JP4548056B2

JP4548056B2 - 外科用放射線装置およびその装置を用いた表示設定方法

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Publication number: JP4548056B2
Application number: JP2004266673A
Authority: JP
Inventors: 章中川
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2004-09-14
Filing date: 2004-09-14
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2024-09-14
Also published as: JP2006081590A

Description

この発明は、検出された放射線に基づく被検体の放射線透視画像を撮像する撮像手段と、前記放射線透視画像を表示する表示手段とを備えた外科用放射線装置およびその装置を用いた表示設定方法に係り、特に、被検体に対する外科的処置が施される位置を示す外部指標に関する。

従来、外科用放射線装置では外部指標を被検体に設定してから、その外部指標が示す位置に対して被検体の外科的処置を施している。外部指標の設定の際には、例えば照準機（照準手段）が被検体にレーザービームを照射する、あるいはマーカを被検体に直接貼付することで行われる。照準機の場合には、照準機から被検体に照射されたレーザーが外部指標となる。より具体的に説明すると、以下のような（ａ）または（ｂ）の手法で外部指標を設定して外科的処置を施す。ここで放射線としてＸ線を例に採って説明する。

（ａ）Ｘ線を検出するイメージインテンシファイア（以下、『Ｉ．Ｉ』と略記する）の前面（Ｘ線検出面）に鉛などのＸ線不透過性ワイヤ（鉛線）を十字に貼り付け、Ｉ．Ｉの前面にレーザーが十字に投影されるように照準機からレーザーを照射する。鉛線の中心（すなわち十字の交差部分）と投影されたレーザーの中心（十字の交差部分）とが一致するとともに、鉛線と投影されたレーザーとが平行に一致するように、レーザーの位置を調整する。その結果、レーザーの中心とＸ線透視画像を表示するモニタ（表示手段）上の鉛線の中心とが一致する。そして、被検体を天板に載置してＸ線を照射しながら、外科的処置すべき箇所（例えば病変）がモニタ上の鉛線の中心に一致するように、Ｘ線を照射するＸ線管やＩ．Ｉや天板を調整する。病変が鉛線の中心に一致するときには、病変がレーザーの中心にも一致することになり、被検体の体表に照射されたレーザーの中心の直下に病変が位置する。調整後に、被検体の体表に照射されたレーザーの中心の直下にある病変に対して外科的処置を施すために、体表に照射されたレーザーの中心から切開する。

（ｂ）レーザーの中心位置にＸ線透過の低い物体を置き、モニタ上に表示されたその物体の位置に、粘着テープをモニタ上に直接的に貼り付ける、あるいはフェルトペンなどのインクをモニタ上に書き込むことでモニタ上に印をつける。その結果、レーザーの中心とモニタ上の印とが一致する。同様に、外科的処置を施すべき箇所（例えば病変）がモニタ上の印に一致するようにＸ線管やＩ．Ｉや天板を調整し、調整後に、被検体の体表に照射されたレーザーの中心の直下にある病変に対して外科的処置を施す。

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。

すなわち、（ａ）の場合には、鉛線がＩ．Ｉの前面に固定されるので、モニタ上に鉛が常に表示されてしまう。そこで、必要なときに鉛線を配設して、必要でないときには鉛線を取り外さなければならない。また、Ｘ線管とＩ．Ｉとを支持する機構がＣ型アームのときに、Ｘ線管とＩ．Ｉとが互いに対向しながらＣ型アームが駆動する場合には、Ｘ線管やＩ．Ｉの位置によってはＣ型アームがたわむことがある。このＣ型アームのたわみによってＩ．Ｉ前面に貼り付けられた鉛線の中心と、レーザーの中心とがずれてしまう。Ｃ型アームを駆動させるたびに照準機を再調整することは困難である。

（ｂ）の場合には、Ｃ型アームを駆動させるたびにモニタ上に印をつけて調整することで、（ａ）で述べた問題を解決することができるが、モニタ上に印をつけるという再調整を何度も行うと、印をつける粘着テープやインクなどでモニタ上が汚れる。また、印が不要の場合には印を消すのも容易でない。

なお（ｂ）の場合には、Ｃ型アームのたわみとは関係なく、モニタの表示状態が変更したときに、モニタ上に印を再度つける必要がある。モニタの表示状態が変更する例として、Ｉ．Ｉの背面（Ｘ線検出面とは逆側の面）に配設されたカメラ部分の回転、画像の垂直あるいは水平反転、Ｉ．Ｉの視野サイズ変更や画像の拡大・縮小やモニタに対する画像の移動などがある。また、モニタに表示された画像に画像処理を施す画像処理手段や、外部指標に対するＸ線管やＩ．Ｉなどの撮像手段の相対的な移動や、同じく外部指標に対する被検体の相対的な移動によりモニタの表示状態が変更する。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、表示状態が変更しても外科的処置を正確に施すことができる外科用放射線装置およびその装置を用いた表示設定方法を提供することを目的とする。

この発明は、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、請求項１に記載の発明は、検出された放射線に基づく被検体の放射線透視画像を撮像する撮像手段と、前記放射線透視画像を表示する表示手段とを備えた外科用放射線装置であって、前記表示手段に、前記被検体に対する外科的処置が施される位置を示す外部指標に対応する前記放射線透視画像上の位置に表示指標が重畳表示されている場合において、前記表示手段の表示状態が変更した場合に、当該変更情報に基づいて前記表示指標の表示を前記外部指標に対応する前記放射線透視画像上の位置に追従させる指標追従手段を備えたことを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、被検体に対する外科的処置が施される位置を示す外部指標に対応する放射線透視画像上の位置に表示指標が重畳表示されている場合において、表示手段の表示状態が変更した場合に、指標追従手段は、当該変更情報に基づいて表示指標の表示を外部指標に対応する放射線透視画像上の位置に追従させる。このように、表示手段の表示状態が変更しても、変更情報に基づいて指標追従手段が表示指標の表示を放射線透視画像上の位置に追従させるので、外部指標に表示指標が追従した状態で対応して、その外部指標に基づいて外科的処置を正確に施すことができる。

上述した発明において、表示手段の表示状態が変更する一例として、以下のようなものがある。

表示手段に表示された画像に画像処理を施す画像処理手段を備えたときに、その画像処理により表示状態が変更する場合がある。この場合には、指標追従手段は、画像処理情報に基づいて表示指標の表示を外部指標に対応する放射線透視画像上の位置に追従させればよい（請求項２に記載の発明）。これにより、画像処理により表示状態が変更しても外部指標に表示指標が追従した状態で対応する。

また、外部指標の位置と撮像手段との相対的な位置関係が変更することで表示状態が変更する場合がある。この場合には、指標追従手段は、その相対的な位置関係の変動量に基づいて表示指標の表示を外部指標に対応する放射線透視画像上の位置に追従させればよい（請求項３に記載の発明）。これにより、外部指標の位置と撮像手段との相対的な位置関係が変更することにより表示状態が変更しても外部指標に表示指標が追従した状態で対応する。

また、外部指標の位置と被検体との相対的な位置関係が変更することで表示状態が変更する場合がある。この場合には、指標追従手段は、その相対的な位置関係の変動量に基づいて表示指標の表示を外部指標に対応する放射線透視画像上の位置に追従させればよい（請求項５に記載の発明）。これにより、外部指標の位置と被検体との相対的な位置関係が変更することにより表示状態が変更しても外部指標に表示指標が追従した状態で対応する。

上述したこれらの発明の場合には、外部指標を被検体に設定する外部指標設定手段を装置内に備えている。この外部指標設定手段は、被検体に光を照射する照準手段または被検体に直接貼付するマーカ、あるいは上述した照準手段である（請求項４，６に記載の発明）。

また、上述した各発明において、表示手段に重畳表示される表示指標の表示または非表示の選択を行う表示・非表示選択手段をさらに備えるのが好ましい（請求項７に記載の発明）。例えば、外科的処置を施す際に表示指標がその処置の妨げとなる場合には表示指標を非表示状態にして、例えば、外部指標に対応するように表示指標を表示手段に重畳表示して調整する際には表示指標を表示状態にするなど、適宜必要に応じて表示・非表示の選択を行うことで、一連の外科的処置における作業を円滑に行うことができる。

また、請求項８に記載の発明は、検出された放射線に基づく被検体の放射線透視画像を撮像する撮像手段と、前記放射線透視画像を表示する表示手段とを備えた外科用放射線装置を用いて表示設定を行う表示設定方法であって、（１）前記放射線の透過性の異なる物体が載置あるいは埋め込まれた被検体の前記放射線透視画像を前記表示手段に表示する工程と、（２）前記表示手段に放射線透視画像上の位置に表示された前記物体の透過像の位置に対応するように、表示手段に放射線透視画像上の位置に表示指標を重畳表示して前記表示指標の設定を行う工程と、（３）前記表示手段の表示状態が変更した場合に、当該変更情報に基づいて前記表示指標の表示を、前記物体が対応付けられた外部指標に対応する前記放射線透視画像上の位置に追従させる工程とを備えることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項８に記載の発明によれば、前記（１）および（２）の工程を行うことで、被検体に対して放射線の透過性の異なる物体の透過像の位置に表示指標が対応することになる。この対応した状態で、（３）の工程を行うことで外部指標に表示指標が追従した状態で対応して、その外部指標に基づいて外科的処置を正確に施すことができる。

この発明に係る外科用放射線装置およびその装置を用いた表示設定方法によれば、被検体に対する外科的処置が施される位置を示す外部指標に対応する放射線透視画像上の位置に表示指標が重畳表示されている場合において、表示手段の表示状態が変更した場合に、指標追従手段は、当該変更情報に基づいて表示指標の表示を外部指標に対応する放射線透視画像上の位置に追従させるので、外部指標に表示指標が追従した状態で対応して、その外部指標に基づいて外科的処置を正確に施すことができる。

以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。

図１は、実施例に係るＸ線テレビジョン（ＴＶ）装置の概略構成を示した正面図であり、図２は、その装置における画像処理系のブロック図であり、図３（ａ）は、入力部およびモニタの概略斜視図であり、図３（ｂ）は、レーザービームが投影される様子を示した概略斜視図である。本実施例では、放射線を検出する手段としてイメージインテンシファイア（以下、『Ｉ．Ｉ』と略記する）を例に採るとともに、外科用放射線装置としてＸ線ＴＶ装置を例に採って説明する。

本実施例に係るＸ線ＴＶ装置は、図１に示すように、被検体Ｍを載置する天板１と、その被検体Ｍの撮像を行う撮像系本体２とを備えるとともに、図２に示すように、画像処理系３を備えている。天板１は、図１に示すように、昇降および水平移動可能に構成されている。

先ず、撮像系本体２について図１を参照して説明する。撮像系本体２は、床面（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型アーム支持部２２と、Ｃ型アーム支持部２２に支持されたＣ型アーム２３と、Ｃ型アーム２３の一端に支持されたＸ線管２４と、他端に支持されたＩ．Ｉ２５とを備えている。Ｘ線管２４から照射されたＸ線を被検体Ｍに照射して、被検体Ｍを透過したＸ線をＩ．Ｉ２５が検出する。したがって、検出されたＸ線に基づくＸ線透視画像をＸ線管２４およびＩ．Ｉ２５によって撮像する。Ｘ線管２４およびＩ．Ｉ２５は、この発明における撮像手段に相当する。

図示を省略するモータの駆動によって床面に対して基台部２１が鉛直軸（図中のｚ軸）心周りに回転するように構成されており、図示を省略する別のモータの駆動によって基台部２１に対してＣ型アーム支持部２２が被検体Ｍの体軸（図中のｙ軸）心周りに回転するようにそれぞれが構成されている。また、図示を省略する別のモータの駆動によってＣ型アーム２３が体軸に対して水平面で直交する軸（図中のｘ軸）心周りに回転するように構成されている。

Ｃ型アーム２３の一端に支持されたＸ線管２４のＸ線照射側には、被検体Ｍにレーザービームを照射する照準機２６を備えている。照準機２６は、２つのレーザー光源からなり、各光源から照射されたレーザービームＬＢ（図３（ｂ）参照）がＩ．Ｉ２５の前面（Ｘ線検出面）や被検体Ｍの体表に投影されて、図３（ｂ）に示すように十字のレーザーＬで映し出されるように構成されている。この投影された十字のレーザーＬが、最終的には被検体Ｍに対する外科的処置が施される位置を示す。このレーザーＬは、この発明における外部指標に相当し、照準機２６は、この発明における照準手段に相当する。また、この照準機２６は、この発明における外部指標設定手段にも相当する。

Ｃ型アーム２３の他端に支持されたＩ．Ｉ２５の背面（Ｘ線検出面とは逆側の面）にはテレビジョン（ＴＶ）カメラ２７を配設している。図示を省略するモータの駆動によってＩ．Ｉ２５に対してＴＶカメラ２７が鉛直軸（図中のｚ軸）心周りに回転するようにそれぞれが構成されている。

次に、画像処理系３について図２を参照して説明する。画像処理系３は、天板１の昇降および水平移動を制御する天板制御部３１や、撮像系本体２の駆動を制御する撮像系制御部３２や、Ｉ．Ｉ２５でＸ線検出信号として検出されて、検出されたＸ線検出信号がＴＶカメラ２７でビデオ信号として取り出され、その取り出された信号について種々の処理を行う画像処理部３３や、これらの各構成部を統括したり、後述するモニタ３７の表示状態が変更した場合にその変更情報に基づいて後述する印（表示指標）の表示をＸ線透視画像上の位置に追従させるといった各種の演算処理を行うコントローラ３４や、処理された画像や後述する変更情報を示す印や外部指標である照射されたレーザーや撮像手段であるＸ線管２４・Ｉ．Ｉ２５や被検体Ｍの位置関係や画像処理情報などを記憶するメモリ部３５や、オペレータが入力設定を行う入力部３６や、処理された画像をＸ線透視画像として表示するモニタ３７などを備えている。画像処理部３３は、この発明における画像処理手段に相当する。

天板制御部３１は、天板１を昇降あるいは水平移動させて被検体Ｍを撮像位置にまで収容したり、昇降あるいは水平移動させて被検体Ｍを所望の位置に設定したり、水平移動させながら撮像を行ったり、撮像終了後に水平あるいは昇降移動させて撮像位置から退避させる制御などを行う。撮像系制御部３２は、図１に示すように、基台部２１を鉛直軸心周りに回転させてＣ型アーム支持部２２やＣ型アーム２３やＸ線管２４やＩ．Ｉ２５などを鉛直軸心周りに回転させたり、Ｃ型アーム支持部２２を被検体Ｍの体軸心周りや図中のｘ軸心周りに回転させてＣ型アーム２３やＸ線管２４やＩ．Ｉ２５などを体軸心周りや図中のｘ軸心周りに回転させたり、ＴＶカメラ２７を鉛直軸心周りに回転させる制御などを行う。その他に、撮像系制御部３２は、Ｘ線を照射させるための管電圧や管電流を発生してＸ線管２４に与える制御などを行う。

コントローラ３４は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されており、メモリ部３５は、ＲＯＭ（Read-only Memory）やＲＡＭ（Random-Access Memory）などに代表される記憶媒体などで構成されている。また、入力部３６は、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。

コントローラ３４は、後述する表示状態の変更における変更情報（例えば相対的な位置関係や画像処理情報）に基づいて後述する印の表示をＸ線透視画像上の位置に追従させる指標追従部３４ａを備えている。印は、この発明における表示指標に相当し、指標追従部３４ａは、この発明における指標追従手段に相当する。

メモリ部３５は、モニタ３７の個々の表示状態ごとに印や照射されたレーザーやＸ線管２４・Ｉ．Ｉ２５や被検体Ｍの各位置をそれぞれ記憶する位置記憶部３５ａを備えている。入力部３６によって設定入力された印の位置を、コントローラ３４を介して位置記憶部３５ａに記憶するとともに、被検体Ｍに照射されたレーザーの位置とＸ線管２４・Ｉ．Ｉ２５との相対的な位置関係や、被検体Ｍに照射されたレーザーの位置と被検体Ｍとの相対的な位置関係を、コントローラ３４を介して位置記憶部３５ａに記憶する。また、画像処理情報もコントローラ３４を介して位置記憶部３５ａに記憶する。そして、モニタ３７の表示状態が変更して指標追従部３４ａによる印の追従時に、これらの位置関係や画像処理情報などに代表される変更情報をこの位置記憶部３５ａから読み出す。

入力部３６は、モニタ３７上に表示されたＸ線透視画像上の位置に重畳表示される印を入力設定する機能を有する。この表示指標である印が、外部指標である照射されたレーザーに対応するように印を設定入力する。印を入力設定することを、本明細書では『スーパー・インポーズ』と呼ぶ。スーパー・インポーズとは画像編集の一種であって、画像に文字や切り抜いた別の画像を表示する編集処理をいう。

モニタ３７は、Ｘ線透視画像を表示し、入力部３６から入力設定された印をＸ線透視画像上の位置に重畳表示する機能を有する。Ｘ線透視画像は、この発明における放射線透視画像に相当し、モニタ３７は、この発明における表示手段に相当する。

本実施例の入力部３６は、図３（ａ）に示すように、モニタ３７の載置台の機能をも兼ねた操作卓３６Ａと、撮像系本体２（図１参照）の近傍に配設された操作パネル３６Ｂとを備えている。操作卓３６Ａは、モニタ３７への操作を主体としており、操作パネル３６Ｂは、撮像系本体２への操作を主体としている。操作卓３６Ａは、後述するモニタ３７Ｒに組み込まれたタッチパネル３６ａの他に、マウス３６ｂやキーボード３６ｃなどを備えて構成されている。

また、本実施例のモニタ３７は、図面からみて左のモニタ３７Ｌと右のモニタ３７Ｒとの２つからなる。モニタ３７Ｒは、タッチパネル３６ａやマウス３６ｂやキーボード３６ｃなどの入力部３６による操作支援を行うことや、過去のＸ線透視画像を参照比較することを主体としており、モニタ３７Ｌは、モニタ３７Ｒの操作結果を反映させることを主体としている。もちろん、モニタ３７を１つのモニタのみで構成してもよい。

次に、本実施例装置における外科的処置にまで至る一連の撮像処理について、図４、図５のフローチャート、図６〜図１５のモニタを参照して説明する。

（ステップＳ１）レーザーの照射
被検体Ｍを天板１に載置した後に、照準機２６はレーザービームＬＢ（図３（ｂ）参照）を照射する。照射されたレーザーは被検体Ｍの体表に映し出される。なおモニタ３７は、Ｉ．Ｉ２５で検出されたＸ線に基づいて得られるＸ線透視画像を表示するものなので、レーザーはモニタ３７に表示されないことに留意されたい。したがって、後述するステップで、オペレータは外部指標である照射されたレーザーをモニタ３７でなく目視で確認するとともに、表示指標であるスーパー・インポーズの印をモニタ３７で確認して、被検体Ｍの体表に照射されたレーザーが示す位置に対して被検体Ｍに対する外科的処置を施す。なお、被検体Ｍの位置やその被検体Ｍに照射されたレーザーの位置を、コントローラ３４を介して位置記憶部３５ａに記憶する。

（ステップＳ２）Ｘ線の照射／検出
Ｘ線管２４から被検体ＭにＸ線を照射する。被検体Ｍを透過したＸ線をＩ．Ｉ２５が検出して、検出された信号をＴＶカメラ２７がビデオ信号として取り出して画像処理部３３に送り込む。

（ステップＳ３）Ｘ線透視画像の表示
画像処理部３３は、取り出されたビデオ信号について各種の処理を行ってＸ線透視画像としてモニタ３７に出力表示させる。このとき、例えば図６に示すようにＸ線透視画像３７ａをモニタ３７Ｒが表示するとともに、モニタ３７Ｌが表示する。モニタ３７Ｒの座標を画像処理情報として、コントローラ３４を介して位置記憶部３５ａに記憶する。モニタ３７Ｒの座標については、モニタ３７Ｒ上の全画素の座標を位置記憶部３５ａに記憶する必要はなく、基準となる座標（例えばモニタ３７Ｒの中心座標やモニタ３７Ｒの右端・左端・上端・下端座標）を１箇所あるいは複数箇所に決定して、その箇所を位置記憶部３５ａに記憶すればよい。

この図６も含めて、図７〜図１５に示すモニタ３７Ｒは、入力部３６の機能の一部を組み込んでいる。すなわち、モニタ３７Ｒは、入力部３６の一部であるタッチパネル３６ａを組み込んでおり、オペレータがタッチパネル３６ａに触って、モニタ３７Ｒに対して任意の位置に指標（図８〜図１５では印Ｓ）を入力設定して、Ｘ線透視画像上の位置に重畳表示するスーパー・インポーズを行う。また、本実施例では、図６〜図１５に示すタッチパネル３６ａは、モニタ３７の表示方向に対して印Ｓを水平方向あるいは上下方向に動かす矢印キー（テンキー）を備えている。この他にも、図示を省略する操作を支援するためのボタンなどをタッチパネル３６ａに設けている。

（ステップＳ４）透過性の異なる物体の載置
次に、被検体Ｍに対して透過性の異なる物体を、被検体Ｍに載置あるいは埋め込む。透過性の異なる物体としてＸ線不透過性あるいはＸ線透過の低いものを被検体Ｍに載置あるいは埋め込むことで、図７に示すように、被検体ＭのＸ線透視画像３７ａに対してコントラストのある物体の透過像Ｘがモニタ３７Ｒやモニタ３７Ｌに表示される。図７では、外科的処置のための金属製のメスを被検体Ｍに載置しており、被検体Ｍの体表に映し出されたレーザーＬ（図３（ｂ）参照）の十字の交差部分（レーザーの中心）にメスの先端が一致するように載置する。

透過性の異なる物体の載置については、次のステップＳ５でのスーパー・インポーズの印の表示の直前に行えばよい。したがって、ステップＳ５のスーパー・インポーズ処理で印が確定すれば、それ以降では透過性の異なる物体を除去してもよい。もちろん、印の確定以降でも物体を載置したまま、物体の透過像Ｘをモニタ３７に表示してもよい。

（ステップＳ５）スーパー・インポーズの印の表示
次に、図８に示すように、モニタ３７Ｒ上に表示されたＸ線透視画像上の位置に重畳表示される印Ｓを入力設定する。図８では、物体の透過像Ｘの先端に印Ｓを入力設定している。この入力設定、すなわちスーパー・インポーズを、入力部３６の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行う。

例えば、図３（ａ）に示すように、モニタ３７Ｒ上に表示された透過像Ｘに相当する位置をマウス３６ｂでクリックすることで、クリックされた位置を印Ｓの位置として設定してもよいし、モニタ３７Ｒ上に表示された透過像Ｘに相当する座標をキーボード３６ｃで入力することで、入力された座標を印Ｓの位置として設定してもよいし、モニタ３７Ｒ上に表示されたＸ線透視画像３７ａ上の領域をタッチパネルで構成して、そのタッチパネルで透過像Ｘに相当する位置を触ることで、その触った位置を印Ｓの位置として設定してもよい。この設定を正確に行うことにより、スーパー・インポーズの印Ｓが透過像Ｘの位置に対応することになる。

もし、設定された印Ｓが透過像Ｘの位置に対応していなければ、入力部３６で入力設定を再度行えばよい。例えば、図３（ａ）に示すように、モニタ３７のタッチパネル３６ａのテンキーや図示を省略するカーソルキーで印Ｓの位置の微調整を行う、あるいはマウス３６ｂで印Ｓを所望の位置までドラッグする。このように、設定された印Ｓが透過像Ｘの位置になっていれば、図示を省略する『確定ボタン』を押して、印Ｓを確定する。このとき、入力設定されて確定された印Ｓの位置も、コントローラ３４を介して位置記憶部３５ａに記憶する。また、確定後はモニタ３７Ｌに確定結果が反映される。『確定ボタン』については、入力部３６の操作卓３６Ａ側に設けてもよいし、操作パネル３６Ｂ側に設けてもよい。

このように、設定された印Ｓが透過像Ｘの位置に対応するように印Ｓを確定することで、設定された印Ｓと照射されたレーザーＬ（図３（ｂ）参照）とは以下のような関係となる。すなわち、ステップＳ４でも述べたように透過像Ｘを示す透過性の異なる物体（例えば金属製のメス）の先端が、外部指標であるレーザーの交差部分に一致している。したがって、透過像Ｘの位置に対応して印Ｓを確定することで、レーザー（外部指標）に対応してＸ線透視画像上の位置に印Ｓ（表示指標）が重畳表示されることになる。つまり、Ｘ線透視画像上の位置に重畳表示された印Ｓが、照射されたレーザーに対応することになる。

従来であれば、レーザーの交差部分である中心位置に透過性の異なる物体を載置して、モニタ上に表示された物体の透過像に合わせてモニタ上に印をつけていたが、本実施例では、印の換わりにスーパー・インポーズの印Ｓを入力設定することで、レーザーの中心と重畳表示される印Ｓとが一致する。

なお、例えば撮像後に外科的処置を施す際に印Ｓがその処置の妨げになる場合には、『スーパー・インポーズＯＮ／ＯＦＦボタン』を押下することによって、印Ｓの表示・非表示の選択を行う。『スーパー・インポーズＯＮ／ＯＦＦボタン』については、入力部３６の操作卓３６Ａ側に設けてもよいし、操作パネル３６Ｂ側に設けてもよい。また、ボタンに限定されず、例えばタッチパネル３６ａやマウス３６ｂやキーボード３６ｃ、あるいは操作パネル３６Ｂのパネルの一部分であってもよい。したがって、入力部３６は、この発明における表示・非表示選択手段にも相当する。ステップＳ６以降では、オペレータの判断によって、適宜必要に応じて印Ｓの表示・非表示の選択が行える。

（ステップＳ６）病変を印に合わせる
外科的処置すべき箇所、例えば病変を印Ｓに合わせる。具体的には、図９に示すように、病変Ｔがモニタ３７Ｒに表示されていれば、病変Ｔが印Ｓに位置するようにＸ線管２４やＩ．Ｉ２５や天板１を移動させる。ここでは、移動によってＣ型アーム２３は、たわまないとして説明する。図１０に示すように病変Ｔが印Ｓに合わされば、病変Ｔがレーザーの中心にも一致することになり、被検体Ｍの体表に照射されたレーザーの中心の直下に病変Ｔが位置することになる。

（ステップＳ７）外科的処置
そして、被検体Ｍの体表に照射されたレーザーの中心の直下にある病変Ｔ、すなわちレーザーが示す位置である病変Ｔに対して外科的処置を施す。

次に、ＴＶカメラ２７の回転や画像処理情報による画像の回転、同じく画像処理情報による画像の垂直あるいは水平反転、Ｉ．Ｉ２５の視野サイズ変更や画像処理情報による画像の拡大・縮小や、モニタ３７に対する画像の移動といったモニタ３７の表示状態が変更したときの印Ｓの所作について説明する。

（ステップＴ１）表示状態変更
ステップＳ５において印Ｓを表示して、その印Ｓの確定後に、ＴＶカメラ２７の回転や画像処理情報による画像の回転、同じく画像処理情報による画像の垂直あるいは水平反転や、Ｉ・Ｉ２５の視野サイズ変更や画像処理情報にとよる画像の拡大・縮小といった表示状態が変更したときに、ステップＴ２の印の追従を行う。また、印Ｓの確定後に、ステップＳ６で病変を印に合わせる際にモニタ３７に対して画像が移動したことによる（例えば図９〜図１０に示す状態や図１５の状態を参照）表示状態が変更したときにも、ステップＴ２の印の追従を行う。

例えば、画像の水平反転を行う場合には、図１１に示す状態から図１２に示す状態に変化する。ここでは、モニタ３７Ｒの中心位置の符号をＯとし、中心位置Ｏと印Ｓ・病変Ｔとの距離のうち、モニタ３７の水平方向をＲ_xとし、上下方向をＲ_yとする。このとき、水平方向について左を負、右を正とするとともに、上下方向について下を負、上を正とする。図１１に示すように、印Ｓ・病変Ｔが中心位置Ｏから水平方向に＋Ｒ_x，上下方向に−Ｒ_yに位置しているときには、画像の水平反転を行うと、図１２に示すように、Ｘ線透視画像３７ａや病変Ｔも含めて水平反転する。すなわち、上下方向は−Ｒ_yと変わらないが、水平方向は−Ｒ_xと反転する。なお、説明の便宜上、中心位置Ｏを図示したが、実際のモニタ３７Ｒ上には中心位置Ｏが図示されないことに留意されたい。

また、画像の垂直反転を行う場合には、図１１に示す状態から図１３に示す状態に変化する。すなわち、Ｘ線透視画像３７ａや病変Ｔも含めて垂直反転し、水平方向は＋Ｒ_xと変わらないが、上下方向は＋Ｒ_yと反転する。

また、ＴＶカメラ２７を鉛直軸心周りに回転させる場合には、図１１に示す状態から図１４に示す状態に変化する。このとき、回転角度をθ_rとする。すると、中心位置Ｏを中心にしてＸ線透視画像３７ａや病変Ｔも含めて回転角度θ_rだけ回転する。

その他の拡大・縮小については、以下同様なので、その説明を省略する。なお、画像を拡大・縮小するには、Ｘ線管２４と被検体Ｍとの距離を変える、あるいはＩ．Ｉ２５と被検体Ｍとの距離を変えることで実現できる。

ところで、本実施例では、上述したように照準機２６はＸ線管２４のＸ線照射側に備えられている。したがって、Ｘ線管２４とともに照準機２６は動く。つまり、被検体Ｍを載置した天板１またはＸ線管２４が移動することで、撮像手段の一部であるＸ線管２４と被検体Ｍとの相対的な位置関係が変更するとともに、Ｘ線管２４とともに動く照準機２４と被検体Ｍとの相対的な位置関係も変更する。この変更により、照準機２４から被検体Ｍに照射されたレーザー（外部指標）と被検体Ｍとの相対的な位置関係も変更する。

なお、被検体Ｍを載置した天板１またはＸ線管２４が移動することで、モニタ３７に対してＸ線透過画像が移動するとともに病変Ｔ（図９、図１０、図１５を参照）も移動する。例えばＸ線管２４、Ｉ．Ｉ２５、照準機２６がともに被検体Ｍに対して平行移動した場合には、図９の表示状態から図１０の表示状態へと変更する。この図９および図１０をまとめたのが図１５である。モニタ３７上に表示されたＸ線透視画像や病変Ｔの変動量のうち、水平方向をＴ_xとし、上下方向をＴ_yとする。Ｘ線管２４、Ｉ．Ｉ２５、照準機２６がともに被検体Ｍに対して平行移動することにより照準機２６から照射されたレーザーはモニタ３７に対して動かず、そのレーザーに対応する印Ｓもモニタ３７に対して動かない。したがって、ステップＳ６では病変Ｔを印Ｓに合わせるように移動することから、変動量は表示状態の変更前における印Ｓ・病変Ｔ間の距離となる。したがって、Ｘ線管２４、Ｉ．Ｉ２５、照準機２６がともに被検体Ｍに対して平行移動した場合には、結果的には、印Ｓ自体はモニタ３７に対して動かない状態で追従する。

（ステップＴ２）スーパー・インポーズの印の追従
指標追従部３４ａは、基準となる中心位置Ｏの座標などに代表される画像情報や、相対的な位置関係の変動量に基づいて印Ｓの表示をモニタ３７上に表示されたＸ線透視画像上の位置に追従させる。

例えば、位置記憶部３４ａにモニタ３７Ｒの中心位置Ｏを基準となる座標として記憶するとともに、同じく位置記憶部３４ａに入力設定されて確定された印Ｓの位置を記憶している場合には、印Ｓ・病変Ｔが中心位置Ｏから水平方向に＋Ｒ_x，上下方向に−Ｒ_yに位置するという位置関係（図１１参照）を位置記憶部３４ａから読み出して、図１１の印Ｓを、図１２、図１３、図１４のように追従させる。

画像の水平反転を行う場合には、印ＳはＸ線透視画像３７ａや病変Ｔとともに図１２のように水平反転して追従する。画像の垂直反転を行う場合には、印ＳはＸ線透視画像３７ａや病変Ｔとともに図１３のように垂直反転して追従する。ＴＶカメラ２７を鉛直軸心周りに回転させる場合には、印Ｓは中心位置Ｏを中心にしてＸ線透視画像３７ａや病変Ｔとともに図１４のように回転角度θ_rだけ回転して追従する。図１２、図１３、図１４のいずれの場合においても、印Ｓと病変Ｔとが合わさっている状態なので、病変Ｔの位置に合わさった状態で印Ｓが追従することになる。

なお、印Ｓ・病変Ｔが中心位置Ｏから所定距離だけ離間している場合には、図１１から図１２、図１３、図１４のように変化するが、印Ｓ・病変Ｔが中心位置Ｏに位置している場合には、表示状態が変更しても印Ｓ・病変Ｔの位置は見かけ上では変更しない。もちろん、印Ｓ・病変Ｔが中心位置Ｏに位置している場合でも、実際には印Ｓの位置は追従している。

画像の平行移動を行う場合には、位置記憶部３４ａから相対的な位置関係を読み出して表示状態の変更前および変更後における変動量Ｔ_x、Ｔ_yに基づいて図１５のように印Ｓは追従する。上述したように、Ｘ線管２４、Ｉ．Ｉ２５、照準機２６がともに被検体Ｍに対して平行移動した場合には、印Ｓ自体はモニタ３７に対して動かない状態でＸ線透過画像上の位置に追従する。そして、病変Ｔに合わさった状態で印Ｓは追従する。

（ステップＴ３）変更後の画像の表示
追従した結果を、モニタ３７Ｒやモニタ３７Ｌに表示させる。これによって、表示状態の変更後のＸ線透視画像３７ａや印Ｓや病変Ｔといった各種の画像をモニタ３７が表示することになる。

以上のように構成された本実施例装置によれば、被検体Ｍに対する外科的処置が施される位置を示すレーザー（外部指標）に対応するＸ線透視画像上の位置に印Ｓ（表示指標）が重畳表示されている場合において、モニタ３７の表示状態が変更した場合に、指標追従部３４ａは、当該変更情報（位置関係や画像処理情報）に基づいて印Ｓの表示をレーザーに対応するＸ線透視画像上の位置に追従させる。このように、モニタ３７の表示状態が変更しても、変更情報に基づいて指標追従部３４ａが印Ｓの表示をＸ線透視画像上の位置に追従させるので、レーザーに印Ｓが追従した状態で対応して、そのレーザーに基づいて外科的処置を施すことができる。

なお、従来ではＣ型アーム２３がたわんだりした場合には、モニタ上の印を消して再度つけなおすことで、印をつける粘着テープやインクなどでモニタ上が汚れる可能性があったが、本実施例では、印の換わりにスーパー・インポーズの印Ｓを入力設定しているので、Ｃ型アーム２３がたわむことでズレが発生しても、そのズレに対してスーパー・インポーズの印Ｓを設定しなおすだけなのでモニタ３７上が汚れることもない。

本実施例では、画像処理によりモニタ３７の表示状態が変更する、あるいは外部指標であるレーザーの位置と被検体Ｍとの相対的な位置関係が変更することでモニタ３７の表示状態が変更する。そして、画像処理情報や相対的な位置関係の変動量に基づいて印Ｓの表示をレーザーに対応するＸ線透視画像上の位置に追従させている。これにより、画像処理やレーザーの位置と被検体Ｍとの相対的な位置関係が変更することにより表示状態が変更してもレーザーに印Ｓが追従した状態で対応する。

また、本実施例では、外科的処置を施す際に印Ｓがその処置の妨げとなる場合には印Ｓを非表示状態にして、レーザーに対応するように印Ｓをモニタ３７に頂上表示して調整する際には印Ｓを表示状態にするなど、適宜必要に応じて表示・非表示の選択を行うことで、一連の外科的処置における作業を円滑に行うことができる。

また、上述したこれらのステップによる表示設定方法によれば、ステップＳ４，Ｓ５を行うことで、被検体Ｍに対して透過性の異なる物体の透過像Ｘの位置に表示指標である印が対応することになる。この対応した状態で、ステップＴ２を行うことで外部指標であるレーザーに表示指標である印が追従した状態で対応して、その外部指標に基づいて外科的処置を正確に施すことができる。

この発明は、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。

（１）上述した実施例では、Ｃ型アームの駆動で撮像を行うＸ線ＴＶ装置を例に採って説明したが、この発明は、Ｃ型アーム以外の駆動機構がＸ線管やＩ．Ｉを支持して動かすＸ線ＴＶ装置に適用してもよい。

（２）上述した実施例では、Ｉ．Ｉ（イメージインテンシファイア）を例に採って説明したが、検出素子が２次元アレイ状に配置されたフラットパネル型放射線検出器（ＦＰＤ）などに例示されるように、通常に用いられる放射線を検出する手段であれば、この発明は適用することができる。

（３）上述した実施例では、外部指標として照準機から被検体に照射されたレーザーを例に採って説明するとともに、外部指標設定手段として照準機を例に採って説明したが、外部指標や外部指標設定手段はこれらに限定されない。例えば外部指標設定手段として被検体に直接貼付するマーカであってもよい。

（４）上述した実施例では、外部指標であるレーザーを照射する照準機はＸ線管とともに移動したが、Ｘ線管に独立して照準機を備えてもよい。そして、Ｘ線管の移動とは独立して照準機を動かしてもよい。また、照準機はＩ．Ｉとともに移動してもよいし、被検体に直接貼付するマーカのように、被検体を載置する天板とともに移動してもよい。また、被検体の移動や撮像手段の移動とも独立して照準機は移動してもよい。

（５）上述した実施例では、画像処理やレーザーなどに代表される外部指標の位置と被検体との相対的な位置関係により表示状態が変更して、画像処理情報や相対的な位置関係の変動量に基づいてスーパー・インポーズの印などに代表される表示指標を追従させたが、表示状態や追従の例はこれらに限定されない。例えば、上述したＸ線管の移動とは独立して照準機を動かす場合や、被検体を載置する天板とともに照準機を動かす場合には、外部指標がＸ線管やＩ．Ｉなどに代表される撮像手段に対して相対的に移動する。つまり、外部指標の位置と撮像手段との相対的な位置関係により表示状態が変更する。この場合には、この相対的な位置関係の変動量に基づいて表示指標を追従させればよい。

（６）上述した実施例では、外部指標の位置と被検体との相対的な位置関係により表示状態が変更する場合において、平行移動を例に採って説明したが、回転移動などについても回転移動による変動量に基づいて表示指標を追従させればよい。このように各種の移動によって表示状態が変更したとしても、この移動による変動量に基づいて表示指標を追従させればよい。外部指標の位置と撮像手段との相対的な位置関係により表示状態が変更する場合においても同様である。

例えば、Ｘ線管２４およびＩ．Ｉ２５を固定した状態で天板１ごと被検体Ｍを図１中のｚ軸方向に昇降移動したとする。昇降移動後には、モニタ３７には被検体ＭのＸ線透視画像が図１中のｚ軸方向に昇降移動した状態、すなわち拡大または縮小で表示される。このときには、外部指標の位置と被検体との相対的な位置関係がｚ軸方向に変更することで表示状態が拡大または縮小として変更する。この場合には、ｚ軸の変動量に基づいて拡大率・縮小率を求め、実施例の拡大・縮小と同様に、印Ｓに代表される表示指標も拡大・縮小で追従させればよい。

（７）上述した実施例では、印Ｓの形状は、図８〜図１５に示すように十字であったが、形状は点や四角や三角に例示されるように特に限定されない。

（８）上述した実施例では、印Ｓの表示・非表示の選択が行えるように構成したが、必ずしも表示・非表示の選択の機能を有する必要はない。

（９）印Ｓの非表示については、印Ｓ自体を消去することで実現してもよいし、印Ｓの形状を徐々に小さくしたり、変えることで実現してもよいし、モニタ３７の輝度やコントラストを変えることで実現してもよい。

実施例に係るＸ線テレビジョン（ＴＶ）装置の概略構成を示した正面図である。実施例装置における画像処理系のブロック図である。（ａ）は入力部およびモニタの概略斜視図であり、（ｂ）はレーザービームが投影される様子を示した概略斜視図である。実施例装置における外科的処置にまで至る一連の撮像処理を示すシーケンスである。実施例装置における外科的処置にまで至る一連の撮像処理のうち、モニタの表示状態が変更したときのシーケンスである。モニタの表示態様を示す図である。モニタの表示態様を示す図である。モニタの表示態様を示す図である。モニタの表示態様を示す図である。モニタの表示態様を示す図である。モニタの表示態様を示す図である。モニタの表示態様を示す図である。モニタの表示態様を示す図である。モニタの表示態様を示す図である。モニタの表示態様を示す図である。

符号の説明

２４ … Ｘ線管
２５ … イメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ）
２６ … 照準機
３３ … 画像処理部
３４ａ … 指標追従部
３６ … 入力部
３７ … モニタ
３７ａ … Ｘ線透視画像
Ｌ … レーザー
Ｓ … 印
Ｔ … 病変
Ｏ … 中心位置
Ｍ … 被検体

Claims

検出された放射線に基づく被検体の放射線透視画像を撮像する撮像手段と、前記放射線透視画像を表示する表示手段とを備えた外科用放射線装置であって、前記表示手段に、前記被検体に対する外科的処置が施される位置を示す外部指標に対応する前記放射線透視画像上の位置に表示指標が重畳表示されている場合において、前記表示手段の表示状態が変更した場合に、当該変更情報に基づいて前記表示指標の表示を前記外部指標に対応する前記放射線透視画像上の位置に追従させる指標追従手段を備えたことを特徴とする外科用放射線装置。
請求項１に記載の外科用放射線装置において、前記表示手段に表示された画像に画像処理を施す画像処理手段を備え、前記指標追従手段は、前記画像処理により、前記表示手段の表示状態が変更した場合に、画像処理情報に基づいて前記表示指標の表示を前記外部指標に対応する前記放射線透視画像上の位置に追従させることを特徴とすることを特徴とする外科用放射線装置。
請求項１に記載の外科用放射線装置において、前記指標追従手段は、前記外部指標の位置と前記撮像手段との相対的な位置関係が変更することで前記表示手段の表示状態が変更した場合に、前記相対的な位置関係の変動量に基づいて前記表示指標の表示を前記外部指標に対応する前記放射線透視画像上の位置に追従させることを特徴とする外科用放射線装置外科用放射線装置。
請求項１から請求項３のいずれかに記載の外科用放射線装置において、前記外部指標を被検体に設定する外部指標設定手段を備え、前記外部指標設定手段は、被検体に光を照射する照準手段または被検体に直接貼付するマーカであることを特徴とする外科用放射線装置。
請求項１に記載の外科用放射線装置において、前記指標追従手段は、前記外部指標の位置と前記被検体との相対的な位置関係が変更することで前記表示手段の表示状態が変更した場合に、前記相対的な位置関係の変動量に基づいて前記表示指標の表示を前記外部指標に対応する前記放射線透視画像上の位置に追従させることを特徴とする外科用放射線装置。
請求項１から請求項３、請求項５のいずれかに記載の外科用放射線装置において、前記外部指標を被検体に設定する外部指標設定手段を備え、前記外部指標設定手段は、被検体に光を照射する照準手段であることを特徴とする外科用放射線装置。
請求項１から請求項６のいずれかに記載の外科用放射線装置において、前記表示手段に重畳表示される前記表示指標の表示または非表示の選択を行う表示・非表示選択手段をさらに備えることを特徴とする外科用放射線装置。
検出された放射線に基づく被検体の放射線透視画像を撮像する撮像手段と、前記放射線透視画像を表示する表示手段とを備えた外科用放射線装置を用いて表示設定を行う表示設定方法であって、（１）前記放射線の透過性の異なる物体が載置あるいは埋め込まれた被検体の前記放射線透視画像を前記表示手段に表示する工程と、（２）前記表示手段に放射線透視画像上の位置に表示された前記物体の透過像の位置に対応するように、表示手段に放射線透視画像上の位置に表示指標を重畳表示して前記表示指標の設定を行う工程と、（３）前記表示手段の表示状態が変更した場合に、当該変更情報に基づいて前記表示指標の表示を、前記物体が対応付けられた外部指標に対応する前記放射線透視画像上の位置に追従させる工程とを備えることを特徴とする表示設定方法。