JP2012045024A - ステレオバイオプシ装置およびその３次元ターゲットの位置取得方法 - Google Patents

Abstract

【課題】立体視表示できる輻輳角で撮影された放射線画像を用いて、３次元ターゲットの位置を高精度に取得する。
【解決手段】対応画素ｐ１およびこの対応画素ｐ１から平行方向に互いに離れた隣接画素ｐ２〜ｐ１１の各画素値を取得し、平行方向の座標位置における画素値を示す座標系に対応画素ｐ１および隣接画素ｐ２〜ｐ１１を点描させ、この点描された各点を補間する多項式関数を求め、この多項式関数の最小値となる平行方向の座標位置と、対応画素の直交方向の座標位置とを対応画素ｐ１の２つの座標位置として取得する。
【選択図】図７

Description

本発明は、互いに異なる２つの撮影方向からの被写体への放射線の照射によって得られた放射線画像を用いて被写体を立体表示し、立体表示において所望の位置を３次元ターゲットで示し、その所望の位置での組織片を採取するステレオバイオプシ装置に関するものである。より詳しくは、３次元ターゲットの位置取得機能に関する。

病院の検査では病変周辺の組織片を採取することがあるが、近年、患者に大きな負担をかけずに組織片を採取する方法として、中が空洞の組織採取用の針（以下、生検針と称する）を患者に刺し、針の空洞に埋め込まれた組織を採取するバイオプシが注目されている。そして、このようなバイオプシを行うための装置としてステレオバイオプシ装置が提案されている。

このステレオバイオプシ装置は、被写体に対して互いに異なる２つの撮影方向から放射線を照射し、照射された放射線を放射線検出器によって検出して互いに視差のある放射線画像を取得し、これらの２つの放射線画像を用いてステレオ画像を表示し、このステレオ画像を観察しながら所望の位置、特に***の放射線画像においては、石灰化により白く表示されている位置を３次元ターゲットで示す。この示された位置について、２つの放射線画像を用いて３次元位置座標を取得することにより、所望の位置から組織片を採取するものである。

３次元ターゲットが示す位置の３次元座標位置を高精度に取得するためには、放射線検出器において、放射線が照射される部分の面積が大きくなるように、互いに異なる２つの撮影方向のなす角度（以下、輻輳角という）を決定し、高解像度の放射線画像を取得することが望ましい。

特許文献１には、輻輳角が３０°程度となる視差を有する放射線画像を用いて、ターゲットの３次元座標位置を取得する技術が提案されている。

特開２０１０−７５３１６

しかしながら、視差を有する放射線画像を表示することにより、観察者が放射線画像内の被写体を立体画像として認識できるように表示（以下、立体視表示という）するには、当該２つの放射線画像が、輻輳角が４°〜１０°程度のステレオ撮影で取得される必要がある。

輻輳角が４°〜１０°程度のステレオ撮影で取得された放射線画像を用いて、ターゲットが示す位置の３次元位置座標を取得すると、放射線源が互いに異なる２つの撮影方向で放射線を照射する時の各位置を放射線検出器上に投影した際、この投影された２つの位置を結ぶ線分に平行な方向（以下、平行方向という）の放射線検出器における放射線を検出する部分の面積が小さいため、放射線画像の平行方向の解像度が低くなり、３次元ターゲットの位置取得精度が低下して生検針を所望の位置からずれて生検針を穿刺する虞がある。

本発明は、上記事情に鑑み、立体視表示できる輻輳角で撮影された放射線画像を用いて、３次元ターゲットの位置を高精度に取得できるステレオバイオプシ装置および３次元ターゲットの位置取得方法を提供する。

上記課題を解決するために、本発明によるステレオバイオプシ装置は、互いに異なる２つの撮影方向から被写体へ放射線を照射する放射線源と、照射された放射線を検出する放射線検出器と、この放射線検出器からの信号により作成された被写体の撮影方向毎の２次元画像を表示することにより、被写体を立体視表示する表示部と、被写体内の生検針を穿刺すべき位置を示す、立体視表示される３次元ターゲットを入力するターゲット入力部と、３次元ターゲットに対応する、２次元画像内の対応画素について、互いに異なる２つの撮影方向から放射線を照射する時の放射線源の位置を放射線検出器上に投影し、この投影された２つの位置を結ぶ線分に平行な方向とこの線分に直交する方向の２次元画像上の２つの座標位置を取得することにより、３次元ターゲットの３次元座標位置を取得する位置取得部とを備えたステレオバイオプシ装置であって、位置取得部が、対応画素およびこの対応画素から平行方向に互いに離れた隣接画素の各画素値を取得し、平行方向の座標位置における画素値を示す座標系に対応画素および隣接画素を点描させ、この点描された各点を補間する多項式関数を求め、この多項式関数の最小値となる平行方向の座標位置と、対応画素の直交方向の座標位置とを対応画素の２つの座標位置として取得することを特徴とする。

ここで、「立体視表示」とは、観察者が被写体の立体感を認識できるように表示することを意味するものである。

また、本発明のステレオバイオプシ装置は、位置取得部が、対応画素から平行方向にそれぞれ１画素離れた画素を隣接画素とするものであってもよい。

また、本発明のステレオバイオプシ装置は、位置取得部が、対応画素から平行方向にそれぞれ２画素離れた画素を隣接画素とするものであってもよい。

また、本発明のステレオバイオプシ装置は、位置取得部が、３次元ターゲットを描画する画素を対応画素とするものであってもよい。

また、本発明のステレオバイオプシ装置は、位置取得部が、３次元ターゲットを描画する画素と、この描画する画素から直交方向にそれぞれ１画素だけ離れた画素のうち、最も画素値の小さい画素を対応画素とするものであってもよい。

また、本発明のステレオバイオプシ装置は、位置取得部が、３次元ターゲットを描画する画素と、この描画する画素から平行方向にそれぞれ１画素だけ離れた画素と、描画する画素から直交方向にそれぞれ１画素だけ離れた画素と、この直交方向にそれぞれ１画素離れた各画素から平行方向にそれぞれ１画素だけ離れた画素のうち、最も画素値の小さい画素を対応画素とするものであってもよい。

また、本発明のステレオバイオプシ装置は、互いに異なる２つの撮影方向がなす角度の範囲が、４°以上１０°以下であるものであってもよい。

また、本発明のステレオバイオプシ装置は、位置取得部が、多項式関数の各係数を最小二乗法により決定するものであってもよい。

また、本発明のステレオバイオプシ装置は、放射線源が、撮影方向毎に１回のみ被写体へ放射線を照射するものであってもよい。

本発明のステレオバイオプシ装置の３次元ターゲットの位置取得方法は、放射線源により互いに異なる２つの撮影方向から被写体に照射された放射線を放射線検出器により検出し、この放射線検出器からの信号により作成された被写体の撮影方向毎の２次元画像を表示することにより、被写体を立体視表示し、被写体内の生検針を穿刺すべき位置を示す、立体視表示される３次元ターゲットを入力し、３次元ターゲットに対応する、２次元画像内の対応画素について、互いに異なる２つの撮影方向から放射線を照射する時の放射線源の位置を放射線検出器上に投影し、この投影された２つの位置を結ぶ線分に平行な方向とこの線分に直交する方向の２次元画像上の２つの座標位置を取得することにより、３次元ターゲットの３次元座標位置を取得するステレオバイオプシ装置の３次元ターゲットの位置取得方法であって、対応画素およびこの対応画素から平行方向に互いに離れた隣接画素の各画素値を取得し、平行方向の座標位置における画素値を示す座標系に対応画素および隣接画素を点描させ、この点描された各点を補間する多項式関数を求め、この多項式関数の最小値となる平行方向の座標位置と、対応画素の直交方向の座標位置とを対応画素の２つの座標位置として取得することを特徴とする。

本発明のステレオバイオプシ装置およびその３次元ターゲットの位置取得方法によれば、対応画素およびこの対応画素から平行方向に互いに離れた隣接画素の各画素値を取得し、平行方向の座標位置における画素値を示す座標系に対応画素および隣接画素を点描させ、この点描された各点を補間する多項式関数を求め、この多項式関数の最小値となる平行方向の座標位置と、対応画素の直交方向の座標位置とを対応画素の２つの座標位置として取得するようにしたので、立体視表示できる輻輳角でステレ撮影された放射線画像を用いても、平行方向において対応画素とその隣接画素の座標位置から最も画素値が小さい座標位置を取得できるため、３次元ターゲットが示す位置の３次元座標位置を精度よく取得できる。

ステレオバイオプシ装置の概略構成図 ステレオバイオプシ装置の正面図の一部を示す図 圧迫板を上方から見た図 コンピュータの内部構成図 ステレオバイオプシ装置の作用を示すフローチャート ステレオ画像表示と２次元画像表示との模式図 対応画素の座標位置の取得についての第１の実施形態を示す図 対応画素の座標位置の取得についての第２の実施形態を示す図 対応画素の座標位置の取得についての第３の実施形態を示す図 対応画素の座標位置の取得についての第４の実施形態を示す図

以下、図面を参照して本発明のステレオバイオプシ装置の一実施形態について説明する。本実施形態のステレオバイオプシ装置１の概略構成について説明する。図１は、ステレオバイオプシ装置１の概略構成図、図２はステレオバイオプシ装置１の正面図の一部を示す。

ステレオバイオプシ装置１は、図１に示すように、***画像撮影装置１０と、***画像撮影装置１０に接続されたコンピュータ８と、コンピュータ８に接続されたモニタ９および入力部７とを備えている。

***画像撮影装置１０は、図１に示すように、基台１１と、基台１１に対し上下方向（Ｚ方向）に移動可能であり、かつ回転可能な回転軸１２と、回転軸１２により基台１１と連結されたアーム部１３を備えている。

アーム部１３はアルファベットのＣの形をしており、その一端には撮影台１４が、その他端には撮影台１４と対向するように放射線照射部１６が取り付けられている。アーム部１３の回転および上下方向の移動は、基台１１に組み込まれたアームコントローラ３１により制御される。

撮影台１４の内部には、フラットパネルディテクタ等の放射線検出器１５と、放射線検出器１５からの電荷信号の読み出しを制御する検出器コントローラ３３が備えられている。また、撮影台１４の内部には、放射線検出器１５から読み出された電荷信号を電圧信号に変換するチャージアンプや、チャージアンプから出力された電圧信号をサンプリングする相関２重サンプリング回路や、電圧信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部などが設けられた回路基板なども設置されている。

また、撮影台１４はアーム部１３に対し回転可能に構成されており、基台１１に対してアーム部１３が回転した時でも、撮影台１４の向きは基台１１に対し固定された向きとすることができる。

放射線検出器１５は、放射線画像の記録と読出しを繰り返して行うことができるものであり、放射線の照射を直接受けて電荷を発生する、いわゆる直接型の放射線画像検出器を用いてもよいし、放射線を一旦可視光に変換し、その可視光を電荷信号に変換する、いわゆる間接型の放射線画像検出器を用いるようにしてもよい。

また、放射線画像信号の読出方式としては、ＴＦＴ（thin film transistor）スイッチをオン・オフされることによって放射線画像信号が読み出される、いわゆるＴＦＴ読出方式のものや、読取光を照射することによって放射線画像信号が読み出される、いわゆる光読出方式のものを用いることが望ましいが、これに限らずその他のものを用いるようにしてもよい。

放射線照射部１６の中には放射線源１７と、放射線源コントローラ３２が収納されている。放射線源コントローラ３２は、放射線源１７から放射線を照射するタイミングと、放射線源１７における放射線発生条件（管電流（ｍＡ）、照射時間（ｍｓ）、管電流時間積（ｍＡｓ）、管電圧（ｋＶ）等）を制御するものである。

また、アーム部１３の中央部には、撮影台１４の上方に配置されて***Ｍを押さえつけて圧迫する圧迫板１８と、その圧迫板１８を支持する支持部２０と、支持部２０を上下方向（Ｚ方向）に移動させる移動機構１９が設けられている。圧迫板１８の位置、圧迫圧は、圧迫板コントローラ３４により制御される。図３は、圧迫板１８を上方から見た図であるが、同図に示すように、圧迫板１８は、撮影台１４と圧迫板１８により***を固定した状態でバイオプシを行えるよう、約１０×１０ｃｍ四方の大きさの開口部５を備えている。

バイオプシユニット２は、その基体部分が圧迫板１８の支持部２０の開口部５に差し込まれ、基体部分の下端がアーム部１３に取り付けられることによって、ステレオバイオプシ装置１と機械的、電気的に接続されるものである。

バイオプシユニット２は、***を穿刺する生検針２１を有し、着脱可能に構成された生検針ユニット２２と、生検針ユニット２２を支持する針支持部２３と、針支持部２３をレールに沿って移動させ、あるいは針支持部２３を出し入れさせることにより、生検針ユニット２２を図１から図３に示すＸ，ＹおよびＺ方向に移動させる移動機構２４とを備える。

生検針ユニット２２の生検針２１の先端の位置は、移動機構２４が備える針位置コントローラ３５により、３次元座標位置（ｘ，ｙ，ｚ）として認識され、制御される。なお、図１における紙面垂直方向がＸ方向、図２における紙面垂直方向がＹ方向、図３における紙面垂直方向がＺ方向である。

コンピュータ８は、中央処理装置（ＣＰＵ）および半導体メモリやハードディスクやＳＳＤ等のストレージデバイスなどを備えており、これらのハードウェアによって、図４に示すような制御部８ａ、放射線画像記憶部８ｂおよび位置取得部８ｃが構成されている。

制御部８ａは、各種のコントローラ３１〜３５に対して所定の制御信号を出力し、システム全体の制御を行うものである。具体的な制御方法については後で詳述する。

放射線画像記憶部８ｂは、放射線検出器１５によって取得された撮影方向毎の放射線画像信号を予め記憶するものである。

位置取得部８ｃは、モニタ９に表示されたステレオ画像内およびそのステレオ画像を構成する放射線画像であって２次元画像として表示された放射線画像内において指定された異常陰影などの位置情報を取得し、その位置情報を制御部８ａに出力するものである。

入力部７は、たとえば、キーボードやマウスなどのポインティングデバイスから構成されるものであり、モニタ９に表示されたステレオ画像内およびモニタ９に２次元画像として表示された放射線画像内の異常陰影などの位置を指定可能に構成されたものである。また、入力部７は、撮影者による撮影条件などの入力や操作指示の入力などを受け付けるものである。

モニタ９は、コンピュータ８から出力された２つの放射線画像信号を用いて、撮影方向毎の放射線画像をそれぞれ２次元画像として表示することにより、ステレオ画像を表示するように構成されたものである。

ステレオ画像を表示する構成としては、たとえば、２つの画面を用いて２つの放射線画像信号に基づく放射線画像をそれぞれ表示させて、これらをハーフミラーや偏光グラスなどを用いることで一方の放射線画像は観察者の右目に入射させ、他方の放射線画像は観察者の左目に入射させることによってステレオ画像を表示する構成を採用することができる。

または、たとえば、２つの放射線画像を所定の視差量だけずらして重ね合わせて表示し、これを偏光グラスで観察することでステレオ画像を生成する構成としてもよいし、もしくはパララックスバリア方式およびレンチキュラー方式のように、２つの放射線画像を立体視可能な３Ｄ液晶に表示することによってステレオ画像を生成する構成としてもよい。また、ステレオ画像を表示する装置と２次元画像を表示する装置とは別個に構成するようにしてもよいし、同じ画面上で表示できる場合には同じ装置として構成するようにしてもよい。

次に、ステレオバイオプシ装置１の作用について、図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。

まず、撮影台１４の上に***Ｍが設置され、圧迫板１８により***Ｍが所定の圧力によって圧迫される（Ｓ１０）。

次に、入力部７おいて、撮影者によって種々の撮影条件が入力された後、撮影開始の指示が入力される。なお、このとき生検針ユニット２２は、上方に待避しており、まだ***Ｍは穿刺されていない。

入力部７において撮影開始の指示があると、***Ｍのステレオ画像の撮影が行われる（Ｓ１２）。具体的には、まず、制御部８ａが、予め設定されたステレオ画像の撮影のために、２つの異なる撮影方向がなす角度θ（以下、輻輳角θという）を読み出し、その読み出した輻輳角θの情報をアームコントローラ３１に出力する。なお、本実施形態においては、このときの輻輳角θの情報としてθ＝±２°すなわち４°が予め記憶されているものとするが、これに限らず、モニタ９にステレオ画像として表示された***Ｍを観察者が立体感を有する立体画像として認識できる輻輳角θであればよく、たとえば、４°以上１０°以下であれば如何なる角度を用いてもよい。

アームコントローラ３１において、制御部８ａから出力された輻輳角θの情報が受け付けられ、アームコントローラ３１は、この輻輳角θの情報に基づいて、図２に示すように、アーム部１３が撮影台１４に垂直な方向に対して＋θ°回転するよう制御信号を出力する。すなわち、本実施形態においては、アーム部１３を撮影台１４に垂直な方向に対して＋２°回転するよう制御信号を出力する。

アームコントローラ３１から出力された制御信号に応じてアーム部１３が＋２°回転する。続いて制御部８ａは、放射線源コントローラ３２および検出器コントローラ３３に対して放射線の照射と放射線画像信号の読出しを行うよう制御信号を出力する。この制御信号に応じて、放射線源１７から放射線が射出され、***Ｍを＋２°方向から撮影した放射線画像が放射線検出器１５によって検出され、検出器コントローラ３３によって放射線画像信号が読み出され、その放射線画像信号に対して所定の信号処理が施された後、コンピュータ８の放射線画像記憶部８ｂに記憶される。なお、本実施形態における＋２°方向から放射線の照射は１回のみである。

アームコントローラ３１は、図２に示すように、アーム部１３を初期位置に一旦戻した後、撮影台１４に垂直な方向に対して−θ°回転するよう制御信号を出力する。すなわち、本実施形態においては、アーム部１３を撮影台１４に垂直な方向に対して−２°回転するよう制御信号を出力する。

アームコントローラ３１から出力された制御信号に応じてアーム部１３が−２°回転する。続いて制御部８ａは、放射線源コントローラ３２および検出器コントローラ３３に対して放射線の照射と放射線画像の読出しを行うよう制御信号を出力する。この制御信号に応じて、放射線源１７から放射線が射出され、***Ｍを−２°方向から撮影した放射線画像が放射線検出器１５によって検出され、検出器コントローラ３３によって放射線画像信号が読み出され、所定の信号処理が施された後、コンピュータ８の放射線画像記憶部８ｂに記憶される。なお、本実施形態における−２°方向から放射線の照射は１回のみである。

コンピュータ８の放射線画像記憶部８ｂに記憶された２つの放射線画像信号は、放射線画像記憶部８ｂから読み出された後、所定の信号処理が施されてモニタ９に出力される。本実施形態のモニタ９においては、２つの放射線画像信号に基づいて、撮影方向毎の放射線画像が２次元画像として表示することにより、ステレオ画像が表示されて***Ｍが立体視表示される。（Ｓ１４）。ここで、立体視表示とは、観察者が立体感を認識できるように表示することである。図６は、ステレオ画像表示と２次元画像表示との模式図である。

***Ｍが立体視表示されることにより、観察者によって、***Ｍにおける石灰化や腫瘤などが発見され、バイオプシユニット２によってそれらの組織を採取したい場合には、立体視表示された***Ｍ内に、観察者によって生検針２１を穿刺すべき位置を示す３次元ターゲットＭ１が入力される（Ｓ１６）。

３次元ターゲットＭ１の入力については、たとえば、入力部７におけるマウスなどポインティングデバイスによって行うようにすればよい。図６に示すように、ステレオ画像を構成する２つの放射線画像内にそれぞれ３次元ターゲットＭ１に対応する２次元ターゲットＭ２、Ｍ３を表示させることにより、２次元ターゲットＭ２、Ｍ３から構成された３次元ターゲットＭ１を***Ｍ内に立体視表示させる。その後、入力部７によって３次元ターゲットＭ１が所望の位置を示す場所に配置することによって３次元ターゲットＭ１を入力するようにすればよい。なお、各放射線画像内における２次元ターゲットＭ２、Ｍ３は、それぞれ同じ位置を示すように、ステレオ画像を撮影した際の撮影方向に応じてその座標位置が設定されているものとする。

位置取得部８ｃは、３次元ターゲットＭ１が示す位置に対応する、２次元画像内で２次元ターゲットＭ２、Ｍ３が示す対応画素の座標位置（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３，ｙ３）を取得する（Ｓ１８）。ここで、２次元画像内における座標位置とは、放射線照射部１６が、互いに異なる２つの方向から照射線を照射する時の放射線源１７の位置を放射線検出器１５上に投影し、この投影された２つの位置を結ぶ線分に平行な方向（以下、ｘ方向とする）とこの線分に直交する方向（以下，ｙ方向とする）の座標位置である。位置取得部８ｃによる対応画素の２次元画像内での座標位置（ｘ２，ｙ２），（ｘ３，ｙ３）を取得に関する詳細は後述する。

位置取得部８ｃは、取得された２次元ターゲットＭ２、Ｍ３が示す対応画素の座標位置（ｘ２，ｙ２），（ｘ３，ｙ３）に基づき、たとえば、三角測量法により、３次元ターゲットＭ１が示す位置の３次元位置座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を取得する（Ｓ２０）。

位置取得部８ｃは、取得された３次元ターゲットＭ１の３次元座標位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）をバイオプシユニット２の針位置コントローラ３５に出力する。

入力部７において所定の操作ボタンが押されると、制御部８ａから針位置コントローラ３５に対し、生検針２１を移動させる制御信号が出力される。針位置コントローラ３５は、先に入力された３次元座標位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）に基づき、生検針２１の先端が、３次元座標位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１＋α）に配置されるように、生検針２１を移動する。ここでαは、生検針２１が***Ｍに刺さらない程度に十分大きな値とする。これにより、生検針２１がターゲットの上方にセットされる。

観察者により、生検針２１の穿刺を指示する所定の操作が入力部７において行われると、制御部８ａと針位置コントローラ３５の制御の下で、生検針２１の先端が３次元座標位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）に移動させられて、生検針２１による***の穿刺が行われる（Ｓ２２）。

位置取得部８ｃによる各２次元ターゲットＭ２、Ｍ３が示す対応画素の２次元画像内での座標位置（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３，ｙ３）の取得について説明する。なお、以下の各実施形態における２次元ターゲットＭ１、Ｍ２が示す対応画素の座標位置の取得方法は同じであるため、２次元ターゲットＭ２が示す対応画素の座標位置の取得について説明し、２次元ターゲットＭ３の座標位置の取得についてはその説明を省略する。

２次元ターゲットＭ２は、２次元画像内での１画素を対応画素として示すものである。位置取得部８ｃは、対応画素および対応画素からｘ方向に互いに離れた隣接画素の各座標位置と各画素値に基づいて、２次元ターゲットＭ２が示す対応画素の座標位置（ｘ２，ｙ２）を取得する。

位置取得部８ｃは、図７の上図に示すような、３次元ターゲットＭ１が示す位置を描画する描画画素ｐ１を対応画素とする。位置取得部８ｃは、描画画素ｐ１と描画画素ｐ１からｘ方向にそれぞれ１画素だけ離れた隣接画素ｐ２、ｐ３から座標位置（ｘ２’，ｙ２’）、（ｘ２’’，ｙ２’）、（ｘ２’’’，ｙ２’）および画素値ｖ１、ｖ２、ｖ３を取得する。

位置取得部８ｃは、図７の下図に示すように、ｘ方向の座標位置における画素値を示す座標系に、描画画素ｐ１および隣接画素ｐ２、ｐ３の３点を点描し、点描された３点を補間する２次関数を抽出する。具体的に、２次関数の各係数は、たとえば、最小二乗法により算出されたものであってもよい。

位置取得部８ｃは、抽出された２次関数が最小値となるｘ方向の座標位置を求め、この求められたｘ方向の座標位置と、描画画素ｐ１のｙ方向の座標位置ｙ２’を２次元ターゲットＭ２が示す対応画素の座標位置（ｘ２，ｙ２）として取得する。

位置取得部８ｃによる対応画素の座標位置（ｘ２，ｙ２）の取得についての第２の実施形態について説明する。

第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に描画画素ｐ１を対応画素とし、図８の上図に示すような、対応画素ｐ１からｘ方向にそれぞれ２画素離れた隣接画素ｐ４、ｐ５までの座標位置（ｘ２’’’’，ｙ２’）、（ｘ２’’’’’，ｙ２’）および画素値ｖ４、ｖ５を取得する。

位置取得部８ｃは、第１の実施形態と同様に、図８の下図に示すように、対応画素ｐ１および隣接画素ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５の５点を点描し、点描された５点を補間する４次関数を抽出する。４次関数の各係数は、第１の実施形態と同様に、最小二乗法により算出される。

位置取得部８ｃは、抽出された４次関数が最小値となるｘ方向の座標位置を求め、この求められたｘ方向の座標位置と、対応画素ｐ１のｙ方向の座標位置ｙ２’を２次元ターゲットＭ２が示す対応画素の座標位置（ｘ２，ｙ２）として取得する。

位置取得部８ｃによる２次元ターゲットＭ２が示す対応画素の座標位置（ｘ２，ｙ２）の取得についての第３の実施形態について説明する。

位置取得部８ｃは、図９に示すような、描画画素ｐ１を対応画素ｐ１とし、対応画素ｐ１からｙ方向にそれぞれ１画素だけ離れた隣接画素ｐ６、ｐ７から座標位置（ｘ２’，ｙ２’’）、（ｘ２’，ｙ２’’’）および画素値ｖ６、ｖ７を取得する。

位置取得部８ｃは、対応画素ｐ１および隣接画素ｐ６、ｐ７の各画素値ｖ１、ｖ６、ｖ７を比較して画素値が最も低い画素を新たな対応画素とする。本実施形態では、隣接画素ｐ６を新たな対応画素としている。

位置取得部８ｃは、新たな対応画素ｐ６および新たな対応画素ｐ６からｘ方向に１画素だけ離れた隣接画素ｐ８、ｐ９の座標位置（ｘ２’’，ｙ２’’）、（ｘ２’’’，ｙ２’’）および画素値ｖ８、ｖ９を取得し、第１の実施形態と同様の手法で対応画素ｐ６および隣接画素ｐ８、ｐ９を補間する２次関数の最小値となるｘ方向の座標位置を求め、求められたｘ方向の座標位置と、対応画素ｐ６のｙ方向の座標位置ｙ２’’を２次元ターゲットＭ２の座標位置（ｘ２，ｙ２）として取得する。なお、第３の実施形態においては、第２の実施形態と同様の手法を用いることも可能である。

位置取得部８ｃによる２次元ターゲットＭ２の座標位置（ｘ２，ｙ２）の取得についての第４の実施形態について説明する。

位置取得部８ｃは、描画画素を対応画素ｐ１とし、図１０に示すような、対応画素ｐ１からｘ方向にそれぞれ１画素だけ離れた隣接画素ｐ２、ｐ３の各座標位置と各画素値を取得する。また、位置取得部８ｃは、対応画素ｐ１からｙ方向にそれぞれ１画素だけ離れた隣接画素ｐ６、ｐ７の各座標位置と各画素値を取得する。また、位置取得部８ｃは、隣接画素ｐ６からｘ方向にそれぞれ１画素だけ離れた隣接画素ｐ８、ｐ９の各座標位置と各画素値を取得する。さらに、位置取得部８ｃは、隣接画素ｐ７からｘ方向にそれぞれ１画素だけ離れた隣接画素ｐ１０、ｐ１１の各座標位置（ｘ２’’，ｙ２’’’）、（ｘ２’’’，ｙ２’’’）および各画素値ｖ１０、ｖ１１を取得する。

位置取得部８ｃは、対応画素および隣接画素ｐ２、ｐ３、ｐ６〜ｐ１１の各画素値ｖ２、ｖ３、ｖ６〜ｖ１１を比較して画素値が最も低い画素を新たな対応画素とする。本実施形態では、隣接画素ｐ９を新たな対応画素としている。なお、新たな対応画素に対する処理は、第３の実施形態と同様であり、詳細な説明は省略する。

位置取得部８ｃは、画素値が最小となるｘ方向の座標位置と、対応画素ｐ９のｙ方向の座標位置ｙ’’を２次元ターゲットＭ２が示す対応画素の座標位置（ｘ２，ｙ２）として取得する。

以上の述べた通り、ステレオバイオプシ装置１によれば、３次元ターゲットＭ１が示す位置に対応する２次元画像内の描画画素の座標位置をそのまま２次元ターゲットＭ２、Ｍ３が示す対応画素の座標位置に用いて３次元ターゲットＭ１が示す位置の３次元座標位置を算出するのではなく、対応画素と対応画素からｘ方向に離れた隣接画素の座標位置と画素値に基づき、画素値が最も小さくなる場所、すなわち最も白い場所を２次元ターゲットＭ２、Ｍ３の位置座標とするため、立体視表示できる輻輳角θで撮影された放射線画像を用いても３次元ターゲットＭ１の３次元座標位置を高精度に取得できる。

また、ステレオバイオプシ装置１によれば、前述の通り、立体視表示できる輻輳角θで撮影された放射線画像を用いても３次元ターゲットＭ１の３次元座標位置を高精度できるため、３次元ターゲットＭ１の立体視表示用と３次元ターゲットＭ１の３次元座標位置取得用に応じて輻輳角θが異なる２回のステレオ撮影を行う必要がなく、患者の被曝量を低減できる。

なお、上記説明では、***Ｍを被写体として説明したが、特に限定されるものではなく、たとえば、胸部や頭部などを被写体として撮影し、最も白く表示される位置に生検針を穿刺するステレオバイオプシ装置にも適用可能である。

Ｍ ***（被写体）
Ｍ１ ３次元ターゲット
Ｐ１ 対応画素
Ｐ２〜Ｐ１１ 隣接画素
１ ステレオバイオプシ装置
７ 入力部
８ｃ 位置取得部
９ モニタ
１５ 放射線検出器
１７ 放射線源

Claims (10)

1. 互いに異なる２つの撮影方向から被写体へ放射線を照射する放射線源と、
   前記照射された放射線を検出する放射線検出器と、
   該放射線検出器からの信号により作成された前記被写体の撮影方向毎の２次元画像を表示することにより、前記被写体を立体視表示する表示部と、
   前記被写体内の生検針を穿刺すべき位置を示す、立体視表示される３次元ターゲットを入力するターゲット入力部と、
   前記３次元ターゲットに対応する、前記２次元画像内の対応画素について、前記互いに異なる２つの撮影方向から放射線を照射する時の前記放射線源の位置を前記放射線検出器上に投影し、該投影された２つの位置を結ぶ線分に平行な方向と該線分に直交する方向の２次元画像上の２つの座標位置を取得することにより、前記３次元ターゲットの３次元座標位置を取得する位置取得部とを備えたステレオバイオプシ装置であって、
   前記位置取得部が、前記対応画素および該対応画素から前記平行方向に互いに離れた隣接画素の各画素値を取得し、前記平行方向の座標位置における画素値を示す座標系に前記対応画素および前記隣接画素を点描させ、該点描された各点を補間する多項式関数を求め、該多項式関数の最小値となる前記平行方向の座標位置と、前記対応画素の前記直交方向の座標位置とを前記対応画素の２つの座標位置として取得することを特徴とするステレオバイオプシ装置。
2. 前記位置取得部が、前記対応画素から前記平行方向にそれぞれ１画素離れた画素を前記隣接画素とすることを特徴とする請求項１記載のステレオバイオプシ装置。
3. 前記位置取得部が、前記対応画素から前記平行方向にそれぞれ２画素離れた画素を前記隣接画素とすることを特徴とする請求項２記載のステレオバイオプシ装置。
4. 前記位置取得部が、前記３次元ターゲットを描画する画素を前記対応画素とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のステレオバイオプシ装置。
5. 前記位置取得部が、前記３次元ターゲットを描画する画素と、該描画する画素から前記直交方向にそれぞれ１画素だけ離れた画素のうち、最も画素値の小さい画素を前記対応画素とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のステレオバイオプシ装置。
6. 前記位置取得部が、前記３次元ターゲットを描画する画素と、該描画する画素から前記平行方向にそれぞれ１画素だけ離れた画素と、前記描画する画素から前記直交方向にそれぞれ１画素だけ離れた画素と、該直交方向にそれぞれ１画素離れた各画素から前記平行方向にそれぞれ１画素だけ離れた画素のうち、最も画素値の小さい画素を前記対応画素とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のステレオバイオプシ装置。
7. 前記互いに異なる２つの撮影方向がなす角度の範囲が、４°以上１０°以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載のステレオバイオプシ装置。
8. 前記位置取得部が、前記多項式関数の各係数を最小二乗法により決定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載のステレオバイオプシ装置
9. 前記放射線源が、撮影方向毎に１回のみ前記被写体へ放射線を照射するものであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載のステレオバイオプシ装置。
10. 放射線源により互いに異なる２つの撮影方向から被写体に照射された放射線を放射線検出器により検出し、
    該放射線検出器からの信号により作成された前記被写体の撮影方向毎の２次元画像を表示することにより、前記被写体を立体視表示し、
    前記被写体内の生検針を穿刺すべき位置を示す、立体視表示される３次元ターゲットを入力し、
    前記３次元ターゲットに対応する、前記２次元画像内の対応画素について、前記互いに異なる２つの撮影方向から放射線を照射する時の前記放射線源の位置を前記放射線検出器上に投影し、該投影された２つの位置を結ぶ線分に平行な方向と該線分に直交する方向の２次元画像上の２つの座標位置を取得することにより、前記３次元ターゲットの３次元座標位置を取得するステレオバイオプシ装置の３次元ターゲットの位置取得方法であって、
    前記対応画素および該対応画素から前記平行方向に互いに離れた隣接画素の各画素値を取得し、
    前記平行方向の座標位置における画素値を示す座標系に前記対応画素および前記隣接画素を点描させ、該点描された各点を補間する多項式関数を求め、該多項式関数の最小値となる前記平行方向の座標位置と、前記対応画素の前記直交方向の座標位置とを前記対応画素の２つの座標位置として取得することを特徴とするステレオバイオプシ装置の３次元ターゲットの位置取得方法。

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