JP5196798B2 - 放射線画像投影装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、放射線画像を投影する装置および方法に関する。

従来から、病院などではＸ線撮影装置として増感紙とＸ線写真フイルムを組み合わせたフイルムスクリーンシステムが良く使われている。この方法によれば、被写体を通過したＸ線は増感紙によってＸ線の強度に比例した可視光に変換され、Ｘ線写真フイルムを感光させ、Ｘ線画像をフイルム上に形成する。

医師は、Ｘ線画像が形成されたフイルムをシャーカステンと呼ばれる観察装置で観察し、読影作業を行っていた。また、特許文献１には、Ｘ線を撮像する撮像管であるイメージインテンシファイアーを用いた透視撮影でＸ線透視画像を取得し、取得したＸ線透視画像をＣＲＴモニタに表示する装置が開示されている。

特許文献２には、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ（平面型のＸ線検出器））を用いた高分解能の固体Ｘ線検出器が提案されている。特許文献２では、Ｘ線源とＸ線センサの間に被写体を置き、被写体を透過したＸ線を電気信号に変換する。電気信号に変換することで、被写体のＸ線透視画像をデジタルデータとして得ることが出来る。また、特許文献３には、カセッテタイプの携帯型のセンサを用いて、Ｘ線撮影を行う装置が開示されている。

医療の現場において、人体に外科手術などを施す際には、人体の内部構造、特に、内部の硬部組織と軟部組織の構造を把握することが必要な場合がある。例えば、顎関節の関節腔に造影剤を注入して、Ｘ線画像を診断に用いる顎関節造影検査では、内部構造を把握することが必要である。顎関節造影検査で造影剤を注入するためには、穿刺針を患者の皮膚表面より穿刺するが、適正な造影や治療を行うために、穿刺針を正確に穿刺して目標とする関節腔に到達させることが重要である。

穿刺が深すぎると中頭蓋窩損傷などした顎窩最被薄を穿通し脳底部に到達してしまう危険性もある。上記のような厳しい条件があるため、関節腔穿刺では、術者には豊富な解剖学的な知識と経験と熟練が要求されていた。

また、他の様々な手術においても、人体の内部構造を把握する必要が生じている。特許文献４には、人体の内部構造を把握する手段として、Ｘ線撮影画像写真をハーフミラー上に投影し、被写体の画像とＸ線撮影画像との合成画像をハーフミラー上に生成することが開示されている。
特開平０５−０６４０８１号 特許第３０６６９４４号 特開２００４−０７３３５４号 特開２００３−２７５１９８号

しかしながら、特許文献４に開示された装置では、Ｘ線撮影画像写真をあらかじめ用意しておき、用意されたＸ線撮影画像写真を装置に設置する必要がある。また、被写体の画像とＸ線撮影画像との合成画像を確認するためには、医師は、被写体から目を離し、ハーフミラーを観察する必要があり、作業を煩雑化させていた。

上記課題を鑑み、本発明は、簡単な構成で、放射線撮影された被写体の内部構造を簡単に把握することが出来る装置を提供することを目的とする。

そこで、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す発明の諸形態に想至した。本発明は、放射線を透過し、可視光を反射させるハーフミラーと、前記ハーフミラーを介して、被写体に放射線を照射する放射線発生手段と、前記放射線発生手段から照射された放射線を検出する放射線検出手段と、前記放射線検出手段が検出した放射線から、前記被写体の放射線画像を取得する画像取得手段と、前記放射線画像を、前記ハーフミラーを介して可視光で前記被写体に投影する投影手段と、前記被写体の位置を取得する位置取得手段と、前記被写体の位置に基づき、前記被写体に対する前記投影手段の位置ずれを補正するように、前記投影手段と前記放射線検出手段との少なくともいずれか一つを駆動させる駆動手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、簡単な構成で、放射線撮影された被写体の内部構造を簡単に把握することが出来る装置を提供することが出来る。

（第一の実施形態）
本実施形態におけるＸ線撮影画像投影装置の構成を説明する。

図１は本実施形態のＸ線撮影画像投影装置の構成図である。尚、本実施形態ではＸ線を用いたＸ線撮影画像投影装置について説明するが、より広範囲の波長の放射線を用いて、放射線画像を投影する放射線画像投影装置にも適用可能である。

Ｘ線発生手段として機能するＸ線発生部１０１は、Ｘ線撮影を行うためにＸ線を発生させる。Ｘ線発生部１０１は、タングステンやモリブデンなどの金属を有し、金属に高電圧を付加することにより、Ｘ線を発生させる。尚、より広範囲の波長の放射線を発生させる放射線発生手段として機能させても良い。

被写体１０２には、Ｘ線発生部１０１で発生したＸ線が照射される。被写体１０２は、具体的にはＸ線撮影を受ける患者などである。

Ｘ線画像取得手段として機能するＸ線センサ部１０３は、Ｘ線センサを有し、被写体１０２を透過したＸ線を受け、Ｘ線撮影画像を示す画像信号を生成する。Ｘセンサは、蛍光体とシリコン材などから構成され、Ｘ線が照射されるとＸ線の照射量に応じた電気信号を発生させる。

Ｃアーム部１０４は、図に示すようにＣ型に近い形状をしており、Ｘ線発生部１０１とＸ線センサ部１０３との相対位置を保持する保持機構である。Ｃアーム部１０４が移動することにより、被写体１０２にＸ線センサ部１０３とＸ線発生部１０１とが移動し、被写体１０２のＸ線撮影を異なる方向から行うことが可能になる。

Ｘ線発生部１０１とＸ線センサ部１０３は、Ｘ線撮影画像を取得するためのＸ線撮影部として機能する。以後、Ｘ線撮影部は、Ｘ線発生部１０１とＸ線センサ部１０３とを示すものとする。

Ｃアームカート１０５は、ローラーなどの移動機構を有し、Ｘ線撮影部を過般可能にするための移動手段である。尚、本実施形態においては、Ｃアームカート１０５によりＸ線撮影部を移動可能にしているが、Ｘ線撮影部を、Ｘ線撮影室に固定しておく形態であっても良い。

投影手段として機能する投影装置１０６は、可視光を投影するプロジェクタなどを有し、被写体１０２に可視光を投影する。

アーム操作部１０７は、ＣＲＴモニタもしくは液晶ディスプレイなどのモニタと、キーボードもしくはマウスなどの入力装置を有し、Ｃアーム部１０４の移動およびＸ線撮影部のＸ線撮影制御を行う。Ｘ線撮影操作者は、アーム操作部１０７の入力装置からＣアーム部１０４およびＸ線撮影部を制御するための制御指示を入力する。入力された制御指示は、Ｘ線撮影部に送信される。アーム操作部１０７のモニタには、Ｘ線撮影部の制御状況表示され、Ｘ線撮影操作者は、Ｘ線撮影部の制御状況を逐次確認することが出来る。
尚、本実施形態では、入力装置としてキーボードもしくはマウスなどを用いたが、より一般的な、専用メンブレンボタン、ジョイスティック、曝射ボタンもしくはフットペダルなどを用いてもよい。

ケーブル部１０８は、Ｘ線撮影部で撮影されたＸ線撮影画像を送信するためのケーブルである。

表示部１０９は、ＣＲＴモニタもしくは液晶ディスプレイなどのモニタを有し、ケーブル部１０８を介して送信されたＸ線撮影画像を表示する。

表示操作部１１０は、キーボードもしくはマウスなどの入力装置および、ＣＰＵおよびＲＡＭなどのコンピュータに必要な構成を有する。Ｘ線撮影操作者は、表示操作部１１０の入力装置に、ケーブル部１０８を介して送信されたＸ線撮影画像を画像処理するための画像処理指示を入力する。ここで、画像処理とは、例えば、複数のＸ線撮影画像をつなぎ合わせるステッチ処理、Ｘ線撮影画像の濃度を補正する濃度補正処理である。表示操作部１１０のＲＡＭには画像処理するための画像処理プログラムが格納されている。表示操作部１１０のＣＰＵは、ＲＡＭに格納されている画像処理プログラムを読み出し、読み出した画像処理プログラムに基づき、Ｘ線撮影画像に対して画像処理を行う。画像処理されたＸ線撮影画像は、表示部１０９に表示されるか、投影装置１０６で投影される。

モニタカート１１１は、ローラーなどの移動機構を有し、表示操作部１１０および表示部１０９を過般可能にするための移動手段である。次に、Ｘ線撮影部周辺の構成の詳細な説明を行う。

図２は、Ｘ線発生部１０１とＸ線センサ部とから構成されるＸ線撮影部周辺の詳細な構成を示す図である。

高電圧発生部２０１は、Ｘ線発生部１０１に内蔵され、Ｘ線を発生させるために２５ｋＶから１５０ｋＶ程度の高電圧を発生させる。

Ｘ線管は真空のガラス管を有し、高電圧発生部２０１からの電圧を受け、Ｘ線を発生させる。

ターゲット２０３はＸ線管に内蔵され、タングステンもしくはモリブデンなどの金属から構成される。高電圧発生部２０１からの電圧により、Ｘ線管２０２内には電圧が生じ、Ｘ線管２０２内には電子の流れが発生する。流れた電子がターゲット２０３に衝突し、ターゲット２０３から衝突した電子のエネルギーの一部が、Ｘ線として発生する。

Ｘ線焦点２０４は、ターゲット２０３中で電子が衝突し、Ｘ線が発生する箇所である。

コリメータは、Ｘ線を透過しない鉛などの金属を有し、Ｘ線焦点２０４から発生するＸ線の一部を遮断する。Ｘ線の一部を遮断することによって、被写体１０２に照射されるＸ線を調節する絞りの役目を果たす。

ハーフミラー２０６は、Ｘ線を透過し、可視光を反射する反射鏡である。図２に示す位置にハーフミラー２０６を配置することによって、Ｘ線焦点２０４から照射されるＸ線は透過し、投影装置１０６から投影される可視光は反射し、被写体１０２に照射される。

尚、本実施形態において、ハーフミラー２０６を用いることにより、撮影装置１０６は、Ｘ線焦点と光学的に共役な位置に配置されている。

一般的には、第一の撮像位置と第二の撮像位置とで、同じ波長の光を撮像することが出来る位置を、光学的に共役な位置という。本実施形態では、第１の投影位置と第２の投影位置において、第１の投影位置で投影した場合と、第２の投影位置で投影した場合との投影が同じになる位置のことも光学的に共役な位置と呼ぶことにする。本実施形態では、ハーフミラー２０６を図２の位置に配置することによって、Ｘ線焦点２０４の位置に投影装置１０６を配置した場合と同じ投影を行うことが出来る。

制御部２０７は、ＣＰＵ、ＲＡＭなどを有し、アーム操作部１０７などからの制御指示に基づき、Ｘ線撮影部および投影装置１０６を制御する。ＲＡＭには、高電圧発生部２０１で発生する電圧を制御するための制御プログラム、投影装置１０６で投影する可視光による画像を設定する設定プログラム、Ｃアーム部１０４の動作を制御する制御プログラムなどが格納されている。ＣＰＵは、ＲＡＭから制御プログラム、設定プログラムなどを読み出し、読み出したプログラムに基づき、Ｘ線撮影部およぶ投影装置１０６を制御する。

制御部２０７における具体的な制御方法については、後述する。

図３は、図２と同様に、Ｘ線撮影部周辺の詳細な構成を示した図である。図３の各構成は、図２の構成と同じであるが、投影装置１０６がＸ線発生部１０１に内蔵されている。投影装置１０６がＸ線発生部１０１に内蔵されることにより、装置構成を簡略化することが出来る。

次に、本実施形態におけるＸ線撮影画像投影装置の処理フローを説明する。

図４は、本実施形態における処理フローを説明するための図である。図４の処理フローの処理は、制御部２０７の制御によって図１および図２の各構成が機能することにより、行われる。

（ステップ４０１）ステップ４０１では、アーム操作部１０７からの制御指示に基づき、制御部２０７は、Ｘ線発生部１０１およびＸ線センサ部１０３を制御することにより、Ｘ線撮影を実行する。尚、本実施形態では、アーム操作部１０７からの制御指示に基づきＸ線撮影を行うが、制御部２０７に格納されているプログラムに基づき、自動的にＸ線撮影を行っても良い。前述したように、Ｘ線撮影画像は、被写体１０２を透過したＸ線をＸ線センサ部１０３が検出することにより、取得される。

（ステップ４０２）ステップ４０２では、表示操作部１１０は、ステップ４０１のＸ線撮影により取得されたＸ線撮影画像に対して、画像処理を行う。画像処理では、前述したように、濃度補正処理やステッチ処理などを行う。また、画像処理されたＸ線撮影画像は、投影装置１０６で投影されるため、投影に適するような画像処理を行ってもよい。例えば、階調変換処理、白黒画像であるＸ線撮影画像をＲＧＢ画像に変換するカラー化処理、白黒反転処理、ガンマ補正処理、高輝度化処理などを行ってもよい。

（ステップ４０３）ステップ４０３では、表示操作部１１０が、表示部１０９にステップ４０２で画像処理された画像を表示する。医師は、表示された画像を観察することにより、診断を行うことが出来る。

（ステップ４０４）ステップ４０４では、制御部２０７が、ステップ４０２で画像処理されたＸ線撮影画像を投影装置１０６で投影する。投影装置１０６は、前述したようにＸ線焦点２０４と光学的に共役な位置に配置されているため、Ｘ線焦点２０４から投影した場合と同じ投影を行うことが出来る。Ｘ線焦点２０４と光学的に共役な位置に配置された投影装置１０６からＸ線投影画像を可視光として投影すると、被写体１０２の表面にＸ線撮影画像が現れる。被写体１０２の表面に現れたＸ線撮影画像は、人の肉眼で視認すること可能である。しかも、投影装置１０６はＸ線焦点２０４と光学的に共役な位置に配置されているため、被写体１０２の内部構造を透視しているかのように、Ｘ線撮影画像が、被写体１０２の表面に現れる。

従って、医師は、被写体１０２の表面を観察するだけで、被写体の内部構造を容易に把握することが出来る。

（ステップ４０５）ステップ４０５では、制御部２０７が、Ｘ線発生部１０１によりＸ線照射を終了するか否かを判定する。あらかじめ終了するように設定した時刻になるか、Ｘ線撮影操作者からの終了指示が入力された場合は、制御部２０７はＸ線撮影画像投影装置の動作を終了させる。処理を終了させない場合、ステップ４０１に処理を戻し、再びステップ４０１のＸ線撮影の処理を行う。

以上の処理を行うことにより、複雑な装置を用いずに、医師は被写体の内部構造を容易に把握することが出来る。また、医師は被写体を観察しながら、被写体の内部構造を把握することが出来るため、医師の作業の煩雑化を防止することが出来る。

尚、一般的なＸ線撮影装置では、Ｘ線が発生しているときには、Ｘ線発生部１０１からＸ線とともに可視光を照射する可視光照射手段としても機能する。可視光の照射範囲は、Ｘ線発生部１０１の絞りなどに応じて変化する。可視光の照射は、医師およびＸ線撮影操作者がＸ線の発生を容易に把握するために、行われる。しかし、本実施形態のように、被写体１０２に対してＸ線撮影画像を投影すると、投影画像とＸ線発生部１０１から照射された可視光とが重なってしまう。投影画像と照射された可視光とが重なってしまうと、投影画像と照射された可視光の両方が見えづらくなる。従って、投影画像と可視光の両方が照射されている場合は、投影画像もしくは可視光の少なくともいずれか一つの照射量を制限することで、投影画像と照射された可視光の両方を見え易くすることが出来る。照射量を減らす量は、あらかじめ設定しておいても良いし、医師もしくはＸ線撮影操作者の指示に基づき、適宜、変更しても良い。

（第二の実施形態）
第一の実施形態では、Ｘ線発生部１０１、Ｘ線センサ部１０３、および撮影装置１０６はそれぞれ相対的に位置が固定されている。しかし、被写体１０２の体動もしくは、Ｘ線発生部１０１とＸ線センサ部１０３との位置ずれなどが原因で、投影装置１０６から投影されたＸ線撮影画像と被写体１０２の位置とがずれることがある。

本実施形態では、上記課題を解決するＸ線撮影画像投影装置について、説明する。

図５は、本実施形態におけるＸ線撮影画像投影装置のＸ線撮影部周辺の詳細な構成を示す図である。図５から分かるように、第一の実施形態における図２のＸ線撮影部周辺の図と、ほぼ同じ構成である。以下に、図２の構成と異なる構成について説明する。

Ｘ線センサ駆動部５０１は、モータなどの駆動機構を有し、Ｘ線センサ部１０３を駆動させる。

投影装置駆動部５０２は、モータなどの駆動機構を有し、投影装置１０６を駆動させる。

画像補正部５０３は、ＣＰＵ、ＲＡＭなどの構成を有し、投影装置１０６で投影する画像に対して、回転や平行移動などの処理を行う。

Ｘ線発生部駆動部５０４は、モータなどの駆動機構を有し、Ｘ線発生部１０１を駆動させる。

以上、Ｘ線センサ駆動部５０１、投影装置駆動部５０２、画像補正部５０３、Ｘ線発生部駆動部５０４を有することが図２の構成と異なる点である。

尚、Ｘ線センサ駆動部５０１、投影装置駆動部５０２、画像補正部５０３、Ｘ線発生部駆動部５０４はそれぞれ、アーム操作部１０７もしくは表示操作部１１０からの指示に基づき、機能する。

図６は、本実施形態におけるＸ線投影画像の補正処理の処理フローを示した図である。

図６における各処理は、制御部２０７および画像補正部５０３の制御によって図１および図５の各構成が機能することにより、行われる。

（ステップ６０１〜ステップ６０５）ステップ６０１からステップ６０５までの処理は、第一の実施形態におけるステップ４０１からステップ４０５までの処理と同様に行う。

ステップ６０５では、Ｘ線曝射が終了した場合、ステップ６０６に処理を進める。

（ステップ６０６）ステップ６０６では、Ｘ線撮影操作者からの補正指示を取得する。Ｘ線撮影操作者からの指示は、表示操作部１１０から入力される。前述したように、被写体１０２と投影されるＸ線撮影画像とで、位置ずれが起きる場合がある。Ｘ線撮影操作者もしくは医師は、位置ずれを認識した場合、位置ずれを補正するための補正指示を入力する。位置ずれを補正するための補正指示が入力されない場合、処理を終了する。

（ステップ６０７）ステップ６０７では、ステップ６０６で入力された指示に基づき、画像補正部５０３が、投影されるＸ線撮影画像の補正処理を行う。

具体的には、Ｘ線撮影画像に画像処理を行い、回転もしくは平行移動した画像に補正する。補正方法としては、Ｘ線撮影画像を構成する各画素を所定方向に移動させるなど様々な方法がある。

（ステップ６０８）ステップ６０８では、第一の実施形態におけるステップ４０５と同様に、投影装置１０６でＸ線撮影画像の投影を行う。投影されるＸ線撮影画像は、ステップ６０７で補正された画像であるため、位置ずれなく、被写体１０２にＸ線撮影画像が投影される。Ｘ線撮影画像の投影後は、ステップ６０６に戻り、更にＸ線撮影画像の補正を行うか否かを判定する。

図７は、本実施形態におけるＸ線センサ駆動部５０１、投影装置駆動部５０２、Ｘ線発生部駆動部５０４のいずれかを駆動させる駆動処理の処理フローを示した図である。

（ステップ７０１〜ステップ７０５）ステップ７０１からステップ７０５までの処理は、第一の実施形態におけるステップ４０１から４０５までの処理と同様に行う。

ステップ７０５では、Ｘ線曝射が終了した場合、ステップ７０６に処理を進める。

（ステップ７０６）ステップ７０６では、Ｘ線撮影操作者からの駆動指示を取得する。Ｘ線撮影操作者からの指示は、アーム操作部１０７から入力される。前述したように、被写体１０２と投影されるＸ線撮影画像とでは、位置ずれが起きる場合がある。Ｘ線撮影操作者もしくは医師は、位置ずれを認識した場合、位置ずれを補正するための駆動指示を入力する。駆動指示には、Ｘセンサ駆動部、投影装置駆動部５０２、Ｘ線発生部駆動部５０４のいずれを駆動させるかの駆動対象を選択する選択指示も含まれる。位置ずれを補正するための駆動指示が入力されない場合、処理を終了する。

（ステップ７０７）ステップ７０７では、ステップ７０６で入力された駆動指示に基づき、Ｘ線センサ駆動部５０１、投影装置駆動部５０２、Ｘ線発生部駆動部５０４のいずれかを駆動させる。具体的には、Ｘ線センサ駆動部５０１、投影装置駆動部５０２、Ｘ線発生部駆動部５０４のいずれかを平行駆動もしくは、回転駆動させる。尚、駆動させるのは、Ｘ線センサ駆動部５０１、投影装置駆動部５０２、Ｘ線発生部駆動部５０４のいずれか一つでも良いし、複数でも良い。

また、本実施形態では、Ｘ線撮影操作者の指示に基づき、位置ずれの補正処理を行ったが、Ｘ線撮影操作者の指示なしに制御部２０７が補正処理を行ってもよい。

以上、図６もしくは図７の処理フローの処理を行うことによって、被写体１０２と投影されたＸ線撮影画像との位置ずれを補正することが出来る。

尚、本実施形態では、被写体１０２と投影されたＸ線撮影画像との位置ずれを補正するために、ステップ７０７の装置の平行移動および回転駆動を行った。しかし、位置ずれがあらかじめ微小だと分かっている場合には、回転駆動のみを行ってもよい。

図８は、Ｘ線発生部１０１で発生するＸ線を示した図である。図８に示すように、Ｘ線が照射される範囲は、コーン状の円錐形になる。補正のための回転駆動を行う際には、あらかじめ図８の円錐形状を算出しておき、円錐形の中心のＸ線軸８０１を中心軸として、回転駆動を行うと、補正精度を向上させることが出来る。また、ステップ６０７の投影画像の補正の回転についても、円錐形の中心のＸ線軸８０１に基づき、同様に補正処理を行うと、補正精度を向上させることが出来る。

（第三の実施形態）
図９は、本実施形態におけるＸ線撮影画像投影装置の外観図を示したものである。図９におけるＸ線撮影画像投影装置は、可搬性を向上させたものである。

第一の実施形態におけるＸ線撮影画像投影装置と同様に、図９のＸ線撮影画像投影装置は、Ｘ線発生部１０１、Ｘ線センサ部１０３、表示部１０９を有する。図９に示すように、Ｘ線センサ部１０３は、可動可能に構成されている。

回診車９０１は、Ｘ線撮影装置を移動させるための移動手段である。

フットペダル９０２は、Ｘ線撮影を制御するための指示装置であり、可搬性を向上させる。

尚、図９には図示されていないが、必要に応じて図１の各構成を、本実施形態におけるＸ線撮影画像投影装置に追加しても良い。

図１０は、本実施形態におけるＸ線撮影部周辺の詳細な構成を示した図である。第二の実施形態における図５の構成と異なる点を次に説明する。

テレビカメラ１００１は、一般的なビデオカメラなどを有する可視光撮影装置であり、被写体１０２を撮影し、被写体１０２の可視光画像を取得する。

ハーフミラー１００２は、可視光の５０パーセントを透過し、残りの５０パーセントを反射する反射鏡である。可視光の５０パーセントを反射するため、テレビカメラ１００１は、ハーフミラー１００２からの反射光により、被写体１０２を撮影することが出来る。また、可視光の５０パーセントを透過するため、投影装置１０６からの投影された可視光は、ハーフミラー１００２を透過して、被写体１０２に照射される。

位置取得手段として機能する特徴検出部１００３は、テレビカメラ１００１で取得した可視光画像もしくは、Ｘ線センサ部１０３から取得したＸ線撮影画像から特徴部分を検出する。特徴部分とは、画像中の特異な領域であり、検出することによって画像の位置などを検出することが出来る。例えば、特徴部分とは、特異な形状や色彩などを有する部分である。あらかじめ、特徴部分の位置を記憶しておくことによって、画像中の特徴部分の位置を算出することが出来る。特徴部分の検出方法としては、様々な方法が提案されている。例えば、特徴部分が特異な形状である場合、まず、取得した画像に対して二値化処理を行う。そして、二値化処理された画像中に、あらかじめ記憶した特異形状と一致する領域があるか否かの判定を行う。特異形状と一致した場合、一致した箇所が特徴部分であると判定する。

図１１は、本実施形態におけるテレビカメラ１００１とハーフミラー１００２との配置を変えたものである。図１１に示すようにハーフミラー２０６で反射した可視光が、更にハーフミラー１００２で反射することにより、テレビカメラ１００１で被写体１０２の可視光を取得することが出来る。また、テレビカメラ１００１と投影装置１０６との位置を逆にしても、本実施形態におけるＸ線撮影画像投影装置は機能する。

図１２は、本実施形態における処理フローを示す図である。制御部２０７および画像補正部５０３および特徴検出部１００３の制御により図１０の各構成が機能し、図１４の各処理は行われる。

（ステップ１２０１〜ステップ１２０５）ステップ１２０１からステップ１２０５の処理は、第一の実施形態におけるステップ４０１からステップ４０５までの処理と同じである。

ステップ１２０５では、Ｘ線曝射終了後、ステップ１２０６に進む。

（ステップ１２０６）ステップ１２０６では、特徴検出部１００３が、Ｘ線センサ部１０３から取得されたＸ線撮影画像もしくは、テレビカメラ１００１から取得された可視画像から特徴部分を検出する。

図１３（ａ）は、本実施形態における可視画像中の特徴部分を示した図である。

被写体腕部１３０１は、被写体１０２の腕部である。

マーカー１３０２は、特徴部分を示すものである。マーカー１３０２は、Ｘ線を透過しない鉛などで形成される。鉛などで形成されることにより、Ｘ線撮影画像中でも、対象のマーカー１３０２を検出し、位置を把握することが可能になる。また、マーカー１３０２は、撮像の障害にならないように、微小な物体にすることが望ましい。

図１３（ａ）の可視画像に対して、前述した特徴部分の検出処理を行えば、マーカー１３０２の位置を検出することが可能である。

図１３（ｂ）は、本実施形態におけるＸ線撮影画像を示した図である。

Ｘ線撮影画像１３０４は、Ｘ線センサ部１０３から検出した撮影画像である。被写体腕部１３０１の内部にあるとう骨および尺骨が撮像されている。

画像マーカー１３０３は、Ｘ線撮影画像中に撮像されたマーカー１３０２である。マーカー１３０２はＸ線を透過しないため、Ｘ線撮影画像１３０４にも撮像されている。

（ステップ１２０７）ステップ１２０７では、被写体腕部１３０１の可視画像と、Ｘ線撮影画像１３０４とのずれ量を算出する。ここで、位置ずれについて説明する。

図１３（ｃ）は、被写体腕部１３０１にＸ線撮影画像１３０４を投影した状態を示す図である。

位置ずれ１３０５は、マーカー１３０２と１３０３との位置のずれを示す。位置ずれ１３０５を算出するためには、まず、テレビカメラ１００１から取得した図１３（ｃ）の可視画像から、特徴検出部１００３が特徴部分を検出する。図１５（ｃ）における特徴部分は、マーカー１３０２および画像マーカー１３０３である。マーカー１３０２および画像マーカー１３０３を検出し、差分演算を行うことによって、位置ずれ１３０５を算出することが出来る。

（ステップ１２０８）ステップ１２０８では、Ｘ線発生部１０１、Ｘ線センサ部１０３、投影装置１０６のいずれかの駆動もしくは画像補正を行うかの否かの判定を行う。判定は、Ｘ線撮影操作者からの指示を取得し、取得した指示に基づき制御部２０７が行う。例えば、位置ずれ１３０５をＸ線撮影操作者が観察し、位置ずれ１３０５を補正するために投影装置１０６を駆動させる指示を行う。尚、制御部２０７が、位置ずれ１３０５があらかじめ設定されたしきい値よりも大きいか否かを判定して、装置駆動もしくは画像補正を行うか否かを判定してもよい。

ここで、画像を補正すると判定した場合、ステップ１２０９へ進む。装置駆動を行うと判定して場合、ステップ１２１０に進む。画像補正も装置駆動も行わないと判定された場合は、処理を終了する。

（ステップ１２０９）ステップ１２０９では、ステップ１２０８の判定に基づき、投影画像を補正する処理を行う。具体的な処理は、第二の実施形態における図６のステップ６０７の投影画像補正処理と同じである。処理が終了したら、ステップ１２０４に戻り、再びＸ線画像投影を行う。

（ステップ１２１０）ステップ１２１０では、ステップ１２０８の判定に基づき、装置を駆動する処理を行う。具体的な処理は、第二の実施形態における図７のステップ７０７の駆動と同じである。処理が終了したら、ステップ１２０４に戻り、再びＸ線画像投影を行う。

以上、ステップ１２０９もしくはステップ１２１０の処理を行うことにより、マーカー１３０２と画像マーカー１３０３との位置を一致させることが出来る。

図１３（ｄ）は、マーカー１３０２と画像マーカー１３０３との位置が一致している状態を示した図である。図１３（ｄ）に示すように、マーカー１３０２と画像マーカー１３０３との位置が一致していると、Ｘ線撮影画像１３０４が適切に被写体腕部１３０１に投影される。よって、以上の処理を行うことによって、Ｘ線撮影画像１３０４を適切に被写体腕部１３０１に投影することが出来る。図１２の処理フローでは、特徴部分として、一つのマーカーを検出した。しかし、特徴部分として、複数のマーカーを検出してもよい。

図１４は、図１３の場合よりもマーカーを増やした状態を示す図である。

図１４（ａ）は、被写体腕部１３０１および、マーカーを示した図である。図１４（ａ）に示すように、複数のマーカーが配置されている。マーカー１４０１、マーカー１４０２、マーカー１４０３は、それぞれ同一形状のマーカーであるが、異なる位置に配置されている。

図１４（ｂ）は、マーカーを増やした場合のＸ線撮影画像を示す図である。

Ｘ線撮影画像１４０４には、マーカー１４０１、マーカー１４０２、マーカー１４０３に対応する、画像マーカー１４０５、画像マーカー１４０６、画像マーカー１４０７が撮像されている。

図１４（ｃ）は、被写体腕部１３０１にＸ線撮影画像１４０４を投影した状態を示す図である。図１４（ｃ）では、被写体１３０１と投影されたＸ線撮影画像１４０４に位置ずれが生じている。

図１４（ｄ）は、図１４（ｃ）のマーカーの位置ずれを抽象化したものである。図１４（ｄ）に示すように、マーカー１４０１とマーカー１４０２とマーカー１４０３による三角形を作ることが出来る。また、画像マーカー１４０５と画像マーカー１４０６と画像マーカー１４０７とによる三角形を作ることが出来る。よって、図１４（ｃ）におけるマーカーの位置ずれは、図１４（ｄ）における三角形のずれとみなすことが出来る。よって、図１４のように、複数のマーカーを配置する場合は、ステップ１２０８では三角形などの多角形のずれを検出してもよい。複数のマーカーを用いることによって、位置ずれの検出精度を向上させることが出来る。

第一の実施形態におけるＸ線撮影画像投影装置の構成図である。 第一の実施形態におけるＸ線撮影部周辺の詳細な構成を示す図である。 第一の実施形態におけるＸ線撮影部周辺の詳細な構成を示す図である。 第一の実施形態における処理フローを示す図である。 第二の実施形態におけるＸ線撮影部周辺の詳細な構成を示す図である。 第二の実施形態におけるＸ線投影画像の補正処理の処理フローを示す図である。 第二の実施形態における駆動処理の処理フローを示す図である。 Ｘ線発生器から発生するＸ線を示す図である。 第三の実施形態におけるＸ線撮影画像投影装置を示す図である。 第三の実施形態におけるＸ線撮影部の詳細な構成を示す図である。 第三の実施形態におけるテレビカメラとハーフミラーの配置を変更した変更例を示す図である。 第三の実施形態における処理フローを示す図である。 第三の実施形態における被写体腕部とマーカーとの関係を示す図である。 第三の実施形態において複数のマーカーを配置した場合を示す図である。

Claims (7)

1. 放射線を透過し、可視光を反射させるハーフミラーと、
   前記ハーフミラーを介して、被写体に放射線を照射する放射線発生手段と、
   前記放射線発生手段から照射された放射線を検出する放射線検出手段と、
   前記放射線検出手段が検出した放射線から、前記被写体の放射線画像を取得する
   画像取得手段と、
   前記放射線画像を、前記ハーフミラーを介して可視光で前記被写体に投影する投影手段と、
   前記被写体の位置を取得する位置取得手段と、
   前記被写体の位置に基づき、前記被写体に対する前記投影手段の位置ずれを補正するように、前記投影手段と前記放射線検出手段との少なくともいずれか一つを駆動させる駆動手段と、を有することを特徴とする放射線画像投影装置。
2. 前記被写体の位置に基づき、前記被写体に可視光で投影される前記放射線画像を補正する画像補正手段を有することを特徴とする請求項１に記載の放射線画像投影装置。
3. 前記被写体の特徴部分を検出する特徴検出手段を有し、
   前記位置取得手段は、前記検出した特徴部分に基づき、前記被写体の位置を取得することを特徴とする請求項１もしくは２のいずれかに記載の放射線画像投影装置。
4. 前記特徴検出手段は、前記被写体の複数の特徴部分を検出し、
   前記位置取得手段は、前記複数の特徴部分により形成される形状に基づき、前記被写体の位置を取得することを特徴とする請求項３に記載の放射線画像投影装置。
5. 前記投影手段は、前記放射線発生手段の位置から前記放射線画像を投影した場合と同じ投影を行うことが出来る位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像投影装置。
6. 前記放射線発生手段の放射線の発生に応じて、可視光を照射する可視光照射手段を有し、
   前記投影手段が前記放射線画像を可視光で照射しているときは、前記投影手段もしくは可視光照射手段の少なくともいずれか一つの可視光の照射を制限することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の放射線画像投影装置。
7. 放射線を透過し、可視光を反射させるハーフミラーと、
   前記ハーフミラーを介して、被写体に放射線を照射する放射線発生手段と、
   前記放射線発生手段から照射された放射線を検出する放射線検出手段と、
   前記放射線画像を、前記ハーフミラーを介して可視光で前記被写体に投影する投影手段と、を有する放射線画像投影装置の画像投影方法であって、
   画像取得手段が、前記放射線検出手段が検出した放射線から、前記被写体の放射線画像を取得する画像取得工程と、
   位置取得手段が、前記被写体の位置を取得する位置取得工程と、
   駆動手段が、前記被写体の位置に基づき、前記被写体に対する前記投影手段の位置ずれを補正するように、前記投影手段と前記放射線検出手段との少なくともいずれか一つを駆動させる駆動工程と、を有することを特徴とする放射線画像投影方法。

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