus that executes an X-ray fluoroscopy method according to an embodiment of the present invention together with a treatment beam irradiation apparatus 90. FIG. The X-ray imaging apparatus and the treatment beam irradiation apparatus 90 constitute a radiotherapy apparatus.

治療ビーム照射装置90は、検診台27上の被検者に対して放射線治療を行うものであり、治療室の床面に設置された基台91に対してアイソセンター(isocenter)を中心として回動するガントリー92と、治療ビームを出射するためにガントリー92に配設された治療ビーム照射部93とを備える。このガントリー92は、治療ビーム照射部93とともに、基台91に対して360度の範囲で回動可能な構造となっている。従って、この治療ビーム照射装置90によれば、ガントリー92を基台91に対して任意の角度位置まで回動させることにより、治療ビーム照射部93から照射される治療ビームの照射方向を変更することが可能となる。 The therapeutic beam irradiation device 90 performs radiation therapy on a subject on the medical examination table 27, and rotates about an isocenter with respect to a base 91 installed on the floor of the treatment room. It comprises a movable gantry 92 and a therapeutic beam irradiation unit 93 arranged on the gantry 92 for emitting a therapeutic beam. The gantry 92 is structured to be rotatable within a range of 360 degrees with respect to the base 91 together with the therapeutic beam irradiation unit 93 . Therefore, according to this therapeutic beam irradiation apparatus 90, by rotating the gantry 92 to an arbitrary angular position with respect to the base 91, the irradiation direction of the therapeutic beam emitted from the therapeutic beam irradiation unit 93 can be changed. becomes possible.

この治療ビーム照射装置90とともに使用されるX線撮影装置は、被検者の患部の位置を特定する動体追跡を行うためのX線透視を実行するものである。すなわち、上述した治療ビーム照射装置90を使用した放射線治療時においては、被検者の体動に伴って移動する患部に対して、放射線を正確に照射する必要がある。このため、このX線撮影装置においては、被検者を互いに異なる2方向から透視し、その透視画像に対して画像認識を実行することにより、被検者の特定部位付近に留置されたマーカの位置を検出し、マーカの三次元の位置情報を演算することで、マーカを高精度で検出する、所謂、動体追跡を行う構成となっている。 The X-ray imaging apparatus used together with this treatment beam irradiation apparatus 90 performs X-ray fluoroscopy for performing moving body tracking for specifying the position of the affected part of the subject. That is, during radiotherapy using the above-described therapeutic beam irradiation apparatus 90, it is necessary to accurately irradiate radiation to the affected area that moves along with body movement of the subject. For this reason, in this X-ray imaging apparatus, the subject is viewed from two different directions, and image recognition is performed on the fluoroscopic images, thereby recognizing the marker placed near the specific site of the subject. By detecting the position and calculating the three-dimensional positional information of the marker, the marker is detected with high accuracy, which is a so-called moving object tracking.

このX線撮影装置は、第1X線管11a、第2X線管11b、第3X線管11c、第4X線管11d(これらを総称する場合には「X線管11」という)と、第1フラットパネルディテクタ21a、第2フラットパネルディテクタ21b、第3フラットパネルディテクタ21c、第4フラットパネルディテクタ21d(これらを総称するときには「フラットパネルディテクタ21」という)とを備える。第1X線管11aから照射されたX線は、検診台27上の被検者を透過した後、第1フラットパネルディテクタ21aにより検出される。第1X線管11aと第1フラットパネルディテクタ21aとは、第1X線撮影系を構成する。第2X線管11bから照射されたX線は、検診台27上の被検者を透過した後、第2フラットパネルディテクタ21bにより検出される。第2X線管11bと第2フラットパネルディテクタ21bとは、第2X線撮影系を構成する。第3X線管11cから照射されたX線は、検診台27上の被検者を透過した後、第3フラットパネルディテクタ21cにより検出される。第3X線管11cと第3フラットパネルディテクタ21cとは、第3X線撮影系を構成する。第4X線管11dから照射されたX線は、検診台27上の被検者を透過した後、第4フラットパネルディテクタ21dにより検出される。第4X線管11dと第4フラットパネルディテクタ21dとは、第4X線撮影系を構成する。 This X-ray imaging apparatus includes a first X-ray tube 11a, a second X-ray tube 11b, a third X-ray tube 11c, a fourth X-ray tube 11d (collectively referred to as "X-ray tube 11"), and a first X-ray tube. A flat panel detector 21a, a second flat panel detector 21b, a third flat panel detector 21c, and a fourth flat panel detector 21d (collectively referred to as "flat panel detector 21") are provided. The X-rays emitted from the first X-ray tube 11a are detected by the first flat panel detector 21a after passing through the subject on the examination table 27. FIG. The first X-ray tube 11a and the first flat panel detector 21a constitute a first X-ray imaging system. The X-rays emitted from the second X-ray tube 11b are detected by the second flat panel detector 21b after passing through the subject on the examination table 27. FIG. The second X-ray tube 11b and the second flat panel detector 21b constitute a second X-ray imaging system. The X-rays emitted from the third X-ray tube 11c are detected by the third flat panel detector 21c after passing through the subject on the examination table 27. FIG. The third X-ray tube 11c and the third flat panel detector 21c constitute a third X-ray imaging system. The X-rays emitted from the fourth X-ray tube 11d are detected by the fourth flat panel detector 21d after passing through the subject on the examination table 27. FIG. The fourth X-ray tube 11d and the fourth flat panel detector 21d constitute a fourth X-ray imaging system.

なお、動体追跡を行うためのX線透視を実行するときには、後述するように、第1X線撮影系、第2X線撮影系、第3X線撮影系、第4X線撮影系のうちの2個のX線撮影系が選択されて使用される。 When performing X-ray fluoroscopy for tracking a moving body, two of the first X-ray imaging system, second X-ray imaging system, third X-ray imaging system, and fourth X-ray imaging system are used as described later. A radiographic system is selected and used.

検診台27は、基部28と、カウチとも呼称される被検者載置部29とを備える。被検者載置部29は、基部28に対して、4軸または6軸方向に移動可能となっている。 The examination table 27 comprises a base 28 and a subject placement part 29, also called a couch. The subject placement section 29 is movable in four-axis or six-axis directions with respect to the base section 28 .

図2は、X線撮影装置の主要な制御系を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing the main control system of the X-ray imaging apparatus.

このX線撮影装置は、装置全体を制御する制御部30を備える。この制御部30は、ソフトウエアがインストールされたコンピュータから構成される。この制御部30に含まれる各部の機能は、コンピュータにインストールされているソフトウエアを実行することで実現される。 This X-ray imaging apparatus includes a control unit 30 that controls the entire apparatus. This control unit 30 is composed of a computer in which software is installed. The function of each part included in this control part 30 is realized by executing software installed in the computer.

この制御部30は、X線撮影系により被検者の体内に留置された線状のマーカを透視して得た画像に基づいて、このマーカを検出するためのマーカ検出部31と、マーカ検出部31により検出したマーカの位置に基づいて、治療ビーム照射装置90に対して治療ビームの照射信号を送信するための治療ビーム照射制御部35と、を備える。また、マーカ検出部31は、後述するように、機能的構成として、マーカを認識するマーカ認識部32と、マーカ認識部32により認識したマーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致するか否かを判定する判定部33と、マーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致しない場合にマーカの他方の端縁の位置を一方の端縁の位置に変更する端縁変更部34と、を備える。 The control unit 30 includes a marker detection unit 31 for detecting the marker based on an image obtained by fluoroscopy of the linear marker indwelled in the subject's body by the X-ray imaging system, and a marker detection unit 31 for detecting the marker. and a therapeutic beam irradiation control unit 35 for transmitting a therapeutic beam irradiation signal to the therapeutic beam irradiation device 90 based on the position of the marker detected by the unit 31 . As will be described later, the marker detection unit 31 has, as functional configurations, a marker recognition unit 32 that recognizes a marker, and a marker recognition unit 32 that determines whether the position of one edge of the marker recognized by the marker recognition unit 32 matches the epipolar constraint. and an edge changing unit 34 for changing the position of the other edge of the marker to the position of the one edge when the position of one edge of the marker does not match the epipolar constraint. , provided.

この制御部30は、上述したX線管11、フラットパネルディテクタ21、検診台27および治療ビーム照射装置90と接続されている。また、この制御部30は、キーボードやマウス等の入力機構を備え各種の操作を実行する操作部38と、液晶表示パネル等を備えた表示部39とに接続されている。さらに、この制御部30は、放射線治療に先だって治療計画を策定する治療計画装置99にオンラインまたはオフラインで接続されている。治療計画装置99は、図示を省略したCT撮影装置により撮影した被検者のCT画像データを取得している。制御部30は、治療計画装置99からこのCT画像データを取得する。 This control unit 30 is connected to the X-ray tube 11, flat panel detector 21, examination table 27 and treatment beam irradiation device 90 described above. The control unit 30 is also connected to an operation unit 38 having an input mechanism such as a keyboard and a mouse and executing various operations, and a display unit 39 having a liquid crystal display panel or the like. Furthermore, this control unit 30 is connected online or offline to a treatment planning device 99 that formulates a treatment plan prior to radiotherapy. The treatment planning device 99 acquires CT image data of the subject photographed by a CT imaging device (not shown). The control unit 30 acquires this CT image data from the treatment planning device 99 .

図3は、この発明の実施形態に係るX線透視方法に使用されるマーカMの斜視図である。 FIG. 3 is a perspective view of a marker M used in the X-ray fluoroscopy method according to the embodiment of the invention.

このマーカMは、材質が金より成るコイルから構成される線状の形状を有する。このマーカMは、コイル状でフレキシブルであることから、被検者の患部組織に密着し、固定される。このようなマーカとしては、例えば、セティ株式会社により提供される放射線治療用マーカVISICOILマーカプレロード(商品名)を使用することができる。 This marker M has a linear shape composed of a coil made of gold. Since the marker M is coil-shaped and flexible, it adheres to and is fixed to the affected tissue of the subject. As such a marker, for example, the radiotherapy marker VISICOIL Marker Preload (trade name) provided by Seti Co., Ltd. can be used.

図4から図6は、X線撮影系により取得されたX線画像からマーカMを認識する画像認識動作を示す説明図である。 4 to 6 are explanatory diagrams showing an image recognition operation for recognizing the marker M from the X-ray image acquired by the X-ray imaging system.

マーカMの画像認識を行うときには、第1X線撮影系、第2X線撮影系、第3X線撮影系、第4X線撮影系のうちの2個のX線撮影系を使用して、被検者の体内に留置されたマーカMを含む二方向からの画像を、20~30fps程度のフレームレートにより取得する。なお、線状のマーカMは、被検者の体内に留置された状態では、湾曲した形状となっている。 When recognizing the image of the marker M, two X-ray imaging systems out of the first X-ray imaging system, the second X-ray imaging system, the third X-ray imaging system, and the fourth X-ray imaging system are used to recognize the subject. Images from two directions including the marker M placed in the body are acquired at a frame rate of about 20 to 30 fps. It should be noted that the linear marker M has a curved shape when placed in the subject's body.

そして、取得された画像から、線状のマーカMの候補となる候補点P0(図4参照)を検出する。この場合においては、取得された複数の画像のうち、ある時点のフレームの画像に対して過去数フレーム分の画像の平均との差分をとり、マーカM以外の骨等の静止構造物を画像中より除去し、必要に応じ公知のラプラシアンフィルタを適用すること等により候補点P0を検出する。そして、候補点P0を含む所定の関心領域E1内で、線状のマーカMの候補点P0周辺の局所的なセグメンテーションを行い、局所的な構造(図4にハッチングを付して示す)を検出する。 Then, a candidate point P0 (see FIG. 4), which is a candidate for the linear marker M, is detected from the acquired image. In this case, out of the plurality of acquired images, the difference between the image of the frame at a certain point in time and the average of the images of the past few frames is calculated, and the static structures such as bones other than the marker M are found in the image. Then, the candidate point P0 is detected by applying a known Laplacian filter or the like as necessary. Then, in a predetermined region of interest E1 including the candidate point P0, local segmentation is performed around the candidate point P0 of the linear marker M to detect a local structure (hatched in FIG. 4). do.

次に、図5の上段に示すように、候補点P0を中心とした所定の関心領域E1の端に位置する局所的な構造の端点を、新たにマーカMの候補点P1、P2とし、さらに、図5の中段に示すように、各候補点P1、P2を中心とする所定の関心領域E1-1、E1-2を設定し、新たな所定の関心領域E1-1、E1-2での局所的な構造の検出(セグメンテーション処理)を行う。このように、新たな候補点と関心領域の設定、セグメンテーション処理の各動作を繰り返すことにより、図5の下段に示すように、局所的な構造を線状のマーカMの全体像に相当する大局的な構造へと拡張していく。このような構造の拡張動作は、所定の関心領域の端部に達する局所的な構造がなくなるまで行われる。これにより、図6に示すように、マーカMの両端縁T1、T2の位置を取得することができる。 Next, as shown in the upper part of FIG. 5, the end points of the local structure located at the ends of the predetermined region of interest E1 centered on the candidate point P0 are newly set as the candidate points P1 and P2 of the marker M, and further , as shown in the middle of FIG. 5, predetermined regions of interest E1-1 and E1-2 centered on the respective candidate points P1 and P2 are set, and in the new predetermined regions of interest E1-1 and E1-2 Perform local structure detection (segmentation processing). In this way, by repeating each operation of setting new candidate points and regions of interest and segmentation processing, the local structure is transformed into a global image corresponding to the overall image of the linear marker M, as shown in the lower part of FIG. expand to a more structured structure. Such structure dilation operations are performed until no local structures reach the edge of the given region of interest. Thereby, as shown in FIG. 6, the positions of both edges T1 and T2 of the marker M can be obtained.

マーカMの両端縁T1、T2の位置は、第1X線撮影系、第2X線撮影系、第3X線撮影系、第4X線撮影系のうちの2個のX線撮影系を使用して異なる二方向から観察される。この時、上述したように、マーカMが一方の方向からの視野(View1)と他方の方向からの視野(View2)において図11に示す位置に配置されていた場合においても、画像認識を実行した場合に、図12のView2に示すように、マーカMの両端縁T1、T2の位置が入れ替わって認識される場合がある。このような現象は、マーカMが大きく湾曲した場合に特に顕著となる。このように、マーカMの両端縁T1、T2の位置が入れ替わって認識された場合においては、線状のマーカMのいずれか一方の端縁の位置をマーカMの位置として認識するときに、その位置が誤って認識されることになる。 The positions of both edges T1 and T2 of the marker M are different using two X-ray imaging systems out of the first X-ray imaging system, the second X-ray imaging system, the third X-ray imaging system, and the fourth X-ray imaging system. Observed from two directions. At this time, as described above, image recognition was performed even when the marker M was placed at the position shown in FIG. In this case, as shown in View 2 of FIG. 12, the positions of both edges T1 and T2 of the marker M may be reversed and recognized. Such a phenomenon becomes remarkable especially when the marker M is greatly curved. In this way, when the positions of both edges T1 and T2 of the marker M are exchanged and recognized, when the position of one of the edges of the linear marker M is recognized as the position of the marker M, that The position will be recognized incorrectly.

このため、この発明の実施形態に係るX線透視方法においては、エピポーラ幾何(epipolar geometry)におけるエピポーラ制約(epipolar constraint)を利用してマーカMの端縁の位置を確認する構成を採用している。 For this reason, in the X-ray fluoroscopy method according to the embodiment of the present invention, a configuration is adopted in which the position of the edge of the marker M is confirmed using the epipolar constraint in the epipolar geometry. .

図7は、エピポーラ幾何を説明するための模式図である。 FIG. 7 is a schematic diagram for explaining epipolar geometry.

エピポーラ幾何とは、異なる視点で撮影した2枚の画像間にある幾何的な法則を示すものであり、2つの異なる位置から見た画像から3次元の奥行き情報を復元したり、画像間の対応を求めたりする場合に使用される。図7においては、3次元空間上に存在する点Xが一対のカメラの投影面View1、View2に透視投影されている状態を示している。この図において、OLおよびORは一対のカメラの投影中心を示し、XLおよびXRは各投影面View1、View2上における点Xの投影を示している。また、eLおよびeRは、一方のカメラから他方のカメラを見たときの投影点であるエピポーラ点を示している。図7に示すように、eL、eRおよびOL、ORは3次元空間上の同一直線の上に配置される。 Epipolar geometry indicates the geometric law between two images taken from different viewpoints. It is used when asking for FIG. 7 shows a state in which a point X existing in a three-dimensional space is perspectively projected onto projection planes View1 and View2 of a pair of cameras. In this figure, OL and OR indicate projection centers of a pair of cameras, and XL and XR indicate projections of point X on respective projection planes View1 and View2. Also, eL and eR indicate epipolar points that are projected points when the other camera is viewed from one camera. As shown in FIG. 7, eL, eR and OL, OR are arranged on the same straight line in the three-dimensional space.

View1においては、点XとOLとを結ぶ直線は一つの点に投影される。一方、View2において、eRとXRとを結ぶ線はエピポーラ線(epipolar line)と呼ばれる。このエピポーラ線は点Xの3次元空間位置によって一義的に定まるものであり、すべてのエピポーラ線はエピポーラ点eL、eRを通る。View1における点Xの投影XLが定まると、View2におけるeRとXRとを結ぶエピポーラ線が定義される。そして、View1における点XのView2への投影XRは、このエピポーラ線上のどこかにあることになる。これは、エピポーラ制約(epipolar constraint)と呼ばれる。すなわち、一対のカメラで同じ点を撮影した場合、必ずそれは互いのエピポーラ線上に存在することになる。そして、それがエピポーラ線に存在しないのであれば、View1とView2のいずれかにおいて位置の認識が誤っているということになる。 In View1, a straight line connecting points X and OL is projected to one point. On the other hand, in View2, the line connecting eR and XR is called an epipolar line. This epipolar line is uniquely determined by the three-dimensional spatial position of point X, and all epipolar lines pass through epipolar points eL and eR. Once the projection XL of the point X in View1 is determined, an epipolar line connecting eR and XR in View2 is defined. The projection XR of the point X in View1 onto View2 is somewhere on this epipolar line. This is called an epipolar constraint. That is, when the same point is photographed by a pair of cameras, it always exists on each other's epipolar lines. And if it does not exist on the epipolar line, it means that the recognition of the position is erroneous in either View1 or View2.

次に、このX線撮影装置により動体追跡を行うために、マーカMの位置を検出する動作について説明する。図8は、マーカMの位置検出動作を示すフローチャートである。また、図9は、図1に示すX線撮影装置に対してエピポーラ幾何を適用した状態を示す概要図であり、図10は、図9におけるView1およびView2を示す拡大図である。なお、図10においては、4個のX線撮影系のうち、第1X線管11aと第1フラットパネルディテクタ21aから成る第1X線撮影系と、第2X線管11bと第2フラットパネルディテクタ21bとから成る第2X線撮影系とを使用する場合を示している。 Next, the operation of detecting the position of the marker M in order to track a moving object with this X-ray imaging apparatus will be described. FIG. 8 is a flow chart showing the position detection operation of the marker M. As shown in FIG. 9 is a schematic diagram showing a state in which epipolar geometry is applied to the X-ray imaging apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 10 is an enlarged diagram showing View1 and View2 in FIG. In FIG. 10, of the four X-ray imaging systems, the first X-ray imaging system comprising the first X-ray tube 11a and the first flat panel detector 21a, the second X-ray tube 11b and the second flat panel detector 21b It shows the case of using a second X-ray imaging system consisting of:

ここで、図9における第1X線管11aの焦点の位置は図7に示すエピポーラ幾何におけるカメラの投影中心OLに相当し、図9における第2X線管11bの焦点の位置は図7に示すエピポーラ幾何におけるカメラの投影中心ORに相当する。また、図9における第1X線管11aの焦点から見た第1フラットパネルディテクタ21aにより検出される像View1は図7に示すエピポーラ幾何におけるカメラの投影面View1に相当し、図9における第2X線管11bの焦点から見た第2フラットパネルディテクタ21bにより検出される像View2は図7に示すエピポーラ幾何におけるカメラの投影面View2に相当する。 Here, the position of the focus of the first X-ray tube 11a in FIG. 9 corresponds to the projection center OL of the camera in the epipolar geometry shown in FIG. 7, and the position of the focus of the second X-ray tube 11b in FIG. Corresponds to the projection center OR of the camera in geometry. The image View1 detected by the first flat panel detector 21a seen from the focal point of the first X-ray tube 11a in FIG. 9 corresponds to the projection plane View1 of the camera in the epipolar geometry shown in FIG. The image View2 detected by the second flat panel detector 21b seen from the focal point of the tube 11b corresponds to the projection plane View2 of the camera in the epipolar geometry shown in FIG.

X線撮影装置によりマーカMの位置を検出するときには、第1X線管11aと第1フラットパネルディテクタ21aから成る第1X線撮影系と、第2X線管11bと第2フラットパネルディテクタ21bとから成る第2X線撮影系とを使用することにより、マーカMを含む画像を撮影する。そして、図2に示すマーカ認識部32が、図4から図6に示す画像認識動作によりマーカMを認識し、その両端縁T1、T2の位置を特定する。そして、図2に示す判定部33が、マーカMの位置として使用する端縁T1が、View1およびView2においてエピポーラ制約に合致するか否かを判断する(ステップS1)。 When the position of the marker M is detected by the X-ray imaging apparatus, the first X-ray imaging system consists of the first X-ray tube 11a and the first flat panel detector 21a, and the second X-ray tube 11b and the second flat panel detector 21b. An image including the marker M is captured by using a second X-ray imaging system. Then, the marker recognition unit 32 shown in FIG. 2 recognizes the marker M by the image recognition operation shown in FIGS. 4 to 6, and specifies the positions of both edges T1 and T2. Then, the determination unit 33 shown in FIG. 2 determines whether or not the edge T1 used as the position of the marker M matches the epipolar constraint in View1 and View2 (step S1).

すなわち、図10に示すView1における端縁T1についてのエピポーラ線L11とView2における端縁T1についてのエピポーラ線L21との垂線長を三次元演算する。View1において認識された端縁T1とView2において認識された端縁T1とが一致している場合には、エピポーラ制約に合致することになり、この垂線長は実質的にゼロとなるはずである。このため、View1における端縁T1についてのエピポーラ線L11とView2における端縁T1についてのエピポーラ線L21との垂線長が予め設定した設定値以下であるか否かを判定する。 That is, the perpendicular length between the epipolar line L11 for the edge T1 in View1 shown in FIG. 10 and the epipolar line L21 for the edge T1 in View2 shown in FIG. 10 is calculated three-dimensionally. If the edge T1 as seen in View1 and the edge T1 as seen in View2 are coincident, then the epipolar constraint is met and the normal length should be substantially zero. Therefore, it is determined whether or not the perpendicular length between the epipolar line L11 for the edge T1 in View1 and the epipolar line L21 for the edge T1 in View2 is equal to or less than a preset value.

そして、この垂線長が設定値以下の場合には、View1およびView2においてマーカMの端縁T1の位置が正しく認識されていると判断し(ステップS5)、処理を終了する。 If the length of the vertical line is equal to or less than the set value, it is determined that the position of the edge T1 of the marker M is correctly recognized in View1 and View2 (step S5), and the process ends.

なお、図7に示すView1において点Xの投影XLが定まるとView2におけるエピポーラ線は一義的に定まり、View2における点Xの投影XRはこのエピポーラ線上に配置されることになる。このため、上述したように、View1における端縁T1についてのエピポーラ線L11とView2における端縁T1についてのエピポーラ線L21との垂線長が予め設定した設定値以下であるか否かにより一対の投影面View1、View2におけるマーカMの一方の端縁T1の位置がエピポーラ制約に合致するか否かを判定するかわりに、図9に示すView2におけるマーカMの端縁T1が、View1におけるマーカ1の端縁T1により定められるエピポーラ線上にある(エピポーラ線との距離が一定以下である)か否かにより、一対の投影面View1、View2におけるマーカMの一方の端縁T1の位置がエピポーラ制約に合致するか否かを判定してもよい。 When the projection XL of the point X in View1 shown in FIG. 7 is determined, the epipolar line in View2 is uniquely determined, and the projection XR of the point X in View2 is arranged on this epipolar line. Therefore, as described above, depending on whether or not the perpendicular length between the epipolar line L11 for the edge T1 in View1 and the epipolar line L21 for the edge T1 in View2 is equal to or less than a preset value, the pair of projection planes Instead of determining whether the position of one edge T1 of marker M in View1, View2 meets the epipolar constraint, the edge T1 of marker M in View2 shown in FIG. Whether the position of one edge T1 of the marker M in the pair of projection planes View1 and View2 conforms to the epipolar constraint depending on whether or not it is on the epipolar line defined by T1 (the distance from the epipolar line is equal to or less than a certain value) It may be determined whether

一方、View1における端縁T1についてのエピポーラ線L11とView2における端縁T1についてのエピポーラ線L21との垂線長が予め設定した設定値より大きかった場合においては、View2におけるマーカMの一方の端縁T1の位置が他方の端縁T2の位置と入れ替わっていると判断し、図2に示す端縁変更部34が、View2におけるマーカの他方の端縁T2の位置を一方の端縁T1の位置に変更する(ステップS2)。 On the other hand, when the perpendicular length between the epipolar line L11 for the edge T1 in View1 and the epipolar line L21 for the edge T1 in View2 is greater than the preset value, one edge T1 of the marker M in View2 is replaced with the position of the other edge T2, and the edge changing unit 34 shown in FIG. 2 changes the position of the other edge T2 of the marker in View2 to the position of the one edge T1 (step S2).

そして、図2に示す判定部33が、View2におけるマーカの他方の端縁T2の位置を一方の端縁T1の位置に変更した後の端縁T1が、View1およびView2においてエピポーラ制約に合致するか否かを判断する(ステップS3)。View1における端縁T1についてのエピポーラ線L11とView2における変更後の端縁T1についてのエピポーラ線L22との垂線長が予め設定した設定値以下であった場合には、View1およびView2においてマーカMの位置が正しく認識されていると判断し(ステップS5)、処理を終了する。一方、View1における端縁T1についてのエピポーラ線L11とView2における変更後の端縁T1についてのエピポーラ線L22との垂線長が予め設定した設定値より大きかった場合には、マーカMの位置を正しく認識していないものと判断して(ステップS4)、エラー表示等を行い処理を終了する。 Then, the determining unit 33 shown in FIG. 2 determines whether the edge T1 after changing the position of the other edge T2 of the marker in View2 to the position of the one edge T1 matches the epipolar constraint in View1 and View2. It is determined whether or not (step S3). If the perpendicular length between the epipolar line L11 for the edge T1 in View1 and the epipolar line L22 for the changed edge T1 in View2 is equal to or less than a preset value, the position of the marker M in View1 and View2 is correctly recognized (step S5), and the process ends. On the other hand, when the perpendicular length between the epipolar line L11 for the edge T1 in View1 and the epipolar line L22 for the changed edge T1 in View2 is greater than a preset value, the position of the marker M is correctly recognized. It is determined that it is not (step S4), an error is displayed, etc., and the process ends.

以上の動作により、線状のマーカが大きく湾曲した場合等においても、マーカMの両端縁の位置を互いに誤認することなく、View1およびView2における端縁とエピポーラ線とを利用してマーカMの端縁の位置を正しく検出することが可能となる。 By the above operation, even when the linear marker is greatly curved, the edge of the marker M can be detected by using the edges in View1 and View2 and the epipolar line without misidentifying the positions of both edges of the marker M. It becomes possible to detect the position of the edge correctly.

上述した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。 It will be appreciated by those skilled in the art that the exemplary embodiments described above are specific examples of the following aspects.

(第1項)
X線照射部とX線検出部からなる2個のX線撮影系を使用し、被検者の体内に留置された線状のマーカを含むX線画像を異なる2方向から収集して前記マーカの端縁の位置を特定することにより、前記被検者の体動に伴って移動する前記マーカの位置を検出するX線透視方法であって、各X線照射部の焦点をカメラの投影中心とし、各X線照射部の焦点から見た各X線検出部により検出される像をカメラの投影面としたエピポーラ幾何を設定したときに、一対の投影面における前記マーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致するか否かを判定する判定工程と、一対の投影面における前記マーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致しない場合には、一方の投影面における前記マーカの他方の端縁の位置を一方の端縁の位置に変更する変更工程と、を含むX線透視方法。
(Section 1)
Using two X-ray imaging systems consisting of an X-ray irradiation unit and an X-ray detection unit, X-ray images containing linear markers indwelled in the subject's body are collected from two different directions to detect the markers. an X-ray fluoroscopy method for detecting the position of the marker that moves with the subject's body movement by specifying the position of the edge of the When the epipolar geometry is set with the image detected by each X-ray detection unit viewed from the focal point of each X-ray irradiation unit as the projection plane of the camera, one end edge of the marker on the pair of projection planes is a determination step of determining whether the position meets the epipolar constraint; and a changing step of changing the position of the edge of the to the position of the one edge.

第1項に記載のX線透視方法によれば、線状のマーカの端縁の位置を利用してマーカの位置を認識するときに、マーカが大きく湾曲した場合においても、マーカの端縁の位置を正確に認識することが可能となる。 According to the X-ray fluoroscopy method described in item 1, when recognizing the position of the marker using the position of the edge of the linear marker, even if the marker is greatly curved, the edge of the marker It is possible to accurately recognize the position.

(第2項)
第1項に記載のX線透視方法において、前記判定工程においては、前記一対の投影面における前記一方の端縁の位置に対する一対のエピポーラ線の距離が一定以下であるか否かによりエピポーラ制約に合致するか否かを判定するX線透視方法。
(Section 2)
In the X-ray fluoroscopy method according to item 1, in the determination step, the epipolar constraint is satisfied depending on whether the distance of the pair of epipolar lines with respect to the position of the one edge in the pair of projection planes is equal to or less than a predetermined value. A method of X-ray fluoroscopy to determine if there is a match.

第2項に記載のX線透視方法によれば、一対のエピポーラ線の距離に基づいてエピポーラ制約の合致を容易に判定することが可能となる。 According to the X-ray fluoroscopy method described in item 2, it is possible to easily determine whether epipolar constraints are met based on the distance between a pair of epipolar lines.

(第3項)
第1項または第2項に記載のX線透視方法において、前記変更工程において変更した後の一方の端縁の位置を用いて、一対の投影面における前記マーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致するか否かを確認する確認工程をさらに含むX線透視方法。
(Section 3)
In the X-ray fluoroscopy method according to item 1 or item 2, the position of one edge of the marker on the pair of projection planes is epipolarized using the position of one edge after being changed in the changing step. A method of fluoroscopy, further comprising a checking step to see if the constraints are met.

第3項に記載のX線透視方法によれば、変更後の端縁の位置に基づいてエピポーラ制約の合致を確認することにより、マーカの端縁の位置をより正確に認識することが可能となる。 According to the X-ray fluoroscopy method described in item 3, it is possible to more accurately recognize the position of the edge of the marker by confirming the conformity of the epipolar constraint based on the position of the edge after change. Become.

(第4項)
X線照射部とX線検出部からなる2個のX線撮影系を使用し、被検者の体内に留置された線状のマーカを含むX線画像を異なる2方向から収集して前記マーカの端縁の位置を特定することにより、前記被検者の体動に伴って移動する前記マーカの位置を検出するX線透視装置であって、各X線照射部の焦点をカメラの投影中心とし、各X線照射部の焦点から見た各X線検出部により検出される像をカメラの投影面としたエピポーラ幾何を設定したときに、一対の投影面における前記マーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致するか否かを判定する判定部と、前記判定部が一対の投影面における前記マーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致しないと判定した場合に、一方の投影面における前記マーカの他方の端縁の位置を一方の端縁の位置に変更する端縁変更部と、を備えるX線透視装置。
(Section 4)
Using two X-ray imaging systems consisting of an X-ray irradiation unit and an X-ray detection unit, X-ray images containing linear markers indwelled in the subject's body are collected from two different directions to detect the markers. An X-ray fluoroscope that detects the position of the marker that moves with the subject's body movement by specifying the position of the edge of the When the epipolar geometry is set with the image detected by each X-ray detection unit viewed from the focal point of each X-ray irradiation unit as the projection plane of the camera, one end edge of the marker on the pair of projection planes is a determination unit that determines whether the position matches the epipolar constraint, and if the determination unit determines that the position of one edge of the marker on the pair of projection planes does not match the epipolar constraint, one projection an edge changing unit that changes the position of the other edge of the marker on the plane to the position of the one edge.

第4項に記載のX線透視装置によれば、線状のマーカの端縁の位置を利用してマーカの位置を認識するときに、マーカが大きく湾曲した場合においても、マーカの端縁の位置を正確に認識することが可能となる。 According to the X-ray fluoroscopy apparatus according to the fourth aspect, when recognizing the position of the marker using the position of the edge of the linear marker, even if the marker is greatly curved, the edge of the marker It is possible to accurately recognize the position.

(第5項)
第4項に記載のX線透視装置において、前記判定部は、前記一対の投影面における前記一方の端縁の位置に対する一対のエピポーラ線の距離が一定以下であるか否かによりエピポーラ制約に合致するか否かを判定するX線透視装置。
(Section 5)
In the X-ray fluoroscopy apparatus according to item 4, the determination unit satisfies the epipolar constraint by determining whether or not the distance between the pair of epipolar lines with respect to the position of the one edge on the pair of projection planes is equal to or less than a predetermined value. An X-ray fluoroscope that determines whether or not to

第5項に記載のX線透視装置によれば、一対のエピポーラ線の距離に基づいてエピポーラ制約の合致を容易に判定することが可能となる。 According to the X-ray fluoroscopy apparatus described in item 5, it is possible to easily determine whether epipolar constraints are met based on the distance between a pair of epipolar lines.

(第6項)
第4項または第5項に記載のX線透視装置において、前記判定部は、前記端縁変更部が変更した後の一方の端縁の位置を用いて、一対の投影面における前記マーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致するか否かを確認するX線透視装置。
(Section 6)
6. In the X-ray fluoroscopy apparatus according to item 4 or 5, the determining unit uses the position of one edge after the edge changing unit changes the position of one of the markers on the pair of projection planes. X-ray fluoroscopy to see if the position of the edge of the .

第6項に記載のX線透視装置によれば、変更後の端縁の位置に基づいてエピポーラ制約の合致を確認することにより、マーカの端縁の位置をより正確に認識することが可能となる。 According to the X-ray fluoroscopy apparatus according to item 6, it is possible to more accurately recognize the position of the edge of the marker by confirming the conformity of the epipolar constraint based on the position of the edge after change. Become.

なお、上述した記載はこの発明の実施形態の説明のためのものであり、この発明を限定するものではない。 It should be noted that the above description is for the description of the embodiments of the present invention, and does not limit the present invention.

11 X線管
21 フラットパネルディテクタ
27 検診台
30 制御部
31 マーカ検出部
32 マーカ認識部
33 判定部
34 端縁変更部
35 治療ビーム照射制御部
90 治療ビーム照射装置
Reference Signs List 11 X-ray tube 21 flat panel detector 27 examination table 30 control unit 31 marker detection unit 32 marker recognition unit 33 determination unit 34 edge change unit 35 treatment beam irradiation control unit 90 treatment beam irradiation device

Claims (6)

X線照射部とX線検出部からなる2個のX線撮影系を使用し、被検者の体内に留置された線状のマーカを含むX線画像を異なる2方向から収集するX線透視方法であって、
各X線照射部の焦点をカメラの投影中心とし、各X線照射部の焦点から見た各X線検出部により検出される像をカメラの投影面としたエピポーラ幾何を設定したときに、
一対の投影面における前記マーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致するか否かを判定する判定工程と、
一対の投影面における前記マーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致しない場合には、一方の投影面における前記マーカの他方の端縁の位置を一方の端縁の位置に変更する変更工程と、
実行して前記マーカの端縁の位置を特定することにより、前記被検者の体動に伴って移動する前記マーカの位置を検出するX線透視方法。
An X-ray system that uses two X-ray imaging systems consisting of an X-ray irradiation unit and an X-ray detection unit to collect X-ray images including linear markers placed in the subject's body from two different directions. A method of fluoroscopy, comprising:
When the epipolar geometry is set with the focus of each X-ray irradiation unit as the projection center of the camera and the image detected by each X-ray detection unit viewed from the focus of each X-ray irradiation unit as the projection plane of the camera,
a determination step of determining whether the position of one edge of the marker in a pair of projection planes matches an epipolar constraint;
a changing step of changing the position of the other edge of the marker on one of the projection planes to the position of the one edge when the position of one edge of the marker on the pair of projection planes does not meet the epipolar constraint; and,
and identifying the position of the edge of the marker, thereby detecting the position of the marker that moves with the subject's body movement.
請求項1に記載のX線透視方法において、
前記判定工程においては、前記一対の投影面における前記一方の端縁の位置に対する一対のエピポーラ線の距離が一定以下であるか否かによりエピポーラ制約に合致するか否かを判定するX線透視方法。
The X-ray fluoroscopy method according to claim 1,
In the determination step, an X-ray fluoroscopy method for determining whether or not an epipolar constraint is met by determining whether or not a distance between a pair of epipolar lines with respect to the position of the one edge on the pair of projection planes is equal to or less than a predetermined value. .
請求項1または請求項2に記載のX線透視方法において、
前記変更工程において変更した後の一方の端縁の位置を用いて、一対の投影面における前記マーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致するか否かを確認する確認工程をさらに含むX線透視方法。
In the X-ray fluoroscopy method according to claim 1 or claim 2,
X further comprising a confirmation step of confirming whether the position of one edge of the marker on the pair of projection planes conforms to the epipolar constraint using the position of one edge after being changed in the changing step. fluoroscopy method.
X線照射部とX線検出部からなる2個のX線撮影系を使用し、被検者の体内に留置された線状のマーカを含むX線画像を異なる2方向から収集するX線透視装置であって、
各X線照射部の焦点をカメラの投影中心とし、各X線照射部の焦点から見た各X線検出部により検出される像をカメラの投影面としたエピポーラ幾何を設定したときに、
一対の投影面における前記マーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致するか否かを判定する判定部と、
前記判定部が一対の投影面における前記マーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致しないと判定した場合に、一方の投影面における前記マーカの他方の端縁の位置を一方の端縁の位置に変更する端縁変更部と、
を備え、前記マーカの端縁の位置を特定することにより、前記被検者の体動に伴って移動する前記マーカの位置を検出するX線透視装置。
An X-ray system that uses two X-ray imaging systems consisting of an X-ray irradiation unit and an X-ray detection unit to collect X-ray images including linear markers placed in the subject's body from two different directions. A fluoroscopy device,
When the epipolar geometry is set with the focus of each X-ray irradiation unit as the projection center of the camera and the image detected by each X-ray detection unit viewed from the focus of each X-ray irradiation unit as the projection plane of the camera,
a determination unit that determines whether the position of one edge of the marker on a pair of projection planes matches an epipolar constraint;
When the determining unit determines that the position of one edge of the marker on the pair of projection planes does not match the epipolar constraint, the position of the other edge of the marker on the one projection plane is changed to the position of the one edge. an edge changer that changes to a position;
and detecting the position of the marker that moves with the subject's body movement by specifying the position of the edge of the marker.
請求項4に記載のX線透視装置において、
前記判定部は、前記一対の投影面における前記一方の端縁の位置に対する一対のエピポーラ線の距離が一定以下であるか否かによりエピポーラ制約に合致するか否かを判定するX線透視装置。
In the X-ray fluoroscopy apparatus according to claim 4,
The determination unit determines whether or not the epipolar constraint is met based on whether or not the distance between the pair of epipolar lines with respect to the position of the one edge on the pair of projection planes is equal to or less than a predetermined value.
請求項4または請求5に記載のX線透視装置において、
前記判定部は、前記端縁変更部が変更した後の一方の端縁の位置を用いて、一対の投影面における前記マーカの一方の端縁の位置がエピポーラ制約に合致するか否かを確認するX線透視装置。
In the X-ray fluoroscopy apparatus according to claim 4 or claim 5,
The determining unit uses the position of the one edge after being changed by the edge changing unit to check whether the position of the one edge of the marker on the pair of projection planes matches the epipolar constraint. X-ray fluoroscope.
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